Funções Logarítmicas: Uma Jornada de Crescimento e Decaimento

Título da Aula: Funções Logarítmicas: Uma Jornada de Crescimento e Decaimento

Propósito: Introduzir os alunos ao conceito e às aplicações de funções logarítmicas, destacando sua capacidade de representar fenômenos de crescimento e decaimento em diversas áreas da ciência e da matemática.

Ano: Ensino Médio

Objetivos:

  • Compreender a definição e as propriedades das funções logarítmicas.
  • Analisar gráficos logarítmicos e determinar suas propriedades.
  • Resolver problemas práticos que envolvam funções logarítmicas, examinando o comportamento de grandezas que apresentam crescimento ou decaimento.

Sequência: 305

Materiais:

  • Quadro branco ou flip chart
  • Marcadores ou canetas
  • Folhas de papel ou cadernos
  • Calculadoras científicas (opcional)
  • Computadores ou tablets com acesso à internet (opcional)

Plano de Aula:

  1. Introdução:
  • Inicie a aula com uma discussão sobre fenômenos naturais ou situações práticas que envolvam crescimento ou decaimento. Por exemplo, mencione o crescimento populacional, o decaimento radioativo ou a variação do pH em soluções químicas.
  • Introduza o conceito de funções logarítmicas como uma ferramenta para modelar e estudar esses fenômenos.
  1. Conceitos e Propriedades:
  • Apresente a definição das funções logarítmicas, destacando a relação entre a potência e o logaritmo.
  • Apresente e explique as principais propriedades das funções logarítmicas, incluindo as leis dos expoentes e as mudanças de base.
  1. Gráficos de Funções Logarítmicas:
  • Construa o gráfico de uma função logarítmica típica usando uma calculadora gráfica ou um software apropriado.
  • Analise o gráfico e identifique as características importantes, como o domínio, o contradomínio, os assíntotas e os pontos de inflexão.
  1. Aplicações:
  • Resolva alguns problemas práticos que envolvam funções logarítmicas. Por exemplo, determine o tempo de decaimento de um elemento radioativo, calcule o pH de uma solução química ou modele o crescimento de uma população.
  • Encoraje os alunos a encontrar e trazer exemplos de aplicações de funções logarítmicas em diferentes áreas do conhecimento.
  1. Atividades Práticas:
  • Organize atividades práticas que permitam aos alunos aplicar os conceitos e propriedades das funções logarítmicas. Por exemplo, peça-lhes que construam gráficos de funções logarítmicas diferentes, resolvam equações logarítmicas ou analisem problemas práticos envolvendo logaritmos.
  1. Conclusão:
  • Revise os principais conceitos e propriedades discutidos durante a aula.
  • Desafie os alunos a pensar em outras aplicações de funções logarítmicas além das discutidas em sala de aula.

Questões

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Em qual das seguintes situações o uso de uma função logarítmica é mais apropriado?

Resposta: modelar o decaimento radioativo de um elemento.

Qual das alternativas abaixo é a definição correta de uma função logarítmica?

Resposta: uma função que mapeia um número positivo para seu logaritmo.

Qual das alternativas apresenta a definição correta de logaritmo?

Resposta: O inverso de uma exponencial.

Qual das alternativas a seguir não é uma propriedade das funções logarítmicas?

Resposta: log(a + b) = log(a) + log(b)

Qual das seguintes aplicações das funções logarítmicas envolve o estudo do ph em soluções químicas?

Resposta: determinação do ph de soluções químicas

Qual das seguintes aplicações envolve uma função logarítmica que representa um fenômeno de decaimento?

Resposta: Concentração de um medicamento no corpo ao longo do tempo

Qual das seguintes aplicações não envolve o uso de funções logarítmicas?

Resposta: determinação da intensidade do som

Qual das seguintes equações logarítmicas representa corretamente o crescimento de uma população que duplica a cada 5 anos?

Resposta: y = 5x

Qual das seguintes equações representa uma função logarítmica?

Resposta: y = log₂(x)

Qual das seguintes equações representa uma função logarítmica crescente?

Resposta: y = log4(5 - x)

Qual das seguintes expressões não é uma propriedade das funções logarítmicas?

Resposta: log(a)·log(b) = log(ab)

Qual das seguintes expressões não representa uma propriedade da função logarítmica?

Resposta: log(x + y) = log(x) + log(y)

Qual das seguintes funções logarítmicas representa um fenômeno de crescimento?

Resposta: f(x) = log2(x)

Qual das seguintes funções representa um fenômeno de decaimento?

Resposta: y = log(2)^x

Qual das seguintes situações melhor exemplifica o conceito de decaimento exponencial modelado por uma função logarítmica?

Resposta: o decaimento da concentração de um medicamento no corpo humano ao longo do tempo.