Aspectos Puntuales de la derivada desde el análisis no estándar: Una experiencia de aula

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

The main objective of this monograph is to identify which aspects of the concept of the point derivative are favored by teaching it from DGSs such as GeoGebra and the theory of non-standard analysis constructed by Abraham Robinson. For this purpose, a didactic sequence is constructed that revolves around the first world of mathematics of David Tall's didactic theory, where intuition and representations have an essential role in the development of ideas and concepts related, in this case, to infinitesimal quantities and the point derivative on the part of the student. The application of the didactic sequence was done with high school students, eleventh grade. From the analysis of class protocols, satisfactory results were obtained around the main objective, highlighting: 1) The infinitesimal quantities allowed conceiving that from two points that are infinitely close, the instantaneous rate of change in the vicinity of a point can be found. 2) Students conceived the point derivative as a numerical value, obtained when the increments, between the two points through which secant passes, become infinitesimal, reinforcing the interpretation of the derivative in terms of instantaneous variation. 3) The relationship between infinitesimal quantities and small changes in velocity was understood, connecting this idea with the analysis of the motion of an object, which allowed the students to associate minute changes in velocity with the instantaneous variation.

Descripción

Esta monografía tiene como principal objetivo identificar qué aspectos del concepto de derivada puntual se favorecen a partir de su enseñanza desde los SGD como GeoGebra y la teoría del Análisis no Estándar construida por Abraham Robinson. Para ello se construye una secuencia didáctica que gira en torno al primer mundo de las matemáticas de la teoría didáctica de David Tall, donde la intuición y las representaciones juegan un papel fundamental en el desarrollo de ideas y conceptos relacionados, en este caso, con las cantidades infinitesimales y la derivada puntual por parte del estudiante. La aplicación de la secuencia didáctica se hizo en estudiantes de educación media, grado undécimo. A partir del análisis de protocolos de clase se obtuvieron resultados satisfactorios alrededor del objetivo principal, destacando: 1) Las cantidades infinitesimales permitieron concebir que a partir de dos puntos que están infinitamente cerca se puede hallar la tasa de cambio instantánea en el alrededor de un punto. 2) Los estudiantes concibieron la derivada puntual como un valor numérico, obtenido cuando los incrementos, entre los dos puntos por los que pasa la secante, se vuelven infinitesimales, reforzando la interpretación de la derivada en términos de variación instantánea. 3) La relación entre cantidades infinitesimales y pequeños cambios en velocidad fue comprendida, conectando esta idea con el análisis del movimiento de un objeto, lo que permitió a los estudiantes asociar cambios diminutos en el tiempo con variaciones igualmente pequeñas en la velocidad y su significado respecto a una situación particular.

Palabras clave

Análisis no estándar, Derivada puntual, Representación, Infinitesimales

Materias

Licenciatura en Educación Básica con Énfasis en Matemáticas -- Tesis y disertaciones académicas , Cálculo diferencial , Análisis no estándar , Geogebra (Software educativo) , Matemáticas - Metodología

Citación