Modelagem com Funções Polinomiais: Resolvendo Problemas Práticos

Título da aula: "Modelagem com Funções Polinomiais: Resolvendo Problemas Práticos"

Propósito da aula: Apresentar e desenvolver habilidades na construção de modelos matemáticos usando funções polinomiais de 1º e 2º graus para resolver problemas práticos em diversos contextos.

Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º anos)

Objetivos de conhecimento:

  • Compreender o conceito de funções polinomiais de 1º e 2º graus.
  • Aplicar funções polinomiais para modelar situações do cotidiano.
  • Resolver problemas práticos usando funções polinomiais, com ou sem auxílio de tecnologias digitais.

Habilidades da BNCC: EM13MAT302 - "Construir modelos empregando as funções polinomiais de 1º ou 2º graus, para resolver problemas em contextos diversos, com ou sem apoio de tecnologias digitais."

Sobre esta aula: Esta aula está planejada para 3 aulas de 50 minutos cada. Na primeira aula, os alunos serão introduzidos ao conceito de funções polinomiais e como usá-las para modelar situações simples. Na segunda aula, eles aplicarão essas habilidades para resolver problemas práticos em diferentes contextos. Na terceira aula, os alunos usarão tecnologias digitais para construir e analisar modelos polinomiais.

Materiais necessários:

  • Quadro branco ou projetor.
  • Marcadores ou canetas.
  • Folhas de papel e lápis ou canetas para os alunos.
  • Calculadoras científicas (opcional).
  • Computadores ou tablets com acesso à internet (para a terceira aula).

Plano de Aula Detalhado:

Aula 1 (50 minutos):

  1. Introdução (10 minutos): Inicie a aula com uma discussão sobre funções matemáticas e sua importância na modelagem de situações reais. Apresente o conceito de funções polinomiais de 1º e 2º graus, enfatizando sua forma geral e propriedades básicas.

  2. Exemplos e Aplicações (20 minutos): Apresente alguns exemplos simples de funções polinomiais e sua aplicação na resolução de problemas práticos. Isso pode incluir problemas envolvendo movimento, crescimento populacional, lucro e prejuízo, entre outros.

  3. Construção de Modelos (20 minutos): Divida a turma em pequenos grupos e distribua a cada grupo um problema prático para resolver. Os alunos devem construir um modelo matemático usando uma função polinomial adequada e usá-lo para resolver o problema.

Aula 2 (50 minutos):

  1. Revisão (10 minutos): Revise brevemente o conceito de funções polinomiais e sua aplicação na modelagem de situações reais. Discuta os problemas resolvidos na aula anterior e certifique-se de que os alunos compreenderam os processos envolvidos.

  2. Aplicações em Contextos Diversos (30 minutos): Apresente novos problemas práticos de diferentes contextos, como ciências, economia e engenharia. Desafie os alunos a construir modelos matemáticos usando funções polinomiais para resolvê-los.

  3. Discussão e Compartilhamento (10 minutos): Abra espaço para uma discussão em grupo sobre os problemas resolvidos. Peça aos alunos que compartilhem suas estratégias e soluções, promovendo o aprendizado colaborativo.

Aula 3 (50 minutos):

  1. Tecnologias Digitais (10 minutos): Introduza o uso de tecnologias digitais para construir e analisar modelos polinomiais. Apresente aplicativos ou softwares específicos para esse propósito e demonstre como utilizá-los.

  2. Atividade Prática (30 minutos): Divida a turma em pequenos grupos e distribua a cada grupo um problema prático para resolver usando tecnologias digitais. Os alunos devem construir um modelo polinomial usando o software ou aplicativo escolhido e usá-lo para resolver o problema.

  3. Apresentação e Avaliação (10 minutos): Peça a cada grupo que apresente seus resultados e conclusões para a turma. Promova uma discussão sobre as diferentes abordagens e soluções encontradas. Avalie o desempenho dos alunos com base em sua capacidade de construir e analisar modelos polinomiais usando tecnologias digitais.

Questões

Clique no card para ver detalhes da questão

Em qual das seguintes situações o uso da função polinomial de 2º grau é mais apropriado?

Resposta: um projétil é lançado verticalmente para cima. a altura do projétil em relação ao tempo é modelada por uma função quadrática.

Em qual das situações abaixo uma função polinomial de 2º grau não seria adequada para modelar o fenômeno descrito?

Resposta: Distância percorrida por um carro em função do tempo, considerando velocidade constante.

Qual das alternativas abaixo é um exemplo de uma função polinomial de 2º grau?

Resposta: g(x) = 2x² + 4x + 1

Qual das seguintes funções polinomiais modela o gráfico de uma parábola que se abre para baixo?

Resposta: f(x) = -x^2 + 2x - 3

Qual das seguintes funções polinomiais representa a área de um retângulo cujo comprimento é 2 unidades a mais que sua largura?

Resposta: a(x) = x(x + 2)

Qual das seguintes funções polinomiais representa corretamente a área de um retângulo com comprimento de \(x\) e largura de \(y\)?

Resposta: (A = x \cdot y)

Qual das seguintes funções representa um modelo polinomial de 2º grau que passa pelos pontos (1, 4), (2, 11) e (3, 20)?

Resposta: f(x) = 2x² - 5x + 4

Qual das seguintes situações **não** pode ser modelada com uma função polinomial de 1º ou 2º grau?

Resposta: o volume de um cone em função do seu raio e altura.

Qual das seguintes situações não pode ser modelada usando uma função polinomial de 1º ou 2º graus?

Resposta: a trajetória de um projétil lançado horizontalmente.

Qual das seguintes situações pode ser melhor modelada usando uma função polinomial de 2º grau?

Resposta: a altura de um foguete em função do tempo.

Qual é a forma geral da função polinomial de 1º grau?

Resposta: $f(x) = ax + b$

Qual é a forma geral de uma função polinomial de 1º grau?

Resposta: (f(x) = ax + b)

Qual é o grau do polinômio que representa a área de um quadrado de lado \(x\)?

Resposta: 2