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VOLUME 175 EscOLhEr cOM sabEdOria | EnsinO MédiO Organizador: Mackenzie Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pelo Mackenzie livrO 2 • Ana Enésia Sampaio Machado • Paulo Henrique Correia Araujo da Cruz 1a série livrO dO prOfessOr identificação de séries e disciplinas nas capas de acordo com o sistema de cores para daltônicos Book_M1_EM_LD_1a prova 1 14/08/15 17:24 Reimpressão: Junho de 2020 créditos EquipE MackEnziE TODOS OS DIREITOS RESERVADOS AO MACKENZIE. pROiBiDa a REpRODuÇÃO paRciaL Ou TOTaL, incLuSiVE DE iLuSTRaÇÕES E FOTOS. A equipe do Sistema Mackenzie de Ensino empenha-se para apresentar este material em conformidade com os mais altos padrões acadêmicos e editoriais. Em caso de dúvidas conceituais e questões relativas a tipografia e edição, a equipe encontra-se à disposição para a verificação e posterior correção do que for validado. Solicitamos que todos os apontamentos relativos a estes casos sejam enviados ao SME por e-mail (sme@mackenzie.br) ou por carta endereçada ao Sistema Mackenzie de Ensino - Dúvidas, Rua Itacolomi, 412, Higienópolis, São Paulo - SP - CEP 01239-020. O Sistema Mackenzie de Ensino não se responsabiliza pelo uso não autorizado desta publicação e se isenta de qualquer uso indevido do material didático, que desrespeite a legislação pertinente. Elaboração dE originais Ana Enésia Sampaio Machado Paulo Henrique Correia Araújo da Cruz dirEção Editorial Débora Bueno Muniz Oliveira CoordEnação Editorial Mônica Huertas Cerqueira CoordEnação pEdagógiCa Viviane Nery Lacerda Elaboração E CoordEnação do projEto Editorial Arlene Goulart Edição dE tExto E rEvisão pEdagógiCa Denise Camargo Alves de Araújo Elizabeth Pereira Velame Paulo Henrique Correia Araújo da Cruz oriEntação tEológiCo-filosófiCa Filipe Costa Fontes Mauro Fernando Meister rEvisão tEológiCo-filosófiCa Bruno de Lima Romano Everton Levi Matos do Nascimento Wellington Castanha de Oliveira André Henrique Fernandes Scordamaglio (Integrando conhecimentos) prodUção Editorial Adriano Aguina pEsqUisa iConográfiCa Adriano Aguina rEvisão Ângela Maria Cruz Suzana Barreto Alves Os textos das Escrituras Sagradas foram extraídos da Bíblia Sagrada, Nova Versão Internacional (NVI) [São Paulo: Sociedade Bíblica Internacional, 2000] e Almeida Revista e Atualizada (ARA) [São Paulo: Sociedade Bíblica do Brasil, 1993]. Rua da Consolação, 896 - Consolação São Paulo/SP | CEP 01302-907 Site: sme.mackenzie.br E-mail: sme@mackenzie.br EquipE aLTaMiRa DaDos InternacIonaIs De catalogação na PublIcação (cIP) M149e Machado, Ana Enésia Sampaio. Escolher com sabedoria : Ensino Médio : Matemática, 1ª série : livro do professor : Livro 2 / Ana Enésia Sampaio Machado, Paulo Henrique Correia Araújo da Cruz ; organizador: Mackenzie. – São Paulo : Ed. Mackenzie, 2015. 268 p. : il. ; 28 cm. – (Sistema Mackenzie de Ensino ; v. 175) Obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida pelo Mackenzie. ISBN 978-85-8293-284-1 1. Ensino médio. 2. Matemática. I. Cruz, Paulo Henrique Correia Araújo da. II. Instituto Presbiteriano Mackenzie. III. Título. IV. Série. CDD 372.7 ConCEpção E dirEção ExECUtiva dE projEto gráfiCo ConCEito / lingUagEm / sistEmas dE idEntifiCação dE sériEs E disCiplinas / aCEssibilidadE / ilUstraçõEs / Capas altaMIra editorial Equipe Alex Mazzini Alexandre Mazzini Diego Alves de Carvalho Produção de capas e assistência de projeto gráfico EStúDIO PARCEIRO : ARNOLD Equipe : Victor de Bone, Lucas Andrade dirEção dE dEsign diagramação / ilUstraçõEs / infográfiCos / Capas / finalização altaMIra editorial Equipe Alex Mazzini Alexandre Mazzini Diego Alves de Carvalho Jennifer Sá de Almeida Murilo Emerick Jéssica Venâncio Fábio Martins Felipe Grigoli Finalização de capas Jennifer Sá de Almeida assistência de design, diagramação e ilustração EStúDIO PARCEIRO : StuDIO ABACAtE Equipe : Luiz Gustavo Bacan, Rodrigo Corradini, Erik França Oliveira Mapas e cartografia EStúDIO PARCEIRO : VESPúCIO Equipe : Carlos Henrique imprEssão brasIlForM gráFIca / eDItora Modelo_Créditos_Final_07_LD_Professor.indd 2 22/11/16 08:46 Poucas coisas nos dão uma sensação material de infinito quanto o número de páginas de textos escritos que existem para serem lidas. Junto com as páginas, vem igualmente a infinita sensação de que há informações, ideias e conhecimentos que seriam conhecidos e adquiridos se dispuséssemos de um tempo imensurável. Por fim, nosso bom senso, ou pelo menos nosso senso comum, nos diz que fazemos escolhas sábias quanto mais dispomos desses bens que levaríamos uma eternidade para adquirir. As páginas que virão em seguida não carregam todos os conhe- cimentos, nem todas as informações ou ideias. Elas podem ser mui- tas, mas não são infinitas. E, ademais, foram cuidadosamente pensadas para que fossem possíveis de serem lidas e estudadas durante os anos desse período escolar: o Ensino Médio. São pági- nas que procuram auxiliar o leitor na compreensão dos conteúdos específicos normalmente requeridos nos vestibulares das universi- dades brasileiras, de forma significativa, atualizada e acadêmica. Para auxiliá-lo nesse estudo, houve um trabalho, não só sobre o que está escrito, mas também voltado para a maneira como os tex- tos estão dispostos e se apresentam no espaço da folha. O livro foi organizado de forma a contemplar o leitor que tem dificuldade de concentração, ou de decodificação de palavras, ou mesmo dificulda- des de ficar muito tempo fazendo uma mesma atividade. Por fim, desfrute do que há nessas páginas; aproveite as infor- mações, as ideias e o conhecimento compartilhado. Porém, esteja ciente do seguinte: o que nós lhe oferecemos de mais valioso, nas páginas a seguir, são os princípios que acreditamos serem essen- ciais para adquirir sabedoria e entendimento para toda sua vida. São princípios que você pode adquirir dedicando o tempo que ti- ver, e que lhe valerão pela eternidade. Prefácio “De onde vem, então, a sabedoria? Onde habita o entendimento? [...] ‘No temor do Senhor está a sabedoria, e evitar o mal é ter entendimento’ “. Jó 28.20 e 28b (NVI) EquipE SME Book_M1_EM_LD_1a prova 3 14/08/15 17:24 “E sc ol he r c om s ab ed or ia ” GALHOS professor | transmissor | mediador CAULE força | estrutura | suporte RAIZ base | alicerce sólido | essência FOLHAS aluno | assimilação | crescimento Ele é como árvore plantada junto à corrente de águas, que, no devido tempo, dá o seu fruto, e cuja folhagem não murcha; e tudo quanto ele faz será bem-sucedido. SALMOS 1.3 “PrincíPios E valorEs básicos da bíblia como lEntE” VISÃO CRISTà DE MUNDO APLICADA À EDUCAÇÃO “relação com deus, com o próximo e com o mundo” SM E Pr in cí Pi o s só li d o s gerar sabedoria FLORES / FRUTOS: aprendizagem significativa Book_M1_EM_LD_1a prova 4 14/08/15 17:24 pr o je to pe d ag ó g ic o ideNtidade rapidez visual digital heterogeNia diversidade diNâmico Estabelecer projetos de vida. Prosseguir nos estudos e encarar os desafios de trabalho com o compromisso de servir a deus e a sociedade de maneira participativa e responsável. ampliar o conhecimento a respeito das diferentes possibilidades. Fazer escolhas com sabedoria. discutir os valores morais e sociais com vista à construção da criticidade e formação intelectual. compartilhar ideias e experiências. Book_M1_EM_LD_1a prova 5 14/08/15 17:24 Bom equilíbrio entre ascendentes, descendentes e altura x abcefgkjoxuascendente descendente X texto: MYRIAD PROtítulos: NEUTRA a fonte myriad apresenta alta legibilidade e grande variedade de pesos, ideal para trabalhar com hierarquias de texto. suas propriedades estruturais ajudam a diminuir o desconforto do dislexo. Fonte para títulos por obter uma força visual de impacto com sua forma moderna e dinâmica, principalmente quando usada em grande formato. l j tda c xyr S m 1a SÉRIE linhas ortogonais 2 a SÉRIE linhas diagonais 3a S ÉR IE li nh as o rt og on ai s RESPIRO E BRANCO a forma de um objeto é tão importante quanto o espaço em torno dele. e d iag on ais grÁFico projeto Um livro é um espelho fl exível da mente e do corpo. Seu tamanho e proporções gerais, a cor e a textura do papel, o som que produz quando as páginas são viradas, o cheiro do papel, da cola e da tinta, tudo se mistura ao tamanho, à forma e ao posicionamento dos tipos para revelar um pouco do mundo em que foi feito. Robert Bringhurst em Elementos do estilo tipográfi co, 2005, p.159 com o objetivo de informar de maneira concisa e efi caz, o projeto gráfi co faz uso de uma linguagem dinâmica, lúdi- ca, porém séria, para transmitir ao aluno o conteúdo de cada disciplina. interpreta-se cada matéria e tema, criando uma atmosfera gráfi ca fazendo uso de cor, formato, tipografi a, ícones e ilustrações. nada é por acaso. tudo busca refl etir o que está sendo dito. veja nessa página alguns critérios utilizados para a construção dos livros de ensino médio do SME. liNguagem tipograFia além de transmitir por meio das palavras o conteúdo abordado, a tipografi a usada deve expressar visualmente através de sua forma e cor o que está sendo dito, assim como a imagem. CAPAS: atmosfera gráfi ca e identifi cação das séries através de tarjas que dividem o espaço e são impressas com cores neon. Uso do sistema coloradd para daltônicos. Book_M1_EM_LD_1a prova 6 14/08/15 17:24 iNtertÍtulo 1 inTerTÍTulo 2 INTERTÍTULO 3 SISTEMA DE DIVISÃO DO ESPAÇO capítulo2hierarQuia da iNFormaÇÃo INFORMAÇÃO VISUAL É utilizada uma linguagem sintética, que encontramos principalmente no meio digital. Ela consiste em formas planas e simples, com cores chapadas, que defendem a simplicidade e objetividade da informação. a ilustração, além dessas características, acrescenta ao texto um melhor entendimento de acordo com o assunto e seu traço evolui a cada série. UNIVERSO DIGITAL representação dinâmica e lúdica das imagens, ícones e cores. linguagem “sintética”. LEITURA VISUAL SUPORTE E ERGONOMIA a utilização de imagens adequa-se ao assunto/tema que será tratado e leva em conta os seguintes tópicos: imagens coloridas; layout das páginas; ampliadas e sangradas quando possível; abertas (fora de caixas); interação com os espaços em branco para ajudar na leitura (respiros) e composição com a tipografi a. todos as obras são impressas em papel importado Norbrite 66g/m2, que é mais leve e reduz o peso de cada livro em aproximadamente 30%, o que ajuda na locomoção e na saúde do aluno. as folhas, além de serem próprias para alta qualidade de impressão – o que também as tornam adequadas para a escrita do aluno – possuem uma leve tonalidade creme para que o refl exo da luz sobre o papel não seja tão intenso, proporcionando uma leitura mais confortável. im ag em 1a SÉRIE 2 a SÉRIE 3a S ÉR IEil u st ra Ç Ão RAIO x iNtertÍtulo 1 inTerTÍTulo 2 INTERTÍTULO 3 capítulo22capítulo2capítulohierarQuia da 2hierarQuia da 2iNFormaÇÃo Por meio de diferentes pesos dos textos (espessuras e tamanhos), aliados a um sistema de divisão de espaços (grid), a hierarquia de informação traz uma navegação/ordem de leitura efi caz e dinâmica. Podemos ver neste Grid exemplos de utilização neste projeto. ÍcoNes Book_M1_EM_LD_1a prova 7 14/08/15 17:24 acessibilidade dislexia e TdaH TExTO COM SERIFA E jUSTIFICADOS BAIxO CONTRASTE ENTRE FIGURA-FUNDO A dislexia é uma combinação de habilidades e dificuldades que afetam o processo de aprendizagem exibindo uma vasta gama de dificuldades. TExTO “REDEMOINHO” TExTO “DESBOTADO” Prezado aluno, Este livro foi desenvolvido com algumas características específicas que ajudam no estudo, principalmente, de pessoas com alguns quadros que podem dificultar a aprendizagem, tais como a dislexia e o transtorno de déficit de atenção e hiperatividade (tdaH). destacamos, a seguir, algumas dessas características. o tipo de letra usado possui estrutura formal que ajuda a diminuir possíveis confusões visuais, com equilíbrio entre as linhas ascendentes e descendentes, boas aberturas e espaços internos maiores, facilitando sua discriminação. Foram usados contrastes mais fortes entre as partes impressas e o fundo, também buscando aumentar a discriminação da informação relevante e diminuir as confusões visuais (ver quadros ao lado). as linhas foram alinhadas à esquerda, aumentando os recursos para o aluno se localizar durante a leitura de um texto. adicionalmente, são explicitamente apontadas, ao longo dos capítulos, as informações que precisam ser recordadas por serem relevantes ao conteúdo atual (nos destaques intitulados “vale lembrar”). também são destacados, nos itens “integrando conhecimentos”, trechos em que são discutidas ideias que vão além da matéria específica, unindo duas ou mais áreas diferentes de conhecimento. sugerimos que você aproveite esse material desenvolvido com cuidado e rigor! lembramos que você também pode adotar estratégias para facilitar sua aprendizagem. Primeiro, esteja consciente da sua forma de aprender. descubra como você entende melhor, se é lendo em voz alta, escrevendo, fazendo desenhos ou esquemas, resumindo o texto, dentre outras possibilidades. conheça seus pontos fortes e seus pontos fracos. Quando ler os capítulos, aproveite as várias dicas que o texto lhe oferece: analise o título, as imagens, as cores, as palavras em negrito e os quadros em destaque. Use seu livro: sublinhe o que achar relevante, faça resumos, desenhos, esquemas. Procure o significado das palavras que você não conhece. anote suas dúvidas e discuta-as com seus professores. Se você quiser mais informações sobre a dislexia e o transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, sugerimos que visite os sites: www.dislexia.org.br/, www.andislexia.org.br/ e http://www.tdah.org.br/. revise os conteúdos anteriores periodicamente. você também pode ler o capítulo em casa antes da aula, o que facilitará a apreensão do conteúdo e o esclarecimento das dúvidas com os professores. ABAIXO: possíveis distorções presentes na visão de um disléxico. AcImA: características de formatação evitadas nesse projeto pois dificultam a leitura QR CODE Para o rápido acesso a links sugeridos por meio de dispositivos móveis. A dislexia é uma combinação de habilidades e dificuldades que afetam o processo de aprendizagem exibindo uma vasta gama de dificuldades. A dislexia é uma combinação de habilidades e dificuldades que afetam o processo de aprendizagem exibindo uma vasta gama de dificuldades. A dislexia é uma combinação de habilidades e dificuldades que afetam o processo de aprendizagem exibindo uma vasta gama de dificuldades. A dislexia é uma combinação de habilidades e dificuldades que afetam o processo de aprendizagem exibindo uma vasta gama de dificuldades. Book_M1_EM_LD_1a prova 8 14/08/15 17:24 vvoe/Shutters tock.com o Que É? Visão do daltônico o daltonismo é uma limitação visual no indivíduo caracterizada pela incapacidade de identifi car/diferenciar todas ou algumas cores. SISTEMA DE CÓDIGOS DE COR PARA DALTÔNICOS Desenvolvido por Miguel Neiva coloradd@gmail.com / info@coloradd.net dalTonisMo O Código ColorADD assenta num processo de associação lógica e de fácil memorização permitindo ao daltônico, através do conceito de adição das cores, relacionar os símbolos e facilmente identifi car todas as cores. O branco e o preto orientam para as tonalidades claras e escuras. Cada implementação do Código é planejada para todos e não especifi camente para o universo dos daltônicos – incluir sem discriminar. O ColorADD é um código de fácil implementação com Inovação, Valor, Utilidade e Responsabilidade Social. o daltonismo afeta aproximadamente 10% dos homens e 0,5% das mulheres – cerca de 350 milhõesem todo o mundo. no entanto, apesar deste número impressionante, não existiam respostas socialmente efetivas visando a inclusão desta “grande minoria” da população mundial. o Código ColorADD é um sistema de identifi cação de cores universal e transversal, cuja missão é facilitar a integração dos indivíduos daltônicos numa sociedade global na qual 90% da comunicação é efetuada através da cor. Portanto, o Código ColorADD tem como objetivo promover a compreensão da cor para todos, sempre que a cor for utilizada como fator de identifi cação, orientação ou escolha. o sistema ColorADD se encontra implementado em diversas áreas e em diversos países. Por exemplo, em hospitais, transportes, material escolar e didático, vestuário, tecnologias de informação, sinalização e orientação, entre outros. neste projeto desenvolvido pelo SME, o ColorADD é utilizado para auxiliar na identifi cação de séries e disciplinas nas capas dos livros de Ensino médio, estando em consonância com o projeto de acessibilidade proposto pelos materiais didáticos do mackenzie, o que ajuda a garantir um mundo mais acessível e igualitário para todos! Miguel Neiva CORES | SÍMBOLOS BRANCO | PRETO | CINZENTO Azul Verde Amarelo Laranja Vermelho Roxo Castanho PrataDouradoBranco Preto Cinza Claro Cinza Esc. TONS METALIZADOS TONS CLAROS TONS ESCUROS CO RE S D AS M AT ÉR IA S Matemática Português Física História Geografi a Sociologia Química Espanhol Inglês Biologia Desenvolvido com base nas três cores primárias, sendo cada uma representada através de um símbolo gráfi co monocromático. aZUl amarElo vErmElHo branco PrEto Book_M1_EM_LD_1a prova 9 14/08/15 17:24 Diomedia / SuperStock RM Ret roC lipA rt/S hut ters tock .com MATEMÁTICA | 1a SÉRIE | UNIDADE 3 | CAPÍTULO 7 | 3 LHE / FO / RA AS / SI / NE / GA / DA A / SUA / PAS / TORA, Leia, a seguir, um poema de um dos maiores autores da Literatura Portuguesa, Luís Vaz de Camões (1524-1580), reconhecido no mundo inteiro por sua habilidade de escrever textos que seguiam padrões. Capítulo7QUAL É O PRÓXIMO NÚMERO DA SEQUÊNCIA? RAQUEL Sete anos de pastor Jacó servia Labão, pai de Raquel, serrana bela; mas não servia ao pai, servia a ela, e a ela só por prêmio pretendia. Os dias, na esperança de um só dia, passava, contentando-se com vê-la; porém o pai, usando de cautela, em lugar de Raquel lhe dava Lia. Vendo o triste pastor que com enganos lhe fora assi negada a sua pastora, como se a não tivera merecida; começa de servir outros sete anos, dizendo: – Mais servira, se não fora para tão longo amor tão curta a vida. CAMÕES, Luís de. Sonetos: antologia comentada. São Paulo: Ática, 2009. GLOSSÁRIO Serrana – camponesa. Cautela – cuidado, precaução. Assi – assim. Tivera merecida – tivesse merecido. Servira – serviria. Fora – fosse. O encontro de Jacó e Raquel, de William Dyce (1806-1864). O poema Raquel refere-se à história relatada em Gênesis, capítulo 29, versículos 14 a 30, na qual Jacó, neto de Abraão, o patriarca do povo judeu, trabalhou para seu sogro durante sete anos para se casar com Raquel. No entanto, como esta era a se- gunda filha, seu sogro lhe deu em casamento a filha mais velha, Lia. Jacó aceitou, então, trabalhar mais sete anos para ter o direi- to de se casar também com Raquel. A forma do poema é um soneto, composto por quatro estrofes. As duas primeiras contêm quatro versos e as duas úl- timas, apenas três. Coincidentemente ou não, o autor, Luís de Camões, usou quatorze versos para nos contar a história dos quatorze anos nos quais Jacó trabalhou para se desposar com a mulher que amava. Os versos são decassílabos, e a contagem das sílabas, em poe- sia, se dá até a última sílaba tônica. Além disso, se o fim de uma palavra tem uma vogal átona e é seguida por outra pala- vra que se inicia com vogal átona, as duas sílabas que contêm essas vogais são contadas como se fossem apenas uma, como no exemplo abaixo, em que cada sílaba poética está separada das demais por barra. Ven / do o / tris / te / pas / tor / que / com / en / ganos Lhe / fo / ra as / si / ne / ga / da a / sua / pas / tora, Co / mo / se a / não / ti / ve / ra / me / re / cida; GLOSSÁRIO Sílabas ou vogais átonas são aquelas que não possuem acento de intensidade. O antônimo de átono é tônico. VEM / DO O / TRIS / TE / PAS / TOR / QUE / COM / EN / GANOS CO / MO / SE A / NÃO / TI / VE / RA / ME / RE / CIDA; ES TR U TU RA D A O B RA Um livro tem uma forma de ser organizado. Conhecer essa organização lhe ajudará a utilizá-lo melhor. Apresentamos a seguir, comentários sobre cada uma das partes que você encontrará nas páginas do seu livro didático. ABERTURA DE UNIDADE Uma unidade, em nossos livros, reúne três capítulos. A Abertura de unidade, que trabalha sobre um pequeno texto, imagens, questões e trechos bíblicos, é uma apresentação dos assuntos contidos nesses capítulos. Ela se relaciona diretamente com outra seção, a Refletindo ideias e atitudes. ABERTURA DE CAPÍTULO A Abertura de capítulo trabalha sobre imagens (artes plásticas, cinema, literatura etc.) e um texto introdutório ao assunto principal que será desenvolvido. REFLETINDO IDEIAS E ATITUDES Seção que encerra três capítulos, ligando-se à Abertura de unidade. Seu objetivo é trazer reflexões sobre alguns dos conceitos e temas estudados na unidade, associando-os a situações do cotidiano, por meio de um texto, porções da Bíblia, questões e comentários relacionados à cosmovisão cristã. da nie lo/ Sh utt ers toc k.c om xtock/Shutterstock.com bzanchi/Shutterstock.comTH E B RI DG EM AN AR T L IB RA RY /K EY ST ON E B RA SIL RECONHECENDO PADRÕES Grandes são as obras do Senhor; nelas meditam todos os que as apreciam. Os seus feitos manifestam majestade e esplendor, e a sua justiça dura para sempre. Salmo 111.2-3 (NVI) Os seres humanos possuem uma necessidade intrínse- ca de atribuir significado ao mundo que os cerca. Uma das maneiras pelas quais isso se dá é pela observação proposital da realidade, a fim de reconhecer padrões de organização. Quem já não brincou de olhar para o céu cheio de nuvens tentando reconhecer alguma or- dem em meio ao aparente caos? Entretanto, além da atribuição de significado, somos motivados também pela busca daquilo que é belo. Em sua busca pelo belo, o artista holandês Van Gogh pintou uma série de quadros cuja temática foram os girassóis. Estes seriam empregados na decoração de seu ateliê para receber seu amigo, também pintor, Gauguin. A genialidade de Van Gogh pode ser percebida na rapidez e beleza dos traços com que pintava, visto que estas flores, ao serem cortadas e colocadas no vaso, murchavam ao fim de algumas horas. Embora não saibamos ao certo a razão da atração de Van Gogh por estas flores, vamos obser- var mais de perto um aspecto de sua beleza. GOGH, Vincent van. Os girassóis. 1888. Óleo sobre tela. Neua Pinakothek, Alemanha. Observe as imagens abaixo, do brócolis romanesco e da pinha. Baseado no que vimos até aqui, você consegue identificar algum padrão recorrente nas duas imagens? Segundo Aristóteles, “para ser bela, uma criatura viva, como cada conjunto composto por partes, não deve apenas apresentar certa ordem em seu arranjo de peças, mas também deve ter certa magnitude. Se algo for demasia- do grande para ser visto, ou pequeno demais para que sua estrutura possa ser claramente vista, ele não será belo. Deve ser de tal porte, com suas partes ordenadas de tal maneira, com unidade clara e estrutura evidente, para que as- sim possamos chamá-lo de um belo conjunto.” Será que a Matemática pode nos ajudar a per- ceber a beleza existente na criação? Nessa unidade, trabalharemos com as sequências numéri- cas. Estudaremos as progressões aritméticas e geométricas, suas classificações, propriedades principais e operações ma- temáticas possíveis. Veremos comoesses conhecimentos nos ajudam a reconhecer padrões matemáticos existentes tanto na natureza como no mundo da matemática financeira. Ao observarmos a parte central da flor de girassol, reconhecemos que há um padrão regular de distribuição das sementes que é agradável aos nossos olhos. Para visualizá-lo, basta partirmos do centro da flor e notar que as sementes estão distribuídas ao longo de duas espirais (setas) que se movem em direções opostas. O interessante é que, ao contarmos a quantidade de espirais em cada direção, notaremos que os números obtidos fazem parte de uma famosa sequência numérica estudada em Matemática. Você poderia imaginar que, no código genético de um girassol, encon- traríamos uma sequência numérica responsável por conferir ordem e bele- za a esta planta? E se disséssemos que este padrão pode ser encontra- do em outros elementos da criação? UNIDADE Wi tR/ Shu tte rsto ck. com Nickolay Vin okurov/Shut terstock.com Yuri Yavnik/Shutterstock.com Quem mediu as águas na concha da mão, ou com o palmo de� niu os limites dos céus? Quem jamais calculou o peso da terra, ou pesou os montes na balança e as colinas nos seus pratos? Isaías 40.12 (NVI) No antigo Egito, por exemplo, essa necessidade � cou clara quando os agri- mensores (medidores de terras) passaram a usar a corda de 12 nós e as formas geomé- tricas triângulo retângulo e retângulo para medir os lotes às margens do rio Nilo, já que as delimitações desapareciam a cada cheia. Na prática de mensurar o espaço, os agrimensores também utilizaram os polígonos e as medidas de dis- tância, a � m de encontrar a área tanto de pequenas quanto de grandes construções, como: as moradias habitacionais; as pirâmides do Egito; as muralhas da China; a área da Terra; a distância entre a Terra, o Sol e a Lua; o prédio mais alto do mundo, conhecido como Burj Dubai; en� m, qualquer construção que necessi- tasse de uma planta para ser edi� cada. Na atualidade, o engenheiro agrimensor trabalha com a topogra� a e a geodésia, utilizando para realizar as medições instrumentos de alta precisão, como o GPS (Sistema de Posicionamento Global). Vimos apenas um exemplo de como algumas formas geométricas estão presentes ao nosso redor. Com o uso de determinados conhecimentos matemáticos, é possí- vel percebermos que há muitas outras aplicações para elas, além de termos condições de saber quantos cál- culos e fórmulas matemáticas são necessários para encontrar áreas e distâncias. Pensando nisso, nesta uni- dade estudaremos alguns conceitos que auxiliam na medição de espaços. Desde a antiguidade, o homem tem buscado es- tratégias para saber sua localização no espaço. Inicial- mente, por exemplo, surgiram questionamentos como: Que es- paço usar para morar? Que distância percorrer para chegar a um determinado local? Que terreno utilizar para plan- tar? Com o passar do tempo, curiosidades como essas e a necessidade de estabelecer regras para convi- vência social levou o homem a desenvolver instrumentos para mensurar tudo o que estava ao seu redor. MENSURANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS4 Dezay/Shutterstock.com Gil les Ba ec hle r/S hu tte rst oc k.c om 2 | MATEMÁTICA | 1a SÉRIE | UNIDADE 4 | CAPÍTULO 10 CAP ÍTUL O TRIGONOMETRIA: A BASE É O TRIÂNGULO 10 Ao longo do Ensino Fundamental, você conheceu e manipulou diversas figuras geométricas que delimitam determinada região plana. Viu também que podemos calcular distâncias, áreas etc. com base no conhecimento das relações entre as medidas dessas figuras. Um exemplo disso ocorre quando procuramos estabele- cer medidas inacessíveis, como a distância entre as margens de rios ou penhascos, a altura de montanhas, ou distâncias as- tronômicas por meio do triângulo e das relações entre as medidas de seus três lados, com seus três ângulos. Por exemplo, com relação às me- didas astronômicas, podemos citar a genialidade do astrônomo e mate- mático grego Aristarco de Samos (310 a.C.– 230 a.C.). Embora muitos de seus escritos tenham se perdido, o conhecimento de Aristarco foi preservado porque Arquimedes o citou em seus trabalhos. Na obra Arenarius, Arquimedes menciona que, para Aristarco, em- bora a Terra estivesse no centro do Universo, os movimentos do Sol e dos planetas seriam descritos mais facilmente se fosse admitido que todos os planetas, incluindo a Terra, giravam em torno do Sol. Esse pen- samento foi tão revolucionário que somente dois mil anos depois, com Copérnico, Kepler e Galileu, o mo- delo heliocêntrico do Universo foi proposto novamente. Aliás, como re- conhecimento de sua genialidade e da grande contribuição que fez à As- tronomia, uma das crateras lunares foi batizada com seu nome. Em relação às distâncias inacessí- veis, Aristarco calculou a distância da Terra ao Sol, utilizando, de forma muito simples, o conhecimento de que dispunha sobre a relação entre os ângulos e os lados de um triângu- lo retângulo, conforme foi registrado em sua única obra conhecida, intitu- lada Sobre os tamanhos e as distâncias do Sol e da Lua. An ge lo Gia mp icc olo /S hu tte rst oc k.c om V. Belov/Shutterstock.com dabldy/Shutterstock.com 2 | MATEMÁTICA | 1a SÉRIE | UNIDADE 3 MATEMÁTICA | 1a SÉRIE | UNIDADE 3 | 3 O Senhor, contudo, disse a Samuel: “Não considere sua aparência nem sua altura, pois eu o rejeitei. O Senhor não vê como o homem: o homem vê a aparência, mas o Senhor vê o coração”. 1 Samuel 16.7 (NVI) Essa universalidade na identificação da beleza nas paisagens naturais não parece se repetir quando o assunto é a beleza humana. Na Tailân- dia, por exemplo, as mulheres da tribo Padaung usam anéis de cobre no pescoço desde jovens. Nessa tribo, quanto mais alto o pescoço, mais be- la a mulher é considerada. Entre tribos indígenas brasileiras, é comum notarmos a associação de beleza com o uso de alargadores nos lábios e ore- lhas. Embora sejam exemplos extremos de como a beleza é percebida em diferentes culturas, am- bos parecem apontar para a subjetividade da beleza. Ou seja, como você já deve ter ouvido, parece que a “beleza está nos olhos de quem vê”. REFLETINDO IDEIAS E ATITUDES Uma característica comum entre seres racionais é a capacidade que têm de emitir juízos estéticos. A universalidade desse julgamento pode ser mais facilmente percebida quando nos deparamos com as diversas paisagens naturais espalhadas no globo. Quer seja um inuíte contemplando as ma- tizes coloridas da aurora boreal no céu noturno, quer seja você contemplando o pôr de sol em uma praia do litoral brasileiro, todos parecem confirmar o que uma vez foi dito pelo antigo filósofo Basílio de Cesareia: “Por natureza os homens desejam o belo”. Isso não significa dizer que não há objetivi- dade alguma quando falamos sobre beleza. Ao olharmos para o passado, vemos que os primeiros a apontarem para um parâmetro objetivo de beleza foram os filósofos gregos seguidores de Pitágoras. Segundo a Escola Pitagórica, a essência de todas as coisas estava no número. Esses filósofos da natureza perce- beram que a beleza de plantas, animais ou objetos quaisquer estava relacionada com uma proporção geométrica específica. Foi somente no período da renascença que um matemático italiano chegou à conclusão de que a chave para a beleza estava relacionada à proporção de 1:1,618, que foi denominada de razão áurea. U N ID A D E 3 Aurora boreal Pôr de sol: Rio de Janeiro - RJ Mikhail Bakunovich/Shutterstock.com 2 | MATEMÁTICA | 1a SÉRIE | UNIDADE 4 MATEMÁTICA | 1a SÉRIE | UNIDADE 4 | 3 REFLETINDO IDEIAS E ATITUDESUN ID A D E 4 Tenham cuidado com a maneira como vocês vivem; que não seja como insensatos, mas como sábios, aproveitando ao máximo cada oportunidade, porque os dias são maus. Efésios 5:15-16 (NVI) Uma das diversões mais fasci- nantes atualmente são os jogos de videogames, cuja niti- dez da imagem se deve aosnúmeros de polígonos usados para construir as figuras de pessoas, objetos e cenários que povoam os universos vir- tuais dos games. Quanto mais polígonos presentes, maior a precisão da imagem e a sensa- ção de realismo gerado por ela. A semelhança com a reali- dade faz com que os jogos se tornem cada vez mais atrati- vos, e os jogadores costumam dedicar horas do seu tempo a fim de vencer cada etapa. Mas, a utlização dos games para diversão ou competição é benéfica ou não? Vejamos algumas controvérsias na prática desses jogos do ponto de vista da utilização do tempo. Segundo a psicóloga Ana Luiza Mano, do NPPI (Núcleo de Pesquisa da Psicologia em Informática - da PUC São Paulo), muitos são os benefícios na utilização desses jogos, inclusive para o desenvolvi- mento intelectual dos jogadores. De acordo com a pesquisa realizada, comprova-se que, quanto mais tempo o jogador dedica ao treino ou jogo, mais coordenação motora ele adquiri o que melhora o raciocínio lógico, enquanto há outros games que são bons para o condicionamento físico do jogador, já que necessitam de movimentos físicos. Há tam- bém games que necessitam de mais de um jogador, o que pode contribuir para o convívio, caso o joga- dor jogue com algum membro da família ou com algum amigo. Uma pesquisa realizada no Centro Médico Beth Israel, de Nova York, descobriu que os médicos que jogavam cerca de três horas por dia tinham maior habilidade e atenção para realizar procedimentos cirúrgicos. Por outro lado, há muitas pesquisas realizadas por diversas universidades do mundo que com- provam os malefícios causados por muitas horas dedicadas ao videogame: a desatenção por parte dos jogadores, resultado de muitas horas diante de imagens que exigem certa rapidez do jogador para acompanhá-las, fazendo com que qualquer outra atividade se torne desinteressante; a violên- cia vivenciada nos jogos que causa irritabilidade no jogador tornando-o violento; problemas na leitura e escrita, pois é necessário dedicação e concentração para a leitura, causando desinteresse no aluno, isola- mento social, pois muitos jogos são para uma pessoa, não havendo o compartilhamento com mais ninguém; e, por fim, o vício em crianças e adultos que dedicam muito tempo diante de um videogame, já que enquanto não chegam ao final, não conseguem parar de jogar. Assim, no mundo dos videogames, a conclusão a que se chega so- bre seu uso não é diferente das que envolvem tecnologia de maneira geral: o benefício e o malefício, que são ambos possíveis, dependerão do uso sábio e prudente que faz o usuário. Pensando nisso, responda as perguntas abaixo: 1. Como podemos administrar o nosso tempo jogando videogames sem deixar de realizar todas as atividades necessárias do nosso dia a dia? Resposta pessoal. Book_M1_EM_LD_1a prova 10 14/08/15 17:24 Em várias páginas, você encontrará ícones e termos como Conceito, Glossário e Localize que representam complementos ao tema e assuntos abordados, seja na forma de textos, de atividades, em sugestões de sites, � lmes e livros ou em chamadas à re� exão e memória. RECURSOS INTEGRANDO CONHECIMENTOS Tem como objetivo a integração do conteúdo com a cosmovisão cristã através da re� exão sobre uma referência bíblica. PARA ACESSAR Indicação de links, vídeos, � lmes, bibliogra� as, dicas culturais e literárias, dentre outras, para auxiliar na compreensão do tema abordado. PARA REFLETIR Iniciação ao processo de produção cientí� ca individual ou coletiva. Indicação de pesquisa para aprofundar o conteúdo com orientações pedagógicas.. PRODUÇÃO DE PESQUISA Propostas de incentivo à busca de informações em outras fontes (algumas não escritas, como no caso de música ou de monumentos), para ampliação do conhecimento em determinado tema abordado no capítulo e iniciação ao processo de produção cientí� ca (individual ou coletiva). VALE LEMBRAR Resgate de conteúdos trabalhados anteriormente que servem no momento como pré-requisito para o novo saber. VOCÊ SABIA? Apresenta informações complementares e suplementares ao conteúdo abordado no capítulo. CADERNO DE ATIVIDADES Ícone que faz referência ao Caderno de Atividades, onde o aluno encontrará uma lista de exercícios, originais, do Enem e de vestibulares. Conceito Traz a sistematização de um conceito-chave que merece destaque em meio à explicação de determinado assunto. Glossário Um pequeno dicionário com termos técnicos presentes no texto. Sugestões bibliográ� cas Sequencia de livros, sites, � lmes e outras fontes de informação para sua pesquisa extra livro. Código QR É um código de resposta (ou leitura) rápida (do inglês, Quick Response Code), indicado junto ao recurso Para acessar. A partir de um aplicativo de celular (que tenha câmera) ou tablet, o código QR pode identi� car rapidamente o site/blog. Na impossibilidade de usar o celular/tablet, você pode digitar o endereço virtual indicado. MATEMÁTICA, TECNOLOGIA, SOCIEDADE E AMBIENTE Relaciona a matemática com as Ciências Humanas e da Natureza, mostrando pontos de conexão entre elas, como também o contexto histórico e/ou sociocultural que levaram ao desenvolvimento de um assunto do capítulo em questão. Ou ainda, conecta o saber matemático, desenvolvido no capítulo, a uma tecnologia. VAMOS PRATICAR Exercícios e/ou atividades de indução para sistematizar/ analisar o conteúdo apresentado e indicação de outros exercícios no caderno de atividades. PENSANDO MATEMÁTICA Apresentação de desa� os matemáticos contemporâneos ou não, relacionados ao mundo da matemática, que necessariamente, não precisam ter aplicação prática atualmente. Book_M1_EM_LD_1a prova 11 14/08/15 17:24 Capítulo 7 QUAL É O PRÓXIMO NÚMERO DA SEQUÊNCIA? 19 Sequências 33 Progressões aritméticas35 Classificação de uma progressão aritmética (PA)38 Termo geral de uma progressão aritmética 47 Propriedades das progressões aritméticas 52 Soma dos primeiros termos de uma progressão aritmética59 Referência bibliográfica59 Sugestões bibliográficas Unidade 3 RECONHECENDO PADRÕES 14 Capítulo 8 UMA VARIAÇÃO CONSTANTE 63 Progressões geométricas64 Classificação de uma progressão geométrica (PG)68 Termo geral de uma progressão geométrica 76 Propriedades das progressões geométricas 85 Produto dos primeiros termos de uma progressão geométrica 88 Soma dos n primeiros termos de uma progressão geométrica 93 Soma dos infinitos termos de uma progressão geométrica convergente99 Referência bibliográfica99 Sugestões bibliográficas Capítulo 9 NOÇÕES DE MATEMÁTICA FINANCEIRA 102 Porcentagem 104 Desconto e acréscimo104 Desconto107 Acréscimo109 Acréscimos e descontos sucessivos113 Juros 116 Juros simples117 Juros compostos 121 Taxa 127 Regras de parcelamento133 Referências bibliográficas133 Sugestão bibliográfica134 RefleTinDo iDeiaS e aTiTuDeS 16 60 10 0 Fre d C ard os o/ Sh utt ers toc k.c om Pet r M aly she v/S hut ter sto ck. com % Book_M1_EM_LD_1a prova 12 14/08/15 17:25 SUmário Capítulo 10 TRIGONOMETRIA: A BASE É O TRIÂNGULO 142 Casos de semelhança de triângulos146 Relações métricas no triângulo retângulo153 Comparando lados com ângulos 155 Tangente, seno e cosseno169 Triângulos quaisquer170 Lei dos cossenos175 Lei dos senos 179 Referências bibliográfi cas179 Sugestões bibliográfi cas Capítulo 11 ENTRE TRIÂNGULOS E CÍRCULOS: POLÍGONOS 184 Medindo polígonos184 Ângulos internos188 Área 195 Círculos e polígonos198 Polígonos circunscritos e inscritos207 Referências bibliográfi cas207 Sugestão bibliográfi ca208 RefleTinDo iDeiaS e aTiTuDeS Unidade 4 MENSURANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS 138 14 0 18 0 Dm itry Ab aza /Sh utte rsto ck.c om Tri ff / Sh utt de rst oc k.c om Book_M1_EM_LD_1a prova 13 14/08/15 17:25 TH E B RI DG EM AN AR T L IB RA RY /K EY ST ON E B RA SIL Reconhecendo padRões Grandes são as obras do Senhor; nelas meditam todos os que as apreciam. Os seus feitos manifestam majestade e esplendor, ea sua justiça dura para sempre. Salmo 111.2-3 (NVI) Os seres humanos possuem uma necessidade intrínse- ca de atribuir significado ao mundo que os cerca. Uma das maneiras pelas quais isso se dá é pela observação proposital da realidade, a fim de reconhecer padrões de organização. Quem já não brincou de olhar para o céu cheio de nuvens tentando reconhecer alguma or- dem em meio ao aparente caos? Entretanto, além da atribuição de significado, somos motivados também pela busca daquilo que é belo. Em sua busca pelo belo, o artista holandês Van Gogh pintou uma série de quadros cuja temática foram os girassóis. Estes seriam empregados na decoração de seu ateliê para receber seu amigo, também pintor, Gauguin. A genialidade de Van Gogh pode ser percebida na rapidez e beleza dos traços com que pintava, visto que estas flores, ao serem cortadas e colocadas no vaso, murchavam ao fim de algumas horas. Embora não saibamos ao certo a razão da atração de Van Gogh por estas flores, vamos obser- var mais de perto um aspecto de sua beleza. GOGH, Vincent van. Os girassóis. 1888. Óleo sobre tela. Neue Pinakothek, Alemanha. Book_M1_EM_LD_1a prova 14 14/08/15 17:25 da nie lo/ Sh utt ers toc k.c om xtock/Shutterstock.com bzanchi/Shutterstock.com Observe as imagens abaixo, do brócolis romanesco e da pinha. Baseado no que vimos até aqui, você consegue identificar algum padrão recorrente nas duas imagens? Segundo Aristóteles, “para ser bela, uma criatura viva, como cada conjunto composto por partes, não deve apenas apresentar certa ordem em seu arranjo de peças, mas também deve ter certa magnitude. Se algo for demasia- do grande para ser visto, ou pequeno demais para que sua estrutura possa ser claramente vista, ele não será belo. Deve ser de tal porte, com suas partes ordenadas de tal maneira, com unidade clara e estrutura evidente, para que as- sim possamos chamá-lo de um belo conjunto.” Será que a Matemática pode nos ajudar a per- ceber a beleza existente na criação? Nessa unidade, trabalharemos com as sequências numéri- cas. Estudaremos as progressões aritméticas e geométricas, suas classificações, propriedades principais e operações ma- temáticas possíveis. Veremos como esses conhecimentos nos ajudam a reconhecer padrões matemáticos existentes tanto na natureza como no mundo da matemática financeira. Ao observarmos a parte central da flor de girassol, reconhecemos que há um padrão regular de distribuição das sementes que é agradável aos nossos olhos. Para visualizá-lo, basta partirmos do centro da flor e notar que as sementes estão distribuídas ao longo de duas espirais (setas) que se movem em direções opostas. O interessante é que, ao contarmos a quantidade de espirais em cada direção, notaremos que os números obtidos fazem parte de uma famosa sequência numérica estudada em Matemática. Você poderia imaginar que, no código genético de um girassol, encon- traríamos uma sequência numérica responsável por conferir ordem e bele- za a esta planta? E se disséssemos que este padrão pode ser encontra- do em outros elementos da criação? Book_M1_EM_LD_1a prova 15 14/08/15 17:25 Diomedia / SuperStock RM Lhe / fo / ra as / si / ne / ga / da a / sua / pas / tora, Leia, a seguir, um soneto de um dos maiores autores da Literatura Portuguesa, Luís Vaz de Camões (1524-1580), reconhecido no mundo inteiro por sua habilidade de escrever textos que seguiam padrões. Capítulo7QuaL é o próximo número da seQuênCia? Sete anoS de paStor Jacó Servia Sete anos de pastor Jacó servia Labão, pai de Raquel, serrana bela; mas não servia ao pai, servia a ela, e a ela só por prêmio pretendia. Os dias, na esperança de um só dia, passava, contentando-se com vê-la; porém o pai, usando de cautela, em lugar de Raquel lhe dava Lia. Vendo o triste pastor que com enga- nos lhe fora assi negada a sua pastora, como se a não tivera merecida; começa de servir outros sete anos, dizendo: – Mais servira, se não fora para tão longo amor tão curta a vida. CAMÕES, Luís de. Sonetos: antologia comentada. Texto em domínio público. gLossário Serrana – camponesa. Cautela – cuidado, precaução. Assi – assim. Tivera merecida – tivesse merecido. Servira – serviria. Fora – fosse. O encontro de Jacó e Raquel, de William Dyce (1806-1864). Vem / do o / tris / te / pas / tor / Que / Com / en / ganos Co / mo / se a / não / ti / Ve / ra / me / re / Cida; M1_EM_U3_C7_LD_3a prova.indd 16 02/03/18 15:29 Ret roC lipA rt/S hut ters tock .com matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 17 Lhe / fo / ra as / si / ne / ga / da a / sua / pas / tora,7 O poema Raquel refere-se à história relatada em Gênesis, capítulo 29, versículos 14 a 30, na qual Jacó, neto de Abraão, o patriarca do povo judeu, trabalhou para seu sogro durante sete anos para se casar com Raquel. No entanto, como esta era a se- gunda filha, seu sogro lhe deu em casamento a filha mais velha, Lia. Jacó aceitou, então, trabalhar mais sete anos para ter o direi- to de se casar também com Raquel. É um soneto, composto por quatro estrofes. As duas pri- meiras contêm quatro versos e as duas últimas, apenas três. Coincidentemente ou não, o autor, Luís de Camões, usou qua- torze versos para nos contar a história dos quatorze anos nos quais Jacó trabalhou para desposar com a mulher que amava. Os versos são decassílabos, e a contagem das sílabas, em poe- sia, se dá até a última sílaba tônica. Além disso, se o fim de uma palavra tem uma vogal átona e é seguida por outra pala- vra que se inicia com vogal átona, as duas sílabas que contêm essas vogais são contadas como se fossem apenas uma, como no exemplo abaixo, em que cada sílaba poética está separada das demais por barra. Ven / do o / tris / te / pas / tor / que / com / en / ganos Lhe / fo / ra as / si / ne / ga / da a / sua / pas / tora, Co / mo / se a / não / ti / ve / ra / me / re / cida; gLossário Sílabas ou vogais átonas são aquelas que não possuem acento de intensidade. O antônimo de átono é tônico. Vem / do o / tris / te / pas / tor / Que / Com / en / ganos Co / mo / se a / não / ti / Ve / ra / me / re / Cida; M1_EM_U3_C7_LD_3a prova.indd 17 02/03/18 15:29 18 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 Observe que, ao produzir o poema Raquel, Camões seguiu um padrão para alcançar o efeito esperado. Além disso, ele se preo- cupou com o ritmo e, principalmente, com a coerência na sucessão dos fatos. Veja um exemplo: segundo a norma que rege um soneto tradi- cional, quando um padrão de rimas é criado nos dois primeiros versos da primeira estrofe, ele precisa continuar, “invertido”, nos dois versos seguintes e se repetir igualmente na próxima estrofe. Assim, a rima entre “servia” e “bela” é repetida ao inverso com “ela” e “pretendia”. Na estrofe seguinte, o mesmo esquema de rimas é re- petido em sequência (“dia” e “vê-la” com “cautela” e “Lia”). São exatamente as mesmas rimas em sequência! Veja que a sequência cria um padrão que precisa se repetir e, por isso, é possível prever quais rimas viriam – no caso do soneto – na estrofe seguinte. Talvez você esteja se perguntando: qual é a relação de tudo isso com a Matemática? Padrões têm tudo a ver com as formas da natu- reza, das ciências naturais, entre outras coisas que se encontram na realidade criada. Eles possibilitam prever o funcionamento das coi- sas e saber o que esperar delas. Na Matemática, há também diversos padrões, que não funcionam de modo tão diferente de padrões como o que vimos acima. O poeta, aliás, cria padrões em seu poema porque percebe que há padrões na natureza também e acredita que observar, reconhecer e seguir padrões são necessida- des do ser humano, inclusive nas necessidades de apreciar o belo e o agradável. Tudo isso nos faz aprender leis que regem nosso dia a dia. Em particular, quandoaprendemos as leis matemáticas, podemos tam- bém relacioná-las com suas aplicações. Como disse o físico húngaro Eugene Paul Wigner (1902-1995): “A enorme aplicabilida- de da Matemática nas Ciências Naturais é algo no limiar do mistério.” Neste capítulo, a lei matemática que vamos estudar será como identificar padrões em sequências numéricas. Veja um exemplo: observando o conjunto dos números inteiros, podemos dizer, facil- mente, qual é o próximo número: { ..., –4, –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, 4, 5... } O próximo número inteiro negativo será –5 e o próximo número inteiro positivo será 6. Book_M1_EM_LD_1a prova 18 14/08/15 17:25 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 19 seQuênCias Observe a sequência de imagens a seguir. Agora responda: qual das alternativas abaixo corresponde à imagem de número 5? 1. 2. 3. 4. 5. a. b. c. Observe que o quadradinho do centro nunca é colorido com o ver- de e que, de uma figura para a que se sucede, caminhamos no sentido anti-horário, de modo que o retângulo formado pelos dois quadradi- nhos destacados seja deslocado pulando um quadradinho. Então, nesse caso, a alternativa que indica a imagem correspondente da fi- gura 5 é a alternativa b. Nesse exemplo, o objetivo era saber qual figura viria na sequência. Outro modo de apresentar este exercício seria no formato de uma lista de números, com a finalidade de completá-la com o número seguinte. Em diversas situações cotidianas, podemos encontrar exemplos que nos dão ideia do que ocorrerá a seguir. Essas questões apresentam o conceito de sequência, ou daquilo que vem a seguir. Talvez, no exemplo, você tenha sentido alguma dificuldade para determinar um padrão no colorido dos quadradinhos. Isso ocorre por- que nem toda sucessão de fatos, desenhos ou números possui leis simples que nos permitam prever o próximo fato, desenho ou núme- ro. Além disso, em sequências numéricas, pode haver mais de uma lei, ou fórmula que possibilite descrever a sucessão de números dados. Quando não há nenhuma lei por trás dos acontecimentos, dizemos que os acontecimentos são aleatórios. Um exemplo de experimento aleatório é o de jogar um dado de seis faces numeradas (cada uma com igual chance de ficar para cima quando o dado cair) e verificar qual é o número da face de cima. Se você realizar esse experimento diversas vezes seguidas, verá que não é possível dizer com certeza qual será a face voltada para cima na próxima jogada. Agora, observe as sequências a seguir: d. e. Book_M1_EM_LD_1a prova 19 14/08/15 17:25 1 2 3 4 5 . . . a1 a2 a3 a4 a5 . . . n na 20 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 a. Qual é o próximo número de cada uma delas? b. Como você encontrou o próximo número de cada sequência? Podemos observar, nessas sequên- cias, que os números se sucedem obedecendo a determinado padrão. Logo, ConCeito Sequência numérica é uma sucessão de números que obedecem a determinada ordem. O domínio de uma função é seu “conjunto de partida”, ou seja, o conjunto onde costumeiramente encontramos os valores da variável . Assim, quando dizemos que uma função vai de em , estamos dizendo que o conjunto é o seu domínio, e o conjunto é o seu contradomínio (o “conjunto de chegada”). Consideremos agora uma função que, ao ser trata- da como sequência, pode ser representada por meio de diagramas de fl echas, como na ilustração abaixo: Resposta: 1ª) 5 2ª) 17 3ª) 162 4ª) –3 5ª) 34 1ª) Repetindo o número 5. 2ª) Adicionando 3 ao último para obter o próximo número. 3ª) Multiplicando o último por 3 para obter o próximo número. 4ª) Repetindo o –3. 5ª) Somando os dois números anteriores para obter o próximo. Book_M1_EM_LD_1a prova 20 14/08/15 17:25 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 21 • As imagens de são denominadas, respectivamente, por primeiro termo, segundo termo, terceiro termo, ..., enésimo termo; • Cada um destes termos é representado, respectivamente, por . Desse modo, a representação de uma sequência pode ser feita por seu conjunto imagem: ( ). Neste caso, a sequência é uma função cujo domínio é o conjunto dos números naturais diferentes de zero, , ou qualquer subconjunto com os primeiros elementos de : • Uma sequência é infi nita quando o domínio da função for , e é fi nita, de termos, quando seu domínio for o conjunto: Em ambos os casos, podemos generalizar e repre- sentar a sequência simplesmente pelo símbolo . Lembrando que nem toda sequência possui uma lei de formação. Isso ocorre porque o que caracteriza uma se- quência é o fato de seus elementos terem uma ordem específi ca, de modo que, se forem distintos e alterarmos suas posições, a sequência também se altera. Um exemplo de tal tipo de sequência é o resultado de sorteios. Imagine que um professor atribua um nú- mero a cada aluno. Cada vez que for sorteado o número de um aluno, ele deverá responder a uma questão oral. Considere que as primeiras questões são de um assunto que o aluno domina bem, mas a matéria das últimas questões não foi estudada por ele. Perceba que, embora a ordem dos números sorteados pelo professor forme uma sequência aleatória, essa ordem será decisiva para o acerto ou erro da questão que ele perguntar. Um par ordenado é diferente do par ordenado , a não ser que . Os pares ordenados podem, então, ser vistos como sequências, cujo domínio é o conjunto e a imagem , . Por outro lado, existem sequências que têm uma regra de formação. Chamadas de sequências regula- res, elas possuem leis de formação que estabelecem cada termo em função de sua posição ou de termos anteriores. Como exemplo, observe a análise do exer- cício a seguir. Book_M1_EM_LD_1a prova 21 14/08/15 17:25 1a camada cinza 1a camada branca 2a camada cinza 2a camada branca 3a camada cinza 22 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 ExErcício rEsolvido (Comvest/Vestibular Unicamp 2011) No centro de um mosaico formado apenas por pequenos ladrilhos, um artista colocou 4 ladrilhos cinza. Em torno dos ladrilhos centrais, o artista colocou uma camada de ladrilhos brancos, seguida por uma camada de ladrilhos cinza, e assim sucessivamen- te, alternando camadas de ladrilhos brancos e cinza, como ilustra a figura a seguir, que mostra apenas a parte central do mosaico. Observando a fi- gura, podemos concluir que a 10ª camada de ladrilhos cinza contém: a. 76 ladrilhos b. 156 ladrilhos c. 112 ladrilhos d. 148 ladrilhos Resolução Observe que cada quadrado formado por ladrilhos da mes- ma cor tem lados com dois ladrilhos a mais que o quadrado imediatamente menor que ele. Logo, a medida, em ladri- lhos, dos lados dos quadrados forma a sequência: Como a décima camada de ladrilhos cinza é a décima nona camada de ladrilhos, a quantidade de ladrilhos por la- do nessa camada será igual a Para contar a quantidade de ladrilhos de cada um dos quadrados de mesma cor, basta: I. Multiplicar por 4 a quantidade de ladrilhos que se encontram no lado do quadrado. II. Do resultado anterior, subtrair 4 unidades, pois os quatro ladrilhos dos vértices dos quadrados ocupam dois lados simultaneamente e foram contados em dobro. Sendo assim, se escrevermos o procedimento em linguagem matemática, vamos obter • Na primeira camada: • Na segunda camada: 2 19 = 38 M1_EM_U3_C7_LD_3a prova.indd 22 26/07/16 10:36 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 23 • Na terceira camada: • Na quarta camada: Ou seja, na décima camada de ladrilhos cinza, os 38 ladrilhos que se encontram em cada lado produzem: Que corresponde à alternativa d. Embora não seja requisitado pelo exercício, podemos tentar encon- trar uma expressão matemática que forneça a quantidade de ladrilhos de determinada camada em função da posição da camada. Para tanto, seguindo o raciocínio exposto acima, sabemos que, na enésima cama- da, devemoster ladrilhos por lado do quadrado, pois Continuando no raciocínio anterior, podemos verificar que, na camada , devemos ter Isto é, a expressão que nos fornece o número de ladrilhos na enésima camada é a função , tal que Definindo a sequência do exemplo em função da posição de seus termos, conforme queríamos. Observando agora a sequência das quantidades de ladrilhos por camada , é fácil notar que cada camada tem 8 ladrilhos a mais que a camada anterior. Poderíamos, portanto, definir a sequência por meio de uma fórmula que nos fornecesse cada termo em função do termo anterior. As- sim, essa sequência teria a seguinte definição: Essa última forma de definir uma sequência é chamada de forma recursiva. Veja, a seguir, alguns exemplos de sequências, definidas tanto pela posição de seus termos como na forma recursiva (por meio de um ou mais termos que ante- cedem um termo qualquer). M1_EM_U3_C7_LD_3a prova.indd 23 26/07/16 10:36 24 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 I. Exemplos de sequências expressas em função da posição de seus termos: a. . Descrita como b. . Representada por c. . Ou, ainda, II. Exemplo de sequências expressas na forma recursiva: a. Observe que: Assim, a sequência pode ser descrita pela lei: b. é tal que: Logo, a sequência pode ser descrita como: Book_M1_EM_LD_1a prova 24 14/08/15 17:25 Casal adulto Casal recém-nascidoJaneiro Fevereiro Março Abril Maio Junho 1 1 2 3 5 8 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 25 c. Em um lugar fechado, mas com espaço suficiente para muitos animais, é colocado um casal de coelhos recém-nascidos. Su- ponha que, a cada mês, a partir do segundo mês de vida, cada casal de coelhos gere um novo casal. Ao final de um ano, su- pondo que nenhum coelho morra, quantos casais de coelhos estarão nesse lugar? Para facilitar nossa resposta a essa questão, vamos supor que o casal inicial foi colocado no lugar no dia 1º de janeiro. Como eles le- vam dois meses para se reproduzirem, no dia 1º de fevereiro, ainda haverá apenas um casal de coelhos no criadouro. No dia 1º de mar- ço, porém, nasce um novo casal de coelhos e teremos um total de dois casais. Em 1º de abril, o casal que nasceu no criadouro ainda não se reproduziu, mas o antigo casal dá origem a um novo, perfa- zendo um total de três casais. Em 1º de maio, os dois casais mais velhos já se reproduzem, então teremos um total de cinco casais, e assim sucessivamente, conforme o esquema abaixo, que represen- ta os casais no primeiro dia de cada mês. Book_M1_EM_LD_1a prova 25 14/08/15 17:25 Dio me dia / Sc ien ce So urc e / Sc ien ce So urc e Observe que, a partir do terceiro mês (março), o total de casais é igual à soma dos totais de casais dos dois meses anteriores. Em outras palavras, a sequência que representa a quantidade de coelhos em cada mês é Utilizando a linguagem de sequências, obtemos: De forma geral, um elemento é resultado da soma dos dois elementos imediatamente anteriores. Portanto, esta sequência se torna recursiva e pode ser expressa pela fórmula: uma seQuênCia de “ouro” O italiano Leonardo Fibonacci (1170-1250) foi um dos mais importantes matemáticos euro- peus medievais. Sua principal obra foi Líber Abaci (Livro do Ábaco), de 1202. Nessa obra, ele introduz os algarismos indo-arábicos na Europa, e um dos exemplos utilizados em seu livro é jus- tamente a sequência que tem os dois primeiros termos iguais a um, e o restante dos termos é obtido pela soma dos dois termos imediata- mente anteriores. Mais tarde, quando outros matemáticos descobriram a sequência e suas aplicações, ela foi denominada Sequência de Fibonacci, em sua homenagem. Book_M1_EM_LD_1a prova 26 14/08/15 17:25 M M – m m Fil ip Fu xa /S hu tte rst oc k.c om matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 27 Uma particularidade da Sequência de Fibonacci é a de que a razão entre dois de seus termos consecutivos aproxima-se do número conhe- cido como número de ouro: , que já era utilizado como proporção entre medidas de obras arquitetônicas desde a Anti- guidade, como nas pirâmides do Egito, e empregado largamente em pinturas, esculturas e construções durante o Renascimento. Se invertermos a razão entre os termos consecutivos, dividindo-se um dos números da sequência pelo seu sucessor na sequência, vamos obter outro valor possível para : . Tais números são a solução de uma equação do segundo grau, que é obtida dividindo um segmento na chamada proporção áurea. Para fazer isso, basta dividir o segmento em duas partes, de modo que a ra- zão de sua medida pela parte maior seja igual à razão entre a medida da parte maior pela da menor. Assim, se M é a medida da parte maior e m é a medida da parte menor, temos: Book_M1_EM_LD_1a prova 27 14/08/15 17:25 Diomedia / Universal Images Group / Universal History Archive Multiplicando-se em cruz a equação anterior, obtemos: Resolvendo-se a equação na incógnita , temos: Como é positivo, temos que Assim, se , temos Se resolvermos a mesma equação na incógnita , teremos e, se , então . Como exemplo de uso da propor- ção áurea em pinturas renascentistas, temos o famoso quadro de Leonardo da Vinci (1452-1519), a Mona Lisa. As medidas dos lados do quadro es- tão na proporção áurea, ou seja, a altura dividida pela largura resulta em . O quadro está subdividido em quatro retângulos pelos eixos vertical e horizontal (em vermelho) e estes, por sua vez, também estão na pro- porção áurea. O eixo vertical passa pelo olho direito (da figura) e o eixo horizontal passa pela altura dos om- bros da figura. O retângulo áureo (ou seja, que tem a proporção áurea) que tem como lados os dois eixos e a li- nha branca horizontal inferior determina a altura da boca. O retân- gulo áureo que tem como lados o eixo horizontal, a linha branca verti- cal e a segunda linha branca horizontal determina a altura dos olhos e a extremidade do olho esquerdo (da figura). ce nt ro eixo horizontal ei xo v er ti ca l Book_M1_EM_LD_1a prova 28 14/08/15 17:25 W PA PO OL / GE TT Y I MA GE S A SIA PA C / Ge tty Im ag es /A FP matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 29 Figuras cujas medidas formam a proporção áurea causam uma sensação de agra- do a quem as observa, por isso são belas. Na verdade, há muito mais razões áureas nesse quadro, pois o corpo humano está repleto de medidas que, divididas entre si, resultam no número de ouro. Como exemplo disso, temos a razão entre a altura do umbigo (de uma pessoa em pé) e a distância do topo da cabeça ao umbigo, ou a me- dida de um dedo pela soma das medidas da segunda e da terceira falanges. Desse modo, sempre que uma pintura respeita a anatomia humana, vamos encontrar nela diversas razões e proporções áureas. As proporções entre as medidas de dois arcos consecutivos da concha nautilus, que vimos como exemplo de spira mirabilis na Unidade 2, tem como resultado o nú- mero de ouro. Observe alguns resultados das razões entre termos consecutivos da sequência de Fibonacci : Os resultados aproxi- mam-se do número . Agora, engana-se quem pensa que o uso desse número se restringiu a coisas do passado. De acordo com informações da própria fabricante de carros esportivos, os modelos DB9 e Rapide S, da Aston Martin, foram feitos com design baseado na proporção áurea. Como determinar as medidas que satisfazem essa proporção? Acesse os links a seguir para obter mais informações sobre os modelos DB9 e Rapide S da Aston Martin. Site em inglês. <http://www.astonmartin. com/cars/rapide-s/rapide-s- design> Acesso em: maio 2015. <http://www.astonmartin. com/cars/the-new-db9/db9- design> Acesso em: maio 2015. Aston Martin Rapide S Book_M1_EM_LD_1a prova 29 14/08/15 17:25 30 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 Observe os resultados das razõesentre termos consecutivos da sequência de Fibonacci: Percebeu? Quanto maior forem os termos da sequência, mais próximo ficaremos do valor de . Logo, caso deseje confeccionar algo com a proporção áurea, utilize os termos consecutivos da sequência de Fibonacci em suas medidas. • As imagens a seguir apresentam uma parte do processo de criação de algumas marcas conhecidas. Observe que nas duas primeiras imagens são indicadas as medidas a e b e, na terceira imagem, a e b, a’ e b’. Calcule a razão entre elas, em seguida, verifique se as medidas das imagens seguem a proporção áurea. Para isso, utilize uma régua. a. b b b 36˚ b’ a’ a a a As medidas seguem a proporção áurea. Book_M1_EM_LD_1a prova 30 14/08/15 17:25 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 31 b. c. b b b 36˚ b’ a’ a a a b b b 36˚ b’ a’ a a a b b b 36˚ b’ a’ a a a As medidas seguem a proporção áurea. As medidas seguem a proporção áurea. Book_M1_EM_LD_1a prova 31 14/08/15 17:25 32 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 1. Escreva cada uma das sequências abaixo e diga se cada termo está defi nido em função de sua posição ou em função dos termos anteriores (sequência recursiva). a. b. c. d. e. 2. (Comvest/Vestibular Unicamp 2012) Uma curva em formato espiral, composta por arcos de circunferência, pode ser construída a partir de dois pontos A e B, que se alternam como centros dos arcos. Esses arcos, por sua vez, são semicircunferên- cias que concordam sequencialmente nos pontos de transição, como ilustra a fi gura ao lado, na qual supomos que a distância entre A e B mede 1 cm. a. Determine a área da região destacada na fi gura. b. Determine o comprimento da curva composta pelos primeiros 20 arcos de circunferência. Resolva as questões 234 e 254 do Caderno de Atividades. A. Cada termo é defi nido em função de sua posição. B. Cada termo é defi nido recursivamente. C. Cada termo é defi nido em função de sua posição. D. Cada termo é defi nido em função de sua posição. E. Cada termo é defi nido recursivamente. Book_M1_EM_LD_1a prova 32 14/08/15 17:25 tan ata t/S hu tte rsto ck. com matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 33 proGressÕes aritmétiCas Observe a situação-problema a seguir: Manuela tinha poupado R$ 50,00 de sua mesada e decidiu, a cada mês, poupar mais R$ 30,00. Para ter um controle de quanto possuía mês a mês, ela fez o regis- tro no seguinte quadro: Mês 1 2 3 4 5 ... R$ 50 80 110 140 170 ... Embora o quadro pare no quinto mês, Manuela continuou com essa forma de poupar dinheiro. Diante disso, responda, quanto ela terá poupado até o: • Sexto mês? . • Sétimo mês? . • Décimo primeiro mês? . Você notou que, para obter cada termo dessa sequência, a partir do segundo, soma- se R$ 30,00 ao termo anterior. As sequências com essa característica de sempre somar um valor fi xo para obter o próximo termo recebem o nome de Progressões Aritméti- cas (que são referenciadas apenas pela abreviação PA). O valor fi xo que é acrescido chama-se razão da progressão, indicado pe- la letra r. Chamando de o primeiro termo da PA e de a razão dela, nessa situação, te- mos = 50 e = 30. Nas sequências a seguir, observe os valo- res de e . R$ 200,00 R$ 230,00 R$ 350,00 Book_M1_EM_LD_1a prova 33 14/08/15 17:25 34 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 Aliás, note que, em cada uma dessas progressões aritméticas, é possível estabelecer o valor da razão, calculando a diferença entre dois termos consecutivos quaisquer: • PA : • PA : • PA : Generalizando, podemos dizer que a razão de uma PA é: para todo . ConCeito Uma progressão aritmética (PA) é uma sequência numérica em que a diferença entre quaisquer dois termos consecutivos é uma constante denominada razão (r) da progressão. • Determine a razão de cada uma das progressões aritméticas a seguir. a. b. c. d. e. F. Resolva a questão 235 do Caderno de Atividades. r = 2 r = -3 r = 0 Book_M1_EM_LD_1a prova 34 14/08/15 17:25 10% OFF 15% OFF 20% OFF 30% OFF 35% OFF 40% OFF 25% OFF Ma rku s D oll ing er/ Sh utt ers toc k.c om matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 35 CLassifiCação de uma progressão aritmétiCa (pa) Considerando o que já foi exposto sobre sequências e progressão aritmética, resolva as três situações a seguir. 1. Certa companhia tele-fônica cobra o valor de R$ 0,96881 por minuto de ligação, com os im- postos incluídos, para ligações feitas entre telefones fixos na cida- de de São Paulo, durante o horário nor- mal (sem desconto). Escreva os cinco pri- meiros termos da sequência que re- presenta o valor a ser pago por ligações que duram minutos. 2. Uma loja de utensílios domésticos fez uma gran-de promoção de liquidação. Na compra de apenas um objeto, a loja concedia 10% de des- conto no preço. Mas, para cada objeto a mais que fosse comprado, o desconto aumentava 5% no total das compras, até o limite de 40% de desconto. Considerando o valor de R$ 1.500,00, sem os descontos, escreva a sequência dos valores pagos por uma compra de objetos, até atingir o limite máximo de desconto. Book_M1_EM_LD_1a prova 35 14/08/15 17:25 1 2 3 4 567 8 9 10 1112 36 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 Provavelmente, você já percebeu que as progressões arit- méticas têm comportamentos diferentes umas das outras. Considerando que elas são funções ( ) e que uma das classificações possíveis de função é a sua monotonicidade (crescente, decrescente, constante), classifique as progressões aritméticas das três situações anteriores: 3. Fausto tem 7 anos e está aprendendo a medir o tempo com seu avô. Para isso, lhe foi dado um relógio que tinha um ponteiro grande, que marcava os minutos, e um ponteiro pequeno, que marcava as horas. Em seguida, ele foi instruído para fazer a seguinte contagem: no momento em que o pon- teiro grande do relógio mudasse de posição, ele deveria começar a contar 1, 2, 3,..., e, quando ele se movesse de novo, deveria recomeçar a contagem, sempre registrando o último número contado. Escreva a sequência dos valores encon- trados por Fausto em cada uma das contagens realizadas. • é crescente • é decrescente • é constante Agora, calcule a razão de cada uma das progressões aritméticas desses exemplos e responda, em cada caso, se • Situação 1: • Situação 2: • Situação 3: Em outras palavras, quando a razão de uma PA é positiva, cada termo é maior que o seu antecessor e a sequência cres- ce. Quando a razão é negativa, cada termo é menor que seu antecessor e a sequência decresce. Por fim, se a razão de uma PA for nula, ela nem cresce nem decresce, é constante. ConCeito Uma PA pode ser classificada em: Crescente, se ; Constante, se ; Decrescente, se . 1 2 3 Book_M1_EM_LD_1a prova 36 14/08/15 17:25 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 37 • Classifi que cada PA abaixo quanto à monotonicidade. a. b. c. d. e. F. G. H. I. Resolva a questão 236 do Caderno de Atividades. Crescente Decrescente Constante Constante Crescente Crescente Decrescente Decrescente Crescente Book_M1_EM_LD_1a prova 37 14/08/15 17:25 Figura 1 Figura 2 Figura 3 Stia n Iv ers en/ Shu tter sto ck. com 38 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 termo geraL de uma progressão aritmétiCa Você já brincou, quando criança, de fazer dese- nhos com palitos de fósforo (ou de dente)? Se já fez isso, provavelmente alguns deles não pude- ram ser terminados porque os palitos acabaram antes. Isso nos leva à seguinte pergunta: depen- dendo da forma como distribuímos os palitos, é possível prever quantos palitos são necessários para cada etapa? Pararesponder a essa questão, vamos pensar, antes, no problema a seguir: exeRcício Resolvido (Comvest/Vestibular Unicamp 2008) Considere a sucessão de fi guras apresentada a seguir. Observe que cada fi gura é formada por um conjunto de palitos de fósforo. a. Suponha que essas fi guras representam os três primeiros termos de uma suces- são de fi guras que seguem a mesma lei de formação. Suponha também que , e indiquem, respectivamente, o número de palitos usados para produzir as fi guras 1, 2 e 3, e que o número de fósforos utilizados para formar a fi gura seja . Calcule e escreva a expressão geral de . Observação: Esta questão possui o item b, que apresentaremos e resolveremos no final deste capítulo. Resolução Observe que o número de palitos de cada fi gura forma a PA Book_M1_EM_LD_1a prova 38 14/08/15 17:26 Bu tte rfl y H un ter /S hu tte rst oc k.c om matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 39 Ou seja, uma progressão aritmética , com e razão . De modo que o valor de são os dois quadrados acrescentados na fi - gura anterior, cada qual com quatro palitos. Sendo assim, as três primeiras formações podem ser expressas por: Continuando com esse raciocínio, temos: O que é sufi ciente para dizer que Como se pôde notar, para obter qualquer termo de ordem dessa sequência, basta somar ao primeiro termo vezes a razão . Assim, a fórmula que representa , em função de e de , é: Com raciocínio semelhante e respondendo à pergunta inicial, se a fi gura que formamos com palitos segue um padrão, é possível estabe- lecer o número de palitos de que vamos precisar em cada etapa. Ao generalizar o resultado obtido acima para qualquer PA , obtemos: e assim por diante. Agora, reescrevendo o fator multiplicativo de , temos: Book_M1_EM_LD_1a prova 39 14/08/15 17:26 40 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 Há algum padrão nessas expressões? Sim, a posição do termo sempre é subtraída em uma unidade. Logo, se queremos o termo de ordem , teremos a expressão: denominada termo geral de uma PA. Diante disso, surge uma questão: o que fazer se o termo for desconhecido? Ainda utilizando a PA do exemplo dado, observe que: Siga o mesmo raciocínio e complete as expressões: Perceba que o fator multiplicativo de é sempre a diferença entre a posi- ção do termo do lado esquerdo da equação e a posição do termo do lado direito da equação. Isso ocorrerá em qualquer PA e podemos, então, obter a fórmula do termo geral: que, necessariamente, não precisa estar em função do primeiro termo. Por exemplo, se uma PA é tal que e , o oitavo termo dessa progressão pode ser calculado de duas maneiras diferentes: • 1º modo Determina-se a razão da PA: Book_M1_EM_LD_1a prova 40 14/08/15 17:26 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 41 Em posse da razão, identificamos o oitavo termo: Ou ainda, usando o : • 2º modo Utilizando a primeira forma do termo geral: Fazendo-se , obtemos: Substituindo em : Assim: Book_M1_EM_LD_1a prova 41 14/08/15 17:26 42 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 • Escreva a expressão do termo geral de cada PA a seguir. a. b. c. d. e. F. Resolva a questão 237 do Caderno de Atividades. inTerPoLA Ção ariTméTica Considere a seguinte situação: inTerPoLA Ção ariTméTica Considere a seguinte situação: Km 39 Km 21 Determinada cidade é cortada por uma rodovia que demarca os limites territoriais do município nos quilômetros 21 e 39. Para au- mentar a segurança da população, serão instalados 7 radares, um no km 21, outro no km 39 e os outros cinco, distribuídos igualitariamen- te entre eles. Quais são os quilômetros que vão receber esse equipamento? Você consegue imaginar como resolver este problema utilizando os conhecimentos de PA adquiri- dos até aqui? Vejamos a solução! O problema pede, em outras palavras, que cinco termos aritmé- ticos (igualmente espaçados) A. B. C. D. E. F. Book_M1_EM_LD_1a prova 42 14/08/15 17:26 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 43 sejam inseridos entre dois termos já conhecidos. Este tipo de situação chama-se interpolação aritmética. Para resolvê-la, utiliza-se a PA, de modo que, entre esses dois números, haja cinco termos, ou seja, tere- mos uma progressão de sete termos (os dois termos dados, mais os cinco que estão entre eles), e o primeiro e o último termos são, respecti- vamente, os números fornecidos. Assim, utilizando a expressão do termo ge- ral, temos a sequência: que permite obter: Logo, os termos da sequência são: Sendo assim, os radares serão instalados nos quilômetros 21, 24, 27, 30, 33, 36 e 39 da rodovia. ConCeito Para uma PA ser determinada, ou seja, para podermos escrever os termos dessa progressão, basta conhecer: • o primeiro termo e a razão: • ou dois termos distintos quaisquer (e suas posições) ou um termo (sua posição) e a razão: Book_M1_EM_LD_1a prova 43 14/08/15 17:26 3 6 9 12 15 18 21 24 48 51 45 42 39 36 33 30 27 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ? 44 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 1. (PUC-SP 2006) Sobre as casas de um grande tabuleiro de xadrez devem ser colocados grãos de arroz, em quantidades que obede- çam a uma lei de formação sequencial, conforme é mostrado na fi gura seguinte. a. 170 e 175 b. 175 e 180 c. 180 e 185 d. 185 e 190 e. 190 e 195 2. Determine o vigésimo termo de cada uma das seguintes progressões aritméticas: a. b. c. 3. Ada e Zélia são irmãs e, juntas, adquiriram um carro usado em 20 pres-tações mensais e crescentes, sendo a primeira no valor de R$ 500,00 e as demais no valor da prestação anterior acrescido de R$ 50,00. a. Escreva as sequências que representam os pagamentos mensais, em reais, de cada uma das irmãs, sabendo que uma delas vai pagar as onze primeiras prestações e a outra vai pa- gar as prestações restantes. A quantidade de grãos de arroz que devem ser colocados na casa em que se encontra o ponto de interrogação é um número compreendido entre A. B. C. (500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000) e (1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450). Book_M1_EM_LD_1a prova 44 14/08/15 17:26 matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 | 45 b. Agora, escreva as sequências que representam os pagamentos mensais, em reais, de cada uma das irmãs, considerando que uma delas vai pagar as prestações de ordem ímpar (primeira, terceira, quinta etc.) e a outra, as prestações de ordem par. c. As sequências de pagamentos, nos dois casos, são progressões aritméticas? Se sim, qual é a razão de cada uma das progressões? 4. Uma progressão aritmética é tal que seu primeiro termo vale –13 e sua razão é igual a 7,5. Determine o décimo terceiro termo dessa progressão. 5. Dada a progressão aritmética , determine . 6. Insira oito meios aritméticos entre e . (500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400) e (550, 650, 750, 850, 950, 1050, 1150, 1250, 1350, 1450). Sim. No primeiro caso, a razão de ambas as progressões é R$ 50,00 e no segundo caso, R$ 100,00. Book_M1_EM_LD_1a prova 45 14/08/15 17:26 sequÊNcia que tem como razão é chamada de que pode ser se se se é uma função cujo domínio é o subconjunto dos a diferença entre dois termos consecutivos constante crescente 46 | matemática | 1a série | Unidade 3 | capítUlo 7 7. Complete o diagrama a seguir. Resolva as questões 238 a 243 e 255 do Caderno de Atividades. Ai dos que chamam ao mal bem e ao bem, mal, que fazem das trevas luz e da luz, trevas, do amargo, doce e do doce, amargo! [...] assim como a palha é consumida pelo fogo e o restolho é devorado pelas chamas, assim
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