Neste trabalho e apresentada uma nova abordagem para a representação gráfica de intervalos. Segundo esta abordagem é possível realizar a análise visual de intervalos a partir da associação entre propriedades geométricas do piano cartesiano e de conjuntos de intervalos representados como pontos desse piano. Esta nova abordagem possibilita a representação da interpretação dual de intervalos, assim como a analise visual de relacionamentos em (IR, <=) e (IR, C). Neste contexto, a representação gráfica do conjunto de intervalos degenerados, representado pela reta y = x, constitui um caso especial desta representação,"o. Por sua vez, a relação (IR, representada pelo semiplano superior a reta y = x, denotado piano IR. A interpretação visual de operações intervalares é obtida diretamente através da aplicação da representação gráfica proposta. Além disto, operandos e operadores podem ser estudados diretamente a partir desta representação. Foram desenvolvidos experimentos de analise visual de intervalos utilizando a abordagem proposta e resultados bastante promissores foram obtidos. Estes experimentos possibilitaram a identificação de novas propriedades de intervalos assim como interpretações não usuais para operações intervalares. Esta representação pode ser utilizada também para observar o comportamento de seqüências de intervalos gerados a partir de programas baseado na aplicação da aritmética intervalar. Nesta caso, pode ser observado como os intervalos desta seqüência variam com relação ao seu ponto médio e o raio, assim como a relação entre eles. Esta representação foi utilizada com sucesso para obter a solução geométrica da equação intervalar afim e efetuando sua validação. Finalmente, analisamos a contribuição efetiva deste trabalho no contexto da aritmética intervalar. / This thesis presents a framework enabling the visual analysis of intervals, obtained by mapping geometric properties of the cartesian plane into interval sets to obtain a graphical representation. This new approach makes possible a dual interval representation and the immediate visual analysis of several relationships in (IR, <=) and (IR, C). In this sense, the set of degenerated intervals is a special case of this approach as they are represented by the straight line y=x. In turn, the order relation in (IR, C) is represented through the half-plane above the straight line y = x, denoted IR plane. Applying this framework, the visual interpretation of most interval operations is obtained directly from the graphical representation of the operands and the operations being studied. On the other hand, some experiments on interval visual analysis were developed with good final results. Thus, new properties and unusual interpretations for known operations can be developed with rather small effort. Moreover, this representation can be easily embedded into a running algorithm, to observe convergence and behavior of interval iterations, as one can easily see how intervals change with respect to midpoint and radius, as well as with respect to each other. The validation of this new approach was carried through the geometric solution of linear interval equations. This result was analyzed in order to verify the effective contribution of this geometrical representation in the context of interval arithmetic.

Neste trabalho e apresentada uma nova abordagem para a representação gráfica de intervalos. Segundo esta abordagem é possível realizar a análise visual de intervalos a partir da associação entre propriedades geométricas do piano cartesiano e de conjuntos de intervalos representados como pontos desse piano. Esta nova abordagem possibilita a representação da interpretação dual de intervalos, assim como a analise visual de relacionamentos em (IR, <=) e (IR, C). Neste contexto, a representação gráfica do conjunto de intervalos degenerados, representado pela reta y = x, constitui um caso especial desta representação,"o. Por sua vez, a relação (IR, representada pelo semiplano superior a reta y = x, denotado piano IR. A interpretação visual de operações intervalares é obtida diretamente através da aplicação da representação gráfica proposta. Além disto, operandos e operadores podem ser estudados diretamente a partir desta representação. Foram desenvolvidos experimentos de analise visual de intervalos utilizando a abordagem proposta e resultados bastante promissores foram obtidos. Estes experimentos possibilitaram a identificação de novas propriedades de intervalos assim como interpretações não usuais para operações intervalares. Esta representação pode ser utilizada também para observar o comportamento de seqüências de intervalos gerados a partir de programas baseado na aplicação da aritmética intervalar. Nesta caso, pode ser observado como os intervalos desta seqüência variam com relação ao seu ponto médio e o raio, assim como a relação entre eles. Esta representação foi utilizada com sucesso para obter a solução geométrica da equação intervalar afim e efetuando sua validação. Finalmente, analisamos a contribuição efetiva deste trabalho no contexto da aritmética intervalar. / This thesis presents a framework enabling the visual analysis of intervals, obtained by mapping geometric properties of the cartesian plane into interval sets to obtain a graphical representation. This new approach makes possible a dual interval representation and the immediate visual analysis of several relationships in (IR, <=) and (IR, C). In this sense, the set of degenerated intervals is a special case of this approach as they are represented by the straight line y=x. In turn, the order relation in (IR, C) is represented through the half-plane above the straight line y = x, denoted IR plane. Applying this framework, the visual interpretation of most interval operations is obtained directly from the graphical representation of the operands and the operations being studied. On the other hand, some experiments on interval visual analysis were developed with good final results. Thus, new properties and unusual interpretations for known operations can be developed with rather small effort. Moreover, this representation can be easily embedded into a running algorithm, to observe convergence and behavior of interval iterations, as one can easily see how intervals change with respect to midpoint and radius, as well as with respect to each other. The validation of this new approach was carried through the geometric solution of linear interval equations. This result was analyzed in order to verify the effective contribution of this geometrical representation in the context of interval arithmetic.

Neste trabalho e apresentada uma nova abordagem para a representação gráfica de intervalos. Segundo esta abordagem é possível realizar a análise visual de intervalos a partir da associação entre propriedades geométricas do piano cartesiano e de conjuntos de intervalos representados como pontos desse piano. Esta nova abordagem possibilita a representação da interpretação dual de intervalos, assim como a analise visual de relacionamentos em (IR, <=) e (IR, C). Neste contexto, a representação gráfica do conjunto de intervalos degenerados, representado pela reta y = x, constitui um caso especial desta representação,"o. Por sua vez, a relação (IR, representada pelo semiplano superior a reta y = x, denotado piano IR. A interpretação visual de operações intervalares é obtida diretamente através da aplicação da representação gráfica proposta. Além disto, operandos e operadores podem ser estudados diretamente a partir desta representação. Foram desenvolvidos experimentos de analise visual de intervalos utilizando a abordagem proposta e resultados bastante promissores foram obtidos. Estes experimentos possibilitaram a identificação de novas propriedades de intervalos assim como interpretações não usuais para operações intervalares. Esta representação pode ser utilizada também para observar o comportamento de seqüências de intervalos gerados a partir de programas baseado na aplicação da aritmética intervalar. Nesta caso, pode ser observado como os intervalos desta seqüência variam com relação ao seu ponto médio e o raio, assim como a relação entre eles. Esta representação foi utilizada com sucesso para obter a solução geométrica da equação intervalar afim e efetuando sua validação. Finalmente, analisamos a contribuição efetiva deste trabalho no contexto da aritmética intervalar. / This thesis presents a framework enabling the visual analysis of intervals, obtained by mapping geometric properties of the cartesian plane into interval sets to obtain a graphical representation. This new approach makes possible a dual interval representation and the immediate visual analysis of several relationships in (IR, <=) and (IR, C). In this sense, the set of degenerated intervals is a special case of this approach as they are represented by the straight line y=x. In turn, the order relation in (IR, C) is represented through the half-plane above the straight line y = x, denoted IR plane. Applying this framework, the visual interpretation of most interval operations is obtained directly from the graphical representation of the operands and the operations being studied. On the other hand, some experiments on interval visual analysis were developed with good final results. Thus, new properties and unusual interpretations for known operations can be developed with rather small effort. Moreover, this representation can be easily embedded into a running algorithm, to observe convergence and behavior of interval iterations, as one can easily see how intervals change with respect to midpoint and radius, as well as with respect to each other. The validation of this new approach was carried through the geometric solution of linear interval equations. This result was analyzed in order to verify the effective contribution of this geometrical representation in the context of interval arithmetic.

Essa dissertação aborda a visualização geométrica e a representação de objetos tridimensionais em diagramas bidimensionais. O objetivo da pesquisa é a criação de uma seqüência didática que atenda esses propósitos. Para desenvolver essa seqüência, foram realizadas diversas atividades piloto com sujeitos do ensino fundamental, médio e superior. A análise da produção dos alunos determinou a seleção e adaptação de atividades para compor a seqüência didática, testada em alunos do terceiro ano do ensino médio, apresentada com a respectiva análise dos resultados. Uma atividade teve destaque nesse trabalho, e por ser de criação própria, foi denominada Caixa de Becker, que consiste na interação com sólidos através do tato. Para análise dos dados, foram utilizadas as teorias de van Hiele, Gutiérrez e Piaget. Fez-se uma breve retomada na história do ensino de matemática, especificamente na área de geometria, para entender a forma em que esse conteúdo é abordado nos livros didáticos. / This dissertation focuses on visualization and geometric representation of three dimensional objects in two-dimensional diagrams. The aim of this research is to establish a teaching sequence to create such diagrams. To achieve this objective several pilot activities were executed with primary, secondary and tertiary education students. The selection and adjustment of activities to compose the teaching sequence were determined by the analysis of the results from a test applied to students in the last year of the high school. The "Becker Box" which was a highlighted activity during the research and is my own invention, provides a way to interact with solid geometric forms by touch. The theories from Van Hiele, Gutiérrez and Piaget were used to make the data analysis. A summary of the mathematics education history were made to understand how this subject is presented and discussed in teaching books. / Esa disertación aborda la visualización geométrica y la representación de los objetos tridimensionales en diagramas bidimensionales. El objetivo de la pesquisa es la creación de una secuencia didáctica que atienda eses propósitos . Para denvolver esa secuencia, fueron realizadas diversas actividades piloto con sujetos de la enseñanza básica, media y superior. El análisis de la producción de los alumnos determinó la selección y la adaptación de las actividades para componer la secuencia didáctica, testada en alumnos del tercer año de la enseñanza media, con el respectivo análisis de los resultados. Una actividade tuvo destaque en ese trabajo, y por ser de creación propria, fue llamada Caja de Becker, que consiste en la interacción con sólidos por medio del tacto. Para análisis de los datos, fueron utilizadas las teorías de van Hiele, Gutiérrez y Piaget. Se hizo una breve retomada en la historia de la enseñanza de la matemática, especificamente en el área de geometría, para entender la forma en que ese contenido es abordado en los libros didácticos.

Essa dissertação aborda a visualização geométrica e a representação de objetos tridimensionais em diagramas bidimensionais. O objetivo da pesquisa é a criação de uma seqüência didática que atenda esses propósitos. Para desenvolver essa seqüência, foram realizadas diversas atividades piloto com sujeitos do ensino fundamental, médio e superior. A análise da produção dos alunos determinou a seleção e adaptação de atividades para compor a seqüência didática, testada em alunos do terceiro ano do ensino médio, apresentada com a respectiva análise dos resultados. Uma atividade teve destaque nesse trabalho, e por ser de criação própria, foi denominada Caixa de Becker, que consiste na interação com sólidos através do tato. Para análise dos dados, foram utilizadas as teorias de van Hiele, Gutiérrez e Piaget. Fez-se uma breve retomada na história do ensino de matemática, especificamente na área de geometria, para entender a forma em que esse conteúdo é abordado nos livros didáticos. / This dissertation focuses on visualization and geometric representation of three dimensional objects in two-dimensional diagrams. The aim of this research is to establish a teaching sequence to create such diagrams. To achieve this objective several pilot activities were executed with primary, secondary and tertiary education students. The selection and adjustment of activities to compose the teaching sequence were determined by the analysis of the results from a test applied to students in the last year of the high school. The "Becker Box" which was a highlighted activity during the research and is my own invention, provides a way to interact with solid geometric forms by touch. The theories from Van Hiele, Gutiérrez and Piaget were used to make the data analysis. A summary of the mathematics education history were made to understand how this subject is presented and discussed in teaching books. / Esa disertación aborda la visualización geométrica y la representación de los objetos tridimensionales en diagramas bidimensionales. El objetivo de la pesquisa es la creación de una secuencia didáctica que atienda eses propósitos . Para denvolver esa secuencia, fueron realizadas diversas actividades piloto con sujetos de la enseñanza básica, media y superior. El análisis de la producción de los alumnos determinó la selección y la adaptación de las actividades para componer la secuencia didáctica, testada en alumnos del tercer año de la enseñanza media, con el respectivo análisis de los resultados. Una actividade tuvo destaque en ese trabajo, y por ser de creación propria, fue llamada Caja de Becker, que consiste en la interacción con sólidos por medio del tacto. Para análisis de los datos, fueron utilizadas las teorías de van Hiele, Gutiérrez y Piaget. Se hizo una breve retomada en la historia de la enseñanza de la matemática, especificamente en el área de geometría, para entender la forma en que ese contenido es abordado en los libros didácticos.

Essa dissertação aborda a visualização geométrica e a representação de objetos tridimensionais em diagramas bidimensionais. O objetivo da pesquisa é a criação de uma seqüência didática que atenda esses propósitos. Para desenvolver essa seqüência, foram realizadas diversas atividades piloto com sujeitos do ensino fundamental, médio e superior. A análise da produção dos alunos determinou a seleção e adaptação de atividades para compor a seqüência didática, testada em alunos do terceiro ano do ensino médio, apresentada com a respectiva análise dos resultados. Uma atividade teve destaque nesse trabalho, e por ser de criação própria, foi denominada Caixa de Becker, que consiste na interação com sólidos através do tato. Para análise dos dados, foram utilizadas as teorias de van Hiele, Gutiérrez e Piaget. Fez-se uma breve retomada na história do ensino de matemática, especificamente na área de geometria, para entender a forma em que esse conteúdo é abordado nos livros didáticos. / This dissertation focuses on visualization and geometric representation of three dimensional objects in two-dimensional diagrams. The aim of this research is to establish a teaching sequence to create such diagrams. To achieve this objective several pilot activities were executed with primary, secondary and tertiary education students. The selection and adjustment of activities to compose the teaching sequence were determined by the analysis of the results from a test applied to students in the last year of the high school. The "Becker Box" which was a highlighted activity during the research and is my own invention, provides a way to interact with solid geometric forms by touch. The theories from Van Hiele, Gutiérrez and Piaget were used to make the data analysis. A summary of the mathematics education history were made to understand how this subject is presented and discussed in teaching books. / Esa disertación aborda la visualización geométrica y la representación de los objetos tridimensionales en diagramas bidimensionales. El objetivo de la pesquisa es la creación de una secuencia didáctica que atienda eses propósitos . Para denvolver esa secuencia, fueron realizadas diversas actividades piloto con sujetos de la enseñanza básica, media y superior. El análisis de la producción de los alumnos determinó la selección y la adaptación de las actividades para componer la secuencia didáctica, testada en alumnos del tercer año de la enseñanza media, con el respectivo análisis de los resultados. Una actividade tuvo destaque en ese trabajo, y por ser de creación propria, fue llamada Caja de Becker, que consiste en la interacción con sólidos por medio del tacto. Para análisis de los datos, fueron utilizadas las teorías de van Hiele, Gutiérrez y Piaget. Se hizo una breve retomada en la historia de la enseñanza de la matemática, especificamente en el área de geometría, para entender la forma en que ese contenido es abordado en los libros didácticos.