Tópicos Adicionais

Esta parte contempla assuntos interessantes que não costumam ser abordados no ensino fundamental ou médio.

Indução Matemática

Pré-requisitos
Noções de lógica matemática.
Manipulações algébricas em geral.


Onde Encontrar
Descrição
Indução matemática é uma técnica geralmente usada para demonstrar uma afirmação sobre todos os números naturais. O método consiste em dois passos. O primeiro passo, conhecido como base de indução, consiste em provar a afirmação para o primeiro número natural. O segundo passo, conhecido como passo indutivo, consiste em provar que a veracidade da afirmação para um número natural qualquer implica a veracidade da afirmação para o próximo número natural.

Números Naturais – Representação, Operações e Divisibilidade

Pré-requisitos
Não há.


Descrição
As aulas deste módulo foram originalmente gravadas tendo como foco o Programa de Iniciação Científica Jr. da OBMEP. Nestas aulas, além de discutir o sistema decimal de representação dos Números Naturais, revisitamos e aprofundamos as noções de múltiplos e divisores, Números Primos (provamos aqui que existem infinitos deles), Mínimo Múltiplo Comum e Máximo Divisor Comum. Aqui, aproveitamos para dar mais ênfase, por exemplo, ao Algoritmo de Euclides, que tem papel importante no estudo das Equações Diofantinas, as quais serão abordadas em outro módulo.

Sistemas de Numeração e Paridade

Pré-requisitos
Não há.


Descrição
Na primeira parte deste módulo discutimos o sistema de representação posicional em base 10 e também em outras bases. Observar a paridade de um número natural é, simplesmente, observar se este número é par ou ímpar. Veremos na segunda parte deste módulo que, apesar de muito simples, este conceito permite resolver diversos problemas que a princípio podem parecer muito difíceis. Neste contexto, “resolver um problema” geralmente significa “demonstrar que o problema não tem solução”.

Algoritmo de Euclides Estendido, Relação de Bézout e Equações Diofantinas

Pré-requisitos
Números Naturais – Representação, Operações e Divisibilidade.


Onde Encontrar
Descrição
O principal objetivo deste módulo é desenvolver um método para estudar as chamadas Equações Diofantinas Lineares, que são equações da forma [tex]ax+by=c[/tex], onde: [tex]a[/tex], [tex]b[/tex] e [tex]c[/tex] são números inteiros conhecidos; [tex]x[/tex] e [tex]y[/tex] são as incógnitas, para as quais somente são permitidos valores inteiros. Para isto precisaremos aprofundar nosso estudo sobre Máximo Divisor Comum. Veremos que, dados dois inteiros [tex]a[/tex] e [tex]b[/tex], uma extensão do Algoritmo de Euclides permite encontrar inteiros [tex]m[/tex] e [tex]n[/tex] tais que [tex]an+bm=\text{mdc}(a,b)[/tex]. Esta é a chamada Relação de Bézout, da qual podemos concluir vários fatos envolvendo divisibilidade.

Aritmética dos Restos

Pré-requisitos
Números Naturais – Representação, Operações e Divisibilidade.
Algoritmo de Euclides estendido, Relação de Bézout e Equações Diofantinas.


Onde Encontrar
Descrição
Você consegue pensar em alguma situação de seu cotidiano em que a igualdade 7 + 6 = 1 faz algum sentido? Neste módulo apresentaremos a Aritmética Modular: a aritmética que lida com os restos das divisões por um determinado número. Veremos que operar com os restos da divisão permite resolver problemas muito interessantes.

Teorema Chinês do Resto

Pré-requisitos
Aritmética dos Restos.


Onde Encontrar
Descrição
Neste módulo desenvolvemos uma ferramenta útil no estudo de sistemas lineares de congruências. O Teorema Chinês do Resto determina um número [tex]n[/tex] que, ao ser dividido por determinados números [tex]m_1, m_2, \ldots, m_k[/tex] deixa determinados restos [tex]a_1, a_2, \ldots, a_k[/tex], respectivamente. Neste módulo usamos conhecimentos explorados, anteriormente, no módulo “'Aritmética dos Restos'”.

Métodos de Contagem e Probabilidade - PIC

Pré-requisitos
Não há.


Descrição
As aulas desse módulo foram originalmente gravadas tendo como foco o Programa de Iniciação Científica Jr. (PIC) da OBMEP. As aulas abordam métodos básicos de contagem, um assunto instigante que não se baseia na aplicação de fórmulas prontas. Não há pré-requisitos. O tema é acessível aos alunos do Ensino Fundamental.

Desigualdades

Pré-requisitos
Noções de lógica matemática.
Familiaridade com manipulações algébricas.


Descrição
Desigualdade é um conceito fundamental em Matemática; como nem tudo pode ser calculado de maneira exata, é útil saber controlar quão grande determinada quantidade pode ser. Neste módulo introduzimos algumas das desigualdades mais importantes, em nível elementar. Apresentamos as demonstrações de cada desigualdade, assim como aplicações a problemas e como interpretá-las relacionando-as com problemas do mundo real, como comparar tipos de taxas de juros e encontrar soluções otimizadas.

Criptografia RSA

Pré-requisitos
Aritmética dos Restos
Teorema Chinês do Resto


Onde Encontrar
Descrição
A criptografia estuda os métodos para codificar uma mensagem de modo que só seu destinatário legítimo consiga interpretá-la. Neste módulo vemos como propriedades dos números inteiros são aplicadas em um sistema de criptografia específico, o chamado RSA, que é o mais usado em uma grande variedade de transações que são feitas de maneira eletrônica. O sistema RSA baseia-se no fato de que, embora seja fácil encontrar dois números primos de grandes dimensões (por exemplo, 100 dígitos), conseguir fatorar o produto destes tais dois números é considerado computacionalmente complexo.

Construções Geométricas com Régua e Compasso

Descrição
Aqui abordamos construções geométricas usando apenas régua (não graduada) e compasso. Iniciamos com construções elementares, como a mediatriz de um segmento e a bissetriz de um ângulo, que servem de base para outras construções mais elaboradas. Mais importante do que o desenho em si é a justificativa de por que as construções estão corretas. Para isto usamos conhecimentos de Geometria Plana desenvolvidos nos módulos anteriores.

Introdução à Teoria dos Grafos

Pré-requisitos
Não há.


Descrição
O que há em comum entre pontes conectando diferentes regiões de uma cidade, redes de computadores, a malha rodoviária de um país e as relações de amizade entre todas as pessoas do planeta? Apesar de os exemplos acima tratarem de assuntos a princípio nem um pouco relacionados, todos eles tratam de objetos (regiões, computadores, cidades, pessoas) e as conexões entre eles (pontes, fios, cidades, amizades). Se abstrairmos a origem do problema e nos concentrarmos apenas nos objetos e em suas relações, obteremos um grafo. Neste módulo, veremos muitos exemplos de problemas que podem ser representados através de um grafo e aprenderemos propriedades que nos ajudarão a entender melhor estas conexões e suas propriedades.

Recorrências

Pré-requisitos
Progressões aritméticas e geométricas e a soma de seus termos.
Familiaridade com manipulações algébricas (todas as aulas).
Equações de segundo grau e sistemas lineares simples (3 aulas finais).


Onde Encontrar
Descrição
Sequências aparecem frequentemente em Matemática. Há a sequência dos números naturais, a dos números ímpares, a dos números primos (infinitas!) e outras. Saber descrever bem uma sequência e compreender sua lei de formação é essencial para responder alguns problemas. Uma forma interessante de expressar uma sequência é através de uma recorrência, isto é, expressar o próximo termo da sequência como uma função dos termos anteriores. Neste módulo aprenderemos, através de muitos exemplos, como encontrar recorrências e, em alguns casos especiais, como deduzir uma fórmula fechada para o n-ésimo, termo de uma sequência a partir de uma fórmula de recorrência. Por exemplo, para a famosa sequência de Fibonacci.

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