← Praticando Matemática Teoria dos grafos · seções 12.5 e 12.6

A rota do caminhão de lixo

O caminhão de lixo precisa passar por todas as ruas do bairro uma vez só e voltar para onde começou. Isso sempre dá?

  1. Em cada mapa, registre seu palpite na tarefa: dá ou não dá?
  2. Toque numa esquina para pôr o caminhão lá.
  3. Toque nas ruas, uma depois da outra. Cada rua só pode ser usada uma vez.

Mapa e tarefas

1. Vila Esperança

Mapa do bairro.
onde a rota começou rua já recolhida, com a ordem no círculo
Ruas recolhidas0 de 6
Caminhão na esquinanenhuma

Rota: ainda não começou.

Onde o caminhão começa?

Mapa 1: Vila Esperança

Dá para o caminhão passar por todas as ruas uma vez só e voltar para onde começou?

Depois do palpite, toque numa esquina do mapa e siga pelas ruas.

Mapa 2: Jardim Paraíso

E neste bairro, dá para passar por todas as ruas uma vez só e voltar para onde começou?

Se o caminhão ficar preso, desfaça ou recomece de outra esquina.

Mapa 3: Centro

E no Centro, dá para passar por todas as ruas uma vez só e voltar para onde começou?

Conte as ruas de cada esquina

Conte no mapa as ruas que chegam na esquina pedida. Depois, Mostrar contagem, embaixo do mapa, mostra as ruas de todas as esquinas e completa a última coluna da tabela. Esquinas ímpares são as que têm número ímpar de ruas.

Mapa na tela
Seus mapas
MapaSeu palpiteO que aconteceuEsquinas ímpares

Desafio: abrir uma rua nova

No bairro Vila Nova, o caminhão não consegue fazer o circuito. A prefeitura pode abrir uma rua nova, numa das linhas tracejadas. Qual rua faz o circuito existir?

Depois do palpite, abra a rua nos botões embaixo do mapa e trace o circuito para provar.

Decida só contando

Três bairros novos. Em cada um, conte as ruas de cada esquina e decida o que dá para fazer, antes de traçar.

Bairro na tela

Depois de registrar, trace a rota para conferir. A tarefa fica feita quando os três bairros tiverem decisão.

Desafio extra: Centro

No Centro, qual é o menor número de ruas novas que fecha o circuito? Abra as ruas e trace para provar.

O que está acontecendo

Esta parte abre quando você terminar a tarefa de contar as ruas de cada esquina.

Para o professor

Objetivo

Ao final, o aluno consegue decidir, contando as ruas de cada esquina, se um mapa tem uma rota que passa por todas as ruas uma vez só e volta ao início. É o teorema de Euler para circuitos (seção 12.5 do livro), com o caso de exatamente duas esquinas ímpares, o caminho euleriano da seção 12.6, como extensão. O problema de quem recolhe lixo, entrega cartas ou varre ruas é o problema do carteiro chinês, citado no livro.

Pré-requisitos

Saber o que é número par e ímpar e ler um mapa simples. Não é preciso ter visto grafos antes; os termos grau, vértice, aresta, circuito euleriano e caminho euleriano aparecem na explicação, depois que o aluno já mexeu.

Como usar em aula

Uns 25 minutos. Projete o mapa 1 e peça um palpite da turma antes de traçar; um aluno vai ao quadro (ou dita as esquinas) e fecha o circuito. Deixe as duplas tentarem os mapas 2 e 3 por uns 6 minutos, anotando palpite e resultado. Pergunte: em qual mapa ninguém conseguiu? Alguém terminou a casinha em outra esquina? De onde saiu? Peça então que contem as ruas de cada esquina e só depois ligue "Mostrar contagem" na projeção. Leia a explicação com a turma, faça o desafio da Vila Nova e feche com os três bairros da última tarefa: cada dupla decide só contando, diz em voz alta, e só então alguém traça. Quem terminar antes vai para o desafio extra.

Erros comuns

Achar que não deu por falta de tentativa: o aluno que insiste no Centro sem contar está nesse erro, e a contagem mostra que o problema é o mapa. Achar que tanto faz a esquina de partida: na casinha (Jardim Paraíso), só dá começando em E ou F, as duas esquinas ímpares. Voltar ao início cedo demais na Vila Esperança (de A para C, D e de volta a A) e concluir que é impossível: ali todas as esquinas são pares, então o erro é a ordem das ruas. Confundir passar por todas as esquinas com passar por todas as ruas; o ODA avisa quando isso acontece. No desafio extra, achar que abrir mais ruas sempre ajuda: abrir as quatro diagonais deixa quatro esquinas ímpares de novo.

Perguntas para discussão

Baseado em Contemporary Mathematics, OpenStax, seções 12.5 e 12.6, sob licença CC BY-NC-SA 4.0. Este ODA está sob a mesma licença. Acesse o livro gratuitamente em openstax.org.