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Educ. Matem. Pesq., São Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010 O procedimento informático de interpretação global no esboço de curvas no ensino universitário 1 The informatics conversion procedure of global interpretation of curve sketching in higher education _______________________________ MERICLES THADEU MORETTI 2 LEARCINO DOS SANTOS LUIZ 3 Resumo: Duval assinala a importância, para a aprendizagem matemática no esboço de curvas, o procedimento que promove a interpretação global de propriedades figurais. Assinala ainda que a conversão entre as formas gráfica e simbólica da função deve ser efetuada nos dois sentidos. Para a maioria das funções que são tratadas no ensino universitário, a conversão nos dois sentidos se torna impraticável. Para essas funções, discutiremos neste trabalho um procedimento informático de conversão que se aproxima daquele preconizado por Duval. Palavras chave: Esboço de curvas; Registros de representação semiótica; Procedimento informático de conversão; Interpretação de curvas. Ensino universitário. Abstract Duval points out the relevance, for mathematical learning of curve sketching, of the procedure that promotes global interpretation of figure properties. He also points out that the conversion between graphical and symbolic forms of functions must be made in both directions. For most functions that are treated in higher education, the conversion in two directions turns to be impractical. For those functions we discuss an informatics conversion procedure that approaches the one proposed by Duval. Keywords: Curve sketching. Registers of semiotic representation; Interpretation of curves; Higher education. Introdução A interpretação de curva é uma atividade importante em matemática na compreensão de fenômenos. Essa curva pode ser resultante de algum problema de otimização, por exemplo, como veremos mais adiante. Além da forma linguística e numérica (tabela de pontos) das funções de uma variável real, interessa-nos neste trabalho ainda as formas nos seguintes registros: - de representação simbólica: 1 Parte deste artigo são reflexões da dissertação de mestrado de Luiz (2010). 2 PPGECT/MTM/UFSC - Apoio Capes e CNPq. Email: [email protected] 3 Bolsista da Capes no período de realização do mestrado no PPGECT. email: [email protected]

O procedimento informático de interpretação global no esboço

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Duval assinala a importância, para a aprendizagem matemática no esboço de curvas, o procedimento que promove a interpretação global de propriedades figurais. Assinala ainda que a conversão entre as formas gráfica e simbólica da função deve ser efetuada nos dois sentidos. Para a maioria das funções que são tratadas no ensino universitário, a conversão nos dois sentidos se torna impraticável. Para essas funções, discutiremos neste trabalho um procedimento informático de conversão que se aproxima daquele preconizado por Duval

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  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    O procedimento informtico de interpretao global no esboo

    de curvas no ensino universitrio1

    The informatics conversion procedure of global interpretation

    of curve sketching in higher education

    _______________________________

    MERICLES THADEU MORETTI2

    LEARCINO DOS SANTOS LUIZ3

    Resumo:

    Duval assinala a importncia, para a aprendizagem matemtica no esboo de curvas, o

    procedimento que promove a interpretao global de propriedades figurais. Assinala

    ainda que a converso entre as formas grfica e simblica da funo deve ser efetuada

    nos dois sentidos. Para a maioria das funes que so tratadas no ensino universitrio,

    a converso nos dois sentidos se torna impraticvel. Para essas funes, discutiremos

    neste trabalho um procedimento informtico de converso que se aproxima daquele

    preconizado por Duval.

    Palavras chave: Esboo de curvas; Registros de representao semitica;

    Procedimento informtico de converso; Interpretao de curvas. Ensino universitrio.

    Abstract

    Duval points out the relevance, for mathematical learning of curve sketching, of the

    procedure that promotes global interpretation of figure properties. He also points out

    that the conversion between graphical and symbolic forms of functions must be made in

    both directions. For most functions that are treated in higher education, the conversion

    in two directions turns to be impractical. For those functions we discuss an informatics

    conversion procedure that approaches the one proposed by Duval.

    Keywords: Curve sketching. Registers of semiotic representation; Interpretation of

    curves; Higher education.

    Introduo

    A interpretao de curva uma atividade importante em matemtica na compreenso de

    fenmenos. Essa curva pode ser resultante de algum problema de otimizao, por

    exemplo, como veremos mais adiante.

    Alm da forma lingustica e numrica (tabela de pontos) das funes de uma varivel

    real, interessa-nos neste trabalho ainda as formas nos seguintes registros:

    - de representao simblica:

    1 Parte deste artigo so reflexes da dissertao de mestrado de Luiz (2010).

    2 PPGECT/MTM/UFSC - Apoio Capes e CNPq. Email: [email protected]

    3 Bolsista da Capes no perodo de realizao do mestrado no PPGECT.

    email: [email protected]

  • 530 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    BA:y

    y = y(x)

    sendo A e B subconjuntos dos reais e y(x) a expresso analtica da funo y;

    - de representao grfica que a funo representada por uma curva no plano

    cartesiano (ou em outro sistema de coordenadas).

    A passagem de uma funo na forma de representao simblica para a representao

    grfica exige a operao de converso. Duval (1988B) faz referncia aos tipos distintos

    de procedimentos nas converses entre representaes de uma mesma funo. Um

    deles, que o que nos interessa aqui, o procedimento de interpretao global das

    propriedades figurais, em que o conjunto traado/eixo forma uma imagem que

    representa um objeto descrito por uma expresso analtica que permite que se

    identifiquem as modificaes possveis conjuntamente na imagem e na expresso

    analtica. Como diz Duval (1988B, p. 237), "neste tipo de tratamento no estamos em

    presena da associao um ponto um par de nmeros, mas na associao varivel

    visual da representao unidade significativa da escrita algbrica.

    Outro procedimento que Duval no faz referncia especificamente o procedimento

    informtico em que a forma grfica da funo obtida com o uso de programas

    computacionais que cada vez mais se tornam presentes nos meios educacionais. Em

    alguns pases, como por exemplo, em Portugal, o uso da calculadora grfica

    obrigatrio, No tema funes`, presente ao longo de trs anos do ensino secundrio, o

    programa [de matemtica] refere que os alunos devem abordar as diferentes

    representaes de uma funo: a verbal, a numrica, a algbrica e a grfica.

    (ROMANO e PONTE, 2008, p. 183).

    O modo de efetuar o grfico por programas informticos em geral tambm o

    procedimento por pontos. Diferentemente da quantidade de pontos calculados do modo

    manual, neste caso, muitos pontos so obtidos, localizados no plano e unidos para

    formar a curva. O que o usurio v simplesmente, quando no h problemas em

    situaes limites no clculo dos pontos, o traado da curva. As vantagens neste modo

    de converso so diversas como, por exemplo, a importncia da rapidez na visualizao

    da curva, a rapidez tambm nos casos de mudanas de escalas, de parmetros. Enfim,

    essa rapidez com que a curva pode ser mostrada traz enormes vantagens permitindo

    tcnicas de ensino com uso das novas tecnologias.

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 531

    O que discutiremos neste artigo o procedimento de interpretao global das

    propriedades figurais aliado ao procedimento automtico informtico. Chamaremos este

    procedimento de informtico de interpretao global.

    1. O procedimento informtico de interpretao global

    Em Moretti, Ferraz e Ferreira (2008, p.110) um esquema ilustra o trnsito entre funo

    (ou equao) nas representaes simblica e grfica. A este esquema, acrescentamos o

    caminho informtico conforme mostramos na Figura 1 a seguir.

    FIGURA 1 Esquema do procedimento informtico de interpretao global

    A converso no sentido 14, associada simultaneamente converso no sentido 41,

    pode ocorrer para grupos muito restritos de funes, entre os quais, so exemplos as

    retas em Duval (1988B), as parbolas em Moretti (2003) e diversas outras curvas que

    aparecem no ensino mdio em Silva (2008).

    Duval (1988A, 1988B, 1995, 1996, 2003) preconiza como fundamental para a

    aprendizagem matemtica o uso de ao menos dois registros e que a converso entre

    registros precisa seguir uma mo dupla, isto para qualquer que seja a atividade em

    matemtica. Esta autor quando faz este tipo de advertncia preocupa-se com a

    aprendizagem no ensino bsico e apresenta em Duval (1988B, p.240) o seguinte quadro

  • 532 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    para o caso da converso entre as representaes grficas e simblicas da funo

    linear/afim:

    Tabela 1: Relao entre as unidades simblicas e visuais da funo linear/afim.

    Variveis visuais

    Valores

    Unidades simblicas correspondentes

    Sentido da inclinao

    ascendente

    descendente

    coeficiente > 0 ausncia do smbolo -

    coeficiente < 0 presena do smbolo -

    ngulo com os eixos

    partio simtrica

    ngulo menor (45o)

    ngulo maior (45o)

    coef. var. = 1 no tem coef. escrito

    coef. var. < 1

    coef. var. > 1

    Posio sobre o eixo

    corta acima

    corta abaixo

    corta na origem

    acrescenta-se uma constante sinal +

    subtrai-se uma constante sinal -

    no tem correo aditiva Fonte: Duval (1988B, p.240)

    Na Tabela 1 podemos perceber a relao entre as modificaes nas expresses

    algbricas e as modificaes na figura e vice-versa. Para a funo y = ax + b, o

    coeficiente independente b responsvel pela posio da reta no eixo das ordenadas (4a

    linha da tabela), o coeficiente angular a responsvel pelo ngulo que a reta forma com

    os eixos (2a e 3

    a linhas da tabela).

    fcil deduzir que mudanas nesses coeficientes so responsveis por mudanas da reta

    no plano cartesiano. Deste modo, a forma da expresso da funo linear/afim (valores

    dos coeficientes a e b) importante por conta da relao j destacada que h entre os

    valores dos coeficientes e a posio da reta no plano cartesiano e vice-versa. No se

    pode dizer o mesmo, para o caso, por exemplo, da funo polinomial de segundo grau, o

    estudo das relaes entre os coeficientes e as posies das parbolas no plano cartesiano

    invivel por conta das combinaes possveis. Para o estudo dessas curvas, Moretti

    (2003) preferiu outra via, a translao tendo por base parbolas com vrtice na origem

    do plano cartesiano.

    No ensino universitrio a possibilidade de procedimento de converso que permite

    acompanhar modificaes simultneas entre os registros de representao simblica e

    grfica praticamente inexistente dada a variedade e complexidade das funes que so

    estudadas. Por conta disto, a converso direta no sentido da representao grfica para a

    representao simblica no tem tanta importncia e ser necessrio, ento buscar outro

    caminho.

    A converso que mais se ajusta para este caso o sentido de 14 no modo informtico.

    A volta se d levando em conta as unidades bsicas grficas e as respectivas unidades

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 533

    bsicas simblicas, ou seja, as direes 4321 (ver Figura 1). Neste nvel de

    ensino a importncia da funo em sua forma simblica se d pelo fato de que a partir

    dela que elementos do clculo (limite, assntota, derivada, valor da funo em um ponto,

    domnio, etc) podem ser implementados (tratamentos na direo 21). A funo em

    sua forma grfica permite visualizar as unidades bsicas grficas que podem ser

    relacionadas s unidades bsicas simblicas. Assim, para o exemplo a seguir, a unidade

    bsica grfica (Tabela 13 do Anexo) destacada de alguma funo em sua forma grfica

    permite que se suspeite que tal funo y possua um mnimo na vizinhana de 0x (43).

    FIGURA 2 Unidade bsica grfica de um mnimo.

    Tal suspeita deve ser confirmada pelos tratamentos do clculo na funo em sua forma

    simblica, ou seja, verificar, por exemplo, que 0y 'x ) 0 e 0y''(x ) 0 e com isso os

    percursos 14 e 4321 se podem ser completados para esta unidade bsica

    grfica. Do mesmo modo que fizemos para esta unidade grfica bsica, podemos faz-

    lo, por exemplo, para a unidade grfica seguinte (Tabela 7 do Anexo):

    FIGURA 3 Unidade bsica grfica de uma assntota vertical.

    Uma vez que praticamente no temos a possibilidade de fazer a relao direta entre a

    representao grfica e simblica da funo, estudamos ento a relao entre as

    representaes bsicas grficas e bsicas simblicas. Este modo de proceder permite

    que nos mantenhamos o mais prximo possvel da perspectiva preconizada por Duval

    de interpretao global de propriedades figurais: a interpretao global ter por base as

    unidades bsicas grficas significativas da curva. Em Moretti, Ferraz e Ferreira (2008)

    h um levantamento diversas unidades bsicas grficas, bsicas lingusticas e bsicas

    simblicas associadas que aparecem no clculo e que as reproduzimos com algumas

    modificaes que as tornam mais claras no Anexo deste texto.

  • 534 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    O procedimento informtico de interpretao global parte da converso no sentido

    direto 14 por meio de ajuda de algum programa de esboo de curva. Neste trabalho

    utilizamos o DERIVE4 em sua verso 6 que alm de esboar curvas e superfcies,

    tambm permite o calculo simblico, de grande utilidade para determinar as unidades

    bsicas simblicas associadas s unidades bsicas grficas.

    Descreveremos a seguir parte da atividade tratada em Luiz (2010) com 62 alunos em

    duas turmas de engenharia em 2009 na UFSC que a desenvolvem em duplas na

    disciplina de Clculo A5 (para maiores detalhes ver Luiz (2010)).

    Uma lata cilndrica fechada deve conter 1 litro (1000cm3) de lquido. Como

    poderamos escolher a altura e o raio para minimizar a quantidade de material

    usado na confeco da lata?

    2

    cV r h

    2

    cA r

    a) Encontre uma funo que represente o problema proposto;

    b) Crie o grfico da funo do item (a) utilizando o DERIVE, ajuste suas escalas

    para visualizao adequada da curva e copie o esboo dessa curva no espao

    abaixo.

    Ainda na mesma questo, uma tabela fora fornecida para que os alunos pudessem

    identificar as unidades bsicas grficas e associ-las s unidades bsicas simblicas.

    Para o item (a), os alunos chegaram sem muita dificuldade expresso seguinte da

    funo 2A(r) 2 r 2000 r .

    4 Derive um sistema de lgebra computacional, desenvolvido como um sucessora muMATH pelo Soft Warehouse em Honolulu. Agora propriedade da Texas Instruments. Uma verso

    free trial deste software pode ser obtida no stio da Texas Instruments. 5 Nesta disciplina so tratados os seguintes assuntos: Funo de uma varivel real. Limite e

    continuidade. Derivada. Aplicaes da derivada. Integral e aplicaes. A atividade ocorreu

    dentro do captulo de aplicaes da derivada (esboo de curvas e problemas de otimizao).

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 535

    A primeira tentativa de visualizao da curva A(r) com o DERIVE causou um pouco de

    perplexidade nos alunos uma vez que nada aparecia no sistema de eixos desenhado no

    monitor dos computadores que eles estavam usando em duplas na sala de aula. Foi

    preciso fazer reajustes nas escalas6 e depois de algum tempo muitas duplas de alunos

    chegaram ao grfico a seguir:

    FIGURA 4. Esboo da curva2A(r) 2 r 2000 r no DERIVE 6.

    Das 31 duplas que realizaram a atividade apenas 3 no conseguiram completar a tabela

    de unidades bsicas adequadamente: uma no identificou o ponto de mnimo presente

    no grfico e outras duas localizaram uma assntota horizontal.

    Neste exerccio podemos destacar inicialmente um mnimo relativo aproximadamente

    em r = 5,4 e uma assntota vertical em r = 0 (o DERIVE fornece as coordenadas do

    cursor no plano da curva desenhada e por isso possvel obter um valor aproximado do

    ponto que se quer). A sequncia de clculo efetuada no DERIVE a seguir confirma a

    6 Aparentemente o DERIVE utiliza a escala 1:1 quando o mdulo de traado de curva acionado pela

    primeira vez. Se a escala modificada e o traado de uma nova curva solicitado, o DERIVE utiliza a

    escala que est na memria, a mesma que foi utilizada para traar uma curva anterior. Em cada vez que o

    programa carregado a escala utilizada 1:1. Modificaes de escala no DERIVE podem ser feitas sem

    dificuldades.

  • 536 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    existncia deste mnimo no ponto (5,4; 553,6) e uma reta assinttica em r = 0. Uma vez

    obtido r, a altura h calculada pela relao 2h 1000 ( r ) .

    FIGURA 5: Sequncia de clculo efetuada no DERIVE

    Temos na Figura 5 a sequncia seguinte:

    - em #1 a expresso da funo A(r);

    - em #3 a expresso da derivada de A(r);

    - em #5 a derivada de A(r) tem uma raiz real r = 5,4;

    - em #7 a expresso da derivada de segunda ordem de A(r);

    - em #9 valor obtido quando r = 5,4 substitudo na expresso da derivada de

    segunda ordem de A(r). o teste para verificar a natureza do ponto cuja

    abscissa r = 5,4;

    - em #10 e #11confirmamos que A(r) possui uma assntota vertical em r = 0.

    Observamos uma grande atividade intelectual durante o desenrolar da atividade e as

    discusses nas duplas mostraram-se muito animadas e positivas. Percebemos tambm

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 537

    que alguns alunos que demonstravam mais dificuldades conseguiam com as discusses

    progredir na atividade e procurar compreender os conceitos trabalhados.

    Para se ter uma ideia de que os alunos acharam sobre as atividades desenvolvidas, Luiz

    (2010, p.112) solicitou que eles citassem pontos positivos e negativos da atividade

    proposta.

    Em geral as respostas a esta solicitao foram bastante positivas. Duas frases do uma

    ideia do que os alunos achavam:

    Muito mais prtico e til, pois torna a aula mais rpida e mais prtica,

    pois os alunos vem o que esto calculando no grfico. Isso facilita muito

    na aprendizagem j que uma matria um pouco abstrata. Alm de que

    uma tecnologia muito usada em todo o mundo e nos prepara para o futuro

    profissional onde iremos usar softwares.

    O uso do software bom, pois possvel realizar os clculos com

    facilidade e ver como eles so representados nos grficos ajudando assim

    a aprender melhor.

    Em relao aos pontos negativos, o mais importante deles, levantado por vrios alunos,

    surpreendente e pode ser resumido na frase a seguir de um deles:

    Por um lado muito bom pela facilidade e economia de tempo com os

    clculos muito complicados, mas tambm pode ser prejudicial em

    matrias futuras se os professores no liberarem o uso.

    Uma questo importante j apontada por Artigue (1991) o fato de que em uma aula

    tradicional de Clculo, aspectos conceituais so reduzidos aos algoritmos que, por

    excesso de algebrizao, escondem as ideias essenciais do Clculo. Isso foi apontado

    por 35 alunos que consideram desnecessrio o tempo gasto com a resoluo de

    exerccios demasiadamente longos e difceis.

    Outras caractersticas da atividade tais como a possibilidade de discusso e trocas de

    ideias, a aplicabilidade prtica dos problemas e a diminuio do estresse causado pelas

    avaliaes de matemtica, foram tambm pontos positivos relatados por muitos alunos.

    O uso do DERIVE deixou o aluno mais livre para a tarefa mais importante que a

    interpretao e com isso responder questo proposta na atividade: para minimizar a

    quantidade de material usado na confeco da lata devemos escolher r = 5,4cm e h =

    10,8 cm.

  • 538 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    Os valores de r e h sugerem que h = 2r, o que pode levar a uma nova indagao se de

    fato esta relao exata. Com os clculos exatos no DERIVE o aluno pode concluir que

    de fato h = 2r. Aqui ainda uma questo subsiste uma vez que a lata com que os clculos

    foram efetuados deveria conter 1 litro de lquido: a relao entre h e r se mantm para

    um volume V qualquer da lata? Essas e outras questes podem surgir a medida que as

    atividades vo sendo desenvolvidas e com a ajuda de um programa computacional desta

    natureza elas podem ser respondidas sem que para isto os clculos sejam penosos e

    desestimulantes.

    O caminho escolhido para o esboo desta curva foi o de obt-la no plano cartesiano

    diretamente com o DERIVE: sentido 14. Em seguida, a partir da observao das

    unidades bsicas grficas (43), as unidades bsicas simblicas correspondentes foram

    obtidas por meio dos tratamentos de clculo efetuados no prprio DERIVE (321).

    Deste modo o procedimento (4321) se completa.

    A facilidade com que estes trnsitos podem ser efetuados com a ajuda deste programa,

    propicia ao aluno mais tempo para que ele possa refletir no que de fato tem importncia:

    reconhecer as unidades bsicas grficas e poder confirm-las associando-as s unidades

    bsicas simblicas e com isso poder interpretar e responder de forma correta s questes

    propostas.

    Concluses

    No ensino superior a converso da funo da representao simblica para a grfica

    devido a maior complexidade das funes passa a ser efetuada por programas

    computacionais. Esta tendncia assinalada por Machn (2008, p.51) referindo-se s

    instituies europias quando diz que ... nos ltimos anos tem havido um

    reconhecimento, por parte das instituies, da importncia e necessidade de integrar

    diferentes ferramentas tecnolgicas aos estudos universitrios.

    No Brasil observamos uma resistncia dos professores no uso da informtica, isso

    mesmo no ensino superior, enquanto que em muitos pases h anos utilizam a

    calculadora no ensino fundamental e a calculadora grfica no ensino mdio.

    A frase apontada anteriormente no trabalho de Luiz (2010, p.112) como um dos

    aspectos negativos no uso de tecnologias em aula de clculo do ensino universitrio

    mostra bem em que p estamos no Brasil em relao ao uso da informtica: Por um

    lado muito bom pela facilidade e economia de tempo com os clculos muito

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 539

    complicados, mas tambm pode ser prejudicial em matrias futuras se os

    professores no liberarem o uso. Enquanto isso:

    - os PCN para o Ensino Fundamental do 1o e 2

    o ciclos (Brasil, 1997, p. 46-48) e

    3o e 4

    o ciclos (Brasil, 1998, p. 43-46) recomendam o recurso s novas

    tecnologias de comunicao no processo de ensino e aprendizagem de

    matemtica j para este nvel de ensino;

    - os Princpios e Normas para a Matemtica Escolar que um documento

    elaborado por uma organizao mundial a National Council of Teachers of

    Mathematics NCTM empenhada na melhoria da aprendizagem matemtica escolar para os 12 primeiros anos de escolaridade descrevem, como um dos seis

    princpios para uma educao matemtica de elevada qualidade, o princpio

    da tecnologia (NCTM, 2008, p. 11, 26-29): a tecnologia melhora a

    aprendizagem; a tecnologia apia um ensino eficaz e; a tecnologia influencia a

    matemtica que ensinada.

    Neste texto apresentamos uma possibilidade de trnsito entre as representaes

    simblicas e grficas de funes de modo que a interpretao global possa ser mantida.

    Para isto, o uso de elementos do clculo imprescindvel, so esses elementos que iro

    dar s formas bsicas da curva, formas essas que denominamos unidades bsicas

    grficas. A interpretao de curvas para o ensino superior passa necessariamente pelo

    estudo dessas unidades bsicas grficas que compem a curva. No exemplo tratado

    anteriormente a curva 2A(r) 2 r 2000 r , para r > 0, uma composio das formas

    bsicas grficas: um mnimo relativo no ponto (5,4; 553,6) e a assntota horizontal r = 0.

    Como sabemos que h um mnimo ou assntota? A relao com as unidades bsicas

    simblicas com os tratamentos do clculo que iro dar a resposta a esta questo. O

    grfico e os tratamentos de clculo podem ser facilmente feitos em um programa

    computacional e com isso deixar o aluno com mais tempo livre para a tarefa mais

    importante que a interpretao e com isso responder com mais segurana a questo

    proposta na atividade.

    Os processos que desenvolvemos em Moretti, Ferraz e Ferreira (2008) e Luiz (2010),

    completados neste texto, tratam dessas unidades bsicas, ora percebidas globalmente na

    curva, ora destacadas e relacionadas com as unidades bsicas simblicas. este o

    caminho que propomos para o ensino universitrio com a ajuda de algum programa que

    possibilite desenvoltura neste trnsito.

    Duval (1988B) props converses diretas nos dois sentidos (14 e 41) entre as

    representaes simblicas e grficas de funes para que o procedimento de

    interpretao global possa ser alcanado. Para a maioria das curvas que ocorrem no

  • 540 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    nvel universitrio, a converso no sentido da representao simblica para

    representao grfica (14) possvel ainda que com grande dificuldade caso nenhum

    programa computacional utilizado; j a converso no sentido inverso, o sentido da

    representao grfica para a simblica (41) impraticvel para muitas delas.

    Propomos para esses tipos de curvas, para que a interpretao global possa ser ainda

    alcanada, o procedimento informtico de interpretao global representado no esquema

    da Figura 1, ou seja, as operaes representadas por 14 e 4321:

    14: converso direta da representao simblica (1) para a grfica (4) da funo por meio informtico;

    43: tratamentos na curva (visuais inicialmente) em sua representao grfica (4) para reconhecer e destacar as unidades bsicas grficas (3);

    21: tratamentos de clculo na funo em sua forma simblica (1) para determinar as unidades bsicas simblicas (2) relacionadas s unidades bsicas

    grficas (3);

    32: converso que confirma as correspondncias entre as unidades bsicas grficas (3) e as unidades bsicas simblicas (2).

    Assim, as converses diretas nos sentidos 14 e 41 propostas por Duval (1988B) se

    realizam desta forma: 14 e 4321.

    Referncias

    ARTIGUE, Michele et al. Un esquema para la investigacin y la innovacin en la

    ensennza y el aprendizaje de las matemticas. En Educacin Matemtica. Mxico:

    Grupo editorial Iberoamrica, 1996.

    BRASIL. Parmetros Curriculares Nacionais: Matemtica para o primeiro e segundo

    ciclos do Ensino Fundamental. Secretaria de Educao Fundamental. Braslia:

    MEC/CEF, 1997.

    BRASIL. Parmetros Curriculares Nacionais: Matemtica para terceiro e quarto ciclos

    do Ensino Fundamental. Secretaria de Educao Fundamental. Braslia: MEC/CEF,

    1998.

    DUVAL, R. Ecarts smantiques et cohrence mathmatique. Annales de didactique et

    de sciences cognitives, v1, IREM de Strasbourg, 1988A.

    DUVAL, R. Graphiques e quations: l'articulation de deux rgistres. Annales de

    didactique et de sciences cognitives, v1, IREM de Strasbourg, 1988B.

    DUVAL, R. Registre de reprsentation smiotique et foucionnement cognitif de la

    pense. Annales de Didactique et de Sciences Cognitives. Strasbourg: IREM ULP, 1993.

    DUVAL, R.. Smiosis et pense humaine: registres smiotiques et apprentissages

    intellectuels. Berne: Peter Lang, 1995.

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    DUVAL, R. Quel cognitive retenir em didactique des mathmatiques? Recherches em

    didactique des mathmatiques. La Pense Sauvage, v. 16.3, n. 48, 1996.

    DUVAL, R. Registros de representaes semiticas e funcionamento cognitivo da

    compreenso em matemtica. p.11-33. in MACHADO, Silvia D.A. de (org).

    Aprendizagem em matemtica: Registros de representao semitica. Campinas:

    Papirus, 2003.

    LUIZ, Learcino dos S. Esboo de curvas no ensino superior: uma proposta baseada na

    interpretao global de propriedades figurais e uso de tecnologias. Dissertao de

    Mestrado. Florianpolis: PPGECT/UFSC, 2010. Orientao de Mricles T. Moretti.

    MACHN, Matias C. CAS (Computer lgebra System) em La enseanza y aprendizage

    Del clculo. Algunos resultados de investigation. In CANAVARRO, A. P., MOREIRA,

    Darlinda e ROCHA, Maria Isabel (org.) Tecnologias e Educao Matemtica. Lisboa:

    Ed. da Soc. Portuguesa de Cincias da Educao, 2008.

    MORETTI, Mricles T. A translao como recurso no esboo de curvas atravs da

    interpretao global de propriedades figurais. In MACHADO, Silvia D.A. de (org).

    Aprendizagem em matemtica: Registros de representao semitica. Campinas:

    Papirus, 2003.

    MORETTI, Mricles T. FERRAZ, A. G. FERREIRA, G. G. Estudo da converso entre

    registros simblico e grfico no ensino universitrio. Quadrante. v. XVII, n, 2. Lisboa:

    APM, 2008.

    NCTM - National Council of Teachers of Mathematics. Princpios e Normas para a

    Matemtica Escolar. (Trad. Magda Melo de Principles and Standards for School

    Mathematics, 2000). Lisboa: Associao Portuguesa de Matemtica, 2008.

    ROMANO, E. e PONTE, J. P. A calculadora grfica e o ensino da matemtica. In

    CANAVARRO, A. P., MOREIRA, Darlinda e ROCHA, Maria Isabel (org.)

    Tecnologias e Educao Matemtica. Lisboa: Ed. da Soc. Portuguesa de Cincias da

    Educao, 2008.

    SILVA, Madeline. O Esboo de curvas: Uma anlise sob a perspectiva dos registros de

    representao semitica. Dissertao de Mestrado. Florianpolis: PPGECT/UFSC,

    2008. Orientao de Mricles T. Moretti.

  • 542 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    ANEXO - UNIDADES BSICAS GRFICA, LINGUSTICA E SIMBLICA

    Variao e concavidade

    Tabela 1

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    t uma tangente.

    Funo crescente.

    Concavidade negativa.

    t: y = ax + b, a > 0

    y(x) > 0

    y(x) < 0

    Tabela 2

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    t uma tangente.

    Funo crescente.

    Concavidade positiva.

    t: y = ax + b, a > 0

    y(x) > 0

    y(x) > 0

    Tabela 3

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    t uma tangente.

    Funo decrescente.

    Concavidade negativa.

    t: y = ax + b, a < 0

    y(x) < 0

    y(x) < 0

    Tabela 4

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    t uma tangente.

    Funo decrescente.

    Concavidade positiva.

    t: y = ax + b, a < 0

    y(x) < 0

    y(x) > 0

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 543

    Retas assintticas

    Tabela 5

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota vertical.

    )(lim xy

    ax

    x = a

    Tabela 6

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota vertical.

    )(lim xyax

    x = a

    Tabela 7

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota vertical.

    )(lim xy

    ax

    x = a

    Tabela 8

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota vertical.

    )(lim xy

    ax

    x = a

  • 544 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    Tabela 9

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota horizontal.

    bxyx )(lim

    y = b

    Tabela 10

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota horizontal.

    bxyx )(lim

    y = b

    Tabela 11

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota horizontal.

    bxyx )(lim

    y = b

    Tabela 12

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Assntota horizontal

    bxyx )(lim

    y = b

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 545

    Determinao de pontos importantes: extremos relativos

    Tabela 13

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Mnimo relativo 0x .

    Derivada primeira de y

    muda de sinal negativo

    para positivo na

    vizinhana de 0x ; ou

    efetuar o teste da derivada

    2a ou de ordem superior.

    )( ,0)(

    )( ,0)(

    0)(

    0

    0

    0

    xVxxy

    xVxxy

    xy

    0y (x ) 0 ;

    (n 1) (n)

    0 0y (x ) 0 e y (x ) 0 ,

    n > 2, par.

    Tabela 14

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Mximo relativo 0x .

    Derivada primeira de y

    muda de sinal positivo

    para negativo na

    vizinhana de 0x ; ou

    efetuar o teste da derivada

    2a ou de ordem superior.

    )( ,0)(

    )( ,0)(

    0)(

    0

    0

    0

    xVxxy

    xVxxy

    xy

    ou 0y (x ) 0 .

    (n 1) (n)

    0 0y (x ) 0 e y (x ) 0 ,

    n > 2, par.

    Tabela 15

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Mnimo relativo 0x .

    Derivada primeira de y

    muda de sinal negativo

    para positivo na vizinhana

    de 0x e no existe em 0x .

    0

    0

    0

    y (x )

    y (x) 0, x V (x )

    y (x) 0, x V (x )

    Tabela 16

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Mximo relativo 0x .

    Derivada primeira de y

    muda de sinal positivo para

    negativo na vizinhana de

    0x e no existe em 0x .

    0

    0

    0

    y (x )

    y (x) 0, x V (x )

    y (x) 0, x V (x )

  • 546 Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3, pp.529-547, 2010

    Determinao de pontos importantes: pontos de inflexo

    Tabela 17

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Ponto de inflexo 0x .

    Derivada primeira de y no

    muda de sinal na

    vizinhana de 0x . Derivada

    segunda de y muda de sinal

    negativo para positivo na

    vizinhana de 0x .

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    0)x(y

    0

    0

    0

    0

    Tabela 18

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Ponto de inflexo 0x .

    Derivada primeira de y no

    muda de sinal na

    vizinhana de 0x .

    Derivada segunda de y

    muda de sinal positivo para

    negativo na vizinhana de

    0x .

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    0)x(y

    0

    0

    0

    0

    Tabela 19

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Ponto de inflexo 0x .

    Derivada primeira de y no

    muda de sinal na

    vizinhana de 0x . Derivada

    segunda de y muda de sinal

    positivo para negativo na

    vizinhana de 0x .

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    0)x(y

    0

    0

    0

    0

    Tabela 20

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Ponto de inflexo em 0x .

    Derivada primeira de y no

    muda de sinal na

    vizinhana de 0x . Derivada

    segunda de y muda de sinal

    negativo para positivo na

    vizinhana de 0x .

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    )x(Vx ,0)x(y

    0)x(y

    0

    0

    0

    0

  • Educ. Matem. Pesq., So Paulo, v.12, n.3 pp.529-547, 2010 547

    Tabela 21

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Ponto de inflexo em 0x .

    Derivada no existe em 0x ,

    pois a tangente em 0x

    vertical. y contnua em

    0x . Derivada segunda de y

    no existe em 0x , mas

    muda de sinal positivo para

    negativo na vizinhana

    deste ponto.

    )( 0xy

    limx x 00

    y y(x )

    0

    0

    0

    y (x )

    y (x) 0, x V (x )

    y (x) 0, x V (x )

    Determinao de pontos importantes: continuidade

    Tabela 22

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Limites laterais em 0x so

    iguais.

    Descontnua em 0x .

    )( 0xy

    )( 0limlim

    00

    xyyyxxxx

    Tabela 23

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Limites laterais em 0x so

    diferentes.

    Descontnua em 0x .

    )( 0xy

    yyxxxx

    limlim

    00

    )( 0xy

    Tabela 24

    Unidade bsica grfica Unidade bsica lingstica Unidade bsica simblica

    Limites laterais em 0x so

    iguais.

    0x no pertence ao

    domnio de y.

    yyxxxx

    limlim

    00

    )( 0xy