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FUNÇÕES DE UMA VARIÁVEL E-book 1 Carla Vital Neste E-Book: INTRODUÇÃO ���������������������������������������������� 3 NÚMEROS REAIS ���������������������������������������� 5 CONJUNTOS NUMÉRICOS ����������������������� 8 DESIGUALDADES �������������������������������������20 Igualdade ��������������������������������������������������������������� 20 Desigualdade ��������������������������������������������������������� 21 Propriedades ��������������������������������������������������������� 22 INTERVALOS ���������������������������������������������� 25 Intervalo aberto de extremos ������������������������������� 25 Intervalo fechado de extremos ���������������������������� 26 Intervalo fechado à esquerda, ou aberto à direita ou semiaberto �������������������������������������������� 26 Intervalo fechado a direita, ou aberto à esquerda ���������������������������������������������������������������� 27 MÓDULO DE UM NÚMERO REAL ��������29 PLANO CARTESIANO �������������������������������31 CONSIDERAÇÕES FINAIS ���������������������� 35 SÍNTESE �������������������������������������������������������37 2 INTRODUÇÃO Nesta disciplina, iremos estudar de maneira mais profunda as funções de uma variável, também co- nhecidas como função afim ou função do primeiro grau; este é um conteúdo já visto na educação básica, mas é retomado no ensino superior, pois é uma base importante para diversos conteúdos, por exemplo, Cálculo Diferencial e Integral, por isso, é essencial que se tenha domínio do mesmo� Dessa forma, nesta primeira unidade, serão revisados conceitos básicos de matemática� São eles: ● Números reais; ● Conjuntos numéricos; ● Desigualdades; ● Intervalos; ● Módulo de um número real; ● Plano cartesiano� Como citado, são conteúdos que já foram estudados na educação básica, porém é importante que estas concepções básicas estejam claras e concisas, pois são essenciais para disciplinas mais avançadas� Os conceitos de números reais e conjuntos numéricos são importantes para qualquer conteúdo matemá- tico� Já as desigualdades, intervalos numéricos e módulo de um número real são específicos, principal- 3 mente para os estudos de funções – posteriormente, iremos nos aprofundar nesse assunto. E, finalmente, o estudo do plano cartesiano compreende diversas aplicações tanto cotidianas quanto para princípios avançados de matemática, essencialmente para o estudo de Cálculo Diferencial e Integral� 4 NÚMEROS REAIS Neste tópico são apresentados exemplos e uma de- finição geral sobre os números racionais. Eles estão presentes em tudo o que fazemos, desde o salário, pagamento de contas, cálculos matemáticos, etc� Podcast 1 Os números, assim como a matemática no geral, sur- giram de uma necessidade; a matemática mais antiga veio “dos primeiros esforços do homem para siste- matizar os conceitos de grandeza, forma e número, é por aí que começaremos, focalizando, de início, o surgimento no homem primitivo do conceito de nú- mero e do processo de contar”� (EVES, 2011, p� 25) O conceito de números surgiu através da deficiência em se quantificar as mais diversas coisas; como animais, comida, pessoas, etc�, mesmo que ainda não houvesse essa formalização sobre os números, os humanos tinham a ideia de mais e menos, pois é provado cientificamente que os animais possuem esse conhecimento (EVES, 2011)� Inicialmente, o conceito de contagem era feito por meio de corres- pondências, por exemplo, para contar a quantidade de animais, poderia se fazer ranhuras em uma pedra para cada animal, nós em uma corda, ou até mesmo fazer a equivalência com pedras ou ossos, cada peça correspondendo a um animal� 5 https://famonline.instructure.com/files/132537/download?download_frd=1 Dessa maneira, eles tinham um controle dos ani- mais que estavam pastando. Crê-se que eles faziam o controle da seguinte maneira: o total de animais correspondia ao total de pedras dentro de um saco, quando um animal saía para pastar, tirava-se uma pedra do saco; se ele voltasse, a pedra era devolvida para o saco� Porém, se o animal não voltasse, a pedra era descartada, o que significava que o animal tinha fugido, perdeu-se ou fora comido por outro animal� A partir disso, o homem precisava controlar melhor as quantidades de tudo o que possuía� Por exemplo, para conferir o número total de animais, ele sempre teria de conferir a quantidade de pedras com a quan- tidade do que ele queria contar, isso levava muito tempo, além de ter que guardar as pedras� Caso elas fossem perdidas, não teriam como conferir� Assim, acredita-se que posteriormente foi desenvolvido, um arranjo de sons vocais para registrar ver- balmente o número de objetos de um grupo pequeno. E mais tarde ainda, com o aprimo- ramento da escrita, foram surgindo arranjos de símbolos para representar esses números. Esse desenvolvimento hipotético encontra respaldo em relatórios de antropólogos que estudaram povos primitivos em nossa época. (EVES, 2011, p. 26) Portanto, a origem da palavra “cálculo” vem desses princípios utilizados pelo homem para contar com 6 contas ou pedras, originalmente em latim, “calculus” que significa conta ou pedrinha. SAIBA MAIS Você sabia que o termo “cálculo renal” é origi- nário também de “calculus”? É o diminutivo de “calx”, que quer dizer pedra, assim, “cálculo renal” refere-se a uma pedrinha no rim formada pelo acúmulo de minerais� Agora, podemos partir para a definição matemática a respeito dos números reais� De maneira generali- zada, o conjunto dos números reais é definido como a união dos números racionais com o dos números irracionais, ou seja, por todos os números existentes na reta numérica real, por exemplo: ● : número irracional definido pela razão entre o cumprimento de uma circunferência e seu diâmetro; ● : frações; ● : é comum que este é um número irracional, pois não pode ser escrito na forma de fração; ● : números que possuem casas decimais, etc� 7 CONJUNTOS NUMÉRICOS Nesta seção, você irá se familiarizar com os conjun- tos numéricos existentes: o dos números reais, for- mado por dois subconjuntos: conjunto dos números irracionais e o conjunto dos números racionais, que, por sua vez, contêm o conjunto dos números inteiros e o conjunto dos números naturais� Apesar de não haver uma definição exata em matemáti- ca, conjuntos representam uma coleção de elementos� Georg Cantor foi quem desenvolveu a teoria dos con- juntos, por volta do final do século 19. O matemático chegou a este objeto de estudo após investigar sobre o conceito de infinito, concluindo que o tamanho de alguns infinitos pode ser maior do que outros, ou seja, há infinitos maiores que outros – o que ele chamou de teoria dos números transfinitos. (EVES, 2011) Utilizando o conceito de conjuntos, mais especifi- camente no caso dos números, podemos dizer que conjuntos numéricos seriam uma coleção de núme- ros� A seguir, estudaremos mais detalhadamente os principais conjuntos numéricos� A teoria dos conjuntos influenciou praticamente to- dos os campos da matemática, por isso é importante trazê-las neste contexto para que você se familiarize melhor sobre a história da matemática� Como já ob- servado, os números surgiram a partir de uma neces- sidade; da mesma forma os conjuntos numéricos� 8 Os números reais (ℝ ) são definidos como todos os números; matematicamente o conceituamos como o conjunto numérico formado pela soma do conjunto dos números racionais ( ) com o conjunto dos nú- meros irracionais ( )� Ou seja, são representados pelos números que podem ser escritos em forma de fração e corresponde aos números que não podem ser escritos em forma de fração; são números deci- mais, infinitos e não periódicos. Formalmente, temos as seguintes definições: 1. Inicialmente verificaremos os conjuntos que for- mam os números racionais e, em seguida, defini-lo: 1.1 Números naturais: esses são os números que não são decimais, ou seja, os números quesão in- teiros; mas para este conjunto há uma condição, são números não negativos� Podemos representá-los da seguinte maneira: Podemos representá-los dessa forma na reta numérica: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Figura 1: Conjunto dos Números Naturais. Fonte: infoescola FIQUE ATENTO Os números naturais são infinitos. 9 https://www.infoescola.com/matematica/numeros-reais 1.2 Números inteiros: este conjunto é representado por todos os números que não são decimais, ou seja, todos os números inteiros, tanto positivos quanto negativos� Podemos representá-los: Podemos representá-los da seguinte forma na reta numérica: -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Figura 2: Conjunto dos Números Inteiros. Fonte: infoescola REFLITA Qual é a relação entre o conjunto dos números inteiros e dos números naturais? Note que o conjunto dos números naturais repre- senta um subconjunto dos números inteiros, pois os números inteiros compreendem tanto os posi- tivos quanto os números negativos� Os números naturais são infinitos, logo, o conjunto dos intei- ros também é infinito, porém é um infinito maior que o dos números inteiros� 1.3 Números racionais: como já foram apresentados os subconjuntos dos números racionais podemos, finalmente, apresentar sua definição: 10 https://www.infoescola.com/matematica/numeros-reais , dessa forma, o valor de b precisa ser de 0, pois pela definição de fração o seu denominador não pode ser zero porque qualquer número divido por 0 é igual a zero, assim não representa uma fração� Ainda no conjunto dos racionais, podemos definir 3 subconjuntos: 1) + = conjunto dos racionais não negativos, 2) - = conjunto dos racionais não positivos e 3) * = conjunto dos racionais não nulos� Essa mesma simbologia vale para os outros conjuntos; Podemos mostrar alguns exemplos de números racionais , Já reta numérica, temos: 0-1 1/2 1 21,8-2,5-3 Figura 3: Conjunto dos Números Racionais. Fonte: infoescola 2. Números irracionais: , de maneira simplificada é o conjunto dos números reais menos os números racionais, ou seja, aqueles que não po- dem ser escritos na forma de fração, como dízimas 11 https://www.infoescola.com/matematica/numeros-reais não periódicas ou números que possuem infinitas casas decimais� Por exemplo: Assim, podemos concluir a respeito dos números inteiros: 3. Números reais: lê-se conjunto dos números inteiros é igual a união do conjunto dos números racionais com o conjunto dos números irracionais� FIQUE ATENTO Os números reais representam todos os números existentes na reta numérica� 4. Números complexos Além desses conjuntos, há outro que se chama nú- meros complexos, representado por , apesar de ele estar contido no conjunto dos números reais, ele possui uma definição um pouco diferente dos demais� Ele é composto por uma parte real e uma parte imaginária, a qual denominaremos � A parte imaginária, é definida como a raiz quadrada de -1, ou seja: , para fins de cálculos matemáticos, usa-se muito a multiplicação 12 Todo número complexo obedece a seguinte forma geral tal que, Os números complexos podem ser escritos como pa- res ordenados em que representa a parte real e a parte imaginária� A sua origem deve-se ao fato da necessidade de usar as raízes quadradas de núme- ros negativos em cálculos matemáticos avançados� No século 16, Raphael Bombeli foi quem trouxe, ini- cialmente, a definição de � Ele criou as expressões e , denominando-as respectivamente “più di meno” e “meno di meno”, o que o levou a criar a regra do produto como descrito abaixo (VIEIRA, 1999, p. 24): Più via più di meno fa più di meno Meno via più di meno fa meno di meno Più via meno di meno fa meno di meno Meno via meno de meno fa più di meno Più di meno via più di meno fa meno Meno di meno via più di meno fa più Meno di meno via meno di meno fa meno 13 Alguns exemplos de número complexos: 4.1 Operações com números complexos As operações com os números complexos são di- ferentes das realizadas com os números reais, pois eles possuem a parte imaginária e a parte real� Para soma e subtração é permitido fazer operações ape- nas entre as partes semelhantes, ou seja, pode ope- rar-se a parte imaginária de um número apenas com a parte imaginária de outro, assim como a parte real que só pode operar com a parte real de outro número� Estudaremos, mais detalhadamente, que a multipli- cação e a divisão obedecem a regras diferentes� 4.1.1 Adição de Números Complexos Considere dois números imaginários: Algebricamente, ao somar com , temos: Por exemplo, se e , teremos: 14 4.1.2 Subtração de Números Complexos A soma obedece ao mesmo princípio da subtração, porém altera-se o sinal operador� Considere dois nú- meros imaginários: Algebricamente, ao subtrairmos menos , temos: Se pegarmos os mesmos números do exemplo da soma em que e , teremos: 4.1.3 Multiplicação de Números Complexos Já a multiplicação obedece à propriedade distribu- tiva� Observe: Algebricamente, ao multiplicarmos por , aplican- do a propriedade distributiva teremos: como , temos: , separando a parte real da imagi- nária, finalmente temos: 15 Levando em consideração os mesmos números do exemplo da soma em que e , multiplicando-os teremos: Aplicando a relação encontra acima, temos, Ou podemos multiplicar, aplicando a propriedade distributiva diretamente, o que nos dará o mesmo resultado, observe: como 4.1.4 Divisão de Números Complexos Para efetuar divisão de números complexos, pode- mos pegar a multiplicação para facilitar os cálculos� Tomando 3 números complexos, , e tal que Assim é possível inferir que , utilizando o princípio multiplicativo, teremos 16 Os números complexos obedecem à seguinte equi- valência quando são iguais, as partes reais preci- sam ser iguais, assim como as partes complexas também; dessa forma, teremos o seguinte sistema de equações: , isolando na primeira equação , substituindo na da segunda equação 𝑑𝑑 ∗ 𝑎𝑎+𝑑𝑑𝑑𝑑𝑐𝑐 + 𝑐𝑐𝑑𝑑 = 𝑏𝑏 ∴ 𝑎𝑎𝑑𝑑+𝑑𝑑2𝑑𝑑 𝑐𝑐 + 𝑐𝑐2𝑑𝑑 𝑐𝑐 = 𝑏𝑏𝑐𝑐 𝑐𝑐 ∴ , isolando Agora que temos o valor de podemos substituir em : 17 Somando os termos semelhantes, que estão em ver- melho, e colocando c em evidência no numerador, teremos: Tomando um exemplo de divisão de números com- plexos, podemos pensar de maneira um pouco dife- rente do que foi demonstrado; lembre-se da raciona- lização, processo de eliminar a raiz de uma fração� Escrevendo em forma de fração: � Multiplicando o numerador e o denominador por i, a fim de elimi- narmos a raiz do denominador teremos: Note que todos os números são complexos, por exemplo, 5 pode ser escrito da seguinte maneira , ou seja, a sua parte imaginária é zero� Agora que finalizamos os conjuntos numéricos, ob- serve a formação do conjunto dos números com- 18 plexos� É formado pelos reais; é formado pela união do conjunto dos números irracionais com o dos ra- cionais, que compreende o conjunto dos números inteiros, que possui um subconjunto, os números naturais, e o conjunto dos números� Dessa forma, podemos concluir que , lembre-se que � R C I N Z Q Figura 4: Conjunto Numéricos. Fonte: brasilescola A origem de alguns conjuntos é conhecida; os núme- ros naturais, por exemplo, surgiram devido à ânsia de se fazer cálculos� Era necessário representar os ganhos e perdas de maneira diferente, daí surgiram os números positivos e negativos� Já os números racionais emergiram para representar as “partes” de um todo, já que as operações poderiam resultar em números decimais� Já o conjunto dos números reais surgiu a partir da necessidade de formalizar e denominar a união dos conjuntos� 19 https://brasilescola.uol.com.br/matematica/conjunto-dos-numeros-complexos.htm DESIGUALDADES Aqui você aprenderá a diferenciar uma igualdade de uma desigualdade, bem como descobrirá que as desigualdades possuem algumas propriedades interessantes� Este conceito será importante para o estudo de funções�Igualdade Igualdade é um termo comumente utilizado no co- tidiano, mas nem sempre é formalizado; este con- ceito define equivalência entre duas expressões ou termos� Por exemplo, as equações são exemplos de igualdades: Ao resolver esta equação, temos: Observe que, se substituirmos o valor de x antes do símbolo igual, teremos: , agora vamos resolver o outro lado da igualdade para ver se eles são iguais: �Observe que ambos os lados são iguais, por isso, damos o nome de igualdade� 20 Desigualdade Podcast 2 A desigualdade talvez não seja algo tão comum no quotidiano, mas matematicamente é algo muito pre- sente em diversos tipos de problemas� Ela é utilizada para determinar uma relação entre duas expressões ou termos, e pode ser determinada utilizando os se- guintes símbolos: ● : lê-se menor que, indica que o termo antes da desigualdade é menor que o elemento posterior a ela; ● : lê-se menor ou igual que, indica que o termo antes da desigualdade é menor ou igual ao elemento posterior a ela; ● : lê-se maior que, indica que o termo antes da desigualdade é maior que o elemento posterior a ela; ● : lê-se maior ou igual que, indica que o termo antes da desigualdade é maior ou igual ao elemento posterior a ela; Um exemplo interessante em que as desigualdades são bastante utilizadas é nas inequações; observe: A o r e s o l v e r e s t a i n e q u a ç ã o , t e m o s : � Assim, po- demos determinar o conjunto solução desta desigual- dade como sendo os números maiores ou iguais a 3. 21 https://famonline.instructure.com/files/132538/download?download_frd=1 Ao pegarmos um número aleatório qualquer, vamos observar se esta desigualdade é ver- dadeira� Se escolhermos 7, que é um número maior ou igual a 3, substituindo em , temos: , note que o resul- tado a que chegamos é verdadeiro, 13 é maior ou igual a 5; neste caso, é maior� Propriedades A desigualdade e a igualdade têm as propriedades que servem para facilitar os cálculos� Podemos fa- zer operações com ambos os lados; na igualdade, podemos fazer quaisquer operações, desde que a mesma operação seja realizada em ambos os termos da igualdade� Já na desigualdade, o fato de fazer as operações com os termos de um lado e do outro da desigualdade, obedece a mesma relação; porém, o sinal de desigualdade pode inverter, de acordo com a operação� Vamos observar mais detalhadamente as propriedades com as desigualdades: a) Somar um mesmo número à ambos, os termos da desigualdade, não altera o seu sentido; b) Subtrair um mesmo número à ambos, os termos da desigualdade, não altera o seu sentido; c) Multiplicar por um número positivo, ambos os termos da desigualdade, não altera o seu sentido; 22 d) Multiplicar por um número negativo ambos, os termos da desigualdade, altera o seu sentido, ou seja, inverte o sinal de desigualdade� Vamos a um exemplo prático com inequação� Utilizando a propriedade a ou b, podemos somar ou subtrair quaisquer números em ambos os termos que ela não ira se alterar� Que tal somarmos 2? Perceba que nada mudou� Agora, vamos multiplicar a inequação por (-1): de acordo com a propriedade d, a de- sigualdade é invertida, ficando com a seguinte ine- quação: Note que e são equivalentes, pois, escolhendo um número arbitrário que seja maior ou igual a dois, conforme o resultado acima, vamos verificar para ambas as desigualdades: Se x = 5, temos 1. (verdade) A g o r a , m u l t i p l i c a n d o p o r ( - 1 ) , chegando ao seguinte resultado: 2. (verdade) 23 Observe que para ambos os casos a desigualdade é satisfeita; portanto, guarde este conceito� FIQUE ATENTO Multiplicar uma desigualdade por um número ne- gativo inverte o seu sentido, o que era menor que (<) passa a ser maior que (>), o que era maior que (>) passa a ser menor que (<), o que era menor ou igual que (≤) passa maior ou igual que (≥) e, final- mente, o que era maior ou igual que (≥) passa a ser menor ou igual que (≤). 24 INTERVALOS Nesta seção, serão apresentados os intervalos nu- méricos� Podemos dizer que eles são pequenos conjuntos numéricos; estes são determinados por algumas condições� A partir dos números reais, po- demos designar dois números e para definirmos conjuntos especiais, tal que é menor ou igual a , estes, por sua vez, recebem a denominação de intervalos� Apresentaremos os conceitos com base no que é explanado por Iezzi e Murakami (1997). Os intervalos numéricos podem ser de diferentes tipos; são eles: Intervalo aberto de extremos Ele recebe este nome, pois os extremos não fa- zem parte do intervalo� Por definição, temos: , ou seja, os valores maio- res que e valores menores que � Na reta numérica podemos representá-lo: a b Figura 5: Intervalo aberto de extremos. Fonte: Elaboração Própria. Os números que fazem parte deste intervalo são os números entre e que estão representados com cor mais escura, e são representados por bolas abertas porque não fazem parte do intervalo� 25 Intervalo fechado de extremos Ele recebe este nome, pois os extremos fa- zem parte do intervalo� Por definição, temos: [𝑎𝑎, 𝑏𝑏] = {𝑥𝑥 ∈ ℝ; 𝑎𝑎 ≤ 𝑥𝑥 ≤ 𝑏𝑏}, ou seja, os valores maio- res ou iguais a e valores menores ou iguais a � Na reta numérica podemos representá-lo: a b Figura 6: Intervalo aberto de extremos. Fonte: Elaboração Própria. Os números que fazem parte deste intervalo são os números e e os números entre e , e são representados por bolas fechadas porque fazem parte do intervalo� Intervalo fechado à esquerda, ou aberto à direita ou semiaberto Definindo como a extremidade esquerda e como extremidade direita, ele recebe este nome, pois é fechado em e aberto em , por definição temos: [𝑎𝑎, 𝑏𝑏[ = {𝑥𝑥 ∈ ℝ; 𝑎𝑎 ≤ 𝑥𝑥 < 𝑏𝑏} � Na reta numérica podemos representa-lo: a b Figura 7: Intervalo fechado à esquerda. Fonte: Elaboração Própria. 26 Apenas pertence ao intervalo, sendo uma extre- midade bola aberta� Intervalo fechado a direita, ou aberto à esquerda Definindo como a extremidade esquerda e como extremidade direita, ele recebe este nome, pois é aberto em e fechado em , por definição temos: [𝑎𝑎, 𝑏𝑏[ = {𝑥𝑥 ∈ ℝ; 𝑎𝑎 < 𝑥𝑥 ≤ 𝑏𝑏} � Na reta numérica podemos representá-lo: a b Figura 8: Intervalo fechado à direita. Fonte: Elaboração Própria. Apenas pertence ao intervalo, sendo uma extre- midade bola aberta� Alguns exemplos de intervalos são: a) [2, 5] Este é um intervalo fechado; assim temos: [2,5] = {𝑥𝑥 ∈ ℝ; 2 ≤ 𝑥𝑥 ≤ 5 , b) ]-3,0[ Este é um intervalo aber to; assim temos: , c) [1,3[ 27 Este é um intervalo fechado à esquerda, ou semiaberto ou semifechado; assim temos: [1,3[ = {𝑥𝑥 ∈ ℝ; 1 ≤ 𝑥𝑥 < 3 } � d) ]4,6] Este é um intervalo fechado à direita, ou se- miaber to ou semifechado; assim temos: [4,6[ = {𝑥𝑥 ∈ ℝ; 4 < 𝑥𝑥 ≤ 6 } � Ainda, existem os intervalos infinitos. , é definido por todos os números reais menores que , é definido por todos os números reais menores ou iguais a , é definido por todos os números reais maiores que 𝒊𝒊𝒗𝒗) [𝒂𝒂,+∞[ = {𝒙𝒙 ∈ ℝ;𝒙𝒙 ≥ 𝒂𝒂} , é definido por todos os números reais maiores ou iguais a , é definido por todos os números reais� , é o conjunto vazio e quando definido quanto intervalo é aberto e fechado� Uma propriedade interessante dos intervalos é que se e pertencem a um intervalo I, o mes- mo vale para quaisquer números que estejam dentro do intervalo, matematicamente temos: ∀ 𝑎𝑎,𝑏𝑏 ∈ 𝐼𝐼, 𝑎𝑎 ≤ 𝑐𝑐 ≤ 𝑏𝑏 ⇒ 𝑐𝑐 ∈ 𝐼𝐼 � 28 MÓDULO DE UM NÚMERO REAL Muitas vezes, precisamos calcular apenas distâncias, e nem sempre o sinal de um número é tão relevante, levando em consideração determinado problema� Nesta seção, iremos estudar como se dá a definição de módulo de um número real� Em poucas palavras, podemos dizer que mó- dulo de um número real é o seu valor absoluto� Historicamente, diz-se que este conceito surgiu quan- do houve a necessidade de medir a distância de um númeronegativo até o zero. Em termos de distância, não faz sentido ter uma distância negativa; assim, o módulo de um número negativo foi criado para torná-lo positivo ou nulo� O módulo de um número também pode ser chamado de valor absoluto� Por definição, temos: 1. Se o número for positivo, seu módulo será o pró- prio número; 2. Se o número for negativo, seu módulo será o seu simétrico ou oposto, basta multiplicá-lo por -� Ou seja, −𝐱𝐱 = % 𝑥𝑥, 𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑥𝑥 > 0 −𝑥𝑥, 𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑥𝑥 < 0 29 Por definição, o módulo de zero é sempre zero, ou seja, 𝟎𝟎 = 𝟎𝟎 Exemplos: ● | + 𝟒𝟒| = 𝟒𝟒 ● −𝟒𝟒 = − −𝟒𝟒 = 𝟒𝟒 ● −𝟒𝟒+ 𝟑𝟑 −𝟏𝟏 = −𝟏𝟏− 𝟏𝟏 = −𝟐𝟐 = − −𝟐𝟐 = 𝟐𝟐 ● −𝟏𝟏 + 𝟒𝟒 − −𝟖𝟖 = 1 + 4 – 8 = – 3 30 PLANO CARTESIANO Nesta seção, serão apresentados os conceitos bási- cos a respeito do plano cartesiano� Ele surgiu a partir na necessidade de se localizar pontos em um deter- minado espaço� Essa ideia foi formalizada por René Descartes� Atualmente, este plano cartesiano é utiliza- do em diversas áreas, como cartografia e matemática O plano cartesiano é composto por dois eixos: um horizontal chamado de eixo , ou abcissa, e um vertical denominado eixo , ou ordenada; estes são perpendiculares, ou seja, formam um ângulo de 90º entre si e se cruzam nas origens dos dois eixos� Os eixos são numerados de acordo com o conjunto dos números reais� Observe abaixo uma representação do plano cartesiano� Figura 9: Plano Cartesiano. Fonte: infoescola 31 https://www.infoescola.com/matematica/plano-cartesiano Para localizar um ponto no plano cartesiano é ne- cessário ter as suas coordenadas e � Para isso, é utilizada a seguinte notação em que e determinam as coordenadas dos pontos em seus respectivos eixos� Vamos a um exemplo� Leve em consideração o ponto � Note que a coorde- nada de B é 2 e a coordenada de B é 1� Dessa maneira, marcamos plano cartesiano Figura 10: Plano Cartesiano. Fonte: Elaboração Própria. O plano cartesiano é dividido em quadrantes, os quais indicam o sinal positivo ou negativo para cada um dos eixos. Observe a figura abaixo; foram marca- dos 4 pontos, um em cada quadrante. No primeiro quadrante, temos V (2, 1); no segundo I (-4,3); no terceiro A (-2,-1), e no quarto N (1, -2)� 32 Figura 11: Quadrantes do Plano Cartesiano. Fonte: Elaboração Própria. Há uma definição muito importante, o produto carte- siano. Podemos definir da seguinte maneira: sejam dois conjuntos não vazios A e B, chamados produto cartesiano de A por B, o conjunto A X B (lê-se A carte- siano B ou A produto cartesiano B), cujos elementos são todos os pares ordenados (x, y) tal que o primeiro elemento, x pertence a A e o segundo elemento y per- tence a B (IEZI; MURAKAMI, 1997). Matematicamente definimos � Caso A ou B for vazio, definimos o A X B como um conjunto vazio, veja: 33 Exemplo, seja A = {1,6} e B ={-1,3}, temos que: A X B = {(1, -1), (1,3), (6, -1), (6, 3)} e B X A = {(-1,1), (-1,6), (3,1), (3,6)} 34 CONSIDERAÇÕES FINAIS Neste módulo, pudemos relembrar conceitos muito importantes para a matemática. Falamos sobre as definições dos conjuntos numéricos complexos ( ) e como são efetuadas operações com esses números que apresentam especificidades. Ainda, foi estudado que o conjunto dos números complexos é a união de todos os outros conjuntos, os conjuntos irracionais ( ) e o conjunto dos números reais ( ) que, por sua vez, é formado pelo conjunto dos números racionais ( ), conjunto dos números inteiros ( ) e, dos núme- ros naturais ( )� Lembrando que os números irracionais não con- têm nenhum outro conjunto numérico, mas , logo, � A partir destes con- ceitos básicos, pudemos refletir sobre como a huma- nidade tem evoluído matematicamente, levando em consideração suas necessidades� Desde os tempos antigos, o homem utiliza a matemática como ferra- menta, a fim de facilitar as suas tarefas e trabalhos cotidianos� Também foram abordados os conceitos de desigual- dade, bem como propriedades das operações reali- zadas com as desigualdades, operações de soma, subtração que não altera o sentido da desigualdade, porém ao multiplicar por -1 o sentido da desigualdade inverte� 35 Os diferentes tipos de intervalos numéricos foram explanados: aberto, fechado ou semiaberto, além dos intervalos com o infinito. Além do que, quando considerado intervalo, é aberto e fechado� Trouxemos a respeito do módulo de um número – esse conceito, inicialmente, foi utilizado para medida da distância de um número até o zero na reta numé- rica� Explicitamos sobre o módulo de qualquer núme- ro, independentemente de ser positivo ou negativo, sempre resultará em um número positivo� Ainda foram abordados os princípios básicos a res- peito do plano cartesiano e quais as suas principais características� Depois dessa revisão de conteúdos já estudados anteriormente, esperamos que você esteja mais familiarizado com essas definições para que não tenha dificuldades durante os próximos mó- dulos� Revise o que foi estudado quantas vezes for necessário� 36 SÍNTESE Plano cartesiano: pudemos conhecer as principais características do plano cartesiano, como marcar um ponto ou identificar as suas coordenadas, ainda foi explicitado sobre como se dá o produto cartesiano. 6 Módulo de um número real: 5 Intervalos: os intervalos numéricos de diferentes tipos foram abordados intervalos abertos, intervalos fechados, intervalos semiabertos e intervalos infinitos; 4 Desigualdades: foram abordados os conceitos de igualdade e desigualdade, bem como as propriedades das operações com as desigualdades; 3 Conjuntos numéricos: pudemos entender o que são os conjuntos numéricos, mais especificamente os conjuntos dos números naturais, conjunto dos números inteiros, conjunto dos números racionais, conjunto dos números reais, conjunto dos números irracionais e conjunto dos números complexos bem como as propriedades das operações dentro desses conjuntos; 2 Nesta unidade vimos os seguintes tópicos importantes para o estudo de funções: Números reais: pudemos revisar sobre a sua origem;1 FUNÇÕES DE UMA VARIÁVEL Referências Bibliográficas & Consultadas BASSANEZI, R� C� Introdução ao cálculo e aplica- ções� São Paulo: Contexto, 2015� [Biblioteca Virtual] DEMANA, F. D. et al. Pré-cálculo� São Paulo: Pearson Addison Wesley, 2011� [Biblioteca Virtual] EVES, H� Introdução à história da matemática� 5� ed� Campinas: Unicamp, 2011� GOLDSTEIN, L� J� Matemática aplicada� Porto Alegre: Bookman, 2012� [Minha Biblioteca] GONÇALVES, M. B.; FLEMMING, D. M. Cálculo A: fun- ções, limite, derivação e integração� 6� ed� São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006� [Biblioteca Virtual] GONICK, L� Cálculo em quadrinhos� São Paulo: Blucher, 2014. [Biblioteca Virtual] GUIDORIZZI, H� L� Um curso de cálculo� Rio de Janeiro: LTC, 2001� v� 1� [Minha Biblioteca] HARIKI, S�; ABDOUNUR, O� J� Matemática aplicada� São Paulo: Saraiva, 1999. HENRIQUE, O�; SILVA, M� Matemática e física: apro- ximações� Curitiba: InterSaberes, 2017� [Biblioteca Virtual] IEZZI, G.; MURAKAMI, C. Fundamentos de mate- mática elementar: Conjuntos e funções. v.1. 3. ed. São Paulo: Atual, 1997. PEREIRA NETTO, J� C� Física, Matemática e Química: um modelo de interdisciplinaridade� V� 1� Mogi das Cruzes: J� C� Pereira Netto, 2001� THOMAS, G� B�; WEIR, M� D�; HASS, J� Cálculo� 12� ed� São Paulo: Pearson Education, 2012� 1� v� [Biblioteca Virtual] VIEIRA, L� H� S� Epistemologia dos números com- plexos. 199. 49 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Curso de Matemática) - Habilitação Licenciatura� Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1999. Disponível em: https://repositorio.ufsc.br/bits- tream/handle/123456789/97064/Lucia_Helena_Silva_ Vieira.PDF?sequence=1&isAllowed=y� Acesso em: 7 ago. 2019. INTRODUÇÃO NÚMEROS REAIS CONJUNTOS NUMÉRICOS DESIGUALDADES Igualdade Desigualdade Propriedades INTERVALOS Intervalo aberto de extremosIntervalo fechado de extremos Intervalo fechado à esquerda, ou aberto à direita ou semiaberto Intervalo fechado a direita, ou aberto à esquerda Módulo de um número real Plano cartesiano Considerações finais Síntese
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