Lei Quantitativa Lei que diz respeito a variação da quantidade. instrumentos para o estudo das leis quantitativas Incógnita São símbolos (letras) que são usados para representar valores desconhecidos específicos. Variável (Número Genérico) São símbolos (letras) que são usados para representar quantidades que variam ou mudam. Função: Instrumento próprio para o estudo das leis quantitativas. As funções são relações ou regras (leis) que associam exclusivamente os membros de um conjunto com os membros de outro conjunto. instrumentos para o estudo das leis quantitativas Função: Instrumento próprio para o estudo das leis quantitativas; As funções são relações ou regras (leis) que associam exclusivamente os membros de um conjunto com os membros de outro conjunto. Escrita algébrica: lei analítica modo de estabelecer a correspondência entre duas variáveis. Escrita gráfica: pontos, retas e curvas (lei geométrica) Escrita tabular: tabelas Termo Desconhecido • Valor da variável a ser determinado; • Representação de quantidades desconhecidas ; • Equações e expressões algébricas que descrevem relacionamentos entre dados fornecidos. TD1 – Reconhecer e identificar numa situação-problema a presença de algo desconhecido que pode ser determinado, considerando as limitações do problema; TD2 – Interpretar a variável simbólica que aparece na equação, como um ente que pode assumir valores específicos; TD3 – Substituir a incógnita pelo valor ou valores que faz ou fazem da equação uma indicação verdadeira; TD4 – Determinar a incógnita que aparece na equação ou nos problemas, executando as operações algébricas e/ou aritméticas requeridas; TD5 – Identificar a incógnita em uma situação específica e representá-la simbolicamente numa equação. No caminho de peregrinação à Meca, o marajó de Laore e Délhi, Cluzir Schá, foi apresentado ao geômetra Beremiz Samir. O calculista lhe contou uma lenda sobre o sábio Bháskara. Para homenagear a filha Lilaváti, Bháskara perpetuou seu nome em um livro. Pois o príncipe nunca esqueceu da história e quis também escrever um livro para sua própria menina. Entusiasmado com as lições numéricas do homem que calculava, preparou-lhe um bilhete para enviar junto com a obra: “Admirado Beremiz, se leres três páginas por dia, terá consumado a leitura 16 dias mais tarde do que se dedicasse cada dia a cinco páginas. Seja como for, espero o tempo necessário para ter sua opinião”. Antes mesmo de ver o livro, certamente Beremiz soube quantas páginas ele tinha. E você saberia dizer quantas páginas há nesse livro? Nº de Dias 3 páginas por dia 5 páginas por dia 01 02 03 06 05 10 Diferença entre o nº de páginas lidas 02 04 03 04 05 ... 09 12 15 ... 15 20 25 ... 06 08 10 ... 20 ... 36 60 ... 108 100 ... 100 40 ... -8 TD1 – Reconhecer e identificar numa situação-problema a presença de algo desconhecido que pode ser determinado, considerando as limitações do problema; Determinar o total de páginas existentes no livro indicado pelo problema. TD5 – Identificar a incógnita em uma situação específica e representá-la simbolicamente numa equação; Total de páginas do livro Sentença fechada (equação) Incógnita x 3 x 5 16 TD2 – Interpretar a variável simbólica que aparece na equação, como um ente que pode assumir valores específicos; O livro possui a quantidade de páginas fixa, a qual será indicada por um número, solução da equação dada. Portanto “x” só poderá assumir um valor que torne a sentença (equação) verdadeira. TD4 – Determinar a incógnita que aparece na equação ou nos problemas, executando as operações algébricas e/ou aritméticas requeridas; x x 16 3 5 5 x 3x 240 15 15 15 5x = 3x + 240 5x - 3x = 240 2x = 240 Reescrever as frações (equivalentes)! Aritmética Ampliar 15 vezes todos os termos! Aritmética Adicionar, a ambos os membros da equação, o oposto do monômio “3x”! Op. Algébrica Dividir por 2, os membros da equação. Aritmética x = 120 páginas TD3 – Substituir a incógnita pelo valor ou valores que faz ou fazem da equação uma indicação verdadeira; O único valor que torna a sentença fechada (equação) “ x/3 = x/5 + 16 (dias)” verdadeira é x = 120 páginas. (120/3 = 120/5 + 16) Total de dias Incógnita “x” Escrita Matemática (equação): 3x + 48 = 5x Solução da equação x = 24 dias Solução do problema: (5 páginas/dia) . 24 dias = 120 páginas ou ainda (3páginas/dia).24 dias + 48 páginas = 120 páginas Obs.: É extremamente importante perceber que neste contexto interpretativo a incógnita não é a solução do problema!!! Número Genérico • • • • Reconhecimento de: regras gerais; padrões numéricos; padrões geométricos. Podemos entender por variável, “o tempo, a distância ou qualquer outra grandeza variável”; O desenvolvimento histórico do conceito de variável apresenta uma relação direta com o conceito de número, de movimento e com o desenvolvimento da Física. NG1 – Reconhecer um padrão, perceber regras nas sequencias e em problemas similares; NG2 – Interpretar uma variável simbólica como um representante geral, entidade indeterminada que pode assumir qualquer valor; NG3 – Interpretar a variável simbólica como um objeto indeterminado que se pode operar; NG4 – Desenvolver a ideia de método geral que distingue as variáveis das constantes em problemas similares, até chegar a uma simbolização de um método geral e do objeto geral no qual atua; NG5 – Manipular um símbolo para simplificar ou desenvolver expressões algébricas. Com base na sequência algébrica, responda: 2x + 4; 4x + 4; 6x + 4; ... a) Há algum padrão entre os termos algébricos? Caso haja, indique-o. A partir da expressão 2x + 4, basta adicionar 2x ao termo da expressão anterior. NG1 – Reconhecer um padrão, perceber regras nas sequências e em problemas similares; b) A variável pode assumir quais valores? Qualquer valor. NG2 – Interpretar uma variável simbólica como um representante geral, entidade indeterminada que pode assumir qualquer valor; Com base na sequência algébrica, responda: 2x + 4; 4x + 4; 6x + 4; ... c) Há alguma relação entre esta sequência e a sequência dada? Caso haja, indique. x2 + 2x; 2x2 + 2x; 3x2 + 2x; ... Sim. Basta multiplicar cada expressão da sequência inicial por x/2. NG3 – Interpretar a variável simbólica como um objeto indeterminado que se pode operar; Com base na sequência algébrica, responda: 2x + 4; 4x + 4; 6x + 4; ... d) Monte algumas sequências aritméticas possíveis de serem determinadas explorando apenas o termo 2x + k, com k pertencente ao conjunto dos Número Naturais. Para k = 3 e x € N : 5; 7; 9; 11; 13; ... Para k = 4 e x € N : 6; 8; 10; 12; 14; ... NG4 – Desenvolver a ideia de método geral que distingue as variáveis das constantes em problemas similares, até chegar a uma simbolização de um método geral e do objeto geral no qual atua; Com base na sequência algébrica, responda: 2x + 4; 4x + 4; 6x + 4; ... e) Indique a sequência que será formada se multiplicarmos cada termo da sequência por 3y. 6xy + 12y; 12xy + 12y ; 18xy + 12y; ... NG5 – Manipular um símbolo para simplificar ou desenvolver expressões algébricas. Relacionamento Funcional • Reconhecimento de situações em que ocorre a variação simultânea das variáveis; • Função: determinação do valor de uma das variáveis quando a outra é reconhecida (variável dependente e independente) . RF1 – Reconhecer as correspondências relacionadas entre as incógnitas independentemente das representações utilizadas (tabelas, gráficos, problemas verbais, expressões analíticas); RF2 – Determinar os valores da variável dependente pelo valor dado a uma independente; RF3 – Determinar os valores da variável independente dado o valor da dependente; ); RF4 – Reconhecer a variação comum das variáveis envolvidas em uma relação independentemente da representação utilizada (tabelas, gráficos, expressões analíticas; RF5 – Determinar o intervalo da variação de uma variável dada e o intervalo da variação da outra; RF6 – Expressar um relacionamento funcional de forma tabular, gráfica e/ou analítica baseado na análise dos dados de um problema. Um experimento consiste em colocar certa quantidade de bolas de vidro idênticas em um copo com água até certo nível e medir o nível da água, conforme ilustrado na figura a seguir. Como resultado do experimento, conclui-se que o nível da água é função do número de bolas de vidro que são colocadas dentro do copo. O quadro a seguir mostra alguns resultados do experimento realizado. Número de bolas Nível da água 5 10 15 6,35 cm 6,70 cm 7,05 cm Lei Quantitativa Variáveis: quantidades que variam ou mudam Número de bolas (x) – variável independente Nível de água (y) – variável dependente Escrita Matemática: y = f(x) Função RF1 – Reconhecer as correspondências relacionadas entre as incógnitas, independentemente das representações utilizadas (tabelas, gráficos, problemas verbais, expressões analíticas); Perceber a relação existente entre o nível da água e a quantidade de bolinhas a serem inseridas no recipiente. RF2 – Determinar os valores da variável dependente pelo valor dado a uma independente. Se colocarmos 7 bolinhas no copo, o nível da água, registrada na régua graduada, será de: 6,00 cm + 0,07 cm x 7 = 6,00 cm + 0,49 cm = 6,49 cm RF3 – Determinar os valores da variável independente (incógnita) dado o valor da dependente. Para que a água atinja uma altura de 7,26 cm, registrada na régua graduada, são necessárias 18 bolinhas dentro do copo. RF4 – Reconhecer a variação comum das variáveis envolvidas em uma relação independentemente da representação utilizada (tabelas, gráficos, expressões analíticas); Para cada bolinha colocada no copo, o nível da água aumenta em 0,07 cm. RF5 – Determinar o intervalo da variação de uma variável dada e o intervalo da variação da outra; Representando por h a altura do copo, temos que: . o intervalo de variação do nível da água (variável dependente) será entre 6,07 cm e h. . o intervalo de variação do número de bolinhas (variável independente) será entre 1 e (π . R2 . h) : (π . R2 . 0,07) = h / 0,07 cm, onde R = raio da base do copo. RF6 – Expressar um relacionamento funcional de forma tabular, gráfica e/ou analítica baseado na análise dos dados de um problema. Escrita Tabular Número de bolas (x) Nível da água (y) 1 6,07 cm ou 607 mm 2 6,14 cm ou 614 mm 3 6,21 cm ou 621 mm 4 6,28 cm ou 628 mm 5 6,35 cm ou 635 mm 6 6,42 cm ou 642 mm 7 6,49 cm ou 649 mm RF6 – Expressar um relacionamento funcional de forma tabular, gráfica e/ou analítica baseado na análise dos dados de um problema. Nível da água (cm) Lei geométrica : conjunto de pontos Número de bolinhas Lei analítica (algébrica): y = 6 + 0,07 . x Indique o atributo à variável para situação. 1) Segundo estudo (modelagem matemática), para que se torne compensante abastecer um veículo com etanol (y), este deverá ter um custo inferior a 70% do litro da gasolina (x). Estabeleça algebricamente uma igualdade (relação biunívoca), que expresse a dependência entre o preço destes dois combustíveis. Variável como termo desconhecido (incógnita) Variável como número genérico (variável) Variável como relacionamento funcional (função) Indique o atributo à variável para situação. 2) Segundo estudo (modelagem matemática), para que se torne compensante abastecer um veículo com etanol (y), este deverá ter um custo inferior a 70% do litro da gasolina (x). Estabeleça algebricamente uma igualdade (relação biunívoca), que expresse a dependência entre o preço destes dois combustíveis. y = 0,7 . x Variável como termo desconhecido (incógnita) Variável como número genérico (variável) Variável como relacionamento funcional (função) Indique o atributo à variável para situação. 2) Atualmente, em muitos postos de combustível o preço do litro do etanol (y) supera o preço de meio litro da gasolina (x). Expresse esta relação por meio de uma comparação. Variável como termo desconhecido (incógnita) Variável como número genérico (variável) Variável como relacionamento funcional (função) Indique o atributo à variável para situação. 2) Atualmente, em muitos postos de combustível o preço do litro do etanol (y) supera o preço de meio litro da gasolina (x). Expresse esta relação por meio de uma comparação. y > x/2 Variável como termo desconhecido (incógnita) Variável como número genérico (variável) Variável como relacionamento funcional (função) Indique o atributo à variável para situação. 3) Em um posto de combustível, o preço do litro de etanol corresponde a 70% do preço do litro de gasolina. Se paguei por 15 litros de etanol R$ 25,20, quanto pagaria por um litro de gasolina? Variável como termo desconhecido (incógnita) Variável como número genérico (variável) Variável como relacionamento funcional (função) Indique o atributo à variável para situação. 3) Em um posto de combustível, o preço do litro de etanol corresponde a 70% do preço do litro de gasolina. Se paguei por 15 litros de etanol R$ 25,20, quanto pagaria por um litro de gasolina? 25,20 = 0,7 . x Variável como termo desconhecido (incógnita) Variável como número genérico (variável) Variável como relacionamento funcional (função) Mais um exemplo... Comprei um veículo por um valor. Após um mês, vendi este veículo por R$ 1.000,00 a mais que o valor de compra. No mês seguinte, tornei a comprá-lo por um valor, que superava em R$1.000,00 o preço pelo qual o havia vendido. Para finalizar, vendi novamente esse veículo por R$ 1.000,00 acima do preço que havia pago na última compra. Eu obtive lucro ou prejuízo nessa transação? De quanto? Indique o atributo à variável. É variável como termo desconhecido (incógnita)? Não É variável como relacionamento funcional (função)? Não É variável como número genérico (variável)? Sim Resolução: expressão algébrica e resultado numérico - x + (x + 1 000) – (x + 2 000) + (x + 3 000) = - x + x + 1 000 – x – 2 000 + x + 3 000 = 2 000 NG5 – Manipular um símbolo para simplificar ou desenvolver expressões algébricas.