Geometrias contraintuitivas

Explore curvas exóticas, polígonos não euclidianos e construções que desafiam a intuição. Este índice reúne caminhos para estudar fractais, superfícies e dobraduras matemáticas.

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Fractais clássicos

Fractais são figuras autossemelhantes. A dimensão fractal da curva de Koch é:

\(D = \frac{\log 4}{\log 3} \approx 1.2619\)

  1. Comece com um segmento.
  2. Divida em três partes iguais.
  3. Substitua a parte central por dois segmentos formando um triângulo equilátero sem base.
  4. Repita indefinidamente.

Superfícies estranhas

Objetos como a fita de Möbius possuem apenas uma face e uma borda.

  • Construção: pegue uma tira de papel, torça 180° e cole as extremidades.
  • Aplicações: correias de transmissão e design industrial.
  • Discussão: apresente orientabilidade e relação com a garrafa de Klein.

\(\chi = V - E + F = 0 \text{ para o toro}\)

Dobraduras e disseções

Investigue como recortar ou dobrar figuras para formar outras com mesma área.

  • Paradoxo de Curry: reordene peças de um triângulo para "criar" área extra.
  • Quadrado em triângulo: técnicas de papiroflexia para inscrever polígonos.
  • Ferramentas digitais: use softwares de geometria dinâmica para animar as transformações.

Exemplos resolvidos

  • Calcule o perímetro da curva de Koch após 4 iterações: \(P_4 = P_0 (4/3)^4\).
  • Mostre que a fita de Möbius tem apenas uma face percorrendo-a com caneta.
  • Descreva como cortar um quadrado em peças que formam um triângulo equilátero.

Prática

  1. Desenhe três etapas de um fractal diferente e estime sua dimensão.
  2. Monte um diário fotográfico de superfícies não orientáveis feitas com papel.
  3. Explique um paradoxo de disseção para colegas e registre as dúvidas que surgirem.