O objetivo principal deste trabalho é tratar as implicações geométricas e topológicas da planaridade, destacando a influência desse conceito em problemas geométricos fundamentais. Tais problemas são derivados da fórmula de Euler e suas diversas aplicações. Também problemas topológicos, como o problema de coloração de mapas, são estudados na dissertação. A teoria de grafos tem extensiva utilização em matemática aplicada, pois demonstra ser uma poderosa ferramenta para a modelagem de diversas situações reais em física, química, biologia, engenharia elétrica e pesquisa operacional. Tanto em problemas práticos como em problemas teóricos tem-se o fato que a maioria das aplicações admitem métodos de resolução mais eficientes se o grafo associado for planar. A determinação da planaridade de um grafo é importante em diversas aplicações na indústria, engenharia e outras. Um aspecto neste estudo é que a planaridade é uma propriedade preservada mediante o isomorfismo de grafos. Também apresenta-se duas caracterizações da planaridade, uma devido a Kuratowski e outra devido a Wagner. São dois resultados clássicos da teoria de grafos, que identificam condições necessárias e suficientes para um dado grafo ser planar, e cujas técnicas de demonstração são ainda importantes em combinatória. / The main goal of this work is to treat the geometrical and topological implications of planarity, highlighting the infl.uence of t his concept over fundamental problems. Such problems are derived from the Euler's formula and its applications. Topological problems, such as map colouring, are also dealt with in this thesis. Graph theory has extensive use in applied mathematics, because it shows to be a powerful tool for modelling real situations in physics, chemistry, biology, electrical engineering and operational research. In theory, as well as in practical problems, it is the fact most applications admit more efficient solution methods if the associated graph is planar. The determination of the planarity of a graph is important in various applications in industry, engineering and others. An aspect of this survey is that planarity is an invariant property preserved throu~h graph isomorphisms. It is also presented two characterizations of planarity. One is due to Kuratowski and the other is due to Wagner. These are two classical results of graph theory, that identify necessary and sufficient conditions for a graph to be planar, whose t echniques are still important in combinatorics.

O objetivo principal deste trabalho é tratar as implicações geométricas e topológicas da planaridade, destacando a influência desse conceito em problemas geométricos fundamentais. Tais problemas são derivados da fórmula de Euler e suas diversas aplicações. Também problemas topológicos, como o problema de coloração de mapas, são estudados na dissertação. A teoria de grafos tem extensiva utilização em matemática aplicada, pois demonstra ser uma poderosa ferramenta para a modelagem de diversas situações reais em física, química, biologia, engenharia elétrica e pesquisa operacional. Tanto em problemas práticos como em problemas teóricos tem-se o fato que a maioria das aplicações admitem métodos de resolução mais eficientes se o grafo associado for planar. A determinação da planaridade de um grafo é importante em diversas aplicações na indústria, engenharia e outras. Um aspecto neste estudo é que a planaridade é uma propriedade preservada mediante o isomorfismo de grafos. Também apresenta-se duas caracterizações da planaridade, uma devido a Kuratowski e outra devido a Wagner. São dois resultados clássicos da teoria de grafos, que identificam condições necessárias e suficientes para um dado grafo ser planar, e cujas técnicas de demonstração são ainda importantes em combinatória. / The main goal of this work is to treat the geometrical and topological implications of planarity, highlighting the infl.uence of t his concept over fundamental problems. Such problems are derived from the Euler's formula and its applications. Topological problems, such as map colouring, are also dealt with in this thesis. Graph theory has extensive use in applied mathematics, because it shows to be a powerful tool for modelling real situations in physics, chemistry, biology, electrical engineering and operational research. In theory, as well as in practical problems, it is the fact most applications admit more efficient solution methods if the associated graph is planar. The determination of the planarity of a graph is important in various applications in industry, engineering and others. An aspect of this survey is that planarity is an invariant property preserved throu~h graph isomorphisms. It is also presented two characterizations of planarity. One is due to Kuratowski and the other is due to Wagner. These are two classical results of graph theory, that identify necessary and sufficient conditions for a graph to be planar, whose t echniques are still important in combinatorics.

O objetivo principal deste trabalho é tratar as implicações geométricas e topológicas da planaridade, destacando a influência desse conceito em problemas geométricos fundamentais. Tais problemas são derivados da fórmula de Euler e suas diversas aplicações. Também problemas topológicos, como o problema de coloração de mapas, são estudados na dissertação. A teoria de grafos tem extensiva utilização em matemática aplicada, pois demonstra ser uma poderosa ferramenta para a modelagem de diversas situações reais em física, química, biologia, engenharia elétrica e pesquisa operacional. Tanto em problemas práticos como em problemas teóricos tem-se o fato que a maioria das aplicações admitem métodos de resolução mais eficientes se o grafo associado for planar. A determinação da planaridade de um grafo é importante em diversas aplicações na indústria, engenharia e outras. Um aspecto neste estudo é que a planaridade é uma propriedade preservada mediante o isomorfismo de grafos. Também apresenta-se duas caracterizações da planaridade, uma devido a Kuratowski e outra devido a Wagner. São dois resultados clássicos da teoria de grafos, que identificam condições necessárias e suficientes para um dado grafo ser planar, e cujas técnicas de demonstração são ainda importantes em combinatória. / The main goal of this work is to treat the geometrical and topological implications of planarity, highlighting the infl.uence of t his concept over fundamental problems. Such problems are derived from the Euler's formula and its applications. Topological problems, such as map colouring, are also dealt with in this thesis. Graph theory has extensive use in applied mathematics, because it shows to be a powerful tool for modelling real situations in physics, chemistry, biology, electrical engineering and operational research. In theory, as well as in practical problems, it is the fact most applications admit more efficient solution methods if the associated graph is planar. The determination of the planarity of a graph is important in various applications in industry, engineering and others. An aspect of this survey is that planarity is an invariant property preserved throu~h graph isomorphisms. It is also presented two characterizations of planarity. One is due to Kuratowski and the other is due to Wagner. These are two classical results of graph theory, that identify necessary and sufficient conditions for a graph to be planar, whose t echniques are still important in combinatorics.

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No. of bitstreams: 1 PDF - Gilmara Gomes Meira.pdf: 7255359 bytes, checksum: 40824b6702d64e230f76026fb78df336 (MD5) Previous issue date: 2015-04-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research analyzes limits and possibilities from problems solving that consider the level of comprehension of van Hiele Model. Therefore, we want to know how students communicate with each other when they develop activities with geometric problems solving in the referred Model perspective. The target audience for the research development was a third year class of high school from a public school in Cabaceiras city – PB. The theoretical framework emphasizes the Problem Solving, the Geometric teaching and learning relevance, van Hiele Model, the use of manipulable materials and the aspects of social interaction taking into consideration particularly the written and oral students’ communication. This research, developed together with the Program Observatório de Educação/CAPES proposal, from which we are part of, happenned in three steps – with all the class working on Duo; with all the class working individually and; with the Duo selected from its development on van Hiele tests. Such study is of qualitative nature, it happened from the class development on selected activities that after it resulted in three case studies where it is analyzed the respective development on problems solving subsidized by the use of Tangram and the manner in which the double interact and communicate. The data were collected by participant observation, audiorecordings and recordings of oral and written communication from the Duo. Some of the main references used as theoretical support were Boavida et al (2008), Nasser and Sant'Anna (2010), Rego, Rego and Vieira (2012), Van de Walle (2009), Fonseca (2009), Carvalho (2009 ), among others. The results indicate there is fragility in Geometry knowledge from the students who finish High School, reflecting in limitations to solve problems. Also it reveals the potentialities that exist in the work developed from social interaction, raising a progressive communication that leads the students on reflecting by specific development in problems solving. / A presente pesquisa analisa limites e possibilidades a partir da resolução de problemas que levam em consideração o Nível de compreensão segundo o Modelo van Hiele. Dessa forma, queremos saber como os alunos se comunicam quando desenvolvem atividades com resolução de problemas geométricos, na perspectiva do referido Modelo. O público alvo para desenvolvimento da pesquisa foi uma turma do 3º Ano do Ensino Médio de uma escola pública estadual da cidade de Cabaceiras - PB. O quadro teórico enfatiza a Resolução de Problemas, a relevância do ensino e aprendizagem da Geometria, o Modelo van Hiele, o uso de Materiais Manipuláveis e aspectos da interação social tendo em vista, particularmente, a comunicação oral e escrita dos alunos. Essa pesquisa desenvolvida em conjunto com a proposta do Programa Observatório de Educação/CAPES, do qual fazemos parte, aconteceu em três etapas - com a turma toda trabalhando em Díades; com a turma toda trabalhando individualmente e; com as Díades selecionadas a partir do seu desenvolvimento nos testes van Hiele. Esse estudo é de natureza qualitativa, aconteceu a partir do desenvolvimento da turma em atividades selecionadas que, posteriormente, resultou em três estudos de caso nos quais se analisa o respectivo desenvolvimento na resolução dos problemas subsidiados com o uso do Tangram, bem como o modo como as Díades interagem e se comunicam. Os dados foram recolhidos por meio da observação participante, áudio-gravações e registros da comunicação oral e escrita das Díades. Algumas das principais referências que utilizamos como sustentação teórica foram Boavida et al (2008), Nasser e Sant’anna (2010), Rêgo, Rêgo e Vieira (2012), Van de Walle (2009), Fonseca (2009), Carvalho (2009), entre outros. Os resultados analisados apontam para a fragilidade que há no conhecimento de Geometria por parte dos alunos que concluem o Ensino Médio, refletindo em limitações ao resolver problemas. Além disso, revela as potencialidades que há no trabalho desenvolvido a partir da interação social, suscitando em uma comunicação progressiva que leva os alunos a refletirem por meio do desenvolvimento específico na resolução dos problemas.

This paper presents the results of an investigation that aimed to analyze the strategies adopted by Aracajunian students of final year of elementary school to solving geometric problems. For this, we turn to problems taken from the books of |The Conquest Collection of Mathematics| authored by Giovanni Jr and Castrucci (2009) to develop an instrument that was initially applied to the students of 7th to 9th grades four municipal schools. After an examination of the responses submitted, a script was prepared to conduct semi-structured interviews with individuals who had different strategies through the first instrument collection. The theoretical assumptions were taken primarily from Polya (1978) for the understanding of mathematical problem geometric, their typology and possible resolution procedures. According to the examination of Polya (1978), a geometric problem characterized by ordering the contents geometry to solve it. The types of mathematical problems, according to the author can be classified from the utterance as routine, practical, and puzzle heuristic, and also for its solution are forms of determination and demonstration. Strategies to solve geometric problems highlighted in the book |The Art of Problem Solving| are using notation and formulas, as well as idealization or making figures. The results indicate that students have to geometrical problems responses, all three types by means of figures and then through arithmetic strategy. Records and algebraic strategies do not occur to students of Year 7, students are tentatively expressed by the following year and begin to gain prominence in the 9th grade classes. Students of years the different elementary school to solve routine problems similar to position geometry, in general, do not get the same success in the resolution, and the classes of 9th grade using guaranteed geometric strategy, while classes of Year 7, even if they have auxiliary notations demonstrate not feel secure about your solution, because their calculations up to justify their answers. Practical issues, applied to students in Year 7, related to the area have been resolved through the notion of perimeter, since the 8th grade students had good understanding of the concepts related to angles. In both cases there is a strong presence of geometric and arithmetic strategies. In short the figures are an important resource for these students develop their strategies with greater freedom of exposition, because through them, takes the stimulus to creativity and exercise for the establishment of solution plans. / O presente trabalho apresenta os resultados de uma investigação que teve como objetivo analisar as estratégias adotadas pelos alunos aracajuanos dos anos finais do ensino fundamental para resolução de problemas geométricos. Para isso, recorremos à problemas retirados dos livros da Coleção A Conquista da Matemática de autoria de Giovanni Jr e Castrucci (2009) para elaborar o instrumento que foi aplicado inicialmente aos alunos de 7º ao 9º anos de quatro escolas municipais. Após um exame das respostas apresentadas, foi elaborado um roteiro para realizar entrevistas semiestruturadas com os sujeitos que apresentaram estratégias diferenciadas por meio do primeiro instrumento de coleta. Os pressupostos teóricos foram tomados basicamente de Polya (1978) para o entendimento sobre problema matemático geométrico, sua tipologia e os possíveis procedimentos de resolução. De acordo com o exame de Polya (1978), um problema geométrico caracteriza-se por requisitar conteúdo da Geometria para resolvê-lo. Os tipos de problemas matemáticos, de acordo com o referido autor podem ser classificados a partir do enunciado como rotineiro, prático, enigma e heurístico, e também pela sua solução que são das formas determinação e demonstração. As estratégias para resolver problemas geométricos evidenciadas na obra A Arte de Resolver Problemas são uso de notação e de fórmulas, como também idealização ou confecção de figuras. Os resultados da pesquisa indicam que os alunos apresentam respostas aos problemas geométricos, de todos os três tipos, por meio de figuras e em seguida por meio de estratégia aritmética. Os registros e estratégias algébricas não ocorrem aos alunos de 7º ano, se expressam timidamente pelos alunos do ano sucessivo e começam a ganhar destaque nas turmas de 9º ano. Alunos de diferentes anos do ensino fundamental ao resolverem problema rotineiro similar sobre geometria de posição, em geral, não obtêm o mesmo sucesso na resolução, sendo que as turmas de 9º ano utilizam com garantia a estratégia geométrica, enquanto as turmas do 7º ano, ainda que disponham de notações auxiliares, demonstram não se sentir seguros sobre sua solução, pois apresentam até cálculos para justificar suas respostas. Os problemas práticos, aplicados a alunos de 7º ano, relacionados a área foram solucionados através da noção de perímetro, já os alunos de 8º ano, apresentam boa compreensão dos conceitos relacionados a ângulos. Em ambos os casos há forte presença de estratégias aritméticas e geométricas. Em suma as figuras constituem um importante recurso para esses alunos desenvolverem suas estratégias com maior liberdade de exposição, pois através delas, se dá o estímulo para a criatividade e o exercício para o estabelecimento de planos de solução.