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Teorema da função implícita e da função inversa e ..., Notas de estudo de Geometria

Câmpus de Rio Claro. Leandro Luiz de Lima. Teorema da função implícita e da função inversa e abordagens de funções reais de várias variáveis no ensino médio.

Tipologia: Notas de estudo

2023

Compartilhado em 16/01/2023

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Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho
Instituto de Geociências e Ciências Exatas
Câmpus de Rio Claro
Leandro Luiz de Lima
Teorema da função implícita e da função
inversa e abordagens de funções reais de
várias variáveis no ensino médio
Rio Claro
2021
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Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho Instituto de Geociências e Ciências Exatas Câmpus de Rio Claro

Leandro Luiz de Lima

Teorema da função implícita e da função

inversa e abordagens de funções reais de

várias variáveis no ensino médio

Rio Claro

L732t

Lima, Leandro Luiz de Teorema da Função Implícita e da Função Inversa e abordagens de funções reais de várias variáveis no ensino médio / Leandro Luiz de Lima. -- Rio Claro, 2021 74 f. : il., tabs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Rio Claro Orientadora: Érika Capelato

  1. Teorema da Função Inversa. 2. Teorema da Função Implícita. 3. Função real de várias variáveis. 4. Matemática. I. Título.

Sistema de geração automática de fichas catalográficas da Unesp. Biblioteca do Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Rio Claro. Dados fornecidos pelo autor(a).

Essa ficha não pode ser modificada.

TERMO DE APROVAÇÃO

Leandro Luiz de Lima

Teorema da função implícita e da função inversa e

abordagens de funções reais de várias variáveis no

ensino médio

Dissertação aprovada como requisito parcial para a obtenção do grau de Mestre no Curso de Pós-Graduação  Mestrado Prossio- nal em Matemática em Rede Nacional, do Instituto de Geociências e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mes- quita Filho, pela seguinte banca examinadora:

Profa. Dra. Érika Capelato FCL / UNESP / Araraquara (SP) Orientadora

Prof. Dr. Ricardo de Sá Teles UTFPR / Londrina (PR)

Prof(a). Dra. Alessandra Aparecida Verri CCET / UFSCAR / São Carlos (SP)

Rio Claro, 14 de setembro de 2021

Aos meus pais, Sandra e José Luiz, por me darem uma vida a sonhar, e a minha querida esposa, Aline, que partilha dos meu sonhos e divide os seus.

  • Fernão, você se lembra do que disse, há muito tempo, acerca de amar o bando o bastante para voltar a ele e ajudá-lo a aprender?  Claro que me lembro!  Não compreendo como você consegue amar um punhado de pássaros que acabam de tentar matá-lo.  Oh! Chico! Não é isso que você ama! Você não ama o ódio e o inferno, é claro. Você tem de treinar até ver a verdadeira gaivota, o que há de bom em cada uma delas, e ajudá-las a ver isso nelas próprias. Para mim, o amor é isso. Quando você conseguir compreender e pôr isso em prática, até achará divertido. Richard Bach

Resumo

Neste trabalho estudamos o teorema da função inversa e da função implícita. Para que pudéssemos apresentar o enunciado, demonstração e aplicações destes resultados, exploramos os seguintes conceitos: determinantes, topologia do espaço euclidiano e funções reais de várias variáveis. Finalmente, propomos atividades para que o estudo de funções reais de várias variáveis seja introduzido na sala de aula do ensino médio.

Palavras-chave: Teorema da Função Inversa, Teorema da Função Implícita, Função real de várias variáveis.

Lista de Figuras

Sumário

  • 1.1 Estudo local por Newton
  • 2.1 Projeção
  • 2.2 Curva denida implicitamente no aberto I × J.
  • 4.1 Imagem no software Paint
  • 4.2 Bandeira do Brasil, Colorida
  • 4.3 Bandeira do Brasil, escala cinza pela média ponderada
  • 4.4 Retângulo com área máxima
  • 4.5 Retângulo justaposto com área máxima
  • 1 Introdução
  • 2 Resultados preliminares
  • 2.1 Determinantes
  • 2.1.1 Cálculo de determinantes
  • 2.1.2 Teorema da unicidade do determinante
  • 2.1.3 Expansão para determinantes. Menor principal e cofator
  • 2.1.4 Existência da função determinante
  • 2.2 Topologia do espaço euclidiano
  • 2.2.1 O espaço euclidiano n-dimensional
  • 2.2.2 Produto interno e norma
  • 2.2.3 Bolas e conjuntos limitados
  • 2.2.4 Sequência em Rn
  • 2.2.5 Aplicações contínuas
  • 2.2.6 Conjuntos abertos
  • 2.2.7 Conjuntos fechados
  • 2.2.8 Conjuntos compactos
  • 2.2.9 Conexidade
  • 2.3 Funções reais de n variáveis
  • 2.3.1 Derivadas Parciais
  • 2.3.2 Derivadas direcionais
  • 2.3.3 Funções diferenciáveis
  • 2.3.4 Funções de classe Ck
  • 3 Teorema da Função Implícita e Teorema da Função Inversa
  • 3.1 Teorema da Função Implícita
  • 3.2 Teorema da Função Inversa
  • 3.3 Aplicações
  • no Ensino Médio 4 Propostas de atividade para trabalhar funções reais de várias variáveis
  • 4.1 Atividade 1: Equilibrando as nanças
  • cromática 4.2 Atividade 2: Computação gráca: converter imagem colorida em mono-
  • 4.3 Atividade 3: Maximização da área de um quadrilátero
  • 4.4 Atividade 4: Maximização da área de um quadrilátero justaposto
  • 5 Considerações Finais
  • Referências