Nombre de la actividad Graficación por parámetros de la función Seno Natural Autor: José María Bravo Tapia Tiempo estimado De dos a tres horas Prerrequisitos Definición y propiedades elementales de las funciones trigonométricas. Graficación de funciones trigonométricas utilizando tablas. Graficación por parámetros de funciones Lineal y Cuadrática. Objetivos Disciplinares Educacionales Que los estudiantes: 1. Asocien la información dada en la represtación geométrica de la función con la representación analítica. 2. Definan el papel que juegan los parámetros a, b, c y d, que intervienen en la expresión: f ( x) aSin(d ( x c)) b 3. Establezcan la relación que existe entre esta función y la función Coseno Natural. 1. Tomen con responsabilidad los cambios que se proponen sobre la forma de estudio como al trabajo por equipo. 2. Desarrollen la habilidad en el análisis sistematizado y de competencia propuesto en las actividades. 3. Respetar y en su caso enriquecer la opinión de los demás con el debate y análisis que se derive. 4. Desarrollen habilidades de comunicación, habilidades en anticipar resultados conjeturando y probando analíticamente. 5. Desarrollen la capacidad de traducir la información de una representación a otra. Contenidos Disciplinares a) Graficación de funciones. b) Traslaciones y reflexiones gráfica y analíticamente. Medios de enseñanza (métodos de enseñanza y recursos tecnológicos) Métodos de Enseñanza Recursos Tecnológicos - Resolución de problemas. - Equipo de cómputo. - Cañón. - Pizarrón Blanco de preferencia con cuadrícula. - Se recomienda que el estudiante utilice cuaderno cuadriculado. - Uso de Internet. Organización del trabajo en el aula didáctica 1. El profesor organiza al grupo en equipos de cuatro estudiantes y asigna dos computadoras por equipo, sugiriendo que durante la hora se vayan alternando para que todos puedan desarrollar la actividad. 2. El profesor entrega la hoja de trabajo e inicia la lectura, solicitando a los estudiantes que hagan la lectura conjuntamente; se discuten los aspectos que pudieran resultar confusos. Posteriormente les pide a los alumnos que desarrollen la actividad siguiendo las instrucciones de la hoja de trabajo. 3. A partir de este momento el papel que jugará el profesor será la de guiar, moderar, resolver dudas, Etc., que enfrentarán en dicha actividad. 4. Una vez desarrollada la actividad se abre una discusión o debate entre los equipo con el objetivo de socializar el papel que juega cada uno de los parámetros analizados. Finalmente, el profesor institucionalizará los procesos: traslaciones y reflexiones. Sugerencia de evaluación de la actividad Entrega de reporte escrito del trabajo desarrollado en el aula didáctica por el equipo y se les propone una serie de actividades adicionales que el alumno desarrollará de manera individual y posteriormente discutirlas con los integrantes de su equipo, con la finalidad de que el estudiante pueda reflexionar y comprender los procesos desarrollados en esta actividad. Referencias - Bravo Tapia, José María; Ibarra Olmos, Silvia Elena; Grijalva Monteverde Agustín; (2002), Notas de Clase: Cálculo Diferencial e Integral I. - Hughes-Hallet, Deborah (2001), Cálculo, CECSA - Página Web personal http://euler.mat.uson.mx/jmbravo/taller/Manl-est.htm - Tall, David, Software Graphics Calculus Graficación por parámetros de la función Seno Natural HOJA DE TRABAJO Actividad 12. Identificación de los parámetros a, b, c, y d que intervienen en la expresión y aSin(d ( x c)) b . Clase. i. Construcción de la función base. Seleccionamos la opción de “dibujar gráficos” en el menú principal y escribamos la expresión aSin(d ( x c)) b enseguida de “f(x)=” y presionemos la tecla Intro. ii. Después aparecerá “a=”. Aquí gráficos pide un valor inicial para el parámetro a, después de teclear el valor y presionar la tecla Intro solicitará el valor del parámetro “b=”, y así sucesivamente con los demás parámetros. ¿Cuáles deben de ser los valores iniciales para los parámetros a, b, c y d, sí la función base es f ( x) Sin x ? a = ________ iii. b = ________ c = ________ d = ________ Después de asignarle valor del parámetro “d”, “gráficos” nos propone utilizar el intervalo [-3, 3] para los valores de x, dejando “abierto” el intervalo para los valores de y. Para lograr nuestro objetivo, proponemos trabajar en el intervalo x 2 , 2 y presionaremos la tecla F2. iv. i. Enseguida “gráficos” mostrará en pantalla la siguiente imagen Análisis del parámetro (b). Seleccionemos la opción “Constantes cambian” y con las teclas de navegación (flechas) asignémosle el valor de 2 al parámetro b, después presionemos la tecla F1. Escribe lo qué ocurrió con la gráfica. M.C. José María Bravo Tapia Graficación por parámetros de la función Seno Natural HOJA DE TRABAJO ii. Analicemos la gráfica con b = -1. ¿Qué papel juega el parámetro b? Análisis del parámetro (c). i. Limpiemos pantalla y grafiquemos la función base. ii. Seleccionemos la opción “Constantes cambian” y asignémosle el valor de 1 al parámetro c, después presión F1. Escribe lo qué ocurrió con la gráfica. iii. Analicemos la gráfica con c = -1. ¿Qué papel juega el parámetro c? iv. Limpiemos pantalla y grafiquemos la función base. v. Asignémosle el valor de 2 al parámetro b, y -1 al parámetro c. Tracemos la gráfica en nuestra mente pensando en al menos un punto contenido en ésta. vi. Presionen F1 para mirar la gráfica en pantalla y comparémosla con la nuestra. ¿Es la misma? ¿Qué papel juega éstos parámetros? Análisis del parámetro (a). i. Limpiemos pantalla y grafiquemos la función base. ii. Presionemos la tecla D de “Dominio” para cambiar el intervalo de y, presionemos la tecla flecha para abajo y escribamos -3, luego tecleemos Intro después presionamos la tecla 3 y enseguida Intro, de esta manera los valores de y quedarán en el intervalo de menos tres a tres. Para mira la gráfica presionamos la tecla F2. M.C. José María Bravo Tapia Graficación por parámetros de la función Seno Natural HOJA DE TRABAJO iii. Seleccionemos la opción “Constantes cambian” y asignémosle el valor de 2 al parámetro a, presionando F1. Escribe lo qué ocurrió con la gráfica iv. Analicemos la gráfica con a = 3. ¿Cuál es el papel que juega el parámetro a? v. ¿Qué pasaría con la gráfica sí el valor del parámetro a es negativo? vi. Prueba con -2. vii. ¿Cómo podemos determinar el valor del parámetro a? i. Análisis del parámetro (d). El análisis realizado hasta aquí nos permitió observar que cierta característica de la gráfica no cambio ¿Cuál? ii. Limpiemos pantalla y grafiquemos la función base. iii. ¿Cómo es la gráfica si le asignamos el valor de 2 a éste parámetro? iv. Analízalo. v. ¿qué papel juega el parámetro d? Actividad 13. Haz la gráfica de cada función sin tabular, y en un solo plano las funciones de cada inciso. Tarea. a. f ( x) Senx 1 b. f ( x) Senx 2 c. f ( x) Sen( x 2) d. f ( x) Sen( x 1) e. f ( x) 2Senx f. f ( x) 3Senx g. f ( x) Sen3x h. f ( x) Sen3x i. f ( x) Sen(3x) M.C. José María Bravo Tapia Graficación por parámetros de la función Seno Natural ANTECEDENTES GRAFICACIÓN DE FUNCIONES I. INTRODUCCIÓN En muchas ocasiones resolver un problema de ingeniería, de matemáticas, de física o de otras disciplinas, nos conduce a la elaboración de un modelo matemático en el cual siempre aparece una representación, ya sea gráfica, algebraica o numérica. En el caso del Cálculo Diferencial e Integral también se presenta esta situación, tratándose particularmente problemas que involucran a la variación. Para el mundo de nuestros días el estudio de la variación es fundamental pues el cambio, en todos sus aspectos, es una característica distintiva de la época actual. Los modelos que surgen en matemáticas y particularmente en el cálculo emplean representaciones que, además de las propias de nuestra lengua, incluyen el uso de gráficas, expresiones algebraicas y expresiones numéricas. Consecuentemente es importante que logremos tener tanto un buen desempeño en el manejo de cada una de dichas representaciones así como en la articulación entre ellas. Por ese motivo nuestras primeras actividades estarán encaminadas a trabajar con expresiones numéricas, algebraicas y gráficas. Para potenciar el trabajo que realizaremos, en las actividades que aquí se presentan nos apoyaremos en la computadora y de manera particular utilizaremos el paquete Gráficos ya que la filosofía con la que fue creado se presta para alcanzar los objetivos y propósitos de este curso. M.C. José María Bravo Tapia Graficación por parámetros de la función Seno Natural ANTECEDENTES II. EL SOFTWARE GRÁFICOS El paquete que emplearemos es de fácil manejo y puede trabajarse con él en cualquier computadora independientemente de su capacidad, adaptándose automáticamente a las características del equipo que estemos empleando. Al iniciar en “Gráficos” éste te presenta el siguiente menú de opciones: Gráficos I.P.N, Sección de Matemática educativa Calle Dakota # 379, México. 1. buscar instrucción de funciones A. representación parámetro de la curva. 2. dibujar gráficos B. representación de parámetros en el espacio 3. ampliar C. funciones complejas 4. diferenciar D. ecuaciones diferenciales 5. integrar E. ecuaciones diferenciales de 2o grado 6. solucionar ecuaciones numéricas F. ecuaciones diferenciales simultáneas 7. Taylor polinomios G. funciones de dos variables 8. Blancmange H. opciones 9. definir funciones 0. alto indica tu decisión _ En este momento el paquete te invita a seleccionar una de las diferentes opciones o tareas que en él se pueden desarrollar, con sólo presionar un dígito del 1 al 9 o una letra de la A hasta la H. Las opciones de la 1 a la 4 son las que están relacionadas con nuestro curso de Cálculo Diferencial e Integral I. Realizaremos las siguientes actividades teniendo siempre en mente que: El objetivo principal es que podamos identificar la representación analítica de una función analizando su representación gráfica y viceversa. M.C. José María Bravo Tapia