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Universidad Autónoma de Guerrero Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Comisión General de Reforma Universitaria Educación Media Superior Plan de Estudios por Competencias 2010 Matemáticas III Tercer Semestre Programa de Estudio de Matemáticas III 1 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 PLAN DE ESTUDIOS POR COMPETENCIAS 2010 PROGRAMA DE ESTUDIO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE MATEMÁTICAS III Índice Identificación y ubicación de la unidad de aprendizaje………………………………………………………………………………………………… Tabla de contenido temático…………………….……………………………………………………………………………………………………..………… Esquema gráfico de contenidos ………………………………………………………………………………………………………………………………….. Unidad temática de competencia I Ángulos y Triángulos…………………………………………………………………………………………… Unidad temática de competencia II Círculo, Circunferencia y Polígonos……………………………………………………………………. Unidad temática de competencia III Trigonometría…………………………………………………………………………………………………. Evaluación de los aprendizajes……………….…………………………………………………………………………………..……………………………… Referencias…………………………………….…………………………………………………………………………………………………..……………………… Elaboración del programa………………………………….………………………………………………………………………………..……………………. Programa de Estudio de Matemáticas III 3 6 7 8 14 20 28 29 30 2 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Identificación y ubicación de la unidad de aprendizaje Unidad de Aprendizaje Matemáticas III Clave Tipo Semestre Etapa de formación 231 Obligatoria Tercero De Desarrollo Núcleo integrador del semestre Créditos Conoce tu país 6 Área de formación Descripción del área de formación Horas semana T P 2 2 Horas semestre 64 Matemáticas El área de Matemáticas busca desarrollar en los estudiantes la creatividad y el pensamiento lógico y crítico. Con los cursos que corresponden al área se desarrollan las competencias disciplinares de matemáticas necesarias para que el estudiante argumente y estructure mejor sus ideas y razonamientos; reconociendo que a la solución de cada tipo de problema matemático corresponden diferentes conocimientos y habilidades, así como el despliegue de diferentes valores y actitudes. Los contenidos que se estudian en esta área se abordan de manera que el estudiante razone matemáticamente, y no simplemente resuelva ciertos tipos de problemas mediante la repetición de procedimientos establecidos; que aplique las matemáticas más allá del salón de clases y tenga la capacidad de hacer una interpretación matemática del entorno que los rodea. Unidades de aprendizaje antecedentes del área Matemáticas I y II Programa de Estudio de Matemáticas III Unidades de aprendizaje simultáneas Física II Química III Filosofía II Historia III Taller de Lectura y Redacción III Inglés I Complementaria III Unidades de aprendizaje consecuentes del área Matemáticas IV, V y VI 3 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Descripción de la Unidad de Aprendizaje La Geometría como la ciencia del espacio, es una herramienta para describir y medir figuras que nos proporciona métodos mediante los cuales podemos construir y estudiar modelos tanto del mundo físico como de otros fenómenos de la vida cotidiana. Su extraordinaria versatilidad y adaptabilidad, la ha transformado en una de las herramientas más universales y útiles en todas las partes de las matemáticas, más todavía, es una herramienta para el entendimiento, es tal vez la parte de las matemáticas más intuitiva, concreta y ligada a la realidad y nos permite captar los procesos con los cuales, partiendo de la realidad, se conduce gradualmente hacia una percepción más refinada del espacio. La Geometría es un método para las representaciones visuales de conceptos y procesos de otras áreas en matemáticas y en otras ciencias, por ejemplo gráficas y teoría de gráficas, diagramas de varias clases. Es un punto de encuentro entre matemáticas como una teoría y matemáticas como una fuente de modelos. La Geometría es una herramienta en aplicaciones, tanto tradicionales como renovadas. Estas últimas incluyen por ejemplo, gráficas por computadora, procesamiento y manipulación de imágenes, reconocimiento de patrones, robótica, investigación de operaciones. La geometría es el mejor ejemplo de ciencia experimental, para comprender el teorema de Pitágoras que mejor método que dibujar triángulos, medir y comprobar, es decir ¡experimentar! No hay duda de que el paso de lo experimental a lo abstracto es prácticamente inmediato en Geometría e incluso se llega a confundir, se dice que se dibujan rectas, triángulos, aunque los dibujos no corresponden fielmente a los conceptos abstractos. En el momento presente las herramientas informáticas pueden ofrecer simulaciones virtuales de prácticamente todo, se podría pensar en otro tipo de ejemplos para llevar a cabo esta formación, pero sin duda nos alejaríamos de la vida cotidiana, de la proximidad y del interés general que posee la Geometría. Las TIC’s han acudido en la ayuda de la enseñanza de la Geometría y la revolución que están causando no ha hecho más que comenzar. La geometría forma parte de la cultura básica de cualquier persona, los conceptos geométricos aparecen en la vida cotidiana de forma muy variada: folletos turísticos, comentarios deportivos, manuales de construcción de muebles o utensilios, además de que la geometría es vital para continuar otros estudios, por ejemplo, arquitectura, ingenierías, física, y un largo etc. Programa de Estudio de Matemáticas III 4 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Propósitos generales de la Unidad de Aprendizaje Categorías, Competencias Genéricas y Atributos que se desarrollan Competencias Disciplinares Básicas que se desarrollan Plan de Estudios 2010 Al concluir el curso el alumno habrá desarrollado las competencias relativas a las relaciones métricas de los cuerpos reales desde el punto de vista de la magnitud y de la posición, aplicando las propiedades y operaciones de los triángulos, los ángulo los polígonos, el círculo, la circunferencia, y las propiedades de las funciones trigonométricas; formalizando sus argumentos y resultados al socializar y lograr consensos sobre lo aprendido. Categorías Competencias Genéricas Atributos III. Piensa crítica y reflexivamente 5.1 Sigue instrucciones y procedimientos de manera reflexiva, comprendiendo como cada uno de sus pasos contribuye al alcance de un objetivo. 5.2 Ordena información de acuerdo a categorías, jerarquías y relaciones. 5.6 Utiliza las tecnologías de la información y comunicación para procesar e interpretar información. 6. Sustenta una postura 6.1 Elige las fuentes de información más relevantes para un propósito específico y personal sobre temas de discrimina entre ellas de acuerdo a su relevancia y confiabilidad. interés y relevancia 6.2 Evalúa argumentos y opiniones e identifica prejuicios y falacias. general, considerando otros 6.3 Reconoce los propios prejuicios, modifica sus puntos de vista al conocer puntos de vista de manera nuevas evidencias, e integra nuevos conocimientos y perspectivas al acervo crítica y reflexiva. con el que cuenta. 6.4 Estructura ideas y argumentos de manera clara, coherente y sintética. IV. Aprende de 7. Aprende por iniciativa e 7.1 Define metas y da seguimiento a sus procesos de construcción de forma autónoma interés propio a lo largo de conocimiento. la vida. 7.2 Identifica las actividades que le resultan de menor y mayor interés y dificultad, reconociendo y controlando sus reacciones frente a retos y obstáculos. 7.3 Articula saberes de diversos campos y establece relaciones entre ellos y su vida cotidiana. 1. Construye e interpreta modelos matemáticos mediante la aplicación de procedimientos aritméticos, algebraicos, geométricos y variacionales, para la comprensión y análisis de situaciones reales, hipotéticas o formales. 2. Formula y resuelve problemas matemáticos, aplicando diferentes enfoques. 3. Explica e interpreta los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. 4. Argumenta la solución obtenida de un problema, con métodos numéricos, gráficos, analíticos o variacionales, mediante el lenguaje verbal, matemático y el uso de las tecnologías de la información y la comunicación. 5. Analiza las relaciones entre dos o más variables de un proceso social o natural para determinar o estimar su comportamiento. 6. Cuantifica, representa y contrasta experimental o matemáticamente las magnitudes del espacio y las propiedades físicas de los objetos que lo rodean. 7. Elige un enfoque determinista o uno aleatorio para el estudio de un proceso o fenómeno, y argumenta su pertinencia. 8. Interpreta tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. Programa de Estudio de Matemáticas III 5. Desarrolla innovaciones y propone soluciones a problemas a partir de métodos establecidos. 5 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Perfil disciplinario de docente Competencias docentes requeridas Plan de Estudios 2010 Perfil específico Lic. en Matemáticas, Lic. en Matemática Educativa, Lic. en Física y Matemáticas. Perfil afín Ing. Civil, Ing. Constructor, Ing. Topógrafo y Geomático, Ing. en Computación, Ing. en Producción Sustentable, Ing. en Recursos Maderables y no Maderables, Ing. en Sistemas Ambientales, Ing. en Sistemas Computacionales, Ing. en Energías Limpias, Ing. en Minas, Ing. en Prevención de Desastres y Protección Civil, Ing. Agrónomo, Ing. Eléctrico, Ing. en Aeronáutica, Ing. en Cibernética, Ing. Automotriz, Ing. en Mecatrónica, Ing. en Electrónica, Ing. en Energía, Ing. en Geofísica, Ing. Geólogo, Ing. en Informática, Ing. en Telecomunicaciones, Ing. Físico, Ing. Hidráulico, Ing. Industrial, Ing. Mecánico, Ing. Arquitecto Urbanista, Ing. Topógrafo y Geodesta, Lic. en Actuaría, Lic. en Física, Lic. en Informática Maestría en Docencia de la Matemática (UAGro). 1. Organiza su formación continua a lo largo de su trayectoria profesional. 2. Domina y estructura los saberes para facilitar experiencias de aprendizaje significativo. 3. Planifica los procesos de enseñanza y de aprendizaje atendiendo al enfoque por competencias, y los ubica en contextos disciplinares, curriculares y sociales amplios. 4. Lleva a la práctica procesos de enseñanza y de aprendizaje de manera efectiva, creativa e innovadora a su contexto institucional. 5. Evalúa los procesos de enseñanza y de aprendizaje con un enfoque formativo. 6. Construye ambientes para el aprendizaje autónomo y colaborativo. 7. Contribuye a la generación de un ambiente que facilite el desarrollo sano 8. Participa en los proyectos de mejora continua de su escuela y apoya la gestión institucional. Estructura de la Unidad de Aprendizaje Unidad de Competencia I Ángulos y Triángulos Unidad de Competencia II Círculo, Circunferencia y Polígonos Unidad de Competencia III Trigonometría Programa de Estudio de Matemáticas III 6 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Tabla de contenido temático Unidades de competencia Competencias disciplinares básicas 1. Construye e interpreta modelos matemáticos deterministas mediante la aplicación de procedimientos geométricos para la comprensión y análisis de situaciones reales o formales. 2. Propone, formula, define y resuelve diferentes tipos de problemas matemáticos buscando diferentes enfoques. 3. Propone explicaciones de los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. 4. Argumenta la solución obtenida de un problema, con métodos numéricos o gráficos, mediante el lenguaje verbal y matemático. Proceso de construcción del aprendizaje Respecto de las figuras y cuerpos geométricos: Identifica Caracteriza Clasifica Conoce sus propiedades Justifica sus propiedades I. 24 Hrs Geometría Definición de punto, línea, línea recta, segmento, rayo, plano, ángulo y triángulo. Clasificación de los ángulos y triángulos. Líneas notables del triángulo Congruencia y semejanza de triángulos. Teorema de Pitágoras y razones trigonométricas. II. 16 Hrs Los polígonos y sus elementos Definición de círculo y circunferencia Líneas notables de la circunferencia Tipos de ángulos en los polígonos y en la circunferencia. III. 24 Hrs Funciones trigonométricas de un ángulo Ley de senos y cosenos Funciones trigonométricas de un número real Identidades trigonométricas Ecuaciones trigonométricas 6. Cuantifica, representa y contrasta experimental o matemáticamente magnitudes del espacio que lo rodea. 7. Elige un enfoque determinista o uno aleatorio para el estudio de un proceso o fenómeno, y argumenta su pertinencia. 8. Interpreta tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. Programa de Estudio de Matemáticas III 7 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Esquema gráfico de contenidos Representación del espacio Ángulos y triángulos Círculo, Trigonometría Circunferencia y Polígonos Conoce a tu país . Conoce el mundo Programa de Estudio de Matemáticas III 8 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Unidad de competencia I Propósitos Ángulos y Triángulos Plan de Estudios 2010 Sesiones previstas 24 Al finalizar la unidad, el alumno resuelve problemas reales aplicando las propiedades y operaciones de triángulos y ángulos, formalizando sus argumentos y resultados al socializar y lograr consensos sobre lo aprendido en la unidad. COMPONENTES DE COMPETENCIA Competencias disciplinares básicas 1. Construye e interpreta modelos matemáticos deterministas mediante la aplicación de procedimientos geométricos para la comprensión y análisis de situaciones reales o formales. 2. Propone, formula, define y resuelve diferentes tipos de problemas matemáticos buscando diferentes enfoques. 3. Propone explicaciones de los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. 4. Argumenta la solución obtenida de un problema, con métodos numéricos o gráficos, mediante el lenguaje verbal y matemático. 6. Cuantifica, representa y contrasta experimental o matemáticamente magnitudes del espacio que lo rodea. 7. Elige un enfoque determinista o uno aleatorio para el estudio de un proceso o fenómeno, y argumenta su pertinencia. 8. Interpreta tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. CONCEPTUALES (saber) ACTITUDINALES (saber ser, saber convivir) Resuelve problemas generados por Comunica y comparte de manera una situación real mediante el solidaria y respetuosa sus ideas y Punto, línea, línea recta, cálculo de ángulos en distintas hallazgos. segmento, rayo, plano, ángulo y figuras geométricas. Valora la importancia de estudiar triángulo. geometría para una mejor comprensión de su entorno y su Representa con un esquema la Los ángulos y los triángulos. clasificación de ángulos y aplicación en la arquitectura, triángulos. ingeniería, artes, etc. Líneas notables del triángulo Resuelve problemas generados por Valora de forma crítica su desempeño Congruencia y semejanza de una situación real mediante el personal en la interpretación triángulos. cálculo de ángulos y lados de un adecuada de problemas matemáticos, triángulo utilizando congruencia y reconociendo sus limitaciones y Teorema de Pitágoras y razones semejanza. fortalezas. trigonométricas. Valora las propiedades de los ángulos y triángulos como herramienta para • Resuelve problemas generados por una situación real mediante el representar los fenómenos de su cálculo de ángulos y lados de un entorno. triángulo rectángulo utilizando Evalúa las ventajas de utilizar las Teorema de Pitágoras y las razones propiedades de los ángulos y trigonométricas. triángulos en la solución de problemas de su entorno inmediato. Geometría Situación de aprendizaje Trabajo colaborativo. Aprendizaje basado en problemas Temas transversales Educación para el consumo Educación para la sexualidad Programa de Estudio de Matemáticas III PROCEDIMENTALES (saber hacer) Nivel de desempeño esperado Comprensión: Identifica los detalles de la información que son importantes. Ubica la información en la categoría apropiada. Análisis: Utiliza lo que han aprendido para crear nuevos conocimientos y aplicarlo en situaciones nuevas. 9 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Apertura Actividades del alumno 1. Recuperar conocimien to previo. Observa e identifica las distintas formas geométricas que están en su entorno: el salón de clases, el pizarrón, el plumón, etc. Escribe su conclusión personal acerca del objeto de estudio de la geometría. Observa en láminas presentadas por el docente distintos ángulos. Localiza triángulos rectángulos dentro y fuera del salón de clases. 2. Problematizar Desarrollo 3. Adquirir y organizar nueva información. Investiga las definiciones de los conceptos de punto, línea, línea recta, segmento semirrecta, plano y ángulo. Valora la importancia de estudiar geometría para una mejor comprensión de su entorno y su aplicación en la arquitectura, ingeniería, las artes, etc. Investiga la unidad de medición de ángulos llamada radianes. Realiza una búsqueda de diversos tipos de triángulos en internet. Investiga las diferentes definiciones del concepto “triángulo”. Discute las definiciones encontradas sobre punto, línea, línea recta, segmento semirrecta, plano y ángulo. Estrategias didácticas Recursos didácticos Cada caso es el inicio de una sesión. Solución de problemas Producción individual Trabajo colaborativo Intercambio por la web Trabajo extra clase Pintarrón Marcadores Cuaderno Lápiz Juego geométrico Cuaderno Lápiz Internet D F F Participació n Función Función Momento Evaluación A C H A C H Producto Instrumento Figuras geométricas. Definición de geometría. Identificación de ángulos. Identificación de triángulos. Rúbrica Reporte personal Lista de cotejo Rúbrica Rúbrica Rúbrica Reporte de equipo Trabajo individual Juego geométrico Describe los ángulos que reconoce y en una lluvia de ideas dice el nombre y explica que caracteriza a esos ángulos. Trabajo en binas Cuaderno Utilizando el transportador construye ángulos de distinta medida, por ejemplo de 60º, de 90º, de 100º, etc. Trabajo en equipo F A C H Producción personal Lista de cotejo Producción de equipo Lápiz Convierte medidas de ángulos de grados a radianes y viceversa. Programa de Estudio de Matemáticas III 10 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Identifica y traza los distintos tipos de ángulos que se observan dentro y fuera del salón de clases. Clasifique los ángulos de acuerdo a: Su medida Su forma Por pares Traza dos rectas paralelas y una transversal e identifica los distintos tipos de ángulos que se generan. Construye un triángulo de lados 4cm, 5cm y 6cm utilizando regla y compás. Deduce que para construir un triángulo con lados de longitudes a, b y c, es necesario que: 1.- a + b > c; 2.- a + c > b; 3.- b + c > a Llama a estas relaciones desigualdad triangular. 4. Procesar nueva información. Realiza un diagrama donde muestra la clasificación de los triángulos. Traza en una hoja de papel, dos triángulos congruentes. Deduce los criterios que sirven para demostrar la congruencia de dos triángulos: 1.- LLL; 2.- ALA 3.- LAL Utilice estos criterios para demostrar algunas propiedades propiedades geométricas. Determina el baricentro, centroide o gravicentro; el circuncentro; el incentroy el ortocentro de un triángulo. Traza un triángulo con lados de longitudes 10cm, 8cm y 4cm con regla y compás en una hoja. Reconoce las características de los triángulos semejantes. Denota la semejanza de triángulos con ΔABC∼ΔEFG. Deduce los siguientes criterios que sirven para demostrar la semejanza de dos triángulos: 1.- AAA; 2.- LAL; 3.- LLL Programa de Estudio de Matemáticas III 11 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Utiliza estos criterios para demostrar algunas propiedades geométricas. En equipo, discute cómo calcular el ancho de un río; la altura de la torre de la iglesia de la ciudad en que se encuentra, de una torre de luz o de un poste, usando semejanza de triángulos (en alguno de estos casos pueden valerse de la sombra que proyectan). Comparte sus propuestas a sus demás compañeros y obtiene conclusiones. Usa la semejanza de triángulos y que prueba el Teorema de Pitágoras. Dibuja un cuadrado de lado 1 y traza una de sus diagonales. 4. Procesar nueva información. Muestre que el triángulo formado es el siguiente: Prolonga los segmentos AC y AB, traza rectas paralelas al segmento BC . Programa de Estudio de Matemáticas III 12 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Mide los segmentos y comprueba las siguientes proporciones: a) BC EF GH AC AE AG Llama a estas proporciones seno del ángulo de 45° y lo denota con sen(45°). sen (45º ) b) 4. Procesar nueva información. cateto opuesto al ángulo de 45º hipotenusa AB AF AH AC AE AG Llama a estas proporciones coseno del ángulo de 45° y lo denota con cos(45°). cos(45º ) c) cateto adyacente al ángulo de 45º hipotenusa BC EF GH AB AF AH Llama a estas proporciones tangente del ángulo de 45° y lo denota con tan(45°) tan( 45º ) cateto opuesto al ángulo de 45º cateto adyacente al ángulo de 45º Con ayuda del profesor, define cot(45°), sec(45°) y csc(45°) utilizando la figura anterior. Generaliza la actividad anterior y establece las siguientes proporciones para un triángulo rectángulo cualquiera: Programa de Estudio de Matemáticas III 13 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Cierre 5. Aplicar, transferir información. Elabora sus conclusiones sobre la importancia que tiene los ángulos en construcciones y objetos que se observan en el entorno. Valora la importancia de conocer la clasificación de los ángulos para resolver problemas. Reflexiona sobre la importancia de la desigualdad triangular en la construcción de triángulos. Expone sus conclusiones sobre los tipos de triángulos y la relación que tienen con los lados y ángulos y valora la importancia de éstos en la actividad profesional. Utiliza y valora la importancia de la congruencia de triángulos en las siguientes construcciones con regla y compás. a) Punto medio de un segmento dado b) Mediatriz de un segmento. c) Bisectriz de un ángulo dado e) Trazar una recta perpendicular a una recta dada, desde un punto fijo. Plan de Estudios 2010 Exposición individual Proyector Pliegos de papel bond F A C H Exposición personal Escala Lickert Lista de cotejo Exposición de equipo Comparte sus propuestas a sus demás compañeros de cómo calcular el ancho de un río; la altura de la torre de la iglesia de la ciudad en que se encuentra, de una torre de luz o de un poste, usando semejanza de triángulos y obtiene conclusiones. Utiliza las razones trigonométricas para resolver problemas Valora la importancia del uso de las razones trigonométricas en la solución de problemas de la vida cotidiana. Responde los siguientes cuestionamientos: ¿Qué complicaciones tuviste para solucionar los problemas anteriores? ¿Qué fue lo que más se te dificultó representar? ¿Hubo alguien de tu equipo que explicó cómo resolver el problema? ¿Te gustó cómo se organizó la actividad en el grupo? 6. Tomar conciencia Programa de Estudio de Matemáticas III 14 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Evaluación de la unidad de competencia: Actividad: Punto: Instrumento: (Desarrollar el instrumento) Actividad: Punto: Instrumento: (Desarrollar el instrumento) (Añadir las filas necesarias para completar la evaluación de los productos de la unidad de competencia) Registro, evaluación y seguimiento del logro de las competencias genéricas del perfil de egreso Fecha Actividades Programa de Estudio de Matemáticas III Competencias genéricas Evidencias Evaluación 15 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Unidad de competencia II Círculo, Circunferencia y Polígonos Plan de Estudios 2010 Sesiones previstas 16 Al finalizar la unidad, el alumno resuelve problemas reales aplicando las propiedades y operaciones de los polígonos, el círculo y la circunferencia, formalizando sus argumentos y resultados al socializar y lograr consensos sobre lo aprendido en la unidad. Propósitos COMPONENTES DE COMPETENCIA Competencias disciplinares CONCEPTUALES (saber) 1. Construye e interpreta modelos matemáticos deterministas mediante la aplicación de procedimientos geométricos para la comprensión y análisis de situaciones reales o formales. Los polígonos y sus elementos 2. Propone, formula, define y resuelve diferentes tipos de problemas matemáticos buscando diferentes enfoques. Definición de círculo y circunferencia 3. Propone explicaciones de los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. Líneas notables de la circunferencia 4. Argumenta la solución obtenida de un problema, con métodos numéricos o gráficos, mediante el lenguaje verbal y matemático. Tipos de ángulos en los polígonos y en la circunferencia. 6. Cuantifica, representa y contrasta experimental matemáticamente magnitudes del espacio que lo rodea. o PROCEDIMENTALES (saber hacer) ACTITUDINALES (saber ser, saber convivir) •Representa en un diagrama la clasificación y propiedades de los polígonos. • Representa en un diagrama los ángulos de un polígono. Comunica y comparte de manera solidaria y respetuosa sus ideas y hallazgos. Representa en un diagrama las líneas y ángulos de una circunferencia. Valora las propiedades del círculo, la circunferencia y los polígonos como herramienta para representar los fenómenos de su entorno. Evalúa las ventajas de utilizar las propiedades del círculo, la circunferencia y los polígonos en la solución de problemas de su entorno inmediato. 7. Elige un enfoque determinista o uno aleatorio para el estudio de un proceso o fenómeno, y argumenta su pertinencia. 8. Interpreta tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. Situación de aprendizaje Trabajo colaborativo. Aprendizaje basado en problemas Tema(s) transversal(es) Educación para el consumo Educación para la sexualidad. Programa de Estudio de Matemáticas III Valora de forma crítica su desempeño personal en la interpretación adecuada de problemas matemáticos, reconociendo sus limitaciones y fortalezas. Nivel de desempeño esperado Comprensión: Identifica los detalles de la información que son importantes. Ubica la información en la categoría apropiada. Análisis: Utiliza lo que han aprendido para crear nuevos conocimientos y aplicarlo en situaciones nuevas. 16 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior RECURSOS DIDÁCTICOS Cada caso es el inicio de una sesión. Pintarrón Marcadores Cuaderno Lápiz Juego geométrico EVALUACIÓN FUNCIÓN ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS 1. Recuperar conocimiento previo. Utilizando una regla dibuja, una figura cerrada cuyos lados son segmentos. Solución de problemas D F PARTICIPACIÓ N ACTIVIDADES DEL ALUMNO MOMENTO FUNCIÓN Plan de Estudios 2010 A C H APERTURA Producción individual Asigna un nombre a esta figura. Identifica distintos polígonos que están en su entorno. En una hoja dibuja el contorno de un disco compacto. PRODUCTO INSTRUMENTO Polígonos Rúbrica Identificación de polígonos Rúbrica Identificación de circunferencias y círculos Rúbrica Reporte personal Lista de cotejo Trabajo colaborativo Intercambio por la web Desarrollo 2. Problematizar 3. Adquirir y organizar nueva información. Asigna un nombre a la figura resultante y a su contorno o perímetro. Realiza una búsqueda de información acerca de las características de los polígonos. Investiga los tipos de ángulos que se definen en el círculo. Programa de Estudio de Matemáticas III Trabajo extraclase Cuaderno Lápiz Internet F A C H Reporte de equipo 17 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Clasifica estos polígonos en convexos y no convexos, regulares e irregulares, y según el número de lados. Identifica los elementos básicos de un polígono regular: centro, apotema, lado, vértices, diagonales. Analiza cuál de los elementos anteriores están presentes en los polígonos irregulares. 4. Procesar nueva información. Plan de Estudios 2010 Trabajo individual Juego geométrico Trabajo en binas Cuaderno F A C H Producción personal Lista de cotejo Producción de equipo Lápiz Trabajo en equipo Elabora un mapa conceptual de la definición, elementos y clasificación de los polígonos. Traza polígonos regulares, cada vez de mayor número de lados para observar el comportamiento de estos. Concluye que para los polígonos regulares, existen ángulos central, interior y exterior. Analiza cuál de los ángulos anteriores están presentes en los polígonos irregulares. Elabora un mapa conceptual de la clasificación de los ángulos de un polígono. Conjetura las fórmulas que permitan calcular: a) Ángulo central en función del número de lados del polígono. b) Ángulo interior en función del número de lados del polígono. c) Suma de los ángulos interiores en función Programa de Estudio de Matemáticas III 18 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 del número de lados del polígono. d) Ángulo exterior en función del número de lados del polígono. e) Suma de los ángulos exteriores en función del número de lados del polígono. f) Número de diagonales en función del número de lados del polígono. Traza una circunferencia con todas sus líneas y puntos notables (centro, radio, diámetro, cuerda, secante y tangente) Traza una circunferencia con todos los ángulos de esta. Elabora un mapa conceptual con el tema: Líneas, puntos y ángulos de la circunferencia. 4. Procesar nueva información. Con ayuda del profesor verifique las siguientes propiedades: a) El ángulo central AOB se mide por su arco AB, es decir está formado por dos radios. a) AOC AB Todo ángulo inscrito en una circunferencia es igual a la mitad del central que comprende el mismo arco. Programa de Estudio de Matemáticas III 19 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 ABC 12 AOC 12 AC b) Todo ángulo semi-inscrito en una circunferencia es igual a la mitad del ángulo central que abarca el mismo arco. ABC 12 BOC 12 BC 5. Aplicar, transferir información. Valora cuál de las fórmulas conjeturadas es válida para polígonos irregulares. Resuelve problemas como los siguientes: Encontrar el valor del ángulo externo (e) de un pentágono regular: Cierre e Exposición individual Proyector Pliegos de papel bond F A C H Exposición personal Escala Lickert Lista de cotejo Exposición de equipo 360 º 360 º 72 º n 5 Calcular el valor de los ángulos internos de un decágono. 180 º n 2 n 180 º 10 2 i 10 i 144 º i Programa de Estudio de Matemáticas III 20 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior 6. Tomar conciencia Plan de Estudios 2010 Responde los siguientes cuestionamientos: ¿Qué complicaciones tuviste para solucionar los problemas anteriores? ¿Qué fue lo que más se te dificultó representar? ¿Hubo alguien de tu equipo que explicó cómo resolver el problema? ¿Te gustó cómo se organizó la actividad en el grupo? Evaluación de la unidad de competencia: Actividad: Punto: Instrumento: (Desarrollar el instrumento) Actividad: Punto: Instrumento: (Desarrollar el instrumento) (Añadir las filas necesarias para completar la evaluación de los productos de la unidad de competencia) Registro, evaluación y seguimiento del logro de las competencias genéricas del perfil de egreso Fecha Actividades Programa de Estudio de Matemáticas III Competencias genéricas Evidencias Evaluación 21 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Unidad de competencia III Propósitos Trigonometría Plan de Estudios 2010 Sesiones previstas 24 Al finalizar la unidad, el alumno resuelve problemas reales aplicando las relaciones y propiedades de las funciones trigonométricas. COMPONENTES DE COMPETENCIA Competencias disciplinares básicas CONCEPTUALES (saber) 1. Construye e interpreta modelos matemáticos deterministas mediante la aplicación de procedimientos geométricos para la comprensión y análisis de situaciones reales o formales. Funciones trigonométrica de un ángulo. Ley de senos y cosenos Funciones trigonométrica de un número real. Identidades trigonométricas Ecuaciones trigonométricas 2. Propone, formula, define y resuelve diferentes tipos de problemas matemáticos buscando diferentes enfoques. 3. Propone explicaciones de los resultados obtenidos mediante procedimientos matemáticos y los contrasta con modelos establecidos o situaciones reales. PROCEDIMENTALES (saber hacer) • Aplica las reglas de las funciones trigonométricas. • Resuelve problemas utilizando ley de senos y cosenos •Representa en un diagrama a la trigonometría. • Resuelve problemas aplicando las funciones trigonométricas. 4. Argumenta la solución obtenida de un problema, con métodos numéricos o gráficos, mediante el lenguaje verbal y matemático. 6. Cuantifica, representa y contrasta experimental matemáticamente magnitudes del espacio que lo rodea. Valora de forma crítica su desempeño personal en la interpretación adecuada de problemas matemáticos, reconociendo sus limitaciones y fortalezas. Valora la trigonometría como herramienta para representar los fenómenos de su entorno. o 7. Elige un enfoque determinista o uno aleatorio para el estudio de un proceso o fenómeno, y argumenta su pertinencia. Evalúa las ventajas de utilizar la trigonometría en la solución de problemas de su entorno inmediato. 8. Interpreta tablas, gráficas, mapas, diagramas y textos con símbolos matemáticos y científicos. Situación de aprendizaje Trabajo colaborativo. Aprendizaje basado en problemas Temas transversales Educación para el consumo Educación para la sexualidad Programa de Estudio de Matemáticas III ACTITUDINALES (saber ser, saber convivir) Comunica y comparte de manera solidaria y respetuosa sus ideas y hallazgos. Nivel de desempeño esperado Comprensión: Identifica los detalles de la información que son importantes. Ubica la información en la categoría apropiada. Análisis: Utiliza lo que han aprendido para crear nuevos conocimientos y aplicarlo en situaciones nuevas. 22 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior RECURSOS DIDÁCTICOS Cada caso es el inicio de una sesión. Pintarrón Marcadores Cuaderno Lápiz Juego geométrico EVALUACIÓN FUNCIÓN APERTURA 1. Recuperar conocimiento previo. 2. Problematizar Dibuja dos rectas que se cortan perpendicularmente. Llama a esta construcción plano cartesiano. Observa las cuatro regiones que se forman. Las numera con romanos en el sentido contrario a las manecillas del reloj. Pone nombre a las regiones anteriores. Considera la igualdad ( x 2)( x + 2)=0 . Nota que la igualdad solo se satisface cuando x = 2 ó x = −2. 2 Considera la igualdad (x − 2) (x + 2) ≡ x − 4 y da valores cualesquiera a x. ¿Para qué valores de x se satisface esta igualdad? Nota que la igualdad se cumple para cualquier valor de x. Asigna nombre a este tipo de igualdad. 3. Adquirir y organizar nueva información. DESARROLLO ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Investiga la definición de función y razón. Solución de problemas Programa de Estudio de Matemáticas III A C H Producción individual Trabajo colaborativo Intercambio por la web Trabajo extraclase Realiza una búsqueda de información acerca de la ley de los senos y la ley de los cosenos. En una figura identifica con base en la definición de función y razón, seis nuevos tipos de funciones, llamadas funciones trigonométricas de un ángulo y obtiene la definición de las mismas, siendo α un ángulo que se forma entre el radio vector r y el eje X. Usa las definiciones de las funciones trigonométricas para establecer el signo de cada una de ellas en función del cuadrante en el que se encuentre α. Observa las definiciones de las funciones anteriores por pares, de la siguiente manera: sen(α) y csc(α) , cos(α) y sec(α) , tan(α) y cot(α) , y llámelas funciones D F PARTICIPACI ÓN ACTIVIDADES DEL ALUMNO MOMENTO FUNCIÓN Plan de Estudios 2010 Cuaderno Lápiz Internet Trabajo individual Juego geométrico Trabajo en binas Cuaderno F F A C H A C H PRODUCTO INSTRUMENTO Plano cartesiano Rúbrica Funciones trigonométricas Rúbrica Ecuaciones trigonométricas Rúbrica Identidades trigonométricas Rúbrica Reporte personal Lista de cotejo Reporte de equipo Producción personal Lista de cotejo Producción de equipo Lápiz Trabajo en equipo 23 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 trigonométricas recíprocas. Calcula los valores de las funciones trigonométricas para ángulos agudos utilizando calculadora. Grafica las funciones seno coseno y tangente. Observa los elementos de las gráficas: periodo, amplitud, rango, dominio. Calcula los valores de las funciones trigonométricas para ángulos de cualquier magnitud, utilizando calculadora. Enuncia la ley de los senos y especifica los casos en los que se puede utilizar para resolver triángulos oblicuángulos. Enuncia la ley de los cosenos y especifica los casos en los que se puede utilizar para resolver triángulos oblicuángulos Analiza los casos cuando se puede resolver un triángulo oblicuángulo. 4. Procesar nueva información. Nota que la diferencia principal entre las funciones trigonométricas de un ángulo y las funciones trigonométricas de un número real radica en la terminología del argumento. Considera ahora un círculo de radio r = 1 y lo llama círculo unitario o círculo trigonométrico. Considera que el centro de un círculo unitario coincide con el origen de un sistema de coordenadas rectangulares. Usa la fórmula para la distancia entre dos puntos, para 2 2 obtener x + y = 1. Recuerda que la longitud de la circunferencia está dada por C = 2πr; en consecuencia, la longitud de la circunferencia unitaria es 2π unidades. Observa el arco del círculo unitario que parte del punto (1,0) y termina en el punto P o punto terminal y lo llama arco asociado al número real que representa; usa el símbolo u para el número real cuyo arco asociado parte del punto (1,0). Programa de Estudio de Matemáticas III 24 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Llama también u para representar este arco. Considera que para cualquier número real u, existe un par de coordenadas, y solamente uno (x, y), para el punto terminal del arco asociado u. En un diagrama como el siguiente: Considera nuevamente el círculo de radio 1, y α un ángulo en posición normal. Traza diagramas como el siguiente: 4. Procesar nueva información. Obtiene a partir de este círculo y de la definición de las funciones seno y coseno, las siguientes relaciones: sen ( ) y y 1 cos( ) x x 1 A partir de las relaciones anteriores establece las Programa de Estudio de Matemáticas III 25 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 definiciones de las funciones tangente y cotangente, como sigue: tan( ) y sen ( ) x cos( ) cot( ) x cos( ) y sen ( ) Llama a las relaciones anteriores Identidades trigonométricas de división o de cociente y las expresa de la siguiente manera: 4. Procesar nueva información. tan( ) sen ( ) cos( ) cot( ) cos( ) sen ( ) Utiliza la definición de funciones recíprocas para deducir las expresiones siguientes: sen ( ) csc( ) 1 cos( ) sec( ) 1 tan( ) cot( ) 1 Y las llama Identidades trigonométricas de recíprocos. Utiliza el conocimiento del Teorema de Pitágoras para expresar a la hipotenusa en términos de los catetos, sabiendo que y = sen(α) y x = cos(α) , para obtener: a) 2 2 sen (α) + cos (α) ≡ 1 Programa de Estudio de Matemáticas III 26 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Sustituye a continuación cuando sea pertinente en lugar de sen(α) y cos(α); y y x , respectivamente para obtener: 2 2 b) 1+ tan (α) ≡ sec (α) 2 2 c) 1+ cot (α) ≡ csc (α) Llama a a), b) y c), Identidades trigonométricas de cuadrados o pitagóricas. Aplica las ocho identidades trigonométricas anteriores para resolver ejercicios como los siguientes: Verifica las identidades siguientes: a) csc( ) cot( ) cos( ) b) sen 2 ( ) 1 cot2 ( ) 1 Delibera la importancia que tienen las identidades trigonométricas en las sustituciones, para simplificar expresiones algebraicas como las anteriores. CIERRE 5. Aplicar, transferir información. Comprueba la relación que existe entre las funciones trigonométricas de un ángulo, Resuelve ejercicios como los siguientes: Exposición individual Proyector Pliegos de papel bond F A C H Exposición personal Escala Lickert Lista de cotejo Exposición de equipo Halle las funciones trigonométricas del ángulo que satisface las condiciones dadas: 3 a) tan( ) , en el primer cuadrante 4 4 b) sen( ) , en el segundo cuadrante 5 Programa de Estudio de Matemáticas III 27 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior b) sec( ) Plan de Estudios 2010 13 , en el tercer cuadrante 12 Utiliza la calculadora para encontrar ángulos cuyas medidas de las funciones se conocen. 5. Aplicar, transferir información. Con la ayuda del profesor resuelve problemas como los siguientes: a) El ángulo de elevación de la parte más alta de una lámpara de alumbrado público es de 32º respecto a un punto situado a 20 m de su base; halle su altura. Propone un diagrama para el problema anterior: Establece una función trigonométrica que relacione la incógnita con algún dato conocido: Resuelve triángulos oblicuángulos que impliquen el uso de la ley de los senos. Aplica la ley de los senos y cosenos para resolver problemas de la vida cotidiana como los siguientes: Dos aviones salen de un aeropuerto al mismo tiempo, yendo uno hacia el noreste a 400 mph y el otro directamente hacia el oeste a 300 mph. ¿Qué tan alejados están dos horas después de salir? El lado mayor de un terreno triangular mide 1700 metros, los otros dos lados forman ángulos de 56 y 71 grados, respectivamente, con ese lado. ¿Cuál es el área del terreno? Diga con sus propias palabras la importancia que tienen las leyes de los senos y cosenos y la trigonometría en general para la vida y para su futuro profesional. Analiza el enunciado del siguiente problema: Programa de Estudio de Matemáticas III 28 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Define las funciones trigonométricas del número real u. Determina para qué ángulos están definidas estas funciones. Resuelve problemas con apoyo del profesor como los siguientes: Dada una coordenada y el cuadrante del punto terminal del arco asociado al número real u, halle las funciones trigonométricas de u. 5. Aplicar, transferir información. Resuelve ecuaciones trigonométricas. Verifica si todos los valores obtenidos son soluciones de la ecuación. Observa que no existe un método general para la resolución de las ecuaciones trigonométricas. CIERRE 6. Tomar conciencia Valora la importancia de resolver ecuaciones trigonométricas en la solución de problemas de distinta índole. Responde los siguientes cuestionamientos: ¿Qué complicaciones tuviste para solucionar los problemas anteriores? ¿Qué fue lo que más se te dificultó representar? ¿Hubo alguien de tu equipo que explicó cómo resolver el problema? ¿Te gustó cómo se organizó la actividad en el grupo? Programa de Estudio de Matemáticas III 29 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Evaluación de la unidad de competencia: Actividad: Punto: Instrumento: (Desarrollar el instrumento) Actividad: Punto: Instrumento: (Desarrollar el instrumento) (Añadir las filas necesarias para completar la evaluación de los productos de la unidad de competencia) Registro, evaluación y seguimiento del logro de las competencias genéricas del perfil de egreso Fecha Actividades Programa de Estudio de Matemáticas III Competencias genéricas Evidencias Evaluación 30 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Evaluación de los aprendizajes Actividad: Ponderación de calificaciones sugerida para los subproductos de las unidades de competencia y para la unidad de aprendizaje Ponderación Punto: Subproducto Instrumento* parcial sugerida Unidad de competencia I Total para la unidad de competencia Unidad de competencia II 100% Total para la unidad de competencia Unidad de competencia III 100% Total para la unidad de competencia Total de la unidad de aprendizaje 100% Programa de Estudio de Matemáticas III Ponderación final sugerida 100% 31 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Referencias Bibliografía básica para el estudiante: Cuellar, A. (2006). Geometría y Trigonometría. Mc-Graw Hill. México Clemens, S. R. et. al. (2001). Geometría. Con Aplicaciones y Solución de Problemas. Addison-Wesley Iberoamericana. USA. García, J. (1995). Geometría y Experiencias, México, Alambra Mexicana. Bibliografía complementaria para el estudiante: Barnett, Ziegler & Byleen. (2003). Analytic Trigonomety. With Applications. Jhon Wiley & Sons, Inc. USA. Existe edición en español. Rodríguez, M. (2005). Geometría y trigonometría de bachillerato. Editorial Publicaciones Cultural. México. Niles, N. O. (1991). Trigonometría plana. Noriega Limusa. México. Acevedo S. V./ Valadez S. M. (2000) Geometría y Trigonometría, Ed. McGraw Hill. Baldor, J. A. (1967). Geometría plana y del espacio y trigonometría. (Primera Edición). Bilbao, España: Cultural Centroamericana. Clemens, S. (1998). Geometría. (Primera Edición). México D. F., México: Prentice Hall. Clemens S. R ,/ O´Daffer P. G. (1998) Geometría, Ed. Pearson Educacion Fuenlabrada, T. S. (2000) Geometría y Trigonometría, Ed. McGraw Hill. Geltner, P../Peterson D. J. (1999) Geometría, Ed. Thomson Editores. Guzmán H. A. (2000) Geometría y Trigonometría, Ed. Publicaciones Cultural Guzmán A. (2004). Geometría y Trigonometría. (Cuarta Edición). México D. F., México: Publicaciones Cultural. Hemmerling, E. (1988). Geometría Elemental. (Primera Edición). México D. F., México: Editorial Limusa Ortiz F. (2005). Geometría y Trigonometría. (Segunda Edición). México D. F., México: Publicaciones Cultural. Perelman, Ya.I. (1965) Problemas y Experimentos Recreativos, Ed.Mir, Moscú. Perelman, Ya.I.,(1967) Geometría Recreativa, Ed.Mir, Moscú. Swokowski E. W/ Cole, J. A. (1993) Trigonometría, Ed. Thomson. Zubieta, F. (1989). Geometría razonada y trigonometría. (26ª Edición). México D. F., México: Editorial Porrúa. Salazar, P. (2002). Matemáticas II. (Segunda Edición). México D. F., México: Compañía Editorial Nueva Imagen, S.A. de C.V. Mesografía de consulta para el estudiante: http://endrino.cnice.mecd.es/~hotp0055/javierzabala/geometr.htm http://roble.cnice.mecd.es/jarran2/cabriweb/Poligonos.htm http://www.scribd.com/doc/81068/Ejercicios-de-geometria http://www.escolar.com/geometr/04circycir.htm http://www.desarrolloweb.com/articulos/1341.php http://www.dmae.upct.es/~pepemar/angulo/home.htm Programa de Estudio de Matemáticas III 32 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Plan de Estudios 2010 Elaboración del programa Coordinación General: Raúl Javier Carmona, Flavio Manrique Godoy, Efraín Mejía Cazapa, Edilberto Meza Fitz, Samuel Hernández Calzada, Confesor Díaz Terrones. Coordinación del Programa: Elaboración: Colaboración: Asesoría metodológica: Sara Griselda Sánchez Mercado Diseño y apoyo técnico: Hugo Enrique Mateos Serrano Revisión de estilo y redacción: Samuel Hernández Calzada Jesús López Vega Arturo Díaz Cárdenas Programa de Estudio de Matemáticas III 33 Universidad Autónoma de Guerrero. Educación Media Superior Programa de Estudio de Matemáticas III Plan de Estudios 2010 34