Na oficina foi abordado o uso do aplicativo Geogebra como ferramenta auxiliar no processo de ensino e aprendizagem de objetos matemáticos:"transformações Lineares Planas".
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ÁREA DE FIGURAS PLANAS - DESCRITOR DE MATEMATICA D12 ENSINO MEDIO.pptx
iii dia de geogebra iberoamericano puc sp
1. 18 DE OUTUBRO DE 2015
TEMA OFICINA: SOFTWARE GEOGEBRA
OFICINA 5: “TRANSFORMAÇÕES LINEARES PLANAS EM UM AMBIENTE DE
GEOMETRIA DINÂMICA”.
Prof.: Odilthom ES Arrebola (ARREBOLA, O.E.S)
Lic. em Mat. , Mestre em Edu. Mat.
<pós-graduado – formação de profs. p/E.S.>
arrebolas@uol.com.br
http://odilthom.blogspot.com.br/
2. GEOGEBRA E AS TRANSFORMAÇÕES LINEARES PLANAS
LOCAL: FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA
CAMPUS MARQUÊS DE PARANAGUÁ
APOIO
Organização dos Estados Iberoamericanos – OEI
Institutos Ibero-americano de IBERTIC e IBERCIENCIA - Espanha
Federação Ibero-americana de Sociedades de Educação Matemática - FISEM
Instituto GeoGebra de Andalucía (Espanha)
Instituto GeoGebra de São Paulo (Brasil)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Equipe Técnica de apoio: DTI – PUC/SP - suporte@pucsp.br
3. PROPOSTA DA OFICINA
RESUMO:
PALAVRAS CHAVES:
GEOGEBRA - ENSINO E APRENDIZAGEM - TRANSFORMAÇÕES LINEARES
PLANAS.
META:
DISCUTIR > utilização do software no ensino da matemática.
OBJETIVOS
Compreender as práticas relacionadas à matemática
Reconhecer os programas computacionais como uma ferramenta natural > motivar
a discussão qualitativa e integradora de ensino e aprendizagem dos objetos
matemáticos.
Analisar > possíveis implicações do uso desse programa e suas possibilidades.
4. O TEMA DO EVENTO
TEMA :
GEOGEBRA
MOTIVAÇÃO:
FAVORECER:
1.a construção ou produção do objeto em estudo.
2.a descoberta de como desenvolver o conhecimento .
5. A OFICINA
CONSTRUÇÃO
JUSTIFICATIVA: 1.TECNOLOGIA 2.TEORIA3.OBJETO DE ESTUDO
COMPOSTA DE DUAS PARTES
PRIMEIRA PARTE
APRESENTAÇÃO
1. A TECNOLOGIA.
2. A TEORIA: REFERENCIAL TEÓRICO.
3. O OBJETO DE ESTUDO:TRANSFORMAÇÕES LINEARES.
4. EXERCÍCIO MOTIVADOR
SEGUNDA PARTE
ATIVIDADE PRÁTICA:
Listas de exercícios com aplicação do software Geogebra.
6. 1. A TECNOLOGIA
A UTILIZAÇÃO DE FERRAMENTAS INFORMÁTICAS NO PROCESSO DE
ENSINO E APRENDIZAGEM DE MATEMÁTICA
Uso da tecnologia no ambiente de sala de aula para o ensino da
Matemática traz:
1. Ao professor, a possibilidade de desenvolver contínuas construções de
seu saber pedagógico e tecnológico;
2. Ao aluno, oportunidades de atitudes e ações, possibilitando-lhe a
construção e reconstrução de conhecimentos, despertando-lhe o desejo de
aprender e participar do processo de aprendizagem.
Geogebra: criado para ser utilizado em ambiente de sala de aula.
Análise da utilização: consequências – benefícios (?)
7. 2. A TEORIA
A TEORIA DOS REGISTROS DE REPRESENTAÇÕES SEMIÓTICAS:
O que é Semiótica?
Representar um objeto? E uma representação?
Registro?
DUVAL (1993, 1995, 2003, 2011) - BARROS(2011) - KARRER (2006) –
ARREBOLA (2013)
SEMIÓTICA > BARROS (2011): Ciência ligada a signos e símbolos que tem a
função de comunicação.
REPRESENTAR UM OBJETO > Criar uma cópia ou produzir alguma expressão que lembre o
objeto. Ato de representar > REPRESENTAÇÃO.
REGISTRO > Conjunto de signos ou sinais ou sons >utilizados na representação > evocar um
objeto presente ou ausente.
8. 2. A TEORIA
HISTÓRIA:
Em 1910, a semiótica torna disciplina.
OBRA: “Cours de linguistique génèrale”
PESQUISADORES: ao filósofo, lógico e linguístico suíço SAUSSURE (Henri
Louis Ferdinand de ) e ao matemático, filósofo e lógico americano
PIERCE(Charles Sanders).
ARTIGOS(2): do matemático, filósofo e lógico alemão FREGE(Friedrich
Ludwig Gottob).
A TEORIA DOS REGISTROS DE REPRESENTAÇÕES SEMIÓTICAS:
CRIADOR: Psicólogo francês Raymond DUVAL (1993, 1995, 2003, 2011).
TENTATIVA: Explicar > Processo cognitivo do aprendizado – aspectos da
Semiótica e da Psicologia Cognitiva.
9. 2. TEORIA
DUVAL (1993, 1995, 2003, 2011)BARROS(2011)
Como surgiu a noção de representação semiótica?
Problema de modelização da linguagem.
Como é feita a apreensão ou produção de uma representação
semiótica de um objeto?
REPRESENTAÇÕES:
1. EXTERNA > indivíduo =>SEMIÓSIS e
2. INTERNA > indivíduo => NOÉSIS (conceitualização).
10. FIGURAS ILUSTRATIVAS DA TEORIA DOS REGISTROS DE
REPRESENTAÇÕES SEMIÓTICAS
( UNIBAN - ANHANGUERA – ARREBOLA, 2013.)
Como entender a diferença
entre tratamento e conversão?
Quantos são e quais são os
tipos de registro
11. 3. OBJETO DE ESTUDO
TÓPICO DA ÁLGEBRA LINEAR : T.L.
O que são transformações lineares (T.L.)?
Funções: domínios e imagens são espaços vetoriais.
Preservam: Operações - adição de vetores e multiplicação de um vetor por um
escalar.
Uso: Representação gráfica do Geogebra - apresentar as ilustrações dessas
transformações.
Qual o motivo da escolha desse tópico?
Porque as TL modelam vários tipos de movimentos tanto no plano, quanto no espaço.
MATEMÁTICA: comunicação representações.
Objetos: conceitos, propriedades, estruturas e relações escritos, símbolos,
desenhos, gráficos e notações.
12. SINOPSE DO OBJETO MATEMÁTICO e REGISTROS
CONTEÚDO: Transformações Lineares no Plano e no Espaço.
MATERIAL DA ATIVIDADE: questões selecionadas e retiradas das referências
bibliográficas.
REGISTROS: ALGÉBRICOS GRÁFICOS (KARRER (2006))
OBJETIVO: Avaliar se os participantes da oficina são capazes de compreender
como se reconhece a matriz de Transformação Linear partindo do efeito
geométrico.
SITUAÇÃO:
1. Envolve a conversão de registros.
2. Efeito geométrico e sua Descrição.
3. Avaliação no plano e no espaço : o que ocorre com a imagem do objeto de
estudo.
13. O SOFTWARE GEOGEBRA
APRESENTAÇÃO
O SOFTWARE GEOGEBRA:
Software livre, portátil, fácil de manipular, idealizado e desenvolvido por Markus
Hohenwarter – Universidade de Salsburg. Projeto foi iniciado em 2001.
SIGNIFICADO:
Geogebra é um programa com união de um sistema de geometria dinâmica e de um
sistema de computação algébrica, i.e., DGS – Dynamic Geometry System e CAS –
Computer Algebric System.
FINALIDADE:
Para ser utilizado em ambiente de sala de aula.
14. O GEOGEBRA E AS TRANSFORMAÇÕES LINEARES
NO PLANO - R² NO ESPAÇO - R³
15. O GEOGEBRA E EXERCÍCIO MOTIVADOR
ASPECTOS GERAIS
• BARRA DE MENUS
• As funções de seus elementos.
• BARRAS DE FERRAMENTAS
• 12 botões ou ícones – bloco de
ferramentas
FIGURA ILUSTRATIVA
EXERCÍCIO MOTIVADOR
Retirado do livro “Introdução à Álgebra
Linear” de autoria de João Pitombeira
de Carvalho, c.2, p.52, n.2.2.40:
Se , ache
a imagem de C por um prolongamento
paralelo ao eixo “Oy”.
16. RECORDANDO ALGUNS TÓPICOS BÁSICOS DA ÁLGEBRA LINEAR.
ESPAÇO VETORIAL REAL
I. COMBINAÇÃO LINEAR
II. LINEARMENTE
DEPENDENTE E
LINEARMENTE
INDEPENDENTE
III. BASES E DIMENSÃO
17. RECORDANDO ALGUNS TÓPICOS BÁSICOS DA ÁLGEBRA LINEAR.
C.L., BASE E DIMENSÃO L.D. OU L.I.
FIGURA ILUSTRATIVA FIGURA ILUSTRATIVA
18. TRANSFORMAÇÕES LINEARES EM DIMENSÃO 2
.
TRANSFORMAÇÕES:
Definição: Uma transformação linear de R2 em R2, ou simplesmente
um operador linear em R2, é uma função T: R2 → R2 da forma:
T(x, y) = (a1. x + b1. y , a2. x + b2. y) ou
1. DILATAÇÃO OU CONTRAÇÃO OU INVERSÃO
2. CISALHAMENTO: i. Na direção do eixo dos x
ii. Na direção do eixo dos y
3. REFLEXÃO: i. Na em torno do eixo dos x
ii. Na direção do eixo dos y
iii. Em torno da origem
4. ROTAÇÃO
19. TRANSFORMAÇÕES LINEARES EM DIMENSÃO 2
MATRIZ CANÔNICA
TRANSFORMAÇÕES LINEARES: T(x, y) = (a1. x + b1. y , a2. x + b2. y)
Determine a lei algébrica T(x, y) que transforma o quadrado azul de vértice
(0,0), (1, 0), (1,1) e (0,1) no quadrado vermelho.” KARRER (2006)
Quadrado unitário Paralelogramo
20. TRANSFORMAÇÕES LINEARES EM DIMENSÃO 2
.
ATIVIDADE PRÁTICA: FAMILIARIZAÇÃO COM O APLICATIVO
GEOGEBRA
Tempo de duração: aproximadamente 30min.
Todos com a folha contendo a atividade 1. Com o aplicativo aberto
iniciaremos nossa incursão sobre o uso do Geogebra.
Transformações especiais usadas em aplicações práticas e
numéricas.
No plano: R2
GeoGebra (2).lnk
21. TRANSFORMAÇÕES LINEARES EM DIMENSÃO 2
ATIVIDADE PRÁTICA: FAMILIARIZAÇÃO COM O APLICATIVO
GEOGEBRA
Tempo de duração: aproximadamente 30min
Objetivo geral:
A atividade visa dar uma visão geral do uso do software Geogebra
aos participantes da oficina, propiciando-lhes em um primeiro contato
a manipulação das ferramentas que esse aplicativo oferece.
AF1. (Anton&Rorres, 2001, p.105 c.3.1 ex.02-adaptação)
Esboce os seguintes pontos a seguir, depois como vetores
com ponto inicial na origem.
a. A = (1, 0)
b. B = (0, 1)
c. C = (1, 2)
d. D = (3, 6)
e. E = (–4, –3)
f. F = (5, –3)
O que observaram?
AF2. (Anton&Rorres, 2001, p.146 c.4.2 ex.08) Encontre a
reflexão do vetor (–1, 2) em torno:
a. Do eixo x
b. Do eixo y
c. Da reta y = x
AF3. Anton&Rorres, 2001, p.146 c.4.2 ex.10) Encontre a
projeção ortogonal de (2, –5) sobre :
a. O eixo x
b. O eixo y
AF4. (Anton&Rorres, 2001, p.146 c.4.2 ex.12) Encontre a
imagem do vetor (3, – 4) quando girado por um ângulo de:
a. Ө = 30º
b. Ө = 45º
c. Ө =–60º
d. Ө = 90º
AF5. (Kolman&Hill, 2006, p.235 c.4 ex.26- adaptação)
Seja L uma transformação linear tal
definida por :
Represente-a geometricamente em coordenadas
cartesianas, em seguida, encontre sua matriz canônica e a
imagem do vetor (2, 3), mude os valores desse vetor, o
que se observa?
24. ATIVIDADE PRÁTICA COM APLICATIVO GEOGEBRA
T,. L. E REGISTROS DE REPRESENTAÇÕES
SEMIÓTICAS
A1. A projeção ortogonal do IR2 : T: IR2 ______ IR2
É linear? Verifique.
Faça sua representação geométrica.
A2. (Steinbruch & Winterle, 1987, p.212 c.4 ex.03 item d)
A transformação do IR2 definida pela seguinte lei:
T: IR2 ______ IR2
T(x, y) = (x+ 1, y)
É linear? Verifique.
A3. Descreva em palavras o efeito geométrico sobre o
vetor v = (x, y) = (1, 2) ao multiplicá-lo pela matriz A.
e. Usando o Geogebra, faças a representação figural
(desenho) e a gráfica (registro cartesiano)
f. Observe a representação da figura em coordenadas
cartesianas e preencha a seguinte tabela referente ao
gráfico:
A4. (Lay, 2007, p.69 c.1 ex.19) Seja T: IR2 __ IR2 uma
transformada linear que leva :
Use o fato de que T é linear para determinar as imagens
por T de 2u, 3v e 2u+3v.
A5. Encontre a matriz canônica da transformação linear
T: IR2 ___ IR2 dada por:
w1 = 3x1 + 5x2
w2 = 4x1 – x2
E em seguida calcule T (- 1, 2).
A6. (Kolman&Hill, 2006, p.130 c.2 ex.2 - adaptação) Seja R
o retângulo com vértices (1,1), (1,4), (3,1) e (3,4). Seja f o
cisalhamento na direção x com k = 3. Encontre e esboce a
imagem de R. O mesmo cisalhamento na direção y.
1 0 1 0 1 0 1 0
a. A ; b. A c. A ; d. A
0 1 0 0 0
;
1 0 1
1 2 3 1
u v
5 0 1 4
e
25. ATIVIDADE PRÁTICA COM APLICATIVO GEOGEBRA
A7. (Kolman&Hill, 2006, p.130 c.2 ex4 - adaptação) A transformação matricial:
f: IR2 ___ IR2 definida por f(v) = Av, onde:
e k um número real. Seja R o retângulo da atividade anterior, movas “k” e observe o que acontece.
A8. (Kolman&Hill, 2006, p.130 c.2 ex14 - adaptação) Represente por Q quadrado unitário. Determine duas
maneiras diferentes de usar as transformações matriciais definidas sobre Q para obter a imagem dada.
k 0
0 k
A=
26. TRANSFORMAÇÕES LINEARES EM DIMENSÃO 2
E REGISTROS DE REPRESENTAÇÕES SEMIÓTICAS
TRANSFORMADAS LINEARES GEOMÉTRICAS
DO IR²
Preencham a Tabela a seguir conforme o
modelo usando o ambiente lápis&papel:
27. TRANSFORMAÇÕES LINEARES EM DIMENSÃO 2
E REGISTROS DE REPRESENTAÇÕES SEMIÓTICAS
TRANSFORMADAS LINEARES GEOMÉTRICAS
DO IR²
Preencham a Tabela a seguir conforme o
modelo usando o ambiente lápis&papel:
Observem a Figura 2, vejam que a
transformação aplicar a circunferência
produziu a elipse como imagem. De posse
aos conhecimentos até aqui adquiridos, usem
o ambiente “papel&lápis” a fim de preencher a
tabela respectiva à figura em questão, ou
seja, traduzir os registros de representações
semióticas. Apliquem animação aos fatores
“a” e “b”, ou ora a “a”, ou ora a “b”, e vejam o
que acontece.
28. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
.
ANTON, H.; RORRES, C. Álgebra Linear com Aplicações 8ª. Ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.
ARAÚJO, L.C.L. & NÓBRIGA, J.C.C. Aprendendo matemática com o geogebra. São Paulo: Editora
Exato, 2010.
ARREBOLA, O.E.S. Uma sequencia didática sobre transformações lineares em um ambiente de
geometria dinâmica. Apresentação de mestrado. Universidade Bandeirante Anhanguera de São Paulo,
São Paulo, 2013.
ARREBOLA, O.E.S. GeoGebra – Um Software Educativo Útil como ferramenta auxiliar ao Ensino da
Matemática em diversos níveis. Apresentação em slide no HTPC numa escola pública. Casqueiro,
Cubatão, 2010.
BARROS, L.G.X. Uma Introdução Ingênua à Teoria dos Registros de Representações Semióticas.
Revista Ceciliana, Ano 22, nº 32, p.33–41. Santos, 2011.
BARROS, L. G. X. ; KARRER, M. Inovações no Processo de Ensino-Aprendizagem de Geometria
Analítica e Álgebra Linear. Sinergia (CEFETSP). Vol. 12 p. 259-266, 2011. ISSN: 1677-499X.
BARROS, L. G. X. ; KARRER, M. A Integração de Ambientes Computacionais com os Registros de
Representações Semióticas nos Processos de Ensino e Aprendizagem de Matemática. Revista Seleção
Documental. Nº 23, 2011. ISSN: 1809-0648.
CARVALHO, J. P. Introdução à Álgebra Linear. Série do IMPA - Instituto de Matemática Pura e Aplicada.
Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1974.
.
29. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
.
DUVAL, R. Registros de representações semióticas e funcionamento cognitivo da compreensão em
Matemática. In: MACHADO, S.D.A. Aprendizagem em Matemática: Registros de representação
semiótica. Campinas: Papirus. p. 11-33, 2003.
DUVAL, R. Ver e Ensinar a Matemática de outra forma – Entrar no modo matemático de pensar: os
registros de representações semióticas. São Paulo: Proem Editora, 2011.
GEOGEBRA – página com exemplos interativos, disponível em
<http://docentes.educacion.navarra.es/~msadaall/geogebra/ind. Acesso em abril de 2008.
KARRER, M. Articulação entre Álgebra Linear e Geometria: Um estudo sobre as transformações lineares
na perspectiva dos registros de representação semiótica. Tese de
doutorado. Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, 2006.
KOLMAN, B. & HILL, D.R. Introdução à Álgebra Linear: com aplicações, 8ª Ed. Rio de Janeiro. Editora
LTC. 2006.
LAY, D. C. Álgebra Linear e Aplicações, 2ª. Ed. São Paulo. Editora LTC. 1999.
MACHADO, S. D. A. (Org.). Aprendizagem em Matemática: Registros de representação semiótica. 7ª.
Ed. Campinas, São Paulo: Papirus, 2010.
STEINBRUCH, A. Álgebra Linear, 2ª. ed. São Paulo. Makron Books. 2000