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Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 1 2 RADICIAÇÃO NO CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS Revisa-se, neste material complementar, alguns conceitos matemáticos que são objeto de ensino nos anos finais do Ensino Fundamental, entre eles o conceito de radiciação e suas propriedades. Lembre-se que a radiciação é a operação inversa da potenciação. Observe: 8² = 8 x 8 = 64 e √64 = 8 5³ = 5 . 5 . 5 = 123 e √125 3 = 5 Portanto, define-se a radiciação como: Sendo 𝐚 e 𝐛 dois números pertencentes aos Reais (𝐚 ∧ 𝐛 ∈ ℝ) e 𝐧 um número Natural (𝐧 ∈ ℕ∗), denomina-se raiz enésima de 𝐚 o número 𝐛 que elevado a 𝐧 resulta no número 𝐚. Isto é: √a n = b ⇔ bn = a, para: a = radicando; b = raiz; n = índice; √ = radical; operação: radiciação. Exemplos: √8 3 = 2 ⇔ 23 = 8 √−8 3 = −2 ⇔ (−2)3 = −8 Atenção: a) No conjunto dos números Reais, se o radicando é um número negativo e o índice do radical é um número par, a raiz não é definida. Porém, no conjunto dos números Complexos a raiz é definida. b) Se o índice do radical for um número ímpar, a raiz é sempre definida. √8 3 = 2 √−8 3 = −2 2.1 PROPRIEDADES DOS RADICAIS Assim como na potenciação, neste subcapítulo estudam-se as propriedades da radiciação. a) Propriedade 1 O radical de uma potência qualquer, quando é definido, pode ser obtido como uma potência fracionária. Isto significa que para todo radical temos: √𝐚𝐦 𝐧 = 𝐚 𝐦 𝐧 . Exemplos: √8 3 = 8 1 3 = 2 Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 2 √23 5 = 2 3 5 = 2 Como consequência temos que: √𝐚𝐦 𝐧 = √𝐚𝐦𝐩 𝐧𝐩 . Observe: √amp np = a mp np (Simplificando p). √amp np = √am n √8 3 = √85 .1 5 . 3 = 8 5 .1 5 .3 (Simplificando 5). 8 1 3 = √8 3 = 2 Atenção: √23 3 = 2 3 3 = 2¹ = 2 Logo, pode-se afirmar que √𝐚𝐧 𝐧 = 𝐚 b) Propriedade 2 Observe o exemplo: √125 . 8 3 = √1000 3 = 10 Outra forma de realizar o mesmo cálculo: √125 3 . √8 3 = 5 . 2 = 10 (Como o resultado é o mesmo do anterior podemos afirmar que) √125 . 8 3 = √125 3 . √8 3 De forma geral escreve-se que: √a n × √b n = √ab n (Observe que para aplicar esta propriedade os índices dos radicais devem ser iguais). Cuidado: em caso de índice par, os radicandos devem ser positivos. c) Propriedade 3 Observe o exemplo: √ 64 8 3 = √8 3 = 2 (O número 8 é resultado da divisão 64 : 8) Outra forma de realizar o mesmo cálculo: √ 64 8 3 = √64 3 √8 3 = 4 2 = 2 De forma geral escreve-se que: √ 𝐚 𝐛 𝐧 = √𝐚 𝐧 √𝐛 𝐧 𝐩𝐚𝐫𝐚 𝐛 ≠ 𝟎. Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 3 Cuidado: em caso de índice par, os radicandos devem ser positivos. d) Propriedade 4 O radical de outro radical é obtido por meio de um terceiro radical, cujo índice é o produto dos índices dos radicais dados, isto é: √ √𝐚 𝐦𝐧 = √𝐚 𝐧 .𝐦 . Exemplos: a) √√5 3 = √5 3 . 2 = √5 6 b) √√10 43 = √10 12 Cuidado: em caso de índice par, os radicandos devem ser positivos. Importante: 1) Um número que multiplica um radical pode ser introduzido no radical, desde que fique elevado ao índice. Exemplo: 5 . √8 3 = 𝟓 . 2 = 10 (Introduzindo 5 no radical). √𝟓3. 8 3 = √125 . 8 3 = √1000 3 = 10 2) ( √𝒂 𝒏 ) 𝒎 = √𝒂𝒎 𝒏 2.2 RADICAIS SEMELHANTES Os radicais são semelhantes quando têm o mesmo índice e o mesmo radicando, como por exemplo, os seguintes radicais: a) √7, 6√7, −5√7 (São radicais semelhantes porque tem o mesmo índice e o mesmo radicando). b) √2, √2 4 (Não são radicais semelhantes porque tem diferentes índices). De forma geral podemos dizer que √𝑎 𝑛 ; 𝑏 √𝑎 𝑛 ; 𝑏 𝑐 √𝑎 𝑛 ; −𝑐 √𝑎 𝑛 são semelhantes, pois possuem o mesmo índice e o mesmo radicando. 2.3 OPERAÇÕES COM RADICAIS: ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 4 A operação da adição ou da subtração de radicais é definida somente para radicais semelhantes. Exemplo: a) 7√5 3 + 4√5 3 − 3√5 3 = (7 + 4 – 3)√5 3 = 8√5 3 De forma geral pode-se escrever: a) 𝒃 √𝒂 𝒏 + 𝒄 √𝒂 𝒏 = (𝒃 + 𝒄) √𝒂 𝒏 b) 𝒃 √𝒂 𝒏 − 𝒄 √𝒂 𝒏 = (𝒃 − 𝒄) √𝒂 𝒏 2.4 OPERAÇÕES COM RADICAIS: MULTIPLICAÇÃO E DIVISÃO A operação da multiplicação ou da divisão é definida somente para radicais com o mesmo índice. Exemplos: a) √2 3 . √4 3 = √8 3 b) √5 × √10 = √50 c) √100 √20 = √ 100 20 = √5 De forma geral diz-se que: a) √𝒂 𝒏 × √𝒃 𝒏 = √𝒂𝒃 𝒏 b) √𝒂 𝒏 √𝒃 𝒏 = √ 𝒂 𝒃 𝒏 Atenção: Para multiplicarmos ou dividirmos radicais com índices diferentes, transformamos os radicais em um mesmo índice. √b4 3 . √c 4 (Índices diferentes – escrever na forma fracionária) b 4 3 . c 1 4 (Frações de denominadores diferentes – utilize equivalência entre frações e escreva-as com frações de mesmo denominador). 4 3 e 1 4 (Mínimo múltiplo comum (mmc) entre 3 e 4 é 12. Divide 12 pelo denominador e multiplique o resultado pelo numerador. Faça isso para cada uma das frações). 16 12 e 3 12 (Reescreva as raízes). Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 5 √b4 3 = √b16 12 √c 4 = √c3 12 (Agora realize a multiplicação). √b16 12 . √c3 12 = √𝑏16𝑐3 12 2.5 SIMPLIFICAÇÃO DE RADICAIS Observe com atenção os exemplos: a) √64 = √43 (64 = 43, porque 4 . 4 . 4 = 64) √43 = √42. 4 (Aplicando a propriedade da potenciação am . an = am + n) √42. 4 = √42. √4 (Aplicando a propriedade da radiação √𝑎 . 𝑏 = √𝑎. √𝑏 ). √42. √4 = 4 2 2 . √4 (Aplicando a propriedade √an m = a n m ). 4¹ . √4 = 4. 2 = 8 b) √120 = √22. 2 . 3 . 5 (Decompondo 120 em fatores primos encontramos 2²x2x3x5). √22. 2 . 3 . 5 = √22. √2 . 3 . 5 (Aplicando as propriedades). √22. √2 . 3 . 5 = 2√30 Logo: √120 = 2√30 c) √𝟖 + √𝟑𝟐 = √𝟐𝟑 + √𝟐𝟓 (Decompondo 8 e 32 em fatores primos). √𝟐𝟑 + √𝟐𝟓 = √𝟐𝟐. 𝟐 + √𝟐𝟒. 𝟐 √𝟐𝟐. 𝟐 + √𝟐𝟒. 𝟐 = √𝟐𝟐. √𝟐 + √𝟐𝟒. √𝟐 √𝟐𝟐. √𝟐 + √𝟐𝟒. √𝟐 = 𝟐 𝟐 𝟐 √𝟐 + 𝟐 𝟒 𝟐 √𝟐 𝟐√𝟐 + 𝟐²√𝟐 = 2√2 + 4√2 = 6√2 d) √5 3 . √200 3 = √5 . 200 3 = √1000 3 = √103 3 = 10 Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 6 2.6 RACIONALIZAÇÃO DE DENOMINADORES Para uma fração cujo denominador é um número Irracional, na forma de um radical, racionalizar o denominador é a operação de conversão do denominador Irracional em um denominador Racional, através do produto do numerador e do denominador por um fatortal que o denominador torne-se um número Racional. Exemplos: 1) 5 √3 5 √3 = 5 √3 . √3 √3 (Multiplicar numerador e denominador de 5 √3 pelo denominador desta fração). 5 √3 . √3 √3 = 5 . √3 √3 . √3 (Aplicando no denominador a propriedade da multiplicação de radicais de mesmo índice √𝑎 . √𝑏 = √𝑎𝑏). 5 . √3 √3 . √3 = 5√3 √9 (Lembre que √9 = 3) 5√3 √9 = 5√3 3 Logo: 5 √3 = 5√3 3 (Utilize calculadora e teste este resultado). 2) 8 √2 8 √2 . √2 √2 = 8√2 √4 8√2 √4 = 8√2 2 (Simplifique o 8 do numerador com o 2 do denominador). 8√2 2 = 4√2 Logo: 8 √2 = 4√2 (Utilize calculadora e teste este resultado). 3) 2√3 √6 2√3 √6 . √6 √6 = 2√18 √36 Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 7 2√18 √36 = 2 . 3 √2 6 (Simplifique √18 = √3². 2 = √3² . √2 = 3√2 ). 2 . 3 √2 6 = 6√2 6 = √2 (Simplifique o 6 do numerador com o 6 do denominador). Logo: 2√3 √6 = √2 (Utilize calculadora e teste este resultado). Observações: a) Para denominador √bm n o fator é √bn−m n , temos: a √bm n = a √bm n . √bn−m n √bn−m n = a √bn−m n √bm × bn−m n = a √bn−m n √bm+n−m n = a √bn−m n √bn n = a √bn−m n b Exemplo: 1) 5 √72 5 (Observe que no denominador temos √bm n ) 5 √72 5 . √73 5 √73 5 (Observe que multiplicamos pelo fator é √bn−m n . Neste exemplo n = 5 e m = 3, logo n – m = 3). 5 √72 5 . √73 5 √73 5 = 5 √73 5 √75 5 (Observe que no denominador, na multiplicação dos radicandos, utilizamos a propriedade da potenciação (a m . a n = a m + n ), isto é: 7² . 7³ = 7 2+3 = 7 5 ). 5 √73 5 √75 5 = 5 √73 5 7 Logo: 5 √72 5 = 5 √73 5 7 (Utilize calculadora e teste este resultado). b) Para os denominadores 𝑏 ± √𝑐 os fatores são 𝑏 ∓ √𝑐, isto é: 1) 𝑎 𝑏+√𝑐 = 𝑎 b−√𝑐 . 𝑏−√𝑐 𝑏−√𝑐 = 𝑎( 𝑏−√𝑐) (𝑏+√𝑐)×( 𝑏−√𝑐) = 𝑎( 𝑏−√𝑐) 𝑏2− √𝑐 2 = 𝑎( 𝑏−√𝑐) 𝑏2−𝑐 = 𝑎𝑏−𝑎√𝑐 𝑏2−𝑐 Exemplo: a) 7 4+√5 (Observe que no denominador temos uma adição). 7 4+√5 . 4−√5 4−√5 (Por termos uma adição no denominador multiplicamos o numerador e o denominador pelo fator 4 − √5) Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 8 7.(4 − √5) = 7 . 4 − 7√5 = 28 − 7√5 (Multiplicação que deve ser realizada no numerador). 28 − 7√5 (Resultado no numerador). (4 + √5) . (4 − √5) = (Multiplicação no denominador – Produto da soma pela diferença de dois termos: (b + √c) . ( b − √c) = b² − (√c) 2 ) (4 + √5) . (4 − √5) = 42 − (√5) 2 (Resolvendo o produto da soma pela diferença de dois termos). 16 – 5 = 11(Resultado no denominador). Reescrevendo com os resultados encontrados no numerador e no denominador: 7 4+√5 = 28−7√5 11 b) 5 2− √3 (Observe que no denominador temos uma subtração). 5 2− √3 = 5(2+√3) (2−√3) (2+√3) (Por termos uma subtração no denominador multiplicamos o numerador e o denominador pelo fator 2 + √3) 5(2 + √3) = 10 + 5√3 (Multiplicação que deve ser realizada no numerador). 10 + 5√3 (Resultado no numerador). (2 − √3) . (2 + √3) = (Multiplicação no denominador – Produto da soma pela diferença de dois termos: (b − √c) × ( b + √c) = b² − (√c) 2 ). (2 − √3) . (2 + √3) = 22 − (√3) 2 (Resolvendo o produto da soma pela diferença de dois termos). 4 – 3 = 1(Resultado no denominador). Reescrevendo com os resultados encontrados no numerador e no denominador: 5 2− √3 = 10+5√3 1 5 2− √3 = 10 + 5√3 (Fatorando 10 + 5√3). 10 + 5√3 = 5(2 + √3) (Fator comum em evidência). __________________________________________________________________________ Profª Tania Elisa Seibert CURSO DE NIVELAMENTO – PRÉ-CÁLCULO UNIDADE 1 – MATERIAL COMPLEMENTAR - RADICIAÇÃO 9 ATIVIDADE Construa um formulário com as propriedades da potenciação. Elas serão necessárias para resolver vários exercícios propostos nas diferentes fases da Rota Acadêmica. REFERÊNCIAS HOMA, A. I. Laboratório de Matemática. Canoas/RS: ULBRA, 2013. LONGEN, A. Matemática: uma atividade humana. Ensino Médio. Volume único. Curitiba: Base, 2003.
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