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Representação gráfica da função polinomial do segundo grau do tipo f x = ax2 1ª série Aula 3 – 3º bimestre Matemática Etapa Ensino Médio ● Representação gráfica da função polinomial do segundo grau do tipo f x = ax2. ● Representar, no plano cartesiano, a relação entre as grandezas de uma função polinomial de 2º grau do tipo f x = ax2 em situações diversas. Conteúdo Objetivo Para começar Área e perímetro de um quadrado No seu caderno de anotações, elabore uma tabela que contenha as quatro medidas dos lados de um quadrado e os respectivos valores de seu perímetro, e uma segunda tabela que contenha as mesmas medidas dos lados e as respectivas medidas das áreas. Após a elaboração das duas tabelas, desenhe um plano cartesiano e esboce o gráfico do perímetro em função da medida do lado do quadrado e também o gráfico da área em função da medida do lado do quadrado. Existe um valor para a medida do lado do quadrado em que a medida do perímetro é igual à medida da área? Técnica: “Virem e conversem” Tempo: 10 min Para começar Correção Medida do lado L Medida do perímetro (P(L)) = 4L 2 8 3 12 4 16 5 20 Medida do lado L Medida da área (S(L))= L ∙ L 2 4 3 9 4 16 5 25 Para começar Correção Como podemos constatar na representação gráfica, existe um ponto de intersecção entre as medidas de perímetro e da área, e isso mostra que, quando a medida do lado do quadrado é igual a 4 U.M., tanto o perímetro e área têm medida igual a 16 U.M. e 16 U.M. 2, respectivamente. Foco no conteúdo Anteriormente, vimos a relação de interdependência entre duas grandezas x e y, em que y é diretamente proporcional ao quadrado de x, isto é, y x2 = constante = k, ou seja, y = kx2. De modo geral, a relação y = kx2 serve de base para iniciarmos os estudos das funções polinomiais de 2º grau, cuja forma geral é: f x = ax2 + bx + c, com a ≠ 0 Grandeza proporcional ao quadrado de outra: a função polinomial de 2º grau f x = ax2 Tempo: 10 min Foco no conteúdo Nosso objetivo, agora, é estudar a representação gráfica da função f x = x2. Sabemos que o gráfico de y = x é uma reta com inclinação igual a 1. Para construir o gráfico de y = x2, é preciso considerar tais aspectos: ● O quadrado de um número situado entre 0 e 1 é menor que o próprio número, ou seja, x2 < x, para 0 < x < 1; ● O quadrado de um número maior do que 1 é maior que o próprio número, ou seja, x2 > x, para x > 1; Foco no conteúdo ● O gráfico de y = x2 é simétrico em relação ao eixo y, uma vez que f x = f −x ,para todo x; ● O gráfico de y = x2 encosta “suavemente” no eixo x, sem formar um “bico”. Resumindo tais informações, temos o esboço gráfico a seguir, em que a curva correspondente é uma parábola. Foco no conteúdo Foco no conteúdo Partindo do gráfico de f x = x2 , fica fácil construir o gráfico de f x = ax2, com a ≠ 0. Para tanto, a cada valor de x, devemos fazer corresponder o produto ax2, que é maior que x2 , quando a > 1, e é menor que x2, quando 0 < a < 1. Assim, as parábolas ficam tanto mais “fechadas” quanto maior for o valor de a e tanto mais “abertas” quanto menor for o valor de a. Alguns gráficos desse tipo estão apresentados a seguir. Foco no conteúdo Da mesma maneira, para os valores negativos de a, os gráficos mantêm a mesma forma, mas os valores de y tornam- se negativos. Observe a figura a seguir. Foco no conteúdo Foco no conteúdo Resumindo: Observe que, quanto maior o valor absoluto do coeficiente a, mais “fechada” é a parábola. Quanto menor o valor absoluto de a, mais “aberta” ela é. O sinal de a indica se a concavidade (abertura) da parábola estará voltada para cima (a>0) ou para baixo (a<0). Na prática Atividade 1 A relação entre x e y é uma função polinomial do 2º grau. Represente, em um mesmo plano cartesiano, as situações 1 e 2 e, em outro plano cartesiano, as situações 3 e 4. Situação 1 x y -2 4 -1 1 0 0 1 1 2 4 Situação 2 x y -2 8 -1 2 0 0 1 2 2 8 Situação 3 x y -2 -4 -1 -1 0 0 1 -1 2 -4 Situação 4 x y -2 -8 -1 -2 0 0 1 -2 2 -8 Técnica: “Todo mundo escreve” Tempo: 15 min Na prática Situação 1 x y -2 4 -1 1 0 0 1 1 2 4 Situação 2 x y -2 8 -1 2 0 0 1 2 2 8 Correção Na prática Correção Situação 3 x y -2 -4 -1 -1 0 0 1 -1 2 -4 Situação 4 x y -2 -8 -1 -2 0 0 1 -2 2 -8 Na prática Atividade 2 Analise os dados das situações 1, 2, 3 e 4 e escreva a expressão algébrica entre a relação x e y. Situação 1 x y -2 4 -1 1 0 0 1 1 2 4 Situação 2 x y -2 8 -1 2 0 0 1 2 2 8 Situação 3 x y -2 -4 -1 -1 0 0 1 -1 2 -4 Situação 4 x y -2 -8 -1 -2 0 0 1 -2 2 -8 Na prática Situação 1 x2 y 4 4 1 1 0 0 1 1 4 4 Correção Para determinar as expressões algébricas que relacionam os valores das variáveis y em função do quadrado da variável x, partiremos da tabela da Situação 1 e determinaremos a Taxa de Variação Média. 1 1 2 1 2 2 2 2 3 3 2 3 4 4 2 4 y 1 4 3 TVM 1 1 4 3x y 0 1 1 TVM 1 0 1 1x y 1 0 1 TVM 1 1 0 1x y 4 1 3 TVM 1 4 1 3x − − = = = = − − − − = = = = − − − = = = = − − = = = = − 2 2 2 1 y k 1 y k x x y 1 x = = = = Na prática Correção Para estabelecer a expressão algébrica da Situação 2, podemos comparar os valores de y na Situação 1 e 2. Situação 1 x y -2 4 -1 1 0 0 1 1 2 4 Situação 2 x y -2 8 -1 2 0 0 1 2 2 8 Ao comparar os valores de y nas duas tabelas, concluímos que os valores de y na Situação 2 são o dobro dos valores da Situação 1. Então, podemos concluir que a expressão algébrica da Situação 2 será dada por: 2 2 y 2 x= Na prática Correção Realizando o mesmo procedimento para encontrar as expressões algébricas das Situações 3 e 4, temos Situação 3 x2 y 4 -4 1 -1 0 0 1 -1 4 -4 ( ) ( ) ( ) 1 1 2 1 2 2 2 2 3 3 2 3 4 4 2 4 y 1 4 3 TVM 1 1 4 3x y 0 1 1 TVM 1 0 1 1x y 1 0 1 TVM 1 1 0 1x y 4 1 3 TVM 1 4 1 3x − − − = = = = − − − − − = = = = − − − − − − = = = = − − − − − − = = = = − − 2 2 2 y k 1 y k x x y 1 x = = − = = − Na prática Correção Para estabelecer a expressão algébrica da Situação 2, podemos comparar os valores de y na Situação 3 e 4. Situação 3 x y -2 -4 -1 -1 0 0 1 -1 2 -4 Situação 4 x y -2 -8 -1 -2 0 0 1 -2 2 -8 Ao comparar os valores de y das duas tabelas, concluímos que os valores de y na Situação 4, são o dobro dos valores da Situação 3. Então, podemos concluir que a expressão algébrica da Situação 4 será dada por: 2 4 y 2 x= − Aplicando Função polinomial do segundo grau e função polinomial do primeiro grau Considere a função, no conjunto dos números reais, definida por f x =0,4x2: a. Faça o esboço do gráfico de f(x); b. Esboce graficamente as soluções da equação 0,4 x2= 4x, determinando a interseção dos gráficos da função polinomial do 2º grau f(x) e da função polinomial do 1º grau g(x) = 4x. Técnica: “Mostre-me” Tempo: 10 min Aplicando Correção a. Aplicando Correção b. O que aprendemos hoje? ● Representamos, no plano cartesiano, a relação entre as grandezas de uma função polinomial de 2º grau do tipo f x = ax2 em situações diversas. Tarefa SP Localizador: 96912 1. Professor, para visualizar a tarefa da aula, acesse com seu login: tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br 2. Clique em “Atividades” e, em seguida, em “Modelos”. 3. Em “Buscar por”, selecione a opção “Localizador”. 4. Copie o localizador acima e cole no campo de busca. 5. Clique em “Procurar”. Videotutorial: http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/ http://tarefas.cmsp.educacao.sp.gov.br/ http://tarefasp.educacao.sp.gov.br/ Referências LEMOV, D. Aula nota 10 2.0: 62 técnicas para melhorar a gestão da sala de aula. Porto Alegre: Penso, 2018. SÃO PAULO (Estado). Secretaria da Educação. Currículo Paulista do Ensino Médio. São Paulo, 2019. SÃO PAULO (Estado). Currículo em Ação, V. 1, 1ª série doEnsino Médio, São Paulo, 2020. SMOLE, K. S.; DINIZ, M. I. Ser protagonista: Matemática e suas tecnologias, números e álgebra. Ensino Médio. 1. ed. São Paulo: Edições SM, 2020. Referências Lista de imagens e vídeos Slide 5 – Elaborado pelo autor. Slide 9 – Elaborado pelo autor. Slide 11 – Elaborado pelo autor. Slide 12 – Elaborado pelo autor. Slide 15 – Elaborado pelo autor. Slide 16 – Elaborado pelo autor. Slide 23 – Elaborado pelo autor. Slide 24 – Elaborado pelo autor. Material Digital Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29
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