Funções definidas a partir de situações geométricas

A atividade aqui proposta tem como objetivo trabalhar com funções e geometria, usando o software Régua e Compasso. A idéia é construir uma situação geométrica, usar o dinamismo da figura para estabelecer relações entre variáveis , pensar qualitativamente sobre esta relação, construir o gráfico da função associada as variáveis na situação geométrica, para então finalmente determinar a sua lei algébrica e então responder, através de cálculos, as observações qualitativas feitas em um primeiro momento.
Sugestões de situações problemas são esboçadas abaixo. Na primeira situação detalhamos como fazer uso do Régua e Compasso para construir a situação geométrica , bem como o gráfico correspondente.

Situação - problema 1

1. Construa um retângulo R inscrito em um círculo. Inicie a construção com o círculo e a partir de uma corda AB construa o retângulo.

Movimente o ponto A e observe a variação da área do retângulo conforme muda o tamanho do lado AB.

2. Se

x = comprimento de AB
y = área do retângulo R.

descreva, em palavras, como é o comportamento da função y = f (x).

Construa o gráfico desta função , sem usar a sua “lei”.

3. Movimente o ponto A e observe o correspondente movimento do ponto no gráfico da função. É possível determinar o retângulo de área máxima?

4. Encontre a lei da função. Usando a lei da função explique como se determina o retângulo de área máxima.

5. Construa o gráfico da função, agora utilizando a sua lei.

6. Quando se muda o tamanho do círculo, o que acontece com o gráfico da função?

Comentário para o professor:
Ao final da atividade o aluno deve ter como produção uma animação da situação geométrica com o correspondente gráfico, acompanhada da expressão da função. Com isto pode responder as perguntas colocadas ao longo da atividade, agora de forma mais precisa.

Clique nos ícones e , depois no ponto verde, no círculo e por último no ponto vermelho para animar a construção. 

 

Uma possível solução para o problema

 

Situação - problema 2

Imagine um jogo de futebol. O jogador vai cobrar um pênalti. Qual a distância percorrida pela bola em função do ângulo em que o jogador chutou?

Movimente o goleiro para analisar a situação.

 

Esta situação pode ser pensada como uma função. Movimente o goleiro para visualizar o gráfico.

 

À primeira vista, o desenho do gráfico nos faz pensar em parábola. Será?

Uma possível solução para o problema