En este artículo se informan algunos de los resultados obtenidos en un estudio de caso donde se analizaron las interacciones de un grupo de estudiantes (14-16 años) al resolver un problema geométrico dentro de un ambiente que propició actividad demostrativa. En particular, se describe e interpreta el comportamiento de los estudiantes con base en la propuesta de integración que Boero, Douek, Morselli y Pedemonte (2010) hacen de los modelos de Toulmin y de Habermas. Con el primer modelo, se analiza la elaboración de argumentos (comportamiento argumental); mientras que, con el segundo modelo, se indaga sobre los tres aspectos que caracterizan un comportamiento racional (epistémico, teleológico y comunicativo). Este estudio permite establecer que los estudiantes, luego de haber sido partícipes de un curso de geometría en donde se favoreció la indagación y la justificación, tienen un comportamiento argumental y racional acorde con el de una persona con mayor madurez matemática cuando justifican la conjetura que formularon como solución a un problema