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Funções Características no Winplot

Esta parte pressupõe familiaridade com o ambiente 2D do Winplot. Vários artigos e tutoriais sobre esse programa podem ser encontrados na seção Laboratórios de Matemática deste site.

Voltemos mais uma vez à função © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César da Introdução, cuja definição é

© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César

Como produzir o seu gráfico no Winplot? Uma maneira seria usar a função joinx. Na documentação do programa, Richard Parris diz que o gráfico de

joinx(f|c,g|d,...,h)

corresponde ao de

Estritamente falando, essa especificação possui um inconveniente: os extremos direitos c, d, ... dos intervalos são todos fechados © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César o que não acontece com a nossa função acima. Na realidade, contudo, o Winplot (como os demais softwares) ignora a diferença entre "© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César" e "© Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César" ao produzir o gráfico. Para todos os efeitos, podemos entrar com a expressão

joinx (x|-1,x^2|2,1)

na caixa de funções y=f(x). O resultado é mostrado abaixo:

Este é, em essência, o gráfico de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Se quisermos usar o recurso de bolas cheias e vazias para chamar a atenção sobre a inclusão ou omissão de extremos de intervalos (como nos livros didáticos), teremos que marcar os pontos © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César e © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César individualmente, após o que ficaremos com o seguinte:

Clique no botão abaixo para ver uma animação na qual o gráfico de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César é construído por etapas: os gráficos de © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César, © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César e © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César são sucessivamente traçados e, depois, as partes apropriadas são retiradas passo a passo.

Durante várias exibições que fiz do Winplot, notei que estudantes e professores achavam difícil dominar a sintaxe da função joinx. Em 10 de fevereiro de 2001 enviei um e-mail a Richard Parris no qual sugeria a inclusão de funções características de intervalos no Winplot. Rick se interessou de imediato e, nos dias que se seguiram, discutimos vários detalhes sobre sintaxe e implementação. (Parte da nossa correspondência é mostrada no final deste artigo.) O resultado final foi a inclusão de uma função de três argumentos chamada chi (o equivalente de "qui" © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César o nome da letra © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César em inglês). Em sua documentação, Richard diz que

"chi(a,b,x) = the characteristic function of interval [a,b]"

mas é fácil descobrir que, na verdade, chi(a,b,x) se comporta como a função característica do intervalo semi-aberto © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César. Observe que os dois primeiros argumentos são os extremos do intervalo e o terceiro argumento é a variável da função.

De posse da função chi, podemos gerar o mesmo gráfico acima escrevendo

x chi(ninf,-1,x)+x^2 chi(-1,2,x)+chi(2,pinf,x)

na caixa de funções. Como antes, os pontos abertos e fechados têm que ser introduzidos individualmente. Reconhecemos que essa expressão é mais longa do que aquela em termos de joinx, mas, em contrapartida, a sintaxe e a semântica estão mais próximas da prática matemática tradicional. Além disso, os usuários do Winplot têm agora como explorar diretamente as funções características muito antes da universidade!

Clique no botão abaixo para iniciar mais uma animação, na qual se vê o movimento de um ponto sobre o gráfico acima. Observe os saltos do ponto móvel nos extremos direitos (abertos) dos intervalos © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César confirmando que, em sua implementação atual, chi(a,b,x) é mesmo a função característica do intervalo © Matemática Para Gregos & Troianos - Carlos César.


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© Carlos César de Araújo - Quarta-feira, 08 de Maio de 2002