As Derivadas: Potencialidades e Ensino no 3ºciclo

O conceito de derivada tem grande importância pelas suas inúmeras aplicações na Matemática, na Física e nas outras ciências. O estudo do conceito de derivada começou com Pierre de Fermat no século XVII, foi reformulado por Isaac Newton e Gottfried Leibniz no século XVIII, e formalizado em termos ainda hoje em vigor, por Augustin Cauchy e Karl Weierstrass no século XIX. Contudo ainda hoje o conceito de derivada constitui objecto de investigação e de estudo, desde o Ensino Secundário, por parte daqueles que estudam ou ensinam a disciplina de Matemática. Considerando a importância do Cálculo Diferencial na formaçãomatemática e para a continuação dos estudos que encaramos o desafio de trabalhar esse tema considerado um instrumento cada vez mais indispensável pela aplicabilidade aos mais diversos campos da ciência. Acreditamos que com este trabalho estamos a dar um modesto contributo para o ensino/aprendizagem da Matemática e em particular para o ensino e a aprendizagem das derivadas. Intitulado "As derivadas: potencialidades e ensino no terceiro ciclo", o trabalho será desenvolvido tendo em vista os seguintes objectivos gerais: - Apresentar uma abordagem teórica de suporte ao ensino das derivadas; - Clarificar (especificar) as potencialidades das derivadas e das técnicas de derivação na resolução de problemas matemáticos, físicos e outros; - Caracterizar a abordagem proposta nos programas oficiais para o ensino das derivadas no terceiro ciclo do Ensino Secundário em Cabo Verde; - Apresentar sugestões metodológicas para o ensino das derivadas no terceiro ciclo do Ensino Secundário.

Otimização Não Linear de Mínimos Quadrados

O problema de otimização de mínimos quadrados e apresentado como uma classe importante de problemas de minimização sem restrições. A importância dessa classe de problemas deriva das bem conhecidas aplicações a estimação de parâmetros no contexto das analises de regressão e de resolução de sistemas de equações não lineares. Apresenta-se uma revisão dos métodos de otimização de mínimos quadrados lineares e de algumas técnicas conhecidas de linearização. Faz-se um estudo dos principais métodos de gradiente usados para problemas não lineares gerais: Métodos de Newton e suas modificações incluindo os métodos Quasi-Newton mais usados (DFP e BFGS). Introduzem-se depois métodos específicos de gradiente para problemas de mínimos quadrados: Gauss-Newton e Levenberg-Larquardt. Apresenta-se uma variedade de exemplos selecionados na literatura para testar os diferentes métodos usando rotinas MATLAB. Faz-se uma an alise comparativa dos algoritmos baseados nesses ensaios computacionais que exibem as vantagens e desvantagens dos diferentes métodos.

Teorema de Noether do Cálculo das Variações e Controlo Óptimo Estocásticos

Neste trabalho começamos por apresentar os problemas clássicos do cálculo das variações e controlo óptimo determinísticos, dando ênfase ás condições necessárias de optimalidade de Euler-Lagrange e Princípioípio do Máximo de Pontryagin (Capítulo 1). No Capítulo 2 demonstramos o Teorema de Noether do cálculo das variações e uma sua extensão ao controlo óptimo. Como exemplos de aplicação mencionamos as leis de conservação de momento e energia da mecânica, válidas ao longo das extremais de Euler-Lagrange ou das extremais de Pontryagin. Numa segunda parte do trabalho introduzimos o cálculo das variações estocástico (Capítulo 3) e demonstramos um teorema de Noether estocástico obtido recententemente por Jacky Cresson (Capítulo 4). O Capítulo 5 ´e dedicado á programação dinâmica: caso discreto e contínuo, caso determinístico e estocástico.