Mòdul 6
La calculadora Wiris com a recurs didàctic
Enrera Pràctica
1
2
3
4
5
6
 
 
   
Exercicis
Exercicis
 
 
Encara més sobre representació gràfica de funcions
   

En la pràctica 5 del mòdul 1 heu vist les diferències entre i , i la potencialitat didàctica d'aquesta darrera comanda. En la pràctica 1 del mòdul 3 s'han tractat diferents qüestions relatives a la representació de funcions i el seu tractament formal. Reviseu, si us cal, aquestes pràctiques.
En aquesta pràctica s'aprofundirà en el funcionament de ; també veureu diferents qüestions pel que fa al tractament de funcions i la seva representació gràfica.

   
La comanda representa
   
 

La comanda està definida per a objectes del tipus funció o bé cònica. La seva finalitat, com heu vist anteriorment, és dibuixar aquests objectes i mostrar, a més, informació rellevant.

Si s'aplica la comanda a un objecte per al qual la Wiris no té definit com calcular cap element especial en la seva representació, la comanda serà equivalent a . Pel que fa a les funcions a les quals s'aplica efectivament (que ja acabem de dir que no són totes, ni molt menys!), mostra:

  • Els punts de tall amb els eixos de coordenades, de color blau.
  • Els punts singulars, de color vermell.
  • Els punts d'inflexió, de color rosa.
  • Els punts en què la funció no és derivable, de color rosa.
  • Les asímptotes, de color blau.
  • L'eix de simetria, de color verd.
  • El punt de simetria central, de color verd.

La imatge següent (que és una composició) mostra el nom de diferents elements de representació d'una funció polinòmica. Ho podeu comprovar si activeu la finestra Wiris i un cop feta la representació apropeu el ratolí a cadascun d'ells, amb l'opció del tauler gràfic activada. Veureu cada indicació individualment.

 
Pantalla Wiris
   
 
  • Activeu la icona del tauler gràfic i busqueu els valors de tots els elements que es destaquen en la representació de la funció.
  • En el cas de funcions amb simetria central, també es mostra el centre de la simetria que, en general, és un punt d'inflexió. En la finestra gràfica observeu la coincidència dels dos punts en les funcions del segon exemple.

 

 

Hi ha molts elements que configuren una gràfica i això fa que la comanda representa sigui molt complexa i per això no es pto aplicar a totes les funcions.

Igualment hem de dir que és una comanda internament molt rígida, que assenyala per defecte molt colors i condicionants de la gràfica. En cas que es vulgui fer alguna variació respecte al color o la mida cal explicitar-ho com s'indica a continuació:

 
  • Podeu veure que en l'exemple anterior es canvia la mida i el color dels punts singulars de la funció.
  • Ara proveu de canviar el color i el gruix de l'eix de simetria de la primera funció de la finestra activa. Afegiu en el primer bloc de comandes la representació de la derivada de la funció i feu que per a aquesta la corba es vegi d'un altre color que per a la funció donada (veureu que també heu d'indicar el gruix de la línia si voleu que segueixi tenint gruix 2)

En l'exercici 1 d'aquest mòdul fareu servir aquesta comanda representa per posar de manifest l'existència de simetria en una funció.

   
Modificacions del tauler gràfic
   
 

Recordeu que tenim diferents opcions per modificar els taulers:

  • Obrir un tauler nou sempre que convingui amb la comanda Tauler().
  • Definir prèviament les mides del tauler, amb la comanda Tauler(P,x,y) on P és el centre del tauler, x l'amplada, y la llargada. Aquesta comanda, que ja hem comentat a bastament en mòduls anteriors, només funciona estrictament amb l'opció .
  • Incorporar al codi les característiques d'un tauler gràfic en la sessió de treball, mitjançant la icona .

Ara bé, la comanda incorpora en el treball de la comanda la tria de la finestra més adequada i la graduació dels eixos per presentar la gràfica de la funció i visualitzar-ne els elements destacats. Per tant, sembla lògic "respectar" la decisió de la Wiris!

  • Ara bé, si en aquest cas voleu modificar els atributs del tauler "a mà" veureu que no es pot fer lliurement: pel que fa a la proporció entre les graduacions dels eixos es conserva sempre la que ha triat el programa.
  • Semblantment, si modifiqueu els atributs del tauler per codi la Wiris no respecta totalment la vostra decisió: sempre que s'hagi aplicat representa, dóna prioritat a que es visualitzin tots els elements especials que ha calculat per sobre dels canvis d'atributs del tauler que pugui indicar l'usuari.
  • Si en un mateix bloc de comandes s'aplica representa a diverses funcions (en diferents línies, perquè la comanda només es pot aplicar a una funció) la Wiris té en compte el que acabem de dir, a saber: que es visualitzin els elements destacats de totes les funcions, i per fixar la graduació dels eixos dóna un cert grau de prioritat a la primera funció.

Ara practiqueu una mica amb la comanda representa. Activeu la finestra i representeu les funcions que hi trobareu.

   
Pantalla Wiris
   
 
  • Per visualitzar millor i comparar les asímptotes de les dues primeres funcions, afegiu entre elles la comanda tauler().
  • Per a la tercera funció, busqueu el tauler més idoni per comprovar que un dels punts singulars de la funció és un mínim local. Utilitzeu les icones i del tauler gràfic.
  • Premeu la icona i observeu que els valors de la finestra gràfica es copien en la finestra activa. Representeu de nou la funció amb aquests atributs.
  • Definiu un tauler centrat al punt (0,0) d'amplada i llargada 10 per representar la darrera funció de la finestra. Utilitzeu ara l'opció .
  • En el tauler gràfic utilitzeu, quan convingui, per allunyar-vos i per redibuixar la funció.
   
Asímptotes
   
 

Un cop executada la comanda , és possible recuperar els elements que ha presentat en la representació gràfica: asímptotes, punts de tall, punts singulars, etc.

  • En l'exemple següent veureu com es recuperen les expressions de les asímptotes per escriure-les en el tauler.
  • Tots els elements han de demanar-se amb la corresponent numeració, tal com s'indica en la figura. Per això és millor mirar primer la gràfica de la funció.
   
Pantalla Wiris
   
 
  • Els elements de representació poden utilitzar-se per a diferents càlculs. Vegeu l'exercici 1 d'aquest mòdul.
  • En l'exemple següent es troba el punt d'intersecció d'una funció amb la seva asímptota obliqua.
Pantalla Wiris

   
 
  • Recordeu que les solucions d'un sistema format per dues funcions permeten definir i dibuixar els punts d'intersecció entre les dues funcions.
  • Busqueu la finestra més adient que mostri el punt d'intersecció de la funció amb l'asímptota obliqua.
   
 

En algunes ocasions, us adonareu que la Wiris no indica les asímptotes, o bé algun altre element especial de representació d'una funció. Aquestes situacions corresponen a funcions per a les quals, tal com ja hem comentat, la comanda no actua i és equivalent a .

   
Pantalla Wiris
   
 
  • Representeu les funcions de la finestra activa i d'altres que se us acudeixin. Fixeu-vos si es visualitzen o no en el tauler gràfic els trets característics de la funció.
   
Activitat sobre les asímptotes
   

Tot i que la comanda ofereix moltes aplicacions didàctiques, no accepta alguns atributs i és poc flexible. Per això, per preparar activitats és preferible utilitzar la comanda .

A continuació, veureu una activitat sobre les asímptotes d'una funció. Consisteix a obtenir funcions que s'identifiquen a l'infinit amb una recta; això s'aconsegueix de la forma següent:

f(x) = recta(r) + g(x), on g(x) tendeix a 0 en l'infinit.

  • La funció f(x) té per asímptota la recta r, que pot ser horitzontal o obliqua.
  • El tipus de funció f(x) que s'estudia depèn de g(x).
  • Si g(x) és racional, f(x) també ho serà, amb el numerador de grau igual o superior en una unitat al grau del denominador, depenent de si la recta és de la forma y = a, o bé
    y = ax + b.

La finestra utilitza diferents recursos de la Wiris:

  • Definició de dos punts mòbils, A i B, en el tauler gràfic i obtenció de la recta r que determinen.
  • Actualització de la recta r en moure els punts A i B, i d'una funció f(x) que té la recta per asímptota.
  • Definició de diferents tipus de funció f(x), a partir d'una altra funció g(x) que es modifica des de la pantalla activa de la Wiris.
  • Extracció mitjançant subíndexs dels elements d'un objecte; en aquest cas, del segon terme de l'equació de la recta.
  • Presentació en el tauler gràfic d'informació que s'actualitza en moure els punts A i B; en l'exemple, les equacions de la funció i l'asímptota, horitzontal o obliqua.
Pantalla Wiris
   
 

La interactivitat de la finestra, acompanyada de les instruccions i indicacions pertinents, serveix als alumnes de secundària per:

  • Assolir el concepte de recta a la qual tendeix una funció a l'infinit, és a dir, el concepte d'asímptota horitzontal o obliqua, per un costat, per l'altre o per ambdós.
  • Consolidar el concepte de límit d'una funció a l'infinit.
  • Generar diferents tipus de funcions que tenen una asímptota obliqua, a partir d'una funció que tendeix a 0 en l'infinit.
  • Deduir la condició que han de verificar les funcions racionals per tenir una asímptota horitzontal o bé una d'obliqua.
  • Calcular de forma ràpida les asímptotes horitzontals, o bé el pendent i l'ordenada a l'origen de l'asímptota obliqua, en els cas de les funcions racionals.

L'activitat també es pot orientar cap a l'obtenció de l'equació de l'asímptota a partir de la divisió entera entre numerador i denominador, en el cas de funcions racionals.

   
Pantalla Wiris
   
Discontinuïtats i punts de no-derivabilitat
   
 
  • La comanda indica, en alguns casos, en el tauler gràfic els punts en què la funció no és contínua o bé no és derivable. En d'altres casos, com és ara el de funcions exponencials, logarítmiques o bé trigonomètriques, no calcula res i equival a .
  • Mitjançant discontinuïtats(f) es calculen els punts en què la funció f no és contínua. Aquesta comanda detecta punts de discontinuïtat que l'opció no considera.
  • En la finestra trobareu diferents exemples de funcions amb punts de discontinuïtat, o bé amb punts en què la funció no és derivable.
   
Pantalla Wiris
   
 
  • Representeu les funcions que apareixen en la finestra i compareu-ho amb el resultat de la comanda discontinuïtats.
  • La Wiris presenta problemes per a la representació de la la funció sin(1/x): només es pot dibuixar eludint el punt (0,0). Al final de l'apartat següent trobareu una forma de dibuixar-la.
Funcions definides a trossos
   
 
  • Per dibuixar una funció definida a trossos s'utilitza la comanda dibuixa(f,a,b) o bé dibuixa(f,a..b) , que restringeix la gràfica de la funció f a l'interval [a, b].
  • Per definir una funció definida a trossos cal utilitzar les opcions de programació: el condicional si..aleshores..altrament..fi
   
Pantalla Wiris
   
 
  • Una altra forma de definir una funció definida a trossos és amb l'operador comprovar.
  • En ambdós casos, les funcions estan ben definides. Per comprovar-ho busqueu les imatges d'alguns punts. Però només estan definides com a elements de dibuix, no com a funcions analítiques a les quals es pugui aplicar la derivada o la integral.
   
 
   
 
  • Una forma de representar la funció sin(1/x) és restringir-la als intervals: (-10,-0.01) i (0.01,10). D'aquesta manera, s'evita el punt (0,0) en què la funció no té límit.
   
 
   
 
Amunt