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Revisão de Pré-Cálculo NÚMEROS REAIS E OPERAÇÕES Prof. Dr. José Ricardo de Rezende Zeni Departamento de Matemática, FEG, UNESP Lc. Ismael Soares Madureira Júnior Guaratinguetá, SP, Outubro, 2016 Direitos reservados. Reprodução autorizada desde que citada a fonte. OBJETIVOS ● Manipular corretamente expressões algébricas. ● Relembrar as regras da aritmética. ● Relembrar alguns produtos notáveis, expansões e fatorações. ● Destacar o papel das potências com expoentes fracionários e negativos na representação de radicais e inverso multiplicativo de potências. 3 Aritmética 3 1. Comutativa Adição: a + b = b + a Multiplicação: a.b = b.a 2. Associativa Adição: (a + b) + c = a + (b + c) Multiplicação : (a.b).c = a.(b.c) 3. Elemento Neutro Adição: a + 0 = a Multiplicação: a.1 = a Sejam a, b e c números reais, variáveis ou expressões algébricas. 4. Elemento Inverso Adição: a + (– a ) = 0 Multiplicação: a . (1/a) = 1 , a ≠ 0 6. Distributiva Multiplicação com relação à adição: a.(b + c) = a.b + a.c JRRZ & ISMJ 4 Aritmética Subtração é a adição com o oposto (inverso aditivo) a – b = a + (- b) Divisão é a multiplicação pelo inverso multiplicativo (b ≠ 0) a ÷ b = a . (1/b) Assim, a subtração e a divisão são casos particulares da adição e da multiplicação, não sendo portanto novas operações. 5 PRODUTOS NOTÁVEIS 5 Quadrado da soma de dois termos: (x + y)² = (x + y).(x + y) = x² + 2.x.y + y² Produto da soma pela diferença de dois termos (x + y).(x – y) = x² – y² Cubo da soma de dois termos: (x + y)³ = (x+y).(x+y)² = x³ + 3.x².y + 3.x.y² + y³ Quadrado da diferença de dois termos: (x – y)² = (x – y).(x – y) = x² – 2.x.y + y² Cubo da diferença de dois termos: (x – y)³ = (x – y).(x – y).(x – y) = x³ – 3.x².y + 3.x.y² – y³ JRRZ & ISMJ 6 PRODUTOS NOTAVEIS 1) A expansão para pode ser obtida da expansão para substituindo y por – y. 2) Expansão do binômio coeficientes binomiais (x− y)2 (x+ y)2(x+ y)2 (x+ y)n = ∑ k=0 n ( nk) . x n−k . yk ( nk ) = n! (n−k )! . k ! 7 PRODUTOS NOTAVEIS - ÁLGEBRA GEOMÉTRICA (x + y)² = x² + 2.x.y + y² JRRZ & ISMJ 8 Fatoração k.a + k.b = k.(a + b) k.a + k.b + m.a + m.b = (k + m).(a + b) a² + 2ab + b² = (a + b)² a² – b² = (a – b).(a + b) a³ – b³ = (a – b).(a² + ab + b²) 9 ÁLGEBRA - EXEMPLOS Simplifique as expressões abaixo (fatore ou expanda) 1) 2) 3) 4) x2 + b.x + b2/4 x3−7.x (x+h)3 − x3 JRRZ & ISMJ (x+ y)4 10 Frações 10 wv zu w z v u z w v u zv wu z w v u zv wvzu z w v u v wu v w v u . . /.4 . . .3 . .. .2 .1 Sejam u, v, w e z números reais, variáveis ou expressões algébricas. Todos os denominadores são considerado como diferentes de zero. 11 ÁLGEBRA - EXEMPLOS Simplifique as expressões abaixo 1) 2) (coloque sob o mesmo denominador ) 3) (idem) 4) (separe as frações) 1 x−2 + x x+3 (x+h)2− x2 h 1 + x ² a ² − x ² 2x+3 x−1 JRRZ & ISMJ 12 Potenciação 12 Sejam u e v números reais, variáveis ou expressões algébricas. Considere m e n números inteiros positivos. Definição (produto de n fatores iguais a u) Produto de potências na mesma base Distributiva Potência de uma potência Observação (observe a posição dos parênteses) un .um = un+m (u.v)n = un . vn (un)m = un.m un = u.u...u (un)m ≠ u(n m) 13 Potenciação - Exercícios 13 1) Prove as propriedades da potenciação a partir da definição. 2) Expanda a seguinte expressão 3) Escreva a expressão abaixo como uma soma de potências em x (1 + 2 x2+ x4) ² x (2 + √x + x3) JRRZ & ISMJ 14 Potenciação – Expoentes Negativos 14 Expoente Zero Expoente Negativo Divisão na mesma base Distributiva un um = un−m u−n = 1 /un u0 = 1 ( uv ) n = un vn JRRZ & ISMJ 15 Radicais 15 Sejam u >= 0, v >= 0 e n um inteiro positivo Definição Operações inversas Distributiva Raiz de uma Raiz Raiz de uma potência Consideração y = n √ u se yn = u n √ u.v = n √ u . n √ v n√ m√ u = n.m√ u ( n√ u ) n = n√ un = u n √ um = ( n√ u ) m n √ u > 0 para u>0 16 Radicais – argumento negativo 16 Se u < 0 então existe (nos reais) apenas para n ímpar. Definição é a mesma e as propriedades continuam válidas. Observe que se u < 0 e n é par então existe. Neste caso Se u < 0 e v < 0 então u.v > 0 e existe para todo n inteiro positivo mas a distributiva só é válida para n ímpar. n √ u un>0 e n√ un n√ un = ∣u∣ = −u n√ u.v 17 Radicais e Potenciação – Expoentes Fracionários 17 Sejam m e n inteiros e considere que a raiz enésima de u exista Notação Deste modo, as propriedades dos radicais são equivalentes as propriedades das potências. u1/n = n √ u um/n = ( um) 1/n = n√ um um/n = ( u1/n ) m = ( n√ u ) m JRRZ & ISMJ 18 Radicais e Potenciação – Exemplos 18 Nos exercícios 1 e 2 use a notação de potências fracionárias para reescrever as expressões com raízes. 1) Verifique 2) Simplifique 3) Elimine as raízes do denominador Dica: multiplique e divida por 2.a .b √a − √b √a + √b √ax = ax /2 (4 − x2)√4 − x ² − 1 3 (4 − x ²)3/2 19 Radicais e Potenciação – Exemplos 19 4 e 5) Faça as substituições indicadas e reescreva as expressões em termos da variável u 4) substitua u = x – 3. 5) substitua u = x^2 + 1. 6) Considere u > 0. Mostre que Dica: use as propriedades dos radicais e das potências para desenvolver o lado direito. x. √ x−3 x. √ x2+1 n √ u . m √ u = n.m√ un+m JRRZ & ISMJ 20 Softwares para Computação Científica Disponíveis online (gratuitos) ● Wolfram Alpha ● Geogebra Capacidades algébrica e gráfica Comandos do tipo Expanda, Fatore, Simplifique, Resolva, ... 21 Wolfram Alpha ● Expand (x + y)^3 ● Expand (a + b)*(a - b) ● Simplify 1 + x^2/(a^2 – x^2) ● Simplify (4 – x^2)*sqrt(4 – x^2) – 1/3 (4 – x^2)^(3/2) ● Factor x^2 + 2x - 35 Slide 1 Slide 2 Aritmética Slide 4 PRODUTOS NOTÁVEIS Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Frações Slide 11 Potenciação Slide 13 Slide 14 Potenciação Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21
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