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MÓDULOS DE MATEMÁTICA BÁSICA Professora Simone Leal Schwertl 2 MÓDULO I FRAÇÕES 3 MÓDULO I - FRAÇÕES O módulo 1 envolve operações com números fracionários. Números fracionários são um subconjunto dos números Reais. Antes de iniciarmos o nosso estudo sobre números fracionários é importante relembrarmos os subconjuntos dos números Reais. 1 – CONJUNTO DOS NÚMEROS NATURAIS (Ν) Ν = {0,1,2,3,4,5,....} 0 a ∞ ∞ símbolo que indica infinito Ν* = {1,2,3,4,5,....} Naturais Positivos * indica a exclusão do zero de um conjunto. 2 – CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS (Ζ) Ζ = {-3,-2,-1,0,1,2,3,....} Inteiros Ζ+ = {0,1,2,3,4,5,....} Inteiros não Negativos Ζ*+ = {1,2,3,4,5,....} Inteiros Positivos Ζ - = {...,-3,-2,-1,0} Inteiros não Positivos Ζ* - = {...,-3,-2,-1} Inteiros Negativos 3 – CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS (Q) Todos os números que podem ser obtidos da divisão entre dois números inteiros Ex.: 10/4 = 2,5 (divisão exata) 10/3 = 3,333... (divisão periódica) Q = }0,;{ ≠∈ neZnmcom n m Q + = Racionais não Negativos Q *+ = Racionais Positivos Q - = Racionais não Positivos Q * - = Racionais Negativos 4 – CONJUNTO DOS NÚMEROS IRRACIONAIS (Ι) Possuem infinitas casas decimais após a vírgula e não formam um período. Ex.: √2=1,41421356... √10=3,1622776... π=3,14159.... (razão entre o comprimento e o diâmetro de uma circunferência) e =2,7182818284.... (conhecido como número de Euler-Leonhard Euler /1707-1783) 5 – CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS ® É a união do conjunto dos números racionais e irracionais. R + = Reais não Negativos R *+ = Reais Positivos R - = Reais não Positivos R * - = Reais Negativos R Q Ζ Ν Ι 4 A seguir, relembraremos operações envolvendo números fracionários: I. Transformação de Número Fracionário em Número Decimal Basta dividir numerador pelo denominador. Exemplo: a) 2,05:1 5 1 == b) 67,6 3 20 = II. Transformação de Número Decimal em Número Fracionário Exemplo: a) 5 2 10 4 10 044,0 2 2 ou ÷ ÷ == b) 10 233,2 −=− c) 250 153 500 306 1000 612 1000 612 1000 0612612,0 2 2 ouou === ÷ ÷ d) 10 1433,14 = Obs. 1: O número de zeros colocados no denominador é igual ao número de casas após a vírgula. Obs. 2: 150 100 1515 ,% == Obs. 3: Os exemplos que trazemos são de números decimais finitos. Existe uma técnica para as dízimas, que não será objeto de nosso estudo, e existem ainda os números irracionais que não podem ser escritos na forma fracionária. EXERCÍCIOS 1. Transforme os números decimais abaixo em fração: a) 0,4 b) –1,3 c) 0,580 d) 45,6 e) 0,20 f) 0,1000 g) 7% h) 10% 5 III. Adição e Subtração Só podemos somar ou subtrair frações que possuam o mesmo denominador. Exemplo: (a) 5 4 5 3 5 1 =+ (b) 7 2 7 3 7 5 =− Quando as frações não possuem o mesmo denominador devemos reduzi-las ao menor denominador comum (ou mínimo múltiplo comum) e, em seguida somar ou subtrair as frações equivalentes às frações dadas. Exemplo: 15 17 15 12 15 5 5 4 3 1 =+=+ Obs. 1.: Frações equivalentes: quando dividimos ou multiplicamos o numerador e o denominador de uma fração por um mesmo número, diferente de zero, sempre obtemos uma fração equivalente à fração dada. Ex.: 15 5 3 1 5 5 = × × e 3 1 15 5 5 5 = ÷ ÷ Logo 3 1 e 15 5 são frações equivalentes. Como obter o mínimo múltiplo comum (m.m.c.) de dois ou mais denominadores? Relembraremos uma técnica chamada de “decomposição simultânea em fatores primos”. Esta técnica consiste em decompor simultaneamente cada denominador em fatores primos. O produto de todos os fatores primos que aparecem nessa decomposição será o mínimo múltiplo comum. Obs.: Número primo é um número que possui apenas 2 divisores (o número 1 e ele mesmo). Exemplo 1: ? 6 5 2 1 10 3 =+− Como fazer ??? Iniciamos a resolução fazendo a decomposição dos denominadores em fatores primos. Frações equivalentes às frações dadas, com o mesmo denominador 15 é o menor denominador comum ou o mínimo múltiplo comum de 3 e 5. 3 1 15 5 São frações equivalentes, pois representam a mesma parte de um inteiro. 6 Decomposição em fatores primos dos denominadores das frações: 30532 5 3 2 111 511 531 10,6,2 =×× Agora reescrevemos as frações utilizando frações equivalentes a partir do mmc 30: 30 19 30 256 30 25159 30 25 30 15 30 9 6 5 2 1 10 3 = +− = +− =+−=+− 44 344 21 rdenominado mesmo com dadas,frações àses equivalentfrações Exemplo 2: ? 2 1 5 3 7 1 =−+ Como os denominadores são todos números primos, o m.m.c. será o produto destes. 70257.. =××=cmm Reescrevemos as frações utilizando frações equivalentes a partir do mmc 70: 70 17 70 3552 70 354210 70 35 70 42 70 10 2 1 5 3 7 1 = − = −+ =−+=−+ Exemplo 3: ? 15 7 12 1 2 1 =+− é o m.m.c. de 2, 6 e 10. Comece com o menor divisor primo. OK! 933 e =× =÷ 31030 1515 15230 =× =÷ 1 e 5 5630 255 e =× =÷ Em cada uma das frações dividimos o m.m.c (30) pelo denominador e o resultado multiplicado pelo numerador. 7 Resolveremos também pela decomposição dos denominadores das frações em fatores primos. Decomposição dos denominadores em fatores primos: 60 5 3 2 2 111 511 1531 1561 15,12,2 Como nos exercícios anteriores reescrevemos as frações utilizando frações equivalentes a partir do mmc 60: 60 53 60 2825 60 28530 60 28 60 5 60 30 15 7 12 1 2 1 = + = +− =+−=+− EXERCÍCIOS 2. Calcule e dê a resposta na forma fracionária: a) =+ 5 3 2 1 b) =− 5 1 3 7 c) =+− 5 3 4 1 3 2 d) =+ 1 5 2 e) =−1 2 1 f) =+− 4 3 6 5 g) =−− 8 3 12 1 h) =− 3 3 7 i) =+− 4,0 5 1 j) =−− 5 25,1 k) =+−− 4,025,17,02 l) =−− 4 77,02 m) =+−− 2 1 5 4 4 32,1 3. Sabendo que 6 5 −=x e 4 3 =y , calcule: a)x + y = b) x – y = c) y – x = 30130 30260 =× =÷ e 8 41560 274 e =× =÷ 515 51260 =× =÷ e Como 15 não é divisível por 2, ele será repetido até que não tenha mais números divisíveis por dois dentre os denominadores. E assim sempre deverá ser feito na seqüência da fatoração. 8 IV. Multiplicação Basta multiplicar numerador por numerador e denominador por denominador. Exemplo: a) 12 5 43 51 4 5 3 1 = × × =⋅ b) 3 10 31 25 3 25 = × × =⋅ Obs.: Você não deve tirar o M.M.C., ou seja, não é necessário que asfrações tenham denominadores iguais. EXERCÍCIOS 4. Calcule os produtos e dê a resposta na forma fracionária: a) =⋅⋅− 15 16 26 5 8 13 b) =−−− )5,1).(7,0.(4,2 c) =⋅−⋅ − 39 1)6,0( 8 13 .2 d) =−−− 6).1,4).(3,0.(7,1 e) =⋅ −⋅− 5,0 20 98,0 f) =−⋅ −⋅ )4,0( 22 45 30 11 V. Divisão Mantenha a primeira fração e inverta a segunda passando a divisão para multiplicação. Exemplo: a) 15 2 35 21 3 2 5 1 2 3 : 5 1 = × × =⋅= b) 35 1 75 11 7 1 5 1 1 7 : 5 1 ou7: 5 1 = × × =⋅= c) 12 1 12 2 24 21 38 2 3 1 8 3 2 : 1 8 ou 3 2 :8 2 2 === × × =⋅= ÷ ÷ Lembre-se: 1 88 1 77 == 9 EXERCÍCIOS 5. Calcule as divisões: a) = 4 9 3 2 b) = 5 3 5 1 c) = 4 4 3 d) =− 7 21 e) = 3 2 5 f) = − 21 2 g) = − 9 3 2 h) = 34 8 i) = − − 5 310 6. Escreva o resultado das operações na forma fracionária: a) = + 4 3 1 2 1 b) = + 13 1 2 c) = − 4 15 1 d) = − + 5 31 23 4 e) = − 3 2 17 f) =⋅ + 2 92 3 1 g) = −⋅− 2 1 3 73 h) = − − 23 2 3 1 2 1 i) = ⋅− − 5 1 2 12 5 2 7. Escreva o resultado das operações em forma de fração: a) =+− 3,32,0 b) =− 3,1580,0 c) =− 1,0 3 4 d) =⋅ 7,0 3 2 e) = 20,0 5 4 f) = 5 1 05,0 g) = ⋅ %5 4 302,0 10 8. Determine o valor de x, sendo: a) −−−= 2 5 3 5 4 3 x b) +−− +−= 2 5 3 12 2 7 4 5 5 3 x c) ( ) 5,0432152 1 ⋅+−−− − =x 9. Coloque os números abaixo na ordem crescente: a) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ).07,2;2000,0;125,0;4,2;33,1;2,1;55,0 −− b) .7, 100 450 ;4; 7 15 ; 5 3 ; 3 2 ; 2 1 −− c) ( ) ( ) ( ) .2; 3 10 ; 5 7 ;1,2;2,7;4,0 −− RE S P O S T A S D O S E X E R C Í C I O S 1ª Questão: a) 5 2 c) 50 29 e) 5 1 g) 100 7 b) 10 13 − d) 5 228 f) 10 1 h) 10 1 2ª Questão: a) 10 11 d) 5 7 g) 24 11 − j) 10 19 − b) 15 32 e) 2 1 − h) 3 2 − k) 20 9 c) 60 61 f) 12 1 − i) 5 1 l) 20 9 − m) 20 3 3ª Questão: a) 12 1 − b) 12 19 − c) 12 19 4ª Questão: a) 3 1 − c) 20 1 e) 50 9 b) 100 252 − d) 1000 12546 − f) 10 3 11 5ª Questão: a) 27 8 c) 16 3 e) 2 15 g) 27 2− b) 3 1 d) 14 1− f) 4− h) 6 i) 3 2 6ª Questão: a) 2 c) 5 1− e) 6 13 g) 2 11− b) 2 3 d) 3 25 f) 2 21 h) 8 1− i) 19 4− 7ª Questão: a) 10 31 c) 30 37 e) 4 g) 10 3 b) 100 72 − d) 15 7 f) 4 1 8ª Questão: a) 12 1 b) 60 79− c) 21 40 9ª Questão: a) ).4,2();07,2();33,1();55,0();2,0();125,0();2,1( −− b) 100 450;4;7 15;5 3;2 1;3 2;7 −− c) )2,7(;2;57);4,0();1,2(;310 −− 12 MÓDULO II POTENCIAÇÃO E RADICIAÇÃO 13 MÓDULO II – POTENCIAÇÃO E RADICIAÇÃO O módulo II é composto por exercícios envolvendo potenciação e radiciação. Estamos dividindo-o em duas partes para melhor compreensão. 1ª PARTE: POTENCIAÇÃO 1. DEFINIÇÃO DE POTENCIAÇÃO A potenciação indica multiplicações de fatores iguais. Por exemplo, o produto 3.3.3.3 pode ser indicado na forma 43 . Assim, o símbolo na , sendo a um número inteiro e n um número natural maior que 1, significa o produto de n fatores iguais a a: 4434421 fatores n n aaaaa .......= - a é a base; - n é o expoente; - o resultado é a potência. Por definição temos que: aaea == 10 1 Exemplos: a) 2733333 =⋅⋅= b) ( ) 4222 2 =−⋅−=− c) ( ) 82222 3 −=−⋅−⋅−=− d) 16 9 4 3 4 3 4 3 2 =⋅= CUIDADO !! Cuidado com os sinais. � Número negativo elevado a expoente par fica positivo. Exemplos: ( ) 1622222 4 =−⋅−⋅−⋅−=− ( ) 9333 2 =−⋅−=− � Número negativo elevado a expoente ímpar permanece negativo. Exemplo: Ex. 1: ( ) 2222 3 −⋅−⋅−=− 43421 =−⋅ 24 8− � Se 2x = , qual será o valor de “ 2x− ”? Observe: ( ) 42 2 −=− , pois o sinal negativo não está elevado ao quadrado. ( ) 42x 22 −=−=− → os parênteses devem ser usados, porque o sinal negativo “-” não deve ser elevado ao quadrado, somente o número 2 que é o valor de x. 14 ( ) 0; .. ≠= = = − bcom b a b a baba a b b a n nn nnn nn 2. PROPRIEDADES DA POTENCIAÇÃO Quadro Resumo das Propriedades ( ) n n m n m n nmnm nm n m nmnm a a aa aa a a a aaa 1 . = = = = = − ⋅ − + A seguir apresentamos alguns exemplos para ilustrar o uso das propriedades: a) nmnm aaa +=⋅ Nesta propriedade vemos que quando tivermos multiplicação de potencias de bases iguais temos que conservar a base e somar os expoentes. Ex. 1.: 22 222 +=⋅ xx Ex. 2.: 117474 aaaa ==⋅ + Ex. 3.: 42 34 ⋅ → neste caso devemos primeiramente resolver as potências para depois multiplicar os resultados, pois as bases 4 e 3 são diferentes. 1296811634 42 =⋅=⋅ Obs.: Devemos lembrar que esta propriedade é válida nos dois sentidos. Assim: nmnm aaa +=⋅ ou nmnm aaa ⋅=+ Exemplo: n7n7 aaa ⋅=+ b) nmn m a a a − = Nesta propriedade vemos que quando tivermos divisão de potencias de bases iguais temos que conservar a base e subtrair os expoentes. Ex. 1: x x − = 4 4 3 3 3 Ex. 2: 1545 4 −− == aa a a Obs.:Esta propriedade também é válida nos dois sentidos, ou seja nm n m a a a − = ou n m nm a a a =− Exemplo: x x a a a 4 4 = − c) ( ) nmnm aa ⋅= Nesta propriedade temos uma potencia elevada a um outro expoente, para resolver temos que conservar a base e multiplicar os expoentes . d) Ex. 1: ( ) 62323 444 == ⋅ 15 Ex. 2: ( ) xxx bbb ⋅⋅ == 444 Obs.:Esta propriedade também é válida nos dois sentidos, ou seja ( ) nmnm aa ⋅= ou ( )nmnm aa =⋅ Ex.: ( ) ( )444 333 xxx ou= d) mnm n aa = Esta propriedade nos mostra que todo radical pode se transformado numa potencia de expoente fracionário, onde o índice da raiz é o denominador do expoente. Ex. 1: 2 12 1 xxx == Ex. 2: 3 73 7 xx = Ex. 3: 52525 2 1 == Ex. 4: 3 83 8 xx = Obs.:Esta propriedade também é válida nos dois sentidos, ou seja m n m n aa = ou m nm n aa = Ex.: 52 5 aa = e) 0b com , b a b a n nn ≠= Ex. 1: 9 4 3 2 3 2 2 22 == Ex.2: 25 1 5 1 5 1 2 22 == Obs.:Esta propriedade também é válida nos dois sentidos, ou seja n nn b a b a = ou n n n b a b a = Ex.: 3 2 3 2 3 2 3 2 2 1 2 1 2 1 = == f) ( ) nnn baba ⋅=⋅ Ex. 1: ( ) 222 axax ⋅=⋅ Ex. 2: ( ) 3333 6444 xxx =⋅= Ex. 3: ( ) ( ) 2242444214444 8133333 xxxxxx =⋅=⋅= ⋅=⋅= Obs.:Esta propriedade também é válida nos dois sentidos, ou seja ( ) nnn baba ⋅=⋅ ou ( )nnn baba ⋅=⋅ Ex.: ( ) yxyxyxyx ⋅=⋅=⋅=⋅ 212121 16 g) nn a 1 a =− Ex. 1: 33 33 3 111 aaa a == = − Ex. 2: 4 9 2 3 2 3 3 2 2 222 == = − Ex. 3: ( ) 4 1 4 14 1 1 −= −=− − Obs.:Esta propriedade também é válida nos dois sentidos, ou seja nn a 1 a =− ou n n a a − = 1 Ex.: a) 22 1 − = x x b) 333 3 21 3 2 3 2 − ⋅=⋅= x xx CUIDADO !!! � ( ) ( )( ) 8 1 2 1 2 12 3 33 3 − = − = −=− − � ( ) 27 1 3 1 3 13 3 33 3 == = − � 3 3 333 a 1 a 1 a a 1 == = − Obs.: É importante colocar que nos três exemplos acima o sinal negativo do expoente não interferiu no sinal do resultado final, pois esta não é a sua função. EXERCÍCIOS 1) Calcule as potências: a) 26 b) (-6)2 c) -62 d) (-2)3 e) -23 f) 50 g) (-8)0 h) 4 2 3 i) 4 2 3 − j) 3 2 3 − k) 028 l) 132 m) (-1)20 n) (-1)17 o) 2 5 3 − O sinal negativo no expoente indica que a base da potência deve ser invertida e simultaneamente devemos eliminar o sinal negativo do expoente. Primeiro eliminamos o sinal negativo do expoente invertendo a base. 17 2. O valor de [47.410.4]2 : (45)7 é: a) 16 b) 8 c) 6 d) 4 e) 2 3. Qual é a forma mais simples de escrever: a) (a . b)3 . b . (b . c)2 b) 7 4523 .... y xxyyx 4. Sendo 7.3.2 87=a e 65 3.2=b , o quociente de a por b é: a) 252 b) 36 c) 126 d) 48 e) 42 5. Calcule o valor da expressão: 212 4 1 2 1 3 2 −−− −+ − =A 6. Simplificando a expressão 2 3 3 1 .3 4 1 2 1 .3 2 2 − − + − , obtemos o número: a) 76− b) 67− c) 76 d) 67 e) 75− 7. Quando 3be 3 1 a −=−= , qual o valor numérico da expressão 22 baba +− ? 8. Escreva a forma decimal de representar as seguintes potências: a) 2-3 = b) 10-2 = c) 4-1 = Exemplos mais complexos: (1) ( ) 33232 32 1 3 2 13 yx4 1 x 1 xy4 1 1 x xy4 1 x xy4 1 x xy4 =⋅== = − 18 (2) ( ) ( ) 622.32232 22 3 23 y.x 1 y.x 1 y.x 1 xy 1y.x === = − (3) ( ) ( ) 9123.33.43 33343343 34 b.a1 b.a 1 b.a 1 b.a b.a 1 === = − (4) ( ) ( ) ( ) ( ) 682324 22 34 positivo. fica par, expoente a elevado negativo nº 682.32.42324 2 2 34 234 111 . 1 . 1 . 1 . 1 . yayaya ou yayaya ya ya == → == − = −=− ⋅⋅ − (5) ( ) ( ) ( ) 242222 2 22 22 2 22 a.y.64 1 a.y.8 1 a.y.8 1 a.y.8 1 a.y.8 === = − Nos exemplos (6) e (7) a seguir, devemos primeiro resolver a operação que aparece dentro dos parênteses. (6) 3 4 12 − + 729 64 9 4 9 4 4 9 4 18 4 12 3 33333 == = = + = + −−− (7) ( ) ( ) ( ) =+++=+⋅+=+= + = + 4 1c2c2c4 4 1c21c2 2 1c2 2 1c2 2 1 c 2 2 222 4 1c4c4 2 ++ ou =⋅+⋅+⋅+= +⋅ += + 2 1 2 1 c 2 1 2 1 cc 2 1 c 2 1 c 2 1 c 2 2 4 1c4c4 4 1 cc 4 1 2 c2 c 4 1 2 c 2 c c 2 222 ++ =++=++=+++= 19 EXERCÍCIOS 9. Efetue: a) =46.aa b) =3 8 a a c) = ⋅ 322 3 22 b ca c ab d) = 3 22 2 2 33 2 2 3 3 ba xy ba yx e) ( ) =43x f) =53)(x g) =32)2( x h) ( ) =3325 ba i) = 4 2 3 b a j) = −2 4 3 5 2 x ab k) = − −4 23 1 a 10. Sabendo que 2 5 42 − +−=a , determine o valor de a. Atenção neste exemplo. Simplifique as expressões: = ⋅ ⋅ +1n33 n 28 42 Como temos multiplicação e divisão de potências de bases diferentes, devemos reduzir todas a mesma base. Como a menor base é 2, tentaremos escrever todos os números que aparecem na base 2. Substituiremos 4 por 22 e 283 por . = ⋅ ⋅ +1n3 2n 22 22 Agora aplicaremos as propriedades de multiplicação e divisão de potências de mesma base. ( ) ==== −−++−+ + + ++ + 2n32n2n32n 2n3 2n 1n31 2n 22 2 2 2 2 n22− ou n22 1 Exercícios 11. Simplifique as expressões: a) 1n n2n 33 33E + + ⋅ ⋅ = b) ( ) ( )1n 1nn 4 24E + − ⋅ = c) 1n 2n 5 10025G + + ⋅ = 20 Essa propriedade mostra que todo radical pode ser escrito na forma de uma potência. 2ª PARTE: RADICIAÇÃO 1. DEFINIÇÃO DE RADICIAÇÃO A radiciação é a operação inversa da potenciação. De modo geral podemos escrever: ( )1nenabba nn ≥Ν∈=⇔= Ex. 1: 4224 2 == pois Ex. 2: 8228 33 == pois Na raiz n a , temos: - O número n é chamado índice; - O número a é chamado radicando. 2.CÁLCULO DA RAIZ POR DECOMPOSIÇÃO 2.1 PROPRIEDADES DOS RADICAIS a) n p n p aa ⇔ Ex. 1: 3 13 22 = Ex. 2: 2 33 44 = Ex. 3: 5 25 2 66 = Obs.: é importante lembrar que esta propriedade também é muito usada no sentido contrário ou seja n pn p aa = (o denominador “n” do expoente fracionário é o índice do radical). Exemplo : 5 35 3 22 = . b) aaaa 1nnn n === Ex.: 2222 1333 3 === c) nnn baba ⋅=⋅ Ex.: 236333 63 33 63 babababa ⋅=⋅=⋅=⋅ d) n n n b a b a = Ex.: 5 3 2 5 3 2 5 2 6 5 6 5 6 b a ou b a b a b a b a === 21 e) ( ) nmmnmnmnmn bbbbb === = ⋅⋅ 1 111 Ex.: ( ) 2313213213213 55555 === = ⋅⋅ f) nmn m aa ⋅=Ex.: 6233 2 333 == ⋅ EXERCÍCIOS 12. Dê o valor das expressões e apresente o resultado na forma fracionária: a) = 100 1 b) =− 16 1 c) = 9 4 d) =− 01,0 e) =81,0 f) =25,2 13. Calcule a raiz indicada: a) 9 3a b) 3 48 c) 7t d) 4 12t 14. Escreva na forma de potência com expoente fracionário: a) =7 b) =4 32 c) =5 23 d) =6 5a e) =3 2x f) = 3 1 15. Escreva na forma de radical: a) =5 1 2 b) =3 2 4 c) =4 1 x d) =− 2 1 8 e) =7 5 a f) ( ) =413ba g) ( ) =− 512nm h) =− 4 3 m 16. De que forma escrevemos o número racional 0,001, usando expoente inteiro negativo? a) 110− b) 210− c) 310− d) 410− e) 101− 22 2.2 RAÍZES NUMÉRICAS Exemplos: a) =⋅= 24 32144 123432 32 32 12 2 2 2 4 24 =⋅=⋅ =⋅ =⋅ b) =⋅== 3 233 53 333243 =⋅ 3 23 3 33 3 2 3 3 33 ⋅ 3 2 33 ⋅ ou 3 233 ⋅ ou 3 93 ⋅ Obs.: Nem sempre chegaremos a eliminar o radical. 2.3 RA Í ZE S L I T E R A I S a) 2 9 9 xx = Escrever o radical 9x na forma de expoente fracionário 2 9 x não resolve o problema, pois nove não é divisível por 2. Assim decomporemos o número 9 da seguinte forma: 9 = 8 + 1, pois 8 é divisível por 2 que é o índice da raiz. Assim teremos: xxxxxxxxxx 42 8818189 ⋅=⋅=⋅=⋅== + b) 3 2123 14 xx += pois 12 é divisível por 3 (índice da raiz). Resultados possíveis Devemos fatorar 144 14432 3 3 2 2 2 2 1 3 9 18 36 72 144 24 =⋅ Forma fatorada de 144 2433 3 3 3 3 3 1 3 9 27 81 243 5 = Forma fatorada de 243 23 3 24 3 23 12 3 23 12 3 212 xx xx xx xx ⋅= ⋅= ⋅= ⋅= Outros Exemplos: a) 3 633 6 x27x.27 ⋅= 2 21 23 3 3 63 3 x3 x3 x3 3)por divisível é 6 (poisx3 = ⋅= ⋅= ⋅= b) 3 63 433 64 yx48yx48 ⋅⋅=⋅⋅ 32 332 233 233 33 23 333 3 3 6 3por divisível é não 4 pois 3 133 3 x6xy2 x6xy2 yxx62 yxx62 yxx62 yx6.2 ⋅= ⋅⋅= ⋅⋅⋅⋅= ⋅⋅⋅⋅= ⋅⋅⋅⋅= ⋅⋅= + 321 EXERCÍCIOS 17. Calcule: a) =3 125 b) =5 243 c) =36 d) =5 1 e) =6 0 f) =1 7 g) =−3 125 h) =−5 32 i) =−7 1 273 3 3 3 1 3 9 27 3 = 486.23.2.2 3 2 2 2 2 1 3 6 12 24 48 33 == 24 18. Fatore e escreva na forma de potência com expoente fracionário: a) =3 32 b) =3 25 c) =4 27 d) =7 81 e) =8 512 f) =8 625 19. Calcule a raiz indicada: a) =24a b) =6236 ba c) =42 9 4 ba d) = 100 2x e) = 25 16 10a f) =4 2100x g) =8 121 h) =5 1051024 yx i) =4 25 1 j) =3 3 6 b a k) =62 416 zy x 20. Simplifique os radicais: a) =5 10xa b) =cba 24 c) =ba3 d) =xa425 e) =3 432 f) =45 3 1 3. O P E R A Ç Õ E S C O M R A D I C A I S 3.1. Adição e Subtração Quando temos radicais semelhantes em uma adição algébrica, podemos reduzi-los a um único radical somando-se os fatores externos desses radicais. Exemplos: 1) ( ) 331324132343 ==⋅−+=−+ 2) ( ) 55555 333232323332 =⋅−+=−+ 43421 externos fatores Obs.: Podemos dizer que estamos colocando em evidência os radicais que apareceram em todos os termos da soma. 3) ( ) ( ) 43421 reduzidamaisserpodenão 532256322456532224 −=−+−=−+− 4) ( ) ( ) 32247253425723 +−=−+⋅−=−−+ 25 EXERCÍCIOS 21. Simplifique 1081061012 −− : 22. Determine as somas algébricas: a) =−− 333 2 4 5222 3 7 b) =−−+ 3 5 5 5 2 5 6 5 c) =+−+− 3333 382423825 d) =−−+ 4545 610712678 23. Simplifique as expressões e calcule as somas algébricas: a) =+−− 452632203285 b) =−−+− 729501518138528 c) =−+− 201010864812456 d) =−− 10 4 1250 4 190 2 3 e) =+−+ 4444 24396248696 f) =+−+− 33333 4 5 82216256 5 2325 g) =−− 555 248664 h) =−+ 333 125 2410 729 37581 64 814 24. Calcule as somas algébricas: a) =−++− xxxx 6410 b) =+−− baba 144896814 c) =−− 333 1000827 aa d) =+−− 4 944 5 3122 aaaaa e) =−+− aaaxaxa 434 32 f) =−−− baba 835 44 g) =−+− x xy x yx 81 10094 2 h) =−− 4 4 544 4 1682 c a cbca 25. Considere mcmbma 368,1002,9 −=== e determine: a) a + b + c = b) a –( b + c )= c) a – b + c= d) ( a + b ) – c= 26. Simplifique a expressão −−− 10 1056 34 42 2 1 yaayya . 3.2 Multiplicação Temos 4 casos básicos para a multiplicação de radicais, a seguir veremos cada um: 1º CASO: Radicais têm raízes exatas. Neste caso basta extrair a raiz e multiplicar os resultados: Exemplo: ( ) 824816 3 −=−⋅=−⋅ 2º CASO: Radicais têm o mesmo índice. Devemos conservar o índice e multiplicar os radicandos, simplificando sempre que possível o resultado obtido. Exemplos: a) 155353 =⋅=⋅ b) 3 423 43 23 yxyxyxyx ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅ = 3 53 yx ⋅ pode parar aqui! Se quisermos continuar, podemos separar os radicais diante de multiplicação e divisão: 26 3 23 23 33 233 233 53 33 53 yyxyyxyyxyxyxyx ⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=⋅=⋅=⋅ + c) 10652652325322 =⋅=⋅⋅⋅=⋅ 3º CASO: Radicais têm índices diferentes. O caminho mais fácil é transformar os radicais em potências fracionárias. Logo em seguida, transformar os expoentes fracionários em frações equivalentes (com mesmo denominador). Exemplos: a) 44 24 14 24 1 4 2 4 1 2 2 2 1 4 1 2 1 4 18232323232323 =⋅=⋅=⋅=⋅=⋅=⋅ ⋅ ⋅ b) 12 3412 312 412 3 12 4 3 3 4 1 4 4 3 1 4 1 3 1 43 xaxaxaxaxaxa ⋅=⋅=⋅=⋅=⋅=⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ATENÇÃO: - 2222 =+ , ou seja, raiz de 2 mais raiz de dois é igual a duas raízes de dois. - 222 =⋅ por que? ( ) ( )2222 2 ==⋅ ou ainda podemos lembrar que toda raiz pode ser escrita na forma de potência, então: 222222222 12 2 2 11 2 1 2 1 2 1 2 1 ==== →⋅=⋅ + +opotenciaçã de regra 3.3 Divisão A divisão de radicais tem 3 casos básicos, a seguir veremos cada um deles: 1º CASO: Os radicais têm raízes exatas. Nesse caso, extraímos as raízes e dividimos os resultados. Exemplo: 33:927:81 3 == Conservamos a base e somamos os expoentes. A ordem dos fatores não altera o produto (multiplicação) Multiplicamos numerador e denominador da fração por 2 e transformamos na fração equivalente 4 2 27 2º CASO: Radicais têm o mesmo índice. Devemos conservar o índice e dividir os radicandos. Exemplos: y x xy x xy x xy:x 233 3 === 33 3 3 33 2 10 20 10 2010:20 === 3º CASO: Radicais com índices diferentes. O caminho mais fácil é transformar os radicais em potências fracionárias, efetuar as operações de potências de mesma base e voltar para a forma de radical . Exemplo: 66 1 6 23 3 1 2 1 3 1 2 1 3 3 2222 2 2 2 22:2 ====== − − 4. RACIONALIZAÇÃO DE DENOMINADORES Racionalizar uma fração cujo denominador é um número irracional, significa achar uma fração equivalente à ela com denominador racional. Para isso, devemos multiplicar ambos os termos da fraçãopor um número conveniente. Ainda podemos dizer que racionalizar uma fração significa reescrever a fração eliminando do denominador os radicais. Vejamos alguns exemplos: 1) Temos no denominador apenas raiz quadrada: ( ) 3 34 3 34 3 3 3 4 3 4 2 ==⋅= 2) Temos no denominador raízes com índices maiores que 2: (a) 3 x 2 Temos que multiplicar numerador e denominador por 3 2x , pois 1 + 2 = 3. x x2 x x2 x x2 xx x2 x x x 2 3 2 3 3 3 2 3 21 3 2 3 21 3 2 3 2 3 2 3 ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ =⋅ + Como os índices das raízes são iguais, podemos substituir as duas raízes por uma só! 28 (b) 5 2x 1 Temos que multiplicar numerador e denominador por 5 3x , pois 2 + 3 = 5. x x x x x x xx x x x x 1 5 3 5 5 5 3 5 32 5 3 5 32 5 3 5 3 5 3 5 2 === ⋅ =⋅ + 3) Temos no denominador soma ou subtração de radicais: ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 37 4 372 37 372 37 372 37 37 37 2 37 2 22 + = / +/ = − + = − + = + + ⋅ − = − EXERCÍCIOS 27. Calcule a) =−+ 737576 b) =−+ 18250325 c) =++ 333 3524812 d) =⋅ 2354 e) =⋅ 55 223 f) =⋅ 3234 g) = 52 108 h) =−− 2 4.1.455 2 i) =−+ 2 5.1.466 2 28. Simplifique os radicais e efetue: a) =+− 33 8822 xxxx b) =+−− 3333 19224323434 c) =−++ 32 5334 xxxxyxy 29. Efetue: a) =+−− 32 9423 xxaxxxa b) =−−+ aaaaa 335 445 c) =+++−+ 3216450253842 xxx d) =−−+− 32 373 aaaabab O sinal deve ser contrário, senão a raiz não será eliminada do denominador. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )2327237337273737 −=−⋅+⋅−=+⋅− 29 30. Escreva na forma mais simplificada: a) =xx. b) =+ xx3 c) =− aa 7 d) = x x3 e) =2 3 x x f) =−− 43.xx g) =7.xx h) =⋅ 3 43 aa i) =⋅ aa4 j) ( ) =⋅ 23 aa k) =⋅ 425 b 31. Efetue as multiplicações e divisões: a) =4 223 5 .. baaba b) =223 2 4.4 xaxa c) =xx .10 3 d) =yxyxxy 33 22 .. e) =⋅⋅ 43 aaa f) = 3 3 5 a a 32. Efetue: a) = 8 3 4 2 a a b) = 4 5 6 23 ba ba c) = 3 4 32 xy yx d) =⋅4 6 9 272 e) =⋅⋅ 43 3 153 bbb f) =4 6 25.5 125.3 33. Quando 3 2 −=x , o valor numérico da expressão 23 2 −− xx é: a) 0 b) 1 c) –1 d) 3 1 e) 3 2 − 34. Se 63=x e 39=y : a) x é o dobro de y; b) 1=− yx c) yx = d) y é o triplo de x; e) 1=+ yx 35. Racionalize as frações: a) x 1 b) 4x 2 + c) x1 3 − d) 3 x 4 30 RE S P O S T A S D O S E X E R C Í C I O S 1ª Questão: a) 36 h) 16 81 o) 25 9 b) 36 i) 16 81 c) –36 j) 8 27- d) –8 k) 0 e) –8 l) 1 f) 1 m) 1 g) 1 n) -1 2ª Questão: d) 3ª Questão: a) 263 cba b) 8x 4ª Questão: a) 5ª Questão: 4 65 A = 6ª Questão: a) 7ª Questão: 9 73 8ª Questão: a) 0,125 b) 0,01 c) 0,25 9ª Questão: a) 10a d) 43y 8x g) 68x j) 62 8 b4a 25x b) 5a e) 481x h) 96ba 125 k) 8a 81 c) 3 8 c ba 4 f) 15x i) 8 4 b a 81 10ª Questão: 36 25 a = 31 11ª Questão: a) E = 3n b) F = 2n –3 c) G = 5 n + 4 . 2 12ª Questão: a) 10 1 c) 3 2 e) 10 9 b) 4 1 − d) 10 1- f) 10 15 13ª Questão: a) 3 a b) 3 62 ⋅ c) tt3 ⋅ d) 3t 14ª Questão: a) 2 1 7 c) 5 2 3 e) 3 2 x b) 4 3 2 d) 6 5 a f) 2 1 3 − 15ª Questão: a) 5 2 c) 4 x e) 7 5a g) 5 2 1 nm b) 3 24 d) 8 1 f) 4 3ba h) 4 3m 1 16ª Questão: c) 17ª Questão: a) 5 c) 6 e) 0 g) -5 b) 3 d) 1 f) 7 h) –2 i) -1 18ª Questão: a) 3 5 2 c) 4 3 3 e) 8 9 2 b) 3 2 5 d) 7 4 3 f) 2 1 5 19ª Questão: a) 2a d) 10 x g) 4 11 j) b a 2 b) 36ab e) 5 4a 5 h) 24xy k) 3 2 yz 4x c) 2ab 3 2 ⋅ f) x10 i) 5 1 32 20ª Questão: a) 52 xa c) aba ⋅ e) 3 26 ⋅ b) cba 2 d) xa 25 f) 5 21ª Questão: 102− 22ª Questão: a) 3 2 12 11 ⋅− b) 5 15 2 c) 223 + d) 45 6974 −− 23ª Questão: a) 74 c) 52312 −− e) 44 32763 ⋅+⋅ g) 5 22 ⋅− b) 292− d) 103 f) 3 410 ⋅ h) 3 344 ⋅ 24ª Questão: a) x− c) 3123 a⋅− e) aaxa −− g) xyx . 10 89 . 6 − b) ba 8716 +− d) 42 )12( aaa ⋅− f) ba 132 4 −⋅− h) 4 c 8 bc ⋅ − 25ª Questão: a) m25− b) m31 c) m65− d) m71 26ª Questão: a 2 y − 27ª Questão: a) 78 c) 3 313 ⋅ e) 5 43 ⋅ g) 24 b) 214 d) 1012 f) 24 h) 1 i) 5 28ª Questão: a) xx 22 b) 28 c) xxy )27( − 29ª Questão: a) xxa )( + b) aaa )123( 2 −+ c) 25 +x d) )(4 aba − 30ª Questão: a) x d) 6 1 x g) 2 15 x j) 2 7 a b) x4 e) x h) 3 5 a k) 5b4 c) a6− f) x -7 i) 4 3 a 33 31ª Questão: a) ba 3 8 ⋅ c) 5 4 x e) 12 aa ⋅ b) 3 242 xaax ⋅ d) 3 222 yxyx ⋅ f) 6 a 32ª Questão: a) 8 1 a c) 12 5 6 1 y x ⋅ e) 12 bb5 b) 12 1 4 3 ba ⋅ − d) 2 f) 5 3 33ª Questão: a) 34ª Questão: c) 35ª Questão: a) x x b) 4x 42x2 − − c) x1 x33 − + d) x x4 3 2⋅ 34 MÓDULO III POLINÔMIOS, PRODUTOS NOTÁVEIS E FRAÇÕES ALGÉBRICAS 35 MÓDULO III – POLINÔMIOS, PRODUTOS NOTÁVEIS E FRAÇÕES ALGÉBRICAS O Módulo III é composto por uma coletânea de exercícios que tem como objetivo ajudá-lo a relembrar itens como: - “Colocar em evidência”; - “Produtos Notáveis”; - “Mínimo Múltiplo Comum”, onde os denominadores são variáveis e não números. I. POLINÔMIOS 1) DEFINIÇÃO: Polinômios são qualquer adição algébrica de monômios. MONÔMIOS: toda expressão algébrica inteira representada por um número ou apenas por uma variável, ou por uma multiplicação de números e variáveis. Exemplos: a) m5 b) 2p c) xy2 d) my Geralmente o monômio é formado por uma parte numérica chamada de coeficiente numérico e por uma parte literal formada por uma variável ou por uma multiplicação de variáveis. Exemplo: { 22 mx2mx2 = Os monômios que formam os polinômios são chamados de termos dos polinômios. Obs. 1: O monômio ay4 é um polinômio de um termo só. Obs. 2: y4x2 + é um polinômio de 2 termos: x2 e y4 . Obs. 3: 4abx2 +− é um polinômio de 3 termos: x2 , ab− e 4. 2) OPERAÇÕES COM POLINÔMIOS 2.1. Adição Algébrica de Polinômios Para somarmos 2 ou mais polinômios, somamos apenas os termos semelhantes. Exemplo: a) Obter o perímetro do triângulo abaixo: Coeficiente Numérico Parte Literal 36 Como perímetro é a soma dos lados,teremos: ( ) ( ) ( ) =+−+++ 3x4x3x1x 22 termos semelhantes =+−+++ 3x4x3x1x 22 termos semelhantes { =++−++ 31x4xx3x 22 43421321 4x3x4 2 +− o resultado é um polinômio. b) ( ) ( ) ( ) =+++−−− xy2xyx34xy4x 22 xy2xyx34xy4x 22 +−−−−− =+−−−−− xy2xyx34xy4x 22 =−−+−−− 32144 344 2143421 24xyxyxy4x3x 22 6xy4x2 2 −−− E X E R C Í C I O S 1) Reduza os termos semelhantes: a) =−−− 2222 46104 aaaa b) =+−− 532 aaa 2) Escreva os polinômios na forma fatorada: a) =+− 234 654 xxx b) =+− 3322 1248 baabba c) =+ 43223 315 xbaxba d) =+++ acabcb 55 e) =+++++ cnbnancmbmam f) =++ 22 2 yxyx g) =++ 962 aa h) =+− 36122 mm i) =− 22 164 yx j) =−122nm k) ( ) ( ) ( )=+−−+−−++ yxyxyxyxxyyxyx 2222222222 65235 l) = −+−+ −+− ++− cbabaccab 6 1 6 1 8 1 2 1 3 1 4 5 m) ( ) ( ) ( )=−−−++−+−− 3,05,11,38,17,04,12,35,2 222 xxxxxx 2x 1+x 343 2 +− xx Primeiro eliminaremos os parênteses tomando cuidado quando houver sinal negativo fora dos parênteses. 37 2.2. Multiplicação Algébrica de Polinômios A multiplicação de um polinômio por outro polinômio deve ser feita multiplicando-se cada termo de um deles pelos termos do outro (propriedade distributiva) e reduzindo-se os termos semelhantes. Exemplo: a) ( ) ( )xxy2x 2 −⋅+ xy2xy2xxxx 22 ⋅−⋅+⋅−⋅= yx2yx2xx 223 −+−= e fica assim. b) ( ) ( )b2a3ba2 −⋅+ b2ba3bb2a2a3a2 ⋅−⋅+⋅−⋅= bb2ab3ba22aa32 ⋅⋅−⋅⋅+⋅⋅⋅−⋅⋅⋅= 22 2346 bababa ssemelhantetermos −+−= 44 344 21 22 b2aba6 −−= c) ( ) ( ) =+−⋅− 2p3p1p2 2 =−++−− =−+−+− =⋅−⋅+⋅−⋅+⋅−⋅ 2p3p4pp6p2 2p3pp4p6p2 21p31p12p2p3p2pp2 223 223 22 32143421 876 2p7p7p2 23 −+− d) ( ) ( ) =−⋅− yy3xy4xxy 22 =+⋅⋅⋅⋅⋅−−⋅⋅⋅⋅ =⋅+⋅−⋅−⋅ 222222 2222 yx4yyxx34xyyyxx3 yyx4yx3yx4yxyyx3xy Conserve a base e some os expoentes. 38 2224223 yx4yx12xyyx3 +−− não há termos semelhantes Obs.: No item fatoração de polinômios veremos outras formas de apresentar esta resposta. 2.3. Divisão Algébrica de Polinômio Divisão de um polinômio por um monômio A divisão de um polinômio por um monômio deve ser feita dividindo-se cada termo do polinômio pelo monômio. Exemplo: a) ( ) =÷+− 3234 x5x15x20x10 3 2 3 3 3 4 3 234 x5 x15 x5 x20 x5 x10 x5 x15x20x10 +−= +− = x 34x2 x 1314x2 x314x2 x3x4x2 x 5 15 x 5 20 x 5 10 1 1 101 323334 +−= ⋅+⋅−= +⋅−= +−= ⋅+⋅−⋅= − − −−− ou 3 2 3 3 3 4 3 234 x5 x15 x5 x02 x5 x10 x5 x15x20x10 +−= +− x 34x2 xx x314 x xx2 x x3 x x4 x x2 2 2 3 3 3 2 3 3 3 4 +−= ⋅ ⋅ +⋅− ⋅ = +−= / / / / / / b) ( ) =÷− 224334 yx7yx7yx28 22 43 22 34 22 4334 yx7 yx7 yx7 yx82 yx7 yx7yx28 −= − = Como 22yx7 é mínimo múltiplo da fração, podemos separar em duas frações. 39 22 212 24232324 xyyx4 yx1yx4 yx1yx4 −= ⋅⋅−= ⋅⋅−⋅⋅= −−−− ou 22 43 22 34 22 4334 yx7 yx7 yx7 yx82 yx7 yx7yx28 −= − 22 22 22 222 22 122 xyyx4 xy1yx4 yx.1 yyxx1 yx yyxx4 −= =−= /⋅/ ⋅/⋅⋅/⋅ − /⋅/ ⋅/⋅/⋅ = // // // //2 Obs.: Na parte de fatoração de polinômios, veremos outras formas de apresentar esta resposta. EXERCÍCIOS 3) Calcule: a) =+− )4)(3(5 xxx b) =−+ ))(2(3 babaab c) =+−− )1)(1)(1( 2 aaa d) ( )( ) =−2 24 7 2135 a aa e) ( ) =− − xy xyyx )( 33 f) ( )( ) =− −− 2 357 6 722442 y yyy g) ( )( ) =−+ abc abccabbca 5 502510 222 h) = +− ab abbaba 2 7 4 5 2 2 1 2222 i) =+ 2 3a2 j) a 1a5 2 + 4) Escreva os seguintes polinômios na forma mais reduzida: a) ( )( ) =−−+ 222 2axxaax b) ( )( ) ( ) =+−−+− yxayxayx 2 c) ( )( ) ( )( ) =−−−−−−+ cbcbabacba d) ( )( )( ) ( )( ) =++−−−+ 22 2323 yxyxyxyxyx e) ( ) ( )( ) ( )[ ]=+−+−+ 2222 xaaxxaxa f) ( )=−−− 132.3 2 xxx g) ( ) =++ xyyxyx 3.5 22 h) = − 2 1 4 1 . 5 2 xx i) = + 2 3 4 3 .4 aa II. PRODUTOS NOTÁVEIS No cálculo algébrico alguns produtos são muito utilizados, e são de grande importância para simplificações realizadas em expressões algébricas. Devido a importância, estes produtos são chamados de produtos notáveis. Abaixo, enumeramos os mais utilizados: 40 1) ( ) ( ) 22 yxyxyx −=−⋅+ 2) ( ) 222 yxy2xyx +±=± 3) ( ) 32233 yxy3yx3xyx ±+±=± Todos estes produtos são desenvolvidos apoiados na propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição e subtração. Se lembrarmos deste detalhe não precisaremos mais decorá-los, observemos: a) ( ) ( ) =+⋅− yxyx =−/−/+ 22 yxyyxx 22 yx − b) ( ) =+ 2yx ( ) ( ) =+++=+⋅+ 22 yxyxyxyxyx 22 2 yxyx ++ c) ( ) =− 2yx ( ) ( ) =+−−=−⋅− 22 yxyxyxyxyx 22 2 yxyx +− d) ( ) =+ 3yx ( ) ( ) ( ) ( ) =++⋅+=+⋅+ 222 2 yxyxyxyxyx =+++++= 322223 22 yxyyxxyyxx 3223 33 yxyyxx +++ Como utilizaremos os produtos notáveis? Exemplos para simplificações: a) ( )( ) ( ) ( )yx 3 yxyx yx3 yx y3x3 notável produto22 − = −⋅+ + → − + b) ( ) 16x8x44.x.2x4x 2222 ++=++=+ Obs.: ( )24x + jamais será igual a 16x 2 + , basta lembrarmos que: ( ) ( ) ( ) 16x8x16x.44.xx4x4x4x 222 ++=+++=+⋅+=+ c) ( )32a − jamais será 8a 3 − , pois: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) =+−⋅−=−⋅−=− 4a4a2a2a2a2a 223 { { 8a12a6a8a8a2a4a4a 23223 −+−=−+−+− EXERCÍCIOS 5) Desenvolva os produtos notáveis: a) ( )2ba + b) ( )232 +a c) ( )243 yx + d) ( )2ba − e) ( )232 −a f) ( )243 yx − 41 Observemos que b é o fator comum, portanto, deve ser colocado em evidência com o menor expoente. g) ( ) )( baba −+ h) ( )( )3232 −+ aa i) ( )( )yxyx 3434 −+ j) 2 2 1 −y k) ( )22hd − l) ( )( )3535 −+ m) ( )( )1212 +− 6) Sabendo que a – b = 5 e a + b = 20, determine quanto vale a2 – b2. III. ALGUNS CASOS DE FATORAÇÃO DE POLINÔMIOS A fatoração de polinômios será muito usada para simplificação de expressões algébricas e para obter o mínimo múltiplo comum (m.m.c.) de frações algébricas. 1. Fatoração pela colocação de algum fator em evidência Exemplos: a) 2bab − Então ( )babbab 2 −=− Ao efetuarmos o produto ( )abb −⋅ , voltaremos para a expressão inicial 2bab − . b) by4ay2 + Assim: ( )b2ay2by4ay2 +=+ c) xb8bx16bx4 223 −− 2y é o fator comum; 2 é o mínimo (menor) divisor comum de 2 e 4; Portanto 2y deve ser colocado em evidência. Fator comum 2bx (as variáveis b e x com seus menores expoentes) 2 é o mínimo (menor) divisor comum de 4, 16 e 8. Portanto, 2bx deve ser colocado em evidência. a b abbab ==÷ b b bbb 2 2 ==÷ a y2 ay2y2ay2 ==÷ b2 y2 by4y2by4 ==÷ 42 ( )b4x8x2bx2xb8bx16bx4 2223 −−=−− d) ( )3225322my2ymymym2 −=− Obs.: As variáveis que aparecem em todos os termos do polinômio aparecerão no fator comum sempre com o menor expoente. EXERCÍCIO 7) Simplifique as expressões: a) ( ) = + + ba ba 2 b) ( )( ) =++ ⋅++ xcba xcba c) ( ) = + + ba ba 55 33 d) = + + 1515 55 b aab e) = ++ + 22 2 baba ba f) = − − 1 1 2a a g) = ++ − 96 9 2 2 xx x h) = − − 2 2 26 39 bab aba IV. FRAÇÕES ALGÉBRICAS As frações que apresentam variável no denominador são chamadas de frações algébricas. Exemplos: t m2 , y t4 , x 2 2 As operações de adição, subtração, multiplicação e potenciação de frações algébricas são exatamente iguais às operações realizadas com frações não algébricas. A seguir trazemos alguns exemplos: 2 3 3 x2 bx2 bx4bx2bx4 ==÷ x8 bx2 bx16bx2bx16 2 2 −= − =÷− b4 bx2 xb8bx2xb8 2 2 −= − =÷− 2ymym2 2222 =÷ 3 22 53 2253 my ym ymymym ==÷ 43 1. Adição e Subtração Tanto na adição como na subtração de frações, devemos obter o m.m.c. dos denominadores. Exemplos: a) y4 1 x2 3 + =+ y4 1 x2 3 xy4 xy6 + b) 22 2 x8 y xy3 2 y x −+ M.m.c. entre 2222 yx24x8exy3,y = =−+ 22 2 x8 y xy3 2 y x 22 34 24 31624 yx yxyx −+ 24222 2 22 22 yx24xyx24 yx24 y yx24 yyx24 =• ==÷ x162x8 x8 xy3 yx24 xy3yx24 2 22 222 =• ==÷ 32 2 2 22 222 y3yy3 y3 x8 yx24 x8yx24 =• ==÷ m.m.c. dos denominadores =4 xy. 4 é o m.m.c. de 2 e 4. xy → todas as variáveis que aparecem nos denominadores comporão o m.m.c. com seus maiores expoentes. y63y2 y2 x2 xy4 x2xy4 =⋅ ==÷ x1x x y4 xy4 y4xy4 =⋅ ==÷ 24 é o m.m.c. entre 1, 3 e 8; 22yx são as variáveis com seus maiores expoentes. 44 VOCÊ SABE A DIFERENÇA ENTRE MMC e MDC ? Qual a diferença entre m.d.c. e m.m.c.? m.d.c. ⇒ mínimo divisor comum. Usado quando determinamos fatores comuns (aquilo que aparece em todos os termos) para colocar em evidência. Ex.: a) 2, 4, 6 ⇒ m.d.c. é 2, pois 2 é o menor número que divide 2, 4 e 6. b) 10, 15, 20 ⇒ m.d.c. é 5, pois 5 é o menor número que divide 10, 15 e 20. m.m.c. ⇒ mínimo múltiplo comum. Usado quando somarmos ou subtrairmos frações. Qual é o mmc de 2,4 e 6 ? Observe: múltiplos de 2 : 2,4,6,8,10,12,14,16,18,.... (como se fosse a tabuada do 2) múltiplos de 4 : 4,8,12,16,20,24,28,32,.....( como se fosse a tabuada do 4) múltiplos de 6 : 6,12,18,24,30,36,,...........(como se fosse a tabuada do 6) O número 12 é o menor dos múltiplos de 2, 4 e 6 por isso é chamado de mínimo múltiplo comum.(mmc). No entanto não é necessário recorrer a este modo para determinar o mmc de vários números. Pode-se usar a regra prática de a decomposição simultânea em fatores primos.. Ex.: a) 2, 4, 6 ⇒ m.m.c. é 12. b) 10, 15, 20 ⇒ m.m.c. é 60. Nos exemplos “c” e “d” a seguir, para obter o mmc dos denominadores teremos que escrevê-los na forma fatorada. c) x39 x xx3 3 2 − − − Fatorando os denominadores: ( ) ( )x33x39 x3xxx3 2 −=− −=− M.m.c. dos denominadores fatorados ( )x3x − e ( )x33 − será: ( )x3x3 − Assim ( ) ( ) =−−−=−−− x33 x x3x 3 x39 x xx3 3 2 ( )x3x3 x9 2 − − Mas ainda podemos melhorar o resultado: 605.3.2.2 5 3 2 2 1,1,1 5,5,5 5,15,5 10,15,5 20,15,10 = 123.2.2 3 2 2 1,1,1 3,1,1 3,2,1 6,4,2 = Denominadores fatorados m.m.c. produto de todos os termos que aparecem nos denominadores ( ) ( ) ( )( ) 2 xxx que temose x x33 x3x3 x33x3x3 =• = − − =−÷− ( ) ( ) ( )( ) 933 que temose 3 x3x x3x3 x3xx3x3 =• = − − =−÷− 45 ( ) ( )( ) ( ) x3 x3 x3x3 x3x3 x3x3 x9 notável produto2 + = − +− → − − d) ya 1 ya ya ya a 22 + + − − + − Procuramos escrever os denominadores na forma fatorada: ( )( ) notável produto yayaya 22 →+−=− Assim teremos: ( )( ) =++++−=+++− − + − ya 1 ya 1 ya a ya 1 yaya ya ya a ( ) ( )( ) ( )( )yaya y2a2aya yaya yayayaa 2 −+ −++ = −+ −+−++ 2. Multiplicação e divisão de frações algébricas A multiplicação e divisão de frações algébricas é exatamente igual a de frações numéricas, ou seja não é necessário obter o mmc dos denominadores. Multiplica-se numerador por numerador e denominador por denominador. Exemplos: a) xy3 4 xy3 y4 y 1 3 y2 x 2 22 ==⋅⋅ b) yx 12 yx 12 yx 3 x 4 3 yx x 4 32122 = ⋅ =⋅= + m.m.c dos denominadores será ( )( )yaya −+ 46 EXERCÍCIOS 8. Calcule: a) =−+ y a y a y a 23 b) = + + + + − − + − yx x yx x yx x 123 c) =−+ b a b a b a 2 3 3 2 d) =−+ x a x a x a 4 3 2 2 3 e) =− xx 4 32 2 f) = − + + 2 23 a a a g) = − + − − + 1 1 22 13 x x x x h) = − + + baba 11 i) = + − + + 1 22 2 b a aab ab j) 4 124 2 2 2 2 2 − − + − + + − x x xx x k) ba b ba b ba a + + − + − 22 22 l) ab ba a ba b ba 22 + + + − + m) = + + − − − − 2 2 4 12 2 2 2 xx x x x n) = − − − + + + − 1 4 1 1 1 1 2y y y y y y o) = + +− x x x 3 3 2 p) =⋅ y x 5 3 2 q) =−⋅+ y ba x ba r) = + ⋅ + 2 2 3 3 a a a a s) = − ⋅ − 5 2 3 5 a aa t) =⋅⋅ x y y a a x 32 22 8 3 u) = − − ⋅ − + nm ba ba nm )(2 v) = − ⋅ − nm nm 3 6 22 w) = − + ⋅ + + 4 63 1 2 2 x x x xx x) = + ⋅ − 1 212 a x x a y) = x a a 2 3 z) = − − x xa xy xa 22 9. Calcule: a) = − + x x x x 3 25 2 5 2 b) = ++ − a xx a x 9124 94 2 2 2 47 c) ( ) =− − ba a ab a 2 2 2 2 2 d) = − − 4 2 22 yx yx e) = 2 7 5 b a f) = − −33 m a g) = 2 2 32 b a 10. Efetue: bccb b a x xx a 322 4 32 3 1)32) +−−+ h) = −1 3 2 4 5 y x i) = −3 25 2 b a j) = 02 c ab k) = 22 4 3 c ba l) = − −2 ba a m) = − −2 43 2 x x n) = + − 2 ba ba RE S P O S T A S D O S E X E R C Í C I O S 1ª Questão: a) 2a 16- b) 30 19a − 2ª Questão: a) ( )6 5x -4xx 22 + d) c)a)(b(5 ++ g) 23)(a + j) 1) 1).(mn- (mn + b) ( )22b3a 1 -2ab4ab + e) c)bn)(a(m +++ h) 26)-(m k) 2222 3xy-y5xyx + c) ( )322 bx 5a xb3a + f) 2y)(x + i) 4y) 4y).(2x-(2x + l) ( ) 24 12c 8b-3a + m) 1,1- 0,9x -0,1x2 3ª Questão: a) 60x- 5x 5x 2 3 + d) 3 - 5a 2 g) 10c-5b2a + j) a 1 a5 + b) 3223 3ab-b3a-b6a e) 22 y x- + h) ( ) 140 40b 28a-35ab + c) 12a-a 24 + f) 12y 4y 7y- 35 ++ i) 2 3 a + 4ª Questão: a) 242 2ax-x -a c) 22 c -ab- bc a + e) 322 2x-xaax- + g) 3223 3xyy15xy3x ++ b) 3ay-2y3xy-x 22 + d) y5x-5xy- 22 f) 3x9x6x- 23 ++ h) 5 x - 10 x2 i) 6a 3a 2 + 48 5ª Questão: a) 22 b2aba ++ d) 22 b2ab-a + g) 22 b-a j) 41+y-y 2 b) 912a4a 2 ++ e) 912a-4a 2 + h) 9-4a2 k) 22 4h4hd-d + c) 22 16y24xy9x ++ f) 22 16y24xy-9x + i) 22 9y-16x l) 2 m) 1 6ª Questão: 100 7ª Questão: a) ba + c) 5 3 e) ( )ba 1 + g) 3x 3-x + b) 1 d) 3 a f) ( )1a 1 + h) 2b 3a 8ª Questão: a) y 4a h) ( )22 b-a 2a o) ( )x3 9 + v) 2 nm + b) ( )yx x + i) ( )1ba b + p) 3y 10x w) ( )2-x 3x c) 6b a j) 4-x 4-2xx 2 2 + q) xy b-a 22 x) 2a-2 d) 12x 7a k) ( ) ( )b-a ba + r) 65aa 6a 2 2 ++ y) 3a x e) ( ) 24x 3x-8 l) b 2a s) 3 2a z) ( ) y xa + f) ( )2aa aa − −+ 652 m) ( )2-x 4 t) 2 3xy 2 g) 2 1 n) ( ) ( )1y 2-2y + u) ( )n-m2 nm + 9ª Questão: a) 102 3 −x d) yx + 2 g) 4 6 b 4a k) 2 24 16 9 c ba b) )32( 32 + − xa x e) 2 2 49 25 b a h) 2 3 5 4 x y l) 22 2 2 baba a +− c) ( )2−ab a f) 3 3 27a m − i) 125b6/8 a3 m) 2 2 4 16249 x xx +− j) 1 n) 22 22 2 2 baba baba ++ +− 10ª Questão 2 332) ax xaxa a −+ ( não dá para simplificar) 32 223 12 9244) cb bcbcb +− (não dá para simplificar) 49 MÓDULO IV EQUAÇÕES DE PRIMEIRO E SEGUNDO GRAU COM UMA INCÓGNITA 50 Fácil !! MÓDULO IV – EQUAÇÕES DE 1º E 2º GRAU COM UMA INCÓGNITA O objetivo deste módulo é revisar a resolução de equações de 1º e 2º grau na incógnita x. A resolução destas equações quando seus coeficientes são numéricos não apresentam grandes problemas. No entanto, é nas equações literais, ou seja, quando os coeficientes também são incógnitas ou variáveis, que a resolução pode parecer um pouco mais complexa. Separamos o capítulo em 2 partes: 1ª Parte: Equações de 1º grau com 1 incógnita. 2ª Parte: Equações de 2º grau com 1 incógnita. 1ª PARTE: EQUAÇÕES DE 1º GRAU COM 1 INCÓGNITA As equações abaixo são equações de primeiro grau. Observamo que elas têm apenas uma “letra”, cujo expoente é 1 (quando o expoente não aparece assumimos que ele vale 1), esta letra será chamada de variável e os números da equação serão chamados de coeficientes. x.incógnita nagrau 1º de equações 1x32x d) 0x9 c) 03x4 b) 01x2 a) −=− =− =− =+ As equações abaixo são equações de primeiro grau, mas observando-as verificamos que elas têm mais de uma “letra”. Neste caso é preciso definir qual delas será a variável e desta forma as outras letras que aparecem serão tratadas como números. x.incógnita na literaisgrau 1º de equações 9bax g) 0px f) 02mx e) =+ =+ =+ Nas equações (e), (f) e (g), as variáveis m, p, a e b serão tratadas como números, elas serão chamadas de coeficientes, pois estamos assumindo que a variável da equação será “x” . RESOLUÇÃO DAS EQUAÇÕES DE 1º GRAU NA INCÓGNITA “X” Resolver uma equação de 1º grau na incógnita x, significa determinar o valor de x que satisfaça a equação dada. Exemplos: Resolver as equações dadas assumindo que x é a variável: a) 10x5 = x =10/5 2x = ⇒ pois 1025 =⋅ b) mx + p = 0 pmx −= m p x −= será? 51 Verdadeiro !! Neste exemplo a resolução parece simples, mas por estarmos trabalhando com letras a verificação não é tão imediata e nem tão fácil de visualizar. Vejamos como deve ser feita a verificação neste caso: Devemos substituímos m p x −= na equação 0pxm =+⋅ para verificar se a igualdade será satisfeita: 0p m p m =+ −⋅ 0pp =+− 00 = Se o valor de x não estivesse correto não chegaríamos a uma igualdade. Observemos o exemplo a seguir: c) 06x3 =+− 6x3 −=− 3 6 x − = 2x −= Neste caso, pela verificação, notamos que a resolução não está correta . Surge então a pergunta: “O que foi feito errado?” Observe: 06x3 =+− 6x3 −=− 6x3 −=− Continuando a resolução e seguindo o raciocínio de passar para o outro lado, é muito comum dizermos que o número –3 que está multiplicando vai passar dividindo com sinal contrário. 2 3 6 x −= − = E é nessa passagem que acontece o erro!! Uma equação é uma igualdade, e para que esta igualdade não seja alterada, toda operação aplicada em um dos membros da equação deve ser aplicada no outro, este método é chamado de princípio de equivalência de equações. Observe: 525 = . Mas se elevarmos apenas um dos membro da equação ao quadrado: ( ) 525 2 = a igualdade será alterada, pois teremos 525 = Agora se elevarmos os dois membros (lados) da equação ao quadrado teremos: ( ) 22 525 = , e a igualdade não será alterada , pois teremos 25 = 25. Verificação: Substituindo 2x −= na equação 06x3 =+− teremos: 012 066 0623 06x3 = =+ =+−⋅− =+− Falso !! Quando resolvemos uma equação costumamos dizer que o número 6 passou para o outro lado da equação com sinal contrário. Como regra prática até aceitamos este raciocínio, mas na verdade não é isto que ocorre. 52 Verdadeiro !! Assim para resolvermos a equação 06x3 =+− , devemos isolar a variável x e começaremos eliminando o número “6” do 1º membro da equação, subtraindo dos dois membros o número “6”. 63 +− x 6− 0= 6− Teremos então : 6x3 −=− Para eliminarmos o número “–3” que multiplica “x” , devemos dividir os 2 membros da equação por “–3”. 3 6 3 3 − − = − − x E fazendo as devidas simplificações temos que 2x = Se os sinais negativos atrapalham, então antes da divisão multiplicamos os dois membros da equação por “ –1”. ( ) ( )16x31 −⋅−=−⋅− Obtendo : 6x3 = E então dividimos os dois membros da equação por “3”. 3 6 3 3 = x E da mesma forma fazendo as devidas simplificações otemos: 2x = A seguir trazemos a verificação da solução encontrada substituindo 2x = na equação 06x3 =+− : -3.x + 6 = 0 -3. 2 + 6 = 0 066 =+− 00 = Outros exemplos: d) Resolver a equação 4xx7 =− . Solução : 4xx7 =− 3 2 x 6 4 x 4x6 = = = Se você tem dificuldade de entender esta resolução, siga algumasdicas: No 1º membro, temos 7x – x, onde “x” é o fator comum e podemos colocá-lo em evidência. ( ) 417x 4xx7 =−⋅ =− 46x =⋅ 7xx7 =÷ 1xx =÷ Dividimos os termos 7x e x pelo fator comum x. 53 Verdadeiro !! ⇒ m.m.c. = 6a Agora como “6” está multiplicando “x”, para eliminá-lo dividiremos os dois membros da equação por “6”: 6 4 6 6x = / /⋅ Fazendo as devidas simplificações teremos: 6 4 x = ou 3 2 6 4 x 2 2 == ÷ ÷ Outra Solução: 7x – x = 4 7x-1x = 4 6x = 4 3x = 2 (dividimos os dois membros da equação por 2 ) x =2/3 ((dividimos os dois membros da equação por 3 ) Faremos a verificação da solução encontrada substituindo 3 2x = na equação 4xx7 =− : 7x – x = 4 44 4 3 12 4 3 2 3 14 4 3 2 3 27 = = =− =−⋅ e) Resolva equação : a x a x −=+ 3 11 2 Para resolvermos essa equação, começaremos fazendo o m.m.c. do denominador. a x 3 1 a 1 2 x −=+ a6 x6a2 a6 6ax3 − = + Como regra prática, muitas vezes cancelamos os denominadores iguais, mas existe sempre a dúvida. Será mesmo que é possível cancelar os denominadores por serem iguais? SIM, por causa da igualdade e lembrando que eles não desaparecem simplesmente, e que para isolar a variável “x”, devemos, neste exemplo, começar eliminando os denominadores e como eles estão “dividindo”, então “multiplicamos” dois membros da equação por “6a ”. 6 é m.m.c. de 2 e 3; a é a única variável que aparece. 54 Se cancelarmos o denominador, a igualdade continuará sendo verdadeira,pois 5/3=5/3 e 5=5. Assim teremos: a6 x6a2 a6 6ax3 − = + ( ) ⋅ + a6 6ax3 a6 ( ) ⋅−= a6 x6a2 a6 E ,depois de multiplicar os dois membros da equação por “6a”, podemos fazer as devidas simplificações que fazem com que os denominadores desapareçam, e é por isso que ele “somem”. Esta passagem não precisa aparecer na resolução, mas se lembrarmos dela, nunca teremos dúvidas quanto à eliminação dos denominadores. IMPORTANTE: Se não existir a igualdade, não podemos cancelar o denominador, pois estaremos alterando o resultado final da expressão.Observe o exemplo abaixo: ? 3 4 3 1 =+ 3 41 + = ? (como os denominadores são iguais podemos somar os numeradores) A resposta é 3 5 , observamos neste exemplo que se cancelarmos o denominador mudaremos a resposta de 3 5 para 5 . Mas se a expressão for: 3 5 3 4 3 1 =+ 3 5 3 41 = + 3 5 3 5 / = / 55 = A diferença está, então, na existência ou não do sinal de igual. EXERCÍCIOS 1. Determine o conjunto solução de cada uma das seguintes equações: a) xxxx 292354 −=−+− b) ( ) ( )[ ] ( )23142336 +−−=−−−−−− xxx c) ( ) ( ) ( ) 71242343211 ++−=−−− xxx d) ( ) ( ) ( )1345223326 −−+=−− xxx e) 15 1 3 1 30 1 5 1 15 1 −=−+ xxx f) yy 3 1 4 12 6 1 −=+− g) 3 1 2 7 4 3 − += + xx h) 24 1 2 3 6 1 x x xx − =+ i) y y y y − += − − 12 1 1 1 j) 3 2 3 1 9 5 2 − + + = − ttt 55 ⇒ Como a variável da equação foi definida como “x”, as letras “m” e “p” são consideradas coeficientes. ⇒ Como no exemplo anterior, as letras “k” e “t” são consideradas coeficientes. 2. Sendo x a incógnita, resolva as seguintes equações literais: a) mmx 9158 =− b) bxccbx 41195 +=+ c) 87 +−=+ bxax d) mxamaxaax −+=− 22 e) ( ) ( ) 02 =++−− xbaaxba f) 3 4 2 xm m xm − =+ + g) bax =−2 h) aax 47 =+ i) axbx +=+3 j) ( ) ( )12423 +=+− xmmxxm k) 2 3 4 5 3 axax =− com a ≠ 0 l) ( ) ( )mxxmx −=−+ 12 com m ≠ 0 2ª PARTE: EQUAÇÕES DE 2º GRAU COM 1 INCÓGNITA Toda equação representada na forma 02 =++ cbxax , com a ≠ 0, é chamada de equação de 2º grau com uma incógnita, neste caso “x”. Exemplos: a) = = = =++ 6c 3b 2a 06x3x2 2 (equação de segundo grau completa , pois : 0≠≠≠ cba ) b) 5c 0b 1a 05x0x ou 05x 2 2 = = = =++ =+ (equação de segundo grau incompleta , pois : 0=b ) c) 0c 1b 3 1a 00xx 3 1 ou 0x 3 x 2 2 = = = =++⋅ =+ (equação de segundo grau incompleta , pois : c = 0) d) − = = −= =−+− 3 1c 9b 1a 0 3 1 x9x2 e) = = = =++ 4c pb ma 04pxmx2 f) = = = =++ tc kb 1a 0tkxx2 56 IMPORTANTE: • Para que tenhamos uma equação de 2º grau o coeficiente de “ 2x ” nunca poderá ser zero. • Os coeficientes literais de uma equação devem ser tratados como números no momento de sua resolução . RESOLUÇÃO DAS EQUAÇÕES DE 2º GRAU NA INCÓGNITA “X” 1º Caso: Equações de 2º grau completas, ou seja, 0≠≠≠ cba (a, b e c não são nulos) Temos sempre que lembrar que resolver uma equação na variável “x” significa determinar o valor de “x” que satisfaça a equação dada. No caso de uma equação de 2º grau do tipo : 02 =++ cbxax , os valores de “x” que satisfazem esta equação são obtidos através da fórmula : a acbb x 2 42 −±− = , conhecida como FÓRMULA DE BÁSKARA Uma equação de 2º grau, pode ter 2 soluções, uma solução ou nenhuma. Abaixo, trazemos 3 exemplos ilustrando cada uma dessas situações. Toda equação de 2º grau pode ser resolvida com a utilização da fórmula de Báskara, portanto devemos começar a resolução identificando os coeficientes “a”, “b” e “c” . Exemplos: Resolver as equações do segundo grau, sendo “x” a variável. a) = −= = =+− 3c 4b 1a 03x4x2 ( ) ( ) 2 44 x 2 12164 x 1.2 3.1.444 x a2 ac4bb x 2 2 ± = −± = −−±−− = −±− = = / / = − =′′ = + =′ ± = 1 2 2 2 24 x 3 2 24 x 2 24 x Solução: 1x = e 3x = Verificação: devemos substituir x = 1 e x = 3 na equação 03x4x2 =+− . Os parênteses ajudam a não confundir sinais Duas soluções 57 Verdadeiro !! Verdadeiro !! Verdadeiro !! Para 1x = Para 3x = 033 0341 031.41 03x4x 2 2 =+− =+− =+− =+− 033 03129 033.43 03x4x 2 2 =+− =+− =+− =+− Logo existem dois valores de “x” que satisfazem a equação dada, x = 1 e x = 3. b) −= = −= =−+− 1c 2b 1a 01x2x2 ( ) ( ) 1 2 2 x 2 02 x 2 442 x 1.2 1.1.422 x a2 ac4bb x 2 2 = − − = − ±− = − −±− = − −−−±− = −±− = 1x = Verificação: Para 1=x teremos 01x2x2 =−+− ( ) 022 0121 011.21 2 =+− =−+− =−+− c) Muita atenção neste exemplo : = −= = =+− 9c 1b 2a 09xx2 2 a2 ac4bb x 2 −±− = ATENÇÃO: O sinal de “ –” não está ao quadrado. ⇒ Há apenas um valor de “x” que atende a equação. Uma solução 58 ( ) ( ) 4 711 x 4 7211 x 2.2 9.2.411 x 2 −± = −± = −−±−− = Obs.: Curiosidade!!! Estaequação admite soluções pertencentes ao conjunto dos números complexos. Nos números complexos 1−=i , assim teríamos: ⋅− =′′ ⋅+ =′ ⋅± = ⋅−± = ⋅−± = 4 711 4 711 4 711 4 7111 4 7111 i x i x i x x x Este tipo de equação não será abordada nos exercícios propostos. EXERCÍCIO 3. Resolva as equações: a) 02832 =−+ xx b) 02092 =−+− xx c) 0243 2 =+− xx d) 09124 2 =++ xx e) 0675 2 =+−− xx f) 0242 =−+− xx g) ( ) 721412 2 −−=−− xxxx h) ( )( ) ( ) 172.834.34 −=−−+− xxxx i) ( ) ( ) 936423 2 −=+−−− xxx j) 310 =− x x k) 06332 =+− xx l) 1327 22 −−=+ xxxx m) 93 1 29 2 xxx +=− n) 4 5 8 51 4 2 −=− xx o) 652 =+ xx p) ( ) 2401 =+xx q) ( ) ( )723 2 +=+ xxx r) ( )( ) ( )2123 +=−+ yyyy s) ( ) ( )( )5112 ++=− xxxxx Mais um exemplo: d) 032 22 =−+− mmxx Neste exemplo , trazemos uma equação de 2º grau literal. A variável “x” é a variável da equação, “m” e “p” serão tratados como constantes. Desta forma o valor de “x” que atenderá essa equação será dado em função de “m” e “ p”. Como 71− não é um número real, não existem valores de “x”, pertencentes ao conjunto dos números reais, que satisfaçam esta equação. Logo, a equação não possui soluções reais. Esse tipo de solução não será foco deste livro! 59 Lembre-se : Os coeficientes literais de uma equação, no momento de sua resolução , devem ser tratados como números (chamados de constantes) . Esta é uma equação literal do 2º grau, do tipo ax2 + bx + c = 0, que tem x como a variável, portanto a sua resolução será feita através da fórmula de Bhaskara: a acbb x 2 42 −±− = . Da equação 032 22 =−+− mmxx temos : −= = −= 2 3 2 mc mb a . Resolução: ( ) ( )( ) ( ) 24 2 4 3 4 4 4 3 4 3 4 3 4 893 22 2433 2 4 222222 mmmm x m mmm x mm mmmmmmmm a acbb x = − − = − +− =′′ = − − = − −− =′ − ±− = = − ±− = − −±− = − −−−±− = −±− = Para fazer a verificação basta substituir “x = m/2” e “x =m”, na equação 032 22 =−+− mmxx e observar que para os dois casos o resultado será zero , o que permitirá concluir que os dois valores de “x” encontrados a equação será satisfeita. Deixamos a esta verificação a cargo do leitor. EXERCÍCIO 4. Determine x nas seguintes equações literais: a) 022 =+ xax b) ( ) 0222 =++− abxbax c) ( )ax xa a +−= − 2 d) 0 2 32 22 =−− axax e) ( ) ( ) a a ax a ax 4 22 = + + − Até agora mostramos exemplos de equações de 2º grau do tipo 02 =++ cbxax , onde os coeficientes “b” e “c” eram diferentes de zero, ou seja, equações de segundo grau completas. Trazemos a seguir 2 exemplos com equações de segundo grau incompletas ,ou seja onde um dos coeficientes “b” ou “c” são nulos. 60 Exemplos: 1) = −= = =− 0c 1b 5a 0xx5 2 ( neste exemplo o valor do coeficiente “c” é zero) Resolução: ( ) ( ) 10 011 x 5.2 0.5.411 x a2 ac4bb x 2 2 −± = −−±−− = −±− = == − =′′ == + =′ ± = 0 10 0 10 11 x 5 1 10 2 10 11 x 10 11 x Solução: 5 1 x = e 0x = 2) −= = = =− mc 0b ma 0mmx2 (neste exemplo o valor do coeficiente “b” é zero) Resolução: a2 ac4bb x 2 −±− = ( ) ( ) 1 m2 m2 m2 m4 x m2 m4 x m.2 m.m.400 x 2 2 2 == ⋅ = = −−±− = Solução: 1x = Observação: 0s exemplos (1) e (2) mostraram equações de 2º grau na variável “x” incompletas , ou seja, um dos coeficientes “b” ou “c” são nulos. Para a resolução usamos a fórmula de Báskara, mas não haveria necessidade. O 2º caso e o 3º caso de resolução de equações de segundo grau, apresentados a seguir, mostrarão outras formas de resolução. 2º Caso: Resolução de Equações de 2º grau sendo o coeficiente “b” nulo Se o coeficiente b é nulo, a equação de segundo grau será do tipo: 0cax2 =+ 61 Para resolver equações do segundo grau deste tipo bastaria isolar “x” , lembrando que os coeficientes literais de uma equação devem ser tratados como números, chamados de constantes, no momento da resolução da equação. Exemplos: a) 0mmx2 =− Faremos a resolução, executando operações que possibilitem que a variável “x” seja isolada: 1x 1x m m x mmx 2 2 2 ±= = = = (m/m = 1) Solução: 1x = e 1x −= b) 09x3 2 =− Faremos a resolução, executando operações que possibilitem que a variável “x” seja isolada: 3x 3x 3 9 x 2 2 ±= = = Solução: 3x = e 3x −= Verificação: para 3x = teremos: para 3x −= teremos: ( ) 00 0933 0933 09x3 2 2 = =−⋅ =−⋅ =−⋅ ( ) 00 0933 0933 09x3 2 2 = =−⋅ =−−⋅ =−⋅ c) 0m4x2 =− Faremos a resolução, executando operações que possibilitem que a variável “x” seja isolada: m2x m4x m4x m4x2 ±= ⋅±= ±= = Solução: m2x = e m2x −= Verdadeiro !! Verdadeiro !! 62 3º Caso: Resolução de Equações de 2º grau sendo o coeficiente “c” nulo A equação será do tipo: 0bxax2 =+ Observamos que o 1º membro da equação apresenta a variável “x” como fator comum, assim para resolver a equação devemos colocar a variável “x” em evidência. Exemplos: Resolva as equações abaixo: a) 0xx5 2 =− Resolvendo a equação colocando a variável “x” em evidência: 0)1x5(x =−⋅ O produto ( )1x5x −⋅ será igual a zero, se e somente se, “x” for zero ou se “ ( )15 −x ” for zero, logo: Para ( ) 01x5x =−⋅ teremos: 0x = ou ( ) 01x5 =− 5 1 x 1x5 = = Solução: 0x = e 5 1 x = Deixamos a verificação a cargo do leitor. b) 0x3px2 =+ Resolvendo a equação colocando a variável “x” em evidência: ( ) 03pxx =+ Novamente O produto ( )3+⋅ pxx será igual a zero, se e somente se, “x” for zero ou se “ ( )3+px ” for zero, logo teremos: 0x = ou ( ) 03px =+ p 3 x 3px − = −= Solução: x = 0 e x = -3/p 1−=−=÷− x x xx x x x xx 5 2525 ==÷ 333 ==÷ x x xx px x px xpx ==÷ 22 Dividimos os termos “5x2” e “–x” pelo fator comum x. Dividimos os termos “px2”e “3x” pelo fator comum x. 63 IMPORTANTE: Salientamos que todas as equações de 2º grau podem ser resolvidas usando a fórmula de báskara. No entanto procuramos com o 2º e com o 3º caso de resolução de equações de segundo grau mostrar que, com algum conhecimento de matemática básica, podemos encontrar caminhos menos trabalhosos. EXERCÍCIOS 5. Determine x nas seguintes equações: a) 093 2 =− xx b) 084 2 =−x c) 042 =− xx d) 032 =− axax e) 02 =− xmx 6. Seja a equação 2092 −+−= xxy , determine o valor de y, quando x for igual a : a) –2 b) 0 c) 1 d) 1/3 e) 2 7. Seja a equação 0672 =+−−= xxy , calcule: a) o valor de y, quando x for igual a (–3); b) as coordenadas do vértice da parábola que representa esta equação, sendo a b xV 2 − = e a yV 4 ∆− = , onde acb 42
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