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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−=∆ . RE S P O S T A S D O S E X E R C Í C I O S 1ª Questão: a) x =2 d) x = 1 g) x = -29 j) t = 2/3 b) x = 4/5 e) x = 1/2 h) x = -3/17 c) x = 2 f) y = -21/2 i) y = 3 2ª Questão: a) x = 3m d) x = a g) 2 ba x + = j) 5 8 x = b) b 2c x = e) x = 1 h) 7 3a x = k) 14a 15 x −= 64 c) ba 1 x + = f) 5 m x −= i) 2 b-a x = l) 3m m-1 x 2 = 3ª Questão: a) x’= -7; x’’=4 f) x’= 22 − ; x’’= 22 + k) x’= 3 ; x’’= 32 p) x’= -16; x’’=15 b) x’=4; x’’=5 g) x ℜ∉ l) x ℜ∉ q) x’= -9; x’’=1 c) x ℜ∉ h) x = -1 m) x’= -1/2; x’’=6 r) x’= -1/2; x’’=2 d) x= -3/2 i) x’= -3/4; x’’=2 n) x’=1/2; x’’= 2 s) x’= -5/7; x’’=0 e) x’= -2; x’’=3/5 j) x’=-2; x’’=5 o) x’= -6, x’’= 1 4ª Questão: a) 02 =′′−=′ x a x c) 22 axax =′′−=′ e) axax =′′−=′ b) bxax =′′=′ 2 d) 2 23 , 2 2 a x a x =′′ − =′ 5ª Questão: a) 30 =′′=′ xx c) 40 =′′=′ xx e) m xx 10 =′′=′ b) 2±=x d) 30 =′′=′ xx 6ª Questão: a) –42 c) –12 e) 2922 +−=x b) –20 d) –154/ 9 7ª Questão: a) 18 b) 4 73y 2 7 x VV =−= 65 MÓDULO V Razão, Proporção, Regra de Três Simples e Trigonometria 66 MÓ D U L O V RA Zà O , PR O P O R Ç Ã O , RE G R A D E T R Ê S S I M P L E S E T R I G O N O M E T R I A Neste módulo vamos revisar alguns conceitos básicos muito importantes para qualquer curso de engenharia e ainda aproveitá-los para aplicar os tópicos vistos nos outros módulos. 1. RA Zà O Dados dois números a e b, o resultado da divisão (ou do quociente) a:b é chamado de razão. É importante colocar que para que a divisão exista, o número b tem que ser diferente de zero. Existem três maneiras de indicar uma razão, vejamos os exemplos abaixo. a) A razão de 3 para 4 pode ser escrita como: 4:3 ou 4 3 ou ainda 0,75 (pois 3 dividido por quatro é igual a 0,75). b) A razão de 5 para 2 pode ser escrita como: 2:5 ou 2 5 ou ainda 2,5 (pois 5 dividido por 2 é igual a 2,5). 2. PR O P O R Ç Ã O A proporção é outro conceito muito importante. É comum escutarmos expressões do tipo: “ 2 1 é proporcional a 4 2 ” Aí vem a pergunta, por que 2 1 é proporcional a 4 2 , o que quer dizer esta afirmação? Isto quer dizer que o resultado da divisão 2 1 é igual ao resultado da divisão 4 2 , podemos ainda escrever, lembrando do conceito de razão, que a razão 2 1 é igual a razão 4 2 . Observe: 5,0 2 1 = e 5,0 4 2 = Portanto, como 4 2 2 1 = , podemos afirmar que as razões 2 1 e 4 2 são proporcionais, e ainda, que a igualdade 4 2 2 1 = forma uma proporção. 2.1 Elementos de uma proporção Dados 4 números racionais a, b, c e d, diferentes de zero, nessa ordem, dizemos que eles formam uma proporção quando a razão do primeiro para o segundo é igual a razão do terceiro para o quarto, ou seja: dcbaou d c b a :: == (lê-se: a está para b, assim como c está para d) 67 Os números a, b, c e d são chamados de termos da proporção. Temos ainda que os termos b e c são chamados de meios da proporção e os termos a e d de extremos da proporção. Quando escrevemos a razão da seguinte forma: dcba :: = fica bem fácil de identificar os meios e os extremos. Tomemos a seguinte proporção: 15 3 5 1 = ou 15:35:1 = (lê-se: 1 está para 5, assim como 3 está para 15) Meios: 5 e 3 Extremos: 1 e 15 2.3 Propriedade fundamental das proporções A propriedade fundamental das proporções diz que: “Em toda proporção, o produto dos meios é igual ao produto dos extremos.” Vejamos os exemplos: a) 18 24 3 4 = Para a igualdade ser uma proporção, a razão 3 4 deve ser igual a razão 18 24 e de fato temos que 33,1 3 4 = e 33,1 18 24 = . Por outro lado, já que estamos diante de uma proporção, podemos verificar que o produto dos meios é igual ao produto dos extremos: Produto dos meios: 72243 =⋅ Produto dos extremos: 72184 =⋅ b) 8 5 3 1 = A igualdade dada “não” forma uma proporção, pois a razão 3 1 é diferente da razão 8 5 , ou seja, 33,0 3 1 = e 625,0 8 5 = . Por “não” ser uma proporção podemos verificar que o produto dos meios “não” é igual ao produto dos extremos: Produto dos meios: 1553 =⋅ Produto dos extremos: 881 =⋅ extremos meios 68 c) Determinar o valor de x que torne a igualdade 2 3 4 = x uma proporção. Pela propriedade fundamental das proporções podemos escrever: 234 ⋅=⋅ x Verificação: x212 = 2 3 4 6 = 6=x 5,15,1 = Você pode fixar os conceitos vistos fazendo os exercícios indicados a seguir: 1) Verifique se as igualdades dadas formam uma proporção, justificando sua resposta pela definição de proporção. a) 18 12 3 2 = b) 7 2 5 3 = 2) Verifique se as igualdades dadas formam uma proporção, justificando sua resposta usando a propriedade fundamental das proporções. a) 10 35 2 7 = b) 30 25 7 5 = 3) Determine o valor de x, sabendo que as igualdades dadas são proporções: a) 159 6 x = c) 6 12 4 3 = +x e) 5 27 3 = x b) 20 4 5 3 = x d) 5 1 3 5 − = − xx f) 57,0 2,0 x = 4) Os números 6, 51, 2 e y + 4 formam nessa ordem uma proporção. Calcule o valor de y. 3. RE G R A D E T R Ê S S I M P L E S Trabalhamos anteriormente os conceitos de razão e proporção para podermos relembrar “regra de três simples”. Regra de três simples é um processo prático para resolver problemas que envolvam quatro valores, dos quais conhecemos apenas 3. Devemos portanto, determinar um valor a partir dos três já conhecidos. A regra de três simples pode envolver grandezas diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais. Procuraremos a seguir, apresentando a resolução de alguns problemas, relembrar a aplicação da regra de três simples. 69 Problema 1: Com uma área de absorção de raios solares de 1,2m2, uma lancha com motor movido a energia solar consegue produzir 400 watts por hora de energia. Aumentando-se essa área para 1,5m2, qual será a energia produzida? Solução: montando uma tabela: Área (m2) Energia (Wh) 1,2 400 1,5 x Precisamos identificar o tipo de relação entre as variáveis. Observamos que aumentando a área de absorção, por dedução, a energia solar também aumentará. Como as palavras correspondem (aumentando - aumenta), podemos afirmar que as grandezas (área e energia) são diretamente proporcionais. Assim sendo, podemos montar a seguinte proporção, de acordo com a tabela: x 400 5,1 2,1 = Resolvendo a equação, teremos: 4005,12,1 ⋅=x 500 2,1 4005,1 = ⋅ =x Logo, a energia produzida será de 500 watts por hora. Problema 2: Um trem, deslocando-se a uma velocidade média de 400Km/h, faz um determinado percurso em 3 horas. Em quanto tempo faria esse mesmo percurso, se a velocidade utilizada fosse de 480km/h? Solução: montando uma tabela: Velocidade (Km/h) Tempo (h) 400 3 480 x Precisamos identificar o tipo de relaçãoentre as variáveis. Observamos que aumentando a velocidade, por dedução, o tempo do percurso diminuirá. Como as palavras são contrárias (aumentando - diminui), podemos afirmar que as grandezas são inversamente proporcionais. Portanto, a igualdade x 3 480 400 = montada conforme a tabela, não forma uma proporção, pois as grandezas: velocidade e tempo não são proporcionais. Para obtermos uma proporção, inverteremos um dos termos da igualdade. Assim teremos: 70 x 3 400 480 = Resolvendo a equação, teremos: 5,2 480 1200 1200480 3400480 = = =⋅ ⋅=⋅ x x x x Logo, o tempo desse percurso seria de 2,5 horas ou 2 horas e 30 minutos. Obs.: Afim de justificar melhor a inversão dos termos, verificamos que ao substituir x por 2,5, temos que as razões 400 480 e 5,2 3 são iguais a 1,2, portanto a igualdade 5,2 3 400 480 = forma uma proporção! Se não tivéssemos invertido os termos, teríamos 5,2 3 480 400 = , que não forma uma proporção, pois 83,0 480 400 ≅ e 2,1 5,2 3 = . Problema 3: Bianca comprou 3 camisetas e pagou R$120,00. Quanto ela pagaria se comprasse 5 camisetas do mesmo tipo e preço? Solução: montando uma tabela: Camisetas Preço (R$) 3 120 5 x Observamos que aumentando o número de camisetas, por dedução, o preço também aumentará. Como as palavras correspondem (aumentando - aumenta), podemos afirmar que as grandezas são diretamente proporcionais. Como as grandezas são proporcionais, podemos montar a proporção conforme a tabela: x 120 5 3 = Resolvendo a equação, teremos: 12053 ⋅=x 200 3 1205 = ⋅ =x Logo, a Bianca pagaria R$200,00 pelas 5 camisetas. Invertemos os termos 71 Problema 4: uma equipe de operários, trabalhando 8 horas por dia, realizou determinada obra em 20 dias. Se o número de horas de serviço for reduzido para 5 horas, em que prazo essa equipe fará o mesmo trabalho? Solução: montando uma tabela: Horas por dia Prazo para término (dias) 8 20 5 x Observamos que diminuindo o número de horas trabalhadas por dia, por dedução, o prazo para término aumentará. Como as palavras são contrárias (diminuindo - aumenta), podemos afirmar que as grandezas são inversamente proporcionais, portanto a igualdade x 20 5 8 = , montada conforme a tabela, não forma uma proporção. Para obter nossa proporção teremos que inverter um dos membros da igualdade. Apresentaremos a solução de duas maneiras: a) Invertendo o primeiro membro da igualdade. x 20 8 5 = Resolvendo a equação teremos: 32 5 160 2085 == ⋅= x x b) Invertendo o segundo membro da igualdade. 205 8 x = Resolvendo a equação teremos: 32 5 160 2085 == ⋅= x x Logo, a equipe fará o mesmo trabalho em 32 dias. 72 E X E R C Í C I O S 5) Uma indústria de refrigerantes fabrica 2 garrafas de limonada para 5 garrafas de guaraná. Numa produção de 2.400 garrafas de limonada, quantas garrafas de guaraná serão engarrafadas? 6) Desejo construir um retângulo de modo que a razão entre a medida da base e a medida da altura seja 3 5 . Se a base tiver 25 cm, quanto deverá medir a altura? 7) Um pedreiro prepara a massa para o reboco da parede na razão de 3 latas de areia para 1 lata de cimento. Com 5 latas de cimento, quantas latas de reboco ele poderá preparar? 8) Em cinco horas, uma máquina produz 120 peças. Quantas peças ela produzirá em 8 horas? 9) Em uma fábrica de automóveis, 8 robôs idênticos fazem certo serviço em 24 horas. Em quanto tempo 6 desses robôs fariam o mesmo serviço? 10) Com certa quantia um comerciante comprou 72 bolas de futebol. Tempos depois, ele gastou a mesma quantia, mas a bola havia dobrado de preço. Calcule mentalmente quantas bolas o comerciante comprou? 11) Numa velocidade média de 80km/h, fiz uma viagem em 14 horas. Se a velocidade fosse de 70 km/h, em quanto tempo eu faria essa viagem? 12) A carga máxima de um elevador é esta: 7 adultos de 80kg cada um. Essa carga máxima é de quantos adolescentes de 56kg cada? 13) Para um carregamento de areia, foram necessárias 30 viagens de caminhões com capacidade de 5 3m cada um. Se o transporte fosse feito em caminhões de 6 3m de capacidade, quantas viagens seriam necessárias? 14) Uma máquina impressora possui duas velocidades. Ela pode imprimir 5.000 páginas por hora ou 3.000 páginas por hora, só que na velocidade mais baixa ela imprime melhor. Essa máquina fez certo serviço em 7 horas e meia, na velocidade mais alta. Em quanto tempo ela faria o mesmo serviço, trabalhando na velocidade mais baixa? 73 4. T R I G O N O M E T R I A Neste tópico procuraremos relembrar noções básicas de trigonometria no triângulo retângulo. A trigonometria é uma palavra composta por 3 radicais gregos: “tri” → três “gonos” → ângulos “metron” → medir Ela tem por objetivo o cálculo das medidas dos lados e dos ângulos de um triângulo. 4.1 . T R I G O N O M E T R I A N O T R I  N G U L O R E T  N G U L O Primeiramente vamos relembrar como é um triângulo retângulo. Triângulo retângulo é um triângulo que tem um ângulo reto, ou seja, um ângulo cuja medida é de 90º No triângulo “retângulo” ABC abaixo, temos: O ângulo Aˆ mede 90º. O ângulo Bˆ mede α (alfa). O ângulo Cˆ mede β (beta). O lado AB mede c. O lado AC mede b. O lado BC mede a. Observações: a) • Os lados AC e AB são chamados de catetos do triângulo, pois são os lados que formam o ângulo  de 90º. • O lado BC , oposto ao ângulo Â, é chamado de hipotenusa. Ele também é o maior lado do triângulo. b) • Tomando o ângulo α, temos oposto. cateto o é CA lado o adjacente; cateto o é AB lado o • Tomando o ângulo β, temos oposto. cateto o é AB lado o adjacente; cateto o é CA lado o • O maior lado do triângulo, no nosso triângulo o lado BC , sempre será a hipotenusa. A partir dessas definições poderemos relembrar as razões trigonométricas, ou seja, as razões de um triângulo retângulo. A B C a b c . α β 74 4.2 RA ZÕ E S T R I G O N O M É T R I C A S Como vimos anteriormente uma razão é o resultado de uma divisão. Ao tomarmos um ângulo agudo α (menor que 90º), referenciado a um triângulo retângulo, poderemos definir as razões trigonométricas seno, co-seno e tangente deste ângulo. Observando o triângulo ABC acima, temos por definição: • seno do ângulo agudo α ou simplesmente sen (α) hipotenusa à oposto cateto α = • co-seno do ângulo agudo α ou simplesmente cos( α) hipotenusa à adjacente cateto α = • tangente do ângulo agudo α ou simplesmente tg (α) à adjacente cateto à oposto cateto α α = Se fizermos: cateto oposto = CO cateto adjacente = CA hipotenusa = Hip Teremos de forma mais simplificada: CA CO tg Hip CA cos Hip CO sen =α=α=α Pelo exposto podemos notar que sen(α), cos(α) e tg(α) são chamados de razões, pois todos são obtidos através do resultado de uma divisão. Exemplos: 1) No triângulo retângulo abaixo, calcular as razões trigonométricas do ângulo agudo β. ...333,1 3 4 adjacente cateto oposto cateto β 8,0 5 4 hipotenusa oposto catetoβ 6,0 5 3 hipotenusa adjacente cateto βcos ==== ==== ==== CA COtg Hip CO sen Hip CA A B C α . 5 4 3 . β 75 Fnd2 ou Shift 2) No triângulo do exercício 1, não conhecemos o ângulo β. No entanto, agora que conhecemos as relações trigonométricas do triângulo dado, podemos obtê-lo usando a calculadora. Podemos usar qualquer uma das razões: 1ª opção: usando o co-seno Temos que 5 3 βcos = , sabemos então que β é o ângulo cujo co-seno vale 3/5, a matemática tem uma linguagem própria para escrever esta afirmação: 5 3 cos β arc= , lê-se β é ângulo cujo co-seno vale 3/5. No entanto esta notação não nos dá idéia da medida do ângulo β em graus. Para obtermos este valor, recorremos à calculadora da seguinte forma: ...6,053 =÷ 1cos cos − Na calculadora aparecerá 53,13, isto no permite escrever que β ≅ 53,13º (Cuidado! A máquina deve estar no modo “DEG”). Obs.1: Para calcular o ângulo conhecendo as relações seno, co-seno e tangente, temos que usar as teclas 1sen − , 1cos− e 1tan− respectivamente. Por isso, antes de acionar por exemplo o co-seno temos que apertar a tecla Fnd2 ou Shift que significa 2ª função, pois 1cos− é a 2ª função da tecla cos . Obs.2: No visor de sua máquina de calcular, aparece em letras bem pequenas: “DEG” ou “RAD” ou “GRAD”. Quando queremos obter a medida do ângulo em graus, usamos a máquina no modo “DEG”. Obs.3: Das propriedades de potenciação aprendemos que quando temos expoente negativo na base de uma potência, para eliminá-lo basta inverter a base. Isto nos permite colocar que cos 1 cos 1 =− , mas cuidado!!! A máquina de calcular usa essa notação para obter o ângulo que possui o co-seno indicado. 2ª opção: usando o seno 5 4 β =sen Se quiséssemos apenas isolar β escreveríamos: 5 4 β senarc= lê-se β é o ângulo cujo seno é 5 4 76 Fnd2 ou Shift Fnd2 ou Shift Como vimos, para obter o valor em graus de β, utilizaremos a calculadora da seguinte forma: 8,054 =÷ 1sen sen − No visor da máquina aparecerá 53,13, isto nos permite escrever que β ≅ 53,13º . (Cuidado! A máquina deve estar no modo “DEG”) 3ª opção: usando a tangente 3 4 β =tg Se quiséssemos apenas isolar β escreveríamos: = 3 4 β arctg lê-se β é o ângulo cuja tangente vale 3 4 Novamente para obter o valor de β na calculadora, faremos: ...333,134 =÷ 1tan tan − No visor da máquina aparecerá 53,13, isto nos permite escrever que β ≅ 53,13º . (Cuidado! A máquina deve estar no modo “DEG”) � Como vimos, obtemos o valor de β em graus, com o auxílio da calculadora, usando qualquer uma das razões seno, co-seno ou tangente de β. Exemplo 3: Agora faremos um exemplo bem mais simples. Determinar usando a calculadora os valores de sen 40º, cos 40º e tg 40º. Resolução: a) Calculando sen 40º. Tecle 40 sen . Aparecerá no visor 0,64278, o que nos permite escrever que 64,0º40 ≅sen . b) Calculando cos 40º. Tecle 40 cos . Aparecerá no visor 0,76604, o que nos permite escrever que 77,0º40cos ≅ . c) Calculando tg 40º. Tecle 40 tg . Aparecerá no visor 0,83910, o que nos permite escrever que 84,0º40 ≅tg . 77 Exemplo 4: As razões trigonométricas são muito usadas na vida prática. A seguir, apresentaremos um exemplo bastante simples. Uma pessoa está distante 100m da base de um prédio e vê o ponto mais alto do prédio sob um ângulo de 20º em relação à horizontal conforme figura abaixo. Pergunta-se: Qual é a altura do prédio? Como o prédio forma um ângulo de 90º com o solo, temos um triângulo retângulo, o que nos permite usar as relações trigonométricas seno, co-seno ou tangente. No triângulo retângulo formado na figura dada, a altura do prédio é o cateto oposto ao ângulo de 20º e a distância da pessoa ao prédio é o cateto adjacente. A razão trigonométrica que envolve os catetos é a tangente, assim teremos: metros 4,36prédio do altura 36397,0100prédio do altura 20º tgdistância prédio do altura distância prédio do altura º20 adjacente cateto oposto cateto º20 ≅ ⋅= ⋅= = = tg tg 20º . 100m usando a calculadora para calcular tg20º 78 E X E R C Í C I O S 15) Determinar ααcos,α tgesen nos triângulos abaixo: a) b) c) 16) Determinar a medida do ângulo β nos triângulos abaixo: a) b) c) 17) Calcular com o auxílio da calculadora o valor de: a) sen 70º b) cos 100º c) tg 210º 18) Um avião levanta vôo no ponto B, conforme figura abaixo, fazendo um ângulo constante de 20º com o solo. A que altura estará e qual a distância percorrida quando passar por uma pessoa que se encontra a 1500m do ponto de partida? 20 4 2 α . 20 4 2 α . 17 4 1 α . 6 3 β . 10 2 β . 10 3 . β . 20º A B C 1500m 79 19) Queremos saber a largura l de um rio, sem atravessá-lo. Para isso, adotamos o seguinte processo: a) Marcamos dois pontos, A(uma estaca) e B(uma árvore), um em cada margem, de tal modo que o ângulo no ponto A seja reto. b) Marcamos um ponto C, distante 8m de A, onde fixamos o aparelho de medir ângulos (teodolito). c) Obtemos uma medida de 70º para o Ângulo BCA ˆ . Nestas condições, qual a largura l do rio? 20) Do alto de uma torre de 50m de altura, localizada numa ilha, avista-se a praia sob um ângulo de depressão de 30º. Qual é a distância da torre até a praia? 21) Do alto de uma torre de 50 m de altura, localizada numa ilha, avista-se a praia sob um ângulo de 45º em relação ao plano horizontal. Para transportar material da praia até a ilha, um barqueiro cobra R$0,10 por metro. Quanto ele recebe para cada transporte que faz? 22) Para determinar a altura de uma torre, um topógrafo coloca o teodolito a 100 m da base e obtém um ângulo de 30º, conforme mostra a figura. Sabendo que a luneta do teodolito está a 1,70 m do solo, qual é, aproximadamente, a altura da torre? 23) Na construção de um telhado, foram usadas telhas francesas e o “caimento” do telhado é de 20º em relação ao plano horizontal. Sabendo que, em cada lado da casa, foram construídos 6m de telhado e que, até a laje do teto, a casa tem 3m de altura, determine a que altura se encontra o ponto mais alto do telhado dessa casa. RE S P O S T A S D O S E X E R C Í C I O S 1ª Questão: Somente a letra a. 2ª Questão: Somente a letra a. A . B l 8 C 70º 45º 50m x 30º 50m x 30º 100m 20º 6 6 3 80 3ª Questão: a) x = 10 c) x = 5 e) x = 15/14 b) x = 3 d) x = 11 f) x = 10/7 4ª Questão: 13. 5ª Questão: 6.000 garrafas. 6ª Questão: 15cm. 7ª Questão: 20 latas. 8ª Questão: 192 peças. 9ª Questão: 32 horas. 10ª Questão: 36 bolas. 11ª Questão: 16 horas. 12ª Questão: 10 adolescentes. 13ª Questão: 25 viagens. 14ª Questão: 12,5 horas ou 12 horas e 30 minutos. 15ª questão: a) 2α 4472,0αcos 8944,0α = = = tg sen b) 5,0α 08944αcos 4472,0α = == tg sen c) 25,0α 9701,0αcos 2425,0α = = = tg sen 16ª questão: a) β ≅ 26,6º b) β ≅ 71,6º c) β ≅ 50,8º 17ª questão: a) 0,9397 b) -0,1736 c) 0,5774 18ª questão: 545,95m de altura e 1596,26m de distância percorrida. 19ª questão: aproximadamente 22m. 20ª questão: a distância da torre à praia é de 86,6m. 21ª questão: a cada viagem são cobrados R$ 5,00. 22ª questão: a torre tem 59,44m. 23ª questão: o ponto mais alto da casa fica a 5,05m de altura.