O sinal de igual é uma balança, não uma seta
Que número deve ir no quadradinho?
$$8+4=\square+5$$No fim dos anos 1990, as pesquisadoras norte-americanas Karen Falkner, Linda Levi e Thomas Carpenter fizeram essa pergunta a alunos do primeiro ao sexto ano. Em todas as séries, menos de um em cada dez respondeu $7$. As respostas mais comuns foram $12$ e $17$.
Quem respondeu $12$ fez a conta $8+4$ e escreveu o resultado depois do $=$, como sempre fazia. Quem respondeu $17$ somou todos os números que viu. Nenhum dos dois grupos errou a conta. Os dois erraram a leitura do sinal de igual.
Uma seta ou uma balança?
Para muitos alunos, o $=$ quer dizer “e o resultado é”. É a leitura que a calculadora ensina: você digita $8$, $+$, $4$ e aperta a tecla $=$, que faz a conta e mostra a resposta. Nessa leitura, o igual é uma seta: à esquerda fica a pergunta, à direita a resposta, e a conta só anda num sentido.
Mas não foi isso que Recorde desenhou em 1557. As duas paralelas de mesmo comprimento dizem que as duas coisas valem o mesmo. O igual é uma balança: os pratos estão equilibrados, e não importa qual lado está à esquerda.
Na leitura de balança, a resposta é imediata: o prato da esquerda pesa $12$, então o da direita também tem que pesar $12$, e falta $7$ para isso. Escrever $12$ no quadradinho daria $8+4=12+5$, ou seja, $12=17$, uma balança desequilibrada.
A leitura de balança também explica por que $7=3+4$ é tão verdadeiro quanto $3+4=7$, e por que $3+4=5+2$ é uma frase perfeitamente correta, embora não tenha “resultado” nenhum. Em linguagem matemática, o igual é uma relação simétrica: se $A=B$, então $B=A$.
Uma equação lida sinal por sinal
A leitura de balança é a que torna a álgebra possível. Volte à equação do capítulo 1, “uma quantidade, somada à sua metade, dá cinco”:
$$x+\frac{x}{2}=5.$$Uma leitura apressada diz “some $x$ com a metade e dá cinco”. Uma leitura semiótica olha para cada sinal:
- O $x$ não é um número qualquer: é uma incógnita, um lugar reservado para um valor que a igualdade vai selecionar.
- A barra de fração em $\frac x2$ agrupa sem precisar de parênteses: a metade é de todo o $x$.
- O $+$ junta duas quantidades: o $x$ inteiro e a sua metade.
- O $=$ não manda calcular nada. Afirma que os dois pratos pesam o mesmo, e é uma condição que só um valor de $x$ satisfaz.
Resolver a equação é fazer, nos dois pratos, operações que mantêm o equilíbrio:
$$x+\frac x2=5 \iff \frac{3x}{2}=5 \iff 3x=10 \iff x=\frac{10}{3}.$$O sinal $\iff$ diz que cada passo é reversível: multiplicar os dois lados por $2$ e depois dividir por $3$ não perde nem inventa soluções, porque $2$ e $3$ não são zero. A verificação fecha o ciclo e reconecta a escrita ao problema:
$$\frac{10}3+\frac12\cdot\frac{10}3=\frac{10}3+\frac53=\frac{15}3=5.$$A mesma condição em outro desenho
A frase também pode ser traduzida para um desenho de segmentos. A metade de $x$ é uma parte; o $x$ inteiro são duas partes iguais a ela. Juntos, $x$ e a sua metade são três partes iguais, e as três medem $5$:
Cada parte mede $\frac53$, e o $x$, que são duas partes, mede $\frac{10}3$. O desenho mostra de cara por que aparece o $3$; a equação esconde isso dentro de uma soma de frações, mas em compensação funciona para qualquer número no lugar do $5$. A frase não mostra nem uma coisa nem outra, mas é a única que diz de que se está falando. Cada representação ilumina uma parte do mesmo problema.
Exercício: qual número vai no quadradinho?
O lado esquerdo vale $8$. Para o direito valer $8$, o quadradinho precisa ser $11$, porque $11-3=8$. Quem lê o igual como seta escreve $8$, e a balança fica $8=5$.
Exercício: conserte a corrente
Corrija a escrita $5\cdot3=15+2=17$ sem mudar a ideia da conta. Duas formas certas:
$$5\cdot3+2=15+2=17,$$em que cada sinal de igual liga expressões que realmente valem o mesmo, ou então em duas linhas separadas: $5\cdot3=15$ e $15+2=17$.
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