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O que a Matemática tem a ver com a Música?
A Música é um tipo de "ciência exata"? A Matemática
é uma forma de "arte"?
Os gregos antigos denominavam a música
de "números em movimento".
Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716), matemático
alemão, afirmou que: "A Música é um exercício
de Aritmética secreto e aquele que a ela se entrega às vezes
ignora que maneja números".
Michael Peter Balzary (2007), mais conhecido como FLEA, baixista da banda
de rock Red Hot Chili Peppers comentou: "Aprendi algo ótimo outro
dia. Em 600 anos antes de Cristo, os primeiros estudos de Matemática
estavam todos relacionados à Música. Eram os únicos
estudos matemáticos, pitagóricos e todos relacionados à
música. A medição dos intervalos etc. Não é
legal?"
De fato, o matemático grego Pitágoras (sec. VI a.C.), um dos pioneiros da teoria musical ocidental, estudando a geração dos sons, usando determinadas frações do tamanho original de uma corda (1/1, 9/8, 5/4, 4/3, 3/2, 5/3, 15/8, 2/1), observou que duas cordas vibrantes, cujos comprimentos estivessem na razão de 1 para 2, soariam com a mesma nota.
Atualmente sabemos que a razão das frequências dos sons
emitidos por essas cordas seria a razão inversa dos seus comprimentos,
ou seja, de 2 para 1 e que duas cordas vibrantes produzem som com a mesma
nota se e só se a razão de seus comprimentos é uma
potência inteira de base 2.
A frequência da nota lá fundamental ou padrão (o
lá central do piano) é 440 Hz e a frequência do
lá seguinte (uma oitava acima), mais agudo, é 880 Hz (Hz é
a abreviatura de hertz, unidade de frequência que significa ciclo
por segundo).
A escala musical ocidental, a partir de Andreas Werkmeister (1645 - 1706) e Johann Sebastian Bach (1685 - 1750), denominada de escala cromática (ou temperada),
divide esse intervalo em doze semitons iguais, isto é, tais que a
razão (divisão) das frequências de notas consecutivas
é constante. Essas notas se sucedem na ordem LÁ , LÁ#
, SI , DÓ , DÓ#, RÉ , RÉ# , MI , FÁ ,
FÁ# , SOL , SOL# , LÁ, ... (o símbolo # é chamado
de sustenido).
Considerando log 2 = 0,3010 , log 1,059 = 0,0250 , calcule:
a) as frequências dessas notas, o primeiro LÁ sendo o LÁ
fundamental.
b) a frequência do sinal de discar de um telefone, que é
o primeiro SOL# anterior ao LÁ fundamental.
c) a nota cuja frequência é 185 Hz.
Pela definição de logaritmos, temos que 1/12 é o logaritmo de q na base 2. Mudando da base 2 para a base 10, segue que: 1/12 = log2q = log q / log 2. Então, log q = 0,3010 / 12 = 0,0250 aproximadamente. Como log 1,059 = 0,0250 = loq q, chegamos a conclusão que a razão q = 21/12 = 1,059 aproximadamente.
Assim, a PG procurada é: 440 ; 440×21/12 ; 440×22/12 ; 440×23/12 ; 440×24/12 ; 440×25/12 ; 440×26/12 ; 440×27/12 ; 440×28/12 ; 440×29/12 ; 440×210/12 ; 440×211/12 ; 440×212/12.
Logo, as frequências são, aproximadamente, LÁ =
440Hz ; LÁ# =466Hz ; SI = 494Hz ; DÓ = 523Hz ; DÓ# =
554Hz ; RÉ = 587Hz ; RÉ# = 622Hz ; MI = 659Hz ; FÁ =
698Hz ; FÁ# = 740Hz ; SOL = 784Hz ; SOL# = 831Hz ; LÁ =
880Hz.
Este procedimento é usualmente denominado de interpolação
geométrica (interpolação de 11 meios geométricos
entre 440 e 880), onde, interpolar é o mesmo que inserir ou intercalar.
b) A frequência da nota SOL# anterior ao LÁ fundamental é 440 / 22/12 = 440 / 1,059 = 416Hz. Logo, a frequência do SOL anterior ao LÁ fundamental é 416 / 22/12 = 416 / 1,059 = 392Hz aproximadamente.
De outro modo (mais rápido), como a frequência do SOL posterior ao LÁ fundamental é 784Hz, vem que o SOL anterior ao LÁ padrão é 784 / 2 = 392Hz.
c) Se f = 185Hz, então 2f = 370Hz tem a mesma nota que f. De modo análogo, 3f = 555Hz tem a mesma nota que f. Logo, 4f = 740Hz também tem a mesma nota. Como a frequência da nota FA# é 740Hz, concluimos que a nota cuja frequência é 185Hz é FA#.

Um compasso é uma unidade musical composta por determinada quantidade de notas musicais em que a soma das durações coincide com a fração indicada como fórmula do compasso. Por exemplo, se a fórmula de compasso for ½, poderia ter um compasso ou com duas semínimas ou uma mínima ou quatro colcheias, sendo possível a combinação de diferentes figuras.
Um trecho musical de oito compassos, cuja fórmula
é ¾, poderia ser preenchido com
(A) 24 fusas.
(B) 3 semínimas.
(C) 8 semínimas.
(D) 24 colcheias e 12 semínimas.
(E) 16 semínimas e 8 semicolcheias.
Segue que:
24 fusas = 24(1/32) = 24/32 = 3/8 ;
3 semínimas = 3(1/4) = 3/4 ;
8 semínimas = 8(1/4) = 8/4 = 2 ;
24 colcheias e 12 semínimas = 24(1/8) + 12(1/4) = 24/8 + 12/4 = 3 + 3 = 6 ;
16 semínimas e 8 semicolcheias = 16(1/4) + 8(1/16) = 16/4 + 8/16 = 8/2 + 1/2 = 9/2 ,
Como 24 colcheias e 12 semínimas = 6 = oito compassos de fórmula 3/4, então, o resultado procurado está na alternativa (D).
b) Temos 7 possibilidades para escolher a primeira nota. Como não se pode repetir a nota usada na primeira, temos 6 possibilidades de escolha para a segunda. Para escolher a terceira, sem repetir a nota usada na segunda, podendo repetir a nota usada na primeira, temos 6 possibilidades. Seguindo este raciocínio, na quarta, também, temos 6 possibilidades.
Logo, pela análise combinatória, o resultado pedido é: 7×6×6×6 = 1512 .