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sexta-feira, 9 de agosto de 2013

O Último Teorema de Fermat

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        ‘’ Eu descobri uma demonstração maravilhosa, mas a margem deste papel é muito estreita para conte-la’’  Pierre de Fermat

Pierre de Fermat trabalhava como conselheiro e em seu tempo livre dedicava-se à Matemática. Fermat ficou conhecido como o "Príncipe dos Amadores" por ter descoberto as leis da probabilidade, os fundamentos do cálculo diferencial e elegantes e difíceis teoremas sobre números inteiros.
O último teorema de Fermat tem suas origens na Grécia antiga, mas só atingira sua maturidade no século XVII quando o matemático francês Pierre de Fermat o colocara como um desafio para o resto do mundo. Essa anotação acima que foi feita por Pierre Fermat no livro Arithmética de Diófanes em 1637 mudaria a história da matemática. O último teorema de Fermat confundiu as maiores mentes do mundo durante 358 anos tornou-se o santo graal da matemática.
Um teorema simples que até uma criança poderia entender seu enunciado – ‘’ provar que não existe solução em números inteiros positivos para a seguinte equação: xⁿ + yⁿ = zⁿ com para n maior do que 2.
Várias pessoas tentaram demonstrar esse problema aparentemente simples mais não conseguiram, até que surgiu um professor de Princeton, Andrew Wiles, que sonhava em demonstrar o Último Teorema de Fermat desde que o vira pela primeira vez, ainda menino, na biblioteca de sua cidade. Com medo da sucessão de fracassos de seus antecessores, durante sete anos publicou artigos sobre outros assuntos, de modo a despistar os colegas, enquanto trabalhava em sua obsessão. Em 1993, passados 356 anos desde o desafio de Fermat, Wiles assombrou o mundo ao anunciar a demonstração. Mas sua luta ainda não tinha terminado. Um erro o fez voltar às pesquisas por mais quatorze meses, até que em 1995 ele ganhou as páginas de jornais do mundo inteiro e 50 mil libras da Fundação Wolfskehl.
Gerhard Frey descobriu e Kenneth Ribet demonstrou que a conjectura de Taniyama-Shimura implicava o Ultimo Teorema de Fermat. A conjectura de Taniyama-Shimura permitiu a Andrew realizar seu sonho de menino, empregando um esforço intelectual e uma determinação difíceis de acreditar como possíveis a um ser humano.

A grande maioria dos matemáticos acredita hoje que Fermat estava enganado: a prova utiliza ferramentas matemáticas bastante elaboradas da Teoria dos Números — abrangendo curvas elípticas, formas modulares e   representações galoisianas — as quais ainda não existiam na época em que viveu Fermat. Mais precisamente, Wiles provou um caso particular (para curvas ditas semi-estáveis) da Conjectura de Shimura-Taniyama-Weil, pois sabia-se já havia algum tempo que este caso implicava o teorema.

sábado, 22 de junho de 2013

Prova Matemática Vs Prova Cientifica

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Na matemática o conceito de prova é muito rigoroso e poderoso, pois a demonstração está no coração da matemática, isto é o que a distingue das outras ciências. A diferença entre a prova matemática e a prova cientifica e ao mesmo tempo sutil e profunda.
A demonstração matemática começa com uma série de axiomas, declarações que julgamos serem verdadeiras ou que são verdades evidentes. Então, através de argumentação lógica, passo a passo, é possível chegar a uma conclusão. Se os axiomas estiverem corretos e a lógica for impecável, então a conclusão será inegável. Esta conclusão é o que chamamos de teorema. Os teoremas matemáticos dependem deste processo lógico, e uma vez demonstrados eles serão considerados verdade até o final dos tempos.
A prova cientifica depende da observação e da percepção, ambas suscetíveis a erros, por isso uma teoria cientifica nunca pode ser provada do mesmo modo absoluto que um teorema matemático. Esta fraqueza na prova cientifica é o que proporciona as revoluções cientificas quando teoria que era considerado verdade é substituída por outra.
Concluímos que a prova cientifica é considerada verdadeira se existem evidencias, que geralmente são retiradas de experiências práticas sujeitas a falhas, mas suficiente para apoia-las. Já a prova matemática não depende de evidencias pois são construídas a partir de logicas infalíveis.
Veja agora um exemplo do uso da prova matemática e da prova cientifica em um mesmo caso.


O problema do tabuleiro de Xadrez mutilado


Temos um tabuleiro de xadrez onde os lados opostos foram retirados de modo que restam apenas 62 quadrados. Agora pegamos 31 dominós feitos de modo que cada dominó cobre exatamente 2 quadrados. A pergunta é: será possível dispor os 31 dominós de modo que eles cubram todos os 62 quadrados do tabuleiro?
Agora vamos responder com uma abordagem cientifica e com uma abordagem matemática para que possamos observar a diferença entre as duas.

Abordagem cientifica:
O cientista tentará resolver o problema através da experimentação e depois de tentar muitos arranjos vai descobrir que todos fracassam. Por fim, o cientista chegará à conclusão de que existem evidências suficientes de que o tabuleiro não pode ser coberto.
Contudo, o cientista jamais terá certeza de que isto é verdade, porque pode existir algum arranjo ainda não testado que resolverá o problema. Existem milhões de arranjos diferentes e só é possível explorar uma pequena fração deles.
A conclusão de que a tarefa é impossível é uma teoria baseada na experimentação, mas o cientista terá que viver com a hipótese de que um dia sua teoria poderá ser derrubada.

Abordagem matemática:
Os cantos extremos, retirados do tabuleiro de xadrez, eram quadrados brancos. Portanto agora existem 32 quadrados pretos e somente 30 quadrados brancos.
Cada dominó cobre dois quadrados vizinhos, e os quadrados vizinhos são sempre de cores diferentes, ou seja, um branco e um preto.
Portanto, não importa como coloquemos os dominós sobre o tabuleiro, os primeiros 30 dominós deverão cobrir 30 quadrados pretos e 30 quadrados brancos.
Em consequência disso, ficaremos sempre com um dominó e dois quadrados pretos restantes.
Mas lembrem-se, todos os dominós cobrem dois quadrados vizinhos, e quadrados vizinhos são de cores opostas. Se os quadrados remanescentes são da mesma cor, eles não podem ser cobertos pelo dominó que restou.
Portanto, é impossível cobrir o tabuleiro com os dominós!

Ou seja, o matemático resolve o problema desenvolvendo os argumentos lógicos disponíveis e produziu uma conclusão que será incontestavelmente correta e permanecerá assim para sempre.


FONTE: SINGH, S., O Último Teorema de Fermat. Editora Record, 1998.

quinta-feira, 13 de junho de 2013

A conjectura de Beal

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Essa é uma conjectura que foi proposta por Andrew Beal em 1993, um banqueiro de Dallas (Texas) e matemático nas horas vagas que ofereceu uma recompensa de um milhão de dólares a quem conseguir resolver ou dar um contraexemplo para sua conjectura.
O enunciado da Conjectura de Beal é o seguinte:


A conjectura de Beal é uma generalização do Último Teorema de Fermat, já que este último afirma que não existe nenhum conjunto de inteiros positivos x, y, z e n com n maior que 2 que satisfaçae que após ter sido objeto de fervorosas pesquisas durante mais de 300 anos, ele foi finalmente demonstrado em 1994 pelo matemático britânico Andrew Wiles.
Para reclamar o prémio, é necessário apresentar prova ou contraexemplo para comitê da conjectura, composto por Charles Fefferman, Ron Graham e R. Daniel Mauldin. Além disso, a possível demonstração deve ter aparecido em uma publicação de prestígio matemática e deve ser aceita pela comunidade matemática, e os possíveis contraexemplos terem sido verificados.

segunda-feira, 10 de junho de 2013

Tales e Pitágoras + Pentalfa (Baixar)

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O Pentalfa faz parte do primeiro livro da coleção jogos coma história: Dez matemáticos, dez quebra-cabeças, dez livros de bolso. Juntamente com a história de Teles e Pitágoras que são os primeiros indivíduos reconhecidos como matemáticos, a quem se atribui a paternidade de vários teoremas.
Tales nasceu em Mileto, na Ásia Menor. Acredita-se que, nas suas viagens, aprendeu Geometria com os egípcios e Astronomia com os babilónios. Todos aprendemos na escola o célebre Teorema de Tales, que diz respeito a uma proporcionalidade de comprimentos de segmentos, quando duas retas concorrentes são cortadas por duas retas paralelas.
Enquanto Tales estabeleceu alguns resultados basilares da Geometria, Pitágoras e os seus seguidores distinguiram-se mais no estudo dos números.
Pouco se sabe sobre a vida de Pitágoras. Contudo, acredita-se que nasceu por volta de 580 a.C. em Samos, uma ilha no mar Egeu. Após ter viajado, nomeadamente pelo Egito, regressou à sua terra natal e fundou uma escola. Os pitagóricos concentravam-se sobre quatro temas: a Aritmética, a Música, a Geometria e a Astronomia.
O Pentalfa é um puzzle para uma pessoa só e tem como objetivo a colocação de nove peças nas dez interseções de um pentagrama. As nove peças são colocadas à vez e devem obedecer às seguintes regras:
• Cada peça deve ir ao encontro de dois pontos, sendo o segundo, o seu destino final;
• Os dois pontos registados têm de estar alinhados e intercalados por um outro ponto;
• Apenas os pontos que são alcançados têm de estar livres. O ponto que está no meio dos dois pode, ou não, estar

Isso tudo e ainda mais estão presentes nesse PDF abaixo.

 MAIS INFORMAÇÕES POR E-MAIL


domingo, 21 de outubro de 2012

Equações de Navier-Stokes

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Muitas leis importantes nas ciências físicas podem ser formuladas em termos de equações diferenciais parciais. Exemplos destes são a equação do calor, a equação da onda, e a equação de Laplace. As equações de Navier-Stokes formam um sistema de equações diferencias parciais não lineares que apresenta problemas complexos, o que as torna bem relevantes do ponto de vista matemático. Esse é mais um desafio, que vale o prêmio 1 milhão de dólares, lançado pelo ClayMathematics Institute no ano de 2000
Assim como Newton, o engenheiro e físico Claude Louis Navier (1785-1836) e o físico e matemático George Stokes (1819-1903), tentaram compreender o movimento de fluidos. As ferramentas matemáticas que foram desenvolvidas após Newton, mais progresso poderia ser feito. As mais complexas equações de Navier-Stokes também se aplicam aos fluidos newtonianos mas carregam a modelagem a um nível mais detalhado.
O modelo de Navier-Stokes

sexta-feira, 12 de outubro de 2012

Jogar com a Matemática Dos Gênios

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Coleção jogos com a historia: Dez matemáticos, dez quebra-cabeças, dez livros de bolso.
Cada livro contém informação sobre a vida e obra de um dos maiores matemáticos da humanidade, bem como a descrição e análise de um puzzle ( quebra-cabeça ), que é reproduzido em madeira e faz parte desta coleção.

Veremos que Arquimedes inventou um puzzle diabólico há mais de dois mil anos (Stomachion) ou que o Pentagrama, tão respeitado pelos pitagóricos, também era um jogo de tabuleiro. E ficaremos a saber que Conway desenvolveu uma teoria de jogos, que em África se pratica um complexo jogo aritmético há séculos e que o grande filósofo e matemático Leibniz promovia os jogos de tabuleiro asiáticos. Ou ainda que a teoria dos fractais de Mandelbrot está associada também a puzzles, como as Torres de Hanói, que o popular jogo dos 15 é um exercício de Teoria de Grupos e que Euler, há 300 anos, já estudava o percursor do Sudoku. E para além de falarmos sobre alguns dos jogos que os árabes introduziram na Europa há mais de mil anos.
Divirta-se e aprenda matemática com os jogos que desvendam o raciocínio de alguns dos maiores génios da História.

10 livros, 10 matemáticos, 10 puzzles para aprender e divertir-se:



John Conway + Ouri

Leibniz + GO 9x9

Mandelbrot + Torres de Hanói

Arquimedes + Stomachion

Pacioli + Anéis Chineses

Galois + Puzzle 15

Al-Karizmi + Alquerque

Euler + Hexágono Mágico


Em outras postagens irei falar um pouco sobre cada um dos 10 jogos e do seus criadores. E deixar os livros em PDF para serem baixado por todos.


domingo, 8 de julho de 2012

P = NP ? valendo 1 milhão de dólares

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Há anos as maiores cabeças pensantes do mundo tentam descobrir se a equação P = NP é verdadeira ou falsa. O Clay Mathematics Institute oferece 1 milhão de dólares de recompensa para quem fizer uma prova formal que P = NP ou que P ≠ NP.

Para começar, o que significa P e NP? Essas são duas categorias de problemas. A categoria tipo P é quando existe um procedimento simples para encontrar a solução de um problema, já a NP é  um para o qual é muito mais fácil checar se uma proposta de solução é correta do que construir uma solução a partir do zero. Ou seja, Os problemas P possuem uma sequencia de passos para se obter uma resposta rápida e direta do problema enquanto que os problemas NP analisam cada uma das respostas possíveis, testando uma por uma, até encontrar a solução certa.
Exemplos de Problemas NP: Caixeiro Viajante,  e o problema da mochila; e os exemplos de Problemas P: Sistemas Lineares, equações, e determinantes de matrizes.

Parece simples? Eis a descrição do Instituto Clay: “Suponha que você esteja organizando um evento para 400 pessoas numa universidade e que, nas instalações universitárias, só haja acomodação para 100. Para complicar as coisas, o reitor forneceu uma lista de pares de pessoas incompatíveis, que sempre brigam, e exigiu que, na escolha final, nenhum desses pares aparecesse”. Aí está um problema que mesmo os supercomputadores mais poderosos não conseguem resolver. Se você tem em mãos uma lista de 100 possíveis convidados, conseguirá constatar se ela satisfaz ou não às condições do reitor. Mas produzir tal lista do nada é uma tarefa hercúlea. Na verdade, o número de possibilidades a testar é maior que o número de átomos no universo. Esse é apenas um dos muitos problemas em ciência da computação que apresentam a mesma característica. Dada uma resposta, é possível verificar se ela é falsa ou verdadeira. Mas encontrar uma resposta a partir do zero torna-se impraticável.

Se o desafio P vs NP terminar provando que P = NP, os computadores poderão resolver um monte de problemas complexos, passando por desdobramento de proteínas e fatoramento de números enormes, o que tem várias implicações no setor de criptografia  aplicada aos serviços militares e às transações comerciais e financeiras via Internet, genética e até logística de distribuição de produtos, entre outros.

sexta-feira, 8 de junho de 2012

A Hipótese de Riemann

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A hipótese de Riemann sobre os números primos é de tal importância que tem intrigado os matemáticos há mais de 150 anos. A hipótese é um dos poucos problemas não resolvidos do programa de Hilbert e foi colocado como problema número 1 de Smale. É tão difícil que em 2000 o Clay Mathematics Institute ofereceu um prêmio de 1 milhão de dólares a quem prová-lo.
O alemão Georg Bernhard Riemmann (1826-1866) acreditava ter descoberto uma fórmula para descrever a distribuição dos primos. Essa fórmula já foi testada para o primeiro 1,5 bilhão de números e está correta. Mas isso é bem diferente de provar que ela é verdadeira para todos. As tentativas de confirmar a hipótese de Riemann já geraram uma quantidade descomunal de matemática. Os mais ousados lançaram mão até de conexões da matemática com a realidade física. Em 1972, o físico americano Freeman Dyson percebeu uma estranha coincidência entre a fórmula de Riemann para os primos e outra fórmula que os cientistas usavam para descrever alguns sistemas da física regidos pela teoria do caos (um exemplo desses sistemas caóticos é a atmosfera terrestre, em que o bater de asas de uma borboleta no Pacífico pode gerar um furacão do outro lado do globo). Essa abordagem física ainda não conseguiu provar a hipótese de Riemann, mas, se conseguir, estará provado também que a sequência de números primos, mais que uma mera abstração matemática, é uma das leis fundamentais que regem o Universo. 
Se alguém soubesse descrever uma regra capaz de dizer quantos primos existem até um certo número, isso poderia ter consequências que vão da segurança de computadores até as teorias sobre a origem do Universo.
Para mais informações baixe o arquivo logo abaixo, esta no formato PDF (compactado), formato em que pode imprimir e ler com calma. São eles: ‘’A hipótese de Riemann — 150 anos por José Carlos Santos’’ e ‘’A Hipótese de Riemann: Um Problema de um Milhão de Dólares por Paulo Sergio C. Lino’’


1 Mb/ Escolha o servidor:

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domingo, 29 de abril de 2012

Quer ser Milionário: Problemas valendo US$ 1 milhão

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O Clay Mathematics Institute lançou, no ano 2000, um desafio: 7 problemas cada um valendo o prêmio de US$ 1 milhão. Ao todo, foram 7 milhões destinados aos matemáticos que se atreveram a solucionar os teoremas e questões propostos pela entidade.

Apresentados no Collège de France, em Paris, onde quase cem anos antes o matemático alemão David Hilbert havia feito semelhante proposta, questionando seus colegas com 23 casos insolúveis, os sete problemas desafiam a matemática contemporânea. Dos sete, apenas um já foi solucionado e, como prometido, o prêmio foi amplamente anunciado. O ganhador, no entanto, recusou-se a recebê-lo.
 Conheça os sete problemas mais difíceis da matemática no século 21:

  1.  Hipótese dePoincaré - resolvido em 2010

  2.  Hipótese de Riemann

  3. P = NP

  4. Equações de Navier-Stokes

  5.  Conjectura de Hodge

  6.  Teoria de Yang-Mills

  7. Conjectura de Birch e Swinnerton-Dyer


Em outras postagens irei falar um pouco sobre cada um dos 7 problemas.

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