COMO RESOLVER PROBLEMAS SEGUNDO GEORGE POLYA
A base para muita pesquisa em resolução de problemas matemáticos pode ser encontrada nos escritos de Polya. Procurando organizar um pouco o processo de resolução de problemas, o grande matemático George Polya o dividiu em quatro etapas, que resumimos abaixo. Antes de passarmos a elas, é muito importante enfatizar que Polya nunca pretendeu que sua divisão implicasse que resolver problemas fosse um procedimento a ser decorado nem que funcionasse como uma poção mágica.
A base para muita pesquisa em resolução de problemas matemáticos pode ser encontrada nos escritos de Polya. Procurando organizar um pouco o processo de resolução de problemas, o grande matemático George Polya o dividiu em quatro etapas, que resumimos abaixo. Antes de passarmos a elas, é muito importante enfatizar que Polya nunca pretendeu que sua divisão implicasse que resolver problemas fosse um procedimento a ser decorado nem que funcionasse como uma poção mágica.
ROTEIRO PARA
RESOLVER PROBLEMAS
1).- ENTENDA O
PROBLEMA:
Este
princípio é evidente, mas às vezes, por sermos apressados ou por pressas que
nos impõem de fora, colocamo-nos imediatamente a caminho. Quando lhe propuserem
um problema, assegure-se de que entende os dados, as incógnitas e as condições
que devem ser satisfeitas. Mesmo que ao princípio pareça melhor outro caminho,
você ganhará tempo. O objetivo aqui é manter em mente o ponto onde se quer chegar.
- Primeiro, você.tem de entender o problema.
- Qual é a incógnita? Quais são os dados? Quais são
as condições?
- É possível satisfazer as condições? Elas são
suficientes para determinar a incógnita? Ou são insuficientes? Ou
redundantes? Ou contraditórias?
- Faça uma figura. Outra se necessário. Introduza notação adequada.
- o Separe as condições em partes.
2). CONSTRUA UMA
ESTRATEGIA DE RESOLUÇÃO
Ache conexões entre
os dados e a incógnita. Talvez seja conveniente considerar problemas auxiliares
ou particulares, se uma conexão não for achada em tempo razoável. Use isso para
"bolar" um plano ou estratégia de resolução do problema. Nesta fase
do processo, você deve tentar reunir uma quantidade de possíveis modos de
atacar o problema. É preciso que surjam muitas idéias, mesmo que de início
possam parecer totalmente despropositadas. As idéias mais extravagantes podem
depois vir a ser as melhores. Vale a pena expandirmos um pouco esses conselhos:
- Você já encontrou este problema ou algum parecido?
- Você conhece um problema semelhante? Você conhece teoremas ou fórmulas que possam
ajudar?
- Olhe para a incógnita!
E tente achar um problema familiar e que tenha uma incógnita semelhante
- Aqui está um problema relacionado com o seu e que
você já sabe resolver. Você consegue aproveitá-lo? Você pode usar seu resultado? Ou seu método?
Deve-se introduzir algum elemento auxiliar de modo a viabilizar esses
objetivos?
- Você consegue enunciar o problema de uma outra
maneira?
- Se você não consegue resolver o problema dado,
tente resolver um problema parecido. Você consegue imaginar um caso
particular mais acessível? Um caso mais geral e mais acessível? Você
consegue resolver alguma parte do problema? Mantenha apenas parte das
condições do problema e observe o que ocorre com a incógnita, como ela
varia agora? Você consegue obter alguma coisa desde os dados? Você
consegue imaginar outros dados capazes de produzir a incógnita? Você
consegue alterar a incógnita ou os dados, ou ambos, de modo que a nova
incógnita e os novos dados fiquem mais próximos? Talvez o problema seja
complicado porque há muitos elementos. Por que você mesmo não o torna
mais fácil. Tente resolver um problema parecido com menos elementos.
Talvez com isso você tenha uma idéia para resolver o mais complicado. Começar
pelo fácil torna fácil o difícil.
- Você está levando em conta todos os dados? E todas
as condições?
- Faça um esquema. Muitas pessoas pensam melhor com
imagens do que com palavras, ou seja, o pensamento durante uma
investigação pode ser não-verbal, mas acompanhado de imagens sensoriais e
até mesmo motoras.
- Suponha que não ... Onde isto o leva? Este é o raciocínio a que se costuma chamar de
indireto ou por redução ao absurdo. São muitos os problemas que se podem
tratar assim. Você pretende demonstrar que uma situação se comporta de
determinada forma. Começa supondo que não se comporta assim e vai fazendo
deduções e raciocinando corretamente e a cadeia de raciocínios o leva a
uma conclusão contrária ao senso comum. Fica claro então que o seu ponto
de partida estava incorreto e fica assim demonstrado o resultado.
o
Suponha o problema
resolvido. Esta tática será especialmente útil
nos problemas em que tenha que construir alguma figura, algum elemento que
tenha de estar relacionado, de forma determinada pelas condições, com outros
que são dados. Imagine o problema resolvido. E construindo de forma aproximada,
a olho, como a coisa deve funcionar, terá oportunidade de explorar as relações
entre os elementos dados e os que procura. Finalmente, ao aproximá-los, pode
saltar a faísca que o faça ver claro como deve proceder a partir dos dados.
·
3).- EXECUTE A
ESTRATÉGIA
Frequentemente, esta é a etapa mais fácil do
processo de resolução de um problema. Contudo, a maioria dos principiantes
tendem a pular para essa etapa prematuramente, e acabam dando-se mal. Outros
elaboram estratégias inadequadas e acabam se enredando terrivelmente na
execução.
- Execute a
estratégia.
- Ao executar a estratégia, verifique cada passo.
Você consegue mostrar claramente que cada um deles está correto?
- Escolha uma boa notação. Muitos problemas ficam
imensamente complicados com uma notação inadequada e tornam-se
transparentes quando tomamos eixos adequados, os nomes apropriados para
os elementos.
- Se ao por em prática uma idéia lhe ocorrer outra
totalmente desligada da primeira e que pensa poder lhe ajudar, não a
despreze! Mas também não deixe desviar a atenção do que agora está a
explorar.
- Não abandone facilmente uma idéia que lhe pareceu
boa. Mas também não insista demais com uma só idéia. Se as coisas se
complicarem, haverá provavelmente um outro caminho. Você tem que estar
preparado para reconhecer que as suas virtualidades talvez fossem uma
miragem que se torna mais clara à medida que a explora. Se vir que a
idéia não o faz aproximar-se da solução, tente outra.
4).-
REVISE
Resolveu
o problema? Parabéns! Ou trabalhou horas a fio, acabou por não o resolver?
Parabéns também! Se passou algum tempo interessado e tentando resolver o
problema e decidiu pedir auxílio para ver como se resolve o problema, a
experiência até pode ser mais satisfatória do que no primeiro caso. Muitas
vezes aprende-se muito mais, e mais profundamente, com os problemas que se
tentaram com interesse e persistência e não se resolveram, do que com os que se
resolvem quase à primeira vista. Lembre-se: O erro pode ser instrutivo, e as
pessoas que realmente pensam, aprendem tanto com os sucessos quanto com os
insucessos. Seja como for, o que é preciso agora é que reflita um pouco
sobre todo o processo, para que fique com uma idéia de quais foram as suas
dificuldades, os becos sem saída em que se encontrou e porquê e como poderia
proceder no futuro para resolver melhor outros problemas, parecidos ou não.
Esta fase do processo pode ser a mais proveitosa de todas e a que mais vezes
nos esquecemos de realizar.
- Examine a
solução obtida. Examine o caminho que seguiu para obter a solução.
Utilizou todos os dados? Satisfez todas as condições?
- Verifique o resultado e o argumento. Não se
contente em obter a resposta por acaso, pois a maior parte das vezes não terá tanta
sorte.
- Você pode obter a solução de um outro modo?
- Qual a essência do problema e do método de
resolução empregado? Em particular, você consegue usar o resultado, ou o
método, em algum outro problema? Talvez você mesmo possa inventar outros
problemas mais interessantes que se resolvam com os mesmos processos.
PROBLEMAS DESAFIOS
- Quatro bolas do mesmo tamanho
podem ser posicionadas de forma que qualquer duas delas se toquem. Cinco
moedas iguais também. E seis cigarros? (Não vale dobrar nem quebrar os
mesmos).
- Dois barcos saem ao mesmo tempo
de margens opostas de um rio bem largo, viajando em direção perpendicular
às margens. Cada um trafega a velocidade constante, mas um é mais veloz do
que o outro. Eles se cruzam a 720 metros de uma das margens. Chegando à
margem oposta cada um deles pára por 10 minutos antes de começar a voltar,
sempre com a mesma velocidade. Na viagem de volta eles se cruzam a 400
metros da outra margem. Qual é a largura do rio?
- Um eletricista, trabalhando
sozinho, encontra um problema intrigante. Na garagem de um edifício de 3
andares sem elevador ele encontra 11 extremidades de fios. Num buraco no
topo do edifício descobre as outras extremidades dos mesmos fios. Seu
objetivo é rotular as 22 extremidades com 11 rótulos de forma que as
extremidades de um mesmo fio tenha rótulos iguais. Para cumprir sua tarefa
ele pode fazer duas coisas: (1) por em curto circuito os fios na garagem
ou no teto juntando extremidades; (2) testar por um circuito fechado por
meio de testador de continuidade formado por uma bateria e uma campainha.
A campainha toca quando o instrumento é acoplado às duas extremidades de
um circuito contínuo formado por fios em série. Não querendo se exaurir
subindo e descendo escadas desnecessariamente e sendo um apaixonado por
Pesquisa Operacional, o eletricista sentou com lápis e papel, logo
descobrindo a maneira mais eficiente de rotular os fios. Qual foi esse
método? Será possível subir as escadas uma única vez?
- Assumindo que um fósforo tem uma
unidade de comprimento, é possível posicionar 12 fósforos formando um
polígono com área inteira. Área 9 é muito fácil. Também é fácil área 5.
Descubra se é possível usar todos os 12 fósforos para obter um polígono de
área 4.