Baixe o app para aproveitar ainda mais
Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original
MATEMÁTICA Didatismo e Conhecimento 1 MATEMÁTICA Professora Evelise Akashi Graduada em Engenharia de Alimentos pela Universidade Es- tadual de Maringá e Pós-Graduanda em Engenharia de Produção Enxuta pela Pontifícia Universidade Católica. Olá! Apresento a matéria de Matemática. Tenha certeza que com sua dedicação, todos seus objetivos se- rão alcançados, independente de vida profissional ou pessoal. As dificuldades que você encontra se resolverão conforme você avançar. Prossiga, e a luz aparecerá, e brilhará com clareza cres- cente em seu caminho. (Jean le Rond D’Alembert) Boa sorte e bons estudos! CONJUNTOS; Conjunto está presente em muitos aspectos da vida, sejam eles cotidianos, culturais ou científicos. Por exemplo, formamos conjun- tos ao organizar a lista de amigos para uma festa agrupar os dias da semana ou simplesmente fazer grupos. Os componentes de um conjunto são chamados de elementos. Para enumerar um conjunto usamos geralmente uma letra maiúscula. Representações Pode ser definido por: -Enumerando todos os elementos do conjunto: S={1, 3, 5, 7, 9} -Simbolicamente: B={x∈ N|x<8}, enumerando esses elemen- tos temos: B={0,1,2,3,4,5,6,7} -Diagrama de Venn Há também um conjunto que não contém elemento e é repre- sentado da seguinte forma: S=∅ ou S={ }. Quando todos os elementos de um conjunto A pertencem tam- bém a outro conjunto B, dizemos que: • A é subconjunto de B • Ou A é parte de B • A está contido em B escrevemos: A⊂B Se existir pelo menos um elemento de A que não pertence a B: A⊄B Pertinência O conceito básico da teoria dos conjuntos é a relação de per- tinência representada pelo símbolo ∈. As letras minúsculas desig- nam os elementos de um conjunto e as maiúsculas, os conjuntos. Assim, o conjunto das vogais (V) é: V={a,e,i,o,u} A relação de pertinência é expressa por: a∈V A relação de não-pertinência é expressa por:b∉V, pois o ele- mento b não pertence ao conjunto V. Inclusão A Relação de inclusão possui 3 propriedades: Propriedade reflexiva: A⊂A, isto é, um conjunto sempre é subconjunto dele mesmo. Propriedade antissimétrica: se A⊂B e B⊂A, então A=B Propriedade transitiva: se A⊂B e B⊂C, então, A⊂C. Operações União Dados dois conjuntos A e B, existe sempre um terceiro forma- do pelos elementos que pertencem pelo menos um dos conjuntos a que chamamos conjunto união e representamos por: A∪B. Formalmente temos: A∪B={x|x∈A ou x∈B} Exemplo: A={1,2,3,4} e B={5,6} A∪B={1,2,3,4,5,6} Interseção A interseção dos conjuntos A e B é o conjunto formado pelos ele- mentos que são ao mesmo tempo de A e de B, e é representada por : A∩B. Simbolicamente: A∩B={x|x∈A e x∈B} Exemplo: A={a,b,c,d,e} e B={d,e,f,g} A∩B={d,e} Diferença Uma outra operação entre conjuntos é a diferença, que a cada par A, B de conjuntos faz corresponder o conjunto definido por: A – B ou A\B que se diz a diferença entre A e B ou o comple- mentar de B em relação a A. Didatismo e Conhecimento 2 MATEMÁTICA A este conjunto pertencem os elementos de A que não perten- cem a B. A\B = {x : x∈A e x∉B}. Exemplo: A = {0, 1, 2, 3, 4, 5} e B = {5, 6, 7} Então os elementos de A – B serão os elementos do conjunto A menos os elementos que pertencerem ao conjunto B. Portanto A – B = {0, 1, 2, 3, 4}. EXERCÍCIOS 1. (CÂMARA DE SÃO PAULO/SP – TÉCNICO ADMI- NISTRATIVO – FCC/2014) Dos 43 vereadores de uma cidade, 13 dele não se inscreveram nas comissões de Educação, Saúde e Saneamento Básico. Sete dos vereadores se inscreveram nas três comissões citadas. Doze deles se inscreveram apenas nas comis- sões de Educação e Saúde e oito deles se inscreveram apenas nas comissões de Saúde e Saneamento Básico. Nenhum dos vereado- res se inscreveu em apenas uma dessas comissões. O número de vereadores inscritos na comissão de Saneamento Básico é igual a A) 15. B) 21. C) 18. D) 27. E) 16. 2. (TRT 19ª – TÉCNICO JUDICIÁRIO – FCC/2014) Dos 46 técnicos que estão aptos para arquivar documentos 15 de- les também estão aptos para classificar processos e os demais es- tão aptos para atender ao público. Há outros 11 técnicos que estão aptos para atender ao público, mas não são capazes de arquivar documentos. Dentre esses últimos técnicos mencionados, 4 deles também são capazes de classificar processos. Sabe-se que aqueles que classificam processos são, ao todo, 27 técnicos. Considerando que todos os técnicos que executam essas três tarefas foram cita- dos anteriormente, eles somam um total de A) 58. B) 65. C) 76. D) 53. E) 95. 3. (EBSERH/HU-UFS/SE - TECNÓLOGO EM RA- DIOLOGIA - AOCP /2014) Em uma pequena cidade, circulam apenas dois jornais diferentes. O jornal A e o jornal B. Uma pes- quisa realizada com os moradores dessa cidade mostrou que 33% lê o jornal A, 45% lê o jornal B, e 7% leem os jornais A e B. Sendo assim, quantos porcentos não leem nenhum dos dois jornais? A) 15% B) 25% C) 27% D) 29% E) 35% 4. (TJ/RS - TÉCNICO JUDICIÁRIO - ÁREA JUDI- CIÁRIA E ADMINISTRATIVA – FAURGS/2012) Observando- -se, durante certo período, o trabalho de 24 desenhistas do Tribunal de Justiça, verificou-se que 16 executaram desenhos arquitetôni- cos, 15 prepararam croquis e 3 realizaram outras atividades. O número de desenhistas que executaram desenho arquitetônico e prepararam croquis, nesse período, é de A) 10. B) 11. C) 12. D) 13. E) 14. 5. (MPE/ES – AGENTE DE APOIO-ADMINISTRATI- VA – VUNESP/2013) No diagrama, observe os conjuntos A, B e C, as intersecções entre A e B e entre B e C, e a quantidade de elementos que pertencem a cada uma das intersecções. Sabe-se que pertence apenas ao conjunto A o dobro do número de elementos que pertencem à intersecção entre A e B. Sabe-se que pertence, apenas ao conjunto C, o dobro do número de elementos que pertencem à intersecção entre B e C. Sabe-se que o número de elementos que pertencem apenas ao conjunto B é igual à metade da soma da quantidade de elementos que pertencem à intersecção de A e B, com a quantidade de elementos da intersecção entre B e C. Dessa maneira, pode-se afirmar corretamente que o número total de elementos dos conjuntos A, B e C é igual a A) 90. B) 108. C) 126. D) 162. E) 180. F) 6. (CREMEGO – AGENTE ADMINISTRATIVO – QUADRIX/2012) Considere os conjuntos: A={1,3,5,6,9,11,12} e B={2,6,8,10,13,25} Quantos são os elementos do conjunto A-B? A) 6 B) 5 C) 7 D) 9 E) 1 7. SECAD/TO – ASSISTENTE ADMINISTRATIVO – AOCP/2012) Em um bairro da cidade, as famílias foram entrevis- tadas. Nesta entrevista, a primeira pergunta era “Sua família possui Didatismo e Conhecimento 3 MATEMÁTICA gatos?” e a segunda era “Sua família possui cachorros?”. Consta- tou-se que 218 famílias responderam “sim” na segunda pergunta, 307 responderam “não” na primeira pergunta e 74 responderam “sim” em ambas as perguntas. Sabendo que neste bairro 418 famí- lias foram entrevistadas, quantas famílias possuem apenas gatos? A) 21 famílias. B) 28 famílias. C) 31 famílias. D) 37 famílias. E) 43 famílias. 8. (CPTM – ALMOXARIFE – MAKIYAMA/2013) Considere um conjunto A formado por todos os números naturais de 0 a 15, um conjunto B formado por todos os números pares de 1 a 10 e C um conjunto formado por todos os números naturais de 0 a 12 que são divisíveis por 3. Sobre esses três conjutos, podemos corretamente afirmar que: A) 𝐴 ⊂ 𝐵 𝑒 𝐶 ⊃ 𝐵 B) 𝐵 ∪ 𝐶 = 0,6,12 𝑒 𝐴 ⊃ 𝐶 C) 𝐴 ∪𝐵 = 2, 4, 6, 8, 10 𝑒 𝐵 ⊂ 𝐶 D) 𝐴 ⊃ 𝐵 𝑒 𝐴 ⊂ 𝐶 E) 𝐵 ∩ 𝐶 = 6 𝑒 𝐴 ⊃ 𝐵 Respostas 1. RESPOSTA: “C”. 7 vereadores se inscreveram nas 3. APENAS 12 se inscreveram em educação e saúde (o 12 não deve ser tirado de 7 como costuma fazer nos conjuntos, pois ele já desconsidera os que se inscreveram nos três) APENAS 8 se inscreveram em saúde e saneamento básico. São 30 vereadores que se inscreveram nessas 3 comissões, pois 13 dos 43 não se inscreveram. Portanto, 30-7-12-8=3 Se inscreveram em educação e saneamento 3 vereadores. Só em saneamento se inscreveram: 3+7+8=18 2. RESPOSTA: “B”. 15 técnicos arquivam e classificam 46-15=31 arquivam e atendem 4 classificam e atendem Classificam:15+4=19 como são 27 faltam 8 15+8+4+31+7=65 3. RESPOSTA: “D”. 26+7+38+x=100 x=100-71 x=29% 4. RESPOSTA: “A”. 16-x+x+15-x+3=24 -x=24-34 X=10 Didatismo e Conhecimento 4 MATEMÁTICA 5. RESPOSTA: “C”. A=2.16=32 C=2.20=40 B=(16+20)/2=18 A+B+C=32+40+18=90 90+16+20=126. 6.RESPOSTA: “A”. A-B ={1,3,5,9,11,12} 7.RESPOSTA: “D”. 163 são as pessoas que responderam não para as duas per- guntas X+74+144+163=418 X=418-381 X=37 8. RESPOSTA: “E”. A={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15} B={2, 4, 6, 8, 10} C={3, 6, 9, 12} Lembrando que a “abertura” do sinal ⊃, sempre vai estar para o conjunto maior. Alternativa A-errada ,pois está falando que o conjunto A está dentro do B B-símbolo de união coloca todos os números C-mesma coisa que a alternativa B D- A⊃B, mas C⊂A CONJUNTOS NUMÉRICOS; Números Naturais Os números naturais são o modelo matemático necessário para efetuar uma contagem. Começando por zero e acrescentando sempre uma unidade, obtemos os elementos dos números naturais: ℕ = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, … . Relação de ordem - Todo número natural dado tem um sucessor (número que vem depois do número dado), considerando também o zero. Exemplos: Seja m um número natural. a) O sucessor de m é m+1. b) O sucessor de 0 é 1. c) O sucessor de 1 é 2. d) O sucessor de 19 é 20. - Se um número natural é sucessor de outro, então os dois números juntos são chamados números consecutivos. Exemplos: a) 1 e 2 são números consecutivos. b) 5 e 6 são números consecutivos. c) 50 e 51 são números consecutivos. - Vários números formam uma coleção de números naturais consecutivos se o segundo é sucessor do primeiro, o terceiro é sucessor do segundo, o quarto é sucessor do terceiro e assim sucessivamente. Exemplos: a) 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 são consecutivos. b) 5, 6 e 7 são consecutivos. c) 50, 51, 52 e 53 são consecutivos. - Todo número natural dado N, exceto o zero, tem um antecessor (número que vem antes do número dado). Exemplos: Se m é um número natural finito diferente de zero. a) O antecessor do número m é m-1. b) O antecessor de 2 é 1. c) O antecessor de 56 é 55. d) O antecessor de 10 é 9. Subconjuntos de Vale lembrar que um asterisco, colocado junto à letra que simboliza um conjunto, significa que o zero foi excluído de tal conjunto. N^*={1,2,3,4,5,….} Didatismo e Conhecimento 5 MATEMÁTICA Números Inteiros Podemos dizer que este conjunto é composto pelos números naturais, o conjunto dos opostos dos números naturais e o zero. Este conjunto pode ser representado por: = {..., -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, ...} Subconjuntos do conjunto : 1) * = {..., -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, ...} - Este é o conjunto dos números inteiros, excluindo-se o 0 (zero). 2) + = {0, 1, 2, 3, 4, ...} - Este é o conjunto dos números inteiros não negativos. 3) - = {..., -4, -3, -2, -1, 0} - Este é o conjunto dos números inteiros não positivos. Módulo: chama-se módulo de um número inteiro a distância ou afastamento desse número até o zero, na reta numérica inteira. Representa-se o módulo por | |. O módulo de 0 é 0 e indica-se |0| = 0 O módulo de +7 é 7 e indica-se |+7| = 7 O módulo de –9 é 9 e indica-se |–9| = 9 O módulo de qualquer número inteiro, diferente de zero, é sempre positivo. Números Opostos: Dois números inteiros são ditos opostos um do outro quando apresentam soma zero; assim, os pontos que os representam distam igualmente da origem. Exemplo: O oposto do número 2 é -2, e o oposto de -2 é 2, pois 2 + (-2) = (-2) + 2 = 0 No geral, dizemos que o oposto, ou simétrico, de a é – a, e vice-versa; particularmente o oposto de zero é o próprio zero. Números Racionais Chama-se de número racional a todo número que pode ser expresso na forma , onde a e b são inteiros quaisquer, com b≠0 Assim, os números são dois exemplos de números racionais. Representação Decimal das Frações Tomemos um número racional q p , tal que p não seja múltiplo de q. Para escrevê-lo na forma decimal, basta efetuar a divisão do numerador pelo denominador. Nessa divisão podem ocorrer dois casos: 1º) O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, um número finito de algarismos. Decimais Exatos: 2 5 = 0,4 1 4 = 0,25 35 4 = 8,75 153 50 = 3,06 2º) O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, infinitos algarismos (nem todos nulos), repetindo-se periodicamente. Decimais Periódicos ou Dízimas Periódicas: 3 1 = 0,333... 22 1 = 0,04545... 66 167 = 2,53030... Representação Fracionária dos Números Decimais Trata-se do problema inverso: estando o número racional escrito na forma decimal, procuremos escrevê-lo na forma de fração. Temos dois casos: 1º) Transformamos o número em uma fração cujo numerador é o número decimal sem a vírgula e o denominador é composto pelo numeral 1, seguido de tantos zeros quantas forem as casas decimais do número decimal dado: 0,9 = 9 10 5,7 = 57 10 0,76 = 76 100 3,48 = 348 100 0,005 = 5 1000 = 1 200 2º) Devemos achar a fração geratriz da dízima dada; para tanto, vamos apresentar o procedimento através de alguns exemplos: Exemplo 1 Seja a dízima 0, 333... . Façamos x = 0,333... e multipliquemos ambos os membros por 10: 10x = 0,333 Subtraindo, membro a membro, a primeira igualdade da segunda: 10x – x = 3,333... – 0,333... ⇒ 9x = 3 ⇒ x = 3/9 Assim, a geratriz de 0,333... é a fração 9 3 . Didatismo e Conhecimento 6 MATEMÁTICA Exemplo 2 Seja a dízima 5, 1717... . Façamos x = 5,1717... e 100x = 517,1717... . Subtraindo membro a membro, temos: 99x = 512 ⇒ x = 512/99 Assim, a geratriz de 5,1717... é a fração 99 512 . Números Reais A reunião do conjunto dos números irracionais com o dos racionais é o conjunto dos números reais. Operações 1. Adição Seu objetivo é reunir em um só os valores de vários números. Os números cujos valores devem ser reunidos são denominados parcelas. Propriedades Comutativa Permite comutar(mudar) a ordem das parcelas. Assim: a+b=b+a 3+5=5+3 -5+3=3+(-5) Associativa Na adição de três parcelas, é indiferente associar as duas pri- meiras e posteriormente a terceira, ou associar as duas últimas e posteriormente associar a primeira. [a+b]+c=a+[b+c] [2+3]+1=2+[3+1] Elemento neutro a+0=0+a=a 2. Subtração A subtração é o ato ou efeito de subtrair algo. É diminuir al- guma coisa. O resultado desta operação de subtração denomina-se diferença ou resto. b+c=a, portanto, c=a-b a é o minuendo; b o subtraendo No entanto, devemos considerar que a subtração de números naturais nem sempre é possível. Quando o subtraendo é maior que o minuendo, não temos solução no conjunto dos naturais. 5-7∉N, mas 5-7=-2∈ 3. Multiplicação Podemos interpretar a multiplicação como uma soma de par- celas iguais. Propriedades Comutativa axb= bxa 3x5=5x3 (-3)x(-5)=(-5)x(-3)=15 5x(-3)=(-3)x5=-15 Associativa [axb]xc=ax[bxc] [3x2]x2=3x[2x2] Elemento Neutro Ax1=1xA 4. Divisão Operação inversa à multiplicação. D=dxq Onde,D é o dividendo d é o divisor e q o quociente 5. Potenciação Os números envolvidos em uma multiplicação são chamados de fatores e o resultado da multiplicação é o produto, quando os fatores são todos iguais existe uma forma diferente de fazer a re- presentação dessa multiplicação que é a potenciação. 2 . 2 . 2 . 2 = 16 → multiplicação de fatores iguais. Casos 1) Todo número elevado ao expoente 0 resulta em 1. 2) Todo número elevado ao expoente 1 é o próprio número. 3) Todo número negativo, elevado ao expoente par, resulta em um número positivo. Didatismo e Conhecimento 7 MATEMÁTICA 4) Todo número negativo, elevado ao expoente ímpar, re- sulta em um número negativo. 5) Se o sinal do expoente for negativo, devemos passar o sinal para positivo e inverter o número que está na base. 6) Toda vez que a base for igual a zero, não importa o valor do expoente, o resultado será igual a zero. Propriedades 1) (am . an = am+n) Em uma multiplicação de potências de mesma base, repete-se a base e adicionar-se (soma) os expoentes. Exemplos: 54 . 53 = 54+3= 57 (5.5.5.5) .( 5.5.5)= 5.5.5.5.5.5.5 = 57 2) (am: an = am-n). Em uma divisão de potência de mesma base. Conserva-se a base e subtraem os expoentes. Exemplos: 96 : 92 = 96-2 = 94 3) (am)n Potência de potência. Repete-se a base e multiplica- se os expoentes. Exemplos: (52)3 = 52.3 = 56 4) (a . b)n = an . bn Quando a base é um produto (multiplicação),ou quando (a : b)n = an : bn é um quociente (divisão). Exemplos: (3.5)2 = 32 . 52 = (15)2 6. Radiciação Radiciação é a operação inversa a potenciação Casos 1. Se m é par, todo número real positivo tem duas raízes: 2. Se m é ímpar, cada número tem apenas uma raiz: 3. n = 1 Se n = 1, então 1 a = a 1 10 = 10, porque 101 = 10 4. n é par e a < 0 Considere como exemplo a raiz quadrada de -36, onde a = -36 (negativo) e n = 2 (par). Não existe raiz quadrada real de -36, porque não existe número real que, elevado ao quadrado, dê -36. Não existe a raiz real de índice par de um número real negativo. Propriedade dos Radicais 1ª Propriedade: Considere o radical 5555 13 3 3 3 === De modo geral, se ,, *NnRa ∈∈ + então: aan n = O radical de índice n de uma potência com expoente também igual a n dá como resultado a base daquela potência. 2ª Propriedade: Observe: ( ) 5.35.35.35.3 2 1 2 1 2 1 === De modo geral, se ,,, *NnRbRa ∈∈∈ ++ então: nnn baba .. = Radical de um produto Produto dos radicais O radical de índice inteiro e positivo de um produto indicado é igual ao produto dos radicais de mesmo índice dos fatores do radicando. Didatismo e Conhecimento 8 MATEMÁTICA 3ª Propriedade: Observe: 3 2 3 2 3 2 3 2 2 1 2 1 2 1 == = De modo geral, se ,,, ** NnRbRa ∈∈∈ ++ então: n n n b a b a = Radical de um quociente Quociente dos radicais O radical de índice inteiro e positivo de um quociente indicado é igual ao quociente dos radicais de mesmo índice dos termos do radicando. 4ª Propriedade: Observe: 3 23 2 12 8 12 8 3333 === Então: 12 83 23 212 8 3333 == e De modo geral, para ,,, *NnNmRa ∈∈∈ + se p *N∈ , temos: pn pmn m aa . .= Se p é divisor de m e n, temos: pn pmn m aa : := Multiplicando-se ou dividindo-se o índice e o expoente do radicando por um mesmo número natural maior que zero, o valor do radical não se altera. Simplificação de Radicais 1º Caso O índice do radical e o expoente do radicando têm fator comum. De acordo com a 4ª propriedade dos radicais podemos dividir o índice e o expoente pelo fator comum. Exemplo Dividindo o índice 9 e o expoente 3 e 6 por 3, temos: 3 23:9 3:63:39 63 2.2.2 aaa == 2º Caso Os expoentes dos fatores do radicando são múltiplos do índice. Considere o radical ,.n pna com ,+∈ Ra *Nn∈ e .Zp∈ Temos: pn pn n pn aaa == . . Assim, podemos dizer que, num radical, os fatores do radicando cujos expoentes são múltiplos do índice podem ser colocados fora do radical, tendo como novo expoente o quociente entre o expoente e o índice. Exemplo 44282482482 9..3..3..381 abbabababa ==== 3º Caso Os expoentes dos fatores do radicando são maiores que o índice, mas não múltiplos deste. Transforma-se o radicando num produto de potências de mesma base, sendo um dos expoentes múltiplos do índice; Exemplo ababababbaaba b2242435 ....... === EXERCÍCIOS 1. (PM/SE – SOLDADO 3ªCLASSE – FUNCAB/2014) Numa operação policial de rotina, que abordou 800 pessoas, verifi- cou-se que 3/4 dessas pessoas eram homens e 1/5 deles foram detidos. Já entre as mulheres abordadas, 1/8 foram detidas. Qual o total de pessoas detidas nessa operação policial? A) 145 B) 185 C) 220 D) 260 E) 120 2. (TRF 2ª – TÉCNICO JUDICIÁRIO – FCC/2012) Uma operação λ é definida por: wλ = 1 − 6w, para todo inteiro w. Com base nessa definição, é correto afirmar que a soma 2λ + (1λ) λ é igual a A) −20. B) −15. C) −12. D) 15. E) 20. 3. (TRT 6ª – TÉCNICO JUDICIÁRIO- ADMINISTRA- TIVA – FCC/2012) Em uma praia chamava a atenção um catador de cocos (a água do coco já havia sido retirada). Ele só pegava cocos inteiros e agia da seguinte maneira: o primeiro coco ele coloca inteiro de um lado; o segundo ele dividia ao meio e colocava as metades em outro lado; o terceiro coco ele dividia em três partes iguais e colocava os terços de coco em um terceiro lugar, diferente dos outros lugares; o quarto coco ele dividia em quatro partes iguais e colocava os quartos de coco em um quarto lugar diferente dos outros lugares. No quinto coco agia como se fosse o primeiro coco e colocava inteiro de um lado, o seguinte dividia ao meio, o seguinte em três partes iguais, o seguinte em quatro partes iguais e seguia na sequência: inteiro, meios, três partes iguais, quatro partes iguais. Fez isso com exatamente 59 cocos quando alguém disse ao catador: eu quero três quintos dos seus terços de coco e metade dos seus quartos de coco. O catador consentiu e deu para a pessoa Didatismo e Conhecimento 9 MATEMÁTICA A) 52 pedaços de coco. B) 55 pedaços de coco. C) 59 pedaços de coco. D) 98 pedaços de coco. E) 101 pedaços de coco. 4. (PREF. JUNDIAI/SP – ELETRICISTA – MAKIYA- MA/2013) Analise as operações a seguir: I abac=ax II 𝑎𝑏 𝑎𝑐 = 𝑎𝑦 III 𝑎𝑐 2 = 𝑎𝑧 De acordo com as propriedades da potenciação, temos que, respectivamente, nas operações I, II e III: A) X=b-c, y=b+c e z=c/2. B) X=b+c, y=b-c e z=2c. C) X=2bc, y=-2bc e z=2c. D) X=c-b, y=b-c e z=c-2. E) X=2b, y=2c e z=c+2. 5. (PETROBRAS - TÉCNICO DE ADMINISTRAÇÃO E CONTROLE JÚNIOR – CESGRANRIO/2013) Ao comprar seis balas e um bombom, Júlio gastou R$1,70. Se o bombom custa R$0,80, qual é o preço de cada bala? A) R$0,05 B) R$0,15 C) R$0,18 D) R$0,30 E) R$0,50 6. (BNDES – TÉCNICO ADMINISTRATIVO – CES- GRANRIO/2013) Parque Estadual Serra do Conduru, localizado no Sul da Bahia, ocupa uma área de aproximadamente 9.270 hec- tares. Dessa área, 7 em cada 9 hectares são ocupados por florestas. Qual é, em hectares, a área desse Parque NÃO ocupada por florestas? A) 2.060 B) 2.640 C) 3.210 D) 5.100 E) 7.210 7. (BNDES – TÉCNICO ADMINISTRATIVO – CES- GRANRIO/2013) Gilberto levava no bolso três moedas de R$ 0,50, cinco de R$ 0,10 e quatro de R$ 0,25. Gilberto retirou do bolso oito dessas moedas, dando quatro para cada filho. A diferença entre as quantias recebidas pelos dois filhos de Gilberto é de, no máximo, A) R$ 0,45 B) R$ 0,90 C) R$ 1,10 D) R$ 1,15 E) R$ 1,35 8. (SEPLAG - POLÍCIA MILITAR/MG - ASSISTEN- TE ADMINISTRATIVO - FCC/2012) Um atleta, participando de uma prova de triatlo, percorreu 120 km da seguinte maneira: 1/10 em corrida, 7/10 de bicicleta e o restante a nado. Esse atleta, para completar a prova, teve de nadar A) 18 km. B) 20 km. C) 24 km. D) 26 km. Respostas 1. RESPOSTA: “A”. Como 3/4 eram homens, 1/4 eram mulheres Total de pessoas detidas: 120+25=145 2.RESPOSTA:“E”. Pela definição: Fazendo w=2 3.RESPOSTA:“B”. 14 vezes iguais Coco inteiro: 14 Metades:14.2=28 Terça parte:14.3=42 Quarta parte:14.4=56 3 cocos: 1 coco inteiro, metade dos cocos, terça parte Didatismo e Conhecimento 10 MATEMÁTICA Quantidade total Coco inteiro: 15 Metades: 30 Terça parte: 45 Quarta parte 56 4. RESPOSTA: “B”. I da propriedade das potências, temos: 𝑎𝑥 = 𝑎𝑏+𝑐 ⇒ 𝑥 = 𝑏 + 𝑐 II 𝑎𝑦 = 𝑎𝑏−𝑐 ⇒ 𝑦 = 𝑏 − 𝑐 III 𝑎2𝑐 = 𝑎𝑧 ⇒ 𝑧 = 2𝑐 5. RESPOSTA: “B”. 1,70-0,80=0,90 Ele gastou R$ 0,90 em balas. Cada bala custa R$ 0,15. 6. RESPOSTA: “A”. hectares são ocupados por floresta 7. RESPOSTA: “E”. Supondo que as quatro primeiras moedas sejam as 3 de R$ 0,50 e 1 de R$0,25(maiores valores). Um filho receberia: 1,50+0,25=R$1,75 E as ouras quatro moedas sejam de menor valor: 4 de R$0,10=R$0,40. A maior diferença seria de 1,75-0,40=1,35 Dica: sempre que fala a maior diferença tem que o maior valor possível – o menor valor. 8. RESPOSTA: “C”. FUNÇÕES; RELAÇÕES; FUNÇÃO POLINOMIAL DO 1º E 2º GRAU; FUNÇÃO MODULAR; FUNÇÃO EXPONENCIAL; FUNÇÃO LOGARÍTMICA; Conceito função do 1º grau A função do 1° grau relacionará os valores numéricos obtidos de expressões algébricas do tipo (ax + b), constituindo, assim, a função f(x) = ax + b. Note que para definir a função do 1° grau, basta haver uma ex- pressão algébrica do 1° grau. Como dito anteriormente, o objetivo da função é relacionar para cada valor de x um valor para o f(x). Vejamos um exemplo para a função f(x)= x – 2. x = 1, temos que f(1) = 1 – 2 = –1 x = 4, temos que f(4) = 4 – 2 = 2 Note que os valores numéricos mudam conforme o valor de x é alterado, sendo assim obtemos diversos pares ordenados, consti- tuídos da seguinte maneira: (x, f(x)). Veja que para cada coordena- da x, iremos obter uma coordenada f(x). Isso auxilia na construção de gráficos das funções. Portanto, para que o estudo das funções do 1° grau seja reali- zado com sucesso, compreenda bem a construção de um gráfico e a manipulação algébrica das incógnitas e dos coeficientes. Estudo dos Sinais Definimos função como relação entre duas grandezas repre- sentadas por x e y. No caso de uma função do 1º grau, sua lei de formação possui a seguinte característica: y = ax + b ou f(x) = ax + b, onde os coeficientes a e b pertencem aos reais e diferem de zero. Esse modelo de função possui como representação gráfica a figura de uma reta, portanto, as relações entre os valores do do- mínio e da imagem crescem ou decrescem de acordo com o valor do coeficiente a. Se o coeficiente possui sinal positivo, a função é crescente, e caso ele tenha sinal negativo, a função é decrescente. Função Crescente – a > 0 Didatismo e Conhecimento 11 MATEMÁTICA Função Decrescente – a < 0 Raiz da função Calcular o valor da raiz da função é determinar o valor em que a reta cruza o eixo x, para isso consideremos o valor de y igual a zero, pois no momento em que a reta intersecta o eixo x, y = 0. Observe a representação gráfica a seguir: Podemos estabelecer uma formação geral para o cálculo da raiz de uma função do 1º grau, basta criar uma generalização com base na própria lei de formação da função, considerando y = 0 e isolando o valor de x (raiz da função). Veja: y = ax + b y = 0 ax + b = 0 ax = –b x = –b/a Portanto, para calcularmos a raiz de uma função do 1º grau, basta utilizar a expressão x = –b/a. Função Quadrática Em geral, uma função quadrática ou polinomial do segundo grau tem a seguinte forma: f(x)=ax²+bx+c, onde a≠0 É essencial que apareça ax² para ser uma função quadrática e deve ser o maior termo. Considerações Concavidade A concavidade da parábola é para cima se a>0 e para baixo se a<0 Relação do ∆= !! − 4!"! na função Quando ∆> 0!, a parábola y=ax²+bx+c intercepta o eixo x em dois pontos distintos, (x 1 ,0) e (x 2 ,0), onde x 1 e x 2 são raízes da equa- ção ax²+bx+c=0 Quando ∆= 0!, a parábola y=ax²+bx+c é tangente ao eixo x, no ponto – ! 2! , 0 .! Repare que, quando tivermos o discriminante , as duas raízes da equação ax²+bx+c=0 são iguais a − ! 2! ! . Raízes ! = −!± !! − !"# !" !! = −!+ !! − !"# !" !! = −!− !! − !"# !" ! Se, a parábola y=ax²+bx+c não intercepta o eixo. Vértices e Estudo do Sinal Quando a > 0, a parábola tem concavidade voltada para cima e um ponto de mínimo V; quando a < 0, a parábola tem concavidade voltada para baixo e um ponto de máximo V. Em qualquer caso, as coordenadas de V são . Veja os gráficos: Didatismo e Conhecimento 12 MATEMÁTICA Função exponencial A expressão matemática que define a função exponencial é uma potência. Nesta potência, a base é um número real positivo e dife- rente de 1 e o expoente é uma variável. Função crescente Se temos uma função exponencial crescente, qual- quer que seja o valor real de x. No gráfico da função ao lado podemos observar que à medida que x aumenta, também aumenta f(x) ou y. Graficamente vemos que a curva da função é crescente. Gráfico Função decrescente Se 0 < a < 1 temos uma função exponencial decrescente em todo o domínio da função. Neste outro gráfico podemos observar que à medida que x au- menta, y diminui. Graficamente observamos que a curva da função é decrescente. A Constante de Euler É definida por : e = exp(1) O número e é um número irracional e positivo e em função da definição da função exponencial, temos que: Ln(e) = 1 Este número é denotado por e em homenagem ao matemático suíço Leonhard Euler (1707-1783), um dos primeiros a estudar as propriedades desse número. O valor deste número expresso com 10 dígitos decimais, é: e = 2,7182818284 Se x é um número real, a função exponencial exp(.) pode ser escrita como a potência de base e com expoente x, isto é: ex = exp(x) Propriedades da função exponencial Se a, x e y são dois números reais quaisquer e k é um número racional, então: - ax ay= ax + y - ax / ay= ax - y - (ax) y= ax.y - (a b)x = ax bx - (a / b)x = ax / bx - a-x = 1 / ax Logaritmo Considerando-se dois números N e a reais e positivos, com a ≠1, existe um número c tal que: !! = ! !A esse expoente c damos o nome de logaritmo de N na base a log! ! = ! ↔!! = ! ! Ainda com base na definição podemos estabelecer condições de existência: log! ! = ! ,! > 0,! > 0!!!!! ≠ 1 ! Didatismo e Conhecimento 13 MATEMÁTICA Exemplo log! 8 = ! 2! = 8 2! = 2! ! = 3 !Consequências da Definição 1.!! log! ! = 1 2.!! log! 1 = 0 3. log! !! = ! 4. log! 1 ! = −1 5.!!!!"#!! = ! ! Propriedades log! MN = log!! + log! ! log! ! ! = log!! − log! ! log!!! = ! ∙ log!! log! !! ! = ! ! log!! ! ≠ 0 ! Mudança de Base log! ! = log! ! log! ! , (! > 0!!!! ≠ 1)! ! Mudança de Base Função Modular Uma função f:R→R dada por f(x)=|x| denomina-se função mo- dular. As principais características dessa função modular são: -domínio: R -imagem: R + - Exemplo Faça o gráfico da função f(x)=|x²-5x+4| Solução Primeiramente, fazemos o gráfico da função sem o módulo: f(x)=x²-5x+4 O gráfico da função f(x)=|x²-5x+4| será EXERCÍCIOS 1. (ESPCEX – CADETES DO EXÉRCITO – EXÉR- CITO BRASILEIRO/2013) Uma epidemia ocorre, quando uma doença se desenvolve num local, de forma rápida, fazendo várias vítimas, num curto intervalo de tempo. Segundo uma pesquisa, após t meses da constatação da existência de uma epidemia, o nú- mero de pessoas por ela atingida é . Considerando que o mês tenha 30 dias, e , 2000 pessoas serão atingidas por essa epidemia, aproximadamente, em A) 7 dias. B) 19 dias. C) 3 meses. D) 7 meses. E) 1 ano. 2. (SANEAGO – AGENTE DE INFORMÁTICA – IBEG/2013) Uma substância se decompõe aproximadamente se- gundo a lei Q(t)=a.2-0,5t, em que “a” é uma constante, “t” indica o tempo (em minutos) e Q(t) indica a quantidade de substância (em gramas) no instante “t”. Didatismo e Conhecimento 14 MATEMÁTICA Considerando os dados desse processo de decomposição re- presentados no gráfico, a quantidade de substância (em gramas) no instante b+2 min é: A) 256g B) 128g C) 64g D) 432g E) 326g 3. (LIQUIGÁS – ASSISTENTE ADMINISTRATIVO – CESGRANRIO/2012) Qual é o produto das raízes da equação [log(x)]²- log(x²) - 3 = 0 ? A) - 3.000 B) - 3 C) 0,001 D) 100 E) 1.000 4. (CPTM – ALMOXARIFE – MAKIYAMA/2013) Em um laboratório de pesquisa descobriu-se que o crescimento da população de um determiado tipo de bactéria é descrito pela função , onde é o número de bactérias no instante t (t em horas) e a e b são constantes reais. No ínicio da observação havia 1500 bactérias e após duas horas de observação havia 4500. Com essas informações, concluímos que os valores de a e b, respectivamente são: A) 3000 e 1. B) 4500 e 0,5. C) 1500 e 0,5. D) 1500 e 1. E) 3000 e 0,5. 5. (PM/SP – OFICIAL – VUNESP/2013) Na figura, tem- -se o gráfico de uma parábola. Os vértices do triângulo AVB estão sobre a parábola, sendo que os vértices A e B estão sobre o eixo das abscissas e o vértice V é o ponto máximo da parábola. A área do triângulo AVB, cujas medidas dos lados estão em centímetros, é, em centímetros qua- drados, igual a A) 8. B) 9. C) 12. D) 14. E) 16. 6. (PETROBRAS – TÉCNICO AMBIENTAL JÚ- NIOR – CESGRANRIO/2012) Sejam f(x)=-2x²+4x+16 e g(x)=ax²+bx+c funções quadráticas de domínio real, cujos grá- ficos estão representados acima. A função f(x) intercepta o eixo das abscissas nos pontos P(x P ,0) e M(xM,0) e g(x), nos pontos (1,0) e Q(xQ,0). Se g(x) assume valor máximo quando x=xM, conclui-se que xQ é igual a A) 3 B) 7 C) 9 D) 11 E) 13 7. (SANEPAR – TÉCNICO AMBIENTAL – UEL/ COPS/2013) Em determinada condição, a quantidade de cloro em uma piscina após t horas é dada por C(t)=1000x(0,9)t. Res- peitando as condições citadas, foram colocados 1000 gramas de cloro em uma piscina cheia de água. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, após quantas horas esta quantidade de cloro na piscina se reduz à me- tade. A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7 Didatismo e Conhecimento 15 MATEMÁTICA Respostas 1. RESPOSTA: “A”. Aplicando log -2tlog 2²=log 2³ –log 15 Substituindo: 1 mês----30 dias 0,23----x X=6,9 dias, aproximadamente 7 dias 2. RESPOSTA: “A”. t=0, Q(t)=2048 2048=a 512=2048.2-0,5b 512/2048=2-0,5b 29/211=2-0,5b 29-11=2-0,5b 2-2=2-0,5b -0,5b=-2 b=2/0,5 b=4 Queremos saber Q(t) em 4+2=6 Q(t)=2048.2-0,5.6 Q(t)=2048.2-3 Q(t)=2048/8=256g 3.RESPOSTA: “D”. [log(x)]²- 2logx - 3 = 0 Fazendo logx=y y²-2y-3=0 ∆=4+12=16 Substituindo: Log x=3 X=10³=1000 Log x=-1 X=10-1=0,1 Produto das raízes: 1000⋅0,1=100 4.RESPOSTA: “C”. N(t)=a.3bt Início: t=0 1500=a.30 a=1500 N(2)=1500.32b 4500=1500. 32b 3=32b 2b=1 b=1/2 5. RESPOSTA: “A”. As raízes são -1 e 3 Sendo função do 2º grau: -(x²-Sx+P)=0(concavidade pra bai- xo a<0) -x²+Sx-P=0 S=-1+3=2 P=-1⋅3=-3 - Didatismo e Conhecimento 16 MATEMÁTICA Base: -1até 0 e 0 até 3 Base: 1+3=4 6. RESPOSTA: “B”. A soma das raízes é –b/a Se já sabemos que uma raiz é 1: 7.RESPOSTA: “D”. Aplicando log: PROGRESSÕES ARITMÉTICAS E GEOMÉTRICAS; Progressão Aritmética Denomina-se progressão aritmética (PA) a sequência em que cada termo, a partir do segundo, é obtido adicionando-se uma constante r ao termo anterior. Essa constante r chama-se razão da PA. Exemplo A sequência (2,7,12) é uma PA finita de razão 5: Classificação As progressões aritméticas podem ser classificadas de acordo com o valor da razão r. r<0, PA decrescente r>0, PA crescente r=0 PA constante Propriedades das Progressões Aritméticas -Qualquer termo de uma PA, a partir do segundo, é a média aritmética entre o anterior e o posterior. -A soma de dois termos equidistantes dos extremos é igual à soma dos extremos. Termo Geral da PA Podemos escrever os elementos da PA(a 1 , a 2 , a 3 , ..., an,...) da seguinte forma: Observe que cada termo é obtido adicionando-se ao primeiro número de razões r igual à posição do termo menos uma unidade. Soma dos Termos de uma Progressão Aritmética Considerando a PA finita (6,10, 14, 18, 22, 26, 30, 34). 6 e 34 são extremos, cuja soma é 40 Didatismo e Conhecimento 17 MATEMÁTICA Numa PA finita, a soma de dois termos equidistantes dos extremos é igual à soma dos extremos. Soma dos Termos Usando essa propriedade, obtemos a fórmula que permite calcular a soma dos n primeiros termos de uma progressão aritmética. Exemplo Uma progressão aritmética finita possui 39 termos. O último é igual a 176 e o central e igual a 81. Qual é o primeiro termo? Solução Como esta sucessão possui 39 termos, sabemos que o termo central é o a20, que possui 19 termos à sua esquerda e mais 19 à sua direita. Então temos os seguintes dados para solucionar a questão: Sabemos também que a soma de dois termos equidistantes dos extremos de uma P.A. finita é igual à soma dos seus extremos. Como esta P.A. tem um número ímpar de termos, então o termo central tem exatamente o valor de metade da soma dos extremos. Em notação matemática temos: Assim sendo: O primeiro termo desta sucessão é igual a -14. Progressão Geométrica Denomina-se progressão geométrica(PG) a sequência em que se obtém cada termo, a partir do segundo, multiplicando o anterior por uma constante q, chamada razão da PG. Exemplo Dada a sequência: (4, 8, 16) q=2 Classificação As classificações geométricas são classificadas assim: - Crescente: Quando cada termo é maior que o anterior. Isto ocorre quando a 1 > 0 e q > 1 ou quando a 1 < 0 e 0 < q < 1. - Decrescente: Quando cada termo é menor que o anterior. Isto ocorre quando a 1 > 0 e 0 < q < 1 ou quando a 1 < 0 e q > 1. - Alternante: Quando cada termo apresenta sinal contrário ao do anterior. Isto ocorre quando q < 0. - Constante: Quando todos os termos são iguais. Isto ocorre quando q = 1. Uma PG constante é também uma PA de razão r = 0. A PG constante é também chamada de PG estacionaria. - Singular: Quando zero é um dos seus termos. Isto ocorre quando a 1 = 0 ou q = 0. Termo Geral da PG Pelo exemplo anterior, podemos perceber que cada termo é obtido multiplicando-se o primeiro por uma potência cuja base é a razão. Note que o expoente da razão é igual à posição do termo menos uma unidade. Portanto, o termo geral é: Soma dos Termos de uma Progressão Geométrica Finita Seja a PG finita de razão q e de soma dos termos Sn: 1º Caso: q=1 2º Caso: q≠1 Exemplo Dada a progressão geométrica (1, 3, 9, 27,..) calcular: a) A soma dos 6 primeiros termos b) O valor de n para que a soma dos n primeiros termos seja 29524 Solução a) Didatismo e Conhecimento 18 MATEMÁTICA b) Soma dos Termos de uma Progressão Geométrica Infinita 1º Caso:-1<q<1 Quando a PG infinita possui soma finita, dizemos que a série é convergente. 2º Caso: A PG infinita não possui soma finita, dizemos que a série é divergente 3º Caso: Também não possui soma finita, portanto divergente Produto dos termos de uma PG finita EXERCÍCIOS 1. (CÂMARA DE SÃO PAULO/SP – TÉCNICO AD- MINISTRATIVO – FCC/2014) Uma sequência inicia-se com o número 0,3. A partir do 2º termo, a regra de obtenção dos novos termos é o termo anterior menos 0,07. Dessa maneira o número que corresponde à soma do 4º e do 7º termos dessa sequência é A) -6,7. B) 0,23. C) -3,1. D) -0,03. E) -0,23. 2. (MPE/AM – AGENTE DE APOIO- ADMINISTRA- TIVO – FCC/2013) Considere a sequência numérica formada pe- los números inteiros positivos que são divisíveis por 4, cujos oito primeiros elementos são dados a seguir. (4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32,...) O último algarismo do 234º elemento dessa sequência é A) 0 B) 2 C) 4 D) 6 E) 8 3. (PREF. NEPOMUCENO/MG – TÉCNICO EM SE- GURANÇA DO TRABALHO – CONSULPLAN/2013) O pri- meiro e o terceiro termos de uma progressão geométrica crescente são, respectivamente, 4 e 100. A soma do segundo e quarto termos dessa sequência é igual a A) 210. B) 250. C) 360. D) 480. E) 520. 4. PREF. NEPOMUCENO/MG – TÉCNICO EM SE- GURANÇA DO TRABALHO – CONSULPLAN/2013) Jonas começou uma caminhada no quarteirão com a intenção de com- pletar 4 voltas em torno do mesmo. Se, a cada volta, ele demora 5 minutos a mais que o tempo gasto na volta anterior, gastando nas 4 voltas um total de 1 hora e 2 minutos, então o tempo gasto para completar a primeira volta foi de A) 6 minutos. B) 7 minutos. C) 8 minutos. D) 9 minutos. E) 10 minutos. F) 5. (TRF 2ª – TÉCNICO JUDICIÁRIO – FCC/2012) Considere que os termos da sucessão seguinte foram obtidos se- gundo determinado padrão. (20, 21, 19, 22, 18, 23, 17, ...) Se, de acordo com o padrão estabelecido, X e Y são o décimo e o décimo terceiro termos dessa sucessão, então a razão Y/X é igual a A) 44%. B) 48%. C) 56%. D) 58%. E) 64%. 6. (BNDES – TÉCNICO ADMINISTRATIVO – CES- GRANRIO/2013) Progressões aritméticas são sequências numé- ricas nas quais a diferença entre dois termos consecutivos é cons- tante. A sequência (5, 8, 11, 14, 17, ..., 68, 71) é uma progressão aritmética finita que possui A) 67 termos B) 33 termos C) 28 termos D) 23 termos E) 21 termos 7. (TJ/SP - AUXILIAR DE SAÚDE JUDICIÁRIO - AU- XILIAR EM SAÚDE BUCAL – VUNESP/2013) Em uma reu- nião de condomínio com 160 pessoas presentes, cada uma recebeu um número diferente, a partir de 1 até 160. Na reunião, foram fei- tas duas comissões (A e B) com os seguintes integrantes: na comis- são A, as pessoas portadoras de número ímpar e, na comissão B, as pessoas portadoras de número múltiplo de 3. Dentre as pessoas presentes na reunião, os participantes de ambas as comissões cor- respondem à A) 16,875%. B) 16,250%. C) 17,500%. D) 18,750%. E) 18,125%. Didatismo e Conhecimento 19 MATEMÁTICA 8. (PETROBRAS – TÉCNICO AMBIENTAL JÚ- NIOR – CESGRANRIO/2012) Álvaro, Bento, Carlos e Danilo trabalham em uma mesma empresa, e os valores de seus salários mensais formam, nessa ordem, uma progressão aritmética. Danilo ganha mensalmente R$ 1.200,00 a mais que Álvaro, enquanto Bento e Carlos recebem, juntos, R$ 3.400,00 por mês. Qual é, em reais, o salário mensal de Carlos? A) 1.500,00 B) 1.550,00 C) 1.700,00 D) 1.850,00 E) 1.900,00 Respostas 1. RESPOSTA: “D”. 2. RESPOSTA: “D”. r=4 Portanto, o último algarismo é 6. 3.RESPOSTA: “E”. 4.RESPOSTA: “C”. r=5 minutos 1 hora e 2 minutos=62 minutos 5. RESPOSTA: “C”. Pensando no décimo termo da sequência como o 5º termo da sequência par (2º termo, 4º termo...): Décimo terceiro termo é o 7º termo da sequência impar A sequência ímpar (1º termo, 3º termo...) a r=-1 6.RESPOSTA: “D”. an=71 a 1 =5 r=8-5=3 Didatismo e Conhecimento 20 MATEMÁTICA 7.RESPOSTA: “B”. O último número ímpar e múltiplo de 3 é o 159. Sequência ímpar: 1,3,5,7,9 11,13,15,17,19,21.... Sequência múltiplo: 3,6,9,12,15,18,21... A cada 6 números (3,9,15..) o número estará nas duas comissões. a 1 =3 an=159 r=6 Participarão de ambas as comissões 16,25% 8.RESPOSTA: “E”. Álvaro ganha: x De Álvaro para Bento:r Álvaro para Carlos: 2r Álvaro para Danilo: 3r 3r=1200 r=400 x+r+x+2r=3400 x+400+x+800=3400 2x=2200 X=1100 Portanto, o salário de Carlos é 1100+800=1900 MATRIZES; DETERMINANTES; SISTEMAS LINEARES; Matriz Chama-se matriz do tipo m x n, m ∈N* e n∈N*, a toda tabe- la de m.n elementos dispostos em m linhas e n colunas. Indica-se a matriz por uma letra maiúscula e colocar seus ele- mentos entre parênteses ou entre colchetes como, por exemplo, a matriz A de ordem 2x3. 𝐴 = 1 2 57 5 8 Representação da matriz Forma explicita (ou forma de tabela) A matriz A é representada indicando-se cada um de seus ele- mentos por uma letra minúscula acompanhada de dois índices: o primeiro indica a linha a que pertence o elemento: o segundo indi- ca a coluna a que pertence o elemento, isto é, o elemento da linha i e da coluna j é indicado por ij. Assim, a matriz A 2 x 3 é representada por: 𝐴 = 𝑎11 𝑎12 𝑎13𝑎21 𝑎22 𝑎23 Forma abreviada A matriz A é dada por (aij)m x n e por uma lei que fornece aij em função de i e j. A=(aij)2 x 2, onde aij=2i+j 𝑎11 𝑎12 𝑎21 𝑎22 𝑎11 = 2.1 + 1 = 3 𝑎21 = 2.2 + 1 = 5 𝑎12 = 2.1 + 2 = 4 𝑎22 = 2.2 + 2 = 6 Portanto, 𝐴 = 3 45 6 Tipos de Matriz Matriz linha Chama-se matriz linha a toda matriz que possui uma única linha. Assim, [2 3 7] é uma matriz do tipo 1 x 3. Matriz coluna Chama-se matriz coluna a toda matriz que possui uma única coluna. Assim, 13 é uma matriz coluna do tipo 2 x 1. Matriz quadrada Chama-se matriz quadrada a toda matriz que possui número de linhas igual ao número de colunas. Uma matriz quadrada A do tipo n x n é dita matriz quadrada de ordem n e indica-se por An. Exemplo: 𝐴 = 5 7 87 4 69 1 2 Didatismo e Conhecimento 21 MATEMÁTICA a) Diagonais b) Diagonal principal é a sequência tais que i=j, ou seja, (a 11 , a 22 , a 33 ,..) c) Diagonal secundária é a sequência dos elementos tais que i+j=n+1, ou seja, (a 1n , a 2 n-1 ,...) Matriz diagonal Uma matriz quadrada de ordem n(n>1) é chamada de matriz diagonal se, e somente se, todos os elementos que não pertencem à diagonal principal são iguais a zero. 𝐴 = 1 0 00 3 00 0 5 Matriz identidade Uma matriz quadrada de ordem n(n>1) é chamada de matriz identidade se, e somente se, os elementos da diagonal principal são iguais a um e os demais são iguais a zero. 𝐼2 = 1 00 1 𝐼3 = 1 0 00 1 00 0 1 Matriz nula É chamada matriz nula se, e somente se, todos os elementos são iguais a zero. 𝐴 = 0 00 0 Matriz Transposta Dada a matriz A=(aij) do tipo m x n, chama-se matriz transpos- ta de A a matriz do tipo n x m. 𝐴 = 2 1 3 0 4 5 𝐴𝑡 = 2 01 43 5 Adição de Matrizes Sejam A= (aij), B=(bij) e C=(cij) matrizes do mesmo tipo m x n. Diz-se que C é a soma de A com B, e indica-se por A+B. Dada as matrizes: 𝐴 = 3 − 11 24 0 𝐵 = 2 30 11 2 𝐴 + 𝐵 = 𝐶 = 3 + 2 − 1 + 31 + 0 2 + 14 + 1 0 + 2 , portanto 𝐶 = 5 21 35 2 Propriedades da adição Comutativa: A + B = B + A Associativa: (A + B) + C = A + (B + C) Elemento neutro: A + O = O + A = A Elemento Oposto: A + (-A) = (-A) + A = O Transposta da soma: (A + B)t = At + Bt Subtração de matrizes Sejam A=(aij), B=(bij) e C=(cij), matrizes do mesmo tipo m x n. Diz-se que C é a diferença A-B, se, e somente se, C=A+(-B). 𝐴 = 2 03 −1 𝐵 = 4 −12 0 𝐴− 𝐵 = 𝐴 + −𝐵 = 2 03 −1 + −4 1−2 0 𝐴− 𝐵 = −2 11 −1 Multiplicação de um número por uma matriz Considere: 𝐴 = 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 2𝐴 = 2𝑎 2𝑏 2𝑐 2𝑑 Multiplicação de matrizes O produto (linha por coluna) de uma matriz A = (aij)m x p por uma matriz B = (bij)p x n é uma matriz C = (cij)m x n, de modo que cada elemento cij é obtido multiplicando-se ordenadamente os elemen- tos da linha i de A pelos elementos da coluna j de B, e somando-se os produtos assim obtidos. Dada as matrizes:A = 𝟎 13 0 B = 42 𝐶 = 𝑐11𝑐21 𝑐11 = 0.4 + 1.2 = 2 𝑐21 = 3.4 + 0.2 = 12C = 212 Didatismo e Conhecimento 22 MATEMÁTICA Matriz Inversa Seja A uma matriz quadrada de ordem n. Uma matriz B é cha- mada inversa de A se, e somente se, 𝐴 ∙ 𝐵 = 𝐵 ∙ 𝐴 = 𝐼𝑛 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 𝐵 = 𝐴−1 Exemplo: Determine a matriz inversa de A. 𝐴 = 1 −2 −1 3 Solução Seja 𝐵 = 𝑥 𝑦𝑧 𝑡 𝐴 ∙ 𝐵 = 𝐼2 ∴ 1 −2−1 3 ∙ 𝑥 𝑦𝑧 𝑡 = 1 00 1 𝑥 − 2𝑧 𝑦 − 2𝑡 −𝑥 + 3𝑧 −𝑦 + 3𝑡 = 1 00 1 Temos que x=3; y=2; z=1; t=1 Logo, 𝐴−1 = 𝐵 = 3 21 1 Determinante Dada uma matriz quadrada, chama-se determinante o número real a ela associado. Cálculo do determinante Determinante de ordem 1 𝐴 = 𝑎 𝑑𝑒𝑡𝐴 = 𝑎 = 𝑎 Determinante de ordem 2 Dada a matriz 𝐴 = 𝑎 𝑏𝑐 𝑑 O determinante é dado por: 𝑑𝑒𝑡𝐴 = 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 = 𝑎.𝑑 − 𝑏. 𝑐 Determinante de ordem 3 Regra 1: Repete a primeira e a segunda coluna Regra 2 detA= a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 32 a 21 a 13 - a 31 a 22 a 13 -a 12 a 21 a 33 - a 32 a 23 a 11 Sistemas de equações primeiro grau Duas equações de 1º grau, com duas incógnitas formam um “sistema de equações”. Para encontramos o par ordenado solução de um sistema pode-se utilizar dois métodos para a sua solução. Esses dois métodos são: Substituição e Adição. Método da substituição Esse método consiste em escolher uma das duas equações, isolar uma das incógnitas e substituir na outra equação, veja como: Dado o sistema � 𝑥 + 𝑦 = 20 3𝑥 + 4𝑦 = 72 , enumeramos as equações. Escolhemos a equação 1 e isolamos o x: x + y = 20 x = 20 – y Agora na equação 2 substituímos o valor de x = 20 – y. 3x + 4 y = 72 3 (20 – y) + 4y = 72 60-3y + 4y = 72 -3y + 4y = 72 – 60 y = 12 Descobrimos o valor de y, para descobrir o valor de x basta substituir 12 na equação x = 20 – y. x = 20 – y x = 20 – 12 x = 8 Portanto, a solução do sistema é S = (8, 12) Didatismo e Conhecimento 23 MATEMÁTICA Método da adição Esse método consiste em adicionar as duas equações de tal forma que a soma de uma das incógnitas seja zero. Para que isso aconteça será preciso que multipliquemos algumas vezes as duas equações ou apenas uma equação por números inteiros para que a soma de uma das incógnitas seja zero. Dado o sistema: Para adicionarmos as duas equações e a soma de uma das in- cógnitas de zero, teremos que multiplicar a primeira equação por – 3. Agora, o sistema fica assim: Adicionando as duas equações: - 3x – 3y = - 60 + 3x + 4y = 72 y = 12 Para descobrirmos o valor de x basta escolher uma das duas equações e substituir o valor de y encontrado: x + y = 20 x + 12 = 20 x = 20 – 12 x = 8 Portanto, a solução desse sistema é: S = (8, 12). Se resolver um sistema utilizando qualquer um dois métodos o valor da solução será sempre o mesmo. Sistemas Simples do 2º Grau 1) � 𝑦 − 𝑥2 = 2 𝑦 − 2𝑥 = 0 y-2x=0 y=2x Substituindo na primeira equação: 2x-x²-2=0 x²-2x+2=0 ∆= 4 − 8 = −4 Nesse caso, a equação não possui raízes reais 2) Resolva o sistema: � 𝑦 − 3𝑥 = −1 𝑥2 − 2𝑥𝑦 = −3 y=-1+3x Substituindo na segunda equação: x²-2x(-1+3x)=-3 x²+2x-6x²=-3 -5x²+2x+3=0 (-1) 5x²-2x-3=0 ∆= 4 + 60 = 64 𝑥 = 2 ± 810 𝑥1 = 1 𝑒 𝑥2 = − 35 Obtendo y para cada x: y=3x-1 𝑦1 = 3 ∙ 1 − 1 = 2 𝑦2 = 3 ∙ − 35 − 1 = − 145 𝑆 = { 1,2 , − 35 ,− 145 } EXERCÍCIOS 1. (PM/SE – SOLDADO 3ªCLASSE – FUNCAB/2014) A matriz abaixo registra as ocorrências policiais em uma das re- giões da cidade durante uma semana. Sendo M=(aij)3x7 com cada elemento aij representando o núme- ro de ocorrência no turno i do dia j da semana. O número total de ocorrências no 2º turno do 2º dia, somando como 3º turno do 6º dia e com o 1º turno do 7º dia será: A) 61 B) 59 C) 58 D) 60 E) 62 Didatismo e Conhecimento 24 MATEMÁTICA 2. ((PM/SP – SARGENTO CFS – CETRO/2012) Consi- dere a seguinte sentença envolvendo matrizes: 6 𝑦7 2 + 1 −38 5 = 7 715 7 Diante do exposto, assinale a alternativa que apresenta o valor de y que torna a sentença verdadeira. A) 4. B) 6. C) 8. D) 10. 3. (PM/SP – SARGENTO CFS – CETRO/2012) É cor- reto afirmar que o determinante 1 𝑥 −2 4 é igual a zero para x igual a A) 1. B) 2. C) -2. D) -1. 4. (CGU – ADMINISTRATIVA – ESAF/2012) Calcule o determinante da matriz: 𝑐𝑜𝑠 𝑥 𝑠𝑒𝑛 𝑥 𝑠𝑒𝑛 𝑥 cos𝑥 A) 1 B) 0 C) cos 2x D) sen 2x E) sen x/2 5. (CPTM – ALMOXARIFE – MAKIYAMA/2013) As- sinale a alternativa que apresente o resultado da multiplicação das matrizes A e B abaixo: 𝐴 = 2 13 −1 ∙ 𝐵 = 0 4 − 21 −3 5 a) −1 −5 11 15 11 b) 1 5 1 −1 15 − 11 c) 1 5 − 11 −15 11 d) 1 5 11 15 11 e) −1 5 − 11 15 − 11 6. (ESPCEX – CADETES DO EXÉRCITO – EXÉRCI- TO BRASILEIRO/2013) O elemento da segunda linha e terceira coluna da matriz inversa da matriz 1 0 12 1 00 1 1 é: A) 23 B) 32 C) 0 D) -2 E) − 13 7. (PM/SE – SOLDADO 3ªCLASSE – FUNCAB/2014) Os cidadãos que aderem voluntariamente à Campanha Nacional de Desarmamento recebem valores de indenização entre R$150,00 e R$450,00 de acordo com o tipo e calibre do armamento. Em uma determinada semana, a campanha arrecadou 30 armas e pa- gou indenizações somente de R$150,00 e R$450,00, num total de R$7.500,00. Determine o total de indenizações pagas no valor de R$150,00. A) 20 B) 25 C) 22 D) 24 E) 18 8. (PETROBRAS - TÉCNICO DE ADMINISTRAÇÃO E CONTROLE JÚNIOR – CESGRANRIO/2013) Maria vende salgados e doces. Cada salgado custa R$2,00, e cada doce, R$1,50. Ontem ela faturou R$95,00 vendendo doces e salgados, em um total de 55 unidades. Quantos doces Maria vendeu? A) 20 B) 25 C) 30 D) 35 E) 40 9. (BANCO DO BRASIL – ESCRITURÁRIO – FCC/2013) Dos 56 funcionários de uma agência bancária, alguns decidiram contribuir com uma lista beneficente. Contribuíram 2 a cada 3 mulheres, e 1 a cada 4 homens, totalizando 24 pessoas. A razão do número de funcionárias mulheres para o número de funcionários homens dessa agência é de A) 3 para 4. B) 2 para 3. C) 1 para 2. D) 3 para 2. E) 4 para 5. 10. (TJ/SP – ESCREVENTE TÉCNICO JUDICIÁRIO – VUNESP/2013) Uma empresa comprou um determinado número de folhas de papel sulfite, embaladas em pacotes de mesma quan- tidade para facilitar a sua distribuição entre os diversos setores. Didatismo e Conhecimento 25 MATEMÁTICA Todo o material deverá ser entregue pelo fornecedor acondi- cionado em caixas, sem que haja sobras. Se o fornecedor colocar 25 pacotes por caixa, usará 16 caixas a mais do que se colocar 30 pacotes por caixa. O número total de pacotes comprados, nessa encomenda, foi A) 2200. B) 2000. C) 1800. D) 2400. E) 2500. Respostas 1. RESPOSTA: “E”. Turno i –linha da matriz Turno j- coluna da matriz 2º turno do 2º dia – a22=18 3º turno do 6º dia-a36=25 1º turno do 7º dia-a17=19 Somando:18+25+19=62 2. RESPOSTA: “D”.6 + 1 = 7 𝑦 − 3 = 77 + 8 = 15 2 + 5 = 7 y=10 3. RESPOSTA: “C”. D=4-(-2x) 0=4+2x X=-2 4. RESPOSTA: “C”. det=cos²x-sen²x det=cos 2x 5. RESPOSTA: “B 𝐴 ∙ 𝐵= 2 ∙ 0 + 1 ∙ 1 2 ∙ 4 + 1 ∙ (−3 ) 2 ∙ (−2) + 1 ∙ 53 ∙ 0 + (−1) ∙ 1 3 ∙ 4 + −1 ∙ −3 3 ∙ −2 + (−1) ∙ 5 𝐴 ∙ 𝐵 = 1 5 1 −1 15 − 11 6. RESPOSTA: “A”. A.B=I Como queremos saber o elemento da segunda linha e terceira coluna(f): Da primeira equação temos: c=-i substituindo na terceira: f-c=1 � 2𝑐 + 𝑓 = 0 𝑥 − 1 𝑓 − 𝑐 = 1 � −2𝑐 − 𝑓 = 0 𝑓 − 𝑐 = 1 Somando as equações: -3c=1 C=-1/3 f=2/3 7. RESPOSTA: “A”. Armas de R$150,00: x Armas de R$450,00: y x=30-y Substituindo na 1ªequação: O total de indenizações foi de 20. 8. RESPOSTA: “C”. Doces: x Salgados: y Didatismo e Conhecimento 26 MATEMÁTICA Somando as duas equações: Ela vendeu 30 doces 9. RESPOSTA: “A”. Mulheres: x Homens: y Somando as duas equações: Mmc(3,4)=12 -5y=-160 y=32 x=24 Razão de mulheres pra homens: 10.RESPOSTA: “D”. Total de pacotes: x Caixas y Substituindo: ANÁLISE COMBINATÓRIA; BINÔMIO DE NEWTON; A Análise Combinatória é a área da Matemática que trata dos problemas de contagem. Princípio Fundamental da Contagem Estabelece o número de maneiras distintas de ocorrência de um evento composto de duas ou mais etapas. Se uma decisão E 1 pode ser tomada de n 1 modos e, a decisão E 2 pode ser tomada de n 2 modos, então o número de maneiras de se tomarem as decisões E 1 e E 2 é n 1 .n 2 . Exemplo O número de maneiras diferentes de se vestir é:2(calças). 3(blusas)=6 maneiras Didatismo e Conhecimento 27 MATEMÁTICA Fatorial É comum nos problemas de contagem, calcularmos o produto de uma multiplicação cujos fatores são números naturais consecutivos. Para facilitar adotamos o fatorial. Arranjo Simples Denomina-se arranjo simples dos n elementos de E, p a p, toda sequência de p elementos distintos de E. Exemplo Usando somente algarismos 5, 6 e 7. Quantos números de 2 algarismos distintos podemos formar? Observe que os números obtidos diferem entre si: Pela ordem dos elementos: 56 e 65 Pelos elementos componentes:56 e 67 Cada número assim obtido é denominado arranjo simples dos 3 elementos tomados 2 a 2. Indica-se !!,! = !! ! − ! ! ! Permutação Simples Chama-se permutação simples dos n elementos, qualquer agrupamento(sequência) de n elementos distintos de E. O número de permutações simples de n elementos é indicado por Pn. !! = !! ! Exemplo Quantos anagramas tem a palavra MITO? Solução A palavra mito tem 4 letras, portanto: !! = 4! = 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 = 24! Permutação com elementos repetidos De modo geral, o número de permutações de n objetos, dos quais n 1 são iguais a A, n 2 são iguais a B, n 3 são iguais a C etc. !! !!,!!,!!,..,!! = !! !!!!!!!!!…!! ! !!!! ∈ !!!!!! ,!! , . .!! ∈ !∗! !! !!,!!,!!,..,!! = !! !!!!!!!!!…!! ! !!!! ∈ !!!!!! ,!! , . .!! ∈ !∗! Exemplo Quantos anagramas tem a palavra NATA? Solução Se todos as letras fossem distintas, teríamos 4! Permutações. Como temos uma letra repetida, esse número será menor. !! ! = 4! 2! = 4 ∙ 3 ∙ 2 ∙ 1 2 = 12! Combinação Simples Dado o conjunto {a 1 , a 2 , ..., an} com n objetos distintos, po- demos formar subconjuntos com p elementos. Cada subconjunto com i elementos é chamado combinação simples. Exemplo Calcule o número de comissões compostas de 3 alunos que podemos formar a partir de um grupo de 5 alunos. Solução Números Binomiais O número de combinações de n elementos, tomados p a p, também é representado pelo número binomial . Binomiais Complementares Dois binomiais de mesmo numerador em que a soma dos de- nominadores é igual ao numerador são iguais: Relação de Stifel Didatismo e Conhecimento 28 MATEMÁTICA Triângulo de Pascal Binômio de Newton Denomina-se binômio de Newton todo binômio da forma , com n∈N. Vamos desenvolver alguns binômios: Observe que os coeficientes dos termos formam o triângulo de Pascal. EXERCÍCIOS 1. (PREF. JUNDIAI/SP – ELETRICISTA – MAKIYA- MA/2013) Dentre os nove competidores de um campeonato mu- nicipal de esportes radicais, somente os quatro primeiros colocados participaram do campeonato estadual. Sendo assim, quantas com- binações são possíveis de serem formadas com quatro desses nove competidores? A) 126 B) 120 C) 224 D) 212 E) 156 2. (PREF. NEPOMUCENO/MG – PORTEIRO – CON- SULPLAN/2013) Uma dona de casa troca a toalha de rosto do banheiro diariamente e só volta a repeti-la depois que já tiver uti- lizado todas as toalhas. Sabe-se que a dona de casa dispõe de 8 toalhas diferentes. De quantas maneiras ela pode ter utilizado as toalhas nos primeiros 5 dias de um mês? A) 4650. B) 5180. C) 5460. D) 6720. E) 7260. 3. (PM/SP – SARGENTO CFS – CETRO/2012) Leia o trecho abaixo e, em seguida, assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna. Com a palavra PERMUTA é possível formar ____ anagramas começados por consoante e terminados por vogal. A) 120 B) 480 C) 1.440 D) 5.040 4. (PM/SP – CABO – CETRO/2012) Assinale a alterna- tiva que apresenta o número de anagramas da palavra QUARTEL que começam com AR. A) 80. B) 120. C) 240. D) 720. 5. (CÂMARA DE SÃO PAULO/SP – TÉCNICO ADMI- NISTRATIVO – FCC/2014) São lançados dois dados e multipli- cados os números de pontos obtidos em cada um deles. A quantida- de de produtos distintos que se pode obter nesse processo é A) 36. B) 27. C) 30. D) 21. E) 18. 6. (PM/SP – SARGENTO CFS – CETRO/2012) Analise as sentenças abaixo. I. 4! + 3! = 7! II. 4! ⋅3! = 12! III. 5! + 5! = 2⋅5! É correto o que se apresenta em A) I, apenas. B) II, apenas. C) III, apenas. D) I, II e III. 7. (BNDES – TÉCNICO ADMINISTRATIVO – CES- GRANRIO/2013) Uma empresa de propaganda pretende criar panfletos coloridos para divulgar certo produto. O papel pode ser laranja, azul, preto, amarelo, vermelho ou roxo, enquanto o texto é escrito no panfleto em preto, vermelho ou branco. Didatismo e Conhecimento 29 MATEMÁTICA De quantos modos distintos é possível escolher uma cor para o fundo e uma cor para o texto se, por uma questão de contraste, as cores do fundo e do texto não podem ser iguais? A) 13 B) 14 C) 16 D) 17 E) 18 8. (PREF. NEPOMUCENO/MG – TÉCNICO EM SE- GURANÇA DO TRABALHO – CONSULPLAN/2013) Numa sala há 3 ventiladores de teto e 4 lâmpadas, todos com interrupto- res independentes. De quantas maneiras é possível ventilar e ilu- minar essa sala mantendo, pelo menos, 2 ventiladores ligados e 3 lâmpadas acesas? A) 12. B) 18. C) 20. D) 24. E) 36. Respostas Respostas 1. RESPOSTA: “A”. !!,! = 9! 5!4! = 9 ∙ 8 ∙ 7 ∙ 6 ∙ 5! 5! ∙ 24 = 126 ! 2. RESPOSTA: “D”. _ _ _ _ _ 8.7.6.5.4=6720 3. RESPOSTA: “C”. _ _ _ _ _ _ _ P5.4.3.2.1 A=120 120.2(letras E e U)=240 120+240=360 anagramas com a letra P 360.4=1440 (serão 4 tipos por ter 4 consoantes) 4. RESPOSTA: “B”. AR_ _ _ _ _ 5⋅4⋅3⋅2⋅1=120 5. RESPOSTA: “E”. _ _ 6.6=36 Mas, como pode haver o mesmo produto por ser dois dados, 36/2=18 6.RESPOSTA: “C”. I falsa 4!=24 3!=6 7!=5040 II falsa 4! ⋅3! ≠12! III verdadeira 5!=120 5!+5!=240 2⋅5!=240 7. RESPOSTA: “C”. _ _ 6.3=18 Tirando as possibilidades de papel e texto iguais: P P e V V=2 possibilidades 18-2=16 possiblidades 8. RESPOSTA: “C”. 1ª possibilidade:2 ventiladores e 3 lâmpadas !!,! = !! !!!! = 3 !!!,! = !! !!!! = 4 !!,! ∙ !!,! = 3 ∙ 4 = 12 ! 2ª possibilidade:2 ventiladores e 4 lâmpadas !!,! = !! !!!! = 3 !!,! = !! !!!! = 1 !!,! ∙ !!,! = 3 ∙ 1 = 3 ! 3ª possibilidade:3 ventiladores e 3 lâmpadas !!,! = !! !!!! = 1 !!,! = !! !!!! = 4 !!,! ∙ !!,! = 1 ∙ 4 = 4 ! Didatismo e Conhecimento 30 MATEMÁTICA 4ª possibilidade:3 ventiladores e 4 lâmpadas !!,! = !! !!!! = 1 !!,! = !! !!!! = 1 !!,! ∙ !!,! = 1 ∙ 1 = 1 ! Somando as possibilidades:12+3+4+1=20 CONJUNTOS DE NÚMEROS COMPLEXOS; POLINÔMIOS; Números complexos Algumas equações não tem solução no conjunto dos números reais. Exemplo Mas, se tivermos um conjunto para o qual admita a existência de, a equação passará a ter solução não-vazia. Esse conjunto é o dos números complexos e convenciona-se que . Solucionando então, o exemplo acima: O número , foi denominado unidade imaginária, devido à desconfiança que os matemáticos tinham dessa nova criação. Para simplificar a notação: Assim, no conjunto dos números complexos, as equações do 2º grau com possuem solução não-vazia. Didatismo e Conhecimento 31 MATEMÁTICA Conjunto dos números complexos O conjunto C dos números complexos é aquele formado pelos números que podem ser expressos na forma: A forma z=a+ bi é denominada forma algébrica de um número complexo em que a é a parte real e b a parte imaginária. Se a parte imaginária do número complexo é nula, então o número é real. Se a parte real do número complexo é nula e a parte imaginária é diferente de zero, então o número é imaginário puro. Igualdade de números complexos Dois números complexos são iguais se, e somente se, suas partes reais e imaginárias forem respectivamente iguais. Conjugado de um número complexo Sendo z=a+ bi, chama-se conjugado de z o número complexo que se obtém trocando o sinal da parte imaginária de z. Exemplo Operações com números complexos 1. Adição Para somarmos dois números complexos basta somarmos, separadamente, as partes reais e imaginárias desses números. Assim, se z=a+bi e z 2 =c+di, temos que: z 1 +z 2 =(a+c) + (b+d)i 2. Subtração Para subtrairmos dois números complexos basta subtrairmos, separadamente, as partes reais e imaginárias desses números. Assim, se z=a+bi e z 2 =c+di, temos que: z 1 -z 2 =(a-c) + (b-d)i 3. Multiplicação Para multiplicarmos dois números complexos basta efetuarmos a multiplicação de dois binômios, observando os valores das potências de i. Assim, se z 1 =a+bi e z 2 =c+di, temos que: z 1 .z 2 = a.c + adi + bci + bdi2 z 1 .z 2 = a.c + bdi2 = adi + bci z 1 .z 2 = (ac - bd) + (ad + bc)i Observar que: i2= -1 Didatismo e Conhecimento 32 MATEMÁTICA 4. Divisão Para dividirmos dois números complexos basta multiplicar- mos o numerador e o denominador pelo conjugado do denomina- dor. Assim, se z 1 = a + bi e z 2 = c + di, temos que: 5. Potenciação Efetuando algumas potências de in, com n∈N, podemos obter um critério para determinar uma potência genérica de i: i0 = 1 i1 = i i2 = -1 i3 = i2.i = -1.i = -i i4 = i2.i2=-1.-1=1 i5 = i4. 1=1.i= i i6 = i5. i =i.i=i2=-1 i7 = i6. i =(-1).i=-i ...... Assim, para obter a potência in, basta calcular ir em que r é o resto da divisão de n por 4. Exemplo i 23⇒23/4=5 e resto 3 então:i23=i3=-i Módulo e Argumento de um Número Complexo Módulo e Argumento de um Número Complexo Do triângulo retângulo, temos: A distância de ρ de P até a origem O é denominada módulo de z, e indicamos: Denomina-se argumento do complexo z não-nulo, a medida do ângulo formado por com o semi-eixo real Ox. O argumento que pertence ao intervalo [0,2π[ é denominado argumento principal e é representado por : Observe que: Os números ρ e θ são as coordenadas polares do ponto P(a,b). Forma Trigonométrica Todo número complexo z=a+bi, não0nulo, pode sr expresso em função do módulo, do seno e do cosseno do argumento z: Substituindo, temos: z=a+bi Operações com Complexos na Forma Trigonométrica Dados os complexos: Multiplicação Divisão Didatismo e Conhecimento 33 MATEMÁTICA Potenciação Sendo:z=ρ(cos θ+i∙sen θ) e n um número inteiro maior que 1, temos: z^n=ρ^n (cos nθ+i∙sen nθ) Radiciação Denomina-se raiz enésima do número complexo z=ρ(cosθ+i∙senθ) a todo número complexo w, tal que wn=z, para n=1, 2, 3,... Para k=0,1, 2, 3,...temos: w! = z! = p! (cos θ+ 2kπ n + i ∙ sen! θ+ 2kπ n ) ! Polinômios Denomina-se polinômio a função: Grau de um polinômio Se an ≠0, o expoente máximo n é dito grau do polinômio. In- dicamos: gr(P)=n Exemplo P(x)=7 gr(P)=0 P(x)=7x+1 gr(P)=1 Valor Numérico O valor numérico de um polinômio P(x), para x=a, é o número que se obtém substituindo x por a e efetuando todas as operações. Exemplo P(x)=x³+x²+1 , o valor numérico para P(x), para x=2 é: P(2)=2³+2²+1=13 O número a é denominado raiz de P(x). Igualdade de polinômios Os polinômios p e q em P(x), definidos por: P(x) = ao + a1x + a2x² + a3x³ +...+ anx n Q(x) = bo + b1x + b2x² + b3x³ +...+ bnx n São iguais se, e somente se, para todo k = 0,1,2,3,...,n: ak = bk Redução de Termos Semelhantes Assim como fizemos no caso dos monômios, também pode- mos fazer a redução de polinômios através da adição algébrica dos seus termos semelhantes. No exemplo abaixo realizamos a soma algébrica do primeiro com o terceiro termo, e do segundo com o quarto termo, reduzindo um polinômio de quatro termos a um outro de apenas dois. 3xy+2a²-xy+3a²=2xy+5a² Polinômios reduzidos de dois termos também são denomina- dos binômios. Polinômios reduzidos de três termos, também são denominados trinômios. Ordenação de um polinômio A ordem de um polinômio deve ser do maior para o menor expoente. 4x4+2x³-x²+5x-1 Este polinômio não está ordenado: 3x³+4x5-x² Operações Adição e Subtração de Polinômios Para somar dois polinômios, adicionamos os termos com ex- poentes de mesmo grau. Da mesma forma, para obter a diferença de dois polinômios, subtraímos os termos com expoentes de mes- mo grau. Exemplo Multiplicação de Polinômios Para obter o produto de dois polinômios, multiplicamos cada termo de um deles por todos os termos do outro, somando os coe- ficientes. Exemplo Propriedades Associativa Quaisquer que sejam p, q, r em P[x], tem-se que: (p · q) · r = p · (q · r) Comutativa Quaisquer que sejam p, q em P[x], tem-se que: p · q = q · p Elemento nulo Existe um polinômio po(x) = 0 tal que po · p = po, qualquer que seja p em P[x]. Didatismo e Conhecimento 34 MATEMÁTICA Elemento Identidade Existe um polinômio p1(x) = 1 tal que po · p = po, qualquer que seja p em P[x]. A unidade polinomial é simplesmente denotada por p1 = 1. Existe uma propriedade mista ligando a soma e o produto de polinômios: Distributiva Quaisquer que sejam p, q, r em P[x], tem-se que: p · (q + r) = p · q + p · r Com as propriedades relacionadas com a soma e o produto, a estrutura matemática (P[x],+,·) é denominada anel comutativo com identidade. Divisão de Polinômios Considere P(x) e D(x), não-nulos, tais que o grau de P(x) seja maior ou igual ao grau de D(x). Nessas condições, podemos efe- tuar a divisão de P(x) por D(x), encontrando o polinômio Q(x) e R(x): P(x)=D(x)⋅Q(x)+R(x) P(x)=dividendo Q(x)=quociente D(x)=divisor R(x)=resto Método da Chave Passos 1. Ordenamos os polinômios segundo as potências decres- centes de x. 2. Dividimos o primeiro termo de P(x) pelo primeiro de D(x), obtendo o primeiro termo de Q(x). 3. Multiplicamos o termo obtido pelo divisor D(x) e sub- traímos de P(x). 4. Continuamos até obter um resto de grau menor que o de D(x), ou resto nulo. Exemplo Divida os polinômios P(x)=6x³-13x²+x+3 por D(x)=2x³-3x-1 Método de Descartes Consiste basicamente na determinação dos coeficientes do quociente e do resto a partir da identidade: Exemplo Divida P(x)=x³-4x²+7x-3 por D(x)=x²-3x+2 Solução Devemos encontrar Q(x) e R(x) tais que: Vamos analisar os graus: Como Gr( R) < Gr(D), devemos impor Gr(R )=Gr(D)-1=2- 1=1 Para que haja igualdade: Algoritmo de Briot-Ruffini Consiste em um dispositivo prático para efetuar a divisão de um polinômio P(x) por um binômio D(x)=x-a Exemplo Divida P(x)=3x³-5x+x-2 por D(x)=x-2 Didatismo e Conhecimento 35 MATEMÁTICA Solução Passos -Dispõem-se todos os coeficientes de P(x) na chave -Colocar a esquerda a raiz de D(x)=x-a=0. -Abaixar o primeiro coeficiente. Em seguida multiplica-se pela raiz a e soma-se o resultado ao segundo coeficiente de P(x), obtendo o segundo coeficiente. E assim sucessivamente. Portanto, Q(x)=3x²+x+3 e R(x)=4 Teorema do Resto Um polinômio P(x) é divisível por (x – a) se e somente se P(a) = 0. Teorema de D’Alembert O teorema de D’Alembert é uma consequência imediata do teorema do resto, que são voltados para a divisão de polinômio por binômio do tipo (x – a). O teorema do resto diz que um polinômio G(x) dividido por um binômio x – a terá resto R igual a P(a), para x = a. O matemático francês D’Alembert provou, levando em consideração o teorema citado acima, que um polinômio qualquer Q(x) será divisível por x – a, ou seja, o resto da divisão será igual à zero (R = 0) se P(a) = 0. Esse teorema facilitou o cálculo da divisão de polinômio por binômio (x –a). Dessa forma não há necessidade de resolver toda a divisão para saber se o resto é igual ou diferente de zero. Exemplo 1 Calcule o resto da divisão (x² + 3x – 10) : (x – 3). Como diz o Teorema de D’Alembert, o resto (R) dessa divisão será igual a: P(3) = R 32 + 3 * 3 – 10 = R 9 + 9 – 10 = R 18 – 10 = R R = 8 Portanto, o resto dessa divisão será 8. Relação de Girard Dada uma equação polinomial de grau n, podemos estabelecer n relações entre seus coeficientes e as raízes, denominadas relações de Girard. Equação de grau n ao + a1x + a2x² + a3x³ +...+ anxn=0, com an≠0 de raízes valem as n relações: Didatismo e Conhecimento 36 MATEMÁTICA Raízes complexas e reais “Toda equação polinomial, de grau n, com n ≥ 1 possui pelo menos 1 raiz complexa (real ou imaginário)”. Obs.: Lembrar que os números complexos englobam os números reais, ou seja, um número real é também um número complexo. “Toda equação polinomial que possua uma raiz imaginária possuirá também o conjugado dessa raiz como raiz”. Ou seja, se z=a+bi é raiz de uma equação polinomial z=a−bi também será raiz. Sendo a,b∈? e i2=−1 . Exemplo: Sabendo-se que a equação polinomial x3−2x2+x−2=0 possui uma raiz imaginária igual a i, com i2=−1 encontrar as outras raízes. Se i é uma raiz então -i, seu conjugado, é outra e consegue-se encontrar a terceira raiz que é 2. Raízes racionais “Se um número racional p/q , com p e q primos entre si, é raiz de uma equação polinomial de coeficientes inteiros do tipo P(x)=anxn+an−1xn−1+…+a2x2+a1x+a0então p é divisor de a0 e q é divisor de an “. Teorema da Decomposição Todo o polinômio de grau n tem exatamente n raízes reais e complexas. Demonstração Pelo teorema fundamental, P(x) tem pelo menos uma raiz. Seja ela r1. Logo: P(x) = (x - r1) . Q(x) Q(x) é um novo polinômio de grau n-1, que possui, também, pelo menos uma raiz. Seja ela r2. Logo: Q(x) = (x - r2) . Q1(x) Fazendo o mesmo procedimento com q1(x) e continuando até a n-ésima expressão temos Qn-1(x) = (x - rn) . Qn(x) Em Qn o grau do polinômio será zero e Qn será igual a uma constante que chamamos de an Substituindo todas as equações obtidas na decomposição de P(x), teremos: P(x) = an.(x-r1).(x-r2). ... (x-rn) Exemplo: Compor o polinômio, sabendo que suas raízes são 1, 2 e 4 Como existem 3 raízes, n=3, então o polinômio é da forma: P(x) = an.(x-r1).(x-r2).(x-r3) Fazendo an = 1, temos que: P(x) = 1. (x-1).(x-2).(x-4) P(x) = x3 - 7x2 + 14x – 8 Teorema de Bolzano Seja p(x) um polinômio com coeficientes reais x∈[a,b]. Se p(a)⋅ p(b) < 0 → ∃ um número impar de raízes reais em [a,b]. Se p(a)⋅ p(b) > 0 → ∃ um número par ou não existe raízes reais em [a,b]. Produtos Notáveis 1. O quadrado da soma de dois termos Verifiquem a representação e utilização da propriedade da potenciação em seu desenvolvimento. (a + b)2 = (a + b) . (a + b) Onde a é o primeiro termo e b é o segundo. Ao desenvolvermos esse produto, utilizando a propriedade distributiva da multiplicação, teremos: Didatismo e Conhecimento 37 MATEMÁTICA Exemplos 2. O quadrado da diferença de dois termos Seguindo o critério do item anterior, temos: (a - b)2 = (a - b) . (a - b) Onde a é o primeiro termo e b é o segundo. Ao desenvolvermos esse produto, utilizando a propriedade distributiva da multiplicação, teremos: Exemplos: 3. O produto da soma pela diferença de dois termos Se tivermos o produto da soma pela diferença de dois termos, poderemos transformá-lo numa diferença de quadrados. Exemplos • (4c + 3d).(4c – 3d) = (4c)2 – (3d)2 = 16c2 – 9d2 • (x/2 + y).(x/2 – y) = (x/2)2 – y2 = x2/4 – y2 • (m + n).(m – n) = m2 – n2 4. O cubo da soma de dois termos Consideremos o caso a seguir: (a + b)3 = (a + b).(a + b)2 → potência de mesma base. (a + b).(a2 + 2ab + b2) → (a + b)2 Aplicando a propriedade distributiva como nos casos anteriores, teremos: (a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 Exemplos: • (2x + 2y)3 = (2x)3 + 3.(2x)2.(2y) + 3.(2x).(2y)2 + (2y)3 = 8x3 + 24x2y + 24xy2 + 8y3 • (w + 3z)3 = w3 + 3.(w2).(3z) + 3.w.(3z)2 + (3z)3 = w3 + 9w2z + 27wz2 + 27z3 • (m + n)3 = m3 + 3m2n + 3mn2 + n3 5. O cubo da diferença de dois termos Acompanhem o caso seguinte: (a – b)3 = (a - b).(a – b)2 → potência de mesma base. (a – b).(a2 – 2ab + b2) → (a - b)2 Aplicando a propriedade distributiva como nos casos anteriores, teremos: (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 Exemplos • (2 – y)3 = 23 – 3.(22).y + 3.2.y2 – y3 = 8 – 12y + 6y2 – y3 ou y3– 6y2 + 12y – 8 • (2w – z)3 = (2w)3 – 3.(2w)2.z + 3.(2w).z2 – z3 = 8w3 – 12w2z + 6wz2 – z3 • (c – d)3 = c3 – 3c2d + 3cd2 – d3 Didatismo e Conhecimento 38 MATEMÁTICA MMC e MDC Mínimo Múltiplo Comum entre polinômios, é formado pelo produto dos fatores com os maiores expoentes. Máximo Divisor Comum é o produto dos fatores primos com o menor expoente. Exemplo X²+7x+10 e 3x²+12x+12 Primeiro passo é fatorar as expressões: X²+7x+10=(x+2)(x+5) 3x²+12x+12=3(x²+4x+4)=3(x+2)² Mmc=3(x+2)²(x+5) Mdc=x+2 EXERCÍCIOS 1. (PM/SP – CABO – CETRO/2012) Assinale a alternativa que apresenta o módulo do número complexo abaixo. A) 36. B) 25. C) 5. D) 6. 2. (TRF 2ª – TÉCNICO JUDICIÁRIO – FCC/2012) Consi- dere a igualdade x + (4 + y) . i = (6 − x) + 2yi , em que x e y são números reais e i é a unidade imaginária. O módulo do número complexo z = x + yi, é um número A) maior que 10. B) quadrado perfeito. C) irracional. D) racional não inteiro. E) primo. 3. (CPTM – ALMOXARIFE – MAKIYAMA/2013) Assina- le a alternativa correspondente à forma trigonométrica do número complexo z=1+i: A) B) C) D) E) 4. (CPTM – ALMOXARIFE – MAKIYAMA/2013) O valor do módulo do número complexo (i62+i123) é: A) Um número natural. B) Um número irracional maior que 5. C) Um número racional menor que 2. D) Um número irracional maior que 3. E) Um número irracional menor que 2. 5. (PM/SP – CABO – CETRO/2012) Se 1 é raiz da equação ,3x³-15x²-3x+m=0 então as outras duas raízes são A) -1 e 5. B) -2 e 3. C) -1 e -5. D) -2 e -3. 6. (SAMU/SC – ASSISTENTE ADMINISTRATIVO – SPDM/2012) Sabendo que x=-2 e y=3, o valor numérico da ex- pressão com b≠-2ª, é igual a: A) 0,2 B) -5 C) ½ D) -0,2 7. (ESPCEX – CADETES DO EXÉRCITO – EXÉRCITO BRASILEIRO/2013) Sabendo que 2 é uma raiz do polinômio , então o conjunto de todos os números reais x para os quais a expressão está definida é: 8. (ESPCEX – CADETES DO EXÉRCITO – EXÉRCITO BRASILEIRO/2013) Dado o polinômio que satisfaz a equação e sabendo que 1 e 2 são raízes da equação , determine o intervalo no qual : A) [-5,-4] B) [-3,-2] C) [-1,2] D) [3,5] E) [6,7] Didatismo e Conhecimento 39 MATEMÁTICA Respostas 1. RESPOSTA: “C”. 2. RESPOSTA “E”. x=6-x x=3 4+y=2y y=4 3. RESPOSTA: “A”. 4. RESPOSTA: “E”. 62/4=15 e resto 2 então i62=i2=-1 123/4=30 e resto 3 então i123=i3=-i Módulo 5. RESPOSTA: “A”. X=1 3-15-3+m=0 m=15 Dividindo por 3: x³-5x²-x+5=0 x²-4x-5=0 6. RESPOSTA: “D”. Substituindo os valores de x e y: 7. RESPOSTA: “C”. 2x²-x-1=0 ∆=1+8=9 P(x) ≥0 Didatismo e Conhecimento 40 MATEMÁTICA 8.RESPOSTA: “C”. Como 1 e 2 são raízes Somando: 3a=-6 a=-2 b=2 Substituindo no primeiro algoritmo de briot-ruffini: X²+(1-2)x-2=0 X²-x-2=0 ∆=1+8=9 Q(x)<0 [-1,2] TRIGONOMETRIA – APLICAÇÃO NO TRIÂNGULO RETÂNGULO, FUNÇÕES CIRCULARES, RELAÇÕES E IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS, TRANSFORMAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS; EQUAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS; INEQUAÇÃO TRIGONOMÉTRICAS;
Compartilhar