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VALE A PENA SABER
MATEMÁTICA
Aplicações da média harmônica
JOSÉ LUIZ PASTORE MELLO
ESPECIAL PARA A FOLHA
Durante os anos de faculdade, tive aulas com um excêntrico
professor que calculava a média
das nossas notas pela fórmula
geométrica, e não pela aritmética,
como estamos mais acostumados. Lembro o leitor que a média
aritmética (MA) entre os números x e y é (x+y)/2, enquanto que a
geométrica (MG) é
Quando fomos apresentados à
fórmula, logo concluímos que a
MG sempre seria menor ou igual
à MA. Pior do que isso, se perdêssemos uma das provas do curso, o
que implicaria arcar com uma nota zero, estaríamos automaticamente reprovados, já que a MG
entre zero e qualquer real positivo
será sempre igual a zero.
Aquilo que já parecia o "fundo
do poço" anunciou-se como ainda pior quando, questionado por
um aluno, o professor sugeriu como alternativa a substituição da
MG pela média harmônica (MH).
A MH entre x e y é o inverso da
MA dos inversos de x e y, ou seja:
calcula-se inicialmente (1/x+1/
y)/2 e, em seguida, o inverso do
número encontrado será a MH
entre x e y.
A definição da MH permite
concluir que ela é igual a (2xy)/
(x+y). Onde residia a crueldade
do professor com a proposta? No
fato de que a MH sempre será menor ou igual à já temida MG.
A relação de ordem entre MA,
MG e MH pode ser observada por
meio de uma representação geométrica atribuída ao matemático
grego Papus de Alexandria (300
a.C.), em que temos uma circunferência de centro O e raio
AO=CO=DO. Sendo AB=x e
BC=y, convido o leitor a demonstrar que DO, DB e DE são, respectivamente, as médias MA, MG e
MH entre x e y. Isso posto, e sabendo que a hipotenusa sempre é
o maior lado de um triângulo retângulo, a análise da figura sugere
que MAMGMH, exceto no
caso-limite x=y, quando as três
médias serão iguais.
Se, por um lado, a MH é um instrumento cruel para o cálculo da
média de notas, por outro, ela tem
inúmeras aplicações práticas extremamente importantes. Por
exemplo, ao percorrer um mesmo trajeto a 60 km/h na ida e a 40
km/h na volta, sua velocidade média no percurso não será a MA
entre as velocidades (50 km/h),
mas sim a MH, que é igual a 48
km/h. Problemas envolvendo
média de velocidades, vazões, taxas e freqüências são, em geral, resolvidos com a MH.
José Luiz Pastore Mello é mestre em
ensino de matemática pela USP e professor do Colégio Santa Cruz.
E-mail: jlpmello@uol.com.br
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