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Sistematização dos métodos de estudo da monotonia de funções elementares no processo de ensino e aprendizagem da matemática, em complementos da matemática (página 2)


Desenvolvimento

1. Considerações gerais sobre funções

1.1. Definição: Chama-se função real à lei Monografias.comque associa a cada número real de um subconjunto Monografias.comdos números reais, um e só um número real. Neste caso denota-se Monografias.comou seja, Monografias.com

1.2. Exemplos de funções.

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1.3. Campo de existência/domínio de definição.

Dada uma função Monografias.comchama-se campo de existência ou domínio de definição da função Monografias.comao conjunto de todos os números reais Monografias.comem cada um dos quais a função tem o valor determinado. Usualmente o domínio da função denota-se por Monografias.com

Exemplo 1. Achar o domínio da funçãoMonografias.com

Solução:

A função está definida para todo Monografias.comque não anula o denominador, isto é, Monografias.comLogo, Monografias.com

1.4. Contradomínio da função.

Chama-se contradomínio (ou seja imagem) da função Monografias.comao conjunto definido por Monografias.com

Exemplo 1. Achar o Monografias.comde Monografias.com

Para achar Monografias.comdesta função basta resolver a equação considerando Monografias.comcomo variável dependente.

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Da última expressão chegamos à conclusão de que para todo e qualquer Monografias.comdado Monografias.comexiste um número real Monografias.comtal que Monografias.comLogo, Monografias.com

2. Definição da monótona de uma função:

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3.Teorema de Lagrange.

Em matemática o teorema do valor médio (também conhecido como Teorema de Lagrange) afirma que dada uma função continua f num intervalo fechado [a,b] e diferenciável em (a, b), existe um ponto c em (a, b) tal que :

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3.1. Critérios da monotonia:

Seja Monografias.comuma função derivável no intervalo (a, b).

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4. Métodos de estudo da monotonia de funções reais.

Uma função pode ser monótona crescente ou monótona decrescente:

  • Em um ou mais de um intervalo incluído no seu domínio de definição tais como as funções Monografias.comMonografias.com

  • Em todo o seu domínio de definição tais como as funçõesMonografias.comMonografias.com

Nesta secção vamos investigar a monotonia das funções com ajuda do gráfico, da derivada e do sinal do discriminante.

Sublinha-se que o método do gráfico é aplicável para funções simples, por exemplo, para funções quadráticas, exponenciais, logaritmicas e funções trigonométricas fundamentais.

O método da derivada é mais eficaz e é aplicável para maior parte das funções elementares.

5. Monotonia das funções polinomiais.

5.1. Funções quadráticas.

Exemplo 1. Desenhar o gráfico das funções abaixo e determinar os intervalos de crescimento e decrescimento

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Solução: Para desenhar o gráfico dessas funções precisa-se destacar, para além dos pontos auxiliares, o vértice e zeros.

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O gráfico diz que a função é crescente no intervalo Monografias.come decrescente no intervalo Monografias.com

5.2. Funções cúbicas.

Exemplo 1. Achar os intervalos de crescimento e decrescimento das funções seguintes:

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Solução. Não é fácil desenhar o gráfico das funções cúbicas a), b); portanto vamos usar o método da derivada. Sendo a derivada da função cúbica, a função quadrática, portanto precisa-se de uma observação importante sobre a variação do sinal da função quadrática Monografias.com

Caso 1. Se Monografias.comentão;

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Caso 2. Se Monografias.comentão a equação Monografias.comtem duas soluções Monografias.comcom Monografias.com

Neste caso, Monografias.comtoma o sinal do coeficiente Monografias.comfora do intervalo Monografias.come sinal contrário dentro do intervalo.

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Logo, a função é decrescente no intervalo Monografias.com

Exemplo 2. Dada a funçãoMonografias.comcom que valor de Monografias.coma função é decrescente em seu domínio de definição? Para que a função seja crescente em todo o seu domínio de definição a derivada Monografias.comdeve ser positivo para qualquer Monografias.com

Solução:

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Conclusão: A função é decrescente no intervalo Monografias.comse Monografias.com

5.3. Função fraccionária Monografias.comonde Monografias.comsão graus de Monografias.come Monografias.com

5.3.1. Função Monografias.comcom Monografias.com

Exemplo 1. Estudar a monotonia da funçãoMonografias.com

Solução:

Para a função simples tais como funções neste exemplo, podemos usar o método do gráfico. Primeiramente, desenhamos o gráfico de funções Monografias.comque é uma hipérbole).

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Esse gráfico diz que a função Monografias.comé decrescente no intervalo Monografias.come Monografias.com

Logo, do gráfico da função Monografias.compode obter-se o gráfico da função Monografias.compela translação do gráfico da função Monografias.compela unidade à esquerda.

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Assim, a função é decrescente no intervalo Monografias.com

Exemplo 2. Estudar a monotonia da função Monografias.comcom Monografias.com

Solução: Monografias.com

Monografias.com

Monografias.com

Conclusão. Se Monografias.comentão a função é crescente

Se Monografias.comentão a função é decrescente

Aplicação: Sem desenhar o gráfico e sem calcular derivada, dar conclusão sobre a monotonia das funções seguintes empregando o sinal do descriminante Monografias.com

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Solução:

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5.3.2. Função Monografias.com

Exemplo 1. Estudar a monotonia da função Monografias.com

Solução:

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Conclusão. Como Monografias.come Monografias.comentão a função Monografias.comé decrescente no intervalo Monografias.com

Considerações finais

Como foi visto em sessões anteriores, não é fácil nem é recomendável estudar a monotonia de funções baseando-se num único método; torna necessário o domínio, integração e sistematização de vários métodos para dar solução adequada a cada exercício. Acredita-se, ainda, que os três métodos apresentados (gráfico, derivada e sinal do discriminante) constituem uma ferramenta necessária e suficiente para o estudo da monotonia de quaisquer funções elementares. Sugere-se que a escolha de um ou outro método tenha dependência da expressão analítica da função dada. Mas observa-se que dentre os métodos estudados, o mais eficaz é o da derivada pois que pode resolver a monotonia de todas as funções. Assim, a boa aplicação desses métodos pode contribuir significativamente no desenvolvimento de habilidades matemáticas dos estudantes do 1º e 2º ano do Curso de Matemática do ISCED-Huambo.

Bibliografia

  • 1. Bugrov, Ia. S. S. M. (1986). Nicolski-Matemática para Engenharia. Princípios de Análise Matemática vol2: Mir.Moscovo

  • 2. Brosnstein, I.K.( 1988).Semendiaev-Matemática para Engenheiros e Estudantes.

  • 3. Demidovitch, B. (1993). Problemas e Exercícios de Análise Matemática. Portugal: Mir Moscovo.

  • 4. Gonzalez, Mário O. (1968). Complementos de geometria y nociones de calculo diferencial e integra. Instituto do Livro l: Osvaldo Sonchez.

  • 5. Métodos do campo da Derivada (2008). www. icmc.sc.usp.br~PZ taboas/noctel node 15.html.-28K. Acesso em 10 de Setembro de 2014.

  • 6. Morais, Adelino Sakata (2010). Monografia do trabalho de fim de curso para obtenção do grau de licenciatura em ciências de educação: ISCED-Huambo.

  • 7. Pedroso, Ballester S. (1992). Metodologia de la enseñanza de la Matemática I. Cuba: Puesblo y Educación.

  • 8.  Pedroso, Ballester S. (2000). Metodologia de la Enseñanza de la Matemática I. Cuba: Academia.

  • 9. Torres, P ; Lopez G. (1999). A aprendizagem significativa da Matemática de nível médio e básico. Cuba: Material de consulta ISPEJV.

  • 10. Torres, P ; Lopez G. (1999). Métodos problémicos no ensino da Matemática (PROMET).Cuba: Academia.

 

Autores:

Lic. Adelino Sakata Morais

assattt[arroba]gmail.com

Assistente Estagiário é Docente no Instituto Superior de Ciências da Educação do Huambo e lecciona há três anos a Cadeira de Complementos da Matemática.

Lic. Bartolomeu Chindumbo Delfino

delfinomano27[arroba]gmail.com

Assistente é Docente no Instituto Superior de Ciências da Educação do Huambo e lecciona há três anos a Cadeira de Análise Matemática.

Lic. Hélder Jorge Barroso

heldebarroso17[arroba]gmail.com

Estgiário de Investigação é Docente no Instituto Superior de Ciências da Educação do Huambo e lecciona a Cadeira de Análise Complexa.

INSTITUTO SUPERIOR DE CIÊNCIAS DA EDUCAÇAO DO HUAMBO

ISCED-HUAMBO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXACTAS

COLÓQUIO 2014



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