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TEORIA DOS NÚMEROS 1 Conjuntos numéricos A história nos mostra que desde muito tempo o homem sempre teve a preocupação em contar objetos e ter registros numéricos. Seja através de pedras, ossos, desenhos, dos dedos ou outra forma qualquer, em que procurava abstrair a natureza por meio de processos de determinação de quantidades. E essa procura pela abstração da natureza foi fundamental para a evolução, não só, mas também, dos conjuntos numéricos NÚMEROS NATURAIS “São os números que usamos quando precisamos contar coisas.” 1 2 3 4 3 São todos os números inteiros não-negativos. N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ...} N* = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ...} 4 NÚMEROS INTEIROS Pelos Naturais é impossível! Como efetuar a subtração de 3 – 4? 5 “São todos os números que pertencem aos Naturais acrescido dos seus respectivos opostos.” Z = {... -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, ...} 6 Inteiros não Negativos (Z+): Z+ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, ...} Inteiros não Positivos (Z-): Z- = {..., -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0} SUBCONJUNTOS DOS INTEIROS 7 Inteiros não negativos e não nulos (Z*+): Z*+ = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, ...} Inteiros não positivos e não nulos (Z*-): Z*- = {..., -6, -5, -4, -3, -2, -1} SUBCONJUNTOS DOS INTEIROS 8 NÚMEROS RACIONAIS Como dividir um osso para dois cachorros? Os Inteiros não permitem a resolver este problema! 9 Q = Z { números fracionários } Q = {a/b | a, b Z e b 0} “Para resolver isso foram criados os números fracionários.” 10 Racionais não Negativos e não nulos (Q*+): Q*+ = {Z*+} {Todos os números fracionários não negativos} Racionais não Positivos e não nulos (Q*-): Q*- = {Z*-} {Todos os números fracionários não Positivos} SUBCONJUNTOS DOS RACIONAIS 11 Racionais não Negativos (Q+): Q+ = {Z+} {Todos os números fracionários não negativos} Racionais não Positivos (Q-): Q- = {Z-} {Todos os números fracionários não Positivos} SUBCONJUNTOS DOS RACIONAIS 12 2,252 Número Racional. Finitos algarismos após a vírgula. 2,252525... Número Racional. Infinitos algarismos periódicos após a vírgula (dízima periódica). 3,1415926... Não é um número Racional. Infinitos algarismos aleatórios após a vírgula 13 NÚMEROS IRRACIONAIS Como descrever números que não são inteiros nem fracionários? 14 O "IRRACIONAIS“ é formado por todos os números que NÃO podem ser representados por uma fração de números inteiros. I = {Todos os números que Q não consegue descrever} 15 Raizesinexatas. Inf. algarismos não periódicos após a vírgula. 3,1415926... Número PI. Supercomputadores já conseguiram calcular bilhões de casas decimais . 2,7182818... NúmerodeEuler. ComoPi, já foram calculadas bilhões de casas decimais. 16 NÚMEROS REAIS “Descreve todo o conjunto dos números racionais e irracionais” R = { Q } { I } 17 R Números Reais Q Números Racionais ..., -3/2, -1, -1/2, 0, 1/2, 1, 3/2, ... Z Números Inteiros ...,-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,... N Números naturais 0, 1, 2, 3, 4... I Números Irracionais 18 NÚMEROS IMAGINÁRIOS “Descreve todo o conjunto dos números reais e números complexos” 19 R Números Reais Q Números Racionais ..., -3/2, -1, -1/2, 0, 1/2, 1, 3/2, ... Z Números Inteiros ...,-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,... N Números naturais 0, 1, 2, 3, 4... I Números Irracionais C Números Imaginários 20 Raízes inexatas; Decimais infinitos e não periódicos; = 3,14...; e = 2,72... O "IRRACIONAIS“ é formado por todos os números que, ao contrário dos racionais, NÃO podem ser representados por uma fração de números inteiros. São eles: Irracionais (I). Reais (R). o conjunto dos números Reais é formado por todos os números Racionais junto com os números Irracionais, portanto: Q I = R. REPRESENTAÇÃO NA RETA NUMÉRICA Os números relativos – positivos, negativos ou o zero – podem ser representados numa recta por meio de pontos. Consideremos uma recta r e marquemos sobre ela um ponto O, a que chamamos origem. Escolhemos uma unidade de medida e um sentido positivo (por exemplo da esquerda para a direita). Desta maneira obtemos um eixo ou reta numérica. O r 1 + - 24 REPRESENTAÇÃO NA RETA Se quisermos marcar o ponto A correspondente ao número +5, contamos 5 unidades para a direita de O. Se quisermos marcar o ponto B correspondente ao número -3, contamos 3 unidades para a esquerda de O. + - O +1 +5 A + - O +1 -3 B 25 REPRESENTAÇÃO NA RETA O número que corresponde a um ponto do eixo chamamos abcissa desse ponto. +5 A + - O +1 -3 B A abcissa de A é +5 A abcissa de B é -3 A origem tem abcissa zero. 26 ORDENAÇÃO Quando dispostos sobre um eixo, os números relativos encontram-se ordenados. Se o eixo é horizontal e orientado da esquerda para a direita, um número é tanto maior quanto mais para a direita se encontrar. 2 3 4 5 0 1 -1 -2 -3 Cada vez maior 27 ORDENAÇÃO Vemos, por exemplo, que +5 é maior que +2 e para indicar este facto escrevemos: 2 3 4 5 0 1 -1 -2 -3 + 5 > + 2 Também se pode dizer que + 2 é menor que + 5 e escrever: + 2 < + 5 Isto é, se a > b então b < a • • 28 ORDENAÇÃO Da observação da posição relativa de dois números num eixo resultam algumas regras para comparar dois números diferentes: Qualquer número positivo é maior do que zero. Qualquer número positivo é maior do que qualquer negativo. + 0,012 > 0 0 > - 35 +1 > - 35 + 0,5 > - 100 ; Zero é maior que qualquer número negativo. 29 VALOR ABSOLUTO (OU MÓDULO) Consideremos agora os pontos A e B, sendo que A tem abcissa + 3 e B tem abcissa – 2. A distância do ponto B à origem é 2. A distância do ponto A à origem é 3. 2 3 A 4 5 0 1 -1 -2 B -3 2 3 A essa distância chamamos valor absoluto ou módulo. 30 VALOR ABSOLUTO (OU MÓDULO) Assim dizemos que o valor absoluto (ou módulo) de +3 é igual a 3 e escrevemos: Valor absoluto (ou módulo) de um número é a distância à origem do ponto que representa esse número. Portanto, temos ainda que +3 = 3 -2 = 2 0 = 0 Naturalmente, temos que o valor absoluto de zero é igual a zero: 31 NÚMEROS SIMÉTRICOS Relativamente à origem da reta, é sempre possível encontrar dois pontos que se encontram à mesma distância. 1 2 3 4 -1 0 -2 -3 -4 Por exemplo, os pontos de abcissas – 4 e 4 têm a mesma distância à origem, ou seja, - 4 = 4 Dizemos então que – 4 e 4 são números simétricos. 32 NÚMEROS SIMÉTRICOS Dois números dizem-se simétricos se tiverem sinais contrários e o mesmo valor absoluto. Exemplos de números simétricos: - 0,3 = 0,3 - 0,3 e 0,3 porque 1 e - 1 porque 1 = -1 Nota que o simétrico do número zero é o próprio número zero: 0 = 0 33 NÚMEROS SIMÉTRICOS Observação 1. De dois números positivos o maior é o que tem maior valor absoluto (está mais longe da origem). Exemplos: + 100 > + 40 + 0,5 > + 0,1 2. De dois números negativos o maior é o que tem menor valor absoluto (está mais perto da origem). Exemplos: - 0,01 > - 10 - 3 > - 50 34 Números Simétricos Simplificação da escrita Na reta também se escreve 1, 2, 3,..., em vez de +1,+2,+3,... + (- 8) = - 8 + (+ 8) = + 8 Também: 1 2 3 4 -1 0 -2 -3 -4 Não é obrigatório escrever o sinal + 35 NÚMEROS SIMÉTRICOS Na reta numérica o maior dos números encontra-se à direita do menor. 1 2 3 4 -1 0 -2 -3 -4 -2 é maior que - 4 - 2 > - 4 2 é maior que - 1 - 1 é menor que 2 2 > - 1 - 1 < 2 > maior < menor ou 36 AGORA RESPONDA... Qual a diferença entre o conjunto dos números naturais e o conjunto dos números inteiros? Exemplifique. Transcreva todos os números do QUADRO 1 para o QUADRO 2, obedecendo a organização de cada conjunto. Para marcar o número , primeiro devemos escrevê-lo na forma de um numeral misto, . Então dividimoso segmento de extremos 3 e 4 em duas partes , contamos uma parte do 3 para a direita, e marcamos . Baseando-se nesse exemplo localize na reta numérica as frações racionais a seguir: Axiomas (auto evidente) “Um axioma é uma sentença ou proposição que não é provada ou demonstrada, é considerada como óbvia, um consenso inicial necessário para a construção ou aceitação de uma teoria!” 43 Axiomas para os números Reais Toda e qualquer subtração, na verdade, é uma soma, ou seja: a – b = a + (– b) Toda e qualquer divisão, na verdade, é uma multiplicação, ou seja: = a ÷ b = a· a b 1 b ( ) 44 Axiomas para os números Reais Lei de Fechamento: A soma a+b e o produto a·b de dois números reais são únicos. Lei Comutativa (significa trocar): a + b = b + a a·b = b·a “A ordem na adição e na multiplicação é irrelevante!” 45 Axiomas para os números Reais Lei Associativa: a + (b + c) = (a + b) + c = (a + c ) + b = a + b +c (a·b)·c = a·(b·c) = b·(a·c) = a·b·c “A ordem em adições e multiplicações sucessivas é irrelevante!” 46 Axiomas para os números Reais Lei Distributiva: a·(b + c) = a·b + a·c b·(a + c) = b·a + b·c c·(a + b) = c·a + c·b “A multiplicação é distributiva em relação a adição!” 47 Axiomas para os números Reais Lei de Identidade: Existe apenas um número real na qual a soma dele com outro número qualquer X é igual a X, ou seja: X + 0 = 0 + X = X Existe apenas um número real na qual a multiplicação dele com outro número qualquer x é igual a x, ou seja: 1·X = X·1 = X 48 Axiomas para os números Reais Lei de Inverso: Para qualquer número Real X existe um Real – X, tal que: X + (–X) = (–X) + X = 0 Para qualquer número Real X ≠ 0, existe um número real X-1 tal que: X·(X-1) = (X-1)·X = 1 49 Axiomas para os números Reais Lei do fator zero: Para qualquer número Real X: X·0 = 0 Se X e Y são dois números reais tal que X·Y = 0, então obrigatoriamente X = 0 ou Y = 0. 50 Axiomas para os números Reais Lei do número negativo: (–1)·a = – a (–1)·(–a) = – (–a) = a (–a)·(–b) = a·b –ab = (–a)·b = a·(–b) = – (–a)·(–b) 51 Axiomas para os números Reais Lei dos Quocientes: 52 Axiomas para os números Reais Lei do número absoluto: Qualquer número Real tem um número absoluto correspondente, tal que: Se a < 0, ou seja, o negativo de a, | – a | = a Se a > 0, ou seja, o positivo de a, | a | = a | – a | = | a | = a 53 Axiomas para os números Reais Lei da ordem das operações: “Em uma expressão, uma soma ou uma subtração só deve ser realizada após todas as operações de multiplicação e divisão já terem sido efetuadas, ao menos que elas apareçam isoladas por ( ), [ ] ou { }”. 54 Lei da ordem das operações: Observando-se a precedencia imposta pelos elementos dekimitadores de uma expressão por ( ), [ ] ou { }”. A prioridade na resolução de uma expressão é 1° os ( ) e 2° [ ] e 3° { }. Quando não existirem esses elementos de precedencia, ou quando em parte da expressão houver duvida na ordem de qual operação aritmetica deve ser realizada primeiramente, a seguinte ordem deve ser respeitada 1° Radiciação ou Potenciação, 2° Multiplicação ou Divisão e 3° Adição ou subtração 55
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