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Aula 434 — Circunferência: equação geral

50 min

Objetivo geral

Converter a equação reduzida de uma circunferência para a forma geral (e vice-versa), reconhecendo quando uma equação geral não representa uma circunferência real.

Objetivos específicos

  • Expandir a equação reduzida para obter a forma geral: x2+y2-2x0x-2y0y+(x02+y02-r2)=0.
  • Converter da forma geral para a reduzida completando quadrados.
  • Calcular o centro e o raio a partir dos coeficientes da equação geral.
  • Reconhecer que uma equação da forma geral só representa uma circunferência REAL se o raio calculado (r2) for positivo.

Conhecimentos prévios

  • Circunferência: equação reduzida, Aula 433.
  • Fatoração e produtos notáveis, Módulo 7.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula434_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • GeoGebra Geometry e Desmos Graphing Calculator, para visualizar pontos, retas e circunferências.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: toda equação da forma x2+y2+Dx+Ey+F=0 representa uma circunferência de verdade?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Escrever uma equação geral que, ao completar quadrados, dá r2<0 (por exemplo x2+y2-2x-4y+10=0) e perguntar se ela representa uma circunferência. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): assumir que qualquer equação no formato x2+y2+Dx+Ey+F=0 é automaticamente uma circunferência — depois de completar quadrados, o valor de r2 pode dar ZERO (um único ponto) ou NEGATIVO (nenhum ponto real, "circunferência vazia"); só r2>0 dá uma circunferência de verdade.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: expandindo (x-x0)2+(y-y0)2=r2, obtém-se x2+y2-2x0x-2y0y+(x02+y02-r2)=0 — a forma geral. Para voltar à reduzida, completam-se os quadrados em x e em y. Resolvendo a pergunta do Momento 2: não sempre — para x2+y2-2x-4y+10=0, completando quadrados: (x-1)2+(y-2)2=1+4-10=-5, um r2 negativo, então essa equação NÃO representa uma circunferência real.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: converter coletivamente x2+y2-4x-6y-12=0 para a forma reduzida: (x-2)2+(y-3)2=4+9+12=25 (centro (2,3), raio 5 — uma circunferência real). Em duplas: verificar que x2+y2-2x-4y+10=0 NÃO é uma circunferência real (r2=1+4-10=-5<0).

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: não sempre — só quando o r2 obtido ao completar quadrados for positivo; r2=0 dá um ponto único, r2<0 não representa nenhum ponto real.

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. Escreva a forma geral da equação da circunferência.

Gabarito: x2+y2+Dx+Ey+F=0 (equivalente a x2+y2-2x0x-2y0y+(x02+y02-r2)=0).

2. Converta x2+y2-4x-6y-12=0 para a forma reduzida.

Gabarito: (x-2)2+(y-3)2=25 (centro (2,3), raio 5).

3. A equação x2+y2-2x-4y+10=0 representa uma circunferência real?

Gabarito: Não — completando quadrados, r2=1+4-10=-5<0, não representa nenhum ponto real.

4. O que significa r2=0 ao completar os quadrados?

Gabarito: A equação representa um único ponto (o centro), não uma circunferência de raio positivo.

5. Encontre o erro: "toda equação x2+y2+Dx+Ey+F=0 representa uma circunferência real."

Gabarito: Errado: só representa uma circunferência real quando o r2 obtido ao completar quadrados é positivo.