iii dia de geogebra iberoamericano puc sp

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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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iii dia de geogebra iberoamericano puc sp

  1. 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. 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. 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. 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. 5. A OFICINA CONSTRUÇÃO JUSTIFICATIVA: 1.TECNOLOGIA 2.TEORIA3.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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 14. O GEOGEBRA E AS TRANSFORMAÇÕES LINEARES NO PLANO - R² NO ESPAÇO - R³
  15. 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. 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. 17. RECORDANDO ALGUNS TÓPICOS BÁSICOS DA ÁLGEBRA LINEAR. C.L., BASE E DIMENSÃO L.D. OU L.I. FIGURA ILUSTRATIVA FIGURA ILUSTRATIVA
  18. 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. 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. 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. 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?
  22. 22. FIGURAS ILUSTRATIVAS DAATIVIDADE PRÁTICA: FAMILIARIZAÇÃO COM O APLICATIVO GEOGEBRA AF1 AF2
  23. 23. FIGURAS ILUSTRATIVAS DAATIVIDADE PRÁTICA: FAMILIARIZAÇÃO COM O APLICATIVO GEOGEBRA AF5 AF5- A mesma TL vista como polígono
  24. 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. 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. 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. 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. 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. 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

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