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Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 1 Matemática Secretaria de Estado da Educação SEDUC Junho | 2023 3ª Série Estudante Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 2 Semana 1 ► Máximos e mínimos de funções polinomiais do 2° Grau Relembrando Máximo ou mínimo de uma função quadrática Vértice da parábola Os gráficos a seguir representam uma função qua- drática, que de forma genérica, é representada por: f(x) = ax² + b + c: O ponto V, representado nos gráfi cos, chama-se vértice da parábola. As coordenadas do vértice são: 𝑥𝑣 = − 𝑏 2𝑎 e 𝑦𝑣 = − ∆ 4𝑎 Então 𝑉 = − 𝑏2𝑎 ,− ∆ 4𝑎 . Exemplo: Calcule as coordenadas do vértice da parábola que re- presenta a seguinte função: 𝑓(𝑥) = 𝑥² + 2𝑥 − 3 Como 𝑎 = 1, 𝑏 = 2 e 𝑐 = −3, então ∆ = 2² − 4 � 1 � (−3) = 16 → 𝑦𝑣 = −4 Logo 𝑉 = (−1,−4). Ponto de máximo e de mínimo da função. Observe o gráfi co da função f(x) = x² + 2x - 3, em que a > 0: Como o coefi ciente a é maior do que zero (a > 0), a con- cavidade da parábola é voltada para cima. Analisando o gráfi co da esquerda para a direita, observa-se que os valores de y vão diminuindo até chegar ao vértice, depois esses valores vão aumentando. Quando isso acontece, diz-se que o vértice é o ponto de mínimo. Observe agora o gráfi co da função f(x) = -x² + 4x -5, em que a<0: Como o coefi ciente a é menor do que zero (a<0) a con- cavidade da parábola é voltada para baixo. Analisando o gráfi co da esquerda para a direita, observa-se que os va- lores de y vão aumentando até chegar ao vértice, depois esses valores vão diminuindo. Quando isso acontece, diz-se que o vértice é o ponto de máximo. Nota-se que: Se a > 0, a função f(x) = ax² + bx + c assume um valor mínimo, e o vértice é o ponto de mínimo. Se a < 0, a função f(x) = ax² + bx + c assume um valor máximo e o vértice é o ponto de máximo. a) b) Para calcular o valor de máximo ou de mínimo de uma função, utiliza-se o mesmo procedimento do cálculo da ordenada y do vértice, mostrado anteriormente, ou seja: 𝑦𝑣 = −∆ 4𝑎 Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 3 Exemplos: As funções a seguir admitem um ponto de máximo ou um ponto de mínimo? Calcule-os. 𝑦 = 5𝑥² − 3𝑥 − 2 (𝑎 = 5, 𝑏 = −3 𝑒 𝑐 = −2) Sendo a = 5 (a > 0), então a função admite um mínimo, calculando tem-se: 𝑦 = −𝑥² + 2𝑥 − 2 (𝑎 = −1, 𝑏 = 2 𝑒 𝑐 = −2) Sendo a = ̶ 1 (a < 0), então a função admite um máximo. Calculando tem-se: 1. Leia a situação a seguir e resolva o que é proposto. A equação do 2º tem várias aplicações. Na Física, por exemplo, ela possui um papel importante na análise dos movimentos uniformemente variados (MUV), pois em ra- zão da aceleração, ocorre a variação da velocidade e do espaço dos corpos em função do tempo. Na Física, a sentença que relaciona o espaço em função do tempo é dada por: 𝑆 = 𝑆0 + 𝑉0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 Onde, a: aceleração, S: espaço ou posição, S0: posição inicial, V0: velocidade inicial e t: tempo. Um exemplo de um móvel realizando um MUV é dado pela função: S = 2t2 ̶ 18t + 36, sendo S medido em metros e t em segundos. a) Qual é a variável dependente e a variável independen- te da função apresentada nesse texto? b) Comparando termo a termo 𝑆 = 𝑆0 + 𝑉0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 com 𝑆 = 2𝑡2 − 18𝑡 + 36, indique o valor de: • S0 = _____ • V0 = _____ • a = _____ c) Reescreva a função: S = 2t2 - 18t + 36 utilizando y em função de x. d) Qual o grau da função: 𝑆 = 𝑆0 + 𝑉0𝑡 + 𝑎𝑡2 2 f) Faça o esboço do gráfico que representa a função S = 2t2 ̶ 18t + 36. e) Qual é o nome do gráfi co que representa a situação descrita no texto? 2. Leia a situação descrita no texto a seguir: Em uma brincadeira chamada "Stop", o jogador deve lançar a bola verticalmente para cima e gritar o nome de alguma pessoa que esteja na brincadeira. Quando a bola retornar ao chão, o jogador chamado deve segurar a bola e gritar: "Stop", e todos os outros devem parar, assim a pessoa chamada deve "caçar" os outros joga- dores. Durante a brincadeira, uma das crianças lança a bola para cima, esta chega a uma altura de 9 metros em 3 segundos. Sabe-se que a altura h percorrida pela bola pode ser descrita em função do tempo por: ℎ(𝑡) = 𝑣0𝑡 − 1 2𝑔𝑡 2 em que g = 10m/s2 é a aceleração da gravidade. Responda: a) Qual é a variável dependente e a variável independen- te da função apresentada nesse texto? Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 4 e) Qual o nome do gráfico que representa a situação des- crita no texto? f) Faça o esboço do gráfico da função do item b. 3. Uma fofoca em uma determinada rede social tem um público definido e desenvolve-se com rapidez. Em geral, essa rapidez é diretamente proporcional ao número de pessoas que o fofoqueiro(a) tem na rede e também di- retamente proporcional ao número de pessoas que não pertencem a sua rede social. Em outras palavras, sendo Y a rapidez de propagação, P o público-alvo (pessoas que não pertencem a sua rede social) e x o número de pessoas que pertencem a rede social do fofoqueiro(a), tem-se: Y(x) = c · x · (P–x), em que c é uma constante positiva característica do boato. O gráfico cartesiano que melhor representa a função Y(x), para x real, é ℎ(𝑡) = 𝑣0𝑡 − 1 2𝑔𝑡 2 b) Considerando v0 = 18 m/s e as informações contidas no texto sobre o valor de g, escreva a função que repre- senta essa situação descrita. c) Reescreva a função do item b utilizando y em função de x. d) Qual é o grau da função: (A) (B) (C) (D) Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 5 (E) 4. Observe os quatro gráficos seguintes e realize as ati- vidades relacionadas a eles. Gráfico I Gráfico II Gráfico III Gráfico IV a) Pesquise e escreva o significado de “valor máximo” na matemática. b) Pesquise e escreva o significado de “valor mínimo” na matemática. c) O valor máximo ou o valor mínimo em uma repre- sentação gráfica de uma função quadrática é indicado em qual eixo? d) Indique, nos gráficos I, II, III e IV, o valor máximo com uma seta, e o valor mínimo, com um círculo. e) Quais desses gráficos possuem um valor máximo? f) Quais desses gráficos possuem um valor mínimo? g) Complete as lacunas a seguir: • O gráfico I apresenta um valor ___________________ igual a _______. (máximo / mínimo) • O gráfico II apresenta um valor ___________________ igual a _______. (máximo / mínimo) • O gráfico III apresenta um valor ___________________ igual a _______. (máximo / mínimo) • O gráfico IV apresenta um valor ___________________ igual a _______. (máximo / mínimo) Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 6 6. A quantidade de água, em quilolitro, do reservatório de uma cidade varia em função do tempo, em horas, confor- me ilustra o gráfico da função quadrática a seguir. Considerando as informações sobre o reservatório de água e o gráfico, em quantas horas esse reservatório atinge sua capacidade máxima? 7. O gráfico a seguir corresponde ao registro das tempe- raturas em certa cidade, no período entre meia-noite e 5 horas da manhã. Considerando que esse gráfico obedece à lei de forma- ção de uma função do 2º grau, em qual horário foi regis- trada a temperatura mínima, nesse período? E qual foi a temperatura mínima atingida? 5. Determine o maior ou o menor valor que cada uma das funções a seguir pode assumir e justifique o porquê desse valor ser o maior ou o menor. a) f(x) = 2x2 ̶ 11 b) S = 15 + 10t + 2t² c) y= ̶ x2 + 11x ̶ 1 d) S = 5 + 6t ̶ t² e) f(x) = 2x2 ̶ 10x f) S = ̶ 6 ̶ 9t ̶ 3t² Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 7 8. Responda às duas situações-problema a seguir. a) Testesfeitos por especialistas, em laboratório, mos- traram que a concentração de certo medicamento, no sangue de voluntários, obedece à função y = 6x ̶ x2, em que x corresponde ao tempo decorrido, em horas, após a ingestão desse medicamento. Considerando essas informações, determine o tempo necessário para o medicamento atingir o nível máximo de concentração no sangue dos voluntários. b) Em uma competição aérea na modalidade de acroba- cias, um avião realiza uma manobra que descreve uma parábola que obedece à seguinte função y = ̶ x2 + 80x, em que y corresponde à altura atingida pelo avião, em metros. Qual a altura máxima atingida por esse avião na execução dessa manobra? 9. O custo médio de produção da empresa “FAZ BEM” é definido pela função C(x) = x2 ̶ 40x + 1500, em que C corresponde ao custo em reais e x à quantidade de unidades produzidas. Considerando essas informações, quantas unidades de- vem ser produzidas para que o custo seja o mínimo? E qual é esse custo mínimo? 10. Em jogos de futebol, é usual o zagueiro dar um balão, que é um chute para evitar o perigo de gol. Um jogador de uma equipe consegue dar um balão que atinge uma grande altura. Certo dia, seu balão foi registrado e analisado por um programa computacional e gerou o seguinte gráfico pa- rabólico, que descreveu a trajetória da bola. O coeficiente a da fórmula da função que corresponde a essa parábola é igual a − 1 6 Qual a altura máxima que a bola atingiu? (A) 11,80 m (B) 18 m (C) 36 m (D) 54 m (E) 66,50 m Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 8 11. (ENEM 2015 – questão 178 – 2º dia – caderno cin- za) Um estudante está pesquisando o desenvolvimento de certo tipo de bactéria. Para essa pesquisa, ele utiliza uma estufa para armazenar as bactérias. A temperatura no interior dessa estufa, em graus Celsius, é dada pela expressão T(h) = ̶ h2 + 22h ̶ 85, em que h representa as horas do dia. Sabe-se que o número de bactérias é o maior possível quando a estufa atinge sua tempera- tura máxima e, nesse momento, ele deve retirá-las da estufa. A tabela associa intervalos de temperatura, em graus Celsius, com as classifi cações: muito baixa, baixa, média, alta e muito alta. Quando o estudante obtém o maior número possível de bactérias, a temperatura no interior da estufa está clas- sifi cada como (A) muito baixa. (B) baixa. (C) média. (D) alta. (E) muito alta. ► Equação da circunferência Relembrando Circunferência Circunferência é uma fi gura geométrica com formato circular que faz parte dos estudos da geometria. É im- portante notar que todos os pontos de uma circunferên- cia são equidistantes de um único ponto, que se chama centro. Por isso, se diz que a circunferência é o lugar geométrico do conjunto de todos os pontos que estão a uma distância fi xa de um ponto central. Também, perceba que a circunferência é diferente do círculo, pois ela é uma fi gura plana, fechada e formada apenas por uma “linha” (contorno). Já o círculo é com- posto por essa “linha” e a região interna a ela. Embora sejam conceitos diferentes, estão interligados e possuem propriedades em comum. Raio e diâmetro da circunferência Lembre-se que o raio da circunferência é todo segmento que liga o seu centro a um ponto dessa circunferência. Já o diâmetro da circunferência é um segmento de reta que passa pelo centro da fi gura, dividindo-a em duas metades. Por isso, o diâmetro equivale a duas vezes o raio (D = 2r). A corda é qualquer segmento de reta interno à circunfe- rência que une dois pontos dessa circunferência. Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 9 Equação Reduzida da Circunferência A equação reduzida da circunferência corresponde à representação algébrica da relação entre as coordena- das de um ponto qualquer e as coordenadas do centro dessa circunferência. Essa relação é caracterizada pela distância entre uma medida constante (raio) e os pontos equidistantes a essa medida. Ela é representada pela seguinte sentença: Lembre-se que as coordenadas de um ponto qualquer da circunferência são denotadas por (x, y) e que o ponto do cen- tro é denotado por C(a ;b). Na equação, r é a medida do raio. Equação Geral da Circunferência A equação geral da circunferência é dada a partir do de- senvolvimento da equação reduzida. 1. Observe as quatros equações e suas representações geométricas a seguir 2𝑦2 + 2𝑥2 − 4 = 0 equação I 2𝑦 + 2𝑥2 − 4 = 0 equação II 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 6𝑦 − 3 = 0 equação III 𝑥2 + 𝑦 − 3 = 0 equação IV Responda: a) Comparando termo a termo, as equações I e II são iguais? Justifi que. b) Qual é grau (expoente) do termo que contém y nas equações I e II? c) Qual é o maior grau (expoente) do termo que con- tém y nas equações III e IV? d) Quais dessas equações representam gráfi cos de parábolas? e) Quais dessas equações representam gráfi cos de circunferências? f) Isole o termo com y das equações que representam uma parábola. Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 10 2. Escreva nos espaços a seguir se as equações repre- sentam uma reta, uma parábola ou uma circunferência. 3. Utilize as palavras chave a seguir para preencher as lacunas do texto e depois realize o que é solicitado. Equação reduzida da circunferência _______________________________é o lugar geométrico dos pontos de um plano que distam ______________________ de um ponto central. A distância de qualquer ponto da circunferência até o seu ________________ possui a mesma medida e é chamada de _______________. Lembre-se que a circunferência é uma linha, enquanto o _____________________ é a região plana delimita- da pela circunferência. A dedução da equação da circunferência parte da de- finição de circunferência que é o lugar geométrico dos pontos (x ,y) equidistantes do centro C(a ,b) da medida r. Então a sentença (x ̶ a)2 + (y ̶ b)2 = r2 é a chamada equação ____________________ da circunferência. Por exemplo: a equação reduzida de uma circunferência de raio 8 e centro (3, ̶ 7) será: (x ̶ ___)2 + (y ̶ (_____))2 = ____2 (x ̶ ___)2 + (y +___)2 = 82 (x ̶ ___)2 + (y + 7)2 = ____ Agora, escreva a equação reduzida da circunferência para cada caso a seguir. a) raio 4 e centro ( ̶ 2,3) b) raio 3 e centro (1,1) c) raio 1 2 e centro ( ̶ 2, ̶ 5) d) raio 2 5 e centro 1 3 , 1 4 Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 11 4. Analise o procedimento a seguir utilizado para escre- ver a equação geral da circunferência. Para o raio medindo 2 e centro ( ̶ 1,2) 1º passo: escrever a equação reduzida da circunferência. A equação reduzida é dada por: 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 Sendo 𝐶(𝑎 , 𝑏) o centro da circunferência e r o raio, a equação reduzida será: (𝑥 − (−1))² + (𝑦 − 2)² = 2² (𝑥 + 1)² + (𝑦 − 2)² = 4 2º passo: desenvolver os produtos notáveis para encontrar a equação geral. 𝑥 + 1 2 = 𝑥2 + 2𝑥 + 12 = 𝑥² + 2𝑥 + 1 𝑦 − 2 2 = 𝑦2 − 4𝑦 + 22 = 𝑦2 − 4𝑦 + 4 3º passo: reescrever a equação da circunferência da seguinte maneira: 𝑥2 + 2𝑥 + 1 𝑥−𝑎 2 + 𝑦2 − 4𝑦 + 4 𝑦−𝑏 2 = 4⏟ 𝑟2 4º passo: ordenar os termos da equação pelo grau: 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 − 4𝑦 + 1 + 4 = 4 5º passo: Igualar o segundo membro da equação a zero: 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 − 4𝑦 + 1 + 4 − 4 = 0 6º passo: Reduzir os termos sem variável: 𝑥2 + 𝑦2 + 2𝑥 − 4𝑦 + 1 = 0 a) raio 4 e centro ( ̶ 2,3) 1º passo: escrever a equação reduzida da reta. 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 (𝑥 + ____)² + (𝑦 − ____)² = ____² (𝑥 − ____)² + (𝑦 − ____)² = _____ 2º passo: desenvolver os produtos notáveis para encontrar a equação geral. (𝑥 + ____)² = ____² + 2 � 𝑥 � ____ + ____² → ___________________ 𝑦 − ____ 2 = ____²− 2 � 𝑦 � ____ + ____² → ___________________ 3º passo: reescrever a equação da circunferência da seguinte maneira: _________________𝑥−𝑎 2 + _________________ 𝑦−𝑏 2 = ____� 𝑟2 4º passo: ordenar os termos da equação pelo grau: ___________________________ = ______ 5º passo: Igualar o segundo membro da equação a zero: _____________________________ = 0 6º passo: Reduzir os termos sem variável: _____________________________ = 0 1º passo: escrever a equação reduzida da reta. 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 (𝑥 + ____)² + (𝑦 − ____)² = ____² (𝑥 − ____)² + (𝑦 − ____)² = _____ 2º passo: desenvolver os produtos notáveis para encontrar a equação geral. (𝑥 + ____)² = ____² + 2 � 𝑥 � ____ + ____² → ___________________ 𝑦 − ____ 2 = ____²− 2 � 𝑦 � ____ + ____² → ___________________ 3º passo: reescrever a equação da circunferência da seguinte maneira: _________________ 𝑥−𝑎 2 + _________________ 𝑦−𝑏 2 = ____� 𝑟2 4º passo: ordenar os termos da equação pelo grau: ___________________________ = ______ 5º passo: Igualar o segundo membro da equação a zero: _____________________________ = 0 6º passo: Reduzir os termos sem variável: _____________________________ = 0 b) raio 25 e centro ( 1 3 , 1 4) 1º passo: escrever a equação reduzida da reta. 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 (𝑥 − ____)² + (𝑦 − ____)² = ____² (𝑥 − ____)² + (𝑦 − ____)² = _____ 2º passo: desenvolver os produtos notáveis para encontrar a equação geral. (𝑥 − ____)² = ____²− 2 � 𝑥 � ____ + ____² → ___________________ 𝑦 − ____ 2 = ____² − 2 � 𝑦 � ____ + ____² → ___________________ 3º passo: reescrever a equação da circunferência da seguinte maneira: _________________ 𝑥−𝑎 2 + _________________ 𝑦−𝑏 2 = ____� 𝑟2 4º passo: ordenar os termos da equação pelo grau: ___________________________ = ______ 5º passo: Igualar o segundo membro da equação a zero: _____________________________ = 0 6º passo: Reduzir os termos sem variável: _____________________________ = 0 b) raio 25 e centro ( 1 3 , 1 4) 1º passo: escrever a equação reduzida da reta. 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 (𝑥 − ____)² + (𝑦 − ____)² = ____² (𝑥 − ____)² + (𝑦 − ____)² = _____ 2º passo: desenvolver os produtos notáveis para encontrar a equação geral. (𝑥 − ____)² = ____²− 2 � 𝑥 � ____ + ____² → ___________________ 𝑦 − ____ 2 = ____² − 2 � 𝑦 � ____ + ____² → ___________________ 3º passo: reescrever a equação da circunferência da seguinte maneira: _________________ 𝑥−𝑎 2 + _________________ 𝑦−𝑏 2 = ____� 𝑟2 4º passo: ordenar os termos da equação pelo grau: ___________________________ = ______ 5º passo: Igualar o segundo membro da equação a zero: _____________________________ = 0 6º passo: Reduzir os termos sem variável: _____________________________ = 0 c) raio 3 e centro (3,5) 1º passo: Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 12 2º passo: 3º passo: 4º passo: 5º passo: 6º passo: 5. Utilize as palavras chave a seguir para preencher as lacunas do texto e depois realize o que é solicitado. Como encontrar o centro e o raio da circunferência dada a sua equação geral. Para encontrar o _________ e o ______________ de uma _____________________ por meio de sua equação ______________, pode-se usar o método da comparação ou o método de completar quadrados. Método da comparação O método da __________________________ é o mais rápido quando o interesse é somente descobrir qual é o valor do raio e do centro da circunferência. Como o nosso objetivo é encontrar o valor do centro C(a ,b) e do raio r, dada a equação geral da circunferência, deve-se comparar a sua equação geral com a equação geral de uma circunferência __________________. Exemplo: 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 2𝑦 − 4 = 0. Sabe-se que a equação geral da circunferência pode ser escrita como: 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 𝑥2 − _____ + ____ + 𝑦2 − _____ + ____ = 𝑟2 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + 𝑎2 + 𝑏2 − 𝑟2 = 0 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + (________________) = 0 Agora, faz-se uma comparação termo a termo entre as duas equações: 𝒙² + 𝒚²–𝟐𝒂𝒙–𝟐𝒃𝒚+ (𝒃²+ 𝒂²–𝒓²) = 𝒙² + 𝒚²–𝟒𝒙–𝟐𝒚–𝟒 Comparando termo a termo, pode-se encontrar o valor de 𝒂 sabendo que: −𝟐𝒂𝒙 = ______ × ( −𝟏 ) _____ = 𝟒𝒙 𝟐𝒂 = 𝟒 𝒂 = 𝟒 𝟐 𝒂 = _____ Para encontrar o valor de 𝒃, sabe-se que: ______ = −𝟐𝒚 × (−𝟏) _____ = ____ 𝟐𝒃 = 𝟐 ____ = 𝟐 𝟐 𝒃 = ____ Para encontrar o valor de 𝑟 , analise o termo independente, sabendo que 𝑎 = 1 e 𝑏 = 2. 𝟐𝟐 + 𝟏𝟐 − 𝒓𝟐 = _________ ________ − 𝒓𝟐 = −𝟒 −𝒓𝟐 = __________ × (−𝟏) _____ = 𝟗 𝒓 = ± ____ 𝒓 = ±𝟑 Por se tratar de medida, adota-se 𝒓 = 𝟑. Sendo assim, o centro da circunferência é o ponto 𝐶 2 , 1 e o seu raio é 3. A equação reduzida dessa circunferência é: ________ 2 + ________ 2 = ____2 Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 13 Exemplo: 𝑥2 + 𝑦2 − 4𝑥 − 2𝑦 − 4 = 0. Sabe-se que a equação geral da circunferência pode ser escrita como: 𝑥 − 𝑎 2 + 𝑦 − 𝑏 2 = 𝑟2 𝑥2 − _____ + ____ + 𝑦2 − _____ + ____ = 𝑟2 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + 𝑎2 + 𝑏2 − 𝑟2 = 0 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + (________________) = 0 Agora, faz-se uma comparação termo a termo entre as duas equações: 𝒙² + 𝒚²–𝟐𝒂𝒙–𝟐𝒃𝒚+ (𝒃²+ 𝒂²–𝒓²) = 𝒙² + 𝒚²–𝟒𝒙–𝟐𝒚–𝟒 Comparando termo a termo, pode-se encontrar o valor de 𝒂 sabendo que: −𝟐𝒂𝒙 = ______ × ( −𝟏 ) _____ = 𝟒𝒙 𝟐𝒂 = 𝟒 𝒂 = 𝟒 𝟐 𝒂 = _____ Para encontrar o valor de 𝒃, sabe-se que: ______ = −𝟐𝒚 × (−𝟏) _____ = ____ 𝟐𝒃 = 𝟐 ____ = 𝟐 𝟐 𝒃 = ____ Para encontrar o valor de 𝑟 , analise o termo independente, sabendo que 𝑎 = 1 e 𝑏 = 2. 𝟐𝟐 + 𝟏𝟐 − 𝒓𝟐 = _________ ________ − 𝒓𝟐 = −𝟒 −𝒓𝟐 = __________ × (−𝟏) _____ = 𝟗 𝒓 = ± ____ 𝒓 = ±𝟑 Por se tratar de medida, adota-se 𝒓 = 𝟑. Sendo assim, o centro da circunferência é o ponto 𝐶 2 , 1 e o seu raio é 3. A equação reduzida dessa circunferência é: ________ 2 + ________ 2 = ____2 Método de completar quadrado Esse segundo método consiste em encontrar a equação reduzida da circunferência para que seja possível encontrar o seu centro e o seu raio. Para isso, completam-se quadrados. Lembre-se que completar quadrado nada mais é do que transformar a equação: 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + (𝑏2 + 𝑎2 − 𝑟²) = 0 Em uma equação reduzida do tipo (________)² + (________)² = ____². Exemplo: 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 − 4𝑦 − 12 = 0. Para transformar a equação geral na equação reduzida, deve-se reordenar a equação geral, agrupando termos de mesma variável: 𝑥2 − 6𝑥 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 Sabe-se que 𝑥 − 𝑎 2 = ___________________ e que 2𝑎𝑥 = _______, daí _________ = 6 𝑎 = 6 2 = ____ Agora, tem-se que: _______ 2 = 𝑥2 − 6𝑥 + 9 Note que o termo +9 não aparece na equação, então deve-se somar e subtrair o 9 na equação geral da seguinte maneira: 𝑥2–6𝑥 + 9− 9 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 _________________ 𝑥−3 2 − 9 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 𝑥 − 3 2 − 9 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 No passo anterior, note que: +9− 9 é igual a zero, o que não altera a equação. Agora, analisando a variável 𝑦, tem-se que: 𝑦 − 𝑏 2 = ________________ Então, 2𝑏𝑦 = 4𝑦, daí _______ = _____ 2𝑏 = 4 𝑏 = 4 2 = 2 Método de completar quadrado Esse segundo método consiste em encontrar a equação reduzida da circunferência para que seja possível encontrar o seu centro e o seu raio. Para isso, completam-se quadrados. Lembre-se que completar quadrado nada mais é do que transformar a equação: 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑎𝑥 − 2𝑏𝑦 + (𝑏2 + 𝑎2 − 𝑟²) = 0 Em uma equação reduzida do tipo (________)² + (________)² = ____². Exemplo: 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 − 4𝑦 − 12 = 0. Para transformar a equação geral na equação reduzida, deve-se reordenar a equação geral, agrupando termos de mesma variável: 𝑥2 − 6𝑥 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 Sabe-se que 𝑥 − 𝑎 2 = ___________________ e que 2𝑎𝑥 = _______, daí _________ = 6 𝑎 = 6 2 = ____ Agora, tem-se que: _______ 2 = 𝑥2 − 6𝑥 + 9 Note que o termo +9 não aparece na equação, então deve-se somar e subtrair o 9 na equação geral da seguinte maneira: 𝑥2–6𝑥 + 9− 9 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 _________________ 𝑥−3 2 − 9 +𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 𝑥 − 3 2 − 9 + 𝑦2 − 4𝑦 − 12 = 0 No passo anterior, note que: +9− 9 é igual a zero, o que não altera a equação. Agora, analisando a variável 𝑦, tem-se que: 𝑦 − 𝑏 2 = ________________ Então, 2𝑏𝑦 = 4𝑦, daí _______ = _____ 2𝑏 = 4 𝑏 = 4 2 = 2 O que leva a: ________ 2 = _______________ Completando o quadrado, reescreve-se a equação da maneira a seguir, e lembre como, anteriormente, o termo + 4 não aparece na equação, então deve-se somar e subtrair o 4 na equação geral da seguinte maneira: 𝑥 − 3 2 − 9 + 𝑦2 − 4𝑦 + _________− 12 = 0 𝑥 − 3 2 − 9 + 𝑦2 − 4𝑦 + 4 (𝑦−2)² − 4 − 12 = 0 𝑥 − 3 2 − 9 + (_______)²− 4 − 12 = 0 Passando os termos independentes para segundo membro da equação, encontra-se a equação: (𝑥 − 3)² + (𝑦 − 2)² = __________________ (𝑥 − 3)² + (𝑦 − 2)² = _____ Sendo assim, o centro é o ponto 𝐶(3 ; 2) e o raio 𝑟² = ____ → 𝑟 = ± ____ = ±___ , por se tratar de uma medida adota-se o valor positivo, ou seja, 𝑟 = 5. Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 14 6. Enumere as equações da segunda coluna de acordo com suas representações gráficas na primeira coluna. (1) (2) (3) (4) ( ) ( ) ( ) ( ) 𝑥 + 1 2 2 + 𝑦 − 1 3 2 = 4 𝑥 − 2 2 + 𝑦 − 1 2 = 4 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 − 6𝑦 + 13 = 0 𝑥2 + 𝑦2 − 2𝑥 + 4𝑦 + 1 = 0 7. Observe a circunferência representada no plano car- tesiano a seguir. Qual é a representação algébrica dessa circunferência? (A) 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 + 4𝑦 + 4 = 0 (B) 𝑥2 + 𝑦2 + 6𝑥 − 4𝑦 + 4 = 0 (C) 𝑥2 + 𝑦2 − 6𝑥 − 4𝑦 + 4 = 0 (D) 𝑥2 + 𝑦2 + 6𝑥 + 4𝑦 + 4 = 0 (E) 𝑥2 + 𝑦2 + 4 = 0 Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 15 8. Analise as equações do 2° grau a seguir. I. 2y2 + 2x2 ̶ 18 = 0 II. 3y + 3x2 ̶ 6 = 0 III. x2 + y2 ̶ 4x + 2y + 1 = 0 IV. x2 ̶ y2 + 5 = 0 Dentre essas equações, as que representam circunfe- rências, são A) I e II. B) I e III. C) II e III. D) II e IV. E) I e IV. Semana 2 ► Raízes de um polinômio Relembrando Raízes de um polinômio Considere um polinômio P(x). Se P(x1) = 0, o número x_1 é chamado de raiz ou zero de P(x), ou seja, é o valor de x que faz com que o polinômio seja igual a zero. Nessa aula vamos relembrar como associar as possíveis raízes de um polinômio a sua forma fatorada, além de relembrar como fatorar um polinômio de 2º ou 3º grau. Polinômio de 2º grau O polinômio de 2º grau, 𝑃 𝑥 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, que admite raízes 𝑥1 e 𝑥2 pode ser decomposto em fatores do 1º grau da seguinte forma: 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 𝑎 � (𝑥 − 𝑥1) � (𝑥 − 𝑥2) Exemplo 1: 𝑃(𝑥) = 𝑥² − 9 Igualando 𝑥2 − 9 = 0, obtém-se as raízes 𝑥1 = −3 e 𝑥2 = 3. Dessa forma tem-se: 𝑃(𝑥) = 1 � (𝑥 − 3) � (𝑥 + 3) Nesse exemplo, pode-se utilizar o processo de fatoração pela diferença entre dois quadrados. Exemplo 2: 𝑃 𝑥 = 𝑥2 − 5𝑥 + 6 Igualando 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0, obtém-se as raízes 𝑥1 = 2 e 𝑥2 = 3. Dessa forma tem-se: 𝑃(𝑥) = 1 � (𝑥 − 2) � (𝑥 − 3) Nesse exemplo, pode-se utilizar a fórmula resolutiva (Bháskara) para determinar as raízes ou o processo de fatoração conhecido como Produto de Stevin: (𝑥 + 𝑎) � (𝑥 + 𝑏) = 𝑥² + (𝑎 + 𝑏) � 𝑥 + 𝑎 � 𝑏 Polinômio de 2º grau O polinômio de 2º grau, 𝑃 𝑥 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, que admite raízes 𝑥1 e 𝑥2 pode ser decomposto em fatores do 1º grau da seguinte forma: 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 𝑎 � (𝑥 − 𝑥1) � (𝑥 − 𝑥2) Exemplo 1: 𝑃(𝑥) = 𝑥² − 9 Igualando 𝑥2 − 9 = 0, obtém-se as raízes 𝑥1 = −3 e 𝑥2 = 3. Dessa forma tem-se: 𝑃(𝑥) = 1 � (𝑥 − 3) � (𝑥 + 3) Nesse exemplo, pode-se utilizar o processo de fatoração pela diferença entre dois quadrados. Exemplo 2: 𝑃 𝑥 = 𝑥2 − 5𝑥 + 6 Igualando 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0, obtém-se as raízes 𝑥1 = 2 e 𝑥2 = 3. Dessa forma tem-se: 𝑃(𝑥) = 1 � (𝑥 − 2) � (𝑥 − 3) Nesse exemplo, pode-se utilizar a fórmula resolutiva (Bháskara) para determinar as raízes ou o processo de fatoração conhecido como Produto de Stevin: (𝑥 + 𝑎) � (𝑥 + 𝑏) = 𝑥² + (𝑎 + 𝑏) � 𝑥 + 𝑎 � 𝑏 Polinômio de 3º grau Conhecendo uma das raízes de um polinômio de 3º grau, pode-se decompô-lo em um produto de um polinômio de 1º grau por um de 2º grau, e em seguida, decompô-lo em um produto de três polinômios de 1º grau. Exemplo 3: 𝑃 𝑥 = 𝑥3 − 12𝑥² + 35𝑥 Em 𝑥3 − 12𝑥2 + 35𝑥 pode-se colocar o fator x em evidência obtendo 𝑥 � (𝑥2 − 12𝑥 + 35) Igualando 𝑥 � (𝑥2 − 12𝑥 + 35) = 0 obtém-se uma das raízes 𝑥1 = 0 (produto igual a zero) e as outras duas obtemos a partir de 𝑥2 − 12𝑥 + 35 = 0, ou seja, 𝑥2 = 5 e 𝑥3 = 7. Dessa forma tem-se: 𝑃(𝑥) = 𝑥 � (𝑥 − 5) � (𝑥 − 7) Em se tratando de polinômios do 3º grau, pode-se fatorar pelo método do agrupamento, quando for possível. Exemplo 4: 𝑃(𝑥) = 2𝑥³ + 4𝑥² − 8𝑥 – 16 𝑃 𝑥 = 2𝑥² � (𝑥 + 2) − 8 � (𝑥 + 2) 𝑃 𝑥 = (2𝑥2 − 8) � (𝑥 + 2) 𝑃 𝑥 = 2(𝑥2 − 4) � (𝑥 + 2) 𝑃 𝑥 = 2(𝑥 − 2) � (𝑥 + 2) � (𝑥 + 2) Observe que esse polinômio tem raízes 𝑥1 = 2 e 𝑥2 = 𝑥3 = −2 (raiz dupla) Observações: I) Se duas, três ou mais raízes forem iguais, essas raízes são conhecidas como duplas, triplas e assim por diante. II) Uma raiz 𝑥1 do polinômio 𝑃(𝑥) é dita raiz dupla (ou de multiplicidade 2) se o polinômio 𝑃 𝑥 é divisível por (𝑥 − 𝑥1)2 . Uma raiz 𝑥1 do polinômio 𝑃(𝑥) é dita raiz tripla (ou de multiplicidade 3) se o polinômio 𝑃 𝑥 é divisível por (𝑥 − 𝑥1)3, e assim por diante. Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 16 Polinômio de 3º grau Conhecendo uma das raízes de um polinômio de 3º grau, pode-se decompô-lo em um produto de um polinômio de 1º grau por um de 2º grau, e em seguida, decompô-lo em um produto de três polinômios de 1º grau. Exemplo 3: 𝑃 𝑥 = 𝑥3 − 12𝑥² + 35𝑥 Em 𝑥3 − 12𝑥2 + 35𝑥 pode-se colocar o fator x em evidência obtendo 𝑥 � (𝑥2 − 12𝑥 + 35) Igualando 𝑥 � (𝑥2 − 12𝑥 + 35) = 0 obtém-se uma das raízes 𝑥1 = 0 (produto igual a zero) e as outras duas obtemos a partir de 𝑥2 − 12𝑥 + 35 = 0, ou seja, 𝑥2 = 5 e 𝑥3 = 7. Dessa forma tem-se: 𝑃(𝑥) = 𝑥 � (𝑥 − 5) � (𝑥 − 7) Em se tratando de polinômios do 3º grau, pode-se fatorar pelo método do agrupamento, quando for possível. Exemplo 4: 𝑃(𝑥) = 2𝑥³ + 4𝑥² − 8𝑥 – 16 𝑃 𝑥 = 2𝑥² � (𝑥 + 2) − 8 � (𝑥 + 2) 𝑃 𝑥 = (2𝑥2 − 8) � (𝑥 + 2) 𝑃 𝑥 = 2(𝑥2 − 4) � (𝑥 + 2) 𝑃 𝑥 = 2(𝑥 − 2) � (𝑥 + 2) � (𝑥 + 2) Observe que esse polinômio tem raízes 𝑥1 = 2 e 𝑥2 = 𝑥3 = −2 (raiz dupla) Observações: I) Se duas, três ou mais raízes forem iguais, essas raízes são conhecidas como duplas, triplas e assim por diante. II) Uma raiz 𝑥1 do polinômio 𝑃(𝑥) é dita raiz dupla (ou de multiplicidade 2) se o polinômio 𝑃 𝑥 é divisível por (𝑥 − 𝑥1)2 . Uma raiz 𝑥1 do polinômio 𝑃(𝑥) é dita raiz tripla (ou de multiplicidade 3) se o polinômio 𝑃 𝑥 é divisível por (𝑥 − 𝑥1)3, e assim por diante. Generalização: Se um polinômio 𝑃 𝑥 = 𝑎𝑛 � 𝑥𝑛 + 𝑎𝑛−1 � 𝑥𝑛−1 + 𝑎𝑛−2 � 𝑥𝑛−2 + ⋯+ +𝑎0 � 𝑥0, admite raízes 𝑥1, 𝑥2, 𝑥3, … , 𝑥𝑛 então 𝑃 𝑥 = 𝑎𝑛 � 𝑥 − 𝑥1 � 𝑥 − 𝑥2 � 𝑥 − 𝑥3 � ⋯ � � (𝑥 − 𝑥𝑛). 1. Decomponha os polinômios a seguir em fatores do 1º grau. a) P(x) = 10x² ̶ 50x + 60 b) P(x) = ̶ 4x² + 8x + 12 2. Um polinômio de terceiro grau possui raízes iguais a 5, - 3 e 2. Escreva esse polinômio obedecendo a expressão 𝑃 𝑥 = 𝛼𝑛 � 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 � 𝑥 − 𝑥1 com 𝑎𝑛 = 1. 3. Sendo ̶ 10, 4 e 6 as raízes de um polinômio P(x) de terceiro grau, escreva esse polinômio na forma de um produto entre polinômios de primeiro grau. 4. Sabe-se que os números -3, -1, 1, 3 são raízes de um polinômio de quarto grau. Escreva esse polinômio na forma reduzida. Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 17 5. A figura mostra uma casa que ocupa uma área retan- gular de frente x ̶ 20 e comprimento 2x ̶ 50. a) A partir dessas informações, escreva um polinômio P(x) que representa a área desse terreno na forma reduzida. b) Sabendoque a área desse terreno é igual a 1 000 metros quadrados, calcule suas dimensões. 6. Deseja-se estabelecer um polinômio que verifica a me- dida da superfície da sala de uma residência, de formato retangular com dimensões x-4 e 2x-6, conforme a figura a seguir. a) Determine o polinômio que representa a área do piso dessa sala. b) Sabendo que a área dessa sala é igual a 24 metros quadrados, calcule suas dimensões. 7. Um polinômio de terceiro grau possui como raízes os números ̶1, 1 e 2. Qual é a expressão algébrica que representa esse poli- nômio? Revisa Goiás Secretaria de Estado da Educação SEDUC Revisa 3ª Série - Matemática - Junho/2023 18 8. Observe, no quadro a seguir, um polinômio escrito na forma fatorada em fatores de 1° grau. As raízes reais desse polinômio são (A) ̶ 15, ̶ 5 e 3. (B) ̶ 5,0 e 1. (C) ̶ 1,0 e 5. (D) ̶ 1,3 e 5. (E) 0,1 e 5. 9. (ENEM 2012 – questão 141 – 2º dia – caderno azul) Um forro retangular de tecido traz em sua etiqueta a infor- mação de que encolherá após a primeira lavagem man- tendo, entretanto, seu formato. A fi gura a seguir mostra as medidas originais do forro e o tamanho do encolhi- mento (x) no comprimento e (y) na largura. A expressão algébrica que representa a área do forro após ser lavado é (5 – x)(3 – y). Nestas condições, a área perdida do forro, após a primei- ra lavagem, será expressa por (A) 2xy. (B) 15 – 3x. (C) 15 – 5y. (D) -5y – 3x. (E) 5y + 3x – xy. 𝑃 𝑥 = 3𝑥 � (𝑥 + 1) � (𝑥 − 5)