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Para quem quer aprender Lógica Matemática
Tipologia: Resumos
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Não perca as partes importantes!





























































































ii Fundamentos da Matemática
iv Fundamentos da Matemática
Título do original Fundamentos da Matemática
Primeira Edição, janeiro de 2008
Direitos exclusivos para língua portuguesa: GEPEM UFT - CAMPUS DE ARAGUAÍNA
Pinedo. Christian Quintana, 1954 - Fundamentos da Matemática/ Christian José Quintana Pinedo : Uni- versidade Federal do Tocantins. Campus de Araguaína, Curso de Ciências - Habilitação plena em Matemática, 2007. 250 p. il. 297 mm I. Lógica matemática. Christian Q. Pinedo. II. Série. III. Título CDD 519. 5 ed. CDU
Araguaína - TO - 2007
Notações.................................................................. x
x Fundamentos da Matemática
Considerando que a matemática é uma ciência formal não empírica, os fatores que incidem no problema do conhecimento para o aprendizado da matemática é muito complexo, este tema na verdade é um dos grandes desafios para os pesquisadores da “didática geral”.
A maioria dos estudantes de todos os níveis do ensino, dizem que aprender matemática é “difícil”, não obstante poucas vezes busca-se uma explicação do porque não aprendem as ciências exatas os alunos?
Os alunos não aprendem matemática, porque não sabem relacionar conhecimentos que se ensinam na escola com os problemas que se apresentam na vida real. Além disto, a maioria dos estudantes optaram por aprender matemática pelo modo “mecanicista” que é o pior de todos os métodos.
Outro grave problema é que o aprendizado não é significativo. Estas notas pretendem motivar aos estudantes para que, com a ajuda da “lógica matemática” ele seja capaz de achar estes relacionamentos entre os diferentes esquemas do aprendizado, e deste modo tenha uma boa estrutura cognitiva.
Uma inquietude bastante natural no aluno interessado em um curso de lógica matemática é a de aprender a demonstrar. Porém demora em entender o que é uma demonstração em matemática, isto se deve ao fato que o aluno não tem claro o que é demonstrar nesta ciência. Somente tem a preparação regular na manipulação mecânica de alguns conceitos matemáticos; o estudante carece de espírito analítico.
Confunde os desenvolvimentos formalistas, mecanicistas e a memorização com o raciocínio correto. Precisamente essa falta de espírito analítico é o que provoca um rechaço à análise de conceitos e métodos básicos da matemática, como por exemplo, o método da redução ao absurdo, o conceito de limite e o principio da indução matemática.
Considero que se uma pessoa aprende lógica matemática, saberá relacionar estes conhecimen- tos, com as outras áreas para deste modo criar conhecimento.
Esta obra representa o esforço de sínteses na seleção de um conjunto de notas de aula de
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Aristóteles
Aristóteles nasceu em Estagira em 384 a.C. e faleceu em Calcis (Eubea), em 322 a.C. Estudou com Platão durante vinte anos e lecionou na Academia que Platão fundou. Depois de viajar por vários países, voltou a Atenas, onde abriu uma escola de Filosofia, que competiu com seriedade e exito com a Academia de seu mestre. Esteve bastante ligado com Alexandre o Grande ( 356 − 323 a.C.), de quem havia sido conselheiro, razão pela qual, à morte de este, teve que abandonar Atenas, onde não pode mais ingressar. Aristóteles representa o ponto máximo da ciência e filosofia clássica, as quais contribuiu como pensador excepcional e como pesquisador audacioso e sistemático. É daí que praticamente todas suas obras estão relacionadas com a ciência da natureza, além da lóg- ica, da metafísica, da ética, da política, da retórica e da poética, algo assim como uma enciclopédia do saber de sua época.
Podemos pensar a lógica como o estudo do raciocínio correto. O raciocínio é o processo de obter conclusões a partir de suposições ou fatos. O raciocínio correto é o raciocínio onde as conclusões seguem-se necessária e inevitavelmente das suposições ou fatos. A lógica procura estudar as coisas da mente, e não as coisas reais. Por exemplo, quando dize- mos: arco-íris bonito, sol distante, praia suave são classificações que damos às coisas. Aplicamos lógica na filosofia, matemática, computação, física entre outros. Na filosofia para determinar se um certo raciocínio é válido ou não, pois uma frase pode ter diferentes interpretações, não obstante a lógica permite saber o significado correto. Nas matemáticas para demonstrar teoremas e inferir resultados corretos que podam ser aplicados nas pesquisas. Na computação para determinar se um determinado “programa” é correto ou não, na física para obter conclusões de experimentos. Em geral a lógica aplicamos nas tarefas do dia-dia,
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qualquer trabalho que realizarmos tem um procedimento lógico. A lógica é somente mais uma teoria do pensamento; Aristóteles é considerado o criador da lógica, porem o nome “lógica” veio bem depois. No início ela não tinha um nome. Para Aristóteles, a lógica seria um modo a ser usado para as pessoas poderem raciocinar com segurança (evitando errar). Observe um exemplo da lógica dedutiva de Aristóteles:
É lógica dedutiva pelo fato que ao começar com algumas informações, pode-se chegar a uma conclusão (deduzir!); esta investigação é chamada de Silogismo. Esta lógica não se preocupa com o fato de a Terra ser quadrada, mesmo que se saiba que ela é redonda. Pouco importa, ela aceita a informação que lhe foi dada. Mas exige que o raciocínio esteja correto. Preocupa-se com a forma: A = B, então, B = A. Ela não presta atenção ao conteúdo: A ou B podem ser planetas, burros, plantas, etc. Por isso, esta lógica é formal (de forma) e dedutiva (de dedução). A nossa lógica formal dedutiva funciona assim: a partir de uma seqüência de orações ver- dadeiras chegamos a uma conclusão verdadeira; a lógica sempre utiliza uma linguagem exata (símbolos, sinais). Isso simplifica e facilita seu estudo. Aristóteles também elaborou a argumentação lógica indutiva.
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“Organon” ( “Instrumento da Ciência”). Na Grécia, distinguiram-se duas grandes escolas de lógica, a:
Peripatética que derivava da escola fundada por Aristóteles, e a;
Estóica fundada por Zenão ( 326 − 264 a.C.).
A escola Estóica foi desenvolvida por Crisipo ( 280 − 250 a.C.) a partir da escola Megária fundada por Euclides, (seguidor de Sócrates). Segundo Kneale (“O Desenvolvimento da lógica”), houve durante muitos anos certa rivalidade entre os Peripatéticos e os Megários, isto talvez tenha prejudicado o desenvolvimento da lógica, embora na verdade as teorias destas escolas fossem complementares. Gottfried Wilhelm Leibniz ( 1646 − 1716 ) merece ser citado, apesar de seus trabalhos terem tido pouca influência nos 200 anos seguidos e só foram apreciados e conhecidos no século XIX.
1.1.2.2 Período Booleano (± 1840 a ± 1910 )
Inicia-se com George Boole ( 1815 − 1864 ) e Augustus de Morgam ( 1806 − 1871 ). Publicaram os fundamentos da chamada “Álgebra da lógica”, respectivamente com “Mathematical Analysis of Logic” e “Formal Logic”. Gotlob Frege ( 1848 − 1925 ) um grande passo no desenvolvimento da lógica com a obra “Begriffsschrift” de 1879. As idéias de Frege só foram reconhecidas pelos lógicos mais ou menos a partir de 1905. É devido a Frege o desenvolvimento da lógica que se seguiu. Giuseppe Peano ( 1858 − 1932 ) e sua escola com Burali Forti, Vacca, Pieri, Pádoa, Vailati, etc. Quase toda a simbologia da matemática se deve a essa escola italiana.
1.1.2.3 Período Atual (1910 − · · · )
Com Bertrand Russell ( 1872 − 1970 ) e Alfred North Whitehead (1861-1947) se inicia o período atual da lógica, com a obra “Principia Mathematica”. David Hilbert ( 1862 − 1943 ) e sua escola alemã com Von Neuman, Bernays, Ackerman e outros. Kurt Gödel (1906-1978) e Alfred Tarski ( 1902 − 1983 ) com suas importantes contribuições. Surgem as lógicas não-clássicas: N.C.A. da Costa (Universidade de São Paulo) com as lógicas paraconsistentes, L. A. Zadeh (Universidade de Berkeley-USA) com a lógica “fuzzy” e as contribuições dessas lógicas para a Informática, no campo da “Inteligência Artificial” com os “Sistemas Especialistas”. Hoje as especialidades se multiplicam e as pesquisas em lógica englobam muitas áreas do conhecimento.
Útil no estudo da teoria da probabilidade, não será abordada.
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Que pode ser dividida em :
Vale fazer alguns comentários sobre o que a lógica não é.
Primeiro: A lógica não é uma lei absoluta que governa o universo. Muitas pessoas, no passado, concluíram que se algo era logicamente impossível (dada a ciência da época), então seria sempre literalmente impossível. Acreditava-se também que a geometria euclidiana era uma lei universal; afinal, era logicamente consistente. Mas sabemos que tais regras geométricas não são universais.
Segundo: A lógica não é um conjunto de regras que governa o comportamento humano. Pessoas podem possuir objetivos logicamente conflitantes. Por exemplo:
Tem-se tentado caracterizar a matemática ao longo dos tempos, quer quanto a seu conteúdo, ou a sua forma e métodos; acontece que a matemática constantemente está evoluindo com novas teorias, assim é mais proveitoso caracterizar estes conhecimentos matemáticos quanto à natureza de seus conteúdos.
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Esse foi um exemplo simples da utilização da lógica. Muitos outros poderiam ser listados. O que os matemáticos fizeram foi dar um aspecto matemático à lógica, além de aprimorá-la. Mas a idéia fundamental é antiga. As, pessoas, em geral, pretendem raciocinar agir “logicamente”, no dia-dia, nos estudos, falando de política, futebol, de seus projetos ou do futuro da humanidade. No entanto, a lógica que fundamenta os raciocínios e as ações raramente é explicada ou submetida a críticas. Ela é incorporada de forma inconsciente a partir, sobretudo, do aprendizado da língua natural e parece tão bem partilhado por todos que poucos se julguem carentes de lógica ou considerem necessário estudá-la. Por outro lado, é muito freqüente ouvirmos dizer que estudar matemática desenvolve o raciocínio lógico. Apesar de esta relação não ser totalmente certa, a percepção da estreita relação entre a matemática e lógica, entre a lógica e linguagem, entre a linguagem e o pensamento con- tribui bastante para esclarecer muitas razões pelas quais estudamos certos assuntos sobre todo matemática. Na linguagem natural utilizamos frases de vários tipos:
Declarativas:
Imperativas:
Interrogativas:
Exclamativas:
A noção de raciocínio está presente em todos os estudos da lógica Freqüentemente quando falamos de lógica, pensamos em razão. Segundo a definição de nossa linguagem, a razão é a faculdade que tem o ser humano de avaliar, julgar e ponderar idéias universais.
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Entendemos como raciocinar ao fato de utilizar da razão para conhecer, para julgar da relação das coisas. Assim, raciocínio é o ato ou efeito de raciocinar. O raciocínio argúi as premissas que inferem resultados exatos e coincidentes com elas, e pretende, no melhor dos casos, ser o resultado de um processo orgânico de “isso” que chamamos cérebro humano.
O método que usamos para saber se uma situação é verdadeira é o que chamamos de linguagem veritativo, é a parte da linguagem clássico que utiliza os termos de verdade, falsidade, etc. Existe duvidas entre os mesmos especialistas, quais as regras que deve-se utilizar em nossa própria linguagem. Por isso não deveremos desvalorizar ou negar o critério que tem as pessoas em comum do conceito de verdade. Ao perguntar a uma pessoa o que é verdade? com certeza será uma pergunta bastante difícil de responder, isto devido ao fato que o conceito de verdade é uma tarefa de análise filosófica e não de levantamento de dados. Para a verdade, não existe um critério geral que a obtenha como aplicável a todos os casos, porém que são sempre parciais e confiáveis. Estamos interessados somente na pergunta do verdadeiro aplicado a o que dizemos, e não a objetos, pessoas, etc. Deste modo a verdade sim podemos defini-la e teorizar-la. Não depende de conhecimentos necessários (embora sim vice-versa)
Definição 1.2. Enunciado. Um enunciado é qualquer frase ou oração.
Exemplo 1.2.
a) A Lua é um satélite da Terra. b) 3 + 2 = 1 + 4 c) x + 3 = 5 d) Sócrates é o mestre de Platão. e) 8 é um número primo. f) O rio Paraná. Aqui estamos utilizando o conceito de identidade, expresso pelo símbolo de igualdade (=); isto é claro no exemplo b). Nos enunciados a), d) e e) o “é” não é predicativo como quando dizemos “Sócrates é mortal”, mas sim um “é idêntica a.. .”, podendo escrever na forma: a) A Lua = um satélite da Terra. d) Sócrates = mestre de Platão. e) 8 = um número primo.
1.3.2.1 Classificação da pergunta: O que é verdade?
1 o^ Quais são os enunciados que são verdadeiros ou falsos?
Aqui, os enunciados são os portadores da verdade.