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segunda-feira, 19 de janeiro de 2009

Zero é número par? - Pares, impares e neutros.

Esses dias algumas pessoas me questionaram quanto a paridade do zero dizendo para provar que ele é par. Bem, é uma questão no minimo legal. Então colocarei aqui vários ambitos de análise e o resultado obtido em cada um deles.

Definição de Par e Ímpar
Par
n = 2k
Impar
n = 2k + 1
Tal que n, k є I.
Então, caso fosse impar:
0 = 2k + 1
k = - 1/2 (absurdo)
Logo, k é par:
0 = 2k
k = 0

Propriedade da Soma
A soma de números iguais, em módulo, é sempre par.
par1 + par2 = par
I) -2k - 2k = 2(-2k) = 2n
II) 2k + 2k = 4k = 2(2k) = 2n
III) 2k - 2k = 2(k - k) = 2(0) = 2n = 0
impar1 + impar2 = par
I) -2k - 1 - 2k - 1 = -4k - 2 = 2(-2k - 1) = 2n
II) 2k + 1 + 2k + 1 = 4k + 2 = 2(2k + 1) = 2n
III) 2k + 1 - 2k - 1 = 2(k - k) = 2(0) = 2n = 0
Não existe uma soma de resultado impar que se resulte em zero.

Divisibilidade
Uma definição também para par é que o número é divisivel por 2.
Pois n = 2k, logo n/2 = k
0 = 2.0
0/2 = 1.0 = 0
ou seja:
0/2 = 2.Inteiro + zero de resto

- Caso fosse impar isso se resulta em absurdo.
n = 2k + 1
0/2 = 2. Inteiro + 1 de resto
0 = 4.k + 2
4k = -2
k = -1/2 (absurdo)

A Soma de 2 Números Pares
Como já visto, a soma de dois números pares é sempre par.
E a soma de dois números impares é sempre par também.
2 números pares
0 + 2k = 2k
0 + 8 = 8
2 números impares
0 + 2k + 1 = 2k + 1
0 + 1 = 1
(logo é uma soma de um par com um impar)
- aqui também fica a questão da propriedade do elemento neutro das aditivas.
- consequencia dessa propriedade, multriplicação de pares por impares se resulta em par.

Multiplicação Par x Impar
2k.(2y + 1) = 4ky + 2 = 2(ky + 1) = 2n
Logo,
0.impar ou 0.par = par

Pares Perfeitos
Números pares são números que correspondem a uma associação igual entre dois números sem ter resto.
Ou seja, podemos representar da seguinte forma:
7 = / / / / / / /
Pegando seus pares e os removendo, ou seja, dividindo por 2. Temos traço sem par, ou seja, houve o resto de 1.
4= / / / /
Assim, se tem 2 pares e com resto zero.
0 = ?
Aí entra um problema, pois não há pares em zero; porém o resto é zero. Mas não há o par.
Logo, nessa definição zero não é par. Ou seja, quando se tem o número associado como quantidade o zero é puramente neutro e não adquire propriedade como par, nem impar.

Confusão de Conceitos
Talvez a grande questão que leva a confusão seja um problema quanto alguns conceitos quanto as caracteristicas de um número.

Característica 1:
Conjunto
Um número pode ser Racional ou Irracional, num dominio Real.
Característica 2: Primaridade
Número primo são os números que apenas são divisiveis por 1 e por ele mesmo. Até hoje não se encontrou uma equação ou formulação certa para isso.
Quanto a isso, os números são classificados como primo ou não-primo.
Característica 3: Opostos/Inversos e Neutros
Neutro = associação de opostos ou inversos
0 = 1 + (-1)
0 = 4 + (-4)
1 = 2^0 = 2/2 = 1 = 2.(1/2)
1 = 7^0 = 7/7 = 1 = 7.(1/7)
Característica 4: Pariedade
Números divisiveis por 2 são pares.
Ou seja, um número pode possuir uma ou mais caracteristicas. E não se pode dizer assim, se ele tem a caracteristica de neutro então não pode possuir outra. Caso fosse assim. Se o (-2) é oposto de 2, então não podemos dizer que ele é par?

Quocientes, númeradores e restos
Vamos pensar no 4,4 no 2,2 e no 1,1. Eles são pares?
No conjunto dos racionais são, no dos inteiros não?
4,4 : 2 = 2,2 + 0
Ou seja, resto 0? Não. Pois 4,4 / 2 = 2 + 0,2
2,2 / 2 = 1,1 + 0
É assim? Ou é 2,2 / 2 = 1 + 0,1 ?
1,1 / 2 = 0,55

Um dos problemas é que muitos esquecem que decimais são frações, não é um resto zero. Ou então, associam qualquer número com finais (a última casa à direita) 0, 2, 4, 6 e 8 como sendo par. Em geral, são alguns vicios de se trabalhar com tais algarismos pares, de modo a identificar o número como par devido a isso. E com isso, é comum olhar números pares com final zero, como 10, 50, 100, e, devido a isso, considerarem o zero como sendo um número par. Sim, se pode dizer que quando o ultimo algarismo do número for par, o número é par; mas afirmar que devido a isso o zero é par; é esquecer da propriedade do que define um número sendo par. Porém, esquecem de uma propriedade de dizima periódica: Qualquer número racional tem dizima periódica.
Tanto o 3 quanto o 3,3 quanto o 3,33...

3 = 3,0000000000000000000... (dizima em zero)
3,3 = 3,3000000000000000000... (dizima em zero)
3,33.... = 3,3333333333333333333... (dizima em 3)

- Algum deles é par? E os seguintes?

2 = 2,0000000000000000000... (dizima em zero)
2,2 = 2,2222222222222222222222... (dizima em dois)
2,22222222222222 = 2,222222222222220000000... (dizima em zero)

Pois muitas vezes se faz uma confusão quanto a diferenciar o que é parte inteira e parte decimal. Exemplos:

2,2 = (2 + 0,2) = 2 + 2.10^(-1) = 2 + 2/10

Tem a parte inteira e a parte decimal. A parte inteira pode ser classificada se é par ou impar. A parte decimal não, nela, apenas podemos dizer qual algarismo é par ou impar.

0,5 é par?
e
1/2 é par?
e
5/10?
10/20?
40/80?

Percebeu qual é realmente o significado de número inteiro e de resto zero? O que se deve levar conta para considerar o zero como par?

A Régua
Por fim, um exemplo simples. Numa reta, os pontos representam sua posição no espaço. Quanto as casas dos centimetros. Sempre segue uma ordem par, impar, par, impar... contatos a partir de uma referência. A regua começa normalmente com 0, 1, 2, 3, 4, ... (par, impar, par, impar...). Apenas no 1 se tem a unidade. Logo toda unidade tem tamanho 1. Como é impar, é uma associação de um par com um impar: par - impar = 1
1 - 0 = 1
2 - 1 = 1
3 - 2 = 1
Agora mude a régua. Arraste de modo que a régrua seja: -1, 0, 1, 2, 3, ... (e aí mudou alguma coisa?) Não, a propriedade continuou igual. Note que a ordem contiuna: (impar, par, impar, par...) É o algarismo que representa se é par ou imparO ponto zero representa a unidade 1. Ou seja, continua a mesma história, do tamanho, do módulo:
0 - (-1) = 1
par - impar = impar
1 - 0 = 1

Questões para ficar careca
1) Pense no 0,999... (dizima em 9) e no seu oposto. Ambos são zero, certo? E tais, são pares ou impares?
2) Entre dois números irracionais sempre há um racional? E entre dois racionais, sempre há um irracional?
3) No conjunto dos Reais, qual é os números (infinitamente) a direita e a esqueda de zero, são pares ou impares? Racionais ou irracionais? O zero pode ser um irracional?
4) Na fatoração. Porque não se faz: 5.4.3.2.1.0! ? Sem levar em conta, a primeira vista, que qualquer fatorial seria igual a zero.
5) Por que ocultam-se os zeros do Triangulo Aritmético (de Pascal)?
6) Demonstre o absurdo de se dizer que algum número é divisivel por zero. E que 0^0 = 1.
7) Dê o conjunto solução de "par" dividido por "par". E - sabendo o que é par e impar - pode-se dizer que toda fração racional não-par é impar?

quinta-feira, 13 de novembro de 2008

Teorema de Taylor - Demonstração

O leitor pediu então aqui estou colocando uma demonstração do Teorema de Taylor. Contudo, está extremamente formal, é preciso ler com bastante atenção e concentração cada passo e o que cada detalhe significa. Pois, devido a ser algo complexo, e a correria do dia-dia, não tive muito tempo para analisar e explicar de forma bem didática e simples, para um público não acostumado com a linguagem matemática. Talvez outro dia eu faça. Pois de fato, só de digitar todo esse texto em linguagem matemática já foi uma trabalheira. Mas espero que possam apreciar essa demonstração, dar sugestões, criticas. Ele é baseado na demonstração que o professor PhD Luis Fishman me dera em Cálculo 2, no IME-USP.


Demonstração


condições
f e g tem D e Im reais. Quando x --> f(x) sendo que x pertence aos reais.
p, j e n são constantes.
p є D --> vizinhança de p.
f e g têm contato de grau n em p. De modo que:




Agora, caindo, encontrando o Polinômio de Taylor temos:








Conforme quis demonstrar. - c.q.d.



Veja também: Série de Taylor


_______
Nota: Aqui apenas visei provar, demonstrar o Teorema de Taylor, de forma genérica. Há diversas outras propriedades conseqüentes, algumas, muito importantes e interessantes, como calcular o Erro, de modo a ter uma precisão calculada que lhe satisfaça as exigências, entre outros. Mas isso fica para uma outra ocasião.

quinta-feira, 16 de outubro de 2008

Regra da Cadeia - Demonstração

Provando Regra da Cadeia para uma função de duas variáveis, nos reais.

Teorema:

Se é diferenciável em t0 , tal que pertence:




E f é diferenciávem em


Então


é diferenciável em t0 e


(Regra da Cadeia)


Prova:










(ver definição de vetor gradiente)

Agora...






Definido essas expressões (formando uma função composta: h(t)-h(t0). Então por definição de derivada, quero mostrar que:





Então, dividindo a expressão h(t)-h(t0) por t – t0, temos:













Provado

Obs.: O mesmo método pode ser utilizado para provar, ou demonstrar, a Regra da Cadeia para uma função em Rn, ou seja, de modo, a poder conter 3 ou mais variáveis. Apenas precisará fazer algumas adaptações.

Provando o Ponto Médio ou Mediana - GA

Provando por meio de Geometria Analitica (GA) algo, aparentemente, bem óbvio: Ponto Médio, ou Mediana, em R³.

Teorema: Seja A(x1, y1, z1) e B(x2, y2, z2), o ponto médio do segmento AB é dado por:




Prova / Demonstração:






Sendo o ponto M o vetor (a,b,c)

Logo, o segmento AM equivale a metade do AB, pois essa é a definição do ponto médio, ou mediana, entre dois pontos. Então:





Partindo para a Geometria Analítica temos, a seguinte expressão vetorial:




Logo: