Modelagem Matemática: Usando Funções Polinomiais para Resolver Problemas do Dia a Dia

Título da aula: "Modelagem Matemática: Usando Funções Polinomiais para Resolver Problemas do Dia a Dia"

Propósito da aula: Introduzir o conceito de modelagem matemática e demonstrar como funções polinomiais de 1º ou 2º graus podem ser usadas para resolver problemas práticos em diferentes contextos, com ou sem o uso de tecnologias digitais.

Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º anos)

Objetivos de conhecimento:

  • Entender o conceito de modelagem matemática e sua importância na resolução de problemas.
  • Aprender a construir modelos matemáticos simples usando funções polinomiais de 1º ou 2º graus.
  • Desenvolver habilidades para resolver problemas práticos usando modelos matemáticos.
  • Utilizar tecnologias digitais, quando disponíveis, para auxiliar na construção e resolução de modelos matemáticos.

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: A aula está planejada para uma duração de 90 minutos e pode ser dividida em três partes principais: introdução teórica, exercícios práticos individuais e um projeto de modelagem matemática em grupo.

Materiais necessários:

  • Quadro branco ou flip chart
  • Marcadores ou canetas coloridas
  • Cópias da apostila ou livro-texto com a teoria sobre funções polinomiais e modelagem matemática
  • Folhas de papel para anotações e exercícios
  • Calculadoras (se necessário)
  • Computadores ou tablets com acesso à internet (se disponíveis) para pesquisa e uso de softwares de modelagem matemática

Plano de Aula Detalhado:

1. Introdução Teórica (20 minutos):

  • Iniciar a aula com uma discussão sobre o que é modelagem matemática e sua importância na resolução de problemas.
  • Apresentar os conceitos básicos de funções polinomiais de 1º e 2º graus, incluindo suas equações, gráficos e propriedades.
  • Fornecer exemplos simples de como essas funções podem ser usadas para modelar situações cotidianas.

2. Exercícios Práticos Individuais (30 minutos):

  • Distribuir folhas de exercícios que contenham problemas práticos que possam ser resolvidos usando funções polinomiais de 1º ou 2º graus.
  • Os alunos devem resolver os exercícios individualmente, utilizando calculadoras se necessário.
  • O professor deve circular pela sala, auxiliando os alunos e respondendo a dúvidas.

3. Projeto de Modelagem Matemática em Grupo (40 minutos):

  • Dividir a turma em grupos de 3 ou 4 alunos.
  • Cada grupo deve escolher um problema prático que possa ser resolvido usando uma função polinomial de 1º ou 2º graus.
  • Os grupos devem pesquisar e coletar dados relevantes para o problema escolhido.
  • Em seguida, devem construir um modelo matemático usando uma função polinomial adequada.
  • Finalmente, os grupos devem apresentar seus modelos matemáticos para a classe, explicando como eles foram construídos e como podem ser usados para resolver o problema escolhido.

Conclusão e Reflexão (10 minutos):

  • Revisão dos aprendizados da aula e reflexão sobre a importância da modelagem matemática na resolução de problemas práticos.
  • Discussão sobre como essa habilidade pode ser aplicada em diferentes áreas do conhecimento e em futuras carreiras.

Questões

Clique no card para ver detalhes da questão

Em qual das seguintes situações uma função polinomial de 2º grau pode ser usada para modelar o problema?

Resposta: determinar a altura máxima alcançada por um foguete.

Em qual dos problemas práticos abaixo uma função polinomial de 1º grau (linear) seria a mais adequada para modelar?

Resposta: o custo total de comprar um determinado número de maçãs, onde o custo por maçã é constante

Em qual dos seguintes contextos o uso de uma função polinomial de 1º grau seria mais apropriado para resolver um problema prático?

Resposta: Estimar o tempo necessário para uma corrida de longa distância.

Em um modelo matemático que representa a trajetória de um objeto lançado verticalmente para cima, qual das variáveis abaixo representa a aceleração da gravidade?

Resposta: Aceleração do objeto

Em um modelo matemático que usa uma função polinomial de 2º grau para representar o movimento de um projétil, o coeficiente do termo de grau 2 representa qual grandeza física?

Resposta: Aceleração inicial do projétil

Qual das afirmações a seguir está CORRETA sobre a construção de modelos matemáticos?

Resposta: Modelos matemáticos podem ser simplificações da realidade para facilitar a análise e compreensão de um problema.

Qual das alternativas abaixo apresenta um problema prático que pode ser resolvido usando uma função polinomial de 2º grau?

Resposta: encontrar o tempo necessário para encher um tanque

Qual das seguintes funções polinomiais pode ser usada para modelar o movimento de um projétil atirado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 10 m/s?

Resposta: f(x) = -10x^2 + 5

Qual das seguintes situações é mais apropriada para ser modelada usando uma função polinomial de 1º grau?

Resposta: população de uma cidade ao longo do tempo

Qual das seguintes situações é um exemplo de modelagem matemática usando uma função polinomial de 2º grau?

Resposta: prever o número de inscritos em um novo curso com base no número de alunos nos últimos três anos.

Qual das seguintes situações é um exemplo de modelagem matemática usando uma função polinomial de 2º grau?

Resposta: prever o lucro de uma empresa com base no número de produtos vendidos.

Qual das seguintes situações é um exemplo de problema prático que pode ser resolvido usando uma função polinomial de 2º grau?

Resposta: determinar a trajetória de um projétil

Qual das seguintes situações não é um exemplo de problema prático que pode ser resolvido usando uma função polinomial de 1º ou 2º graus?

Resposta: determinar a área de uma figura irregular.

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

Resposta: a trajetória de um projétil lançado no ar

Qual das situações a seguir é um exemplo de modelagem matemática usando funções polinomiais de 1º ou 2º graus?

Resposta: Modelar o movimento de um projétil usando as equações de movimento.