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113 Substituir uma equação do sistema pela soma dela com alguma outra equação; Trocar a posição das equações do sistema. Multiplicar por K, com K ∈ ℝ∗, ambos os lados de uma equação; Substituir uma equação do sistema pela soma dela com alguma outra equação; Trocar a posição das equações do sistema. Escalonando um sistema linear { 𝑥 + 𝑦 + 2𝑧 = 9 𝑥 + 2𝑦 + 𝑧 = 8 2𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 7 { 𝑥 + 2𝑦 − 𝑧 = 3 3𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 1 2𝑥 + 2𝑦 + 3𝑧 = −4 Regra de Cramer Um processo de resolução de sistemas lineares em o número de equações é igual ao número de incógnitas é conhecido como Regra de Cramer, baseado no cálculo de determinantes. Vamos considerar um sistema com duas equações e duas incógnitas: { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑒 𝑐𝑥 + 𝑑𝑦 = 𝑓 Vamos considerar 𝛥 o determinante da matriz formada pelos coeficientes das incógnitas 𝛥 = | 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 | se 𝛥 ≠ 0, então o sistema é possível e determinado (SPD) e a solução será: 𝑥 = 𝛥𝑥 𝛥 e 𝑦 = 𝛥𝑦 𝛥 Onde: 𝛥𝑥 = | 𝑒 𝑏 𝑓 𝑑 | e 𝛥𝑦 = | 𝑎 𝑒 𝑏 𝑓| Exemplo: Determine a solução do sistema usando a Regra de Cramer: { 3𝑥 − 5𝑦 = −9 2𝑥 + 3𝑦 = 13 (Sistemas Lineares Parte II) SISTEMAS LINEARES Discussão de um sistema linear Discutir um sistema linear em função de um ou mais parâmetro significa dizer para quais valores do(s) parâmetros(s) o sistema é possível determinado (SPD), sistema possível indeterminado (SPI) ou o sistema impossível (SI). Para o sistema do tipo 2 x 2, podemos usar um método prático. 𝑎 ⅆ ≠ 𝑏 ⅇ (SPD) { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑐 𝑑𝑥 + 𝑒𝑦 = 𝑓 𝑎 ⅆ = 𝑏 ⅇ ≠ 𝑐 𝑓 (SI) 𝑎 ⅆ = 𝑏 ⅇ = 𝑐 𝑓 (SPD) Exemplo: Discuta o sistema linear em função do parâmetro K: { 3𝑥 + 𝑘𝑦 = 2 −𝑥 + 𝑦 = −1 Para discutir um sistema linear em que o número de equações é igual ao número de incógnitas vamos usar a Regra de Cramer. { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑐 ⅆ𝑥 + ⅇ𝑦 = 𝑓 Vamos considerar 𝛥 o determinante da matriz formada pelos coeficientes das incógnitas 𝛥 = | 𝑎 𝑏 𝑑 𝑒 | Se: 𝛥 ≠ 0, então o sistema é possível e determinado (SPD) 𝛥 = 0, então o sistema é possível indeterminado (SPI) ou sistema impossível (SI) Exemplos: 1 - Discuta o sistema linear em função do parâmetro: { 𝑥 + 𝑦 = 3 2𝑥 + 𝑘𝑦 = 2 2 - Determine o valor de k para que o sistema admita infinitas soluções. { 𝑥 + 2𝑦 = 0 −3𝑥 + 𝑘𝑦 = 0 3 - Discuta o sistema linear em função do parâmetro m http://www.elitemil.com.br/ 114 { 𝑥 − 𝑦 − 𝑧 = 1 2𝑥 + 𝑦 + 3𝑧 = 6 𝑚𝑥 + 𝑦 + 5𝑧 = 9 4 - Discuta o sistema linear em função do parâmetro m { 𝑥 − 𝑦 − 𝑧 = 1 2𝑥 + 𝑦 + 3𝑧 = 6 𝑚𝑥 + 𝑦 + 5𝑧 = 13 (Progressão Aritmética) SEQUÊNCIAS NUMÉRICAS Uma sequência é um conjunto em que seus elementos estão em determinada ordem. Uma sequência numérica pode ser representada colocando os seus elementos ou termos entre parênteses e separando-os por vírgula ou ponto vírgula. Genericamente representamos os elementos por letras minúsculas e um índice numérico que indica a posição do elemento: 𝑎1 → ”𝑎 índice 1” (primeiro termo); 𝑎2 → ”𝑎 índice 2” (segundo termo); 𝑎3 → ”𝑎 índice 3” (terceiro termo); 𝑎𝑛 → ”𝑎 índice n” (enésimo termo); Observação: Uma sequência numérica pode ser finita quando possuir um último termo ou um número exato de termos, caso contrário, será infinitiva. Progressão aritmética Progressão aritmética (PA) é toda sequência numérica em que cada termo, a partir do segundo, é igual à soma do termo antecedente com uma constante 𝒓. O número 𝒓 é chamado de razão da progressão aritmética. Propriedades das progressões aritméticas Em uma PA finita, a soma de dois termos equidistantes dos extremos é igual à soma dos extremos. 𝑃𝐴( 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20) Observação: 𝒂𝒎 + 𝒂𝒏 = 𝒂𝒑 + 𝒂𝒒 ⇔ 𝒎 + 𝒏 = 𝒑 + 𝒒 Exemplo Sabendo-se que uma P.A. de 101 termos ocorre a1 + a101= 42, então 𝑎51 7 + 𝑎15+𝑎87 6 vale: a) 9 b) 10 c) 11 d) 12 e) 13 Em uma PA, o termo médio de três termos consecutivos é igual à média aritmética entre os outros dois. Exemplo 𝑃𝐴( 2, 5, 8, 11, 14 … . . ) PA de 3 termos A melhor forma de representar uma PA de três termos de maneira genérica, para agilizar resoluções de problemas é a seguinte: 𝑃𝐴 𝑑𝑒 𝑡𝑟ê𝑠 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠: (𝑥 − 𝑟, 𝑥, 𝑥 + 𝑟) Exemplo 1: Na PA (a, b, c) temos { 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 = 9 𝑎𝑏𝑐 = 15 Calcular a PA Exemplo 2: Os lados de um triângulo retângulo estão em PA de razão 2. Qual o perímetro desse triângulo? Fórmula do termo geral de uma PA Numa 𝑃𝐴(𝑎1, 𝑎2, 𝑎3, 𝑎4 … 𝑎𝑛 … . ) de razão 𝒓, temos: 𝒂𝒏 = 𝒂𝟏 + (𝒏 − 𝟏) ⋅ 𝒓 Exemplo 1: Calcular o 15° e 20° da PA (3, 7, 11......) Exemplo 2: Calcular o primeiro termo de uma PA em, 𝑎7 = 1 e 𝑎10 = 16 Exemplo 3: Se inserirmos vinte meios aritméticos entre os números 15 e 120 obteremos uma progressão crescente cujo décimo sétimo termo é: a) 105 b) 95 c) 85 d) 75 e) 65 Soma dos termos de uma PA http://www.elitemil.com.br/ 115 Somar os naturais de 1 a 100 (1, 2, 3, 4, … .98, 99, 100) Esse raciocínio pode ser generalizado pela seguinte fórmula: 𝒔𝒏 = (𝒂𝟏+𝒂𝒏)⋅𝒏 𝟐 Exemplo 1: Calcular a soma dos 20 primeiros termos da PA (2, 5, 8...) Exemplo 2: Calcular 3 + 6 + 9 +.........+120 (Progressão Geométrica) PROGRESSÃO GEOMÉTRICA Progressão geométrica (PG) é toda sequência numérica em que cada termo, a partir do segundo, é igual ao produto do termo anterior por uma constante q. O número q é chamado de razão da progressão geométrica, essa sequência pode ser representada pela seguinte fórmula. 𝒂𝒏 = 𝒂𝒏−𝟏 ⋅ 𝒒; ∀ 𝒏 ∈ ℕ, 𝒏 ≥ 𝟐 Razão Em qualquer P.G. não nula, a Lei de Recorrência, 𝒂𝒏 = 𝒂𝒏−𝟏 ⋅ 𝒒 , permite deduzir a seguinte expressão. 𝑞 = 𝑎𝑛 𝑎𝑛−1 Ou seja: Razão = 𝒂𝟐 𝒂𝟏 = 𝒂𝟑 𝒂𝟐 = ⋯ = 𝒂𝒏 𝒂𝒏−𝟏 = 𝒒 (𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆) Classificação: Uma progressão geométrica de razão q pode ser de quatro tipos. Crescente – Quando cada termo é maior que o anterior; Constante ou estacionária – Quando todos os termos são iguais entre si (q=1) Decrescente - Quando cada termo é menor que o anterior; Alternante – Quando cada termo tem sinal contrário ao do anterior ( q < 0) Observação: Na P.G. de três termos (𝑎, 𝑏, 𝑐) o termo central é média geométrica dos extremos: P.G. (𝑎, 𝑏, 𝑐) ⇒ 𝑏 = √𝑎𝑐 Veja: Razão = 𝒂𝟐 𝒂𝟏 = 𝒂𝟑 𝒂𝟐 ⇒ 𝒃 𝒂 = 𝒄 𝒃 ⇒ 𝒃𝟐 = 𝒂 ∙ 𝒄, 𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜 𝒃 = √𝒂𝒄 Exemplo 1: Determine x de modo que a sequência (3, x+2, 3x) seja uma P.G. Crescente. Exemplo 2: Para dois números positivos a e c, a sequência (a, 4, c) é P.A. e a sequência (c+2, 4, a) é PG. Determine a e c P.G. de 3 termos A melhor forma de representar uma P.G. de três termos de maneira genérica, para agilizar resoluções de problemas é a seguinte: ( 𝒙 𝒒 , 𝒙, 𝒙 ⋅ 𝒒) Exemplo: Determine a PG de três termos sabendo que o produto desses termos é 8 e que a soma do 2° com 3° termo é 14. Fórmula do termo geral de uma P.G. Numa 𝑃𝐺(𝑎1, 𝑎2, 𝑎3, 𝑎4 … 𝑎𝑛 … . ) de razão 𝒒, temos: 𝒂𝒏 = 𝒂𝟏 ⋅ 𝒒 𝒏−𝟏 Exemplo Determine o quinto termo de uma P.G. cuja a razão e o primeiro termo são iguais a 3. Propriedade das progressões geométricas P1 - Em toda P.G., o quadrado de cada termo, a partir do segundo, é o produto entre o antecedente e o consequente. Exemplo 𝑃𝐺( 2, 4, 8, 16, 32, 64) P2 - Em toda P.G., finita, o produto de dois termos equidistantes dos extremos é igual ao produto dos extremos. Exemplo 𝑃𝐺( 1, 2, 4, 8, 16, 32) P3 - Em toda P.G., o produto de dois termos quaisquerserá igual ao produto de dois outros termos, desde que a soma dos índices dos dois primeiros seja igual à soma dos índices dos outros dois. 𝒂𝒎 ⋅ 𝒂𝒏 = 𝒂𝒓 ⋅ 𝒂𝒔 ⇔ 𝒎 + 𝒏 = 𝒓 + 𝒔 http://www.elitemil.com.br/
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