terça-feira, 31 de março de 2020

[0216] (I) O tabuleiro de Xadrez e o crescimento exponencial

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ZOOM … ID da reunião: …… Senha: ……
START!

: Professor: Bom dia pessoal!
: Vários: Bom dia Stor … / Hey Teacher!
: Professor: António, já verificaste se estamos todos?
: António: Só falta a Beatriz. Disseram-lhe para não se cansar com as aulas em que estamos todos. Eu enviei-lhe as minhas notas e falei um bocado com ela pelo telemóvel. Mesmo isolada, está bem disposta. Se precisar de mais explicações pergunta ao Stor por email.
: Professor: OK. Então durante algumas aulas vamos ver aquilo que vocês quiseram esclarecer: «O que é um crescimento exponencial?». O título pode ser este, pode escrevê-lo.
: Cátia: Esta matéria vem para exame?
: Professor: Ai, ai! Já tínhamos falado sobre isso! Não podemos andar a pensar sempre nos exames, nem nos testes, nem na avaliação. Estamos a falar sobre este assunto porque vocês quiseram perceber o que se diz nos jornais e na televisão sobre a evolução das pandemias. Além disto, este assunto nem faz parte do programa do 3º Ciclo nem este ano vai haver exames!
: Cátia: Pronto, pronto, foi só uma pergunta …
: Professor: Então vamos começar. Ainda me lembro da primeira vez que me mostraram um exemplo bastante convincente acerca dos crescimentos exponenciais. Tratava-se de uma lenda sobre as origens do Jogo de Xadrez …


Dizia essa lenda que na antiga Índia um Rei pediu que lhe inventassem um jogo interessante, para combater o aborrecimento que sentia. E o jogo que lhe apresentaram foi o Xadrez.
Agradecido, o Rei quis recompensar o inventor. Mas este, um desconhecido filósofo, apenas pediu ao Rei que lhe oferecesse um grão de trigo colocado no primeiro quadrado do tabuleiro, dois no segundo quadrado, quatro no terceiro, e assim sucessivamente, até ao 64º quadrado, sempre duplicando o número de grãos.
O Rei achou a recompensa demasiado modesta, mas o filósofo insistiu que não era uma recompensa modesta. Agora aborrecido com esta resposta, o Rei deu ordem para que o pagamento em grãos de trigo fosse feito.
Algum tempo depois os responsáveis pelos armazéns reais vieram dizer ao Rei que não havia grãos de trigo em quantidade suficiente para satisfazer o pedido. Desta vez intrigado, talvez um pouco furioso, o Rei pediu uma explicação para tal falta. É que à medida que se duplicava o seu número, responderam-lhe, a quantidade de grãos necessários eram enormes, não havendo tantos em toda a Índia.
Começando a compreender a magnitude da recompensa que lhe fora pedida, o Rei agradeceu ao inventor do Xadrez a sua perspicácia, nomeando-o seu eterno conselheiro.

: Professor: Acho que na altura tentei fazer as contas, e devo ter desistido de as acabar … Querem começar a fazer os cálculos?
: Vários: Podemos usar a máquina de calcular?
: Professor: Não têm outra hipótese … e é melhor usarem a do computador!
ËTodos: 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 …
: Daniel (alarmado): E agora quando é que paramos!?
: Professor: Pois! Antes de se atirarem à máquina têm de pensar um pouco. De que precisam?
: Daniel: Do número de quadrados do tabuleiro?
: Emília: Então, 8 vezes 8 são 64.
: Daniel: Então paramos no 64?
: Professor: Imaginem o tabuleiro a ser preenchido com grãos, quadrado a quadrado, segundo as regras do filósofo.
: Fernanda: No primeiro quadrado 1 grão, no segundo dois grãos, no terceiro quatro, … Começamos com 1 na calculadora e depois multiplicamos sessenta e três vezes por 2. Será assim?
: Vários: Sim, é isso.
: Professor: Eu marco o ritmo. Estão todos prontos? Teclem no 1. OK? Este foi o primeiro quadrado. Agora vou dizer 2, 3, 4, 5, etc., até 64 quadrados. Sempre que eu disser um número vocês multiplicam por 2.
ËTodos: 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 …
: Professor: … 64. Teclem agora no sinal de igual. Que têm vocês no ecrã?


: Professor: Seria então este o número de grãos que o filósofo queria receber por recompensa e que os armazéns reais não tinham?
: Vários (um pouco a medo): Não foi isso que calculámos?
: Professor: Lembrem-se lá do que a lenda diz …
: Gustavo: Ah! Este é o número de grãos … só no último quadrado! O filósofo queria os grãos de todos os quadrados!
: Quase todos: O quê? Somar todos estes números?!
: Professor: Não desesperem … Eu vou dizer quanto dá a soma, e explico como se chega lá na nossa próxima aula. O número é (escrevam): 18  446  744  073  709  551  615. Quem descobrir uma relação entre o número que estava no ecrã e este vai ter uma menção como «observador». Mas vão ter outra tarefa: se estes grãos de trigo fossem espalhados por igual sobre toda a superfície da Terra, que altura atingiriam? As ideias razoáveis para resolver esta questão vão para a menção como «inventor». Agora portem-se bem e tenham muita paciência com os vossos pais! Até à próxima aula!
: Todos: Tchau Stor!

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Imagem: tabuleiro de Xadrez pertença do Museo de la Alhambra, fotografada pelo próprio Museu

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