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Projeto, execução. Desmistificando o ensino de Funções Quadráticas

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Execução do projeto para a matéria Informatica Educativa I, da Pós Novas Tecnologias para o ensino da Matemática. Planejamento de aulas da matéria função quadrática (função polinomial do segundo grau).

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Antes da primeira aula sobre amatéria solicitar uma pesquisaaos alunos, em grupo, sobre ahistória da função quadrática ealgumas aplicações destamatéria.

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Primeira aula: Visualização de vídeos e discussão sobre

as pesquisas feitas pelos alunos em grupo.

Apresentar os vídeos, “Esse tal de Bhaskara” e “(A Função do 2º Grau)Matemática - Novo Telecurso - Ensino Médio - Aula 31”, para os alunoscom o objetivo de relembrar a equação polinomial do 2º grau e informartodos os aspectos do tema do conteúdo a ser trabalhado, função polinomialdo 2º grau. Após isso, discutir os resultados das pesquisas realizadas pelosgrupos e ao final descrever definição da função e alguns exemplos.

Vídeos:

http://www.youtube.com/watch?v=dw6wD5bP5vw

http://www.youtube.com/watch?v=83g2LhTqpjQ

Obs.: Pedir aos alunos que providenciem para a próxima aula papelquadriculado ou papel milimetrado.

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Segunda aula: Construção de gráficos com papel

quadriculados a partir de tabela de pontos.

O professor deverá fazer exemplos com os alunos no

inicio da aula. Depois dividir a turma em grupos,

escolher exemplos de funções quadráticas do livro, 4

para cada grupo, e deixá-lo desenvolver os gráficos ao

final da aula cada grupo deverá expor seus gráficos na

sala.

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Terceira aula: Relacionar a concavidade da parábola e

o coeficiente a; identificar o ponto (0,c) como o ponto

em que a parábola intersecta o eixo y; perceber que o

vértice da parábola corresponde ao ponto extremo da

função quadrática, utilizando o software Geogebra,

para isso a turma tem que estar no laboratório de

informática.

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Iniciando o Geogebra, construção de funções

quadráticas

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No campo “Entrada”, digite as funçôes abaixo:

f(x)=x^2-2*x+2

g(x)=2*x^2-3*x+4

h(x)=x^2-2*x-3

i(x)=-3*x^2-18*x-29

j(x)=-0,3*x^2+0,6*x+2,7

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Observando a concavidade e o sinal do coeficiente a,

você seria capaz de relacioná-los?

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Você seria capaz de escrever uma relação entre o

coeficiente c e a ordenada (y) do ponto de

interseção entre a parábola e o eixo y?

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Peça para seus alunos responderem sobre cada função

marcada no Geogebra as perguntas abaixo:

Quais valores de x para os quais a função é crescente?

Quais valores de x para os quais a função é decrescente ?

Qual é ponto em que a função passa de crescente a decrescente (ou

de decrescente a crescente)?

Conjunto Imagem da Função Quadrática?

Ponto mais alto/baixo da parábola?

Reta x =____ que divide a parábola verticalmente em duas partes

iguais?

Questione o que eles observam a partir de suas respostas, e discutam o

assunto.

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Na função quadrática, de forma geral f(x) = ax2 + bx + c e sempre representada

por uma parábola, o vértice é o ponto onde a função passa de crescente a

decrescente, se ela tem concavidade voltada para baixo, ou de decrescente a

crescente, se ela tem concavidade voltada para cima.

O vértice então será, nas parábolas com concavidade voltada para baixo, o ponto

mais alto da função – PONTO DE MÁXIMO – e a sua ordenada, yv, será o maior

valor assumido pela função quadrática – VALOR MÁXIMO. Da mesma maneira, se

a concavidade é voltada para cima, o vértice será o ponto mais baixo – PONTO DE

MÍNIMO – e sua ordenada, yv, será o menor valor assumido pela função – VALOR

MÍNIMO.

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Na quarta aula o professor

deverá apresentar os slides a

seguir.

Page 13: Projeto, execução. Desmistificando o ensino de Funções Quadráticas

Uma maneira diferente de encontrar raízes

das funções quadráticas

Quando vimos a resolução da equação polinomial do 2º grau, calculava-

se as raízes através da fórmula de Bháskara. Agora vamos achar as

raízes sem recorrer a fórmula.

Resolvamos, então, as equações que aparecem abaixo, nesta ordem.

x2 –1 = 0

x2 + 4 = 0

Essas foram bem fáceis! Vamos agora tentar resolver essas...

(x – 5)2 = 0

(x + 3)2 = 0

E essas, como você resolveu?

Também não são difíceis, não?

Page 14: Projeto, execução. Desmistificando o ensino de Funções Quadráticas

Vamos às próximas.

(x – 2)2 – 1 = 0

(x + 4)2 – 8 = 0

Descreva sua resolução!

Mais algumas...

(x – 2)2 – 1 = 0

(x + 7)2 + 8 = 0

(x + 2)2 + 9 = 0

(x – 5)2 – 3 = 0

Houve algo diferente com alguma destas? Como você resolveu o problema?

Exemplos de resolução esperados.

(x – 2)2 – 1 = 0 → (x – 2)2 = 1 → x – 2 = +- √ 1 → x = 2 +- 1 → x= 1 ou x= 3

(x + 2)2 + 9 = 0 → (x + 2)2 = -9 → x + 2 = +- √(-9) , Não existe raiz real

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Tente agora essas:

2(x – 1)2 – 4 = 0

3(x + 5)2 + 1 = 0

6(x – 2)2 – 10 = 0

12(x – 12)2 + 12 = 0

Para completar, só mais algumas...

–(x – 1)2 – 4 = 0

–2(x – 4)2 + 8 = 0

–3(x + 2)2 + 9 = 0

–7(x – 4)2 – 7 = 0

O que você percebeu em relação à resolução destas? O que elas

apresentam de diferente das anteriores? Como você resolveu esse

problema?

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Agora, vamos conhecer uma técnica de resolução de equações

quadráticas conhecida por “completando quadrados”. Para isso,

vamos relembrar um importante produto notável:

Esse produto notável é conhecido como “quadrado da soma de dois

termos” ou “quadrado da diferença de dois termos”. O resultado

desta potência é conhecido como “trinômio quadrado perfeito”.

Seu desenvolvimento surge da multiplicação de

ou

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ExpressõesTermo a ser

acrescentadoForma Fatorada

x2 – 4x + 4 x2 – 4x + 4 = (x – 2)2

x2 + 6x

x2 – 5x

x2 +3x

x2 - 8x + 2 + 14 x2 - 8x + 2 + 14 = x2 - 8x + 16 = (x – 4)2

x2 - 2x + 4 -3 x2 - 2x + 4 -3 = x2 - 2x + 1 = (x – 1)2

x2 - 7x - 9

x2 + 13x -1

Sua tarefa neste momento é acrescentar termos às expressões abaixo

mostradas de maneira que eles se tornem trinômios quadrados perfeitos e

que possam ser escritos na forma fatorada ou .

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Na quinta aula o professor

deverá mostrar os slides a

seguir.

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Agora você já conhece uma ferramenta poderosíssima

em matemática e que poderá ajuda-lo em diversas outras

áreas da própria matemática. Vamos usá-la para achar

raízes de funções quadráticas, ou seja, para resolver

equações do 2º grau? A ideia é usar a técnica de

completar quadrados para reescrever a função

quadrática (ou a equação polinomial do 2º grau) da

maneira como aparece escrita no primeiro item desta

lista. Ao trabalho!

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Generalizando esta ideia, podemos concluir que uma

função quadrática pode ser apresentada na forma geral,

que você já conhecia, dada por

f(x) = ax2 + bx + c

ou na forma canônica, dada por

f(x) = a(x – m)2 +k

Vamos agora observar os gráficos de algumas funções

quadráticas dadas na forma geral e na forma canônica.

Complete a tabela a seguir:

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Função quadrática a b c m k Vértice

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O que você percebeu? Debata com seus colegas e relate

aqui.

A seguir, responda às perguntas:

Como você pode encontrar o vértice da parábola a partir da

função quadrática a ela relacionada na forma geral?

Como você pode encontrar o vértice da parábola a partir da

função quadrática a ela relacionada na forma canônica?

Escreva a lei algébrica na forma canônica de uma função

quadrática que tem vértice (1,2) e a = 1.

Escreva a lei algébrica na forma geral da função quadrática

dada no item anterior.

Escreva a lei algébrica da função que tem vértice em (2,4) e

que intersecta o eixo y em y = 3. A seguir, determine suas

raízes, esboçando seu gráfico.

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Sexta aula: Revisar cada ponto da matéria

através dos programas disponíveis no site

citado abaixo e ver como cada coeficiente

altera o gráfico da função.

Site

http://www.uff.br/cdme/fqa/fqa-html/fqa-br.html

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Sexta aula: Avaliação final

Avaliação dos alunos

Avaliação dos conhecimentos adquiridos no processo

de aprendizagem e da participação de cada um nas

atividades desenvolvidas durante o mesmo.

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Referência Bibliográfica

Disponível em, < http://www.geogebra.org/cms/download>.

Acessado em 02/10/2013.

Disponível em, < http://www.uff.br/cdme/fqa/fqa-html/fqa-

br.html>. Acessado em 01/10/2013.

Disponível em,

http://www.youtube.com/watch?v=dw6wD5bP5vw.

Acessado em 01/10/2013.

Disponível em,

http://www.youtube.com/watch?v=83g2LhTqpjQ. Acessado

em 01/10/2013.