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MATEMÁTICA Matemática Ciência e aplicações Gelson Iezzi, Osvaldo Dolce, David Degenszajn, Roberto Périgo, Nilze De Almeida – 3º ano Ensino Médio 2º Bimestre Resumo do bimestre Neste bimestre foram trabalhados os temas: As cônicas – introdução Elipse Hipérbole Parábola Estatística básica – introdução Medidas de centralidade – Média aritmética, média aritmética ponderada, moda e mediana Medidas de dispersão – Amplitude, variância, desvio padrão e desvio médio Medidas de centralidade e dispersão para dados agrupados Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS INTRODUÇÃO Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre São curvas obtidas pela interseção de um cone circular reto de duas folhas com um plano α. Quando o plano α for perpendicular ao eixo e do cone. Se o plano passa pelo ponto V do cone, a seção obtida é um ponto. Quando o plano α for paralelo a uma geratriz do cone. Quando o plano α for paralelo a uma geratriz do cone. Quando o plano α for paralelo ao eixo do cone. Secções cônicas Circunferência Elipse Parábola Hipérbole Professor, comente com seus alunos que se o plano for paralelo ao plano da base, teremos uma circunferência que também é uma cônica. 4 ELIPSE CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Elipse elipse = {p ∈ α | PF1 + PF2 = 2a} a2 = b2 + c2 Dados dois pontos distintos e , pertencentes a um plano ,seja 2c a distância entre eles e O o ponto médio de . Elipse é o conjunto dos pontos de cuja soma das distâncias e é igual à constante 2a (2a < 2c). O Centro 2a medida do eixo maior 2b medida do eixo menor e são perpendiculares entre si 2c distância focal excentricidade ELIPSES CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Equações reduzidas das elipses com centro na origem O eixo maior está contido em Ox e o eixo menor em Oy. O eixo maior está contido em Oy e o eixo menor em Ox. Equações reduzidas das elipses com centro fora da origem Centro em O’(, ) e eixo maior paralelo a Ox. Centro em O’(, ) e eixo maior paralelo a Oy. HIPÉRBOLE CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Hipérbole a2 = b2 + c2 Dados dois pontos distintos e , pertencentes a um plano ,seja 2c a distância entre eles e O o ponto médio de . Hipérbole é o conjunto dos pontos do plano cujo módulo da diferença das distâncias entre F1 e F2 é igual a constante 2a (0 < 2a < 2c). e focos da hipérbole O centro da hipérbole eixo real ou transverso 2c distância focal, em que c = O 2a medida do eixo real, em que a = O e = excentricidade (0,b) e (0, -b) não pertencem à hipérbole mas determinam o segmento de medida 2b , que é chamado eixo imaginário da hipérbole. EQUAÇÃO REDUZIDA CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Os focos F1 e F2 estão contidos no eixo Ox Os focos F1 e F2 estão contidos no eixo Oy Equações reduzidas das hipérboles Equações das hipérboles com centro fora da origem Centro em O’(, ) e eixo real paralelo a Ox. Centro em O’(, ) e eixo real paralelo a Ox. HIPÉRBOLE CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Dizemos que uma hipérbole é equilátera, se sua equação apresenta a = b. Hipérbole equilátera Funções recíprocas A função , sendo k uma constante real, é denominada de função recíproca e seu gráfico é uma hipérbole representada ao lado. Professor, peça para seus alunos darem a equação da hipérbole equilátera com centro na origem do plano cartesiano. 9 PARÁBOLA CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Parábola parábola = {p ∈α | PF = PP'} Dados um ponto F pertencente a um plano α e uma reta d contida em α, com F ∉ d, seja p a distância entre o ponto F e a reta d. Parábola é o conjunto dos pontos de α que estão à mesma distância de F e de d. d diretriz p paramerto V vértice eixo de simetria (reta que passa por F e é perpendicular à diretriz PARÁBOLAS CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Equações reduzidas das parábolas com vértice na origem O vértice na origem e foco no eixo das abscissas. O vértice na origem e foco no eixo das ordenadas. Equações das parábolas com centro fora da origem Vértice em V(, ) e paralelo a Ox. Centro em O’(, ) e eixo maior paralelo a Oy. y PARÁBOLAS E FUNÇÕES QUADRÁTICAS CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Uma parábola de equação (x − x0)2 = 2p(y − y0) possui vértice V(x0, y0) e eixo de simetria vertical pode ser escrita na forma: que corresponde à lei de uma função quadrática Equação da parábola e a função quadrática ou ainda: a = b = c = x2 − 2x0x + x02=2py − 2py0 PARÁBOLAS E FUNÇÕES QUADRÁTICAS CAPÍTULO 4 – AS CÔNICAS Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Reconhecimento de uma cônica pela equação Elipses Elipse com eixo maior horizontal Elipse com eixo maior vertical Hipérboles Hipérbole com eixo real horizontal Hipérbole com eixo real horizontal Parábolas Parábola com eixo de simetria horizontal Parábola com eixo de simetria vertical CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA INTRODUÇÃO No volume 1 desta coleção foi dada a introdução dos estudos de estatística básica. É conveniente a revisão dos seguintes tópicos: População Amostra Variável Tabelas de frequências Classes ou intervalos de valores Representações gráficas Gráfico de barras Gráfico de linhas Gráfico de setores Pictogramas Gráfico de setores Histograma Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre MEDIDAS DE CENTRALIDADE CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Média aritmética ou Sejam , , ... , a relação dos valores assumidos por uma determinada variável quantitativa x. A média aritmética ou é a razão entre a soma de todos esses valores e o número total de valores. (lê-se: “somatório de, para i variando de 1 até n”. Significa que devemos atribuir para i, sucessivamente, os valores 1, 2,..., n). Exemplo: Os valores seguintes referem-se às notas obtidas por um aluno em oito disciplinas do Ensino Médio em um certo bimestre do ano letivo: 7,5; 6,0, 4,2; 3,9.; 4,8; 6,2; 8,0; 5,4. = 15 MEDIDAS DE CENTRALIDADE CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Consideremos uma relação de valores formadas pelos elementos x1, x2, …, xk, com frequências absolutas respectivamente iguais a n1, n2, …, nk. A média aritmética ponderada desses valores é: Média aritmética ponderada ou Exemplo: Em um espetáculo musical. Foram vendidos 1200 ingressos cujos valores dependiam do setor escolhido no teatro, como mostra o quadro abaixo: Qual foi o valor médio pago pelo espetáculo? 16 MEDIANA CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA Sejam x1 ≤ x2 ≤ … ≤ xn os n valores ordenados assumidos por uma variável quantitativa X, em um conjunto de observações. Define-se a mediana (Me) por meio da relação: A definição garante que a mediana seja um valor central que divide o conjunto de dados em dois subconjuntos com o mesmo número de elementos. Mediana Exemplo: O controle de qualidade de uma indústria forneceu o seguinte número de peças defeituosas (por lote de 100 unidades): 6 – 4 – 9 – 6 – 3 – 8 – 1 – 4 – 5 - 6 Para determinar a mediana, devemos ordenar os valores: 1 – 3 – 4 – 4 – 5 – 6 – 6 – 6 – 8 - 9 Como o número de elementos é par (10), a mediana (elemento central) está entre o 5º e o 6º elemento., isto é: Média aritmética entre os dois elementos centrais, no caso de números pares de elementos CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Moda A moda (Mo) de uma relação de valores é o valor que ocorre mais vezes na relação, isto é, que possui maior frequência absoluta. MEDIDAS DE CENTRALIDADE OBSERVAÇÃO:média, mediana e moda são as três medidas de tendência central mais usuais que podem ser associadas a um conjunto de dados. Cada uma delas possui, interpretação e significado próprios. Dependendo da natureza dos dados, uma ou outra dessas medidas pode ser mais adequada para representá-los quantitativamente. Entretanto, a análise dos dados se torna mais completa quando conhecemos os valores das três medidas. Vamos encontrar a moda dos seguintes conjuntos de valores: 5 — 8 — 11 — 8 — 3 — 4 — 8 A moda é 5 8, pois há três valores iguais a 8. b) 2 — 3 — 9 — 3 — 4 — 2 — 6 Há duas modas: 2 e 3. Dizemos, então, que se trata de uma distribuição de frequências bimodal. c) 1 — 3 — 4 — 6 — 9 — 11 — 2 Nesse caso, todos os valores aparecem com a mesma frequência unitária. Assim, não há moda nessa distribuição. Exemplos: MEDIDAS DE DISPERSÃO (OU VARIABILIDADE) CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Variância Desvio padrão É a raiz quadrada da variância e é indicado por: Medidas de dispersão Sejam x1, x2, …, xn a relação de valores assumidos por uma variável quantitativa X e a média aritmética desses valores. Indica-se por . Desvio médio Sejam x1, x2, …, xn os valores assumidos por uma variável quantitativa X e a média aritmética desses valores. Indica-se por . CAPÍTULO 5 – ESTATÍSTICA BÁSICA Matemática | CIÊNCIA E APLICAÇÕES | Volume 3 | 2º Bimestre Elementos para medidas de centralidade e dispersão para dados agrupados Determinação da classe modal Na tabela ao lado, a classe modal é 2500 |⎯ 4000, pois há 12 valores pertencentes a esse intervalo (as outras frequências são menores). É o número real dado pela diferença entre o maior e o menor valores registrados (nessa ordem). Amplitude Definimos classe modal como a classe que apresenta maior frequência absoluta. Exemplo: image1.png image2.emf image7.jpeg image3.png image8.png image9.jpeg image4.png image10.png image11.jpeg image5.png image12.png image13.png image14.png image15.png image16.png image17.png image18.png image26.png image27.png image28.png image19.png image20.png image21.png image22.png image23.png image24.png image25.png image29.png image30.png image31.png image32.png image33.png image370.png image38.png image39.png image40.png image41.png image34.png image35.png image350.png image36.png image37.png image42.png image43.png image44.png image45.png image46.png image53.png image54.png image55.png image47.png image48.png image49.png image50.png image51.png image52.png image56.png image57.png image58.png image59.png image60.png image61.png image62.png image63.png image64.png image65.png image66.png image67.png image68.png image69.png image70.png image71.png image72.png image73.png image74.png image75.png image76.png image77.png image78.png image79.png image80.png image81.png image82.png image83.png image84.png
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