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Aula 493 — Assíntotas horizontais e limites no infinito

50 min

Objetivo geral

Formalizar a definição de assíntota horizontal usando limites no infinito, reconhecendo que uma função pode ter até duas assíntotas horizontais diferentes.

Objetivos específicos

  • Definir assíntota horizontal y=L como lim(x→∞)f(x)=L ou lim(x→-∞)f(x)=L.
  • Reconhecer que uma função pode ter assíntotas horizontais diferentes quando x→∞ e quando x→-∞.
  • Relacionar essa definição formal com a regra dos graus vista no Módulo 28.

Conhecimentos prévios

  • Limites no infinito, Aula 490 deste módulo.
  • Assíntotas horizontais, Módulo 28, Aula 470.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula493_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • Desmos Graphing Calculator e Wolfram Alpha, para explorar gráficos e verificar resultados algébricos.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: uma função pode ter duas assíntotas horizontais diferentes?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Perguntar se faz sentido uma função ter mais de uma assíntota horizontal, já que "horizontal" parece sugerir uma única reta constante. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): achar que uma função só pode ter, no máximo, UMA assíntota horizontal (como se fosse uma regra fixa) — para funções racionais simples isso é verdade (mesmo valor quando x→∞ e x→-∞), mas funções envolvendo raízes quadradas, por exemplo, podem ter valores DIFERENTES de L para x→∞ e x→-∞, gerando duas assíntotas horizontais distintas.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: a definição formal é: y=L é assíntota horizontal se lim(x→∞)f(x)=L OU lim(x→-∞)f(x)=L. Para funções racionais como (2x+1)/(x+3) (Módulo 28, Aula 470), o mesmo valor L=2 vale para os dois lados, resultando numa única assíntota horizontal. Mas para f(x)=x/√(x2+1): lim(x→∞)f(x)=1 (dividindo por x, considerando x positivo) e lim(x→-∞)f(x)=-1 (o sinal de x importa dentro da raiz) — essa função tem DUAS assíntotas horizontais diferentes, y=1 e y=-1. Essa definição formal também justifica a regra dos graus do Módulo 28: quando os limites em +∞ e -∞ coincidem (caso comum em funções racionais simples), fala-se de uma única assíntota horizontal. Resolvendo a pergunta do Momento 2: sim — algumas funções (como as que envolvem raiz quadrada de x2 no denominador) podem ter valores diferentes de L para x→∞ e x→-∞, resultando em duas assíntotas horizontais.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: confirmar coletivamente que (2x+1)/(x+3) tem a MESMA assíntota horizontal (y=2) para x→∞ e x→-∞. Em duplas: investigar numericamente (com Desmos) o comportamento de x/√(x2+1) para x muito positivo e muito negativo, observando os valores diferentes (1 e -1).

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: sim, em alguns casos — a definição formal permite valores diferentes de L para x→∞ e x→-∞, o que acontece em funções como x/√(x2+1), resultando em duas assíntotas horizontais distintas (y=1 e y=-1), embora funções racionais simples costumem ter apenas uma.

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. Qual a definição formal de assíntota horizontal y=L?

Gabarito: lim(x→∞)f(x)=L ou lim(x→-∞)f(x)=L.

2. (2x+1)/(x+3) tem a mesma assíntota horizontal para x→∞ e x→-∞?

Gabarito: Sim — y=2 nos dois casos.

3. Uma função pode ter duas assíntotas horizontais diferentes?

Gabarito: Sim, quando lim(x→∞) e lim(x→-∞) dão valores diferentes.

4. Para x/√(x2+1), quais são os dois valores de assíntota horizontal?

Gabarito: y=1 (x→∞) e y=-1 (x→-∞).

5. Encontre o erro: "toda função tem no máximo uma assíntota horizontal".

Gabarito: Errado: algumas funções têm assíntotas horizontais diferentes para x→∞ e x→-∞, resultando em duas retas horizontais distintas.