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LIVRO DO PROFESSOR MATEMÁTICA 8.° ANO - LIVRO 2 ENSINO FUNDAMENTAL SAE DIGITAL S/A Curitiba 2021 SAE DIGITAL S/A PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 1PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 1 08/12/2020 14:14:1108/12/2020 14:14:11 Catalogação na Publicação (CIP) Ensino Fundamental : Matemática : 8.o ano: livro 2 : professor – 1. ed. – Curitiba, PR : SAE Digital S/A, 2021. 88 p. ISBN: 978-65-5593-634-6 1. Ensino Fundamental. 2. Matemática. 3. Educação. I. Título. CDD: 510 CDU: 501:371.1 © 2021 – SAE DIGITAL S/A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito dos autores e do detentor dos direitos autorais. Todos os direitos reservados. SAE DIGITAL S/A. R. João Domachoski, 5. CEP: 81200-150 Mossunguê – Curitiba – PR 0800 725 9797 | Site: sae.digital Direção editorial Lucélia Secco Gerência editorial Tassiane Aparecida Sauerbier Coordenação editorial Ednei Leite de Araújo Coordenação pedagógica Cristiane Sliva, Jardiel Loretto Filho Edição Anna Chiarello Marcon, Eliane Peixoto de Lima, Janile Oliveira, Rodrigo Zeni Stocco, Janayna Goulart Revisão Everson de Lara Caetano, Gabriele Varão, Juliana Basichetti Martins, Pamela de Fátima Leal, Priscila Sousa, Thainara Gabardo, Victor Truccolo Cotejo Anna Karolina de Souza, Ludmilla Borinelli, Rafaella Ravedutti, Wagner Revoredo Qualidade Brunno Freire, Igor Spisila, Mariana Chaves Projeto gráfico Evandro Pissaia, Fernanda Angeli Andreazzi, Gustavo Ribeiro Vieira Arte da capa Carlos Morevi, Deny Machado, Guilherme Reginato, Scarllet Anderson Iconografia Jhennyfer Pertille Ilustrações Carlos Morevi, Deny Machado, Scarllet Anderson Diagramação André Lima, Bruna Aparecida de Andrade, Gustavo Ribeiro Vieira, Jéssica Xavier de Carvalho, Luana Santos, Luciana Nesello Kunsel, Luisa Piechnik Souza, Mariana Oliveira, Mateus Bonn, Ralph Glauber Barbosa, Raphaela Candido, Silvia Santos, Thaísa Werner, Thiago Figueiredo Venâncio Coordenação de processos Janaina Alves Processos Janio Lima, Raul Jungles, Vitor Ribeiro Colaboração externa Gabrielly Halas (Leitura Pedagógica), Sincronia Design Gráfico (Diagramação), Thais Bressan Nacif (Revisão) Autoria Ednei Leite de Araújo, José Wilson Cardoso, Márcia Martins Romeira Sakai, Rosenilda de Souza Nagata, Sandra Saldanha Franchin PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 2PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 2 08/12/2020 14:14:1108/12/2020 14:14:11 MATEMÁTICA III Programação anual de conteúdos – Matemática – 8.o ano Unidades Capítulos Conteúdos Habilidades Aulas Li vr o 1 1. Conjuntos numéricos 1. Ampliando os conjuntos , , e • Ampliando os conjuntos dos naturais, dos inteiros e dos racionais • Representação numérica dos números racionais • Dízimas periódicas e geratriz de uma dízima • Representação percentual dos números racionais e aplicações • Os números irracionais EF08MA04 EF08MA05 7 2. Números reais • Definição de conjunto dos reais • Representação na reta numérica • Operações básicas com os reais e suas propriedades • Expressões numéricas envolvendo as quatro operações SAE + 9 3. Potências e raízes • Propriedades da potenciação • Potências de base 10 e notação científica • Radiciação e propriedades • Extraindo raízes quadradas aproximadas • Expressões numéricas EF08MA01 EF08MA02 7 2. Estatística e probabilidade 1. Gráficos, pesquisas e medidas estatísticas • Gráficos de barras, colunas, linhas e setores • Medidas de tendência central e de dispersão • Pesquisas censitária e amostral • Planejamento e execução de pesquisa amostral EF08MA23 EF08MA24 EF08MA25 EF08MA26 EF08MA27 4 2. Probabilidade • Espaço amostral • Eventos • Princípio multiplicativo • Cálculo de probabilidades • Resolver e elaborar problemas EF08MA03 EF08MA22 4 3. Polinômios 1. Expressões literais • Expressões algébricas e numéricas • Valor numérico de uma expressão algébrica • Classificação de expressões algébricas EF08MA06 5 2. Monômios • Composição de um monômio • Grau de um monômio • Operações com monômios EF08MA06 7 3. Definição e operações • Composição de um polinômio • Grau de um polinômio • Adição, subtração, multiplicação e divisão de polinômios EF08MA06 7 Li vr o 2 4. Expressões algébricas I 1. Produtos notáveis • Quadrado da soma e da diferença de dois termos • Produto da soma pela diferença de dois termos • Cubo da soma e da diferença de dois termos • Múltiplos e divisores EF08MA06 9 2. Fatoração, múltiplos e divisores • Fator comum em evidência e agrupamento • Diferença de dois quadrados e trinômio quadrado perfeito • MMC e MDC entre monômios e polinômios EF08MA06 9 5. Introdução às frações algébricas 1. Frações algébricas • Quociente de dois polinômios • Denominador de uma fração algébrica EF08MA06 9 2. Simplificação e equivalência de frações • Simplificações de frações algébricas • Frações algébricas equivalentes EF08MA06 7 6. Geometria I 1. Geometria no plano • Ponto, reta e plano • Postulados • Semirreta, segmento de reta, medida de um segmento, segmentos congruentes, ponto médio de um segmento • Segmentos consecutivos, colineares e adjacentes SAE + 4 2. Ângulos • Definição de ângulo • Medida de um ângulo • Ângulos congruentes, consecutivos e adjacentes • Bissetriz de um ângulo • Mediatriz de um segmento • Ângulos: agudo, reto, obtuso e raso • Ângulos complementares e suplementares • Ângulos opostos pelo vértice EF08MA15 EF08MA17 5 3. Polígonos • Regiões convexa e côncava • Polígonos convexos • Elementos de um polígono • Perímetro de um polígono • Diagonais de um polígono • Transformações geométricas EF08MA16 EF08MA18 7 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 3PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 3 08/12/2020 14:14:1208/12/2020 14:14:12 MATEMÁTICAIV Unidades Capítulos Conteúdos Habilidades Aulas Li vr o 3 7. Expressões algébricas II 1. Operações com frações algébricas • Frações algébricas equivalentes • Adição, subtração, multiplicação e divisão de frações algébricas • Potenciação de frações algébricas EF08MA06 7 2. Equações do segundo grau e fracionárias • Equações fracionárias • Resolução de equações fracionárias • Equações do segundo grau do tipo ax2 = b EF08MA06 EF08MA09 7 3. Sequências recursivas e não recursivas • Sequências geométricas recursivas e não recursivas • Sequências numéricas recursivas e não recursivas EF08MA10 EF08MA11 6 8. Equações e inequações do 1.º grau 1. Equações e desigualdades • Equações literais • Inequações do 1.º grau, conjunto universo e conjunto verdade • Representação geométrica das soluções de uma inequação • Princípios de equivalência, aditivo e multiplicativo em uma desigualdade • Resolução de uma inequação SAE + 9 2. Sistemas de equações com duas variáveis • Soluções de um sistema de equações • Métodos resolutivos de um sistema de equações do 1.º grau com duas incógnitas • Representação gráfica de sistemas de equações no plano cartesiano EF08MA07 EF08MA08 9 9. Geometria II 1. Retas • Retas paralelas e transversais e suas propriedades • Relações entre ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma transversal SAE + 5 2. Volume e capacidade • Medidas de capacidade, múltiplos e submúltiplos • Volume do paralelepípedo, cubo, cilindro EF08MA20 EF08MA21 7 Li vr o 4 10. Plano cartesiano 1. Coordenadas cartesianas • Coordenadas cartesianas • Gráfico de uma equação do 1.º grau com duas incógnitas EF08MA07 EF08MA08 7 2. Gráfico e interpretação geométrica • Gráfico de um sistema de equações • Interpretação geométrica da solução de um sistema de equações EF08MA07 EF08MA08 EF08MA12 EF08MA13 7 11. Polígonos 3. Triângulos • Elementos dos triângulos e suas relações • Classificação quanto aos lados e aos ângulos • Mediana, altura e bissetriz e construções geométricas • Congruência de triângulos • Propriedades do triângulo retângulo e do isósceles EF08MA15 EF08MA17 EF08MA19 14 4. Quadriláteros • Elementos dos quadriláteros • Soma dos ângulosinternos e externos de um polígono qualquer • Paralelogramo, retângulo, losango, quadrado e trapézio EF08MA14 EF08MA19 11 12. Circunferência e círculo 1. Definições e relações entre as circunferências • Definições: circunferência e círculo • Elementos da circunferência • Comprimento da circunferência e área do círculo • Posições relativas entre uma reta e uma circunferência • Posições relativas de duas circunferências EF08MA19 5 2. Ângulos na circunferência • Ângulo central, ângulo inscrito, ângulo de segmento • Congruência de arcos • Correspondência entre arcos e cordas • Ângulos com vértices que não pertencem à circunferência • Circunferência inscrita no triângulo e no quadrilátero SAE + 5 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 4PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 4 08/12/2020 14:14:1208/12/2020 14:14:12 MATEMÁTICA V Conheça as seções, os boxes e os ícones do seu livro Esta seção apresenta exercícios mais desa� adores e de � xação que devem ser resolvidos no caderno. VAMOS PRATICAR MAIS? É um espaço que apresenta relações entre o conteúdo que você está estudando e as tecnologias referentes a ele. MATEMÁTICA E TECNOLOGIA ATIVIDADES Geralmente esta seção está no � nal de cada capítulo. Seu objetivo é levá -lo a rever os con- teúdos estudados. PARA SABER MAIS Indica o momento de aprofundar ou ampliar algum aspecto do conteúdo que você está estudando no capítulo. CONEXÃO Este é um espaço que apresenta texto e atividades que fazem a articulação entre diversos conteúdos. INTERAÇÃO Quando aparecer esta seção, será proposto um trabalho em grupo, como debate, pesquisa e elaboração de painel. PARA IR ALÉM Aqui você encontra dicas de leituras, músicas ou vídeos para aprofundar seu conhecimento. COLOCANDO EM PRÁTICA É um espaço que apresenta exercícios resolvidos para você compreender a sua sistematização. TER ATITUDE Esta seção apresenta uma proposta para um trabalho prático. DESENVOLVER E APLICAR Esta seção propõe atividades investigativas e motivadoras para você resolver individualmente. DE OLHO NA PROVA É uma seção exclusiva para o 9.º ano e apre- senta questões de provas para auxiliar você a ingressar no Ensino Médio. EM TEMPO É o momento de recordar uma ideia ou uma fórmula já estudada. Pode apresentar, também, a explicação ou o signi� cado de um termo ou de um conteúdo apresentado no texto. Este ícone indica que há uma Realidade aumentada que pode ser acessada com o celular ou tablet. Quando aparecer este ícone, será a hora de exercitar a oralidade com os colegas de turma. Esta seção aparece quando há necessi- dade de explicar os procedimentos para realização de uma atividade.realização de uma atividade.COMO FA ZE R Este ícone indica o desenvolvimento da educação para o consumo consciente. PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 5PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 5 08/12/2020 14:14:1508/12/2020 14:14:15 MATEMÁTICAVI Anotações PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 6PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 6 08/12/2020 14:14:1508/12/2020 14:14:15 us tw o ga m es Matemática Unidade 4 | Expressões algébricas I Capítulo 1 | Produtos notáveis ................................................................................ 70 Capítulo 2 | Fatoração, múltiplos e divisores ................................................. 83 Unidade 5 | Introdução às frações algébricas Capítulo 1 | Frações algébricas ............................................................................... 96 Capítulo 2 | Simplificação e equivalência de frações ............................. 103 Unidade 6 | Geometria I Capítulo 1 | Geometria no plano ........................................................................ 112 Capítulo 2 | Ângulos .................................................................................................... 122 Capítulo 3 | Polígonos ................................................................................................. 137 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 69PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 69 08/12/2020 14:14:1708/12/2020 14:14:17 70 MATEMÁTICA 71MATEMÁTICA Everything Y ou Need /Shutte rstock Em geral, as pessoas inserem os quadros em uma moldura antes de colocá-los na parede. O preço da mol- dura varia conforme o modelo, o material utilizado, a qualidade do material e assim por diante. Formem grupos e discutam a seguinte situação: Um quadro no formato de um quadrado será colo- cado em uma moldura, conforme o esboço ao lado. Sabendo que a moldura ocupa uma área de 1 700 cm2, qual é a área do quadro? INTERAÇÃO x5 cm 5 cm 5 cm 5 cm x Fr am e A rt /S hu tt er st oc k Produtos notáveis Vamos supor que a medida do lado de um cubo de Rubik com 3 cubinhos é 6 cm, ou seja, cada cubinho tem 2 cm. A área é dada por 6 2 = 6 · 6 = 36 cm2. Para calcular a área de um cubo com 4 cubinhos de lado, cuja medida é 2 cm maior que a do lado de um cubo de 3 cubinhos, deve- mos fazer: (6 + 2) 2 = (6 + 2) · (6 + 2) = 8 · 8 = 64 cm2 No caso de um cubo com 2 cubinhos de lado, cuja medida do lado é 2 cm menor que a do lado de um cubo de 3 cubinhos, tem-se: (6 – 2)2 = (6 – 2) · (6 – 2) = 4 · 4 = 16 cm2 Como esse cálculo seria feito se as medidas fossem desconhecidas? Na álgebra, alguns produtos similares aos realizados anteriormente aparecem com muita frequência e podem ajudar a responder às perguntas. São eles: (x – y)2 = (x – y) · (x – y)(x + y)2 = (x + y) · (x + y) Além desses produtos, outra expressão muito comum é a seguinte: (x + y) · (x – y) Como não sabemos os valores assumidos por x e por y, utilizamos o cálculo algébrico para desen- volver esses produtos. Pela importância que eles representam no cálculo algébrico, esses produtos são denominados produtos notáveis. A partir de agora, vamos estudar alguns deles e as regras práticas para obtenção de cada um. Ba na na W al ki ng /S hu tt er st oc k Everything Y ou Need /Shutte rstock Everything Y oYoY u Need /Shutte rstock un idade 70 1. Produtos notáveis O cubo mágico é um quebra-cabeça tridimensional inventado por Ernő Rubik e, por isso, também é conhecido como cubo de Rubik. Ele tem várias versões, algumas muito complexas, sendo a 3 × 3 × 3 a mais comum. Hoje em dia, existem até campeonatos nos quais os participantes devem montar o cubo de Rubik no menor tempo possível. Imagine que o cubo de Rubik mais comum tem lado igual a 6 cm. Para obtermos uma de suas versões, devemos aumentar x cm ou diminuir y cm da medida do lado. Como podemos calcular a área de uma das faces dessa versão do cubo de Rubik? 4 Expressões algébr icas I • Quadrado da soma de dois termos • Quadrado da diferença de dois termos • Produto da soma pela diferença de dois termos • Cubo da soma de dois termos • Cubo da diferença de dois termos • Produto do binômio (x + a) pelo binômio (x + b) Escola Digital Objetivos do capítulo • Reconhecer produtos notáveis. • Resolver problemas envolvendo geometria e produtos notáveis. • Desenvolver o quadrado da soma ou da diferença de dois termos. • Desenvolver produtos da soma pela diferença de dois termos. • Desenvolver o cubo da soma ou da diferença de dois termos. • Desenvolver o produto do binômio (x + a) pelo binômio (x + b). Realidade aumentada • Problemas envolvendo produtos notáveis • Comparando os produtos notáveis Encaminhamento metodológico Neste capítulo, será traba- lhada a habilidade EF08MA06 da BNCC, que é a de resolver e ela- borar problemas que envolvam cálculo do valor numérico de expressões algébricas utilizando as propriedades das operações. Com foco no desenvolvimento de produtos notáveis, serão propostas atividades de fixação e contextualizadas. A imagem de abertura apresenta um cubo de Rubik. Comente com os alunos que, além do cubo 3 × 3 × 3, existem também os cubos 2 × 2 × 2, 4 × 4 × 4 e 5 × 5 × 5. Na pergun- ta inicial, espera-se queo aluno se questione sobre a possibili- dade de efetuar contas do tipo (x + a)2, a ∈ . PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 70PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 70 08/12/2020 14:14:5808/12/2020 14:14:58 71MATEMÁTICA 71MATEMÁTICA Everything Y ou Need /Shutte rstock Em geral, as pessoas inserem os quadros em uma moldura antes de colocá-los na parede. O preço da mol- dura varia conforme o modelo, o material utilizado, a qualidade do material e assim por diante. Formem grupos e discutam a seguinte situação: Um quadro no formato de um quadrado será colo- cado em uma moldura, conforme o esboço ao lado. Sabendo que a moldura ocupa uma área de 1 700 cm2, qual é a área do quadro? INTERAÇÃO x5 cm 5 cm 5 cm 5 cm x Fr am e A rt /S hu tt er st oc k Produtos notáveis Vamos supor que a medida do lado de um cubo de Rubik com 3 cubinhos é 6 cm, ou seja, cada cubinho tem 2 cm. A área é dada por 6 2 = 6 · 6 = 36 cm2. Para calcular a área de um cubo com 4 cubinhos de lado, cuja medida é 2 cm maior que a do lado de um cubo de 3 cubinhos, deve- mos fazer: (6 + 2) 2 = (6 + 2) · (6 + 2) = 8 · 8 = 64 cm2 No caso de um cubo com 2 cubinhos de lado, cuja medida do lado é 2 cm menor que a do lado de um cubo de 3 cubinhos, tem-se: (6 – 2)2 = (6 – 2) · (6 – 2) = 4 · 4 = 16 cm2 Como esse cálculo seria feito se as medidas fossem desconhecidas? Na álgebra, alguns produtos similares aos realizados anteriormente aparecem com muita frequência e podem ajudar a responder às perguntas. São eles: (x – y)2 = (x – y) · (x – y)(x + y)2 = (x + y) · (x + y) Além desses produtos, outra expressão muito comum é a seguinte: (x + y) · (x – y) Como não sabemos os valores assumidos por x e por y, utilizamos o cálculo algébrico para desen- volver esses produtos. Pela importância que eles representam no cálculo algébrico, esses produtos são denominados produtos notáveis. A partir de agora, vamos estudar alguns deles e as regras práticas para obtenção de cada um. Ba na na W al ki ng /S hu tt er st oc k (6 – 2) Como esse cálculo seria feito se as medidas fossem desconhecidas? Na álgebra, alguns produtos similares aos realizados anteriormente aparecem com muita frequência Everything Y ou Need /Shutte rstock un idade 70 1. Produtos notáveis O cubo mágico é um quebra-cabeça tridimensional inventado por Ernő Rubik e, por isso, também é conhecido como cubo de Rubik. Ele tem várias versões, algumas muito complexas, sendo a 3 × 3 × 3 a mais comum. Hoje em dia, existem até campeonatos nos quais os participantes devem montar o cubo de Rubik no menor tempo possível. Imagine que o cubo de Rubik mais comum tem lado igual a 6 cm. Para obtermos uma de suas versões, devemos aumentar x cm ou diminuir y cm da medida do lado. Como podemos calcular a área de uma das faces dessa versão do cubo de Rubik? 4 Expressões algébr icas I • Quadrado da soma de dois termos • Quadrado da diferença de dois termos • Produto da soma pela diferença de dois termos • Cubo da soma de dois termos • Cubo da diferença de dois termos • Produto do binômio (x + a) pelo binômio (x + b) Escola Digital Encaminhamento metodológico Reforce que a área do quadrado pode ser calculada de diferentes maneiras: multiplicando a medida da base pela medida da altura, elevando a medida do lado ao quadrado ou, ainda, somando as áreas das figuras que, juntas, compõem o quadrado. Permita ao aluno que escolha a melhor forma, mas, sempre que tiver oportunidade, reforce outras maneiras de resolver as situações. Destaque que a ideia de produtos notáveis é muito utilizada para facilitar a resolu- ção de algumas equações e que eles servem de ferramenta para isso. Na seção Interação, proponha aos alunos que conversem, elaborem uma estra- tégia e, então, determinem a área do quadro. Incentive-os a dividir a figura em partes, pois isso pode facilitar a elaboração de uma estratégia. Resposta As respostas da seção Interação são: (x + 10)2 – x2 = 1 700 x = 80 cm Área do quadro: 6 400 cm2 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 71PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 71 08/12/2020 14:15:0008/12/2020 14:15:00 72 MATEMÁTICA 73MATEMÁTICA 1. Determine geometricamente: a) (x + 3)2 b) (x + 4)2 2. Em seu caderno, desenvolva algebricamente os produtos notáveis da atividade anterior. 3. Em seu caderno, calcule: a) (x + 2)2 b) (5x + 3)2 c) 2 3 5 2 x �� � � � � � d) x � � � � � � � 3 5 2 4. O quadrilátero ABCD é um quadrado. A área do quadrado menor equivale a 36 unidades de medida, e a área do retângulo é 6x. Determine a área do quadrado ABCD. ATIVIDADES A B C 36 6x D Quadrado da diferença de dois termos Considerando a expressão (x – y)², que representa o quadrado da diferença de dois termos, vamos desenvolvê-la algebricamente. • Inicialmente, de acordo com a definição de potência, temos: (x – y)² = (x – y) · (x – y) • Efetuando a multiplicação de polinômios, pela propriedade distributiva, temos: (x – y) · (x – y) = = x² – xy – yx + y² = Como xy e yx são iguais, podemos somá-los. = x² – 2xy + y² • Obtemos a seguinte igualdade: (x – y)2 = x2 – 2xy + y2 72 MATEMÁTICA Quadrado da soma de dois termos Considerando a expressão (x + y)2, que representa o quadrado da soma de dois termos, vamos desenvolvê-la algebricamente. • Inicialmente, de acordo com a definição de potência, temos: (x + y)² = (x + y) · (x + y) • Efetuando as multiplicações indicadas, pela propriedade distributiva, temos: (x + y) · (x + y) = = x² + xy + yx + y² = Como xy e yx são iguais, podemos somá-los. = x² + 2xy + y² • Obtemos, assim, a seguinte igualdade: (x + y)2 = x2 + 2xy + y2 Geometricamente, podemos encontrar a mesma igualdade resolvendo o seguinte problema: Dados dois segmentos de medidas x e y, como podemos calcular a área do quadrado que tem a medida do lado igual a (x + y)? Solução: Considerando dois segmentos, um de comprimento x e outro de comprimento y, temos: x y Usando esses dois segmentos, vamos construir o quadrado pedido no problema: Esse quadrado tem lado (x + y) como medida, e sua área pode ser expressa de duas formas: x2 xy xy y2 (x + y)2 ou x2 + 2xy + y2 Soma das áreas das �guras que formam o quadrado. Podemos escrever, então, que: O quadrado da soma de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, mais duas vezes o produto do primeiro pelo segundo, mais o quadrado do segundo termo. x2 y22xy= + + Quadrado da soma de dois termos. Quadrado do 1.º termo. Quadrado do 2.º termo. Duas vezes o produto do 1.º pelo 2.º . (x + y)2 Como esse produto notável resulta em três monômios, que se originaram do quadrado de um binômio, dizemos que ele é um trinômio quadrado perfeito. Quadrado da soma de dois termos x x + y y x y x y x2 y2xy xy Encaminhamento metodológico Na abordagem deste conteúdo, é importante re- solver muitos exemplos para que os alunos percebam como utilizar a propriedade deduzi- da. Para auxiliar na fluidez do desenvolvimento do conteúdo, é interessante que o estudante perceba que o resultado desse produto notável é um trinômio quadrado perfeito, pois isso facilitará a utilização desse conteúdo em fatoração. Orientação para RA Esta Realidade aumentada traz um vídeo com uma situa- ção-problema que pode ser re- solvida por meio de um produto notável. Além disso, é exibida uma breve explicação da fórmu- la geral. Após a apresentação do vídeo aos alunos, refaça com eles o exemplo alterando o tamanho dos lados. PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 72PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 72 08/12/2020 14:15:0408/12/2020 14:15:04 73MATEMÁTICA 73MATEMÁTICA 1. Determine geometricamente: a) (x + 3)2 b) (x + 4)2 2. Em seu caderno, desenvolva algebricamente os produtos notáveis da atividade anterior. 3. Em seu caderno, calcule: a) (x + 2)2 b) (5x + 3)2 c) 2 3 5 2 x �� � � � � � d) x � � � � � � � 3 5 2 4. O quadrilátero ABCD é um quadrado. A área do quadrado menor equivalea 36 unidades de medida, e a área do retângulo é 6x. Determine a área do quadrado ABCD. ATIVIDADES A B C 36 6x D Quadrado da diferença de dois termos Considerando a expressão (x – y)², que representa o quadrado da diferença de dois termos, vamos desenvolvê-la algebricamente. • Inicialmente, de acordo com a definição de potência, temos: (x – y)² = (x – y) · (x – y) • Efetuando a multiplicação de polinômios, pela propriedade distributiva, temos: (x – y) · (x – y) = = x² – xy – yx + y² = Como xy e yx são iguais, podemos somá-los. = x² – 2xy + y² • Obtemos a seguinte igualdade: (x – y)2 = x2 – 2xy + y2 72 MATEMÁTICA Quadrado da soma de dois termos Considerando a expressão (x + y)2, que representa o quadrado da soma de dois termos, vamos desenvolvê-la algebricamente. • Inicialmente, de acordo com a definição de potência, temos: (x + y)² = (x + y) · (x + y) • Efetuando as multiplicações indicadas, pela propriedade distributiva, temos: (x + y) · (x + y) = = x² + xy + yx + y² = Como xy e yx são iguais, podemos somá-los. = x² + 2xy + y² • Obtemos, assim, a seguinte igualdade: (x + y)2 = x2 + 2xy + y2 Geometricamente, podemos encontrar a mesma igualdade resolvendo o seguinte problema: Dados dois segmentos de medidas x e y, como podemos calcular a área do quadrado que tem a medida do lado igual a (x + y)? Solução: Considerando dois segmentos, um de comprimento x e outro de comprimento y, temos: x y Usando esses dois segmentos, vamos construir o quadrado pedido no problema: Esse quadrado tem lado (x + y) como medida, e sua área pode ser expressa de duas formas: x2 xy xy y2 (x + y)2 ou x2 + 2xy + y2 Soma das áreas das �guras que formam o quadrado. Podemos escrever, então, que: O quadrado da soma de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, mais duas vezes o produto do primeiro pelo segundo, mais o quadrado do segundo termo. x2 y22xy= + + Quadrado da soma de dois termos. Quadrado do 1.º termo. Quadrado do 2.º termo. Duas vezes o produto do 1.º pelo 2.º . (x + y)2 Como esse produto notável resulta em três monômios, que se originaram do quadrado de um binômio, dizemos que ele é um trinômio quadrado perfeito. x x + y y x y x y x2 y2xy xy Encaminhamento metodológico Na atividade 1 da seção Atividades, informe aos alunos que, como a medida de x é desconhecida, o registro pode ser feito de acordo com suas escolhas. Resposta 1. a) Uma possível resposta: x 3 x 3 b) Uma possível resposta: x 4 x 4 2. a) x2 + 6x + 9 b) x2 + 8x + 16 3. a) x² + 4x + 4 b) 25x2 + 30x + 9 c) 4 9 20 3 25 2x x + + d) x x2 6 5 9 25 + + 4. (x + 6)2 = x2 + 12x + 36 EF21_8_MAT_L2_U4_01_LP.indd 73EF21_8_MAT_L2_U4_01_LP.indd 73 14/12/2020 14:02:5014/12/2020 14:02:50 74 MATEMÁTICA 75MATEMÁTICA 1. Utilizando o quadrado da diferença de dois termos, desenvolva algebricamente as expressões a seguir. a) (a – 3)2 = b) (x – 5)2 = c) (2x – 1)2 = d) (3y – 2)2 = e) (7x – 4)2 = f) (6a – 5)2 = g) (2x3 – 10)2 = h) 3 5 2 2 x �� � � � � � = ATIVIDADES Produto da soma pela diferença de dois termos Considerando a expressão (x + y) · (x – y), que representa o produto da soma pela diferença de dois termos, vamos desenvolvê-la algebricamente: (x + y) · (x – y) = = x² – xy + yx – y² = Como xy e yx são iguais, podemos somá-los. = x² – y² Obtemos a seguinte igualdade: (x + y) · (x – y) = x2 – y2 Em uma folha, construa um quadrado de lado x. A partir desse quadrado, determine geome- tricamente esta igualdade: (x + y) · (x – y) = x2 – y2 DESENVOLVER E APLICAR Tanto algebricamente como geometricamente, podemos escrever: O produto da soma pela diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo menos o quadrado do segundo termo. y2· = – Quadrado do 2.º termo. (x + y) Diferença dos dois termos. (x – y) x2 Quadrado do 1.º termo. Soma dos dois termos. O resultado desse produto notável é formado por dois monômios: o primeiro monômio é o qua- drado do primeiro termo, e o segundo monômio é o quadrado do segundo termo. Por isso, dizemos que ele representa a diferença de dois quadrados. 74 MATEMÁTICA Geometricamente, podemos encontrar a mesma igualdade resolvendo o seguinte problema: Dados dois segmentos de medidas x e y, como podemos calcular a área do quadrado que tem como lado o segmento de medida (x – y)? Solução: Usando os segmentos x e y, vamos construir o quadrado pedido no problema. y x (x – y) (x – y) (x – y) (x – y) y(x – y) y2 y y xx x y y(x – y) xx x x x – y x – yx – y x – y O quadrado pedido no problema tem um lado (x – y) e sua área pode ser escrita nas formas (x – y)2 ou x2 – 2xy + y2. Podemos escrever, então, que:Podemos escrever, então, que: O quadrado da diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, menos duas vezes o produto do primeiro pelo segundo, mais o quadrado do segundo termo. ( )x x− =y 2 2 Quadrado da diferença de dois termos. Quadrado do 1. Duas vezes o produto termo. xy– 2 Quadrado do 2. termo.ddo 1. pelo 2. . + y2 Como esse produto notável resultou em três monômios, vindos do quadrado de um binômio, dizemos que ele também é um trinômio quadrado perfeito. O quadrilátero ABCD é um quadrado que foi dividido em 4 quadriláteros menores. Observe as medidas indicadas e faça em seu caderno o que se pede. 2 y y 2 A D C B 1 3 2 a) Determine a medida do lado do quadrado 1. b) Determine a medida da área do quadrado 2. c) Determine a área do retângulo 3. d) Determine a área do quadrado 1. DESENVOLVER E APLICAR Encaminhamento metodológico Na abordagem deste conteúdo, é importante resolver muitos exemplos para que os alunos percebam como utilizar a propriedade deduzida. Para auxiliar na fluidez do desenvol- vimento do conteúdo, é interes- sante que o estudante perceba que o resultado desse produto notável é um trinômio quadra- do perfeito, pois isso possibi- litará ao aluno mais facilidade em utilizar esse conteúdo em fatoração. É interessante construir esse quadrado aos poucos, com os alunos, para que eles percebam que podem calcular, primeiro, a área total fazen- do a área do quadrado maior e, depois, subtrair as demais áreas, encontrando os valores das medidas dos lados dos quadriláteros. Na seção Desenvolver e aplicar, se possível, faça a ativi- dade com outros valores. Resposta a) y – 2 b) A área do quadrado 2 é 4 u.a. c) O lado maior do retângulo 3 mede (y – 2) e o lado menor mede 2. Logo, a área do retângulo 3 é 2(y – 2) = 2y – 4. d) Sabemos que a área do quadrado 1 é igual à área do quadrado ABCD menos a área dos retângulos menos a área do quadrado 2. Então, temos: y2 – (2y – 4) – (2y – 4) – 4 = = y2 – 2y + 4 – 2y + 4 – 4 = = y2 – 4y + 4 = (y – 2)2 Orientação para RA Esta Realidade aumentada apresenta um jogo em que o aluno deve indicar qual expres- são algébrica corresponde ao produto notável solicitado. Sugestão de atividade 1. Utilizando a regra dos produtos notáveis, calcule: a) (2x + 3y)² Solução: Para essa sugestão, é interessante relem- brar as propriedades de multiplicação de potências de mesma base. (2x + 3y)2 = = (2x)2 + 2 · 2x · 3y + (3y)2 = = 4x2 + 12xy + 9y2 b) (a4 – xy)2 Solução: (a4 – xy)2 = (a4)2 – 2 · a4 · xy + (xy)2 = = a8 – 2a4xy + x2y2 2. Utilize a figura a seguir e seus conhecimentos de Geometria para interpretar: (a – b)2 = a2 – 2ab + b2. b b b a a a Solução: Área total = a2 + b2. Área dos retângulos = 2ab. Área do quadrado = (a – b)2. Área do quadrado = área total – área dos retângulos. (a – b)2 = (a2 + b2) – (2ab) ⇒ (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 74PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 74 08/12/2020 14:15:1208/12/2020 14:15:12 75MATEMÁTICA 75MATEMÁTICA 1. Utilizando o quadrado da diferença de dois termos, desenvolva algebricamente as expressões a seguir. a) (a – 3)2 = b) (x – 5)2 = c) (2x – 1)2 = d) (3y – 2)2 = e) (7x – 4)2 = f) (6a – 5)2 = g) (2x3 – 10)2= h) 3 5 2 2 x �� � � � � � = ATIVIDADES Produto da soma pela diferença de dois termos Considerando a expressão (x + y) · (x – y), que representa o produto da soma pela diferença de dois termos, vamos desenvolvê-la algebricamente: (x + y) · (x – y) = = x² – xy + yx – y² = Como xy e yx são iguais, podemos somá-los. = x² – y² Obtemos a seguinte igualdade: Obtemos a seguinte igualdade: (x + y) · (x – y) = x2 – y2 Em uma folha, construa um quadrado de lado x. A partir desse quadrado, determine geome- tricamente esta igualdade: (x + y) · (x – y) = x2 – y2 DESENVOLVER E APLICAR Tanto algebricamente como geometricamente, podemos escrever: O produto da soma pela diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo menos o quadrado do segundo termo. y2· = – Quadrado do 2.º termo. (x + y) Diferença dos dois termos. (x – y) x2 Quadrado do 1.º termo. Soma dos dois termos. O resultado desse produto notável é formado por dois monômios: o primeiro monômio é o qua- drado do primeiro termo, e o segundo monômio é o quadrado do segundo termo. Por isso, dizemos que ele representa a diferença de dois quadrados. 74 MATEMÁTICA Geometricamente, podemos encontrar a mesma igualdade resolvendo o seguinte problema: Dados dois segmentos de medidas x e y, como podemos calcular a área do quadrado que tem como lado o segmento de medida (x – y)? Solução: Usando os segmentos x e y, vamos construir o quadrado pedido no problema. y x (x – y) (x – y) (x – y) (x – y) y(x – y) y2 y y xx x y y(x – y) xx x x x – y x – yx – y x – y O quadrado pedido no problema tem um lado (x – y) e sua área pode ser escrita nas formas (x – y)2 ou x2 – 2xy + y2. Podemos escrever, então, que: O quadrado da diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, menos duas vezes o produto do primeiro pelo segundo, mais o quadrado do segundo termo. ( )x x− =y 2 2 Quadrado da diferença de dois termos. Quadrado do 1. Duas vezes o produto termo. xy– 2 Quadrado do 2. termo.ddo 1. pelo 2. . + y2 Como esse produto notável resultou em três monômios, vindos do quadrado de um binômio, dizemos que ele também é um trinômio quadrado perfeito. O quadrilátero ABCD é um quadrado que foi dividido em 4 quadriláteros menores. Observe as medidas indicadas e faça em seu caderno o que se pede. 2 y y 2 A D C B 1 3 2 a) Determine a medida do lado do quadrado 1. b) Determine a medida da área do quadrado 2. c) Determine a área do retângulo 3. d) Determine a área do quadrado 1. DESENVOLVER E APLICAR Encaminhamento metodológico Explique aos alunos que o produto da soma pela diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo menos o quadrado do segundo termo. Para facilitar o estudo de fatoração, proporcione aos estudantes a percepção de que esse resultado pode ser denominado diferença de dois quadrados. Para a seção Desenvolver e aplicar, providencie antecipadamente uma folha de sulfite A4 para cada aluno ou forme duplas. Resposta 1. a) a2 – 6a + 9 b) x2 – 10x + 25 c) 4x2 – 4x + 1 d) 9y2 – 12y + 4 e) 49x² – 56x + 16 f ) 36a2 – 60a + 25 g) 4x6 – 40x3 + 100 h) 9 25 12 5 4 2x x − + A resposta para a seção Desenvolver e aplicar é: Usando dois segmentos, x e y, construímos a figura 1, que é um retângulo cujos lados medem (x + y) e (x – y). Figura 1. y y y x x (x – y) (x + y) (x + y) · (x – y) Recortando na linha pontilhada, podemos formar a figura 2. Figura 2. x y y (x 2 – y 2 ) x (x – y) y 2 A área do retângulo na figura 1 é: (x + y) · (x – y). A área do retângulo na figura 2 é: x² – y². Como as áreas das figuras 1 e 2 são iguais, podemos escre- ver a igualdade: (x + y) · (x – y) = x² – y² PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 75PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 75 08/12/2020 14:15:1408/12/2020 14:15:14 76 MATEMÁTICA 76 MATEMÁTICA 1. Desenvolva algebricamente as expressões a seguir utilizando o quadrado da soma pela dife- rença de dois termos. a) (3 + x) · (3 – x) = b) (x + 4) · (x – 4) = c) (7 + b) · (7 – b) = 2. Observe as igualdades a seguir, diga quais são verdadeiras e corrija as falsas. I. (b – 2c)2 = b2 – 4bc + 4c2 II. (3y – a) · (3y + a) = 3y2 – a2 III. (2c + a)2 = 2c2 + 4ac + a2 ATIVIDADES Cubo da soma de dois termos Dados dois termos, x e y, deseja-se calcular (x + y)3. Sabe-se que: (x + y)3 = (x + y) · (x + y)2 = (x + y) · (x2 + 2xy + y2) = = x3 + 2x2y + xy2 + x2y + 2xy2 + y3 = = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 Portanto: (x + y)3 = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 1. Utilizando as regras dos produtos notáveis, desenvolva em seu caderno as expressões a seguir. a) (2a + 1)3 b) (x2 + 2)3 c) (3x + 4y)3 d) (2a2+2)3 ATIVIDADES Cubo da diferença de dois termos Dados os termos x e y, deseja-se calcular (x – y)3. De modo similar ao desenvolvimento do produto anterior, temos: (x – y)3 = (x – y) · (x – y)2 = (x – y) · (x2 – 2xy + y2) = = x3 – 2x2y + xy2 – x2y + 2xy2 – y3 = = x3 – 3x2y + 3xy2 – y3 Portanto: (x – y)3 = x3 – 3x2y + 3xy2 – y3 Resposta As respostas para a primei- ra seção Atividades são: 1. a) 9 – x2 b) x2 – 16 c) 49 – b2 2. Verdadeira: I. Correções das falsas: II. (3y – a) · (3y + a) = = (3y)2 – a2 = 9y2 – a2 III. (2c + a)2 = = (2c)2 + 2 · (2c) · a + a2 = = 4c2 + 4ac + a2 As respostas para a segun- da seção Atividades são: 1. a) 8a3 + 12a2 + 6a + 1 b) x6 + 6x4 + 12x2 + 8 c) 27x3 + 108x2y + 144xy2 + 64y3 d) 8a6 +24a4 +24a2 + 8 77MATEMÁTICA 1. O desenvolvimento de (x – 1)3 corresponde a: 2. Se P = x3 – 3x2 – 2 e Q = 3x + 1, a expressão P + Q é igual a (x – 2)3 ou a (x – 1)3? ATIVIDADES Produto de binômios Produto de (x + a) por (x + b) Dados os dois fatores (x + a) e (x + b), deseja-se calcular (x + a) · (x + b). Algebricamente, temos: (x + a) · (x + b) = x2 + bx + ax + ab = x2 + (a + b)x + ab Portanto, (x + a) · (x + b) = x2 + (a + b)x + ab Produto de (x + a) por (x – b) Dados os dois fatores (x + a) e (x – b), deseja-se calcular (x + a) · (x – b). Algebricamente, temos: (x + a) · (x – b) = x2 – bx + ax – ab = x2 + (a – b)x – ab Portanto, (x + a) · (x + b) = x2 + (a – b)x – ab No caso de o produto ser entre (x – a) e (x + b), o resultado é obtido da mesma maneira. Produto de (x – a) por (x – b) Dados os dois fatores (x – a) e (x – b), deseja-se calcular (x – a) · (x – b). Algebricamente, temos: (x – a) · (x – b) = x2 – bx – ax + ab = x2 – (a + b)x + ab Portanto, (x – a) · (x – b) = x2 – (a + b)x + ab PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 76PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 76 08/12/2020 14:15:1508/12/2020 14:15:15 77MATEMÁTICA 76 MATEMÁTICA 1. Desenvolva algebricamente as expressões a seguir utilizando o quadrado da soma pela dife- rença de dois termos. a) (3 + x) · (3 – x) = b) (x + 4) · (x – 4) = c) (7 + b) · (7 – b) = 2. Observe as igualdades a seguir, diga quais são verdadeiras e corrija as falsas. I. (b – 2c)2 = b2 – 4bc + 4c2 II. (3y – a) · (3y + a) = 3y2 – a2 III. (2c + a)2 = 2c2 + 4ac + a2 ATIVIDADES Cubo da soma de dois termos Dados dois termos, x e y, deseja-se calcular (x + y)3. Sabe-se que: (x + y)3 = (x + y) · (x + y)2 = (x + y) · (x2 + 2xy + y2) = = x3 + 2x2y + xy2 + x2y + 2xy2 + y3 = = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 Portanto: (x + y)3 = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 1. Utilizando as regras dos produtos notáveis, desenvolva em seu caderno as expressões a seguir. a) (2a + 1)3 b) (x2 + 2)3 c) (3x + 4y)3 d) (2a2+2)3 ATIVIDADES Cubo da diferença de dois termos Dados os termos x e y, deseja-se calcular (x – y)3. De modo similar ao desenvolvimento do produto anterior, temos: (x – y)3 = (x – y) · (x – y)2 = (x – y) · (x2 – 2xy + y2) = = x3 – 2x2y + xy2 – x2y + 2xy2 – y3 = = x3 – 3x2y + 3xy2 – y3 Portanto: (x – y)3 = x3 – 3x2y + 3xy2 – y3 Encaminhamento metodológico Explique aos alunos que o produto dos binômios (x + a) e (x + b) é igual ao qua- drado da incógnita somado à (ou subtraído da) incógnita multiplicada pela soma das constantes e, por último, somado com o (ou subtraído do) produto das constantes.Esse conceito será importante na fatoração do trinômio do 2.º grau. Resposta As respostas para a primeira seção Atividades são: 1. x3 – 3x2 + 3x – 1 2. (x – 1)3 77MATEMÁTICA 1. O desenvolvimento de (x – 1)3 corresponde a: 2. Se P = x3 – 3x2 – 2 e Q = 3x + 1, a expressão P + Q é igual a (x – 2)3 ou a (x – 1)3? ATIVIDADES Produto de binômios Produto de (x + a) por (x + b) Dados os dois fatores (x + a) e (x + b), deseja-se calcular (x + a) · (x + b). Algebricamente, temos: (x + a) · (x + b) = x2 + bx + ax + ab = x2 + (a + b)x + ab Portanto, (x + a) · (x + b) = x2 + (a + b)x + ab Produto de (x + a) por (x – b) Dados os dois fatores (x + a) e (x – b), deseja-se calcular (x + a) · (x – b). Algebricamente, temos: (x + a) · (x – b) = x2 – bx + ax – ab = x2 + (a – b)x – ab Portanto, (x + a) · (x + b) = x2 + (a – b)x – ab No caso de o produto ser entre (x – a) e (x + b), o resultado é obtido da mesma maneira. Produto de (x – a) por (x – b) Dados os dois fatores (x – a) e (x – b), deseja-se calcular (x – a) · (x – b). Algebricamente, temos: (x – a) · (x – b) = x2 – bx – ax + ab = x2 – (a + b)x + ab Portanto, (x – a) · (x – b) = x2 – (a + b)x + ab PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 77PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 77 08/12/2020 14:15:1608/12/2020 14:15:16 78 MATEMÁTICA 79MATEMÁTICA 2. Utilizando os conceitos de área de quadrado e retângulo, obser- ve a figura e obtenha o resultado de (a + b + c)2. (Esse é o produto notável conhecido como quadrado da soma de três termos.) 3. Sabendo que y2 + n2 = 53 e yn = 14, determine o valor de (y + n)2. 4. Sabendo que o lado de um quadrado vale (x – 3), determine a expressão que representa a sua área. 5. Desenvolva e reduza os termos semelhantes das expressões a seguir: a) (–x + 2)² + (–x – 2)² b) (x + 2) · (x – 1)² 6. Assinale a sentença verdadeira e corrija as falsas. a) (2x – 1)2 = 4x2 – 1 c) (x + 1) · (x + 1) = x2 – 2x + 1 b) 1 2 2 1 2 4 2 2x x x+ = + + d) (3x + 1)2 = 9x2 + 6x + 1 7. Qual é a forma mais simples de escrever o polinômio (a – b)2 + (a + b) · (a – b) – (a + b)2? 8. Desenvolva os produtos notáveis a seguir. a) (x3 + 1)2 b) x y 2 4 2 − a a b b c c 78 MATEMÁTICA 1. Analise se a sentença a seguir é verdadeira ou falsa. Se for falsa, corrija-a em seu caderno. (x – 1) · (x + 1) = x2 – 2x + 1 ATIVIDADES Para esta atividade, forme uma dupla. Cada um de vocês deve, primeiro, elaborar uma situa- ção-problema contextualizada para cada uma das figuras a seguir utilizando o que aprendeu neste capítulo. Em seguida, troquem suas produções para que cada um resolva as situações-problema criadas pelo outro. Figura 1. a a b b Figura 2. a a b b Houve alguma divergência entre a sua resposta e a resposta de seu colega? Se sim, o que pode tê-la causado? INTERAÇÃO 1. Em um condomínio será construída uma área de lazer como a representada na figura. Qual parte está sendo representada pelas expressões? a) a2 b) 2ab c) b2 d) (a + b)2 ATIVIDADES a b b a Jardim Ja rd im Salão de festas Piscina Encaminhamento metodológico Na atividade proposta na seção Interação está sen- do desenvolvida a habilidade EF08MA06 da BNCC ao solicitar aos alunos que elaborem uma situação-problema envolvendo produtos notáveis. É provável que apareçam situações-proble- ma diferentes. Resposta 1. A sentença é falsa. O correto é (x – 1) · (x + 1) = x2 – 1. As respostas para a seção Interação são pessoais. As respostas para a segun- da seção Atividades são: 1. a) Piscina b) Jardins c) Salão de festas d) Área de lazer PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 78PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 78 08/12/2020 14:15:1908/12/2020 14:15:19 79MATEMÁTICA 79MATEMÁTICA 2. Utilizando os conceitos de área de quadrado e retângulo, obser- ve a figura e obtenha o resultado de (a + b + c)2. (Esse é o produto notável conhecido como quadrado da soma de três termos.) 3. Sabendo que y2 + n2 = 53 e yn = 14, determine o valor de (y + n)2. 4. Sabendo que o lado de um quadrado vale (x – 3), determine a expressão que representa a sua área. 5. Desenvolva e reduza os termos semelhantes das expressões a seguir: a) (–x + 2)² + (–x – 2)² b) (x + 2) · (x – 1)² 6. Assinale a sentença verdadeira e corrija as falsas. a) (2x – 1)2 = 4x2 – 1 b) c) (x + 1) · (x + 1) = x2 – 2x + 1 d) (3x + 1)2 = 9x2 + 6x + 1 7. Qual é a forma mais simples de escrever o polinômio (a – b)2 + (a + b) · (a – b) – (a + b)2? 8. Desenvolva os produtos notáveis a seguir. a) (x3 + 1)2 b) x y 2 4 2 − a a b b c c 1 2 2 1 2 4 2 2x x x+ = + + 78 MATEMÁTICA 1. Analise se a sentença a seguir é verdadeira ou falsa. Se for falsa, corrija-a em seu caderno. (x – 1) · (x + 1) = x2 – 2x + 1 ATIVIDADES Para esta atividade, forme uma dupla. Cada um de vocês deve, primeiro, elaborar uma situa- ção-problema contextualizada para cada uma das figuras a seguir utilizando o que aprendeu neste capítulo. Em seguida, troquem suas produções para que cada um resolva as situações-problema criadas pelo outro. Figura 1. a a b b Figura 2. a a b b Houve alguma divergência entre a sua resposta e a resposta de seu colega? Se sim, o que pode tê-la causado? INTERAÇÃO 1. Em um condomínio será construída uma área de lazer como a representada na figura. Qual parte está sendo representada pelas expressões? a) a2 b) 2ab c) b2 d) (a + b)2 ATIVIDADES a b b a Jardim Ja rd im Salão de festas Piscina Resposta 2. a2 + b2 + c2 + 2ab + 2bc + 2ac 3. 81 4. x2 – 6x + 9 5. a) 2x2 + 8 b) x3 – 3x + 2 6. Verdadeira: D Correções das falsas: a) (2x – 1)2 = 4x2 – 4x + 1 b) 1 2 2 1 4 2 4 2 2x x x+ = + + c) (x + 1) · (x + 1) = x2 + 2x + 1 7. a2 – 4ab – b2 8. a) x6 + 2x3 + 1 b) x 4 xy 4 y 16 2 2 − + EF21_8_MAT_L2_U4_01_LP.indd 79EF21_8_MAT_L2_U4_01_LP.indd 79 14/12/2020 14:02:5914/12/2020 14:02:59 80 MATEMÁTICA 81MATEMÁTICA 3. Observe a expressão [3 + (x – y)] · [3 – (x – y)]. Essa expressão é o produto de uma soma por uma diferença. Qual é essa soma? Qual é essa diferença? 4. Calculando o produto do exercício anterior, qual é o polinômio que se obtém? 5. (IFAL-2016) Simplifique a seguinte expressão de produtos notáveis: (2x + y)2 – (2x – y)2 – 4xy. Qual é o resultado obtido? a) 4xy b) 2xy c) 0 d) –2xy e) –4xy 6. Desenvolva as expressões a seguir. a) 2 1 2 2 x + b) 4 1 2 2 a− c) x + x 2 1 2 1 ⋅ − d) x− 1 2 x e) xy− 1 10 2 7. Utilizando o produto notável adequado, desenvolva e simplifique as expressões a seguir: a) (2x + 1)2 + (2x – 1)2 + 2(2x + 1) · (2x – 1) b) a a a a − ⋅ ⋅ − − 1 2 1 2 1 4 1 16 2 2 2 + + c) (x + 3) · (x – 3) – (x + 2) · (x – 2) d) (3x + 2)2 – (2x + 3)2 + (1 + 3x) e) 4 1 2 2 3 5 2 2 2 x x x−( ) ( ) − −( )+ + 8. Calcule os seguintes produtos: a) (2x + 1) · (–6x2 – 5x + 3) b) (a2 – 1) · (2a2 – 2a + 1) c) (2x2 – 3x + 3) · (x – 3) d) (4a2 – 3ay + 2y2) · (2a – y) 9. O volume de um paralelepípedo retângulo é dado pelo produto de suas dimensões. Nessas condições, determine o polinômio que representa o volume do paralelepípedo abaixo. x x – 2 x – 4 10. Mostre que o sucessor do produto de dois números pares ou ímpares consecutivos é sempre um quadrado perfeito. 11. (IFAL) A expressão: 2x2 – 4x + 5 – (x2 + 2x – 4) equivale a: a) 3x2 – 2x + 1. b) x2 – 6x + 1. c) (2x + 1)2. d) (x – 3)2. e) (x – 2)2 – (x + 1)2. 12. (OBM-2015) Qual é o valor da expressão: 2015 2015 2014 2014 2014 20152 2− ⋅ − + ⋅ a) 0 b) 1 c) 2 015 d) 2 029 e) 4 029 80 MATEMÁTICA c) (3x + 2y)2 d) ( )x- 3 2 9. Simplifique a expressão a seguir utilizando o produto notável adequado. (a² + b²)² – 2(ab)² 10. Calcule (x + 3) · (x + 4). 11. No cubo a seguir, a medida da aresta é representada pelo binômioa + 2b. Obtenha um polinô- mio com 4 termos que represente o volume desse cubo, lembrando que o volume do cubo é igual à medida de sua aresta elevada ao cubo. a + 2b 1. Utilizando a regra dos produtos notáveis, desenvolva as expressões a seguir: a) (2x + 3y)2 b) (a4 – xy)2 c) (4 – xy2) · (4 + xy2) d) (x2 – 2)2 e) (x2 – 2) · (x2 + 2) f) 2. Assinale a alternativa que corresponde à resposta correta em relação ao desenvolvimento de (x + 3x)2. a) 16x2 b) 14x2 c) 12x2 d) 8x2 VAMOS PRATICAR MAIS? 1 1 1 1 2 2 x x ⋅ + + Resposta 8. c) 9x² + 12xy + 4y2 d) x x2 2 3 3− + 9. a4 + b4 10. x2 + 7x + 12 11. a³ + 6a²b + 12ab² + 8b³ Encaminhamento metodológico Neste momento, é apre- sentada aos alunos a seção Vamos praticar mais?, com ati- vidades, na maioria, de fixação sobre os conteúdos estudados. Essas atividades devem ser resolvidas no caderno. Resposta 1. a) 4x² + 12xy + 9y² b) a8 – 2a4xy + x2y2 c) 16 – x2y4 d) x4 – 4x2 + 4 e) x 4 – 4 f ) 1 2 14 2x + x + 2. A PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 80PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 80 08/12/2020 14:15:3208/12/2020 14:15:32 81MATEMÁTICA 81MATEMÁTICA 3. Observe a expressão [3 + (x – y)] · [3 – (x – y)]. Essa expressão é o produto de uma soma por uma diferença. Qual é essa soma? Qual é essa diferença? 4. Calculando o produto do exercício anterior, qual é o polinômio que se obtém? 5. (IFAL-2016) Simplifique a seguinte expressão de produtos notáveis: (2x + y)2 – (2x – y)2 – 4xy. Qual é o resultado obtido? a) 4xy b) 2xy c) 0 d) –2xy e) –4xy 6. Desenvolva as expressões a seguir. a) 2 1 2 2 x + b) 4 1 2 2 a− c) x + x 2 1 2 1 ⋅ − d) x− 1 2 x e) xy− 1 10 2 7. Utilizando o produto notável adequado, desenvolva e simplifique as expressões a seguir: a) (2x + 1)2 + (2x – 1)2 + 2(2x + 1) · (2x – 1) b) c) (x + 3) · (x – 3) – (x + 2) · (x – 2) d) (3x + 2)2 – (2x + 3)2 + (1 + 3x) e) 4 1 2 2 3 5 2 2 2 x x x−( ) ( ) − −( )+ + 8. Calcule os seguintes produtos: a) (2x + 1) · (–6x2 – 5x + 3) b) (a2 – 1) · (2a2 – 2a + 1) c) (2x2 – 3x + 3) · (x – 3) d) (4a2 – 3ay + 2y2) · (2a – y) 9. O volume de um paralelepípedo retângulo é dado pelo produto de suas dimensões. Nessas condições, determine o polinômio que representa o volume do paralelepípedo abaixo. x x – 2 x – 4 10. Mostre que o sucessor do produto de dois números pares ou ímpares consecutivos é sempre um quadrado perfeito. 11. (IFAL) A expressão: 2x2 – 4x + 5 – (x2 + 2x – 4) equivale a: a) 3x2 – 2x + 1. b) x2 – 6x + 1. c) (2x + 1)2. d) (x – 3)2. e) (x – 2)2 – (x + 1)2. 12. (OBM-2015) Qual é o valor da expressão: 2015 2015 2014 2014 2014 20152 2− ⋅ − + ⋅ a) 0 b) 1 c) 2 015 d) 2 029 e) 4 029 a a a a − ⋅ ⋅ − − 1 2 1 2 1 4 1 16 2 2 2 + + 80 MATEMÁTICA c) (3x + 2y)2 d) ( )x- 3 2 9. Simplifique a expressão a seguir utilizando o produto notável adequado. (a² + b²)² – 2(ab)² 10. Calcule (x + 3) · (x + 4). 11. No cubo a seguir, a medida da aresta é representada pelo binômio a + 2b. Obtenha um polinô- mio com 4 termos que represente o volume desse cubo, lembrando que o volume do cubo é igual à medida de sua aresta elevada ao cubo. a + 2b 1. Utilizando a regra dos produtos notáveis, desenvolva as expressões a seguir: a) (2x + 3y)2 b) (a4 – xy)2 c) (4 – xy2) · (4 + xy2) d) (x2 – 2)2 e) (x2 – 2) · (x2 + 2) f) 2. Assinale a alternativa que corresponde à resposta correta em relação ao desenvolvimento de (x + 3x)2. a) 16x2 b) 14x2 c) 12x2 d) 8x2 VAMOS PRATICAR MAIS? 1 1 1 1 2 2 x x ⋅ + + Resposta 3. Soma: 3 + (x – y) Diferença: 3 – (x – y) 4. 9 – x2 – y2 + 2xy 5. A 6. a) 16x2 b) a4 c) –5 d) 5x2 + 3x – 4 e) 11x2 + 30x – 20 7. a) 4x2 + 2x + 1 4 b) 16a2 – 4a + 1 4 c) x 2 4 1− d) x 1 x 2 2− +2 e) x y xy2 2 1 5 1 100 − + 8. a) –12x3 – 16x2 + x + 3 b) 2a4 – 2a3 – a2 + 2a – 1 c) 2x3 – 9x2 + 12x – 9 d) 8a3 – 10a2y + 7ay2– 2y3 9. V = x · (x – 2) · (x – 4) = = x · (x2 – 4x – 2x + 8) = = x3 – 6x2 + 8x 10. Produto de dois números pares ou ímpares consecutivos: x · (x + 2) Sucessor: x · (x + 2) + 1 = x² + 2x + + 1 = (x + 1)² 11. D 12. E EF21_8_MAT_L2_U4_01_LP.indd 81EF21_8_MAT_L2_U4_01_LP.indd 81 14/12/2020 14:03:1414/12/2020 14:03:14 82 MATEMÁTICA 82 MATEMÁTICA Produtos notáveis – Relacionando conceitos PRODUTOS NOTÁVEIS cálculos algébricos aparecem com frequência quadrado cubo são que como da binômio (x + a) por (x + b) (x – y) · (x + y) = x2 – y2 (x – y)2 = x2 – 2xy + y2 (x + y)3 = x3 + 3x2y + 3xy2 + y3 soma de dois termos diferença de dois termos produto do da soma pela di- ferença de dois termos (x + a) · (x + b) = x2 + (a + b)x + ab (x + y)2 = x2 + 2xy + y2 (x – y)3 = x3 – 3x2y + 3xy2 – y3 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 82PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 82 08/12/2020 14:15:4108/12/2020 14:15:41 83MATEMÁTICA Andrey_Kuz min/Shu tterstoc k Andrey_Kuz min/Shu tterstoc k un idade • Decomposição em fatores • Fatoração com fator comum em evidência • Fatoração por agrupamento • Fatoração da diferença de dois quadrados • Fatoração do trinômio quadrado perfeito • Múltiplos e divisores • MMC • MDC 83 An dr ey _K uz m in /S hu tte rst oc k Escola Digital 2. Fatoração, múltiplos e divisores Você não deve se lembrar de quando foi a primeira vez que fez um cálculo mental, mas, com certeza, já realizou muitas contas mentalmente. É um processo interessante, especialmente quando não temos à mão uma calculadora ou um papel e uma caneta. Há pessoas que levam o cálculo mental tão a sério que chegam a participar da Copa do Mundo de Cálculo Mental, fazendo muitos cálculos em poucos minutos. Você está preparado? É capaz de responder, em um minuto, quanto é 1 0002 – 9992, sem usar calcula- dora ou papel e lápis? 4 Expressões algébr icas I Encaminhamento metodológico Neste capítulo, trabalha- remos a habilidade EF08MA06 da BNCC, que é a de resolver e elaborar problemas que envol- vam o cálculo do valor numé- rico de expressões algébricas utilizando as propriedades das operações. Este capítu- lo tem foco na fatoração de polinômios e em encontrar o MMC e o MDC deles. Destaque durante as aulas que o proces- so chamado de fatoração é o processo inverso do desenvol- vimento de produtos algébri- cos. No texto inicial, comente com os alunos a importância do cálculo mental e ressalte que é preciso dominar técnicas apropriadas, pois resolver uma multiplicação, por exemplo, mentalizando o algoritmo tradicional pode ser confuso e trabalhoso. Quanto à questão final, sugira-a como desafio e, se desejar, deixe o tempo livre e cronometre o menor tempo dos alunos. Dica para ampliar o trabalho [...] considera-se cálculo mental um conjunto de procedi- mentos de cálculo que podem ser analisados e articulados diferen- temente por cada indivíduo para a obtenção mais adequada de resultados exatos ou aproxima- dos, com ou sem o uso de lápis e papel. Os procedimentos de cálculo mental se apoiam nas propriedades do sistema de nu- meração decimal e nas proprieda- des das operações e colocam em ação diferentes tipos de escrita numérica, assim como diferentes relações entre os números. O cálculo mental permite maior fle- xibilidade de calcular, bem como maior segurança e consciência na realização e confirmação dos resultados esperados, tornando- -se relevante na capacidade de enfrentar problemas. A IMPORTÂNCIA do cálculo mental para a construção do conceito de número. Ensinando Matemática, 26 nov. 2012. Disponível em: http://url. sae.digital/YNqXbVP. Acesso em: 26 set. 2019. Objetivos do capítulo • Identificar fatores comuns em uma expressão algébrica. • Escrever umaexpressão na forma fatorada. • Aplicar o caso mais conveniente na fatoração de uma expressão. • Encontrar o MMC e MDC de monômios. • Encontrar o MMC e MDC de polinômios. Realidade aumentada • Trinômio quadrado perfeito • Revendo MMC e MDC PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 83PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 83 08/12/2020 14:16:1908/12/2020 14:16:19 84 MATEMÁTICA 85MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Nos retângulos a seguir, estão indicadas as medidas da área e de um de seus lados. Escreva a área dos retângulos na forma fatorada. a) 2x + 2 2 b) 3x²y – 9y 3y 2. Fatore completamente as seguintes expressões: a) a2 + ab d) a3 + a2 + a b) 2ax + 4a e) 12a + 8a2 c) 3x2 – 3y f) 9x2 – 81 ATIVIDADES Fatoração por agrupamento Observe, a seguir, três maneiras distintas de calcular a área de um retângulo de medidas a + b e x + y: x y a b ax byay bx A área dessa figura pode ser dada pelo polinômio ax + bx + ay + by. x · (a + b) y · (a + b) a b x y A área dessa figura pode ser dada pelo polinômio x(a + b) + y(a + b). ba x y (a + b) · (x + y) A área dessa figura pode ser dada pelo polinômio (a + b) · (x + y). As três figuras têm a mesma área, pois têm as mesmas medidas dos lados. Então, podemos escrever: Forma fatorada do polinômio Polinômio ax bx ay by x(a b) y(a b) (a b) (x y)� � � � � � � � � � �������� ������� Vejamos como podemos fazer algebricamente para escrever o polinômio ax + bx + ay + by na forma fatorada: = x(a + b) + y(a + b) = = (a + b) · (x + y) Agrupamos os termos que têm fator comum. Em cada grupo, colocamos os fatores comuns em evidência. Colocamos, novamente, em evidência, o fator comum. 1. Escreva o polinômio x3 – 2x2 + x + x2y – 2xy + y na forma fatorada. Solução: Identificamos os grupos: Identificamos o fator comum: Colocamos o fator comum em evidência: Identificamos o fator comum: Colocamos o fator comum em evidência: COLOCANDO EM PRÁTICA x3 – 2x2 + x + x2y – 2xy + y Fator comum: x Fator comum: y x(x2 – 2x + 1) + y(x2 – 2x + 1) Fator comum: x2 – 2x + 1 (x2 – 2x + 1) · (x + y) 84 MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 Decomposição em fatores Um número composto pode ser escrito como produto de outros números. Por exemplo, o número 36 pode ser escrito na forma dos seguintes produtos: 2 · 18 = 3 · 12 = 4 · 9 = 2² · 3² = ... Dizemos que 22 · 32 é a decomposição em fatores primos de 36, ou seja, escrevemos o número 36 como produto de números primos. Ainda, dizemos que os produtos são formas fatoradas de 36 ou fatorações de 36. Do mesmo modo, existem polinômios que podem ser escritos como produto de outros polinômios, ou seja, em forma fatorada. Exemplo: Que expressão algébrica representa a área da figura ao lado? Solução: A figura nos mostra um quadrado ABCD, um retângulo CDEF e um retângulo ABFE. De acordo com a figura, podemos escrever: Área do quadrado ABCD + área do retângulo CDEF = área do retângulo ABFE ou x xy x x y2 � � ���� ��� ��( ) Polinômio. Forma fatorada do polinômio. Nesse caso, o fator x aparece nos dois termos do polinômio e foi colocado em evidência. Examinaremos, a seguir, alguns casos de fatoração algébrica. Fatoração com fator comum em evidência Sabe-se, pela propriedade distributiva, que: 3(x + y) = 3x + 3y, em que 3 e (x + y) são fatores. Como 3 é um fator comum que aparece em todos os termos do polinômio e foi colocado em evi- dência, percebemos que x + y é o mesmo que (3x : 3) + (3y : 3) ou 3x 3y 3 3 x y + . Diante do que foi exposto, podemos dizer que: Quando todos os termos de um polinômio têm um fator comum, podemos colocá-lo em evidência. A forma fatorada é o produto do fator comum pela expressão que se obtém dividin- do-se cada termo do polinômio pelo fator comum. x2 xy x y A D E FCB x Encaminhamento metodológico Comente com os alunos que todo número natural dife- rente de 1 pode ser decomposto em fatores. Faça outros exem- plos com os alunos. Lembre-os de que há uma regra prática para a decomposição: Passo 1: dividimos o número pelo seu menor divisor primo. Passo 2: dividimos o quociente obtido pelo menor divisor primo. Passo 3: repetimos o passo 2 até obter como quociente o número 1. O produto dos números primos obtido será a nossa fatoração. Posteriormente, comente que podemos fatorar um polinô- mio colocando o fator comum em evidência. Após abordar a fatoração pelo fator comum em evidência e a fatoração por agrupamento, faça os exemplos a seguir com os alunos: Exemplos: 1. Fatore a expressão: 5ab2 + 10a2b2 – 15a3b4 Solução: Fator comum: Parte numérica: MDC (5, 10, 15) = 5 Parte literal: ab2 Logo, o fator comum é 5ab2. Dividindo cada termo da ex- pressão 5ab2 + 10a2b2 – 15a3b4 pelo fator comum, temos: (5ab2 + 10a2b2 – 15a3b4) : (5ab2) = = 1 + 2a – 3a2b2 Portanto: 5ab2 + 10a2b2 – – 15a3b4 = 5ab2 (1 + 2a – 3a2b2) 2. Dada a expressão mx – nx + 2m – 2n, escreva esse polinômio na forma fatorada. Solução: mx – nx + 2m – 2n = = x (m – n) + 2 (m – n) = = (m – n) (x + 2). Então, (m – n) · (x + 2) é a forma fatorada de mx – nx + 2m – 2n. PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 84PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 84 08/12/2020 14:16:2308/12/2020 14:16:23 85MATEMÁTICA 85MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Nos retângulos a seguir, estão indicadas as medidas da área e de um de seus lados. Escreva a área dos retângulos na forma fatorada. a) 2x + 2 2 b) 3x²y – 9y 3y 2. Fatore completamente as seguintes expressões: a) a2 + ab d) a3 + a2 + a b) 2ax + 4a e) 12a + 8a2 c) 3x2 – 3y f) 9x2 – 81 ATIVIDADES Fatoração por agrupamento Observe, a seguir, três maneiras distintas de calcular a área de um retângulo de medidas a + b e x + y: x y a b ax byay bx A área dessa figura pode ser dada pelo polinômio ax + bx + ay + by. x · (a + b) y · (a + b) a b x y A área dessa figura pode ser dada pelo polinômio x(a + b) + y(a + b). ba x y (a + b) · (x + y) A área dessa figura pode ser dada pelo polinômio (a + b) · (x + y). As três figuras têm a mesma área, pois têm as mesmas medidas dos lados. Então, podemos escrever: Forma fatorada do polinômio Polinômio ax bx ay by x(a b) y(a b) (a b) (x y)� � � � � � � � � � �������� ������� Vejamos como podemos fazer algebricamente para escrever o polinômio ax + bx + ay + by na forma fatorada: = x(a + b) + y(a + b) = = (a + b) · (x + y) Agrupamos os termos que têm fator comum. Em cada grupo, colocamos os fatores comuns em evidência. Colocamos, novamente, em evidência, o fator comum. 1. Escreva o polinômio x3 – 2x2 + x + x2y – 2xy + y na forma fatorada. Solução: Identificamos os grupos: Identificamos o fator comum: Colocamos o fator comum em evidência: Identificamos o fator comum: Colocamos o fator comum em evidência: COLOCANDO EM PRÁTICA x3 – 2x2 + x + x2y – 2xy + y Fator comum: x Fator comum: y x(x2 – 2x + 1) + y(x2 – 2x + 1) Fator comum: x2 – 2x + 1 (x2 – 2x + 1) · (x + y) 84 MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 Decomposição em fatores Um número composto pode ser escrito como produto de outros números. Por exemplo, o número 36 pode ser escrito na forma dos seguintes produtos: 2 · 18 = 3 · 12 = 4 · 9 = 2² · 3² = ... Dizemos que 22 · 32 é a decomposição em fatores primos de 36, ou seja, escrevemos o número 36 como produto de números primos. Ainda, dizemos que os produtos são formas fatoradas de 36 ou fatorações de 36. Do mesmo modo, existem polinômios que podem ser escritos como produto de outros polinômios, ou seja, em forma fatorada. Exemplo: Que expressão algébrica representa a área da figura ao lado? Solução: A figura nos mostra um quadrado ABCD, um retângulo CDEF e um retângulo ABFE. De acordo com a figura, podemos escrever: Área do quadrado ABCD + área do retângulo CDEF = área do retângulo ABFE ou x xy x x y2 � � ���� ��� ��( ) Polinômio. Forma fatorada do polinômio. Nesse caso, o fator x aparece nos dois termosdo polinômio e foi colocado em evidência. Examinaremos, a seguir, alguns casos de fatoração algébrica. Fatoração com fator comum em evidência Sabe-se, pela propriedade distributiva, que: 3(x + y) = 3x + 3y, em que 3 e (x + y) são fatores. Como 3 é um fator comum que aparece em todos os termos do polinômio e foi colocado em evi- dência, percebemos que x + y é o mesmo que (3x : 3) + (3y : 3) ou 3x 3y 3 3 x y + . Diante do que foi exposto, podemos dizer que: Quando todos os termos de um polinômio têm um fator comum, podemos colocá-lo em evidência. A forma fatorada é o produto do fator comum pela expressão que se obtém dividin- do-se cada termo do polinômio pelo fator comum. x2 xy x y A D E FCB x 2. a) a(a + b) b) 2a(x + 2) c) 3(x2 – y) d) a(a2 + a + 1) e) 4a(3 + 2a) f ) 9(x2 – 9) ou 9(x – 3)(x + 3) Encaminhamento metodológico Na atividade 2, oriente os alunos na determinação do fator comum. O termo com- pletamente sugere que o fator com a incógnita fique o mais simplificado possível. Quando estiver trabalhando com o conceito de Fatoração por agrupamento, informe que, para utilizá-lo, precisamos agrupar os termos semelhantes e colocá-los em evidência, como está descrito na seção Colocando em prática. Resposta 1. a) 2(x + 1) b) 3y(x2 – 3) PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 85PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 85 08/12/2020 14:16:2308/12/2020 14:16:23 86 MATEMÁTICA 87MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Fatore os seguintes polinômios: a) x2 – 81 b) 100 – a2 c) b2 4 25 - ATIVIDADES No início deste capítulo, perguntamos se você seria capaz de calcular mentalmente 1 0002 – 9992 em um minuto. Agora você vai ver como isso é possível. Observe: 92 – 82 = (9 + 8) · (9 – 8) = 17 · 1 = 17 102 – 92 = (10 + 9) · (10 – 9) = 19 · 1 = 19 252 – 242 = (25 + 24) · (25 – 24) = 49 · 1 = 49 a) Que característica comum os números que foram subtraídos apresentam? b) Você percebeu alguma regularidade? Qual? c) Qual é o resultado de 1 0002 – 9992? DESENVOLVER E APLICAR Fatoração do trinômio quadrado perfeito Vamos considerar as figuras que já estudamos: y x y y xx x y A figura representa um quadrado de lado (x + y), cuja área pode ser indicada de duas maneiras: x2 + 2xy + y2 = (x + y)2 A figura colorida e não hachurada representa um quadrado de lado (x – y), cuja área pode ser indicada de duas maneiras: x2 – 2xy + y2 = (x – y)2 De forma geral, podemos dizer que: x 2xy y = (x y)2 2 2 Forma fatorada do polinômio Polinômio ������� ���+ + + 2 2 2 Forma fatorada do polinômio Polinômio x 2xy y = (x y)− + −������� ���e 86 MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Os retângulos a seguir estão divididos em retângulos menores. Observe as medidas indicadas e escreva a área dos retângulos nas formas fatorada e não fatorada. a) aax bx by b) 1 b y 3b 2. Fatore completamente as seguintes expressões: a) 12 + 4a + 3b + ab b) 6 + 3a – 2b – ab c) 3x + xy + 3y + y2 ATIVIDADES A área da figura colorida pode ser indicada pelo poli- nômio x² – y², em que x² é a área do quadrado maior e y² é a área do quadrado menor. O polinômio x² – y² expressa uma diferença de dois quadrados. Se recortarmos a figura 1 no pontilhado a seguir, podemos formar uma nova figura. Quando jun- tamos as duas partes, temos: (x – y) x x y y Figura 1. (x – y) x Figura 2. y (x – y) (x – y) Observe que a área da figu- ra 1, expressa por x² – y², e a área da figura 2, expressa por (x + y) · (x – y), são iguais. Portanto, podemos escrever: 2 2 Forma fatorada do polinômio Polinômio x y (x y) (x y)� � � � ���� ������� Na forma fatorada, observe que: 2 2 x x y y = = raiz quadrada do 1.º termo. raiz quadrada do 2.º termo. Exemplos: • 25 – y 2 = (5 + y) · (5 – y) • 16y 2 – x 2 = (4y – x) · (4y + x) Fatoração da diferença de dois quadrados Considere a seguinte figura: x2 – y2 x x y y Encaminhamento metodológico Na atividade 1, inicialmen- te, os alunos devem determinar as medidas dos lados dos polí- gonos e, para isso, devem obser- var a área do outro polígono. Por exemplo, o retângulo tem área ax. Um lado pode medir 1 e o outro ax, assim como um lado pode medir a e o outro x. Como é dada a medida a, o aluno usa essa informação e determina a medida do outro lado do retângulo. Na atividade 2, caso os alunos tenham dificuldade, pode-se desenhar um retân- gulo, dividi-lo em retângulos menores e colocar os valores das áreas dentro dos retângulos menores (processo inverso do que fazemos normalmente). Destaque também que, para co- locar o valor das áreas, deve-se tomar cuidado com os fatores em comum. Resposta 1. a) (a + b) · (x + y) e ax + bx + ay + by b) (1 + b) · (3 + y) e 3 + y + 3b + yb 2. a) (4 + b) · (3 + a) b) (3 – b) · (2 + a) c) (x + y) · (3 + y) PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 86PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 86 08/12/2020 14:16:2708/12/2020 14:16:27 87MATEMÁTICA 87MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Fatore os seguintes polinômios: a) x2 – 81 b) 100 – a2 c) b2 4 25 - ATIVIDADES No início deste capítulo, perguntamos se você seria capaz de calcular mentalmente 1 0002 – 9992 em um minuto. Agora você vai ver como isso é possível. Observe: 92 – 82 = (9 + 8) · (9 – 8) = 17 · 1 = 17 102 – 92 = (10 + 9) · (10 – 9) = 19 · 1 = 19 252 – 242 = (25 + 24) · (25 – 24) = 49 · 1 = 49 a) Que característica comum os números que foram subtraídos apresentam? b) Você percebeu alguma regularidade? Qual? c) Qual é o resultado de 1 0002 – 9992? DESENVOLVER E APLICAR Fatoração do trinômio quadrado perfeito Vamos considerar as figuras que já estudamos: y x y y xx x y A figura representa um quadrado de lado (x + y), cuja área pode ser indicada de duas maneiras: x2 + 2xy + y2 = (x + y)2 A figura colorida e não hachurada representa um quadrado de lado (x – y), cuja área pode ser indicada de duas maneiras: x2 – 2xy + y2 = (x – y)2 De forma geral, podemos dizer que: x 2xy y = (x y)2 2 2 Forma fatorada do polinômio Polinômio ������� ���+ + + 2 2 2 Forma fatorada do polinômio Polinômio x 2xy y = (x y)− + −������� ���e 86 MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Os retângulos a seguir estão divididos em retângulos menores. Observe as medidas indicadas e escreva a área dos retângulos nas formas fatorada e não fatorada. a) aax bx by b) 1 b y 3b 2. Fatore completamente as seguintes expressões: a) 12 + 4a + 3b + ab b) 6 + 3a – 2b – ab c) 3x + xy + 3y + y2 ATIVIDADES A área da figura colorida pode ser indicada pelo poli- nômio x² – y², em que x² é a área do quadrado maior e y² é a área do quadrado menor. O polinômio x² – y² expressa uma diferença de dois quadrados. Se recortarmos a figura 1 no pontilhado a seguir, podemos formar uma nova figura. Quando jun- tamos as duas partes, temos: (x – y) x x y y Figura 1. (x – y) x Figura 2. y (x – y) (x – y) Observe que a área da figu- ra 1, expressa por x² – y², e a área da figura 2, expressa por (x + y) · (x – y), são iguais. Portanto, podemos escrever: 2 2 Forma fatorada do polinômio Polinômio x y (x y) (x y)� � � � ���� ������� Na forma fatorada, observe que: 2 2 x x y y = = raiz quadrada do 1.º termo. raiz quadrada do 2.º termo. Exemplos: • 25 – y 2 = (5 + y) · (5 – y) • 16y 2 – x 2 = (4y – x) · (4y + x) Fatoração da diferença de dois quadrados Considere a seguinte figura: x2 – y2 x x y y As respostas para a seção Atividades são: 1. a) x² – 81 = (x + 9) · (x – 9) b) 100 – a² = (10 + a) · (10 – a) c) b b b2 4 25 2 5 2 5 − = + ⋅ − Encaminhamento metodológico Comente com os alunos que a fatoração da diferença de dois quadrados só pode ser utilizada em expressões algébricas que apresentam dois monômios elevados ao quadrado, e a operação entre eles é uma subtração. Na seção Desenvolver e aplicar, retomamos a questão inicial do capítulo, porém usando fatoração. As duas perguntas anterioresà questão inicial têm o objetivo de preparar os alunos para perceberem a regularidade. Resposta As respostas para a seção Desenvolver e aplicar são: a) São consecutivos. b) Resposta pessoal. Espera-se que o aluno perceba que, quando se subtrai o quadrado de um número do quadrado de seu sucessor, o resultado é a soma dos números. c) 1 999 PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 87PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 87 08/12/2020 14:16:3008/12/2020 14:16:30 88 MATEMÁTICA 89MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 Brincadeiras numéricas Uma brincadeira matemática muito conhecida é a “mate- mágica”, que acontece quando uma pessoa pede para que você pense em um número, realiza várias operações com esse número e consegue, com a sua resposta ao final das operações, “descobrir” o número que você pensou. Vejamos, a seguir, um exemplo dessa brincadeira. • Pense em um número qualquer. • Multiplique-o por 4. • Ao resultado, some 8. • Divida o resultado por 2. • Ao resultado, some 2. • Divida o resultado por 2. • O resultado obtido menos 3 é o número pensado. Incrível isso, não?! Mas, na verdade, isso é pura Matemática. Vamos demonstrar algebricamente o funcionamento dessa “mágica” matemática: • Pense em um número qualquer: n • Multiplique-o por 4: 4n • Ao resultado, some 8: 4n + 8 • Divida o resultado por 2: 4 8 2 n+ • Ao resultado, some 2: 4 8 2 2 n+ + • Divida o resultado por 2: 4 8 2 2 2 n+ + • O resultado obtido menos 3 é o número pensado: 4 8 2 2 2 3 n n + + − = Precisamos, então, demonstrar essa identidade. Para isso, desenvolvemos o primeiro membro para encontrarmos a igualdade. 4 8 2 2 2 3 2 2 4 2 2 2 3 2 4 2 2 3 2 6 2 3 2 3 2 3 n n n n n n + + − = + + − = + + − = + − = + − = + ( ) ( ) ( ) ( 33 3)− =n Demonstrando a igualdade, é possível afirmar que, independentemente do número escolhido inicialmente, o resultado será sempre igual a esse número. Observe que, na demonstração, foi utili- zado um dos casos de fatoração. Você sabe dizer qual foi? de lc ar m at /S hu tt er st oc k 88 MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Os seguintes trinômios são quadrados perfeitos. Fatore cada um deles. a) x x 2 5 1 25 − +2 b) 1 4 1 3 1 9 m m− +2 ATIVIDADES 1. Fatore os trinômios a seguir. a) x² + 2x + 1 b) x + 3x + 9 4 2 ATIVIDADES Identificando trinômios quadrados perfeitos Existem trinômios que não são quadrados perfeitos. Como reconhecer, então, um trinômio quadrado perfeito? Para verificarmos se um trinômio é quadrado perfeito, procederemos da seguinte forma: • inicialmente, verificamos se dois termos do trinômio são quadrados perfei- tos. Para isso, extrai-se a raiz quadrada de cada termo quadrado; • em seguida, multiplicamos por 2 o produto das raízes para verificar se o resultado é igual ao termo que não é quadrado perfeito. Existem trinômios que não são quadrados perfeitos. Como reconhecer, então, um trinômio quadrado perfeito? Para verificarmos se um trinômio é quadrado perfeito, procederemos da seguinte forma: • 4x · 2 2x 8x 16+ + 2x 16 x 4 (x + 4)2 1. Elabore uma situação-problema envolvendo a decomposição em fatores de uma expressão algébrica. Se julgar necessário, utilize a imagem a seguir como base para a questão. Em seguida, entregue-a a um colega e peça-lhe que resolva. INTERAÇÃO Orientação para RA Essa Realidade aumentada apresenta um vídeo com o passo a passo da fatoração de um polinômio. Após os alunos assistirem ao vídeo, reproduza as expressões algé- bricas abaixo no quadro e solicite-lhes que verifiquem quais dessas expressões são trinômios quadrados perfeitos. Exemplo: a) 2x2 + 2x + 4 b) x2 + 4x c) 4x2 + 4x + 1 d) 9 + 6y + y2 e) 9 – 12y + 4y2 Solução As respostas corretas são c, d e e. A expressão a é um trinômio, mas não atende à condição necessária. A expressão b não é um trinômio, mas, sim, um binômio. Encaminhamento metodológico Na seção Interação está sendo trabalhada a habilidade EF08MA06 da BNCC. Aproveite para solicitar aos alunos que analisem e comparem as res- postas obtidas para o problema elaborado. Explique aos alunos que uma expressão algébrica (que já está na sua forma reduzi- da), formada por três parcelas, é denominada trinômio. Ainda, o trinômio quadrado perfeito é obtido quando elevamos um bi- nômio ao quadrado. Se possível, faça os exemplos a seguir: Exemplos: 1. x² + 4x + 4 Solução: x x x x 2 2 2 4 4 4 2 ↓ ↓ + + + � � � �������� ( ) Observe ainda que 2 · x · 2 = 4x 2. 4x² – 12xy + 9y² Solução: 4 12 9 4 9 2 3 2 2 2 2 2 3 2 x xy y x y x y x y ↓ ↓ = = − + + � � � � � ���������� ( ) Observe ainda que 2 · (2x) · (–3y) = = –12xy Resposta A resposta para a seção Interação é pessoal. As respostas para a primei- ra seção Atividades são: 1. a) (x + 1)2 b) x + 3 2 2 As respostas para a segun- da seção Atividades são: 1. a) x − 1 5 2 b) 1 2 1 3 2 m− PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 88PG21LP282SDM0_MIOLO_EF21_8_MAT_L2_LP.indb 88 08/12/2020 14:16:5008/12/2020 14:16:50 89MATEMÁTICA 89MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 Brincadeiras numéricas Uma brincadeira matemática muito conhecida é a “mate- mágica”, que acontece quando uma pessoa pede para que você pense em um número, realiza várias operações com esse número e consegue, com a sua resposta ao final das operações, “descobrir” o número que você pensou. Vejamos, a seguir, um exemplo dessa brincadeira. • Pense em um número qualquer. • Multiplique-o por 4. • Ao resultado, some 8. • Divida o resultado por 2. • Ao resultado, some 2. • Divida o resultado por 2. • O resultado obtido menos 3 é o número pensado. Incrível isso, não?! Mas, na verdade, isso é pura Matemática. Vamos demonstrar algebricamente o funcionamento dessa “mágica” matemática: • Pense em um número qualquer: n • Multiplique-o por 4: 4n • Ao resultado, some 8: 4n + 8 • Divida o resultado por 2: 4 8 2 n+ • Ao resultado, some 2: 4 8 2 2 n+ + • Divida o resultado por 2: 4 8 2 2 2 n+ + • O resultado obtido menos 3 é o número pensado: 4 8 2 2 2 3 n n + + − = Precisamos, então, demonstrar essa identidade. Para isso, desenvolvemos o primeiro membro para encontrarmos a igualdade. 4 8 2 2 2 3 2 2 4 2 2 2 3 2 4 2 2 3 2 6 2 3 2 3 2 3 n n n n n n + + − = + + − = + + − = + − = + − = + ( ) ( ) ( ) ( 33 3)− =n Demonstrando a igualdade, é possível afirmar que, independentemente do número escolhido inicialmente, o resultado será sempre igual a esse número. Observe que, na demonstração, foi utili- zado um dos casos de fatoração. Você sabe dizer qual foi? PARA SABER MAIS Uma brincadeira matemática muito conhecida é a “mate- ”, que acontece quando uma pessoa pede para que você pense em um número, realiza várias operações com esse número e consegue, com a sua resposta ao final das operações, de lc ar m at /S hu tt er st oc k 88 MATEMÁTICA EF 21 _8 _M AT _L 2_ U 4_ 02 1. Os seguintes trinômios são quadrados perfeitos. Fatore cada um deles. a) x x 2 5 1 25 − +2 b) 1 4 1 3 1 9 m m− +2 ATIVIDADES 1. Fatore os trinômios a seguir. a) x² + 2x + 1 b) x + 3x + 9 4 2 ATIVIDADES Identificando trinômios quadrados perfeitos Existem trinômios que não são quadrados perfeitos. Como reconhecer, então, um trinômio quadrado perfeito? Para verificarmos se um trinômio é quadrado perfeito, procederemos da seguinte forma: • inicialmente, verificamos se dois termos do trinômio são quadrados perfei- tos. Para isso, extrai-se a raiz quadrada de cada termo quadrado; • em seguida, multiplicamos por 2 o produto das raízes para verificar se o resultado é igual ao termo que não é quadrado perfeito. 4x · 2 2x 8x 16+ + 2x 16 x 4 (x + 4)2 1. Elabore uma situação-problema envolvendo a decomposição em fatores de uma expressão algébrica. Se julgar necessário, utilize a imagem a seguir como base para a questão. Em seguida, entregue-a a um colega e peça-lhe