Exploração e Aplicação de Funções Exponenciais em Contextos Diversos

Título da Aula: Exploração e Aplicação de Funções Exponenciais em Contextos Diversos

Propósito da Aula: Desenvolver a compreensão e a aplicação de funções exponenciais em diferentes contextos, incluindo a Matemática Financeira, permitindo aos alunos analisar e resolver problemas que envolvam crescimento, decaimento e variação de grandezas.

Ano: Ensino Médio (1º, 2º e 3º ano)

Objetivos de Conhecimento:

  • Compreender o conceito de funções exponenciais e suas propriedades;
  • Analisar o comportamento gráfico das funções exponenciais, identificando características como crescimento ou decaimento exponencial, assíntotas e pontos de inflexão;
  • Elaborar e resolver problemas utilizando funções exponenciais, interpretando as soluções no contexto da situação-problema;
  • Aplicar funções exponenciais em contextos diversos, como a Matemática Financeira (juros compostos, amortização de dívidas, aplicações financeiras), crescimento populacional, decaimento radioativo e outros.

Habilidades da BNCC: EM13MAT304 - Resolver e elaborar problemas com funções exponenciais nos quais seja necessário compreender e interpretar a variação das grandezas envolvidas, em contextos como o da Matemática Financeira, entre outros.

Materiais Necessários:

  • Quadro branco ou projetor multimídia;
  • Marcadores ou canetas;
  • Folhas de papel para anotações e resolução de exercícios;
  • Calculadoras científicas;
  • Acesso a recursos digitais (computadores, tablets ou celulares) para pesquisas e exploração de aplicativos relacionados a funções exponenciais.

Plano de Aula Detalhado:

  1. Introdução (10 minutos):

    • Inicie a aula com uma breve discussão sobre o conceito geral de funções exponenciais e suas propriedades básicas.
    • Exiba alguns exemplos de funções exponenciais simples e peça aos alunos que identifiquem suas características principais.
  2. Exploração Gráfica (20 minutos):

    • Em grupos pequenos, distribua folhas de papel milimetrado e peça aos alunos que construam o gráfico de uma função exponencial fornecida.
    • Oriente-os a identificar as características do gráfico, como crescimento ou decaimento exponencial, assíntotas e pontos de inflexão.
    • Após a construção, solicite que os grupos apresentem seus gráficos e compartilhem suas observações.
  3. Aplicação em Contextos Diversos (25 minutos):

    • Divida a turma em grupos e distribua problemas contextualizados envolvendo funções exponenciais.
    • Os problemas podem incluir aplicações em Matemática Financeira (juros compostos, amortização de dívidas, aplicações financeiras), crescimento populacional, decaimento radioativo, entre outros.
    • Oriente os grupos a trabalhar na resolução dos problemas, analisando e interpretando os resultados no contexto da situação-problema.
  4. Compartilhamento e Discussão (20 minutos):

    • Após a resolução dos problemas, reúna a turma e peça que cada grupo apresente suas soluções.
    • Promova uma discussão sobre as estratégias utilizadas para resolver os problemas e os insights obtidos com a aplicação das funções exponenciais.
    • Aproveite o momento para reforçar os conceitos e propriedades das funções exponenciais e esclarecer dúvidas dos alunos.
  5. Conclusão (5 minutos):

    • Finalize a aula com um resumo dos principais conceitos e habilidades explorados durante a aula.
    • Reforce a importância da compreensão e aplicação de funções exponenciais em diferentes contextos, destacando sua relevância em áreas como a Matemática Financeira e outras áreas do conhecimento.

Questões

Clique no card para ver detalhes da questão

Em qual das aplicações abaixo uma função exponencial é utilizada para modelar um processo de crescimento populacional?

Resposta: Crescimento da população de bactérias em uma cultura.

Em qual das seguintes aplicações financeiras a função exponencial é utilizada para calcular o valor futuro de um investimento?

Resposta: poupança com juros compostos

Em qual das situações abaixo a utilização de uma função exponencial é mais apropriada?

Resposta: calcular o tempo de meia-vida de um elemento radioativo

Em qual dos problemas abaixo a utilização de uma função exponencial é mais adequada para modelar a situação?

Resposta: Prever o crescimento da população de uma cidade que cresce a uma taxa anual de 2%.

Em uma aplicação financeira com juros compostos, qual das opções abaixo representa corretamente o cálculo do montante acumulado após um determinado período?

Resposta: FV = PV x (1 + i)^n

Em um contexto de Matemática Financeira, qual das seguintes opções representa uma aplicação de funções exponenciais?

Resposta: Cálculo de juros compostos em uma conta bancária

Qual das seguintes aplicações é um exemplo de crescimento exponencial?

Resposta: aumento constante da população de uma cidade

Qual das seguintes equações representa uma função exponencial com crescimento?

Resposta: y = 2^x

Qual das seguintes equações representa uma função exponencial com crescimento exponencial?

Resposta: f(x) = 2^x

Qual das seguintes equações representa uma função exponencial crescente?

Resposta: y = 3^x - 2

Qual das seguintes expressões algébricas representa uma função exponencial?

Resposta: 5^x

Qual das seguintes situações NÃO envolve uma aplicação de funções exponenciais?

Resposta: Análise do movimento de um objeto lançado verticalmente

Qual das seguintes situações NÃO pode ser modelada por uma função exponencial?

Resposta: Movimento de um objeto lançado verticalmente para cima