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. 1 SEFAZ-RS 1 Álgebra: conjuntos e conjuntos numéricos ........................................................................................ 1 Sistema legal de medidas .................................................................................................................. 38 Razões e proporções ......................................................................................................................... 46 Sequências numéricas ....................................................................................................................... 53 Regras de três simples e compostas ................................................................................................. 63 Porcentagem ..................................................................................................................................... 77 Equações e inequações de 1º e 2º graus ........................................................................................... 83 Progressões aritmética e geométrica ............................................................................................... 104 Análise combinatória, arranjos e permutações ................................................................................. 104 Matrizes determinantes e sistemas lineares..................................................................................... 115 2 Trigonometria ................................................................................................................................ 152 3 Geometria Plana ........................................................................................................................... 182 4 Juros simples. Montante e juros. Descontos simples. Equivalência simples de capital. Taxa real e taxa efetiva. Taxas equivalentes. Capitais equivalentes. 5 Juros compostos. Montante e juros. Desconto composto. Taxa real e taxa efetiva. Taxas equivalentes. Capitais equivalentes. Capitalização contínua ............................................................................................................................................... 222 6 Descontos: simples, composto. Desconto racional e desconto comercial ..................................... 234 Candidatos ao Concurso Público, O Instituto Maximize Educação disponibiliza o e-mail professores@maxieduca.com.br para dúvidas relacionadas ao conteúdo desta apostila como forma de auxiliá-los nos estudos para um bom desempenho na prova. As dúvidas serão encaminhadas para os professores responsáveis pela matéria, portanto, ao entrar em contato, informe: - Apostila (concurso e cargo); - Disciplina (matéria); - Número da página onde se encontra a dúvida; e - Qual a dúvida. Caso existam dúvidas em disciplinas diferentes, por favor, encaminhá-las em e-mails separados. O professor terá até cinco dias úteis para respondê-la. Bons estudos! 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 1 Caro(a) candidato(a), antes de iniciar nosso estudo, queremos nos colocar à sua disposição, durante todo o prazo do concurso para auxiliá-lo em suas dúvidas e receber suas sugestões. Muito zelo e técnica foram empregados na edição desta obra. No entanto, podem ocorrer erros de digitação ou dúvida conceitual. Em qualquer situação, solicitamos a comunicação ao nosso serviço de atendimento ao cliente para que possamos esclarecê-lo. Entre em contato conosco pelo e-mail: professores@maxieduca.com.br CONJUNTOS Conjunto1 é uma reunião ou agrupamento, que poderá ser de pessoas, seres, objetos, classes…, dos quais possuem a mesma característica e nos dá ideia de coleção. Noções Primitivas Na teoria dos conjuntos, três noções são aceitas sem definições: - Conjunto; - Elemento; - E a pertinência entre um elemento e um conjunto. Um cacho de bananas, um cardume de peixes ou uma porção de livros são todos exemplos de conjuntos pois possuem elementos. Um elemento de um conjunto pode ser uma banana, um peixe ou um livro. Convém frisar que um conjunto pode ele mesmo ser elemento de algum outro conjunto. Em geral indicaremos os conjuntos pelas letras maiúsculas A, B, C, ..., X, e os elementos pelas letras minúsculas a, b, c, ..., x, y, ..., embora não exista essa obrigatoriedade. A relação de pertinência que nos dá um relacionamento entre um elemento e um conjunto. Se x é um elemento de um conjunto A, escreveremos x∈A. Lê-se: x é elemento de A ou x pertence a A. Se x não é um elemento de um conjunto A, escreveremos x A. Lê-se x não é elemento de A ou x não pertence a A. Como Representar um Conjunto 1) Pela designação de seus elementos Escrevemos os elementos entre chaves, separando os por vírgula. Exemplos: {a, e, i, o, u} indica o conjunto formado pelas vogais {1, 2, 5,10} indica o conjunto formado pelos divisores naturais de 10. 2) Pela sua característica Escrevemos o conjunto enunciando uma propriedade ou característica comum de seus elementos. Assim sendo, o conjunto dos elementos x que possuem a propriedade P é indicado por: {x, | (tal que) x tem a propriedade P}. Exemplos: - {x| x é vogal} é o mesmo que {a, e, i, o, u}. - {x | x são os divisores naturais de 10} é o mesmo que {1, 2, 5,10}. 1GONÇALVES, Antônio R. - Matemática para Cursos de Graduação – Contexto e Aplicações IEZZI, Gelson - Fundamentos da Matemática Elementar – Vol. 01 – Conjuntos e Funções 1 Álgebra: conjuntos e conjuntos numéricos 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 2 3) Pelo diagrama de Venn-Euler Os elementos do conjunto são colocados dentro de uma figura em forma de elipse, chamada diagrama de Venn. Exemplos: - Conjunto das vogais - Conjunto dos divisores naturais de 10 Igualdade de Conjuntos Dois conjuntos A e B são ditos iguais (ou idênticos) se todos os seus elementos são iguais, e escrevemos A = B. Caso haja algum que não o seja, dizemos que estes conjuntos são distintos e escrevemos A ≠ B. Exemplos: a) A = {3, 5, 7} e B = {x| x é primo e 3 ≤ x ≤ 7}, então A = B. b) B = {6, 9,10} e C = {10, 6, 9}, então B = C, note que a ordem dos elementos não altera a igualdade dos conjuntos. Tipos de Conjuntos - Conjunto Universo Reunião de todos os conjuntos que estamos trabalhando. Exemplo: Quando falamos de números naturais, temos como Conjunto Universo os números inteiros positivos. - Conjunto Vazio Conjunto vazio é aquele que não possui elementos. Representa-se por 0 ou, simplesmente { }. Exemplo: A = {x| x é natural e menor que 0}. - Conjunto Unitário Conjunto caracterizado por possuir apenas um único elemento. Exemplos: - Conjunto dos números naturais compreendidos entre 2 e 4. A = {3}. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 3 - Conjunto dos números inteiros negativos compreendidos entre -5 e -7. B = {- 6}. - Conjuntos Finitos e Infinitos Finito: quando podemos enumerar todos os seus elementos. Exemplo: Conjuntos dos Estados da Região Sudeste, S= {Rio de Janeiro, São Paulo, Espirito Santo, Minas Gerais}. Infinito: contrário do finito. Exemplo: Conjunto dos números inteiros, Z = {..., -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, ...}. A reticências representa o infinito. Relação de Pertinência A pertinência é representada pelo símbolo ∈ (pertence) ou não pertence). Ele relaciona elemento com conjunto. Exemplo: Seja o conjunto B = {1, 3, 5, 7} 1∈ B, 3 ∈ B, 5 ∈ B 2 B, 6 B , 9 B Subconjuntos Quando todos os elementos de um conjunto A são também elementos deum outro conjunto B, dizemos que A é subconjunto de B. Podemos dizer ainda que subconjunto é quando formamos vários conjuntos menores com as mesmas caraterísticas de um conjunto maior. Exemplos: - B = {2, 4} ⊂ A = {2, 3, 4, 5, 6}, pois 2 ∈ {2, 3, 4, 5, 6} e 4 ∈ {2, 3, 4, 5 ,6} - C = {2, 7, 4} A = {2, 3, 4, 5, 6}, pois 7 {2, 3, 4, 5, 6} - D = {2, 3} ⊂ E = {2, 3}, pois 2 ∈ {2, 3} e 3 ∈ {2, 3} DICAS: 1) Todo conjunto A é subconjunto dele próprio; 2) O conjunto vazio, por convenção, é subconjunto de qualquer conjunto; 3) O conjunto das partes é o conjunto formado por todos os subconjuntos de A. Exemplo: Pegando o conjunto B acima, temos as partes de B: B= {{ },{2},{4},B} Podemos concluir com essa propriedade que: Se B tem n elementos, então B possui 2n subconjuntos e, portanto, P(B) possui 2n elementos. Se quiséssemos saber quantos subconjuntos tem o conjunto A = {2, 3, 4, 5, 6}, basta calcularmos aplicando o fórmula: Números de elementos(n)= 5 → 2n = 25 = 32 subconjuntos, incluindo o vazio e ele próprio. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 4 Relação de Inclusão Deve ser usada para estabelecer a relação entre conjuntos com conjuntos, verificando se um conjunto é subconjunto ou não de outro conjunto. Representamos as relações de inclusão pelos seguintes símbolos: ⊂→Está contido ⊃→Contém ⊄→Não está contido ⊅→Não contém Exemplo: Seja A = {0, 1, 2, 3, 4, 5} e B = {0, 2, 4} Dizemos que B ⊂ A ou que A ⊃ B Operações com Conjuntos - União de conjuntos A união (ou reunião) dos conjuntos A e B é o conjunto formado por todos os elementos que pertencem a A ou a B. Representa-se por A U B. Simbolicamente: A U B = {x | x∈A ou x∈B} Exemplos: - {2, 3} U {4, 5, 6} = {2, 3, 4, 5, 6} - {2, 3, 4} U {3, 4, 5} = {2, 3, 4, 5} - {2, 3} U {1, 2, 3, 4} = {1, 2, 3, 4} - {a, b} U = {a, b} - Intersecção de conjuntos A intersecção dos conjuntos A e B é o conjunto formado por todos os elementos que pertencem, simultaneamente, a A e a B. Representa-se por A∩B. Simbolicamente: A∩B = {x | x ∈ A e x ∈ B} Exemplos: - {2, 3, 4} ∩ {3, 5} = {3} - {1, 2, 3} ∩{2, 3, 4} = {2, 3} - {2, 3} ∩{1, 2, 3, 5} = {2, 3} - {2, 4} ∩{3, 5, 7} = Observação: Se A∩B = , dizemos que A e B são conjuntos disjuntos. - Propriedades dos conjuntos disjuntos 1) A U (A ∩ B) = A 2) A ∩ (A U B) = A 3) Distributiva da reunião em relação à intersecção: A U (B U C) = (A U B) ∩ (A U C) 4) Distributiva da intersecção em relação à união: A ∩ (B U C) = (A ∩ B) U (A ∩ C) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 5 - Número de Elementos da União e da Intersecção de Conjuntos Dados dois conjuntos A e B, como vemos na figura abaixo, podemos estabelecer uma relação entre os respectivos números de elementos. 𝑛(𝐴 ∪ 𝐵) = 𝑛(𝐴) + 𝑛(𝐵) − 𝑛(𝐴 ∩ 𝐵) Note que ao subtrairmos os elementos comuns (𝑛(𝐴 ∩ 𝐵)) evitamos que eles sejam contados duas vezes. Observações: a) Se os conjuntos A e B forem disjuntos ou se mesmo um deles estiver contido no outro, ainda assim a relação dada será verdadeira. b) Podemos ampliar a relação do número de elementos para três ou mais conjuntos com a mesma eficiência. Observe o diagrama e comprove: 𝑛(𝐴 ∪ 𝐵 ∪ 𝐶) = 𝑛(𝐴) + 𝑛(𝐵) + 𝑛(𝐶) − 𝑛(𝐴 ∩ 𝐵) − 𝑛(𝐴 ∩ 𝐶) − 𝑛(𝐵 ∩ 𝐶) + 𝑛(𝐴 ∩ 𝐵 ∩ 𝐶) - Propriedades da União e Intersecção de Conjuntos Sendo A, B e C conjuntos quaisquer, valem as seguintes propriedades: 1) Idempotente: A U A = A e A ∩ A= A 2) Elemento Neutro: A U Ø = A e A ∩ U = A 3) Comutativa: A U B = B U A e A ∩ B = B ∩ A 4) Associativa: A U (B U C) = (A U B) U C e A ∩ (B ∩ C) = (A ∩ B) ∩ C - Diferença A diferença entre os conjuntos A e B é o conjunto formado por todos os elementos que pertencem a A e não pertencem a B. Representa-se por A – B. Para determinar a diferença entre conjuntos, basta observamos o que o conjunto A tem de diferente de B. Simbolicamente: A – B = {x | x ∈ A e x B} Exemplos: - A = {0, 1, 2, 3} e B = {0, 2} A – B = {1, 3} e B – A = - A = {1, 2, 3} e B = {2, 3, 4} A – B = {1} e B – A = {4} - A = {0, 2, 4} e B = {1 ,3 ,5} A – B = {0, 2, 4} e B – A = {1, 3, 5} Note que A – B ≠ B - A 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 6 - Complementar Dados dois conjuntos A e B, tais que B ⊂ A (B é subconjunto de A), chama-se complementar de B em relação a A o conjunto A - B, isto é, o conjunto dos elementos de A que não pertencem a B. Dizemos complementar de B em relação a A. Exemplos: Seja S = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}. Então: a) A = {2, 3, 4} A = {0, 1, 5, 6} b) B = {3, 4, 5, 6 } B = {0, 1, 2} c) C = C = S Resolução de Problemas Utilizando Conjuntos Muitos dos problemas constituem- se de perguntas, tarefas a serem executadas. Nos utilizaremos dessas informações e dos conhecimentos aprendidos em relação as operações de conjuntos para resolvê-los. Exemplos: 1) Numa pesquisa sobre a preferência por dois partidos políticos, A e B, obteve-se os seguintes resultados. Noventa e duas disseram que gostam do partido A, oitenta pessoas disseram que gostam do partido B e trinta e cinco pessoas disseram que gostam dos dois partidos. Quantas pessoas responderam à pesquisa? Resolução pela Fórmula » n(A U B) = n(A) + n(B) – n(A ∩ B) » n(A U B) = 92 + 80 – 35 » n(A U B) = 137 Resolução pelo Diagrama: - Se 92 pessoas responderam gostar do partido A e 35 delas responderam que gostam de ambos, então o número de pessoas que gostam somente do partido A é: 92 – 35 = 57. - Se 80 pessoas responderam gostar do partido B e 35 delas responderam gostar dos dois partidos, então o número de operários que gostam somente do partido B é: 80 – 35 = 45. - Se 57 gostam somente do partido A, 45 responderam que gostam somente do partido B e 35 responderam que gostam dos dois partidos políticos, então o número de pessoas que responderam à pesquisa foi: 57 + 35 + 45 = 137. 2) Num grupo de motoristas, há 28 que dirigem automóvel, 12 que dirigem motocicleta e 8 que dirigem automóveis e motocicleta. Quantos motoristas há no grupo? (A) 16 motoristas (B) 32 motoristas (C) 48 motoristas (D) 36 motoristas 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 7 Resolução: Os que dirigem automóveis e motocicleta: 8 Os que dirigem apenas automóvel: 28 – 8 = 20 Os que dirigem apenas motocicleta: 12 – 8 = 4 A quantidade de motoristas é o somatório: 20 + 8 + 4 = 32 motoristas. Resposta: B 3) Em uma cidade existem duas empresas de transporte coletivo, A e B. Exatamente 70% dos estudantes desta cidade utilizam a Empresa A e 50% a Empresa B. Sabendo que todo estudante da cidade é usuário de pelo menos uma das empresas, qual o % deles que utilizam as duas empresas? (A) 20% (B) 25% (C) 27% (D) 33% (E) 35% Resolução: 70 – 50 = 20. 20% utilizam as duas empresas. Resposta: A. Questões 01. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) Dos 43 vereadores de uma cidade, 13 dele não se inscreveram nas comissões de Educação, Saúde e Saneamento Básico. Sete dos vereadores se inscreveram nas três comissões citadas. Doze deles se inscreveram apenas nas comissões de Educação e Saúde e oito deles se inscreveram apenas nas comissões de Saúde e Saneamento Básico. Nenhum dos vereadores se inscreveu em apenas uma dessas comissões. O número de vereadores inscritos na comissão de Saneamento Básico é igual a (A) 15. (B) 21. (C) 18. (D) 27. (E) 16. 02. (UFS/SE - Tecnólogo em Radiologia - AOCP) Em uma pequena cidade,circulam apenas dois jornais diferentes. O jornal A e o jornal B. Uma pesquisa realizada com os moradores dessa cidade mostrou que 33% lê o jornal A, 45% lê o jornal B, e 7% leem os jornais A e B. Sendo assim, quantos por centos não leem nenhum dos dois jornais? (A) 15% (B) 25% (C) 27% (D) 29% (E) 35% 03. (TRT 19ª – Técnico Judiciário – FCC) Dos 46 técnicos que estão aptos para arquivar documentos 15 deles também estão aptos para classificar processos e os demais estão aptos para atender ao público. Há outros 11 técnicos que estão aptos para atender ao público, mas não são capazes de arquivar documentos. Dentre esses últimos técnicos mencionados, 4 deles também são capazes de classificar 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 8 processos. Sabe-se que aqueles que classificam processos são, ao todo, 27 técnicos. Considerando que todos os técnicos que executam essas três tarefas foram citados anteriormente, eles somam um total de (A) 58. (B) 65. (C) 76. (D) 53. (E) 95. 04. (Metrô/SP – Oficial Logística – FCC) O diagrama indica a distribuição de atletas da delegação de um país nos jogos universitários por medalha conquistada. Sabe-se que esse país conquistou medalhas apenas em modalidades individuais. Sabe-se ainda que cada atleta da delegação desse país que ganhou uma ou mais medalhas não ganhou mais de uma medalha do mesmo tipo (ouro, prata, bronze). De acordo com o diagrama, por exemplo, 2 atletas da delegação desse país ganharam, cada um, apenas uma medalha de ouro. A análise adequada do diagrama permite concluir corretamente que o número de medalhas conquistadas por esse país nessa edição dos jogos universitários foi de (A) 15. (B) 29. (C) 52. (D) 46. (E) 40. 05. (Pref. de Camaçari/BA – Téc. Vigilância em Saúde NM – AOCP) Qual é o número de elementos que formam o conjunto dos múltiplos estritamente positivos do número 3, menores que 31? (A) 9 (B) 10 (C) 11 (D) 12 (E) 13 06. (Pref. de Camaçari/BA – Téc. Vigilância Em Saúde NM – AOCP) Considere dois conjuntos A e B, sabendo que 𝐴 ∩ 𝐵 = {3}, 𝐴 ∪ 𝐵 = {0; 1; 2; 3; 5} 𝑒 𝐴 − 𝐵 = {1; 2}, assinale a alternativa que apresenta o conjunto B. (A) {1;2;3} (B) {0;3} (C) {0;1;2;3;5} (D) {3;5} (E) {0;3;5} 07. (Pref. de Inês – Técnico em Contabilidade – MAGNUS CONCURSOS) Numa biblioteca são lidos apenas dois livros, K e Z. 80% dos seus frequentadores leem o livro K e 60% o livro Z. Sabendo-se que todo frequentador é leitor de pelo menos um dos livros, a opção que corresponde ao percentual de frequentadores que leem ambos, é representado: (A) 26% (B) 40% (C) 34% (D) 78% (E) 38% 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 9 08. (Metrô/SP – Engenheiro Segurança do Trabalho – FCC) Uma pesquisa, com 200 pessoas, investigou como eram utilizadas as três linhas: A, B e C do Metrô de uma cidade. Verificou-se que 92 pessoas utilizam a linha A; 94 pessoas utilizam a linha B e 110 pessoas utilizam a linha C. Utilizam as linhas A e B um total de 38 pessoas, as linhas A e C um total de 42 pessoas e as linhas B e C um total de 60 pessoas; 26 pessoas que não se utilizam dessas linhas. Desta maneira, conclui-se corretamente que o número de entrevistados que utilizam as linhas A e B e C é igual a (A) 50. (B) 26. (C) 56. (D) 10. (E) 18. 09. (Pref. de Inês – Técnico em Contabilidade – MAGNUS CONCURSOS) Numa recepção, foram servidos os salgados pastel e casulo. Nessa, estavam presentes 10 pessoas, das quais 5 comeram pastel, 7 comeram casulo e 3 comeram as duas. Quantas pessoas não comeram nenhum dos dois salgados? (A) 0 (B) 5 (C) 1 (D) 3 (E) 2 10. (Corpo de Bombeiros/MT – Oficial de Bombeiro Militar – UNEMAT) Em uma pesquisa realizada com alunos de uma universidade pública sobre a utilização de operadoras de celular, constatou-se que 300 alunos utilizam a operadora A, 270 utilizam a operadora B, 150 utilizam as duas operadoras (A e B) e 80 utilizam outras operadoras distintas de A e B. Quantas pessoas foram consultadas? (A) 420 (B) 650 (C) 500 (D) 720 (E) 800 Comentários 01. Resposta: C De acordo com os dados temos: 7 vereadores se inscreveram nas 3. APENAS 12 se inscreveram em educação e saúde (o 12 não deve ser tirado de 7 como costuma fazer nos conjuntos, pois ele já desconsidera os que se inscreveram nos três) APENAS 8 se inscreveram em saúde e saneamento básico. São 30 vereadores que se inscreveram nessas 3 comissões, pois 13 dos 43 não se inscreveram. Portanto, 30 – 7 – 12 – 8 = 3 Se inscreveram em educação e saneamento 3 vereadores. Em saneamento se inscreveram: 3 + 7 + 8 = 18 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 10 02. Resposta: D 26 + 7 + 38 + x = 100 x = 100 - 71 x = 29% 03. Resposta: B Técnicos arquivam e classificam: 15 Arquivam e atendem: 46 – 15 = 31 Classificam e atendem: 4 Classificam: 15 + 4 = 19 como são 27 faltam 8 Dos 11 técnicos aptos a atender ao público 4 são capazes de classificar processos, logo apenas 11 - 4 = 7 técnicos são aptos a atender ao público. Somando todos os valores obtidos no diagrama teremos: 31 + 15 + 7 + 4 + 8 = 65 técnicos. 04. Resposta: D O diagrama mostra o número de atletas que ganharam medalhas. No caso das intersecções, devemos multiplicar por 2 por ser 2 medalhas e na intersecção das três medalhas multiplica-se por 3. Intersecções: 6 ∙ 2 = 12 1 ∙ 2 = 2 4 ∙ 2 = 8 3 ∙ 3 = 9 Somando as outras: 2 + 5 + 8 + 12 + 2 + 8 + 9 = 46 05. Resposta: B Se nos basearmos na tabuada do 3, teremos o seguinte conjunto A = {3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30} 10 elementos. 06. Resposta: E A intersecção dos dois conjuntos, mostra que 3 é elemento de B. A – B são os elementos que tem em A e não em B. Então de A B, tiramos que B = {0; 3; 5}. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 11 07. Resposta: B 80 – x + x + 60 – x = 100 - x = 100 - 140 x = 40% 08. Resposta: E 92-[38-x+x+42-x]+94-[38-x+x+60-x]+110-[42-x+x+60-x]+(38-x)+x+(42-x)+(60-x)+26=200 92 - [80 - x] + 94 - [98 - x] + 110 - [102 - x] + 38 + 42 – x + 60 – x + 26 = 200 92 – 80 +x + 94 – 98 +x + 110 – 102 + x + 166 -2x = 200 x + 462 – 280 = 200 x + 182 = 200 x = 200-182 x = 18 09. Resposta: C 2 + 3 + 4 + x = 10 x = 10 - 9 x = 1 10. Resposta: C 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 12 300 – 150 = 150 270 – 150 = 120 Assim: 150 + 120 + 150 + 80 = 500(total). CONJUNTO DOS NÚMEROS NATURAIS - N O conjunto dos números naturais2 é representado pela letra maiúscula N e estes números são construídos com os algarismos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, que também são conhecidos como algarismos indo-arábicos. Embora o zero não seja um número natural no sentido que tenha sido proveniente de objetos de contagens naturais, iremos considerá-lo como um número natural uma vez que ele tem as mesmas propriedades algébricas que estes números. Na sequência consideraremos que os naturais têm início com o número zero e escreveremos este conjunto como: N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, ...} As reticências (três pontos) indicam que este conjunto não tem fim. N é um conjunto com infinitos números. Excluindo o zero do conjunto dos números naturais, o conjunto será representado por: N* = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, ...} Subconjuntos notáveis em N: 1 – Números Naturais não nulos N* ={1,2,3,4,...,n,...}; N* = N-{0} 2 – Números Naturais pares Np = {0,2,4,6,...,2n,...}; com n ∈ N 3 - Números Naturais ímpares Ni = {1,3,5,7,...,2n+1,...} com n ∈ N 4 - Númerosprimos P={2,3,5,7,11,13...} Construção dos Números Naturais Todo número natural dado tem um sucessor (número que vem depois do número dado), considerando também o zero. Exemplos: Seja m um número natural. a) O sucessor de m é m+1. b) O sucessor de 0 é 1. c) O sucessor de 3 é 4. Se um número natural é sucessor de outro, então os dois números juntos são chamados números consecutivos. Exemplos: a) 1 e 2 são números consecutivos. b) 7 e 8 são números consecutivos. c) 50 e 51 são números consecutivos. - Vários números formam uma coleção de números naturais consecutivos se o segundo é sucessor do primeiro, o terceiro é sucessor do segundo, o quarto é sucessor do terceiro e assim sucessivamente. 2IEZZI, Gelson – Matemática - Volume Único IEZZI, Gelson - Fundamentos da Matemática – Volume 01 – Conjuntos e Funções 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 13 Exemplos: a) 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7 são consecutivos. b) 7, 8 e 9 são consecutivos. c) 50, 51, 52 e 53 são consecutivos. Todo número natural dado N, exceto o zero, tem um antecessor (número que vem antes do número dado). Exemplos: Se m é um número natural finito diferente de zero. a) O antecessor do número m é m-1. b) O antecessor de 2 é 1. c) O antecessor de 56 é 55. d) O antecessor de 10 é 9. O conjunto abaixo é conhecido como o conjunto dos números naturais pares. Embora uma sequência real seja outro objeto matemático denominado função, algumas vezes utilizaremos a denominação sequência dos números naturais pares para representar o conjunto dos números naturais pares: P = {0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, ...} O conjunto abaixo é conhecido como o conjunto dos números naturais ímpares, às vezes também chamados, a sequência dos números ímpares. I = {1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, ...} Operações com Números Naturais Na sequência, estudaremos as duas principais operações possíveis no conjunto dos números naturais. Praticamente, toda a matemática é construída a partir dessas duas operações: adição (e subtração) e multiplicação (e divisão). Adição de Números Naturais A primeira operação fundamental da Aritmética tem por finalidade reunir em um só número, todas as unidades de dois ou mais números. Exemplo: 5 + 4 = 9, onde 5 e 4 são as parcelas e 9 soma ou total Subtração de Números Naturais É usada quando precisamos tirar uma quantia de outra, é a operação inversa da adição. A operação de subtração só é válida nos naturais quando subtraímos o maior número do menor, ou seja quando a-b tal que a≥ 𝑏. Exemplo: 254 – 193 = 61, onde 254 é o Minuendo, o 193 Subtraendo e 61 a diferença. Obs.: o minuendo também é conhecido como aditivo e o subtraendo como subtrativo. Multiplicação de Números Naturais É a operação que tem por finalidade adicionar o primeiro número denominado multiplicando ou parcela, tantas vezes quantas são as unidades do segundo número denominadas multiplicador. Exemplo: 2 x 5 = 10, onde 2 e 5 são os fatores e o 10 produto. - 2 vezes 5 é somar o número 2 cinco vezes: 2 x 5 = 2 + 2 + 2 + 2 + 2 = 10. Podemos no lugar do “x” (vezes) utilizar o ponto “.”, para indicar a multiplicação. Divisão de Números Naturais Dados dois números naturais, às vezes necessitamos saber quantas vezes o segundo está contido no primeiro. O primeiro número que é o maior é denominado dividendo e o outro número que é menor é o divisor. O resultado da divisão é chamado quociente. Se multiplicarmos o divisor pelo quociente obteremos o dividendo. No conjunto dos números naturais, a divisão não é fechada, pois nem sempre é possível dividir um número natural por outro número natural e na ocorrência disto a divisão não é exata. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 14 Relações Essenciais numa Divisão de Números Naturais - Em uma divisão exata de números naturais, o divisor deve ser menor do que o dividendo. 35 : 7 = 5 - Em uma divisão exata de números naturais, o dividendo é o produto do divisor pelo quociente. 35 = 5 x 7 A divisão de um número natural n por zero não é possível, pois, se admitíssemos que o quociente fosse q, então poderíamos escrever: n ÷ 0 = q e isto significaria que: n = 0 x q = 0 o que não é correto! Assim, a divisão de n por 0 não tem sentido ou ainda é dita impossível. Propriedades da Adição e da Multiplicação dos números Naturais Para todo a, b e c ∈ 𝑁 1) Associativa da adição: (a + b) + c = a + (b + c) 2) Comutativa da adição: a + b = b + a 3) Elemento neutro da adição: a + 0 = a 4) Associativa da multiplicação: (a.b).c = a. (b.c) 5) Comutativa da multiplicação: a.b = b.a 6) Elemento neutro da multiplicação: a.1 = a 7) Distributiva da multiplicação relativamente à adição: a.(b +c ) = ab + ac 8) Distributiva da multiplicação relativamente à subtração: a .(b –c) = ab –ac 9) Fechamento: tanto a adição como a multiplicação de um número natural por outro número natural, continua como resultado um número natural. Questões 01. (SABESP – Aprendiz – FCC) A partir de 1º de março, uma cantina escolar adotou um sistema de recebimento por cartão eletrônico. Esse cartão funciona como uma conta corrente: coloca-se crédito e vão sendo debitados os gastos. É possível o saldo negativo. Enzo toma lanche diariamente na cantina e sua mãe credita valores no cartão todas as semanas. Ao final de março, ele anotou o seu consumo e os pagamentos na seguinte tabela: No final do mês, Enzo observou que tinha (A) crédito de R$ 7,00. (B) débito de R$ 7,00. (C) crédito de R$ 5,00. (D) débito de R$ 5,00. (E) empatado suas despesas e seus créditos. 02. (Pref. Imaruí/SC - Auxiliar De Serviços Gerais - PREF. IMARUI) José, funcionário público, recebe salário bruto de R$ 2.000,00. Em sua folha de pagamento vem o desconto de R$ 200,00 de INSS e R$ 35,00 de sindicato. Qual o salário líquido de José? (A) R$ 1800,00 (B) R$ 1765,00 (C) R$ 1675,00 (D) R$ 1665,00 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 15 03. (Professor/Pref.de Itaboraí) O quociente entre dois números naturais é 10. Multiplicando-se o dividendo por cinco e reduzindo-se o divisor à metade, o quociente da nova divisão será: (A) 2 (B) 5 (C) 25 (D) 50 (E) 100 04. (Pref. Águas de Chapecó/SC– Operador de Máquinas – ALTERNATIVE CONCURSOS) Em uma loja, as compras feitas a prazo podem ser pagas em até 12 vezes sem juros. Se João comprar uma geladeira no valor de R$ 2.100,00 em 12 vezes, pagará uma prestação de: (A) R$ 150,00. (B) R$ 175,00. (C) R$ 200,00. (D) R$ 225,00. 05. (Pref. Jundiaí/SP – Agente de Serviços Operacionais – MAKIYAMA) Ontem, eu tinha 345 bolinhas de gude em minha coleção. Porém, hoje, participei de um campeonato com meus amigos e perdi 67 bolinhas, mas ganhei outras 90. Sendo assim, qual a quantidade de bolinhas que tenho agora, depois de participar do campeonato? (A) 368 (B) 270 (C) 365 (D) 290 (E) 376 06. (Pref. Niterói) João e Maria disputaram a prefeitura de uma determinada cidade que possui apenas duas zonas eleitorais. Ao final da sua apuração o Tribunal Regional Eleitoral divulgou a seguinte tabela com os resultados da eleição. A quantidade de eleitores desta cidade é: (A) 3995 (B) 7165 (C) 7532 (D) 7575 (E) 7933 07. (Pref. Jundiaí/SP – Agente de Serviços Operacionais – MAKIYAMA) Durante um mutirão para promover a limpeza de uma cidade, os 15.000 voluntários foram igualmente divididos entre as cinco regiões de tal cidade. Sendo assim, cada região contou com um número de voluntários igual a: (A) 2500 (B) 3200 (C) 1500 (D) 3000 (E) 2000 08. UFGD – Técnico em Informática– AOCP) Joana pretende dividir um determinado número de bombons entre seus 3 filhos. Sabendo que o número de bombons é maior que 24 e menor que 29, e que fazendo a divisão cada um dos seus 3 filhos receberá 9 bombons e sobrará 1 na caixa, quantos bombons ao todo Joana possui? (A) 24. (B) 25. (C) 26. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 16 (D) 27. (E) 28 09. (CREFITO/SP – Almoxarife – VUNESP) O sucessor do dobro de determinado número é 23. Esse mesmo determinado número somado a 1 e, depois, dobrado será igual a (A) 24. (B) 22. (C) 20. (D) 18. (E) 16. 10. (Pref. de Ribeirão Preto/SP – Agente de Administração – VUNESP) Em uma gráfica, a máquina utilizada para imprimir certo tipo de calendário está com defeito, e, após imprimir 5 calendários perfeitos (P), o próximo sai com defeito (D), conforme mostra o esquema. Considerando que, ao se imprimir um lote com 5 000 calendários, os cinco primeiros saíram perfeitos e o sexto saiu com defeito e que essa mesma sequência se manteve durante toda a impressão do lote, é correto dizer que o número de calendários perfeitos desse lote foi (A) 3 642. (B) 3 828. (C) 4 093. (D) 4 167. (E) 4 256. Comentários 01. Alternativa: B Crédito: 40 + 30 + 35 + 15 = 120 Débito: 27 + 33 + 42 + 25 = 127 120 – 127 = - 7 Ele tem um débito de R$ 7,00. 02. Alternativa: B 2000 – 200 = 1800 – 35 = 1765 O salário líquido de José é R$ 1.765,00. 03. Alternativa: E D= dividendo d= divisor Q = quociente = 10 R= resto = 0 (divisão exata) Equacionando: D = d.Q + R D = d.10 + 0 D = 10d Pela nova divisão temos: 5𝐷 = 𝑑 2 . 𝑄 → 5. (10𝑑) = 𝑑 2 . 𝑄 , isolando Q temos: 𝑄 = 50𝑑 𝑑 2 → 𝑄 = 50𝑑. 2 𝑑 → 𝑄 = 50.2 → 𝑄 = 100 04. Alternativa: B 2100 12 = 175 Cada prestação será de R$175,00 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 17 05. Alternativa: A 345 – 67 = 278 Depois ganhou 90 278 + 90 = 368 06. Alternativa: E Vamos somar a 1ª Zona: 1750 + 850 + 150 + 18 + 183 = 2951 2ª Zona: 2245 + 2320 + 217 + 25 + 175 = 4982 Somando os dois: 2951 + 4982 = 7933 07. Alternativa: D 15000 5 = 3000 Cada região terá 3000 voluntários. 08. Alternativa: E Sabemos que 9. 3 = 27 e que, para sobrar 1, devemos fazer 27 + 1 = 28. 09. Alternativa: A Se o sucessor é 23, o dobro do número é 22, portanto o número é 11. (11 + 1)2 = 24 10. Alternativa: D Vamos dividir 5000 pela sequência repetida (6): 5000 / 6 = 833 + resto 2. Isto significa que saíram 833. 5 = 4165 calendários perfeitos, mais 2 calendários perfeitos que restaram na conta de divisão. Assim, são 4167 calendários perfeitos. CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS – Z Definimos o conjunto dos números inteiros3 como a reunião do conjunto dos números naturais N = {0, 1, 2, 3, 4,..., n,...}, o conjunto dos opostos dos números naturais e o zero. Este conjunto é denotado pela letra Z (Zahlen = número em alemão). O conjunto dos números inteiros possui alguns subconjuntos notáveis: Atenção: A nomenclatura utilizada abaixo pode interferir diretamente no contexto de uma questão, tome muito cuidado ao interpreta-los, pois são todos diferentes (Z+ , Z_ , Z*). - O conjunto dos números inteiros não nulos: Z* = {..., -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4,...} Z* = Z – {0} - O conjunto dos números inteiros não negativos: 3IEZZI, Gelson – Matemática - Volume Único IEZZI, Gelson - Fundamentos da Matemática – Volume 01 – Conjuntos e Funções 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 18 Z+ = {0, 1, 2, 3, 4,...} Z+ é o próprio conjunto dos números naturais: Z+ = N - O conjunto dos números inteiros positivos: Z*+ = {1, 2, 3, 4,...} - O conjunto dos números inteiros não positivos: Z_ = {..., -5, -4, -3, -2, -1, 0} - O conjunto dos números inteiros negativos: Z*_ = {..., -5, -4, -3, -2, -1} Módulo: chama-se módulo de um número inteiro a distância ou afastamento desse número até o zero, na reta numérica inteira. Representa-se o módulo por | |. O módulo de 0 é 0 e indica-se |0| = 0 O módulo de +7 é 7 e indica-se |+7| = 7 O módulo de –9 é 9 e indica-se |–9| = 9 O módulo de qualquer número inteiro, diferente de zero, é sempre positivo. Números Opostos: Dois números inteiros são ditos opostos um do outro quando apresentam soma zero; assim, os pontos que os representam distam igualmente da origem. Exemplo: O oposto do número 3 é -3, e o oposto de -3 é 3, pois 3 + (-3) = (-3) + 3 = 0 No geral, dizemos que o oposto, ou simétrico, de a é – a, e vice-versa; particularmente o oposto de zero é o próprio zero. Operações entre Números Inteiros Adição de Números Inteiros Para melhor entendimento desta operação, associaremos aos números inteiros positivos a ideia de ganhar e aos números inteiros negativos a ideia de perder. Ganhar 5 + ganhar 3 = ganhar 8 (+ 5) + (+ 3) = (+8) Perder 3 + perder 4 = perder 7 (- 3) + (- 4) = (- 7) Ganhar 8 + perder 5 = ganhar 3 (+ 8) + (- 5) = (+ 3) Perder 8 + ganhar 5 = perder 3 (- 8) + (+ 5) = (- 3) O sinal (+) antes do número positivo pode ser dispensado, mas o sinal (–) antes do número negativo nunca pode ser dispensado. Subtração de Números Inteiros A subtração é empregada quando: - Precisamos tirar uma quantidade de outra quantidade; - Temos duas quantidades e queremos saber quanto uma delas tem a mais que a outra; - Temos duas quantidades e queremos saber quanto falta a uma delas para atingir a outra. A subtração é a operação inversa da adição. Observe que em uma subtração o sinal do resultado é sempre do maior número!!! 4 + 5 = 9 4 – 5 = -1 Considere as seguintes situações: 1 - Na segunda-feira, a temperatura de Monte Sião passou de +3 graus para +6 graus. Qual foi a variação da temperatura? Esse fato pode ser representado pela subtração: (+6) – (+3) = +3 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 19 2 - Na terça-feira, a temperatura de Monte Sião, durante o dia, era de +6 graus. À Noite, a temperatura baixou de 3 graus. Qual a temperatura registrada na noite de terça-feira? Esse fato pode ser representado pela adição: (+6) + (–3) = +3 Se compararmos as duas igualdades, verificamos que (+6) – (+3) é o mesmo que (+6) + (–3). Temos: (+6) – (+3) = (+6) + (–3) = +3 (+3) – (+6) = (+3) + (–6) = –3 (–6) – (–3) = (–6) + (+3) = –3 Daí podemos afirmar: Subtrair dois números inteiros é o mesmo que adicionar o primeiro com o oposto do segundo. Fique Atento: todos parênteses, colchetes, chaves, números, ..., entre outros, precedidos de sinal negativo, tem o seu sinal invertido, ou seja, é dado o seu oposto. Ex.: 10 – (10+5) = 10 – (+15) = 10 – 15 = - 5 Multiplicação de Números Inteiros A multiplicação funciona como uma forma simplificada de uma adição quando os números são repetidos. Poderíamos analisar tal situação como o fato de estarmos ganhando repetidamente alguma quantidade, como por exemplo, ganhar 1 objeto por 30 vezes consecutivas, significa ganhar 30 objetos e esta repetição pode ser indicada por um x, isto é: 1 + 1 + 1 ... + 1 + 1 = 30 x 1 = 30 Se trocarmos o número 1 pelo número 2, obteremos: 2 + 2 + 2 + ... + 2 + 2 = 30 x 2 = 60 Se trocarmos o número 2 pelo número -2, obteremos: (–2) + (–2) + ... + (–2) = 30 x (-2) = –60 Na multiplicação o produto dos números a e b, pode ser indicado por a x b, a . b ou ainda ab sem nenhum sinal entre as letras. Divisão de Números Inteiros - Divisão exata de números inteiros. Veja o cálculo: (– 20) : (+ 5) = q (+ 5) . q = (– 20) q = (–4) Logo (– 20) : (+ 5) = - 4 Considerando os exemplos dados, concluímos que, para efetuar a divisão exata de um número inteiro por outro número inteiro, diferente de zero, dividimos o módulo do dividendo pelo módulo do divisor. Exemplo: (+7) : (–2) ou (–19) : (–5) são divisões que não podem ser realizadas em Z, pois o resultado não é um número inteiro. - No conjunto Z, a divisão não é comutativa, não é associativa e não tem a propriedade da existência do elemento neutro. - Não existe divisão por zero. - Zero dividido por qualquer número inteiro, diferente de zero, é zero, pois o produto de qualquer número inteiro por zero é igual a zero. Exemplo: 0 : (–10) = 0 b) 0 : (+6) = 0 c) 0 : (–1) = 0 Regra de Sinais da Multiplicação e Divisão → Sinais iguais (+) (+); (-) (-) = resultado sempre positivo. → Sinais diferentes (+) (-); (-) (+) = resultado sempre negativo. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 20 Potenciação de Números Inteiros A potência xn do número inteiro a, é definida como um produto de n fatores iguais. O número x é denominado a base e o número n é o expoente. xn = x . x . x . x ... x, x é multiplicado por x, n vezes. Exemplos: 33 = (3) x (3) x (3) = 27 (-5)5 = (-5) x (-5) x (-5) x (-5) x (-5) = -3125 (-7)² = (-7) x (-7) = 49 (+9)² = (+9) x (+9) = 81 - Toda potência de base positiva é um número inteiro positivo. Exemplo: (+3)2 = (+3) . (+3) = +9 - Toda potência de base negativa e expoente par é um número inteiro positivo. Exemplo: (–8)2 = (–8) . (–8) = +64 - Toda potência de base negativa e expoente ímpar é um número inteiro negativo. Exemplo: (–5)3 = (–5) . (–5) . (–5) = –125 - Propriedades da Potenciação: 1) Produtos de Potências com bases iguais: Conserva-se a base e somam-se os expoentes. (–7)3 . (–7)6 = (–7)3+6 = (–7)9 2) Quocientes de Potências com bases iguais: Conserva-se a base e subtraem-se os expoentes. (-13)8 : (-13)6 = (-13)8 – 6 = (-13)2 3) Potência de Potência: Conserva-se a base e multiplicam-se os expoentes. [(-8)5]2 = (-8)5 . 2 = (-8)10 4) Potência de expoente 1: É sempre igual à base. (-8)1 = -8 e (+70)1 = +70 5) Potência de expoente zero e base diferente de zero: É igual a 1. (+3)0 = 1 e (–53)0 = 1 Radiciação de Números Inteiros A raiz n-ésima (de ordem n) de um número inteiro x é a operação que resulta em outro número inteiro não negativo b que elevado à potência n fornece o número x. O número n é o índice da raiz enquanto que o número x é o radicando (que fica sob o sinal do radical). √𝑥 𝑛 = b bn = x A raiz quadrada (de ordem 2) de um número inteiro x é a operação que resulta em outro número inteiro não negativo que elevado ao quadrado coincide com o número x. Atenção: Não existe a raiz quadrada de um número inteiro negativo no conjunto dos números inteiros. Erro comum: Frequentemente lemos em materiais didáticos e até mesmo ocorre em algumas aulas aparecimento de: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 21 9 = ± 3, mas isto está errado. O certo é: 9 = +3 Observamos que não existe um número inteiro não negativo que multiplicado por ele mesmo resulte em um número negativo. A raiz cúbica (de ordem 3) de um número inteiro x é a operação que resulta em outro número inteiro que elevado ao cubo seja igual ao número x. Aqui não restringimos os nossos cálculos somente aos números não negativos. Exemplos: (a) 3 8 = 2, pois 2³ = 8 (b) 3 8 = –2, pois (–2)³ = -8 (c) 3 27 = 3, pois 3³ = 27 (d) 3 27 = –3, pois (–3)³ = -27 Observação: Ao obedecer à regra dos sinais para o produto de números inteiros, concluímos que: (1) Se o índice da raiz for par, não existe raiz de número inteiro negativo. (2) Se o índice da raiz for ímpar, é possível extrair a raiz de qualquer número inteiro. Propriedades da Adição e da Multiplicação dos números Inteiros Para todo a, b e c ∈ 𝑍 1) Associativa da adição: (a + b) + c = a + (b + c) 2) Comutativa da adição: a + b = b + a 3) Elemento neutro da adição: a + 0 = a 4) Elemento oposto da adição: a + (-a) = 0 5) Associativa da multiplicação: (a.b).c = a.(b.c) 6) Comutativa da multiplicação: a.b = b.a 7) Elemento neutro da multiplicação: a.1 = a 8) Distributiva da multiplicação relativamente à adição: a.(b + c) = ab + ac 9) Distributiva da multiplicação relativamente à subtração: a.(b – c) = ab – ac Atenção: tanto a adição como a multiplicação de um número natural por outro número natural, continua como resultado um número natural. Questões 01. (Fundação Casa – Agente Educacional – VUNESP) Para zelar pelos jovens internados e orientá- los a respeito do uso adequado dos materiais em geral e dos recursos utilizados em atividades educativas, bem como da preservação predial, realizou-se uma dinâmica elencando “atitudes positivas” e “atitudes negativas”, no entendimento dos elementos do grupo. Solicitou-se que cada um classificasse suas atitudes como positiva ou negativa, atribuindo (+4) pontos a cada atitude positiva e (-1) a cada atitude negativa. Se um jovem classificou como positiva apenas 20 das 50 atitudes anotadas, o total de pontos atribuídos foi (A) 50. (B) 45. (C) 42. (D) 36. (E) 32. 02. (UEM/PR – Auxiliar Operacional – UEM) Ruth tem somente R$ 2.200,00 e deseja gastar a maior quantidade possível, sem ficar devendo na loja. Verificou o preço de alguns produtos: TV: R$ 562,00 DVD: R$ 399,00 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 22 Micro-ondas: R$ 429,00 Geladeira: R$ 1.213,00 Na aquisição dos produtos, conforme as condições mencionadas, e pagando a compra em dinheiro, o troco recebido será de: (A) R$ 84,00 (B) R$ 74,00 (C) R$ 36,00 (D) R$ 26,00 (E) R$ 16,00 03. (BNDES – Técnico Administrativo – CESGRANRIO) Multiplicando-se o maior número inteiro menor do que 8 pelo menor número inteiro maior do que - 8, o resultado encontrado será (A) - 72 (B) - 63 (C) - 56 (D) - 49 (E) – 42 04. (Polícia Militar/MG - Assistente Administrativo - FCC) Em um jogo de tabuleiro, Carla e Mateus obtiveram os seguintes resultados: Ao término dessas quatro partidas, (A) Carla perdeu por uma diferença de 150 pontos. (B) Mateus perdeu por uma diferença de 175 pontos. (C) Mateus ganhou por uma diferença de 125 pontos. (D) Carla e Mateus empataram. 05. (Pref. de Palmas/TO – Técnico Administrativo Educacional – COPESE/UFT) Num determinado estacionamento da cidade de Palmas há vagas para carros e motos. Durante uma ronda dos agentes de trânsito, foi observado que o número total de rodas nesse estacionamento era de 124 (desconsiderando os estepes dos veículos). Sabendo que haviam 12 motos no estacionamento naquele momento, é CORRETO afirmar que estavam estacionados: (A) 19 carros (B) 25 carros (C) 38 carros (D) 50 carros 06. (Casa da Moeda) O quadro abaixo indica o número de passageiros num voo entre Curitiba e Belém, com duas escalas, uma no Rio de Janeiro e outra em Brasília. Os números positivos indicam a quantidade de passageiros que subiram no avião e os negativos, a quantidade dos que desceram em cada cidade. O número de passageiros que chegou a Belém foi: (A) 362 (B) 280 (C) 240 (D) 190 (E) 135 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 23 07. (Pref.de Niterói/RJ) As variações de temperatura nos desertos são extremas. Supondo que durantes o dia a temperatura seja de 45ºC e à noite seja de -10ºC, a diferença de temperatura entre o dia e noite, em ºC será de: (A) 10 (B) 35 (C) 45 (D) 50 (E) 55 08. (Pref.de Niterói/RJ) Um trabalhador deseja economizar para adquirira vista uma televisão que custa R$ 420,00. Sabendo que o mesmo consegue economizar R$ 35,00 por mês, o número de meses que ele levará para adquirir a televisão será: (A) 6 (B) 8 (C) 10 (D) 12 (E) 15 09. (Pref.de Niterói/RJ) Um estudante empilhou seus livros, obtendo uma única pilha 52cm de altura. Sabendo que 8 desses livros possui uma espessura de 2cm, e que os livros restantes possuem espessura de 3cm, o número de livros na pilha é: (A) 10 (B) 15 (C) 18 (D) 20 (E) 22 10. (FINEP – Assistente Administrativo – CESGRANRIO) Um menino estava parado no oitavo degrau de uma escada, contado a partir de sua base (parte mais baixa da escada). A escada tinha 25 degraus. O menino subiu mais 13 degraus. Logo em seguida, desceu 15 degraus e parou novamente. A quantos degraus do topo da escada ele parou? (A) 8 (B) 10 (C) 11 (D) 15 (E) 19 Comentários 01. Resposta: A 50-20=30 atitudes negativas 20.4=80 30.(-1)=-30 80-30=50 02. Resposta: D Geladeira + Micro-ondas + DVD = 1213 + 429 + 399 = 2041 Geladeira + Micro-ondas + TV = 1213 + 429 + 562 = 2204, extrapola o orçamento Geladeira + TV + DVD = 1213 + 562 + 399 = 2174, é a maior quantidade gasta possível dentro do orçamento. Troco:2200 – 2174 = 26 reais 03. Resposta: D Maior inteiro menor que 8 é o 7 Menor inteiro maior que - 8 é o - 7. Portanto: 7(- 7) = - 49 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 24 04. Resposta: C Carla: 520 – 220 – 485 + 635 = 450 pontos Mateus: - 280 + 675 + 295 – 115 = 575 pontos Diferença: 575 – 450 = 125 pontos 05. Resposta: B Moto: 2 rodas Carro: 4 12.2=24 124-24=100 100/4=25 carros 06. Resposta: D 240 - 194 + 158 - 108 + 94 = 190 07. Resposta: E 45 – (- 10) = 55 08. Resposta: D 420: 35 = 12 meses 09. Resposta: D São 8 livros de 2 cm: 8.2 = 16 cm Como eu tenho 52 cm ao todo e os demais livros tem 3 cm, temos: 52 - 16 = 36 cm de altura de livros de 3 cm 36 : 3 = 12 livros de 3 cm O total de livros da pilha: 8 + 12 = 20 livros ao todo. 10. Resposta: E 8 + 13 = 21 21– 15 = 6 25 – 6 = 19 CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS – Q Um número racional4 é o que pode ser escrito na forma n m , onde m e n são números inteiros, sendo que n deve ser diferente de zero. Frequentemente utilizamos m/n para significar a divisão de m por n. Como podemos observar, números racionais podem ser obtidos através da razão entre dois números inteiros, razão pela qual, o conjunto de todos os números racionais é denotado por Q. Assim, é comum encontrarmos na literatura a notação: Q = { n m : m e n em Z, n diferente de zero} No conjunto Q destacamos os seguintes subconjuntos: Atenção: A nomenclatura utilizada abaixo pode interferir diretamente no contexto de uma questão, tome muito cuidado ao interpreta-los, pois são todos diferentes (Q+ , Q_ , Q*). 4IEZZI, Gelson - Matemática- Volume Único IEZZI, Gelson - Fundamentos da Matemática – Volume 1 – Conjuntos e Funções http://mat.ufrgs.br 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 25 - Q* = conjunto dos racionais não nulos; - Q+ = conjunto dos racionais não negativos; - Q*+ = conjunto dos racionais positivos; - Q _ = conjunto dos racionais não positivos; - Q*_ = conjunto dos racionais negativos. Representação Decimal das Frações Tomemos um número racional q p , tal que p não seja múltiplo de q. Para escrevê-lo na forma decimal, basta efetuar a divisão do numerador pelo denominador. Nessa divisão podem ocorrer dois casos: 1º - O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, um número finito de algarismos. Decimais Exatos: 2º - O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, infinitos algarismos (nem todos nulos), repetindo- se periodicamente Decimais Periódicos ou Dízimas Periódicas: Existem frações muito simples que são representadas por formas decimais infinitas, com uma característica especial: Aproveitando o exemplo acima temos 0,333... = 3. 1/101 + 3 . 1/102 + 3 . 1/103 + 3 . 1/104 ... Representação Fracionária dos Números Decimais Trata-se do problema inverso, estando o número racional escrito na forma decimal, procuremos escrevê-lo na forma de fração. Temos dois casos: 1º Transformamos o número em uma fração cujo numerador é o número decimal sem a vírgula e o denominador é composto pelo numeral 1, seguido de tantos zeros quantas forem as casas decimais do número decimal dado: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 26 2º Devemos achar a fração geratriz da dízima dada; para tanto, vamos apresentar o procedimento através de alguns exemplos: a) Seja a dízima 0, 333... Veja que o período que se repete é apenas 1(formado pelo 3) então vamos colocar um 9 no denominador e repetir no numerador o período. Assim, a geratriz de 0,333... é a fração 9 3 . b) Seja a dízima 5, 1717... O período que se repete é o 17, logo dois noves no denominador (99). Observe também que o 5 é a parte inteira, logo ele vem na frente: 5 17 99 → 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑢𝑚𝑎 𝑓𝑟𝑎çã𝑜 𝑚𝑖𝑠𝑡𝑎, 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑛𝑑𝑜 → (5.99 + 17) = 512, 𝑙𝑜𝑔𝑜 ∶ 512 99 Assim, a geratriz de 5,1717... é a fração 99 512 . Neste caso para transformarmos uma dízima periódica simples em fração, basta utilizarmos o dígito 9 no denominador de acordo com a quantidade de dígitos que tiver o período da dízima. c) Seja a dízima 1, 23434... O número 234 é a junção do anteperíodo com o período. Neste caso dizemos que a dízima periódica é composta, pois existe uma parte que não se repete e outra que se repete. Temos então um anteperíodo (2) e o período (34). Ao subtrairmos deste número o anteperíodo (234-2), obtemos 232 no qual será o numerador. O denominador é formado por tantos dígitos 9 – que correspondem ao período, neste caso 99 (dois noves) – e pelo dígito 0 – que correspondem a tantos dígitos tiverem o anteperíodo, neste caso 0 (um zero). 1 232 990 → 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑢𝑚𝑎 𝑓𝑟𝑎çã𝑜 𝑚𝑖𝑠𝑡𝑎, 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑛𝑑𝑜 − 𝑎 → (1.990 + 232) = 1222, 𝑙𝑜𝑔𝑜 ∶ 1222 990 Simplificando por 2, obtemos x = 495 611 , que será a fração geratriz da dízima 1, 23434... Módulo ou valor absoluto: É a distância do ponto que representa esse número ao ponto de abscissa zero. Exemplos: 1) Módulo de – 2 3 é 2 3 . Indica-se 2 3 = 2 3 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 27 2) Módulo de + 2 3 é 2 3 . Indica-se 2 3 = 2 3 Números Opostos: Dizemos que – 2 3 e 2 3 são números racionais opostos ou simétricos e cada um deles é o oposto do outro. As distâncias dos pontos – 2 3 e 2 3 ao ponto zero da reta são iguais. Inverso de um Número Racional ( 𝒂 𝒃 ) −𝒏 , 𝒂 ≠ 𝟎 = ( 𝒃 𝒂 ) 𝒏 , 𝒃 ≠ 𝟎 Representação geométrica dos Números Racionais Observa-se que entre dois inteiros consecutivos existem infinitos números racionais. Soma (Adição) de Números Racionais Como todo número racional é uma fração ou pode ser escrito na forma de uma fração, definimos a adição entre os números racionais b a e d c , da mesma forma que a soma de frações, através de: Subtração de Números Racionais A subtração de dois números racionais p e q é a própria operação de adição do número p com o oposto de q, isto é: p – q = p + (–q), onde p = b a e q = d c . Multiplicação (Produto) de Números Racionais Como todo número racional é uma fraçãoou pode ser escrito na forma de uma fração, definimos o produto de dois números racionais b a e d c , da mesma forma que o produto de frações, através de: Para realizar a multiplicação de números racionais, devemos obedecer à mesma regra de sinais que vale em toda a Matemática: Podemos assim concluir que o produto de dois números com o mesmo sinal é positivo, mas o produto de dois números com sinais diferentes é negativo. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 28 Divisão (Quociente) de Números Racionais A divisão de dois números racionais p e q é a própria operação de multiplicação do número p pelo inverso de q, isto é: p ÷ q = p × q-1 𝒂 𝒃 : 𝒄 𝒅 = 𝒂 𝒃 . 𝒅 𝒄 Potenciação de Números Racionais A potência qn do número racional q é um produto de n fatores iguais. O número q é denominado a base e o número n é o expoente. qn = q × q × q × q × ... × q, (q aparece n vezes) Exemplos: Propriedades da Potenciação: 1) Toda potência com expoente 0 é igual a 1. 2) Toda potência com expoente 1 é igual à própria base. 3) Toda potência com expoente negativo de um número racional diferente de zero é igual a outra potência que tem a base igual ao inverso da base anterior e o expoente igual ao oposto do expoente anterior. 4) Toda potência com expoente ímpar tem o mesmo sinal da base. 5) Toda potência com expoente par é um número positivo. 6) Produto de potências de mesma base. Para reduzir um produto de potências de mesma base a uma só potência, conservamos a base e somamos os expoentes. 7) Divisão de potências de mesma base. Para reduzir uma divisão de potências de mesma base a uma só potência, conservamos a base e subtraímos os expoentes. 8) Potência de Potência. Para reduzir uma potência de potência a uma potência de um só expoente, conservamos a base e multiplicamos os expoentes. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 29 Radiciação de Números Racionais Se um número representa um produto de dois ou mais fatores iguais, então cada fator é chamado raiz do número. Exemplos: 1) 9 1 Representa o produto 3 1 . 3 1 ou 2 3 1 .Logo, 3 1 é a raiz quadrada de 9 1 . Indica-se 9 1 = 3 1 2) 0,216 Representa o produto 0,6 . 0,6 . 0,6 ou (0,6)3. Logo, 0,6 é a raiz cúbica de 0,216. Indica-se 3 216,0 = 0,6. Um número racional, quando elevado ao quadrado, dá o número zero ou um número racional positivo. Logo, os números racionais negativos não têm raiz quadrada no conjunto dos números racionais. Por exemplo, o número 9 100 não tem raiz quadrada em Q, pois tanto 3 10 como 3 10 , quando elevados ao quadrado, dão 9 100 . Já um número racional positivo, só tem raiz quadrada no conjunto dos números racionais se ele for um quadrado perfeito. E o número 3 2 não tem raiz quadrada em Q, pois não existe número racional que elevado ao quadrado dê 3 2 . Questões 01. (Pref. Jundiaí/SP– Agente de Serviços Operacionais – MAKIYAMA) Na escola onde estudo, ¼ dos alunos tem a língua portuguesa como disciplina favorita, 9/20 têm a matemática como favorita e os demais têm ciências como favorita. Sendo assim, qual fração representa os alunos que têm ciências como disciplina favorita? (A) 1/4 (B) 3/10 (C) 2/9 (D) 4/5 (E) 3/2 02. (UEM/PR – Auxiliar Operacional – UEM) Dirce comprou 7 lapiseiras e pagou R$ 8,30, em cada uma delas. Pagou com uma nota de 100 reais e obteve um desconto de 10 centavos. Quantos reais ela recebeu de troco? (A) R$ 40,00 (B) R$ 42,00 (C) R$ 44,00 (D) R$ 46,00 (E) R$ 48,00 03. (Fundação CASA – Agente de Apoio Operacional – VUNESP) De um total de 180 candidatos, 2/5 estudam inglês, 2/9 estudam francês, 1/3estuda espanhol e o restante estuda alemão. O número de candidatos que estuda alemão é: (A) 6. (B) 7. (C) 8. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 30 (D) 9. (E) 10. 04. (Fundação CASA – Agente de Apoio Operacional – VUNESP) Em um estado do Sudeste, um Agente de Apoio Operacional tem um salário mensal de: salário-base R$ 617,16 e uma gratificação de R$ 185,15. No mês passado, ele fez 8 horas extras a R$ 8,50 cada hora, mas precisou faltar um dia e foi descontado em R$ 28,40. No mês passado, seu salário totalizou (A) R$ 810,81. (B) R$ 821,31. (C) R$ 838,51. (D) R$ 841,91. (E) R$ 870,31. 05. (Pref. Niterói) Simplificando a expressão abaixo: 1,3333…+ 3 2 1,5+ 4 3 Obtém-se (A) ½. (B) 1. (C) 3/2. (D) 2. (E) 3. 06. (SABESP – Aprendiz – FCC) Em um jogo matemático, cada jogador tem direito a 5 cartões marcados com um número, sendo que todos os jogadores recebem os mesmos números. Após todos os jogadores receberem seus cartões, aleatoriamente, realizam uma determinada tarefa que também é sorteada. Vence o jogo quem cumprir a tarefa corretamente. Em uma rodada em que a tarefa era colocar os números marcados nos cartões em ordem crescente, venceu o jogador que apresentou a sequência (A) −4; −1; √16; √25; 14 3 (B) −1; −4; √16; 14 3 ; √25 (C) −1; −4; 14 3 ; √16; √25 (D) −4; −1; √16; 14 3 ; √25 (E)−4; −1; 14 3 ; √16; √25 07. (SABESP – Agente de Saneamento Ambiental – FCC) Somando-se certo número positivo x ao numerador, e subtraindo-se o mesmo número x do denominador da fração 2/3 obtém-se como resultado, o número 5. Sendo assim, x é igual a (A) 52/25. (B) 13/6. (C) 7/3. (D) 5/2. (E) 47/23. 08. (SABESP – Aprendiz – FCC) Mariana abriu seu cofrinho com 120 moedas e separou-as: − 1 real: ¼ das moedas − 50 centavos: 1/3 das moedas − 25 centavos: 2/5 das moedas − 10 centavos: as restantes Mariana totalizou a quantia contida no cofre em (A) R$ 62,20. (B) R$ 52,20. (C) R$ 50,20. (D) R$ 56,20. (E) R$ 66,20. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 31 09. (PM/SE – Soldado 3ªclasse – FUNCAB) Numa operação policial de rotina, que abordou 800 pessoas, verificou-se que 3/4 dessas pessoas eram homens e 1/5 deles foram detidos. Já entre as mulheres abordadas, 1/8 foram detidas. Qual o total de pessoas detidas nessa operação policial? (A) 145 (B) 185 (C) 220 (D) 260 (E) 120 10. (Pref. Jundiaí/SP – Agente de Serviços Operacionais – MAKIYAMA) Quando perguntado sobre qual era a sua idade, o professor de matemática respondeu: “O produto das frações 9/5 e 75/3 fornece a minha idade!”. Sendo assim, podemos afirmar que o professor tem: (A) 40 anos. (B) 35 anos. (C) 45 anos. (D) 30 anos. (E) 42 anos. Comentários 01. Alternativa: B. Somando português e matemática: 1 4 + 9 20 = 5 + 9 20 = 14 20 = 7 10 O que resta gosta de ciências: 1 − 7 10 = 3 10 02. Alternativa: B. 8,3 ∙ 7 = 58,1 Como recebeu um desconto de 10 centavos, Dirce pagou 58 reais Troco:100 – 58 = 42 reais 03. Alternativa: C. 2 5 + 2 9 + 1 3 Mmc(3,5,9)=45 18+10+15 45 = 43 45 O restante estuda alemão: 2/45 180 ∙ 2 45 = 8 04. Alternativa: D. 𝑠𝑎𝑙á𝑟𝑖𝑜 𝑚𝑒𝑛𝑠𝑎𝑙: 617,16 + 185,15 = 802,31 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑠: 8,5 ∙ 8 = 68 𝑚ê𝑠 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑑𝑜: 802,31 + 68,00 − 28,40 = 841,91 Salário foi R$ 841,91. 05. Alternativa: B. 1,3333...= 12/9 = 4/3 1,5 = 15/10 = 3/2 4 3 + 3 2 3 2 + 4 3 = 17 6 17 6 = 1 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 32 06. Alternativa:D. √16 = 4 √25 = 5 14 3 = 4,67 A ordem crescente é: −4; −1; √16; 14 3 ; √25 07. Alternativa: B. 2 + 𝑥 3 − 𝑥 = 5 15 − 5𝑥 = 2 + 𝑥 6𝑥 = 13 𝑥 = 13 6 08. Alternativa: A. 1 𝑟𝑒𝑎𝑙: 120 ∙ 1 4 = 30 𝑚𝑜𝑒𝑑𝑎𝑠 50 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑣𝑜𝑠: 1 3 ∙ 120 = 40 𝑚𝑜𝑒𝑑𝑎𝑠 25 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑣𝑜𝑠: 2 5 ∙ 120 = 48 𝑚𝑜𝑒𝑑𝑎𝑠 10 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑣𝑜𝑠: 120 − 118 𝑚𝑜𝑒𝑑𝑎𝑠 = 2 𝑚𝑜𝑒𝑑𝑎𝑠 30 + 40 ∙ 0,5 + 48 ∙ 0,25 + 2 ∙ 0,10 = 62,20 Mariana totalizou R$ 62,20. 09. Alternativa: A. 800 ∙ 3 4 = 600 ℎ𝑜𝑚𝑒𝑛𝑠 600 ∙ 1 5 = 120 ℎ𝑜𝑚𝑒𝑛𝑠 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑑𝑜𝑠 Como 3/4 eram homens, 1/4 eram mulheres 800 ∙ 1 4 = 200 𝑚𝑢𝑙ℎ𝑒𝑟𝑒𝑠 ou 800-600=200 mulheres 200 ∙ 1 8 = 25 𝑚𝑢𝑙ℎ𝑒𝑟𝑠 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑑𝑎𝑠 Total de pessoas detidas: 120+25=145 10. Alternativa: C. 9 5 ∙ 75 3 = 675 15 = 45 𝑎𝑛𝑜𝑠 CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS - R O conjunto dos números reais5 R é uma expansão do conjunto dos números racionais que engloba não só os inteiros e os fracionários, positivos e negativos, mas também todos os números irracionais. Assim temos: R = Q U I , sendo Q ∩ I = Ø ( Se um número real é racional, não será irracional, e vice-versa). 5IEZZI, Gelson – Matemática - Volume Único IEZZI, Gelson - Fundamentos da Matemática Elementar – Vol. 01 – Conjuntos e Funções 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 33 Lembrando que N Ϲ Z Ϲ Q , podemos construir o diagrama abaixo: O conjunto dos números reais apresenta outros subconjuntos importantes: - Conjunto dos números reais não nulos: R* = {x ϵ R| x ≠ 0} - Conjunto dos números reais não negativos: R+ = {x ϵ R| x ≥ 0} - Conjunto dos números reais positivos: R*+ = {x ϵ R| x > 0} - Conjunto dos números reais não positivos: R- = {x ϵ R| x ≤ 0} - Conjunto dos números reais negativos: R*- = {x ϵ R| x < 0} Representação Geométrica dos números reais Ordenação dos números reais A representação dos números reais permite definir uma relação de ordem entre eles. Os números reais positivos, são maiores que zero e os negativos, menores que zero. Expressamos a relação de ordem da seguinte maneira: Dados dois números Reais a e b, a ≤ b ↔ b – a ≥ 0 Exemplo: -15 ≤ 5 ↔ 5 - ( - 15) ≥ 0 5 + 15 ≥ 0 Intervalos reais O conjunto dos números reais possui também subconjuntos, denominados intervalos, que são determinados por meio de desiguladades. Sejam os números a e b , com a < b. Em termos gerais temos: - A bolinha aberta = a intervalo aberto (estamos excluindo aquele número), utilizamos os símbolos: > ;< ou ] ; [ - A bolinha fechada = a intervalo fechado (estamos incluindo aquele número), utilizamos os símbolos: ≥ ; ≤ ou [ ; ] Podemos utilizar ( ) no lugar dos [ ] , para indicar as extremidades abertas dos intervalos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 34 Às vezes, aparecem situações em que é necessário registrar numericamente variações de valores em sentidos opostos, ou seja, maiores ou acima de zero (positivos), como as medidas de temperatura ou reais em débito, em haver e etc. Esses números, que se estendem indefinidamente, tanto para o lado direito (positivos) como para o lado esquerdo (negativos), são chamados números relativos. Valor absoluto de um número relativo é o valor do número que faz parte de sua representação, sem o sinal. Valor simétrico de um número é o mesmo numeral, diferindo apenas o sinal. Operações com números relativos 1) Adição e subtração de números relativos a) Se os numerais possuem o mesmo sinal, basta adicionar os valores absolutos e conservar o sinal. b) Se os numerais possuem sinais diferentes, subtrai-se o numeral de menor valor e dá-se o sinal do maior numeral. Exemplos: 3 + 5 = 8 4 - 8 = - 4 - 6 - 4 = - 10 - 2 + 7 = 5 2) Multiplicação e divisão de números relativos a) O produto e o quociente de dois números relativos de mesmo sinal são sempre positivos. b) O produto e o quociente de dois números relativos de sinais diferentes são sempre negativos. Exemplos: - 3 x 8 = - 24 - 20 (-4) = + 5 - 6 x (-7) = + 42 28 2 = 14 Questões 01. (EBSERH/ HUPAA – UFAL – Analista Administrativo – Administração – IDECAN) Mário começou a praticar um novo jogo que adquiriu para seu videogame. Considere que a cada partida ele conseguiu melhorar sua pontuação, equivalendo sempre a 15 pontos a menos que o dobro marcado na partida anterior. Se na quinta partida ele marcou 3.791 pontos, então, a soma dos algarismos da quantidade de pontos adquiridos na primeira partida foi igual a (A) 4. (B) 5. (C) 7. (D) 8. (E) 10. 02. (Pref. Guarujá/SP – SEDUC – Professor de Matemática – CAIPIMES) Considere m um número real menor que 20 e avalie as afirmações I, II e III: I- (20 – m) é um número menor que 20. II- (20 m) é um número maior que 20. III- (20 m) é um número menor que 20. É correto afirmar que: (A) I, II e III são verdadeiras. (B) apenas I e II são verdadeiras. (C) I, II e III são falsas. (D) apenas II e III são falsas. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 35 03. (Pref. Guarujá/SP – SEDUC – Professor de Matemática – CAIPIMES) Na figura abaixo, o ponto que melhor representa a diferença 3 4 − 1 2 na reta dos números reais é: (A) P. (B) Q. (C) R. (D) S. 04. (TJ/PR - Técnico Judiciário – TJ/PR) Uma caixa contém certa quantidade de lâmpadas. Ao retirá- las de 3 em 3 ou de 5 em 5, sobram 2 lâmpadas na caixa. Entretanto, se as lâmpadas forem removidas de 7 em 7, sobrará uma única lâmpada. Assinale a alternativa correspondente à quantidade de lâmpadas que há na caixa, sabendo que esta comporta um máximo de 100 lâmpadas. (A) 36. (B) 57. (C) 78. (D) 92. 05. (MP/SP – Auxiliar de Promotoria I – Administrativo – VUNESP) Para ir de sua casa à escola, Zeca percorre uma distância igual a 3 4 da distância percorrida na volta, que é feita por um trajeto diferente. Se a distância percorrida por Zeca para ir de sua casa à escola e dela voltar é igual a 7 5 de um quilômetro, então a distância percorrida por Zeca na ida de sua casa à escola corresponde, de um quilômetro, a (A) 2 3 (B) 3 4 (C) 1 2 (D) 4 5 (E) 3 5 06. (TJ/SP - Auxiliar de Saúde Judiciário - Auxiliar em Saúde Bucal – VUNESP) Para numerar as páginas de um livro, uma impressora gasta 0,001 mL por cada algarismo impresso. Por exemplo, para numerar as páginas 7, 58 e 290 gasta-se, respectivamente, 0,001 mL, 0,002 mL e 0,003 mL de tinta. O total de tinta que será gasto para numerar da página 1 até a página 1 000 de um livro, em mL, será (A) 1,111. (B) 2,003. (C) 2,893. (D) 1,003. (E) 2,561. 07. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) Um funcionário de uma empresa deve executar uma tarefa em 4 semanas. Esse funcionário executou 3/8 da tarefa na 1a semana. Na 2 a semana, ele executou 1/3 do que havia executado na 1a semana. Na 3a e 4a semanas, o funcionário termina a execução da tarefa e verifica que na 3a semana executou o dobro do que havia executado na 4 a semana. Sendo assim, a fração de toda a tarefa que esse funcionário executou na 4ª semana é igual a (A) 5/16. (B) 1/6. (C) 8/24. (D)1/ 4. (E) 2/5. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 36 08. (CODAR – Coletor de lixo reciclável – EXATUS/2016) Numa divisão com números inteiros, o resto vale 5, o divisor é igual ao resto somado a 3 unidades e o quociente é igual aodobro do divisor. Assim, é correto afirmar que o valor do dividendo é igual a: (A) 145. (B) 133. (C) 127. (D) 118. 09. (METRÔ – Assistente Administrativo Júnior – FCC) Quatro números inteiros serão sorteados. Se o número sorteado for par, ele deve ser dividido por 2 e ao quociente deve ser acrescido 17. Se o número sorteado for ímpar, ele deve ser dividido por seu maior divisor e do quociente deve ser subtraído 15. Após esse procedimento, os quatro resultados obtidos deverão ser somados. Sabendo que os números sorteados foram 40, 35, 66 e 27, a soma obtida ao final é igual a (A) 87. (B) 59. (C) 28. (D) 65. (E) 63. 10. (UNESP – Assistente de Informática I – VUNESP) O valor de uma aposta em certa loteria foi repartido em cotas iguais. Sabe-se que a terça parte das cotas foi dividida igualmente entre Alex e Breno, que Carlos ficou com a quarta parte das cotas, e que Denis ficou com as 5 cotas restantes. Essa aposta foi premiada com um determinado valor, que foi repartido entre eles de forma diretamente proporcional ao número de cotas de cada um. Dessa forma, se Breno recebeu R$ 62.000,00, então Carlos recebeu (A) R$ 74.000,00. (B) R$ 93.000,00. (C) R$ 98.000,00. (D) R$ 102.000,00. (E) R$ 106.000,00. Comentários 01. Alternativa: D. Pontuação atual = 2 . partida anterior – 15 * 4ª partida: 3791 = 2.x – 15 2.x = 3791 + 15 x = 3806 / 2 x = 1903 * 3ª partida: 1903 = 2.x – 15 2.x = 1903 + 15 x = 1918 / 2 x = 959 * 2ª partida: 959 = 2.x – 15 2.x = 959 + 15 x = 974 / 2 x = 487 * 1ª partida: 487 = 2.x – 15 2.x = 487 + 15 x = 502 / 2 x = 251 Portanto, a soma dos algarismos da 1ª partida é 2 + 5 + 1 = 8. 02. Alternativa: C. I. Falso, pois m é Real e pode ser negativo. II. Falso, pois m é Real e pode ser negativo. III. Falso, pois m é Real e pode ser positivo. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 37 03. Alternativa: A. 3 4 − 1 2 = 3 − 2 4 = 1 4 = 0,25 04. Alternativa: D. Vamos chamar as retiradas de r, s e w: e de T o total de lâmpadas. Precisamos calcular os múltiplos de 3, 5 e de 7, separando um múltiplo menor do que 100 que sirva nas três equações abaixo: De 3 em 3: 3 . r + 2 = Total De 5 em 5: 5 . s + 2 = Total De 7 em 7: 7 . w + 1 = Total Primeiramente, vamos calcular o valor de w, sem que o total ultrapasse 100: 7 . 14 + 1 = 99, mas 3 . r + 2 = 99 vai dar que r = 32,333... (não convém) 7 . 13 + 1 = 92, e 3 . r + 2 = 92 vai dar r = 30 e 5 . s + 2 = 92 vai dar s = 18. 05. Alternativa: E. Ida + volta = 7/5 . 1 3 4 . 𝑥 + 𝑥 = 7 5 5.3𝑥+ 20𝑥=7.4 20 15𝑥 + 20𝑥 = 28 35𝑥 = 28 𝑥 = 28 35 (: 7/7) 𝑥 = 4 5 (volta) Ida: 3 4 . 4 5 = 3 5 06. Alternativa: C. 1 a 9 = 9 algarismos = 0,0019 = 0,009 ml De 10 a 99, temos que saber quantos números tem. 99 – 10 + 1 = 90. OBS: soma 1, pois quanto subtraímos exclui-se o primeiro número. 90 números de 2 algarismos: 0,00290 = 0,18ml De 100 a 999 999 – 100 + 1 = 900 números 9000,003 = 2,7 ml 1000 = 0,004ml Somando: 0,009 + 0,18 + 2,7 + 0,004 = 2,893 07. Alternativa: B. Tarefa: x Primeira semana: 3/8x 2 semana: 1 3 ∙ 3 8 𝑥 = 1 8 𝑥 1ª e 2ª semana: 3 8 𝑥 + 1 8 𝑥 = 4 8 𝑥 = 1 2 𝑥 Na 3ª e 4ª semana devem ser feito a outra metade. 3ªsemana: 2y 4ª semana: y 2𝑦 + 𝑦 = 1 2 𝑥 3𝑦 = 1 2 𝑥 𝑦 = 1 6 𝑥 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 38 08. Alternativa: B. Tendo D = dividendo; d = divisor; Q = quociente e R = resto, podemos escrever essa divisão como: D = d.Q + R Sabemos que o R = 5 O divisor é o R + 3 → d = R + 3 = 5 + 3 = 8 E o quociente o dobro do divisor → Q = 2d = 2.8 = 16 Montando temos: D = 8.16 + 5 = 128 + 5 = 133. 09. Alternativa: B. * número 40: é par. 40 / 2 + 17 = 20 + 17 = 37 * número 35: é ímpar. Seu maior divisor é 35. 35 / 35 – 15 = 1 – 15 = – 14 * número 66: é par. 66 / 2 + 17 = 33 + 17 = 50 * número 27: é ímpar. Seu maior divisor é 27. 27 / 27 – 15 = 1 – 15 = – 14 * Por fim, vamos somar os resultados: 37 – 14 + 50 – 14 = 87 – 28 = 59 10. Alternativa: B. Vamos chamar o valor de cada cota de ( x ). Assim: * Breno: 𝟏 𝟐 . 𝟏 𝟑 . 𝒙 = 𝟔𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟏 𝟔 . 𝒙 = 𝟔𝟐𝟎𝟎𝟎 x = 62000 . 6 x = R$ 372000,00 * Carlos: 𝟏 𝟒 . 𝟑𝟕𝟐𝟎𝟎𝟎 = 𝑹$ 𝟗𝟑𝟎𝟎𝟎, 𝟎𝟎 Sistema de Medidas Decimais: Área, volume, comprimento, capacidade, massa Um sistema de medidas é um conjunto de unidades de medida que mantém algumas relações entre si. O sistema métrico decimal é hoje o mais conhecido e usado no mundo todo. Na tabela seguinte, listamos as unidades de medida de comprimento do sistema métrico. A unidade fundamental é o metro, porque dele derivam as demais. Há, de fato, unidades quase sem uso prático, mas elas têm uma função. Servem para que o sistema tenha um padrão: cada unidade vale sempre 10 vezes a unidade menor seguinte. Por isso, o sistema é chamado decimal. Sistema legal de medidas 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 39 E há mais um detalhe: embora o decímetro não seja útil na prática, o decímetro cúbico é muito usado com o nome popular de litro. As unidades de área do sistema métrico correspondem às unidades de comprimento da tabela anterior. São elas: quilômetro quadrado (km2), hectômetro quadrado (hm2), etc. As mais usadas, na prática, são o quilômetro quadrado, o metro quadrado e o hectômetro quadrado, este muito importante nas atividades rurais com o nome de hectare (há): 1 hm2 = 1 ha. No caso das unidades de área, o padrão muda: uma unidade é 100 vezes a menor seguinte e não 10 vezes, como nos comprimentos. Entretanto, consideramos que o sistema continua decimal, porque 100 = 102. Existem outras unidades de medida mas que não pertencem ao sistema métrico decimal. Vejamos as relações entre algumas essas unidades e as do sistema métrico decimal (valores aproximados): 1 polegada = 25 milímetros 1 milha = 1 609 metros 1 légua = 5 555 metros 1 pé = 30 centímetros A nomenclatura é a mesma das unidades de comprimento acrescidas de quadrado. Agora, vejamos as unidades de volume. De novo, temos a lista: quilômetro cúbico (km3), hectômetro cúbico (hm3), etc. Na prática, são muitos usados o metro cúbico(m3) e o centímetro cúbico(cm3). Nas unidades de volume, há um novo padrão: cada unidade vale 1000 vezes a unidade menor seguinte. Como 1000 = 103, o sistema continua sendo decimal. A noção de capacidade relaciona-se com a de volume. Se o volume da água que enche um tanque é de 7.000 litros, dizemos que essa é a capacidade do tanque. A unidade fundamental para medir capacidade é o litro (l); 1l equivale a 1 dm3 e 1m³ = 1000l. Cada unidade vale 10 vezes a unidade menor seguinte. O sistema métrico decimal inclui ainda unidades de medidas de massa. A unidade fundamental é o grama(g). 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 40 Nomenclatura: Kg – Quilograma hg – hectograma dag – decagrama g – grama dg – decigrama cg – centigrama mg – miligrama Dessas unidades, só têm uso prático o quilograma, o grama e o miligrama. No dia-a-dia, usa-se ainda a tonelada (t). Medidas Especiais: 1 Tonelada(t) = 1000 Kg 1 Arroba = 15 Kg 1 Quilate = 0,2 g Relações entre unidades Temos que: 1 kg = 1l = 1 dm3 1 hm2 = 1 ha = 10.000m2 1 m3 = 1000 l Questões 01. (SESAP-RN – Administrador – COMPERVE/2018) Uma criança desenvolveuuma infecção cujo tratamento deve ser feito com antibióticos. O antibiótico utilizado no tratamento tem recomendação diária de 1,5 mg por um quilograma de massa corpórea, devendo ser administrado três vezes ao dia, em doses iguais. Se a criança tem massa equivalente a 12 kg, cada dose administrada deve ser de (A) 7,5 mg. (B) 9,0 mg. (C) 4,5 mg. (D) 6,0 mg. 02. (MP/SP – Auxiliar de Promotoria I – Administrativo – VUNESP) O suco existente em uma jarra preenchia 3 4 da sua capacidade total. Após o consumo de 495 mL, a quantidade de suco restante na jarra passou a preencher 1 5 da sua capacidade total. Em seguida, foi adicionada certa quantidade de suco na jarra, que ficou completamente cheia. Nessas condições, é correto afirmar que a quantidade de suco adicionada foi igual, em mililitros, a (A) 580. (B) 720. (C) 900. (D) 660. (E) 840. 03. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Em uma casa há um filtro de barro que contém, no início da manhã, 4 litros de água. Desse filtro foram retirados 800 mL para o preparo da comida e meio litro para consumo próprio. No início da tarde, foram colocados 700 mL de água dentro desse filtro e, até o final do dia, mais 1,2 litros foram utilizados para consumo próprio. Em relação à quantidade de água 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 41 que havia no filtro no início da manhã, pode-se concluir que a água que restou dentro dele, no final do dia, corresponde a uma porcentagem de (A) 60%. (B) 55%. (C) 50%. (D) 45%. (E) 40%. 04. (UFPE – Assistente em Administração – COVEST) Admita que cada pessoa use, semanalmente, 4 bolsas plásticas para embrulhar suas compras, e que cada bolsa é composta de 3 g de plástico. Em um país com 200 milhões de pessoas, quanto plástico será utilizado pela população em um ano, para embrulhar suas compras? Dado: admita que o ano é formado por 52 semanas. Indique o valor mais próximo do obtido. (A) 108 toneladas (B) 107 toneladas (C) 106 toneladas (D) 105 toneladas (E) 104 toneladas 05. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Uma chapa de alumínio com 1,3 m2 de área será totalmente recortada em pedaços, cada um deles com 25 cm2 de área. Supondo que não ocorra nenhuma perda durante os cortes, o número de pedaços obtidos com 25 cm2 de área cada um, será: (A) 52000. (B) 5200. (C) 520. (D) 52. (E) 5,2. 06. (CLIN/RJ - Gari e Operador de Roçadeira - COSEAC) Uma peça de um determinado tecido tem 30 metros, e para se confeccionar uma camisa desse tecido são necessários 15 decímetros. Com duas peças desse tecido é possível serem confeccionadas: (A) 10 camisas (B) 20 camisas (C) 40 camisas (D) 80 camisas 07. (CLIN/RJ - Gari e Operador de Roçadeira - COSEAC) Um veículo tem capacidade para transportar duas toneladas de carga. Se a carga a ser transportada é de caixas que pesam 4 quilogramas cada uma, o veículo tem capacidade de transportar no máximo: (A) 50 caixas (B) 100 caixas (C) 500 caixas (D) 1000 caixas 08. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Um trecho de uma estrada com 5,6 km de comprimento está sendo reparado. A empresa A, responsável pelo serviço, já concluiu 3 7 do total a ser reparado e, por motivos técnicos, 2 5 do trecho que ainda faltam reparar serão feitos por uma empresa B. O número total de metros que a empresa A ainda terá que reparar é (A) 1920. (B) 1980. (C) 2070. (D) 2150. (E) 2230. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 42 Comentários 01. Resposta: D Observe que 1,5mg é a dose diária para cada quilograma da criança, como ele é aplicado 3x ao dia, teremos 0,5mg por aplicação, a criança possui 12kg, assim a quantidade de remédio por aplicação será de: 0,5 . 12 = 6,0mg 02. Resposta: B. Vamos chamar de x a capacidade total da jarra. Assim: 3 4 . 𝑥 − 495 = 1 5 . 𝑥 3 4 . 𝑥 − 1 5 . 𝑥 = 495 5.3.𝑥 − 4.𝑥=20.495 20 15x – 4x = 9900 11x = 9900 x = 9900 / 11 x = 900 mL (capacidade total) Como havia 1/5 do total (1/5 . 900 = 180 mL), a quantidade adicionada foi de 900 – 180 = 720 mL 03. Resposta: B. 4 litros = 4000 ml; 1,2 litros = 1200 ml; meio litro = 500 ml 4000 – 800 – 500 + 700 – 1200 = 2200 ml (final do dia) Utilizaremos uma regra de três simples: ml % 4000 ------- 100 2200 ------- x 4000.x = 2200 . 100 x = 220000 / 4000 = 55% 04. Resposta: D. 4 . 3 . 200000000 . 52 = 1,248 . 1011 g = 1,248 . 105 t 05. Resposta: C. 1,3 m2 = 13000 cm2 13000 / 25 = 520 pedaços 06. Resposta: C. Como eu quero 2 peças desse tecido e 1 peça possui 30 metros logo: 30 . 2 = 60 m. Temos que trabalhar com todas na mesma unidade: 1 m é 10dm assim temos 60m . 10 = 600 dm, como cada camisa gasta um total de 15 dm, temos então: 600/15 = 40 camisas. 07. Resposta: C. Uma tonelada(ton) é 1000 kg, logo 2 ton. 1000kg= 2000 kg Cada caixa pesa 4kg 2000 kg/ 4kg = 500 caixas. 08. Resposta: A. Primeiramente, vamos transformar Km em metros: 5,6 Km = 5600 m (.1000) Faltam 7 7 − 3 7 = 4 7 do total, ou seja, 4 7 𝑑𝑒 5600 = 4.5600 7 = 3200𝑚 A empresa B vai reparar 2 5 𝑑𝑒 3200 = 2.3200 5 = 1280𝑚 Então, a empresa A vai reparar 3200 – 1280 = 1920m 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 43 SISTEMA DE MEDIDAS NÃO DECIMAIS (TEMPO E ÂNGULO) Desse grupo, o sistema hora – minuto – segundo, que mede intervalos de tempo, é o mais conhecido. A unidade utilizada como padrão no Sistema Internacional (SI) é o segundo. 1h → 60 minutos → 3 600 segundos Para passar de uma unidade para a menor seguinte, multiplica-se por 60. Exemplo: 0,3h não indica 30 minutos nem 3 minutos, quantos minutos indica 0,3 horas? 1 hora 60 minutos 0,3 x Efetuando temos: 0,3 . 60 = 1. x → x = 18 minutos. Concluímos que 0,3horas = 18 minutos. Adição e Subtração de Medida de tempo Ao adicionarmos ou subtrairmos medidas de tempo, precisamos estar atentos as unidades. Vejamos os exemplos: A) 1 h 50 min + 30 min Observe que ao somar 50 + 30, obtemos 80 minutos, como sabemos que 1 hora tem 60 minutos, então acrescentamos a hora +1, e subtraímos 80 – 60 = 20 minutos, é o que resta nos minutos: Logo o valor encontrado é de 2 h 20 min. B) 2 h 20 min – 1 h 30 min Observe que não podemos subtrair 20 min de 30 min, então devemos passar uma hora (+1) das 2 para a coluna minutos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 44 Então teremos novos valores para fazermos nossa subtração, 20 + 60 = 80: Logo o valor encontrado é de 50 min. Para medir ângulos, também temos um sistema não decimal. Nesse caso, a unidade básica é o grau. Na astronomia, na cartografia e na navegação são necessárias medidas inferiores a 1º. Temos, então: 1 grau equivale a 60 minutos (1º = 60’) 1 minuto equivale a 60 segundos (1’ = 60”) Os minutos e os segundos dos ângulos não são, é claro, os mesmos do sistema de tempo – hora, minuto e segundo. Há uma coincidência de nomes, mas até os símbolos que os indicam são diferentes: 1h 32min 24s é um intervalo de tempo ou um instante do dia. 1º 32’ 24” é a medida de um ângulo. Por motivos óbvios, cálculos no sistema hora – minuto – segundo são similares a cálculos no sistema grau – minuto – segundo, embora esses sistemas correspondam a grandezas distintas. Questões 01. (SESAP – RN – Técnico em Enfermagem – COMPERVE/2018) Uma profissional de enfermagem deve administrar 250 ml de soro fisiológico em umpaciente durante 90 minutos. Para obter a vazão correta do soro em gotas por minuto, ela deverá utilizar a fórmula de gotejamento, dividindo o volume do soro em mililitros pelo triplo do tempo em horas. De acordo com essa fórmula, a quantidade de gotas por minuto dever ser de, aproximadamente, (A) 28. (B) 42. (C) 56. (D) 70. 02. (Pref. Camaçari/BA – Téc. Vigilância Em Saúde NM – AOCP) Joana levou 3 horas e 53 minutos para resolver uma prova de concurso, já Ana levou 2 horas e 25 minutos para resolver a mesma prova. Comparando o tempo das duas candidatas, qual foi a diferença encontrada? (A) 67 minutos. (B) 75 minutos. (C) 88 minutos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 45 (D) 91 minutos. (E) 94 minutos. 03. (SAAE/SP – Auxiliar de Manutenção Geral – VUNESP) A tabela a seguir mostra o tempo, aproximado, que um professor leva para elaborar cada questão de matemática. O gráfico a seguir mostra o número de questões de matemática que ele elaborou. O tempo, aproximado, gasto na elaboração dessas questões foi (A) 4h e 48min. (B) 5h e 12min. (C) 5h e 28min. (D) 5h e 42min. (E) 6h e 08min. 04. (CEFET – Auxiliar em Administração – CESGRANRIO) Para obter um bom acabamento, um pintor precisa dar duas demãos de tinta em cada parede que pinta. Sr. Luís utiliza uma tinta de secagem rápida, que permite que a segunda demão seja aplicada 50 minutos após a primeira. Ao terminar a aplicação da primeira demão nas paredes de uma sala, Sr. Luís pensou: “a segunda demão poderá ser aplicada a partir das 15h 40min.” Se a aplicação da primeira demão demorou 2 horas e 15 minutos, que horas eram quando Sr. Luís iniciou o serviço? (A) 12h 25 min (B) 12h 35 min (C) 12h 45 min (D) 13h 15 min (E) 13h 25 min Comentários 01. Resposta: C. Para resolver esta questão temos que estar atentos ao enunciado, pois é dividir a quantidade em ml pelo tempo em horas, então 90min = 1,5hora. Logo, 250 : 1,5 = 55,555... que é aproximadamente 56. 02. Resposta: C. Como 1h tem 60 minutos. Então a diferença entre as duas é de 60+28=88 minutos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 46 03. Resposta: D. T = 8 . 4 + 10 . 6 + 15 . 10 + 20 . 5 = = 32 + 60 + 150 + 100 = 342 min Fazendo: 342 / 60 = 5 h, com 42 min (resto) 04. Resposta: B. 15 h 40 – 2 h 15 – 50 min = 12 h 35min RAZÃO É o quociente entre dois números (quantidades, medidas, grandezas). Sendo a e b dois números a sua razão, chama-se razão6 de a para b: 𝑎 𝑏 𝑜𝑢 𝑎: 𝑏 , 𝑐𝑜𝑚 𝑏 ≠ 0 Onde: Exemplos: 1 - Em um vestibular para o curso de marketing, participaram 3600 candidatos para 150 vagas. A razão entre o número de vagas e o número de candidatos, nessa ordem, foi de 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑎𝑔𝑎𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑑𝑖𝑑𝑎𝑡𝑜𝑠 = 150 3600 = 1 24 Lemos a fração como: Um vinte e quatro avós. 2 - Em um processo seletivo diferenciado, os candidatos obtiveram os seguintes resultados: − Alana resolveu 11 testes e acertou 5 − Beatriz resolveu 14 testes e acertou 6 − Cristiane resolveu 15 testes e acertou 7 − Daniel resolveu 17 testes e acertou 8 − Edson resolveu 21 testes e acertou 9 O candidato contratado, de melhor desempenho, (razão de acertos para número de testes), foi: 𝐴𝑙𝑎𝑛𝑎: 5 11 = 0,45 𝐵𝑒𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧: 6 14 = 0,42 𝐶𝑟𝑖𝑠𝑡𝑖𝑎𝑛𝑒: 7 15 = 0,46 𝐷𝑎𝑛𝑖𝑒𝑙: 8 17 = 0,47 𝐸𝑑𝑠𝑜𝑛: 9 21 = 0,42 Daniel teve o melhor desempenho. 6IEZZI, Gelson – Fundamentos da Matemática – Vol. 11 – Financeira e Estatística Descritiva IEZZI, Gelson – Matemática Volume Único http://educacao.globo.com Razões e proporções 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 47 - Quando a e b forem medidas de uma mesma grandeza, essas devem ser expressas na mesma unidade. Razões Especiais Escala → Muitas vezes precisamos ilustrar distâncias muito grandes de forma reduzida, então utilizamos a escala, que é a razão da medida no mapa com a medida real (ambas na mesma unidade). 𝐸 = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑛𝑜 𝑚𝑎𝑝𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑎𝑙 Velocidade média → É a razão entre a distância percorrida e o tempo total de percurso. As unidades utilizadas são km/h, m/s, entre outras. 𝑉 = 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑝𝑒𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑎 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Densidade → É a razão entre a massa de um corpo e o seu volume. As unidades utilizadas são g/cm³, kg/m³, entre outras. 𝐷 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑝𝑜 PROPORÇÃO É uma igualdade entre duas razões. Dada as razões 𝑎 𝑏 e 𝑐 𝑑 , à setença de igualdade 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 chama-se proporção7. Onde: Exemplo: 1 - O passageiro ao lado do motorista observa o painel do veículo e vai anotando, minuto a minuto, a distância percorrida. Sua anotação pode ser visualizada na tabela a seguir: Distância percorrida (em km) 2 4 6 8 ... Tempo gasto (em min) 1 2 3 4 ... Nota-se que a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto para percorrê-la é sempre igual a 2: 2 1 = 2 ; 4 2 = 2 ; 6 3 = 2 ; 8 4 = 2 Então: 2 1 = 4 2 = 6 3 = 8 4 Dizemos que os números da sucessão (2,4,6, 8, ...) são diretamente proporcionais aos números da sucessão (1,2,3,3, 4, ...). Propriedades da Proporção 1 - Propriedade Fundamental O produto dos meios é igual ao produto dos extremos, isto é, a. d = b. c 7IEZZI, Gelson – Fundamentos da Matemática – Vol. 11 – Financeira e Estatística Descritiva IEZZI, Gelson – Matemática Volume Único http://educacao.globo.com 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 48 Exemplo: Na proporção 45 30 = 9 6 ,(lê-se: “45 está para 30, assim como 9 está para 6.), aplicando a propriedade fundamental, temos: 45.6 = 30.9 = 270 2 - A soma dos dois primeiros termos está para o primeiro (ou para o segundo termo), assim como a soma dos dois últimos está para o terceiro (ou para o quarto termo). 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 → 𝑎 + 𝑏 𝑎 = 𝑐 + 𝑑 𝑐 𝑜𝑢 𝑎 + 𝑏 𝑏 = 𝑐 + 𝑑 𝑑 Exemplo: 2 3 = 6 9 → 2 + 3 2 = 6 + 9 6 → 5 2 = 15 6 = 30 𝑜𝑢 2 + 3 3 = 6 + 9 9 → 5 3 = 15 9 = 45 3 - A diferença entre os dois primeiros termos está para o primeiro (ou para o segundo termo), assim como a diferença entre os dois últimos está para o terceiro (ou para o quarto termo). 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 → 𝑎 − 𝑏 𝑎 = 𝑐 − 𝑑 𝑐 𝑜𝑢 𝑎 − 𝑏 𝑏 = 𝑐 − 𝑑 𝑑 Exemplo: 2 3 = 6 9 → 2 − 3 2 = 6 − 9 6 → −1 2 = −3 6 = −6 𝑜𝑢 2 − 3 3 = 6 − 9 9 → −1 3 = −3 9 = −9 4 - A soma dos antecedentes está para a soma dos consequentes, assim como cada antecedente está para o seu consequente. 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 → 𝑎 + 𝑐 𝑏 + 𝑑 = 𝑎 𝑏 𝑜𝑢 𝑎 + 𝑐 𝑏 + 𝑑 = 𝑐 𝑑 Exemplo: 2 3 = 6 9 → 2 + 6 3 + 9 = 2 3 → 8 12 = 2 3 = 24 𝑜𝑢 2 + 6 3 + 9 = 6 9 → 8 12 = 6 9 = 72 5 - A diferença dos antecedentes está para a diferença dos consequentes, assim como cada antecedente está para o seu consequente. 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 → 𝑎 − 𝑐 𝑏 − 𝑑 = 𝑎 𝑏 𝑜𝑢 𝑎 − 𝑐 𝑏 − 𝑑 = 𝑐 𝑑 Exemplo: 69 = 2 3 → 6 − 2 9 − 3 = 6 9 → 4 6 = 6 9 = 36 𝑜𝑢 6 − 2 9 − 3 = 2 3 → 4 6 = 2 3 = 12 Problemas envolvendo razão e proporção 1 - Em uma fundação, verificou-se que a razão entre o número de atendimentos a usuários internos e o número de atendimento total aos usuários (internos e externos), em um determinado dia, nessa ordem, foi de 3/5. Sabendo que o número de usuários externos atendidos foi 140, pode-se concluir que, no total, o número de usuários atendidos foi: A) 84 B) 100 C) 217 D) 280 E) 350 Resolução: Usuários internos: I Usuários externos: E Sabemos que neste dia foram atendidos 140 externos → E = 140 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 49 𝐼 𝐼+𝐸 = 3 5 = 𝐼 𝐼+140 , usando o produto dos meios pelos extremos temos 5I = 3(I + 140) → 5I = 3I + 420 → 5I – 3I = 420 → 2I = 420 → I = 420 / 2 → I = 210 I + E = 210 + 140 = 350 Resposta “E” 2 – Em um concurso participaram 3000 pessoas e foram aprovadas 1800. A razão do número de candidatos aprovados para o total de candidatos participantes do concurso é: A) 2/3 B) 3/5 C) 5/10 D) 2/7 E) 6/7 Resolução: Resposta “B” 3 - Em um dia de muita chuva e trânsito caótico, 2/5 dos alunos de certa escola chegaram atrasados, sendo que 1/4 dos atrasados tiveram mais de 30 minutos de atraso. Sabendo que todos os demais alunos chegaram no horário, pode-se afirmar que nesse dia, nessa escola, a razão entre o número de alunos que chegaram com mais de 30 minutos de atraso e número de alunos que chegaram no horário, nessa ordem, foi de: A) 2:3 B) 1:3 C) 1:6 D) 3:4 E) 2:5 Resolução: Se 2/5 chegaram atrasados 1 − 2 5 = 3 5 𝑐ℎ𝑒𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚 𝑛𝑜 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑜 2 5 ∙ 1 4 = 1 10 𝑡𝑖𝑣𝑒𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑑𝑒 30 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑠𝑜 𝑟𝑎𝑧ã𝑜 = 𝑡𝑖𝑣𝑒𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑑𝑒 30min𝑑𝑒 𝑎𝑡𝑟𝑎𝑠𝑜 𝑐ℎ𝑒𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚 𝑛𝑜 ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑜 = 1 10 3 5 𝑟𝑎𝑧ã𝑜 = 1 10 ∙ 5 3 = 1 6 𝑜𝑢 1: 6 Resposta “C” Questões 01. (Pref. Maranguape/CE – Prof. de educação básica – GR Consultoria e Assessoria) André, Bruno, Carlos e Diego são irmãos e suas idades formam, na ordem apresentada, uma proporção. Considere que André tem 3 anos, Diego tem 18 anos e Bruno é 3 anos mais novo que Carlos. Assim, a soma das idades, destes quatro irmãos, é igual a (A) 30 (B) 32; (C) 34; (D) 36. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 50 02. (MPE/SP – Oficial de Promotoria – VUNESP) Alfredo irá doar seus livros para três bibliotecas da universidade na qual estudou. Para a biblioteca de matemática, ele doará três quartos dos livros, para a biblioteca de física, um terço dos livros restantes, e para a biblioteca de química, 36 livros. O número de livros doados para a biblioteca de física será (A) 16. (B) 22. (C) 20. (D) 24. (E)18. 03. (PC/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Foram construídos dois reservatórios de água. A razão entre os volumes internos do primeiro e do segundo é de 2 para 5, e a soma desses volumes é 14m³. Assim, o valor absoluto da diferença entre as capacidades desses dois reservatórios, em litros, é igual a (A) 8000. (B) 6000. (C) 4000. (D) 6500. (E) 9000. 04. (EBSERH/HUPAA-UFAL - Técnico em Informática – IDECAN) Entre as denominadas razões especiais encontram-se assuntos como densidade demográfica, velocidade média, entre outros. Supondo que a distância entre Rio de Janeiro e São Paulo seja de 430 km e que um ônibus, fretado para uma excursão, tenha feito este percurso em 5 horas e 30 minutos. Qual foi a velocidade média do ônibus durante este trajeto, aproximadamente, em km/h? (A) 71 km/h (B) 76 km/h (C) 78 km/h (D) 81 km/h (E) 86 km/h. 05. (SEPLAN/GO – Perito Criminal – FUNIVERSA) Em uma ação policial, foram apreendidos 1 traficante e 150 kg de um produto parecido com maconha. Na análise laboratorial, o perito constatou que o produto apreendido não era maconha pura, isto é, era uma mistura da Cannabis sativa com outras ervas. Interrogado, o traficante revelou que, na produção de 5 kg desse produto, ele usava apenas 2 kg da Cannabis sativa; o restante era composto por várias “outras ervas”. Nesse caso, é correto afirmar que, para fabricar todo o produto apreendido, o traficante usou (A) 50 kg de Cannabis sativa e 100 kg de outras ervas. (B) 55 kg de Cannabis sativa e 95 kg de outras ervas. (C) 60 kg de Cannabis sativa e 90 kg de outras ervas. (D) 65 kg de Cannabis sativa e 85 kg de outras ervas. (E) 70 kg de Cannabis sativa e 80 kg de outras ervas. 06. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Uma gráfica produz blocos de papel em dois tamanhos diferentes: médios ou pequenos e, para transportá-los utiliza caixas que comportam exatamente 80 blocos médios. Sabendo que 2 blocos médios ocupam exatamente o mesmo espaço que 5 blocos pequenos, então, se em uma caixa dessas forem colocados 50 blocos médios, o número de blocos pequenos que poderão ser colocados no espaço disponível na caixa será: (A) 60. (B) 70. (C) 75. (D) 80. (E) 85. 07. (Pref. Maranguape/CE – Prof. de Educação Básica – GR Consultoria e Assessoria) Eu tenho duas réguas, uma que ao quebrar ficou com 24 cm de comprimento e a outra tem 30 cm, portanto, a régua menor é quantos por cento da régua maior? (A) 90% (B) 75% 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 51 (C) 80% (D) 85% 08. (SAAE/SP – Auxiliar de Manutenção Geral – VUNESP) Uma cidade A, com 120 km de vias, apresentava, pela manhã, 51 km de vias congestionadas. O número de quilômetros de vias congestionadas numa cidade B, que tem 280 km de vias e mantém a mesma proporção que na cidade A, é (A) 119 km. (B) 121 km. (C) 123 km. (D) 125 km. (E) 127 km. 09. (FINEP – Assistente – Apoio administrativo – CESGRANRIO) Maria tinha 450 ml de tinta vermelha e 750 ml de tinta branca. Para fazer tinta rosa, ela misturou certa quantidade de tinta branca com os 450 ml de tinta vermelha na proporção de duas partes de tinta vermelha para três partes de tinta branca. Feita a mistura, quantos ml de tinta branca sobraram? (A) 75 (B) 125 (C) 175 (D) 375 (E) 675 10. (MP/SP – Auxiliar de Promotoria I – Administrativo – VUNESP) A medida do comprimento de um salão retangular está para a medida de sua largura assim como 4 está para 3. No piso desse salão, foram colocados somente ladrilhos quadrados inteiros, revestindo-o totalmente. Se cada fileira de ladrilhos, no sentido do comprimento do piso, recebeu 28 ladrilhos, então o número mínimo de ladrilhos necessários para revestir totalmente esse piso foi igual a (A) 588. (B) 350. (C) 454. (D) 476. (E) 382. Comentários 01. Resposta: D. Pelo enunciado temos que: A = 3 B = C – 3 C D = 18 Como eles são proporcionais podemos dizer que: 𝐴 𝐵 = 𝐶 𝐷 → 3 𝐶 − 3 = 𝐶 18 → 𝐶2 − 3𝐶 = 3.18 → 𝐶2 − 3𝐶 − 54 = 0 Vamos resolver a equação do 2º grau: 𝑥 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 → −(−3) ± √(−3)2 − 4.1. (−54) 2.1 → 3 ± √225 2 → 3 ± 15 2 𝑥1 = 3 + 15 2 = 18 2 = 9 ∴ 𝑥2 = 3 − 15 2 = −12 2 = −6 Como não existe idade negativa, então vamos considerar somente o 9. Logo C = 9 B = C – 3 = 9 – 3 = 6 Somando teremos: 3 + 6 + 9 + 18 = 36 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 52 02. Resposta: E. X = total de livros Matemática = ¾ x, restou ¼ de x Física = 1/3.1/4 = 1/12 Química = 36 livros Logo o número de livros é: 3/4x + 1/12x + 36 = x Fazendo o m.m.c. dos denominadores (4,12) = 12 Logo: 9𝑥 + 1𝑥+ 432 = 12𝑥 12 → 10𝑥 + 432 = 12𝑥 → 12𝑥 − 10𝑥 = 432 → 2𝑥 = 432 → 𝑥 = 432 2 → 𝑥 = 216 Como a Biblioteca de Física ficou com 1/12x, logo teremos: 1 12 . 216 = 216 12 = 18 03. Resposta: B. Primeiro: 2k Segundo: 5k 2k + 5k = 14 → 7k = 14 → k = 2 Primeiro: 2.2 = 4 Segundo: 5.2=10 Diferença: 10 – 4 = 6 m³ 1m³------1000L 6--------x x = 6000 l 04. Resposta: C. 5h30 = 5,5h, transformando tudo em hora e suas frações. 430 5,5 = 78,18 𝑘𝑚/ℎ 05. Resposta: C. O enunciado fornece que a cada 5kg do produto temos que 2kg da Cannabis sativa e os demais outras ervas. Podemos escrever em forma de razão 2 5 , logo: 2 5 . 150 = 60𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑛𝑛𝑎𝑏𝑖𝑠 𝑠𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 ∴ 150 − 60 = 90𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑜𝑢𝑡𝑟𝑎𝑠 𝑒𝑟𝑣𝑎𝑠 06. Resposta: C. Chamemos de (m) a quantidade de blocos médios e de (p) a quantidade de blocos pequenos. 𝑚 𝑝 = 2 5 , ou seja, 2p = 5m - 80 blocos médios correspondem a: 2p = 5.80 → p = 400 / 2 → p = 200 blocos pequenos - Já há 50 blocos médios: 80 – 50 = 30 blocos médios (ainda cabem). 2p = 5.30 → p = 150 / 2 → p = 75 blocos pequenos 07. Resposta: C. Como é a razão do menor pelo maior temos: 24/30 = 0,80. 100% = 80% 08. Resposta: A. 51 120 = 𝑥 280 120.x = 51. 280 → x = 14280 / 120 → x = 119 km 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 53 09. Resposta: A. 2 3 = 450 𝑥 2x = 450. 3 → x = 1350 / 2 → x = 675 ml de tinta branca Sobraram: 750 ml – 675 ml = 75 ml 10. Resposta: A. 𝐶 𝐿 = 4 3 , que fica 4L = 3C Fazendo C = 28 e substituindo na proporção, temos: 28 𝐿 = 4 3 4L = 28. 3 → L = 84 / 4 → L = 21 ladrilhos Assim, o total de ladrilhos foi de 28. 21 = 588 SEQUÊNCIAS Podemos, no nosso dia-a-dia, estabelecer diversas sequências como, por exemplo, a sucessão de cidades que temos numa viagem de automóvel entre Brasília e São Paulo ou a sucessão das datas de aniversário dos alunos de uma determinada escola. Podemos, também, adotar para essas sequências uma ordem numérica, ou seja, adotando a1 para o 1º termo, a2 para o 2º termo até an para o n-ésimo termo. Dizemos que o termo an é também chamado termo geral das sequências, em que n é um número natural diferente de zero. Evidentemente, daremos atenção ao estudo das sequências numéricas. As sequências podem ser finitas, quando apresentam um último termo, ou, infinitas, quando não apresentam um último termo. As sequências infinitas são indicadas por reticências no final. Exemplos: - Sequência dos números primos positivos: (2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, ...). Notemos que esta é uma sequência infinita com a1 = 2; a2 = 3; a3 = 5; a4 = 7; a5 = 11; a6 = 13 etc. - Sequência dos números ímpares positivos: (1, 3, 5, 7, 9, 11, ...). Notemos que esta é uma sequência infinita com a1 = 1; a2 = 3; a3 = 5; a4 = 7; a5 = 9; a6 = 11 etc. - Sequência dos algarismos do sistema decimal de numeração: (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9). Notemos que esta é uma sequência finita com a1 = 0; a2 = 1; a3 = 2; a4 = 3; a5 = 4; a6 = 5; a7 = 6; a8 = 7; a9 = 8; a10 = 9. 1. Igualdade As sequências são apresentadas com os seus termos entre parênteses colocados de forma ordenada. Sucessões que apresentarem os mesmos termos em ordem diferente serão consideradas sucessões diferentes. Duas sequências só poderão ser consideradas iguais se, e somente se, apresentarem os mesmos termos, na mesma ordem. Exemplo A sequência (x, y, z, t) poderá ser considerada igual à sequência (5, 8, 15, 17) se, e somente se, x = 5; y = 8; z = 15; e t = 17. Notemos que as sequências (0, 1, 2, 3, 4, 5) e (5, 4, 3, 2, 1, 0) são diferentes, pois, embora apresentem os mesmos elementos, eles estão em ordem diferente. Sequências numéricas 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 54 2. Fórmula Termo Geral Podemos apresentar uma sequência através de um determinado valor atribuído a cada termo an em função do valor de n, ou seja, dependendo da posição do termo. Esta fórmula que determina o valor do termo an é chamada fórmula do termo geral da sucessão. Exemplos: - Determinar os cincos primeiros termos da sequência cujo termo geral é igual a: an = n2 – 2n, com n ∈ N*. Teremos: - se n = 1 ⇒ a1 = 12 – 2. 1 ⇒ a1 = 1 – 2 = - 1 - se n = 2 ⇒ a2 = 22 – 2. 2 ⇒ a2 = 4 – 4 = 0 - se n = 3 ⇒ a3 = 32 – 2. 3 ⇒ a3 = 9 – 6 = 3 - se n = 4 ⇒ a4 = 42 – 4. 2 ⇒ a4 =16 – 8 = 8 - se n = 5 ⇒ a5 = 52 – 5. 2 ⇒ a5 = 25 – 10 = 15 - Determinar os cinco primeiros termos da sequência cujo termo geral é igual a: an = 3n + 2, com n ∈ N*. - se n = 1 ⇒ a1 = 3.1 + 2 ⇒ a1 = 3 + 2 = 5 - se n = 2 ⇒ a2 = 3.2 + 2 ⇒ a2 = 6 + 2 = 8 - se n = 3 ⇒ a3 = 3.3 + 2 ⇒ a3 = 9 + 2 = 11 - se n = 4 ⇒ a4 = 3.4 + 2 ⇒ a4 = 12 + 2 = 14 - se n = 5 ⇒ a5 = 3.5 + 2 ⇒ a5 = 15 + 2 = 17 - Determinar os termos a12 e a23 da sequência cujo termo geral é igual a: an = 45 – 4n, com n ∈ N*. Teremos: - se n = 12 ⇒ a12 = 45 – 4.12 ⇒ a12 = 45 – 48 = - 3 - se n = 23 ⇒ a23 = 45 – 4.23 ⇒ a23 = 45 – 92 = - 47 3. Lei de Recorrências Uma sequência pode ser definida quando oferecemos o valor do primeiro termo e um “caminho” (uma fórmula) que permite a determinação de cada termo conhecendo-se o seu antecedente. Essa forma de apresentação de uma sucessão é chamada lei de recorrências. Exemplos: - Escrever os cinco primeiros termos de uma sequência em que: a1 = 3 e an+1 = 2an – 4, em que n ∈ N*. Teremos: o primeiro termo já foi dado. - a1 = 3 - se n = 1 ⇒ a1+1 = 2.a1 – 4 ⇒ a2 = 2.3 – 4 ⇒ a2 = 6 – 4 = 2 - se n = 2 ⇒ a2+1 = 2.a2 – 4 ⇒ a3 = 2.2 – 4 ⇒ a3 = 4 – 4 = 0 - se n = 3 ⇒ a3+1 = 2.a3 – 4 ⇒ a4 = 2.0 – 4 ⇒ a4 = 0 – 4 = - 4 - se n = 4 ⇒ a4+1 = 2.a4 – 4 ⇒ a5 = 2.(-4) – 4 ⇒ a5 = - 8 – 4 = - 12 - Determinar o termo a5 de uma sequência em que: a1 = 12 e an+ 1 = an – 2, em que n ∈ N*. - a1 = 12 - se n = 1 ⇒ a1+1 = a1 – 2 ⇒ a2 = 12 – 2 ⇒ a2=10 - se n = 2 ⇒ a2+1 = a2 – 2 ⇒ a3 = 10 – 2 ⇒ a3 = 8 - se n = 3 ⇒ a3+1 = a3 – 2 ⇒ a4 = 8 – 2 ⇒ a4 = 6 - se n = 4 ⇒ a4+1 = a4 – 2 ⇒ a5 = 6 – 2 ⇒ a5 = 4 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 55 Observação 1 Devemos observar que a apresentação de uma sequência através do termo geral é mais pratica, visto que podemos determinar um termo no “meio” da sequência sem a necessidade de determinarmos os termos intermediários, como ocorre na apresentação da sequência através da lei de recorrências. Observação 2 Algumas sequências não podem, pela sua forma “desorganizada” de se apresentarem, ser definidas nem pela lei das recorrências, nem pela fórmula do termo geral. Um exemplo de uma sequência como esta é a sucessão de números naturais primos que já “destruiu” todas as tentativas de se encontrar uma fórmula geral para seus termos. Observação 3 Em todo exercício de sequência em que n ∈ N*, o primeiro valor adotado é n = 1. No entanto de no enunciado estiver n > 3, temos que o primeiro valor adotado é n = 4. Lembrando que n é sempre um número natural. A Matemática estuda dois tipos especiais de sequências, uma delas a Progressão Aritmética. Sequência de Fibonacci O matemático Leonardo Pisa, conhecido como Fibonacci, propôs no século XIII, a sequência numérica: (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, …). Essa sequência tem uma lei de formação simples: cada elemento, a partir do terceiro, é obtido somando-se os dois anteriores. Veja: 1 + 1 = 2, 2 + 1 = 3, 3 + 2 = 5 e assim por diante. Desde o século XIII, muitos matemáticos, além do próprio Fibonacci, dedicaram-se ao estudo da sequência que foi proposta, e foram encontradas inúmeras aplicações para ela no desenvolvimentode modelos explicativos de fenômenos naturais. Veja alguns exemplos das aplicações da sequência de Fibonacci e entenda porque ela é conhecida como uma das maravilhas da Matemática. A partir de dois quadrados de lado 1, podemos obter um retângulo de lados 2 e 1. Se adicionarmos a esse retângulo um quadrado de lado 2, obtemos um novo retângulo 3 x 2. Se adicionarmos agora um quadrado de lado 3, obtemos um retângulo 5 x 3. Observe a figura a seguir e veja que os lados dos quadrados que adicionamos para determinar os retângulos formam a sequência de Fibonacci. Se utilizarmos um compasso e traçarmos o quarto de circunferência inscrito em cada quadrado, encontraremos uma espiral formada pela concordância de arcos cujos raios são os elementos da sequência de Fibonacci. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 56 O Partenon que foi construído em Atenas pelo célebre arquiteto grego Fidias. A fachada principal do edifício, hoje em ruínas, era um retângulo que continha um quadrado de lado igual à altura. Essa forma sempre foi considerada satisfatória do ponto de vista estético por suas proporções sendo chamada retângulo áureo ou retângulo de ouro. Como os dois retângulos indicados na figura são semelhantes temos: 𝑦 𝑎 = 𝑎 𝑏 (1). Como: b = y – a (2). Substituindo (2) em (1) temos: y2 – ay – a2 = 0. Resolvendo a equação: 𝑦 = 𝑎(1±√5 2 em que ( 1−√5 2 < 0) não convém. Logo: 𝑦 𝑎 = (1+√5 2 = 1,61803398875 Esse número é conhecido como número de ouro e pode ser representado por: 𝜃 = 1 + √5 2 Todo retângulo e que a razão entre o maior e o menor lado for igual a 𝜃 é chamado retângulo áureo como o caso da fachada do Partenon. PROGRESSÃO ARITMÉTICA (P.A.) Definição: é uma sequência numérica em que cada termo, a partir do segundo termo, é igual ao termo anterior somado com uma constante que é chamada de razão (r). Como em qualquer sequência os termos são chamados de a1, a2, a3, a4, ......., an, .... Cálculo da razão: a razão de uma P.A. é dada pela diferença de um termo qualquer pelo termo imediatamente anterior a ele. r = a2 – a1 = a3 – a2 = a4 – a3 = a5 – a4 = .......... = an – an – 1 Exemplos: - (5, 9, 13, 17, 21, 25, ......) é uma P.A. onde a1 = 5 e razão r = 4 - (2, 9, 16, 23, 30, …) é uma P.A. onde a1 = 2 e razão r = 7 - (23, 21, 19, 17, 15, …) é uma P.A. onde a1 = 23 e razão r = - 2. Classificação: uma P.A. é classificada de acordo com a razão. 1- Se r > 0 ⇒ a P.A. é crescente. 2- Se r < 0 ⇒ a P.A. é decrescente. 3- Se r = 0 ⇒ a P.A. é constante. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 57 Fórmula do Termo Geral Em toda P.A., cada termo é o anterior somado com a razão, então temos: 1° termo: a1 2° termo: a2 = a1 + r 3° termo: a3 = a2 + r = a1 + r + r = a1 + 2r 4° termo: a4 = a3 + r = a1 + 2r + r = a1 + 3r 5° termo: a5 = a4 + r = a1 + 3r + r = a1 + 4r 6° termo: a6 = a5 + r = a1 + 4r + r = a1 + 5r . . . . . . . . . . . . . . . . . . n° termo é: Fórmula da soma dos n primeiros termos Propriedades: 1- Numa P.A. a soma dos termos equidistantes dos extremos é igual à soma dos extremos. Exemplo 1: (1, 3, 5, 7, 9, 11, ......) Exemplo 2: (2, 8, 14, 20, 26, 32, 38, ......) Como podemos observar neste exemplo, temos um número ímpar de termos. Neste caso sobrou um termo no meio (20) que é chamado de termo médio e é igual a metade da soma dos extremos. Porém, só existe termos médios se houver um número ímpar de termos. 2- Numa P.A. se tivermos três termos consecutivos, o termo médio é igual à média aritmética dos anterior com o posterior. Ou seja, (a1, a2, a3, ...) <==> a2 = a3 a1 . Exemplo: P.G. – PROGRESSÃO GEOMÉTRICA Definição: é uma sequência numérica em que cada termo, a partir do segundo termo, é igual ao termo anterior multiplicado por uma constante que é chamada de razão (q). Como em qualquer sequência os termos são chamados de a1, a2, a3, a4, ......., an,... Cálculo da razão: a razão de uma P.G. é dada pelo quociente de um termo qualquer pelo termo imediatamente anterior a ele. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 58 𝑞 = 𝑎2 𝑎1 = 𝑎3 𝑎2 = 𝑎4 𝑎3 = ⋯……… = 𝑎𝑛 𝑎𝑛−1 Exemplos: - (3, 6, 12, 24, 48, ...) é uma PG de primeiro termo a1 = 3 e razão q = 2 - (-36, -18, -9, −9 2 , −9 4 ,...) é uma PG de primeiro termo a1 = - 36 e razão q = 1 2 - (15, 5, 5 3 , 5 9 ,...) é uma PG de primeiro termo a1 = 15 e razão q = 1 3 - (- 2, - 6, -18, - 54, ...) é uma PG de primeiro termo a1 = - 2 e razão q = 3 - (1, - 3, 9, - 27, 81, - 243, ...) é uma PG de primeiro termo a1 = 1 e razão q = - 3 - (5, 5, 5, 5, 5, 5, ...) é uma PG de primeiro termo a1 = 5 e razão q = 1 - (7, 0, 0, 0, 0, 0, ...) é uma PG de primeiro termo a1 = 7 e razão q = 0 - (0, 0, 0, 0, 0, 0, ...) é uma PG de primeiro termo a1 = 0 e razão q indeterminada Classificação: uma P.G. é classificada de acordo com o primeiro termo e a razão. 1- Crescente: quando cada termo é maior que o anterior. Isto ocorre quando a1 > 0 e q > 1 ou quando a1 < 0 e 0 < q < 1. 2- Decrescente: quando cada termo é menor que o anterior. Isto ocorre quando a1 > 0 e 0 < q < 1 ou quando a1 < 0 e q > 1. 3- Alternante: quando cada termo apresenta sinal contrário ao do anterior. Isto ocorre quando q < 0. 4- Constante: quando todos os termos são iguais. Isto ocorre quando q = 1. Uma PG constante é também uma PA de razão r = 0. A PG constante é também chamada de PG estacionária. 5- Singular: quando zero é um dos seus termos. Isto ocorre quando a1 = 0 ou q = 0. Fórmula do termo geral Em toda P.G. cada termo é o anterior multiplicado pela razão, então temos: 1° termo: a1 2° termo: a2 = a1.q 3° termo: a3 = a2.q = a1.q.q = a1q2 4° termo: a4 = a3.q = a1.q2.q = a1.q3 5° termo: a5 = a4.q = a1.q3.q = a1.q4 . . . . . . . . . . . . . . . n° termo é: Soma dos n primeiros termos Soma dos infinitos termos (ou Limite da soma) Vamos ver um exemplo: Seja a P.G. (2, 1, ½, ¼, 1/8, 1/16, 1/32, …) de a1 = 2 e q = 1 2 se colocarmos na forma decimal, temos (2; 1; 0,5; 0,25; 0,125; 0,0625; 0,03125; ….) se efetuarmos a somas destes termos: 2 + 1 = 3 3 + 0,5 = 3,5 3,5 + 0,25 = 3,75 3,75 + 0,125 = 3,875 3,875 + 0,0625 = 3,9375 3,9375 + 0,03125 = 3,96875 . . . 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 59 Como podemos observar o número somado vai ficando cada vez menor e a soma tende a um certo limite. Então temos a seguinte fórmula: Utilizando no exemplo acima: 𝑆 = 2 1− 1 2 = 2 1 2 = 4, logo dizemos que esta P.G. tem um limite que tenda a 4. Produto da soma de n termos Temos as seguintes regras para o produto, já que esta fórmula está em módulo: 1- O produto de n números positivos é sempre positivo. 2- No produto de n números negativos: a) se n é par: o produto é positivo. b) se n é ímpar: o produto é negativo. Propriedades 1- Numa P.G., com n termos, o produto de dois termos equidistantes dos extremos é igual ao produto destes extremos. Exemplos 1: (3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384, ...) Exemplo 2: (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, …) - como podemos observar neste exemplo, temos um número ímpar de termos. Neste caso sobrou um termo no meio (8) que é chamado de termo médio e é igual a raiz quadrada do produto dos extremos. Porém, só existe termo médio se houver um número ímpar de termos. 2- Numa P.G. se tivermos três termos consecutivos, o termo médio é igualà média geométrica do termo anterior com o termo posterior. Ou seja, (a1, a2, a3, ...) <==> a2 = √a3. a1. Exemplo: Questões 01. (Pref. Amparo/SP – Agente Escolar – CONRIO) Descubra o 99º termo da P.A. (45, 48, 51, ...) (A) 339 (B) 337 (C) 333 (D) 331 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 60 02. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) Uma sequência inicia-se com o número 0,3. A partir do 2º termo, a regra de obtenção dos novos termos é o termo anterior menos 0,07. Dessa maneira o número que corresponde à soma do 4º e do 7º termos dessa sequência é (A) –6,7. (B) 0,23. (C) –3,1. (D) –0,03. (E) –0,23. 03. Os termos da sequência (10; 8; 11; 9; 12; 10; 13; …) obedecem a uma lei de formação. Se an, em que n pertence a N*, é o termo de ordem n dessa sequência, então a30 + a55 é igual a: (A) 58 (B) 59 (C) 60 (D) 61 (E) 62 04. A soma dos elementos da sequência numérica infinita (3; 0,9; 0,09; 0,009; …) é: (A) 3,1 (B) 3,9 (C) 3,99 (D) 3, 999 (E) 4 05. (EBSERH/ HUSM – UFSM/RS – Analista Administrativo – Administração – AOCP) Observe a sequência: 1; 2; 4; 8;... Qual é a soma do sexto termo com o oitavo termo? (A) 192 (B) 184 (C) 160 (D) 128 (E) 64 06. (Pref. Nepomuceno/MG – Técnico em Segurança do Trabalho – CONSULPLAN) O primeiro e o terceiro termos de uma progressão geométrica crescente são, respectivamente, 4 e 100. A soma do segundo e quarto termos dessa sequência é igual a (A) 210. (B) 250. (C) 360. (D) 480. (E) 520. 07. (TRF 3ª – Analista Judiciário - Informática – FCC) Um tabuleiro de xadrez possui 64 casas. Se fosse possível colocar 1 grão de arroz na primeira casa, 4 grãos na segunda, 16 grãos na terceira, 64 grãos na quarta, 256 na quinta, e assim sucessivamente, o total de grãos de arroz que deveria ser colocado na 64ª casa desse tabuleiro seria igual a (A) 264. (B) 2126. (C) 266. (D) 2128. (E) 2256. 08. (Polícia Militar/SP – Aluno – Oficial – VUNESP) Planejando uma operação de policiamento ostensivo, um oficial desenhou em um mapa três círculos concêntricos de centro P, conforme mostrado na figura. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 61 Sabe-se que as medidas dos raios r, r1 e r2 estão, nessa ordem, em progressão geométrica. Se r + r1 + r2 = 52 cm, e r . r2 = 144 cm, então r + r2 é igual, em centímetros, a (A) 36. (B) 38. (C) 39. (D) 40. (E) 42. 09. (EBSERH/HU-UFGD – Técnico em Informática – AOCP) Observe a sequência numérica a seguir: 11; 15; 19; 23;... Qual é o sétimo termo desta sequência? (A) 27. (B) 31. (C) 35. (D) 37. (E) 39 10. (METRÔ/SP – Usinador Ferramenteiro – FCC) O setor de almoxarifado do Metrô necessita numerar peças de 1 até 100 com adesivos. Cada adesivo utilizado no processo tem um único algarismo de 0 a 9. Por exemplo, para fazer a numeração da peça número 100 são gastos três adesivos (um algarismo 1 e dois algarismos 0). Sendo assim, o total de algarismos 9 que serão usados no processo completo de numeração das peças é igual a (A) 20. (B) 10. (C) 19. (D) 18. (E) 9. 11. (MPE/AM – Agente de Apoio- Administrativo – FCC) Considere a sequência numérica formada pelos números inteiros positivos que são divisíveis por 4, cujos oito primeiros elementos são dados a seguir. (4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32,...) O último algarismo do 234º elemento dessa sequência é (A) 0 (B) 2 (C) 4 (D) 6 (E) 8 Comentários 01. Resposta: A. r = 48 – 45 = 3 𝑎1 = 45 𝑎𝑛 = 𝑎1 + (𝑛 − 1)𝑟 𝑎99 = 45 + 98 ∙ 3 = 339 02. Resposta: D. 𝑎𝑛 = 𝑎1 − (𝑛 − 1)𝑟 𝑎4 = 0,3 − 3.0,07 = 0,09 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 62 𝑎7 = 0,3 − 6.0,07 = −0,12 𝑆 = 𝑎4 + 𝑎7 = 0,09 − 0,12 = −0,03 03. Resposta: B. Primeiro, observe que os termos ímpares da sequência é uma PA de razão 1 e primeiro termo 10 - (10; 11; 12; 13; …). Da mesma forma os termos pares é uma PA de razão 1 e primeiro termo igual a 8 - (8; 9; 10; 11; …). Assim, as duas PA têm como termo geral o seguinte formato: (1) ai = a1 + (i - 1).1 = a1 + i – 1 Para determinar a30 + a55 precisamos estabelecer a regra geral de formação da sequência, que está intrinsecamente relacionada às duas progressões da seguinte forma: - Se n (índice da sucessão) é ímpar temos que n = 2i - 1, ou seja, i = (n + 1)/2; - Se n é par temos n = 2i ou i = n/2. Daqui e de (1) obtemos que: an = 10 + [(n + 1)/2] - 1 se n é ímpar an = 8 + (n/2) - 1 se n é par Logo: a30 = 8 + (30/2) - 1 = 8 + 15 - 1 = 22 e a55 = 10 + [(55 + 1)/2] - 1 = 37 E, portanto: a30 + a55 = 22 + 37 = 59. 04. Resposta: E. Sejam S as somas dos elementos da sequência e S1 a soma da PG infinita (0,9; 0,09; 0,009; …) de razão q = 0,09/0,9 = 0,1. Assim: S = 3 + S1 Como -1 < q < 1 podemos aplicar a fórmula da soma de uma PG infinita para obter S1: S1 = 0,9/(1 - 0,1) = 0,9/0,9 = 1 → S = 3 + 1 = 4 05. Resposta: C. Esta sequência é do tipo 𝑎𝑛 = 2 𝑛−1 . Assim: 𝑎6 = 2 6−1 = 25 = 32 𝑎8 = 2 8−1 = 27 = 128 A soma fica: 32 + 128 = 160. 06. Resposta: E. 𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞 𝑛−1 𝑎3 = 𝑎1 ∙ 𝑞 2 100 = 4 ∙ 𝑞2 𝑞2 = 25 𝑞 = 5 𝑎2 = 𝑎1 ∙ 𝑞 = 4 ∙ 5 = 20 𝑎4 = 𝑎3 ∙ 𝑞 = 100 ∙ 5 = 500 𝑎2 + 𝑎4 = 20 + 500 = 520 07. Resposta: B. Pelos valores apresentados, é uma PG de razão 4 A64 = ? a1 = 1 q = 4 n = 64 𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞 𝑛−1 𝑎𝑛 = 1 ∙ 4 63 = (22)63 = 2126 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 63 08. Resposta: D. Se estão em Progressão Geométrica, então: 𝑟1 𝑟 = 𝑟2 𝑟1 , ou seja, 𝑟1 . 𝑟1 = 𝑟 . 𝑟2. Assim: 𝑟1 2 = 144 𝑟1 = √144 = 12 𝑐𝑚 Sabemos que r + r1 + r2 = 52. Assim: 𝑟 + 12 + 𝑟2 = 52 𝑟 + 𝑟2 = 52 − 12 𝑟 + 𝑟2 = 40 09. Resposta: C. Trata-se de uma Progressão Aritmética, cuja fórmula do termo geral é 𝑎𝑛 = 𝑎1 + (𝑛 − 1). 𝑟 𝑛 = 7; 𝑎1 = 11; 𝑟 = 15 − 11 = 4 Assim, 𝑎7 = 11 + (7 − 1). 4 = 11 + 6.4 = 11 + 24 = 35 10. Resposta: A. 99 = 9 + (𝑛 − 1)10 10𝑛 − 10 + 9 = 99 𝑛 = 10 Vamos tirar o 99 pra ser contato a parte: 10-1=9 99 = 90 + (𝑛 − 1) 𝑛 = 99 − 90 + 1 = 10 São 19 números que possuem o algarismo 9, mas o 99 possui 2 19+1=20 11. Resposta: D. r = 4 𝑎𝑛 = 𝑎1 + (𝑛 − 1)𝑟 𝑎234 = 4 + 233 ∙ 4 = 936 Portanto, o último algarismo é 6. REGRA DE TRÊS SIMPLES Os problemas que envolvem duas grandezas diretamente ou inversamente proporcionais podem ser resolvidos através de um processo prático, chamado regra de três simples8. Vejamos a tabela abaixo: 8MARIANO, Fabrício – Matemática Financeira para Concursos – 3ª Edição – Rio de Janeiro: Elsevier,2013. Regras de três simples e compostas 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 64 Exemplos: 1) Um carro faz 180 km com 15L de álcool. Quantos litros de álcool esse carro gastaria para percorrer 210 km? O problema envolve duas grandezas: distância e litros de álcool. Indiquemos por x o número de litros de álcool a ser consumido. Coloquemos as grandezas de mesma espécie em uma mesma coluna e as grandezas de espécies diferentes que se correspondem em uma mesma linha: Na coluna em que aparece a variável x (“litros de álcool”), vamos colocar uma flecha: Observe que, se duplicarmos a distância, o consumo de álcool também duplica. Então, as grandezas distância e litros de álcool são diretamente proporcionais. No esquema que estamos montando, indicamos esse fato colocando uma flecha na coluna “distância”no mesmo sentido da flecha da coluna “litros de álcool”: Armando a proporção pela orientação das flechas, temos: 180 210 = 15 𝑥 → 𝑐𝑜𝑚𝑜 180 𝑒 210 𝑝𝑜𝑑𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑟 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 30, 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠: 180: 30 210: 30 = 15 𝑥 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 65 1806 2107 = 15 𝑥 → 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑐𝑟𝑢𝑧𝑎𝑑𝑜(𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑚𝑒𝑖𝑜 𝑝𝑒𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠) → 6𝑥 = 7.15 6𝑥 = 105 → 𝑥 = 105 6 = 𝟏𝟕, 𝟓 Resposta: O carro gastaria 17,5 L de álcool. 2) Viajando de automóvel, à velocidade de 50 km/h, eu gastaria 7 h para fazer certo percurso. Aumentando a velocidade para 80 km/h, em quanto tempo farei esse percurso? Indicando por x o número de horas e colocando as grandezas de mesma espécie em uma mesma coluna e as grandezas de espécies diferentes que se correspondem em uma mesma linha, temos: Na coluna em que aparece a variável x (“tempo”), vamos colocar uma flecha: Observe que, se duplicarmos a velocidade, o tempo fica reduzido à metade. Isso significa que as grandezas velocidade e tempo são inversamente proporcionais. No nosso esquema, esse fato é indicado colocando-se na coluna “velocidade” uma flecha em sentido contrário ao da flecha da coluna “tempo”: Na montagem da proporção devemos seguir o sentido das flechas. Assim, temos: 7 𝑥 = 80 50 , 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑙𝑎𝑑𝑜 → 7 𝑥 = 808 505 → 7.5 = 8. 𝑥 → 𝑥 = 35 8 → 𝑥 = 4,375 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 Como 0,375 corresponde 22 minutos (0,375 x 60 minutos), então o percurso será feito em 4 horas e 22 minutos aproximadamente. 3) Ao participar de um treino de fórmula Indy, um competidor, imprimindo a velocidade média de 180 km/h, faz o percurso em 20 segundos. Se a sua velocidade fosse de 300 km/h, que tempo teria gasto no percurso? Vamos representar pela letra x o tempo procurado. Estamos relacionando dois valores da grandeza velocidade (180 km/h e 300 km/h) com dois valores da grandeza tempo (20 s e x s). Queremos determinar um desses valores, conhecidos os outros três. Se duplicarmos a velocidade inicial do carro, o tempo gasto para fazer o percurso cairá para a metade; logo, as grandezas são inversamente proporcionais. Assim, os números 180 e 300 são inversamente proporcionais aos números 20 e x. Daí temos: 180.20 = 300. 𝑥 → 300𝑥 = 3600 → 𝑥 = 3600 300 → 𝑥 = 12 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 66 Conclui-se, então, que se o competidor tivesse andando em 300 km/h, teria gasto 12 segundos para realizar o percurso. Questões 01. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Em 3 de maio de 2014, o jornal Folha de S. Paulo publicou a seguinte informação sobre o número de casos de dengue na cidade de Campinas. De acordo com essas informações, o número de casos registrados na cidade de Campinas, até 28 de abril de 2014, teve um aumento em relação ao número de casos registrados em 2007, aproximadamente, de (A) 70%. (B) 65%. (C) 60%. (D) 55%. (E) 50%. 02. (FUNDUNESP – Assistente Administrativo – VUNESP) Um título foi pago com 10% de desconto sobre o valor total. Sabendo-se que o valor pago foi de R$ 315,00, é correto afirmar que o valor total desse título era de (A) R$ 345,00. (B) R$ 346,50. (C) R$ 350,00. (D) R$ 358,50. (E) R$ 360,00. 03. (Pref. Imaruí – Agente Educador – Pref. Imaruí) Manoel vendeu seu carro por R$27.000,00(vinte e sete mil reais) e teve um prejuízo de 10%(dez por cento) sobre o valor de custo do tal veículo, por quanto Manoel adquiriu o carro em questão? (A) R$24.300,00 (B) R$29.700,00 (C) R$30.000,00 (D)R$33.000,00 (E) R$36.000,00 04. (Pref. Guarujá/SP – SEDUC – Professor de Matemática – CAIPIMES) Em um mapa, cuja escala era 1:15.104, a menor distância entre dois pontos A e B, medida com a régua, era de 12 centímetros. Isso significa que essa distância, em termos reais, é de aproximadamente: (A) 180 quilômetros. (B) 1.800 metros. (C) 18 quilômetros. (D) 180 metros. 05. (CEFET – Auxiliar em Administração – CESGRANRIO) A Bahia (...) é o maior produtor de cobre do Brasil. Por ano, saem do estado 280 mil toneladas, das quais 80 mil são exportadas. O Globo, Rio de Janeiro: ed. Globo, 12 mar. 2014, p. 24. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 67 Da quantidade total de cobre que sai anualmente do Estado da Bahia, são exportados, aproximadamente, (A) 29% (B) 36% (C) 40% (D) 56% (E) 80% 06. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Um comerciante comprou uma caixa com 90 balas e irá vender cada uma delas por R$ 0,45. Sabendo que esse comerciante retirou 9 balas dessa caixa para consumo próprio, então, para receber o mesmo valor que teria com a venda das 90 balas, ele terá que vender cada bala restante na caixa por: (A) R$ 0,50. (B) R$ 0,55. (C) R$ 0,60. (D) R$ 0,65. (E) R$ 0,70. 07. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Em 25 de maio de 2014, o jornal Folha de S. Paulo publicou a seguinte informação sobre a capacidade de retirada de água dos sistemas de abastecimento, em metros cúbicos por segundo (m3/s): De acordo com essas informações, o número de segundos necessários para que o sistema Rio Grande retire a mesma quantidade de água que o sistema Cantareira retira em um segundo é: (A) 5,4. (B) 5,8. (C) 6,3. (D) 6,6. (E) 6,9. 08. (FUNDUNESP – Auxiliar Administrativo – VUNESP) Certo material para laboratório foi adquirido com desconto de 10% sobre o preço normal de venda. Sabendo-se que o valor pago nesse material foi R$ 1.170,00, é possível afirmar corretamente que seu preço normal de venda é (A) R$ 1.285,00. (B) R$ 1.300,00. (C) R$ 1.315,00. (D) R$ 1.387,00. (E) R$ 1.400,00. 09. (PC/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) A mais antiga das funções do Instituto Médico Legal (IML) é a necropsia. Num determinado período, do total de atendimentos do IML, 30% foram necropsias. Do restante dos atendimentos, todos feitos a indivíduos vivos, 14% procediam de acidentes no trânsito, correspondendo a 588. Pode-se concluir que o total de necropsias feitas pelo IML, nesse período, foi (A) 2500. (B) 1600. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 68 (C) 2200. (D) 3200. (E) 1800. 10. (SAAE/SP – Auxiliar de Manutenção Geral – VUNESP) A expectativa de vida do Sr. Joel é de 75 anos e, neste ano, ele completa 60 anos. Segundo esta expectativa, pode-se afirmar que a fração de vida que ele já viveu é (A) 4 7 (B) 5 6 (C) 4 5 (D) 3 4 (E) 2 3 11. (SAAE/SP – Auxiliar de Manutenção Geral – VUNESP) Foram digitados 10 livros de 200 páginas cada um e armazenados em 0,0001 da capacidade de um microcomputador. Utilizando-se a capacidade total desse microcomputador, o número de livros com 200 páginas que é possível armazenar é (A) 100. (B) 1000. (C) 10000. (D) 100000. (E) 1000000. 12. (IF/GO – Assistente de Alunos – UFG) Leia o fragmento a seguir A produção brasileira de arroz projetada para 2023 é de 13,32 milhões de toneladas, correspondendo a um aumento de 11% em relação à produção de 2013. Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br/arq_editor/projecoes-ver saoatualizada.pdf>. Acesso em: 24 fev. 2014. (Adaptado). De acordo com as informações, em 2023, a produção de arroz excederá a produção de 2013, em milhões de toneladas, em: (A) 1,46 (B) 1,37 (C) 1,32 (D) 1,22 13. (PRODAM/AM – Auxiliar de Motorista – FUNCAB) Numa transportadora, 15 caminhões de mesma capacidade transportam toda a carga de um galpãoem quatro horas. Se três deles quebrassem, em quanto tempo os outros caminhões fariam o mesmo trabalho? (A) 3 h 12 min (B) 5 h (C) 5 h 30 min (D) 6 h (E) 6 h 15 min 14. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) Uma receita para fazer 35 bolachas utiliza 225 gramas de açúcar. Mantendo-se as mesmas proporções da receita, a quantidade de açúcar necessária para fazer 224 bolachas é (A) 14,4 quilogramas. (B) 1,8 quilogramas. (C) 1,44 quilogramas. (D) 1,88 quilogramas. (E) 0,9 quilogramas. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 69 15. (METRÔ/SP – Usinador Ferramenteiro – FCC) Laerte comprou 18 litros de tinta látex que, de acordo com as instruções na lata, rende 200m² com uma demão de tinta. Se Laerte seguir corretamente as instruções da lata, e sem desperdício, depois de pintar 60 m² de parede com duas demãos de tinta látex, sobrarão na lata de tinta comprada por ele (A) 6,8L. (B) 6,6L. (C) 10,8L. (D) 7,8L. (E) 7,2L. Comentários 01. Resposta: E. Utilizaremos uma regra de três simples: ano % 11442 ------- 100 17136 ------- x 11442.x = 17136. 100 x = 1713600 / 11442 = 149,8% (aproximado) 149,8% – 100% = 49,8% Aproximando o valor, teremos 50% 02. Resposta: C. Se R$ 315,00 já está com o desconto de 10%, então R$ 315,00 equivale a 90% (100% - 10%). Utilizaremos uma regra de três simples: $ % 315 ------- 90 x ------- 100 90.x = 315. 100 x = 31500 / 90 = R$ 350,00 03. Resposta: C. Como ele teve um prejuízo de 10%, quer dizer 27000 é 90% do valor total. Valor % 27000 ------ 90 X ------- 100 27000 𝑥 = 909 10010 → 27000 𝑥 = 9 10 → 9.x = 27000.10 → 9x = 270000 → x = 30000. 04. Resposta: C. 1: 15.104 equivale a 1:150000, ou seja, para cada 1 cm do mapa, teremos 150.000 cm no tamanho real. Assim, faremos uma regra de três simples: mapa real 1 --------- 150000 12 --------- x 1.x = 12. 150000 x = 1.800.000 cm = 18 km 05. Resposta: A. Faremos uma regra de três simples: cobre % 280 --------- 100 80 ---------- x 280.x = 80. 100 x = 8000 / 280 x = 28,57% 06. Resposta: A. Vamos utilizar uma regra de três simples: Balas $ 1 ----------- 0,45 90 ---------- x 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 70 1.x = 0,45. 90 x = R$ 40,50 (total) * 90 – 9 = 81 balas Novamente, vamos utilizar uma regra de três simples: Balas $ 81 ----------- 40,50 1 ------------ y 81.y = 1 . 40,50 y = 40,50 / 81 y = R$ 0,50 (cada bala) 07. Resposta: D. Utilizaremos uma regra de três simples INVERSA: m3 seg 33 ------- 1 5 ------- x 5.x = 33 . 1 x = 33 / 5 = 6,6 seg 08. Resposta: B. Utilizaremos uma regra de três simples: $ % 1170 ------- 90 x ------- 100 90.x = 1170 . 100 x = 117000 / 90 = R$ 1.300,00 09. Resposta: E. O restante de atendimento é de 100% – 30% = 70% (restante) Utilizaremos uma regra de três simples: Restante: atendimentos % 588 ------------ 14 x ------------ 100 14.x = 588 . 100 x = 58800 / 14 = 4200 atendimentos (restante) Total: atendimentos % 4200 ------------ 70 x ------------ 30 70.x = 4200 . 30 x = 126000 / 70 = 1800 atendimentos 10. Resposta: C. Considerando 75 anos o inteiro (1), utilizaremos uma regra de três simples: idade fração 75 ------------ 1 60 ------------ x 75.x = 60 . 1 x = 60 / 75 = 4 / 5 (simplificando por 15) 11. Resposta: D. Neste caso, a capacidade total é representada por 1 (inteiro). Assim, utilizaremos uma regra de três simples: livros capacidade 10 ------------ 0,0001 x ------------ 1 0,0001.x = 10 . 1 x = 10 / 0,0001 = 100.000 livros 12. Resposta: C. Toneladas % 13,32 ----------- 111 x ------------- 11 111 . x = 13,32 . 11 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 71 x = 146,52 / 111 x = 1,32 13. Resposta: B. Vamos utilizar uma Regra de Três Simples Inversa, pois, quanto menos caminhões tivermos, mais horas demorará para transportar a carga: caminhões horas 15 ---------------- 4 (15 – 3) ------------- x 12.x = 4 . 15 → x = 60 / 12 → x = 5 h 14. Resposta: C. Bolachas açúcar 35----------------225 224----------------x 𝑥 = 224.225 35 = 1440 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 = 1,44 𝑞𝑢𝑖𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠 15. Resposta: E. 18L----200m² x-------120 x=10,8L Ou seja, pra 120m² (duas demãos de 60 m²) ele vai gastar 10,8 l, então sobraram: 18-10,8=7,2L REGRA DE TRÊS COMPOSTA O processo usado para resolver problemas que envolvem mais de duas grandezas, diretamente ou inversamente proporcionais, é chamado regra de três composta9. Exemplos: 1) Em 4 dias 8 máquinas produziram 160 peças. Em quanto tempo 6 máquinas iguais às primeiras produziriam 300 dessas peças? Indiquemos o número de dias por x. Coloquemos as grandezas de mesma espécie em uma só coluna e as grandezas de espécies diferentes que se correspondem em uma mesma linha. Na coluna em que aparece a variável x (“dias”), coloquemos uma flecha: Iremos comparar cada grandeza com aquela em que está o x. As grandezas peças e dias são diretamente proporcionais. No nosso esquema isso será indicado colocando-se na coluna “peças” uma flecha no mesmo sentido da flecha da coluna “dias”: As grandezas máquinas e dias são inversamente proporcionais (duplicando o número de máquinas, o número de dias fica reduzido à metade). No nosso esquema isso será indicado colocando-se na coluna (máquinas) uma flecha no sentido contrário ao da flecha da coluna “dias”: 9MARIANO, Fabrício – Matemática Financeira para Concursos – 3ª Edição – Rio de Janeiro: Elsevier,2013. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 72 Agora vamos montar a proporção, igualando a razão que contém o x, que é x 4 , com o produto das outras razões, obtidas segundo a orientação das flechas 300 160 . 8 6 : Simplificando as proporções obtemos: 4 𝑥 = 2 5 → 2𝑥 = 4.5 → 𝑥 = 4.5 2 → 𝑥 = 10 Resposta: Em 10 dias. 2) Uma empreiteira contratou 210 pessoas para pavimentar uma estrada de 300 km em 1 ano. Após 4 meses de serviço, apenas 75 km estavam pavimentados. Quantos empregados ainda devem ser contratados para que a obra seja concluída no tempo previsto? Iremos comparar cada grandeza com aquela em que está o x. As grandezas “pessoas” e “tempo” são inversamente proporcionais (duplicando o número de pessoas, o tempo fica reduzido à metade). No nosso esquema isso será indicado colocando-se na coluna “tempo” uma flecha no sentido contrário ao da flecha da coluna “pessoas”: As grandezas “pessoas” e “estrada” são diretamente proporcionais. No nosso esquema isso será indicado colocando-se na coluna “estrada” uma flecha no mesmo sentido da flecha da coluna “pessoas”: Como já haviam 210 pessoas trabalhando, logo 315 – 210 = 105 pessoas. Reposta: Devem ser contratados 105 pessoas. Questões 01. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) O trabalho de varrição de 6.000 m² de calçada é feita em um dia de trabalho por 18 varredores trabalhando 5 horas por dia. Mantendo-se as mesmas proporções, 15 varredores varrerão 7.500 m² de calçadas, em umdia, trabalhando por dia, o tempo de (A) 8 horas e 15 minutos. (B) 9 horas. (C) 7 horas e 45 minutos. (D) 7 horas e 30 minutos. (E) 5 horas e 30 minutos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 73 02. (Pref. Corbélia/PR – Contador – FAUEL) Uma equipe constituída por 20 operários, trabalhando 8 horas por dia durante 60 dias, realiza o calçamento de uma área igual a 4800 m². Se essa equipe fosse constituída por 15 operários, trabalhando 10 horas por dia, durante 80 dias, faria o calçamento de uma área igual a: (A) 4500 m² (B) 5000 m² (C) 5200 m² (D) 6000 m² (E) 6200 m² 03. (PC/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) Dez funcionários de uma repartição trabalham 8 horas por dia, durante 27 dias, para atender certo número de pessoas. Se um funcionário doente foi afastado por tempo indeterminado e outro se aposentou, o total de dias que os funcionários restantes levarão para atender o mesmo número de pessoas, trabalhando uma hora a mais por dia, no mesmo ritmo de trabalho, será: (A) 29. (B) 30. (C) 33. (D) 28. (E) 31. 04. (TRF 3ª – Técnico Judiciário – FCC) Sabe-se que uma máquina copiadora imprime 80 cópias em 1 minuto e 15 segundos. O tempo necessário para que 7 máquinas copiadoras, de mesma capacidade que a primeira citada, possam imprimir 3360 cópias é de (A) 15 minutos. (B) 3 minutos e 45 segundos. (C) 7 minutos e 30 segundos. (D) 4 minutos e 50 segundos. (E) 7 minutos. 05. (METRÔ/SP – Analista Desenvolvimento Gestão Júnior – FCC) Para inaugurar no prazo a estação XYZ do Metrô, o prefeito da cidade obteve a informação de que os 128 operários, de mesma capacidade produtiva, contratados para os trabalhos finais, trabalhando 6 horas por dia, terminariam a obra em 42 dias. Como a obra tem que ser terminada em 24 dias, o prefeito autorizou a contratação de mais operários, e que todos os operários (já contratados e novas contratações) trabalhassem 8 horas por dia. O número de operários contratados, além dos 128 que já estavam trabalhando, para que a obra seja concluída em 24 dias, foi igual a (A) 40. (B) 16. (C) 80. (D) 20. (E) 32. 06. (PRODAM/AM – Assistente – FUNCAB) Para digitalizar 1.000 fichas de cadastro, 16 assistentes trabalharam durante dez dias, seis horas por dia. Dez assistentes, para digitalizar 2.000 fichas do mesmo modelo de cadastro, trabalhando oito horas por dia, executarão a tarefa em quantos dias? (A) 14 (B) 16 (C) 18 (D) 20 (E) 24 07. (CEFET – Auxiliar em Administração – CESGRANRIO) No Brasil, uma família de 4 pessoas produz, em média, 13 kg de lixo em 5 dias. Mantida a mesma proporção, em quantos dias uma família de 5 pessoas produzirá 65 kg de lixo? (A) 10 (B) 16 (C) 20 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 74 (D) 32 (E) 40 08. (UFPE - Assistente em Administração – COVEST) Na safra passada, um fazendeiro usou 15 trabalhadores para cortar sua plantação de cana de 210 hectares. Trabalhando 7 horas por dia, os trabalhadores concluíram o trabalho em 6 dias exatos. Este ano, o fazendeiro plantou 480 hectares de cana e dispõe de 20 trabalhadores dispostos a trabalhar 6 horas por dia. Em quantos dias o trabalho ficará concluído? Obs.: Admita que todos os trabalhadores tenham a mesma capacidade de trabalho. (A) 10 dias (B) 11 dias (C) 12 dias (D) 13 dias (E) 14 dias 09. (BNB – Analista Bancário – FGV) Em uma agência bancária, dois caixas atendem em média seis clientes em 10 minutos. Considere que, nesta agência, todos os caixas trabalham com a mesma eficiência e que a média citada sempre é mantida. Assim, o tempo médio necessário para que cinco caixas atendam 45 clientes é de: (A) 45 minutos; (B) 30 minutos; (C) 20 minutos; (D) 15 minutos; (E) 10 minutos. Comentários 01. Resposta: D. Comparando- se cada grandeza com aquela onde está o x. m² varredores horas 6000--------------18-------------- 5 7500--------------15--------------- x Quanto mais a área, mais horas (diretamente proporcionais) Quanto menos trabalhadores, mais horas (inversamente proporcionais) 5 𝑥 = 6000 7500 ∙ 15 18 6000 ∙ 15 ∙ 𝑥 = 5 ∙ 7500 ∙ 18 90000𝑥 = 675000 𝑥 = 7,5 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 Como 0,5 h equivale a 30 minutos, logo o tempo será de 7 horas e 30 minutos. 02. Resposta: D. Operários horas dias área 20-----------------8-------------60-------4800 15----------------10------------80-------- x Todas as grandezas são diretamente proporcionais, logo: 4800 𝑥 = 20 15 ∙ 8 10 ∙ 60 80 20 ∙ 8 ∙ 60 ∙ 𝑥 = 4800 ∙ 15 ∙ 10 ∙ 80 9600𝑥 = 57600000 𝑥 = 6000𝑚² 03. Resposta: B. Temos 10 funcionários inicialmente, com os afastamento esse número passou para 8. Se eles trabalham 8 horas por dia, passarão a trabalhar uma hora a mais perfazendo um total de 9 horas, nesta condições temos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 75 Funcionários horas dias 10---------------8--------------27 8----------------9-------------- x Quanto menos funcionários, mais dias devem ser trabalhados (inversamente proporcionais). Quanto mais horas por dia, menos dias devem ser trabalhados (inversamente proporcionais). Funcionários horas dias 8---------------9-------------- 27 10----------------8----------------x 27 𝑥 = 8 10 ∙ 9 8 → x.8.9 = 27.10.8 → 72x = 2160 → x = 30 dias. 04. Resposta: C. Transformando o tempo para segundos: 1 min e 15 segundos = 75 segundos Quanto mais máquinas menor o tempo (flecha contrária) e quanto mais cópias, mais tempo (flecha mesma posição) Máquina cópias tempo 1----------------80-----------75 segundos 7--------------3360-----------x Devemos deixar as 3 grandezas da mesma forma, invertendo os valores de” máquina”. Máquina cópias tempo 7----------------80----------75 segundos 1--------------3360--------- x 75 𝑥 = 7 1 ∙ 80 3360 → x.7.80 = 75.1.3360 → 560x = 252000 → x = 450 segundos Transformando 1minuto-----60segundos x-------------450 x = 7,5 minutos = 7 minutos e 30segundos. 05. Resposta: A. Vamos utilizar a Regra de Três Composta: Operários horas dias 128 ----------- 6 -------------- 42 x ------------- 8 -------------- 24 Quanto mais operários, menos horas trabalhadas (inversamente) Quanto mais funcionários, menos dias (inversamente) Operários horas dias x -------------- 6 -------------- 42 128 ------------ 8 -------------- 24 𝑥 128 = 6 8 ∙ 42 24 𝑥 128 = 1 8 ∙ 42 4 𝑥 128 = 1 8 ∙ 21 2 16𝑥 = 128 ∙ 21 𝑥 = 8 ∙ 21 = 168 168 – 128 = 40 funcionários a mais devem ser contratados. 06. Resposta: E. Fichas Assistentes dias horas 1000 --------------- 16 -------------- 10 ------------ 6 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 76 2000 -------------- 10 -------------- x -------------- 8 Quanto mais fichas, mais dias devem ser trabalhados (diretamente proporcionais). Quanto menos assistentes, mais dias devem ser trabalhados (inversamente proporcionais). Quanto mais horas por dia, menos dias (inversamente proporcionais). Fichas Assistentes dias horas 1000 --------------- 10 -------------- 10 ------------ 8 2000 -------------- 16 -------------- x -------------- 6 10 𝑥 = 1000 2000 ∙ 10 16 . 8 6 10 𝑥 = 80000 19200080. 𝑥 = 192.10 𝑥 = 1920 80 𝑥 = 24 𝑑𝑖𝑎𝑠 07. Resposta: C. Faremos uma regra de três composta: Pessoas Kg dias 4 ------------ 13 ------------ 5 5 ------------ 65 ------------ x Mais pessoas irão levar menos dias para produzir a mesma quantidade de lixo (grandezas inversamente proporcionais). Mais quilos de lixo levam mais dias para serem produzidos (grandezas diretamente proporcionais). 5 𝑥 = 5 4 . 13 65 5 𝑥 = 65 260 65.x = 5 . 260 x = 1300 / 65 x = 20 dias 08. Resposta: C. Faremos uma regra de três composta: Trabalhadores Hectares h / dia dias 15 ------------------ 210 ---------------- 7 ----------------- 6 20 ------------------ 480 ---------------- 6 ----------------- x Mais trabalhadores irão levar menos dias para concluir o trabalho (grandezas inversamente proporcionais). Mais hectares levam mais dias para se concluir o trabalho (grandezas diretamente proporcionais). Menos horas por dia de trabalho serão necessários mais dias para concluir o trabalho (grandezas inversamente proporcionais). 6 𝑥 = 20 15 . 210 480 . 6 7 6 𝑥 = 25200 50400 25200.x = 6. 50400 → x = 302400 / 25200 → x = 12 dias 09. Resposta: B. caixas clientes minutos 2 ----------------- 6 ----------- 10 5 ----------------- 45 ----------- x Quanto mais caixas, menos minutos levará para o atendimento (inversamente proporcionais). 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 77 Quanto mais clientes, mais minutos para o atendimento (diretamente proporcionais). caixas clientes minutos 5 ----------------- 6 ----------- 10 2 ----------------- 45 ----------- x 10 𝑥 = 5 2 ∙ 6 45 10 𝑥 = 30 90 30. 𝑥 = 90.10 𝑥 = 900 30 𝑥 = 30 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠 Razões de denominador 100 que são chamadas de razões centesimais ou taxas percentuais ou simplesmente de porcentagem10. Servem para representar de uma maneira prática o "quanto" de um "todo" se está referenciando. Costumam ser indicadas pelo numerador seguido do símbolo % (Lê-se: “por cento”). 𝒙% = 𝒙 𝟏𝟎𝟎 Exemplos: 1) A tabela abaixo indica, em reais, os resultados das aplicações financeiras de Oscar e Marta entre 02/02/2013 e 02/02/2014. Notamos que a razão entre os rendimentos e o saldo em 02/02/2013 é: 50 500 , 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑂𝑠𝑐𝑎𝑟, 𝑛𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑐𝑜 𝐴; 50 400 , 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑀𝑎𝑟𝑡𝑎, 𝑛𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑐𝑜 𝐵. Quem obteve melhor rentabilidade? Uma das maneiras de compará-las é expressá-las com o mesmo denominador (no nosso caso o 100), para isso, vamos simplificar as frações acima: 𝑂𝑠𝑐𝑎𝑟 ⇒ 50 500 = 10 100 ,= 10% 𝑀𝑎𝑟𝑡𝑎 ⇒ 50 400 = 12,5 100 ,= 12,5% Com isso podemos concluir, Marta obteve uma rentabilidade maior que Oscar ao investir no Banco B. 10IEZZI, Gelson – Fundamentos da Matemática – Vol. 11 – Financeira e Estatística Descritiva IEZZI, Gelson – Matemática Volume Único http://www.porcentagem.org http://www.infoescola.com Porcentagem 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 78 2) Em uma classe com 30 alunos, 18 são rapazes e 12 são moças. Qual é a taxa percentual de rapazes na classe? Resolução: A razão entre o número de rapazes e o total de alunos é 18 30 . Devemos expressar essa razão na forma centesimal, isto é, precisamos encontrar x tal que: 18 30 = 𝑥 100 ⟹ 𝑥 = 60 E a taxa percentual de rapazes é 60%. Poderíamos ter divido 18 por 30, obtendo: 18 30 = 0,60(. 100%) = 60% Lucro e Prejuízo É a diferença entre o preço de venda e o preço de custo. Caso a diferença seja positiva, temos o lucro(L), caso seja negativa, temos prejuízo(P). Lucro (L) = Preço de Venda (V) – Preço de Custo (C). Podemos ainda escrever: C + L = V ou L = V - C P = C – V ou V = C - P A forma percentual é: Exemplos: 1) Um objeto custa R$ 75,00 e é vendido por R$ 100,00. Determinar: a) a porcentagem de lucro em relação ao preço de custo; b) a porcentagem de lucro em relação ao preço de venda. Resolução: Preço de custo + lucro = preço de venda → 75 + lucro =100 → Lucro = R$ 25,00 𝑎) 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 𝑝𝑟𝑒ç𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜 . 100% ≅ 33,33% 𝑏) 𝑙𝑢𝑐𝑟𝑜 𝑝𝑟𝑒ç𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑛𝑑𝑎 . 100% = 25% 2) O preço de venda de um bem de consumo é R$ 100,00. O comerciante tem um ganho de 25% sobre o preço de custo deste bem. O valor do preço de custo é: A) R$ 25,00 B) R$ 70,50 C) R$ 75,00 D) R$ 80,00 E) R$ 125,00 Resolução: 𝐿 𝐶 . 100% = 25% ⇒ 0,25 , o lucro é calculado em cima do Preço de Custo(PC). C + L = V → C + 0,25. C = V → 1,25. C = 100 → C = 80,00 Resposta D 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 79 Aumento e Desconto Percentuais A) Aumentar um valor V em p%, equivale a multiplicá-lo por (𝟏 + 𝒑 𝟏𝟎𝟎 ).V . Logo: VA = (𝟏 + 𝒑 𝟏𝟎𝟎 ).V Exemplos: 1 - Aumentar um valor V de 20% , equivale a multiplicá-lo por 1,20, pois: (1 + 20 100 ).V = (1+0,20).V = 1,20.V 2 - Aumentar um valor V de 200%, equivale a multiplicá-lo por 3, pois: (1 + 200 100 ).V = (1+2).V = 3.V 3) Aumentando-se os lados a e b de um retângulo de 15% e 20%, respectivamente, a área do retângulo é aumentada de: (A)35% (B)30% (C)3,5% (D)3,8% (E) 38% Resolução: Área inicial: a.b Com aumento: (a.1,15).(b.1,20) → 1,38.a.b da área inicial. Logo o aumento foi de 38%. Resposta E B) Diminuir um valor V em p%, equivale a multiplicá-lo por (𝟏 − 𝒑 𝟏𝟎𝟎 ).V. Logo: V D = (𝟏 − 𝒑 𝟏𝟎𝟎 ).V Exemplos: 1) Diminuir um valor V de 20%, equivale a multiplicá-lo por 0,80, pois: (1 − 20 100 ). V = (1-0,20). V = 0, 80.V 2) Diminuir um valor V de 40%, equivale a multiplicá-lo por 0,60, pois: (1 − 40 100 ). V = (1-0,40). V = 0, 60.V 3) O preço do produto de uma loja sofreu um desconto de 8% e ficou reduzido a R$ 115,00. Qual era o seu valor antes do desconto? Temos que V D = 115, p = 8% e V =? é o valor que queremos achar. V D = (1 − 𝑝 100 ). V → 115 = (1-0,08).V → 115 = 0,92V → V = 115/0,92 → V = 125 O valor antes do desconto é de R$ 125,00. A esse valor final de (𝟏 + 𝒑 𝟏𝟎𝟎 ) ou (𝟏 − 𝒑 𝟏𝟎𝟎 ), é o que chamamos de fator de multiplicação, muito útil para resolução de cálculos de porcentagem. O mesmo pode ser um acréscimo ou decréscimo no valor do produto. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 80 Abaixo a tabela com alguns fatores de multiplicação: Aumentos e Descontos Sucessivos São valores que aumentam ou diminuem sucessivamente. Para efetuar os respectivos descontos ou aumentos, fazemos uso dos fatores de multiplicação. Vejamos alguns exemplos: 1) Dois aumentos sucessivos de 10% equivalem a um único aumento de...? Utilizando VA = (1 + 𝑝 100 ).V → V. 1,1, como são dois de 10% temos → V. 1,1 . 1,1 → V. 1,21 Analisando o fator de multiplicação 1,21; concluímos que esses dois aumentos significam um único aumento de 21%. Observe que: esses dois aumentos de 10% equivalem a 21% e não a 20%. 2) Dois descontos sucessivos de 20% equivalem a um único desconto de: Utilizando VD = (1 − 𝑝 100 ).V → V. 0,8 . 0,8 → V. 0,64 . . Analisando o fator de multiplicação0,64, observamos que esse percentual não representa o valor do desconto, mas sim o valor pago com o desconto. Para sabermos o valor que representa o desconto é só fazermos o seguinte cálculo: 100% - 64% = 36% Observe que: esses dois descontos de 20% equivalem a 36% e não a 40%. 3) Certo produto industrial que custava R$ 5.000,00 sofreu um acréscimo de 30% e, em seguida, um desconto de 20%. Qual o preço desse produto após esse acréscimo e desconto? Utilizando VA = (1 + 𝑝 100 ).V para o aumento e VD = (1 − 𝑝 100 ).V, temos: VA = 5000 .(1,3) = 6500 e VD = 6500 .(0,80) = 5200, podemos, para agilizar os cálculos, juntar tudo em uma única equação: 5000 . 1,3 . 0,8 = 5200 Logo o preço do produto após o acréscimo e desconto é de R$ 5.200,00 Questões 01. (Pref. Maranguape/CE – Prof. de educação básica – GR Consultoria e Assessoria) Marcos comprou um produto e pagou R$ 108,00, já inclusos 20% de juros. Se tivesse comprado o produto, com 25% de desconto, então, Marcos pagaria o valor de: (A) R$ 67,50 (B) R$ 90,00 (C) R$ 75,00 (D) R$ 72,50 02. (Câmara Municipal de São José dos Campos/SP – Analista Técnico Legislativo – VUNESP) O departamento de Contabilidade de uma empresa tem 20 funcionários, sendo que 15% deles são estagiários. O departamento de Recursos Humanos tem 10 funcionários, sendo 20% estagiários. Em relação ao total de funcionários desses dois departamentos, a fração de estagiários é igual a (A) 1/5. (B) 1/6. (C) 2/5. (D) 2/9. (E) 3/5. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 81 03. (Pref. Maranguape/CE – Prof. de educação básica – GR Consultoria e Assessoria) Quando calculamos 15% de 1.130, obtemos, como resultado (A) 150 (B) 159,50; (C) 165,60; (D) 169,50. 04. (ALMG – Analista de Sistemas – FUMARC) O Relatório Setorial do Banco do Brasil publicado em 02/07/2013 informou: [...] Após queda de 2,0% no mês anterior, segundo o Cepea/Esalq, as cotações do açúcar fecharam o último mês com alta de 1,2%, atingindo R$ 45,03 / saca de 50 kg no dia 28. De acordo com especialistas, o movimento se deve à menor oferta de açúcar de qualidade, além da firmeza nas negociações por parte dos vendedores. Durante o mês de junho, o etanol mostrou maior recuperação que o açúcar, com a cotação do hidratado chegando a R$ 1,1631/litro (sem impostos), registrando alta de 6,5%. A demanda aquecida e as chuvas que podem interromper mais uma vez a moagem de cana-de-açúcar explicam cenário mais positivo para o combustível. Fonte: BB-BI Relatório Setorial: Agronegócios-junho/2013 - publicado em 02/07/2013. Com base nos dados apresentados no Relatório Setorial do Banco do Brasil, é CORRETO afirmar que o valor, em reais, da saca de 50 kg de açúcar no mês de maio de 2013 era igual a (A) 42,72 (B) 43,86 (C) 44,48 (D) 54,03 05. (Câmara de Chapecó/SC – Assistente de Legislação e Administração – OBJETIVA) Em determinada loja, um sofá custa R$ 750,00, e um tapete, R$ 380,00. Nos pagamentos com cartão de crédito, os produtos têm 10% de desconto e, nos pagamentos no boleto, têm 8% de desconto. Com base nisso, realizando-se a compra de um sofá e um tapete, os valores totais a serem pagos pelos produtos nos pagamentos com cartão de crédito e com boleto serão, respectivamente: (A) R$ 1.100,00 e R$ 1.115,40. (B) R$ 1.017,00 e R$ 1.039,60. (C) R$ 1.113,00 e R$ 1.122,00. (D) R$ 1.017,00 e R$ 1.010,00. 06. (UFPE - Assistente em Administração – COVEST) Um vendedor recebe comissões mensais da seguinte maneira: 5% nos primeiros 10.000 reais vendidos no mês, 6% nos próximos 10.000,00 vendidos, e 7% no valor das vendas que excederem 20.000 reais. Se o total de vendas em certo mês foi de R$ 36.000,00, quanto será a comissão do vendedor? (A) R$ 2.120,00 (B) R$ 2.140,00 (C) R$ 2.160,00 (D) R$ 2.180,00 (E) R$ 2.220,00 07. (UFPE - Assistente em Administração – COVEST) Uma loja compra televisores por R$ 1.500,00 e os revende com um acréscimo de 40%. Na liquidação, o preço de revenda do televisor é diminuído em 35%. Qual o preço do televisor na liquidação? (A) R$ 1.300,00 (B) R$ 1.315,00 (C) R$ 1.330,00 (D) R$ 1.345,00 (E) R$ 1.365,00 08. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) O preço de venda de um produto, descontado um imposto de 16% que incide sobre esse mesmo preço, supera o preço de compra em 40%, os quais constituem o lucro líquido do vendedor. Em quantos por cento, aproximadamente, o preço de venda é superior ao de compra? 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 82 (A) 67%. (B) 61%. (C) 65%. (D) 63%. (E) 69%. 09. (PM/SE – Soldado 3ª Classe – FUNCAB) Numa liquidação de bebidas, um atacadista fez a seguinte promoção: Cerveja em lata: R$ 2,40 a unidade. Na compra de duas embalagens com 12 unidades cada, ganhe 25% de desconto no valor da segunda embalagem. Alexandre comprou duas embalagens nessa promoção e revendeu cada unidade por R$3,50. O lucro obtido por ele com a revenda das latas de cerveja das duas embalagens completas foi: (A) R$ 33,60 (B) R$ 28,60 (C) R$ 26,40 (D) R$ 40,80 (E) R$ 43,20 10. (Pref. Maranguape/CE – Prof. de educação básica – GR Consultoria e Assessoria) Marcos gastou 30% de 50% da quantia que possuía e mais 20% do restante. A porcentagem que lhe sobrou do valor, que possuía é de: (A) 58% (B) 68% (C) 65% (D) 77,5% Comentários 01. Resposta: A. Como o produto já está acrescido de 20% juros sobre o seu preço original, temos que: 100% + 20% = 120% Precisamos encontrar o preço original (100%) da mercadoria para podermos aplicarmos o desconto. Utilizaremos uma regra de 3 simples para encontrarmos: R$ % 108 ---- 120 X ----- 100 120x = 108.100 → 120x = 10800 → x = 10800/120 → x = 90,00 O produto sem o juros, preço original, vale R$ 90,00 e representa 100%. Logo se receber um desconto de 25%, significa ele pagará 75% (100 – 25 = 75%) → 90. 0,75 = 67,50 Então Marcos pagou R$ 67,50. 02. Resposta: B. * Dep. Contabilidade: 15 100 . 20 = 30 10 = 3 → 3 (estagiários) * Dep. R.H.: 20 100 . 10 = 200 100 = 2 → 2 (estagiários) ∗ 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑔𝑖á𝑟𝑖𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛á𝑟𝑖𝑜𝑠 = 5 30 = 1 6 03. Resposta: D. 15% de 1130 = 1130.0,15 ou 1130.15/100 → 169,50 04. Resposta: C. 1,2% de 45,03 = 1,2 100 . 45,03 = 0,54 Como no mês anterior houve queda, vamos fazer uma subtração. 45,03 – 0,54 = 44,49 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 83 05. Resposta: B. Cartão de crédito: 10/100. (750 + 380) = 1/10 . 1130 = 113 1130 – 113 = R$ 1017,00 Boleto: 8/100. (750 + 380) = 8/100 . 1130 = 90,4 1130 – 90,4 = R$ 1039,60 06. Resposta: E. 5% de 10000 = 5 / 100. 10000 = 500 6% de 10000 = 6 / 100. 10000 = 600 7% de 16000 (= 36000 – 20000) = 7 / 100. 16000 = 1120 Comissão = 500 + 600 + 1120 = R$ 2220,00 07. Resposta: E. Preço de revenda: 1500 + 40 / 100. 1500 = 1500 + 600 = 2100 Preço com desconto: 2100 – 35 / 100. 2100 = 2100 – 735 = R$ 1365,00 08. Resposta: A. Preço de venda: V Preço de compra: C V – 0,16V = 1,4C 0,84V = 1,4C 𝑉 𝐶 = 1,4 0,84 = 1,67 O preço de venda é 67% superior ao preço de compra. 09. Resposta: A. 2,40 . 12 = 28,80 Segunda embalagem: 28,80. 0,75 = 21,60 As duas embalagens: 28,80 + 21,60 = 50,40 Revenda: 3,5. 24 = 84,00 Lucro: R$ 84,00 – R$ 50,40 = R$ 33,60 O lucro de Alexandre foi de R$ 33,60 10. Resposta: B. De um total de 100%, temos que ele gastou 30% de 50% = 30%.50% = 15% foi o que ele gastou, sobrando: 100% - 15% = 85%. Desses 85% ele gastou 20%, logo 20%.85% = 17%, sobrando:85% - 17% = 68%. EQUAÇÃO DO 1º GRAU OU LINEAR Equação é toda sentença matemática aberta que exprime uma relação de igualdade e uma incógnita ou variável (x, y, z,..). Observe a figura: Equações e inequações de 1º e 2º graus 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 84 A figura acima mostra uma equação (uma igualdade), onde precisamos achar o valor da variável x, para manter a balança equilibrada. Equacionando temos: x + x + 500 + 100 = x + 250 + 500 → 2x + 600 = x + 750. Exemplos 2x + 8 = 0 5x – 4 = 6x + 8 3a – b – c = 0 - Não são equações: 4 + 8 = 7 + 5 (Não é uma sentença aberta) x – 5 < 3 (Não é igualdade) 5 ≠ 7 (Não é sentença aberta, nem igualdade) Termo Geral da equação do 1º grau Onde a e b (a ≠ 0) são números conhecidos e a diferença de 0, se resolve de maneira simples, subtraindo b dos dois lados obtemos: ax + b – b = 0 – b → ax = - b → x = - b/a Termos da equação do 1º grau Nesta equação cada membro possui dois termos: 1º membro composto por 5x e -1. 2º membro composto pelo termo x e +7. Resolução da equação do 1º grau O método que usamos para resolver a equação de 1º grau é isolando a incógnita, isto é, deixar a incógnita sozinha em um dos lados da igualdade. O método mais utilizado para isso é invertermos as operações. Vejamos: Resolvendo a equação 2x + 600 = x + 750, passamos os termos que tem x para um lado e os números para o outro invertendo as operações. 2x – x = 750 – 600, com isso eu posso resolver minha equação → x = 150 Outros exemplos 1) Resolução da equação 3x – 2 = 16, invertendo operações. Procedimento e justificativa: Se 3x – 2 dá 16, conclui-se que 3x dá 16 + 2, isto é, 18 (invertemos a subtração). Se 3x é igual a 18, é claro que x é igual a 18 : 3, ou seja, 6 (invertemos a multiplicação por 3). Registro 2) Resolução da equação: 1 – 3x + 5 2 = x + 2 1 , efetuando a mesma operação nos dois lados da igualdade(outro método de resolução). 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 85 Procedimento e justificativa: Multiplicamos os dois lados da equação pelo mmc (2;5) = 10. Dessa forma, são eliminados os denominadores. Fazemos as simplificações, os cálculos necessários e isolamos o x, sempre efetuando a mesma operação nos dois lados da igualdade. Registro: Há também um processo prático, bastante usado, que se baseia nessas ideias e na percepção de um padrão visual. - Se a + b = c, conclui-se que a = c – b. Na primeira igualdade, a parcela b aparece somando no lado esquerdo; na segunda, a parcela b aparece subtraindo no lado direito da igualdade. - Se a . b = c, conclui-se que a = c : b, desde que b ≠ 0. Na primeira igualdade, o número b aparece multiplicando no lado esquerdo; na segunda, ele aparece dividindo no lado direito da igualdade. O processo prático pode ser formulado assim: - Para isolar a incógnita, coloque todos os termos com incógnita de um lado da igualdade e os demais termos do outro lado; - Sempre que mudar um termo de lado, inverta a operação. Questões 01. (PM/SP – Oficial Administrativo – VUNESP) O gráfico mostra o número de gols marcados, por jogo, de um determinado time de futebol, durante um torneio. Sabendo que esse time marcou, durante esse torneio, um total de 28 gols, então, o número de jogos em que foram marcados 2 gols é: (A) 3. (B) 4. (C) 5. (D) 6. (E) 7. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 86 02. (Pref. Imaruí – Agente Educador – Pref. Imaruí) Certa quantia em dinheiro foi dividida igualmente entre três pessoas, cada pessoa gastou a metade do dinheiro que ganhou e 1/3(um terço) do restante de cada uma foi colocado em um recipiente totalizando R$900,00(novecentos reais), qual foi a quantia dividida inicialmente? (A) R$900,00 (B) R$1.800,00 (C) R$2.700,00 (D) R$5.400,00 03. (PRODAM/AM – Auxiliar de Motorista – FUNCAB) Um grupo formado por 16 motoristas organizou um churrasco para suas famílias. Na semana do evento, seis deles desistiram de participar. Para manter o churrasco, cada um dos motoristas restantes pagou R$ 57,00 a mais. O valor total pago por eles, pelo churrasco, foi: (A) R$ 570,00 (B) R$ 980,50 (C) R$ 1.350,00 (D) R$ 1.480,00 (E) R$ 1.520,00 04. (METRÔ – Assistente Administrativo Júnior – FCC) Uma linha de Metrô inicia-se na 1ª estação e termina na 18ª estação. Sabe-se que a distância dentre duas estações vizinhas é sempre a mesma, exceto da 1ª para a 2ª, e da 17ª para a 18ª, cuja distância é o dobro do padrão das demais estações vizinhas. Se a distância da 5ª até a 12ª estação é de 8 km e 750 m, o comprimento total dessa linha de Metrô, da primeira à última estação, é de (A) 23 km e 750 m. (B) 21 km e 250 m. (C) 25 km. (D) 22 km e 500 m. (E) 26 km e 250 m. 05. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) Um funcionário de uma empresa deve executar uma tarefa em 4 semanas. Esse funcionário executou 3/8 da tarefa na 1a semana. Na 2a semana, ele executou 1/3 do que havia executado na 1a semana. Na 3a e 4a semanas, o funcionário termina a execução da tarefa e verifica que na 3a semana executou o dobro do que havia executado na 4a semana. Sendo assim, a fração de toda a tarefa que esse funcionário executou na 4ª semana é igual a (A) 5/16. (B) 1/6. (C) 8/24. (D)1/ 4. (E) 2/5. 06. (Câmara de São Paulo/SP – Técnico Administrativo – FCC) Bia tem 10 anos a mais que Luana, que tem 7 anos a menos que Felícia. Qual é a diferença de idades entre Bia e Felícia? (A) 3 anos. (B) 7 anos. (C) 5 anos. (D) 10 anos. (E) 17 anos. 07. (DAE Americana/SP – Analista Administrativo – SHDIAS) Em uma praça, Graziela estava conversando com Rodrigo. Graziela perguntou a Rodrigo qual era sua idade, e ele respondeu da seguinte forma: - 2/5 de minha idade adicionados de 3 anos correspondem à metade de minha idade. Qual é a idade de Rodrigo? (A) Rodrigo tem 25 anos. (B) Rodrigo tem 30 anos. (C) Rodrigo tem 35 anos. (D) Rodrigo tem 40 anos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 87 08. (METRÔ/SP - Agente de Segurança Metroviária I - FCC) Dois amigos foram a uma pizzaria. O mais velho comeu 3 8 da pizza que compraram. Ainda da mesma pizza o mais novo comeu 7 5 da quantidade que seu amigo havia comido. Sendo assim, e sabendo que mais nada dessa pizza foi comido, a fração da pizza que restou foi (𝐴) 3 5 (𝐵) 7 8 (𝐶) 1 10 (𝐷) 3 10 (𝐸) 36 40 09. (METRÔ/SP - Agente de Segurança Metroviária I - FCC) Glauco foi à livraria e comprou 3 exemplares do livro J. Comprou 4 exemplares do livro K, com preço unitário de 15 reais a mais que o preço unitário do livro J. Comprou também um álbum de fotografias que custou a terça parte do preço unitário do livro K. Glauco pagou com duas cédulas de 100 reais e recebeu o troco de 3 reais. Glauco pagou pelo álbum o valor, em reais, igual a (A) 33. (B) 132. (C) 54. (D) 44. (E) 11. 10. (METRÔ/SP - Agente de Segurança Metroviária I - FCC) Hoje, a soma das idades de três irmãos é 65 anos. Exatamente dez anos antes, a idade do mais velho era o dobro da idade do irmão do meio, que por sua vez tinha o dobro da idade do irmão mais novo. Daqui a dez anos, a idade do irmão mais velho será, em anos, igual a (A) 55. (B) 25. (C) 40. (D) 50. (E) 35. Comentários 01. Alternativa: E 0.2 + 1.8 + 2.x + 3.2 = 28 0 + 8 + 2x + 6 = 28 → 2x = 28 – 14 → x = 14 / 2 → x = 7 02. Alternativa: D Quantidade a ser recebida por cadaum: x Se 1/3 de cada um foi colocado em um recipiente e deu R$900,00, quer dizer que cada uma colocou R$300,00. 𝑥 3 = 𝑥 3 2 + 300 𝑥 3 = 𝑥 6 + 300 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 88 𝑥 3 − 𝑥 6 = 300 2𝑥 − 𝑥 6 = 300 𝑥 6 = 300 x = 1800 Recebida: 1800.3=5400 03. Alternativa: E Vamos chamar de ( x ) o valor para cada motorista. Assim: 16 . x = Total Total = 10 . (x + 57) (pois 6 desistiram) Combinando as duas equações, temos: 16.x = 10.x + 570 → 16.x – 10.x = 570 6.x = 570 → x = 570 / 6 → x = 95 O valor total é: 16 . 95 = R$ 1520,00. 04. Alternativa: A Sabemos que da 5ª até a 12ª estação = 8 km + 750 m = 8750 m. A quantidade de “espaços” da 5ª até a 12ª estação é: (12 – 5). x = 7.x Assim: 7.x = 8750 x = 8750 / 7 x = 1250 m Por fim, vamos calcular o comprimento total: 17 – 2 = 15 espaços 2.x + 2.x + 15.x = = 2.1250 + 2.1250 + 15.1250 = = 2500 + 2500 + 18750 = 23750 m 23 km + 750 m 05. Alternativa: B Tarefa: x Primeira semana: 3/8x 2 semana: 1 3 ∙ 3 8 𝑥 = 1 8 𝑥 1ª e 2ª semana: 3 8 𝑥 + 1 8 𝑥 = 4 8 𝑥 = 1 2 𝑥 Na 3ª e 4ª semana devem ser feito a outra metade, pois ele executou a metade na 1ª e 2ª semana como consta na fração acima (1/2x). 3ªsemana: 2y 4ª semana: y 2𝑦 + 𝑦 = 1 2 𝑥 3𝑦 = 1 2 𝑥 𝑦 = 1 6 𝑥 06. Alternativa: A Luana: x Bia: x + 10 Felícia: x + 7 Bia – Felícia = x + 10 – x – 7 = 3 anos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 89 07. Alternativa: B Idade de Rodrigo: x 2 5 𝑥 + 3 = 1 2 𝑥 2 5 𝑥 − 1 2 𝑥 = −3 Mmc(2,5)=10 4𝑥−5𝑥 10 = −3 4𝑥 − 5𝑥 = −30 𝑥 = 30 08. Alternativa: C 𝑝𝑖𝑧𝑧𝑎: 𝑥 ∴ 𝑦: 𝑜 𝑞𝑢𝑒 𝑟𝑒𝑠𝑡𝑜𝑢 𝑑𝑎 𝑝𝑖𝑧𝑧𝑎 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑣𝑒𝑙ℎ𝑜: 3 8 𝑥 𝑚𝑎𝑖𝑠 𝑛𝑜𝑣𝑜 ∶ 7 5 ∙ 3 8 𝑥 = 21 40 𝑥 3 8 𝑥 + 21 40 𝑥 + 𝑦 = 𝑥 𝑦 = 𝑥 − 3 8 𝑥 − 21 40 𝑥 𝑦 = 40𝑥 − 15𝑥 − 21𝑥 40 = 4𝑥 40 = 1 10 𝑥 Sobrou 1/10 da pizza. 09. Alternativa: E Preço livro J: x Preço do livro K: x+15 á𝑙𝑏𝑢𝑚: 𝑥 + 15 3 Valor pago:197 reais (2.100 – 3) 3𝑥 + 4(𝑥 + 15) + 𝑥 + 15 3 = 197 9𝑥 + 12(𝑥 + 15) + 𝑥 + 15 3 = 197 9𝑥 + 12𝑥 + 180 + 𝑥 + 15 = 591 22𝑥 = 396 𝑥 = 18 á𝑙𝑏𝑢𝑚: 𝑥 + 15 3 = 18 + 15 3 = 11 O valor pago pelo álbum é de R$ 11,00. 10. Alternativa: C Irmão mais novo: x Irmão do meio: 2x 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 90 Irmão mais velho:4x Hoje: Irmão mais novo: x + 10 Irmão do meio: 2x + 10 Irmão mais velho:4x + 10 x + 10 + 2x + 10 + 4x + 10 = 65 7x = 65 – 30 → 7x = 35 → x = 5 Hoje: Irmão mais novo: x + 10 = 5 + 10 = 15 Irmão do meio: 2x + 10 = 10 + 10 = 20 Irmão mais velho:4x + 10 = 20 + 10 = 30 Daqui a dez anos Irmão mais novo: 15 + 10 = 25 Irmão do meio: 20 + 10 = 30 Irmão mais velho: 30 + 10 = 40 O irmão mais velho terá 40 anos. INEQUAÇÃO DO 1º GRAU Inequação11 é toda sentença aberta expressa por uma desigualdade. Uma inequação do 1º grau pode ser expressa por: ax + b > 0 ; ax + b ≥ 0 ; ax + b < 0 ; ax + b ≤ 0 , onde a ∈ R* e b ∈ R. A expressão à esquerda do sinal de desigualdade chama-se primeiro membro da inequação. A expressão à direita do sinal de desigualdade chama-se segundo membro da inequação. Propriedades - Aditiva: Uma desigualdade não muda de sentido quando adicionamos ou subtraímos um mesmo número aos seus dois membros. - Multiplicativa: Aqui teremos duas situações que devemos ficar atentos: 1º) Uma desigualdade não muda de sentido quando multiplicamos ou dividimos seus dois membros por um mesmo número positivo. 2º) Uma desigualdade muda de sentido quando multiplicamos ou dividimos seus dois membros por um mesmo número negativo. O que é falso, pois -15 < -6. 11www.somatematica.com.br 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 91 Resolução prática de inequações do 1º grau: resolver uma inequação é determinar o seu conjunto verdade a partir de um conjunto universo dado. A resolução de inequações do 1º grau é feita procedendo de maneira semelhante à resolução de equações, ou seja, transformando cada inequação em outra inequação equivalente mais simples, até se obter o conjunto verdade. Exemplo Resolver a inequação 4(x – 2) ≤ 2 (3x + 1) + 5, sendo U = Q. 1º passo: vamos aplicar a propriedade distributiva 4(x – 2) ≤ 2 (3x + 1) + 5 → 4x – 8 ≤ 6x + 2 + 5 2º passo: agrupamos os termos semelhantes da desigualdade e reduzimos os mesmos. 4x – 6x ≤ 2 + 5 + 8 → -2x ≤ 15 3º passo: multiplicamos por -1, e invertemos o sentido da desigualdade. -2x ≤ 15 → -2x ≥ 15 4º passo: passamos o -2 para o outro lado da desigualdade dividindo 𝑥 ≥ − 15 2 Logo: U = {x ϵ Q | x ≥ -15/2} Vejamos mais um exemplo: Resolver a inequação – 5x + 10 ≥ 0 em U = R -5x + 10 ≥ 0 → -5x ≥ -10, como o sinal do algarismo que acompanha x é negativo, multiplicamos por ( -1) ambos os lados da desigualdade → 5x ≤ 10 (ao multiplicarmos por -1 invertemos o sinal da desigualdade) → x ≤ 2. S = {x є R | x ≤ 2} Um outro modo de resolver o mesmo exemplo é através do estudo do sinal da função: y = -5x + 10, fazemos y = 0 (como se fossemos achar o zero da função) -5x + 10 = 0 → -5x = -10 → 5x = 10 → x = 2. Temos uma função do 1º grau decrescente, pois a < 0 (a = -5 < 0). Como queremos os valores maiores e iguais, pegamos os valores onde no gráfico temos o sinal de ( + ) , ou seja os valores que na reta são menores e iguais a 2; x ≤ 2. - Inequações do 1º grau com duas variáveis Denominamos inequação toda sentença matemática aberta por uma desigualdade. As inequações podem ser escritas das seguintes formas: ax + b > 0; ax + b < 0; ax + b ≥ 0; ax + b ≤ 0. Onde a, b são números reais com a ≠ 0. - Representação gráfica de uma inequação do 1º grau com duas variáveis Método prático 1) Substituímos a desigualdade por uma igualdade. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 92 2) Traçamos a reta no plano cartesiano. 3) Escolhemos um ponto auxiliar, de preferência o ponto (0, 0) e verificamos se o mesmo satisfaz ou não a desigualdade inicial. 3.1) Em caso positivo, a solução da inequação corresponde ao semiplano ao qual pertence o ponto auxiliar. 3.2) Em caso negativo, a solução da inequação corresponde ao semiplano oposto aquele ao qual pertence o ponto auxiliar. Exemplo Vamos representar graficamente a inequação 2x + y ≤ 4. Substituindo o ponto auxiliar (0, 0) na inequação 2x + y ≤ 4. Verificamos: 2.0 + 0 ≤ 4 → 0 ≤ 4, a afirmativa é positiva, pois o ponto auxiliar satisfaz a inequação. A solução da inequação corresponde ao semiplano ao qual pertence o ponto auxiliar (0, 0). Questões 01. (OBM) Quantos são os números inteiros x que satisfazem à inequação 3 < √𝑥 < 7? (A) 13; (B) 26; (C) 38; (D) 39; (E) 40. 02. (Assistente Administrativo) A pontuação numa prova de 25 questões é a seguinte: + 4 por questão respondida corretamente e –1 por questão respondida de forma errada. Para que um aluno receba nota correspondente a um número positivo, deverá acertar no mínimo: (A) 3 questões (B) 4 questões (C) 5 questões (D) 6 questões (E) 7 questões 03. (Tec. Enfermagem) O menor número inteiro que satisfaz a inequação 4x + 2 (x-1)> x – 12 é: (A) -2. (B) -3. (C) -1. (D) 4. (E) 5. 04. (TRT 6ª Região – Auxiliar Técnico - FCC) Uma pessoa, brincando com uma calculadora, digitou o número 525. A seguir, foi subtraindo 6, sucessivamente, só parando quando obteve um número negativo. Quantas vezes ela apertou a tecla correspondente ao 6? 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 93 (A) 88. (B) 87. (C) 54. (D) 53. (E) 42. 05. (CFSD/PM) Baseado na figura abaixo, o menor valor inteiro par que o número x pode assumir para que o perímetro dessa figura seja maior que 80 unidades de comprimento é: (A) 06. (B) 08. (C) 10. (D) 12. (E) 14. 06. (MACK) – Em N, o produto das soluções da inequação 2x – 3 ≤ 3 é: (A) maior que 8. (B) 6. (C) 2. (D) 1. (E) 0. 07. (SEE/AC – Professor – FUNCAB) Determine os valores de que satisfazem a seguinte inequação: 3𝑥 2 + 2 ≤ 𝑥 2 − 3 (A) x > 2 (B) x ≤ - 5 (C) x > - 5 (D) x < 2 (E) x ≤ 2 08. (UEAP – Técnico em Planejamento – UFG) O dono de um restaurante dispõe de, no máximo, R$ 100,00 para uma compra de batata e feijão. Indicando por X e Y os valores gastos, respectivamente, na compra de batata e de feijão, a inequação que representa esta situação é: (A) X + Y > 100 (B) X + Y ≤ 100 (C) 𝑋 𝑌 > 100 (D) 𝑋 𝑌 ≤ 100 Comentários 01. Alternativa: D Como só estamos trabalhando com valores positivos, podemos elevar ao quadrado todo mundo e ter 9 < x < 49, sendo então que x será 10, 11, 12, 13, 14, ..., 48. Ou seja, poderá ser 39 valores diferentes. 02. Alternativa: D Se a cada x questões certas ele ganha 4x pontos então quando erra (25 – x) questões ele perde (25 – x)(-1) pontos, a soma desses valores será positiva quando: 4X + (25 -1 )(-1) > 0 → 4X – 25 + x > 0 → 5x > 25 → x > 5 O aluno deverá acertar no mínimo 6 questões. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 94 03. Alternativa: C 4x + 2 – 2 > x -12 4x + 2x – x > -12 +2 5x > -10 x > -2 Se enumerarmos nosso conjunto verdade teremos: V= {-1,0,1, 2,...}, logo nosso menor número inteiro é -1. 04. Alternativa: A Vamos chamar de x o número de vezes que ele apertou a calculadora 525 – 6x < 0 (pois o resultado é negativo) -6x < -525. (-1) → 6x > 525 → x > 87,5; logo a resposta seria 88(maior do que 87,5). 05. Alternativa: B Perímetro soma de todos os lados de uma figura: 6x – 8 + 2. (x+5) + 3x + 8 > 80 6x – 8 + 2x + 10 + 3x + 8 > 80 11x + 10 > 80 11x > 80 -10 x > 70/11 x > 6,36 Como tem que ser o menor número inteiro e par, logo teremos 8. 06. Alternativa: E 2x ≤ 3+3 2x ≤ 6 x ≤ 3 Como ele pede o produto das soluções, teremos: 3.2.1.0,...= 0; pois todo número multiplicado por zero será ele mesmo. 07. Alternativa: B 3𝑥 2 + 2 ≤ 𝑥 2 − 3 → 3𝑥 2 − 𝑥 2 ≤ −3 − 2 → 2𝑥 2 ≤ −5 → 𝑥 ≤ −5 08. Alternativa: B Batata = X Feijão = Y O dono não pode gastar mais do que R$ 100,00(ele pode gastar todo o valor e menos do que o valor), logo: X + Y ≤ 100 EQUAÇÃO DO 2º GRAU Uma equação é uma expressão matemática que possui em sua composição incógnitas, coeficientes, expoentes e um sinal de igualdade. As equações são caracterizadas de acordo com o maior expoente de uma das incógnitas. Em que a, b, c são números reais e a ≠ 0. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 95 Nas equações de 2º grau com uma incógnita12, os números reais expressos por a, b, c são chamados coeficientes da equação. Equação completa e incompleta - Quando b ≠ 0 e c ≠ 0, a equação do 2º grau se diz completa. Exemplos x2 - 5x + 6 = 0 = 0 é uma equação completa (a = 1, b = – 5, c = 6). - 3y2 + 2y - 15 = 0 é uma equação completa (a = - 3, b = 2, c = - 15). - Quando b = 0 ou c = 0 ou b = c = 0, a equação do 2º grau se diz incompleta. Exemplos x² - 36 = 0 é uma equação incompleta (b=0). x² - 10x = 0 é uma equação incompleta (c = 0). 4x² = 0 é uma equação incompleta (b = c = 0). Todas essas equações estão escritas na forma ax2 + bx + c = 0, que é denominada forma normal ou forma reduzida de uma equação do 2º grau com uma incógnita. Há, porém, algumas equações do 2º grau que não estão escritas na forma ax2 + bx + c = 0; por meio de transformações convenientes, em que aplicamos o princípio aditivo e o multiplicativo, podemos reduzi- las a essa forma. Exemplo Pelo princípio aditivo. 2x2 – 7x + 4 = 1 – x2 2x2 – 7x + 4 – 1 + x2 = 0 2x2 + x2 – 7x + 4 – 1 = 0 3x2 – 7x + 3 = 0 Exemplo Pelo princípio multiplicativo. Raízes de uma equação do 2º grau Raiz é o número real que, ao substituir a incógnita de uma equação, transforma-a numa sentença verdadeira. As raízes formam o conjunto verdade ou solução de uma equação. Resolução das equações incompletas do 2º grau com uma incógnita Primeiramente devemos saber duas importantes propriedades dos números Reais que é o nosso conjunto Universo. 12somatematica.com.br IEZZI, Gelson. DOLCE, Osvaldo. Matemática: ciência e aplicações. 9ª ed. Saraiva. São Paulo. 2017. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 96 1°) A equação é da forma ax2 + bx = 0. x2 – 9x = 0 colocamos x em evidência x . (x – 9) = 0 , aplicando a 1º propriedade dos Reais temos: x = 0 ou x – 9 = 0 x = 9 Logo, S = {0, 9} e os números 0 e 9 são as raízes da equação. 2º) A equação é da forma ax2 + c = 0. x2 – 16 = 0 Fatoramos o primeiro membro, que é uma diferença de dois quadrados. (x + 4) . (x – 4) = 0, aplicando a 1º propriedade dos Reais temos: x + 4 = 0 x – 4 = 0 x = – 4 x = 4 ou x2 – 16 = 0 → x2 = 16 → √x2 = √16 → x = ± 4, (aplicando a segunda propriedade). Logo, S = {–4, 4}. Resolução das equações completas do 2º grau com uma incógnita Para este tipo de equação utilizaremos a Fórmula de Bháskara. Usando o processo de Bháskara e partindo da equação escrita na sua forma normal, foi possível chegar a uma fórmula que vai nos permitir determinar o conjunto solução de qualquer equação do 2º grau de maneira mais simples. Essa fórmula é chamada fórmula resolutiva ou fórmula de Bháskara. Nesta fórmula, o fato de x ser ou não número real vai depender do discriminante Δ; temos então, três casos a estudar. A existência ou não de raízes reais e o fato de elas serem duas ou uma única dependem, exclusivamente, do discriminante Δ = b2 – 4.a.c; daí o nome que se dá a essa expressão. Exemplos 1) Resolver a equação 3x2 + 7x + 9 = 0 no conjunto R. Temos: a = 3, b = 7 e c = 9 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 97 𝑥 = −7 ± √−59 6 Como Δ < 0, a equação não tem raízes reais. Então: S = ᴓ 2) Resolver a equação 5x2 – 12x + 4=0 Temos que a= 5, b= -12 e c = 4. Aplicando na fórmula de Bháskara: 𝑥 = −𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐 2𝑎 = −(−12) ± √(−12)2 − 4.5.4 2.5 = 12 ± √144 − 80 10 = 12 ± √64 10 Como Δ > 0, logo temos duas raízes reais distintas: 𝑥 = 12 ± 8 10 → 𝑥′ = 12 + 8 10 = 20 10 = 2 𝑒 𝑥′′ = 12 − 8 10 = 4: 2 10: 2 = 2 5 S= {2/5, 2} Relação entre os coeficientes e as raízes As equações do 2º grau possuem duas relações entre suas raízes, são as chamadas relações de Girard, que são a Soma (S) e o Produto (P). 1) Soma das raízes é dada por: 𝑺 = 𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 = − 𝒃 𝒂 2) Produto das raízes é dada por: 𝑷 = 𝒙𝟏 . 𝒙𝟐 = 𝒄 𝒂 Logo podemos reescrever a equação da seguinte forma:x2 – Sx + P = 0 Exemplos 1) Determine uma equação do 2º grau cujas raízes sejam os números 2 e 7. Resolução: Pela relação acima temos: S = 2+7 = 9 P = 2.7 = 14 Com esses valores montamos a equação: x2 - 9x + 14 = 0 2) Resolver a equação do 2º grau: x2 - 7x + 12 = 0 Observe que S = 7 e P = 12, basta agora pegarmos dois números aos quais somando obtemos 7 e multiplicados obtemos 12. S= 3 + 4 = 7 e P = 4.3 = 12, logo o conjunto solução é: S = {3,4} Questões 01. (Pref. Jundiaí/SP – Eletricista – MAKIYAMA) Para que a equação (3m-9)x²-7x+6=0 seja uma equação de segundo grau, o valor de m deverá, necessariamente, ser diferente de: (A) 1. (B) 2. (C) 3. (D) 0. (E) 9. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 98 02. (Câmara de Canitar/SP – Recepcionista – INDEC) Qual a equação do 2º grau cujas raízes são 1 e 3/2? (A) x²-3x+4=0 (B) -3x²-5x+1=0 (C) 3x²+5x+2=0 (D) 2x²-5x+3=0 03. (Câmara de Canitar/SP – Recepcionista – INDEC) O dobro da menor raiz da equação de 2º grau dada por x²-6x=-8 é: (A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 12 04. (CGU – Administrativa – ESAF) Um segmento de reta de tamanho unitário é dividido em duas partes com comprimentos x e 1-x respectivamente. Calcule o valor mais próximo de x de maneira que x = (1-x) / x, usando 5=2,24. (A) 0,62 (B) 0,38 (C) 1,62 (D) 0,5 (E) 1/ 𝜋 05. (PRODAM/AM – Assistente – FUNCAB) Hoje João tem oito anos a mais que sua irmã, e o produto das suas idades é 153. Daqui a dez anos, a soma da idade de ambos será: (A) 48 anos. (B) 46 anos. (C) 38 anos. (D) 36 anos. (E) 32 anos. 06. (Pref. Paulistana/PI – Professor de Matemática – IMA) Temos que a raiz do polinômio p(x) = x² – mx + 6 é igual a 6. O valor de m é: (A) 15 (B) 7 (C) 10 (D) 8 (E) 5 07. (CBTU – Analista de Gestão – CONSULPLAN) Considere a seguinte equação do 2º grau: ax2 + bx + c = 0. Sabendo que as raízes dessa equação são x’ = 6 e x’’ = –10 e que a + b = 5, então o discriminante dessa equação é igual a (A) 196. (B) 225. (C) 256. (D) 289. 08. (SAAE/SP - Fiscal Leiturista – VUNESP) O dono de uma papelaria comprou 98 cadernos e ao formar pilhas, todas com o mesmo número de cadernos, notou que o número de cadernos de uma pilha era igual ao dobro do número de pilhas. O número de cadernos de uma pilha era (A) 12. (B) 14. (C) 16. (D) 18. (E) 20. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 99 09. (Pref. de São Paulo/SP - Guarda Civil Metropolitano - MS CONCURSOS) Se x1 > x2 são as raízes da equação x2 - 27x + 182 = 0, então o valor de 1 𝑥2 - 1 𝑥1 é: (A) 1 27 . (B) 1 13 . (C) 1. (D) 1 182 . (E) 1 14 . 10. (Pref. de Mogeiro/PB - Professor – EXAMES) A soma das raízes da equação (k - 2)x² - 3kx + 1 = 0, com k ≠ 2, é igual ao produto dessas raízes. Nessas condições. Temos: (A) k = 1/2. (B) k = 3/2. (C) k = 1/3. (D) k = 2/3. (E) k = -2. Comentários 01. Resposta: C Neste caso o valor de a ≠ 0, 𝑙𝑜𝑔𝑜: 3m - 9 ≠ 0 → 3m ≠ 9 → m ≠ 3 02. Resposta: D Como as raízes foram dadas, para saber qual a equação: x² - Sx +P=0, usando o método da soma e produto; S= duas raízes somadas resultam no valor numérico de b; e P= duas raízes multiplicadas resultam no valor de c. 𝑆 = 1 + 3 2 = 5 2 = 𝑏 𝑃 = 1 ∙ 3 2 = 3 2 = 𝑐 ; 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑖𝑛𝑑𝑜 𝑥2 − 5 2 𝑥 + 3 2 = 0 2𝑥2 − 5𝑥 + 3 = 0 03. Resposta: B x²-6x+8=0 ∆= (−6)2 − 4.1.8 ⇒ 36 − 32 = 4 𝑥 = −(−6)±√4 2.1 ⇒ 𝑥 = 6±2 2 𝑥1 = 6+2 2 = 4 𝑥2 = 6−2 2 = 2 Dobro da menor raiz: 22=4 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 100 04. Resposta: A 𝑥 = 1 − 𝑥 𝑥 x² = 1-x x² + x -1 =0 ∆= (1)2 − 4.1. (−1) ⇒ ∆= 1 + 4 = 5 𝑥 = −1 ± √5 2 𝑥1 = (−1 + 2,24) 2 = 0,62 𝑥2 = −1 − 2,24 2 = −1,62 (𝑛ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑣é𝑚) 05. Resposta: B Hoje: J = IR + 8 ( I ) J . IR = 153 ( II ) Substituir ( I ) em ( II ): (IR + 8). IR = 153 IR² + 8.IR – 153 = 0 (Equação do 2º Grau) 𝛥 = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 𝛥 = 82 − 4.1. (−153) 𝛥 = 64 + 612 𝛥 = 676 𝑥 = −𝑏±√𝛥 2𝑎 𝑥 = −8±√676 2.1 = −8±26 2 𝑥1 = −8+26 2 = 18 2 = 9 𝑥2 = −8−26 2 = −34 2 = −17 (Não Convém) Portanto, hoje, as idades são 9 anos e 17 anos. Daqui a 10 anos, serão 19 anos e 27 anos, cuja soma será 19 + 27 = 46 anos. 06. Resposta: B Lembrando que a fórmula pode ser escrita como :x²-Sx+P, temos que P(produto)=6 e se uma das raízes é 6, a outra é 1. Então a soma é 6+1=7 S=m=7 07. Resposta: C O discriminante é calculado por ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 Antes, precisamos calcular a, b e c. * Soma das raízes = – b / a – b / a = 6 + (– 10) – b / a = – 4 . (– 1) b = 4 . a Como foi dado que a + b = 5, temos que: a + 4.a = 5. Assim: 5.a = 5 e a = 1 * b = 4 . 1 = 4 Falta calcular o valor de c: * Produto das raízes = c / a 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 101 c / 1 = 6 . (– 10) c = – 60 Por fim, vamos calcular o discriminante: ∆ = 𝑏2 − 4𝑎𝑐 ∆ = 42 − 4.1. (−60) = 16 + 240 = 256 08. Resposta: B Chamando de (c o número de cadernos em cada pilha, e de ( p ) o número de pilhas, temos: c = 2.p (I) p.c = 98 (II) Substituindo a equação (I) na equação (II), temos: p.2p = 98 2.p² = 98 p² = 98 / 2 p = √49 p = 7 pilhas Assim, temos 2.7 = 14 cadernos por pilha. 09. Resposta: D Primeiro temos que resolver a equação: a = 1, b = - 27 e c = 182 ∆ = b2 – 4.a.c ∆ = (-27)2 – 4.1.182 ∆ = 729 – 728 ∆ = 1 𝑥 = −𝑏±√∆ 2𝑎 = −(−27)±√1 2.1 = 27±1 2 → x1 = 14 ou x2 = 13 O mmc entre x1 e x2 é o produto x1.x2 1 𝑥2 − 1 𝑥1 = 𝑥1 − 𝑥2 𝑥2. 𝑥1 = 14 − 13 14.13 = 1 182 10. Resposta: C Vamos usar as fórmulas da soma e do produto: S = −𝑏 𝑎 e P = 𝑐 𝑎 . (k – 2)x2 – 3kx + 1 = 0; a = k – 2, b = - 3k e c = 1 S = P −𝑏 𝑎 = 𝑐 𝑎 → - b = c → -(-3k) = 1 → 3k = 1 → k = 1/3 INEQUAÇÃO DO 2º GRAU Chamamos de inequação do 2º toda desigualdade pode ser representada da seguinte forma: ax2 + bx + c > 0 , ax2 + bx + c < 0 , ax2 + bx + c ≥ 0 ou ax2 + bx + c ≤ 0 A sua resolução depende do estudo do sinal da função y = ax2 + bx + c, para que possamos determinar os valores reais de x para que tenhamos, respectivamente: y > 0 , y < 0 , y ≥ 0 ou y ≤ 0. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 102 E para o estudo do sinal, temos os gráficos abaixo: Para melhor entendimento vejamos alguns exemplos: 1) Resolver a inequação 3x² + 10x + 7 < 0. Δ = b2 – 4.a.c → Δ = 102 – 4.3.7 = 100 – 84 = 16 𝑥 = −10 ± √16 2.3 → 𝑥 = −10 ± 4 6 → { 𝑥′ = −10 + 4 6 = −6 6 = −1 𝑥′′ = −10 − 6 6 = − 14 6 = − 7 3 Agora vamos montar graficamente o valor para que assim achemos os valores que satisfaçam a mesma. Como queremos valores menores que zero, vamos utilizar o intervalo onde os mesmos satisfaçam a inequação, logo a solução para equação é: S = {x ϵ R | -7/3 < x < -1} 2) Determine a solução da inequação x² – 4x ≥ 0. 𝑥 = −(−4) ± √16 2 → 𝑥 = 4 ± 4 2 { 𝑥′ = 4 + 4 2 = 4 𝑥′′ = 4 − 4 2 = 0 Graficamente temos: Observe que ao montarmos no gráfico conseguimos visualizar o intervalo que corresponde a solução que procuramos. Logo: S = {x ϵ R |x ≤ 0 ou x ≥ 4} 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 103 Questões 01. (VUNESP) O conjunto solução da inequação 9x2 – 6x + 1 ≤ 0, no universo do números reais é: (A) ∅ (B) R (C) { 1 3 } (D) {𝑥 ∈ 𝑅|𝑥 ≥ 1 3 } (E) {𝑥 ∈ 𝑅|𝑥 ≠ 1 3 } 02. (PUC-MG) O produto dos elementos do conjunto 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝑁|(𝑥 − 2). (7 − 𝑥) > 0} é: (A) 60 (B) 90 (C) 120 (D) 180 (E) 360 03. Em R, o domínio mais amplo possível da função, dada por 𝑓(𝑥) = 1 √9−𝑥2 , é o intervalo: (A) [0; 9] (B) ]0; 3[ (C) ]- 3; 3[ (D) ]- 9; 9[ (E) ]- 9; 0[ Comentários 01. Resposta: C. Resolvendo por Bháskara: ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 ∆= (−6)2 − 4.9.1 ∆= 36 − 36 = 0 𝑥 = −𝑏±√∆ 2𝑎 𝑥 = −(−6)±√0 2.9 𝑥 = 6±0 18 = 6 18 = 1 3 (delta igual a zero, duas raízes iguais) Fazendo o gráfico, a > 0 parábola voltada para cima: S = { 1 3 } 02. Resposta: E. (x – 2).(7 – x) > 0 (aplicando a distributiva) 7x – x2 – 14 + 2x > 0 - x2 + 9x – 14 > 0 ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 ∆= 92 − 4. (−1). (−14) ∆= 81 − 56 = 25 𝑥 = −9±√25 2.(−1) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 104 𝑥 = −9±5 −2 𝑥1 = −9+5 −2 = −4 −2 = 2 ou 𝑥2 = −9−5 −2 = −14 −2 = 7 Fazendo o gráfico, a < 0 parábola voltada para baixo: a solução é 2 < x < 7, neste intervalo os números naturais são: 3, 4, 5 e 6. 3.4.5.6 = 360 03. Resposta: C. Para que exista a raiz quadrada da função temos que ter 9 – x2 ≥ 0. Porém como o denominador da fração tem que ser diferente de zero temos que 9 – x2 > 0. - x2 + 9 >0 As soluções desta equação do 2° grau são 3 e – 3. Fazendo o gráfico, a < 0, parábola voltada para baixo: A solução é – 3 < x < 3 ou ]- 3; 3[ OBS.: Este assunto foi abordado no tópico de sequências. A Análise Combinatória13 é a parte da Matemática que desenvolve meios para trabalharmos com problemas de contagem, sendo eles: - Princípio Fundamental da Contagem (PFC); - Fatorial de um número natural; - Tipos de Agrupamentos Simples (Arranjo, permutação e combinação); - Tipos de Agrupamentos com Repetição (Arranjo, permutação e combinação). A Análise Combinatória é o suporte da Teoria das Probabilidades, e de vital importância para as ciências aplicadas, como a Medicina, a Engenharia, a Estatística entre outras. Princípio Fundamental da Contagem-PFC (Princípio Multiplicativo) O princípio multiplicativo ou fundamental da contagem constitui a ferramenta básica para resolver problemas de contagem sem que seja necessário enumerar seus elementos, através das possibilidades 13IEZZI, Gelson – Matemática – Volume Único FILHO, Begnino Barreto; SILVA,Claudio Xavier da – Matemática – Volume Único - FTD BOSQUILHA, Alessandra - Minimanual compacto de matemática: teoria e prática: ensino médio / Alessandra Bosquilha, Marlene Lima Pires Corrêa, Tânia Cristina Neto G. Viveiro. -- 2. ed. rev. -- São Paulo: Rideel, 2003. Progressões aritmética e geométrica Análise combinatória, arranjos e permutações 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 105 dadas. É uma das técnicas mais utilizadas para contagem, mas também dependendo da questão pode se tornar trabalhosa. Exemplos 1) Imagine que, na cantina de sua escola, existem cinco opções de suco de frutas: pêssego, maçã, morango, caju e mamão. Você deseja escolher apenas um desses sucos, mas deverá decidir também se o suco será produzido com água ou leite. Escolhendo apenas uma das frutas e apenas um dos acompanhamentos, de quantas maneiras poderá pedir o suco? 2) Para ir da sua casa (cidade A) até a casa do seu amigo Pedro (que mora na cidade C) João precisa pegar duas conduções: A1 ou A2 ou A3 que saem da sua cidade até a B e B1 ou B2 que o leva até o destino final C. Vamos montar o diagrama da árvore para avaliarmos todas as possibilidades: De forma resumida, e rápida podemos também montar através do princípio multiplicativo o número de possibilidades: 3) De sua casa ao trabalho, Sílvia pode ir a pé, de ônibus ou de metrô. Do trabalho à faculdade, ela pode ir de ônibus, metrô, trem ou pegar uma carona com um colega. De quantos modos distintos Sílvia pode, no mesmo dia, ir de casa ao trabalho e de lá para a faculdade? Vejamos, o trajeto é a junção de duas etapas: 1º) Casa → Trabalho: ao qual temos 3 possibilidades 2º) Trabalho → Faculdade: 4 possibilidades. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 106 Multiplicando todas as possibilidades (pelo PFC), teremos: 3 x 4 = 12. No total Sílvia tem 12 maneiras de fazer o trajeto casa – trabalho – faculdade. DEFINIÇÃO do PFC: Se um evento que chamaremos de E1 puder ocorrer de a maneiras e um outro evento que chamaremos de E2 puder ocorrer de b maneiras e E1 for independente de E2, assim a quantidade de maneiras distintas de os dois eventos ocorrerem simultaneamente será dado por axb, isto é, a quantidade de maneiras de a ocorrer, multiplicado pela quantidade de maneiras de b ocorrer. Questões 01. (Pref. Chapecó/SC – Engenheiro de Trânsito – IOBV) Em um restaurante os clientes têm a sua disposição, 6 tipos de carnes, 4 tipos de cereais, 4 tipos de sobremesas e 5 tipos de sucos. Se o cliente quiser pedir 1 tipo carne, 1 tipo de cereal, 1 tipo de sobremesa e 1 tipo de suco, então o número de opções diferentes com que ele poderia fazer o seu pedido, é: (A) 19 (B) 480 (C) 420 (D) 90 02. (Pref. Rio de Janeiro/RJ – Agente de Administração – Pref. do Rio de Janeiro) Seja N a quantidade máxima de números inteiros de quatro algarismos distintos, maiores do que 4000, que podem ser escritos utilizando-se apenas os algarismos 0, 1, 2, 3, 4, 5 e 6. O valor de N é: (A) 120 (B) 240 (C) 360 (D) 480 Comentários 01. Resposta: B. A questão trata-se de princípio fundamental da contagem, logo vamos enumerar todas as possibilidades de fazermos o pedido: 6 x 4 x 4 x 5 = 480 maneiras. 02. Resposta: C. Pelo enunciado precisa ser um número maior que 4000, logo para o primeiro algarismo só podemos usar os números 4,5 e 6 (3 possibilidades). Como se trata de números distintos para o segundo algarismo poderemos usar os números (0,1,2,3 e também 4,5 e 6 dependo da primeira casa) logo teremos 7 – 1 = 6 possibilidades. Para o terceiro algarismos teremos 5 possibilidades e para o último, o quarto algarismo, teremos 4 possibilidades, montando temos: Basta multiplicarmos todas as possibilidades: 3 x 6 x 5 x 4 = 360. Logo N é 360. Fatorial de um Número Natural É comum aparecerem produtos de fatores naturais sucessivos em problemas de análise combinatória, tais como: 3. 2 . 1 ou 5. 4 . 3 . 2 . 1, por isso surgiu a necessidade de simplificarmos este tipo de notação, facilitando os cálculos combinatórios. Assim, produtos em que os fatores chegam sucessivamente até a unidade são chamados fatoriais. Matematicamente: Dado um número natural n, sendo n є N e n ≥ 2, temos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 107 Onde: n! é o produto de todos os números naturais de 1 até n (lê-se: “n fatorial”) Por convenção temos que: Exemplos 1) De quantas maneiras podemos organizar 8 alunos em uma fila. Observe que vamos utilizar a mesma quantidade de alunos na fila nas mais variadas posições: Temos que 8! = 8.7.6.5.4.3.2.1 = 40320 2) Dado 9! 5! , qual o valor dessa fração? Observe que o denominador é menor que o numerador, então para que possamos resolver vamos levar onumerador até o valor do denominador e simplificarmos: Tipos de Agrupamento Os agrupamentos que não possuem elementos repetidos, são chamamos de agrupamentos simples. Dentre eles, temos aqueles onde a ordem é importante e os que a ordem não é importante. Vamos ver detalhadamente cada um deles. - Arranjo simples: agrupamentos simples de n elementos distintos tomados(agrupados) p a p. Aqui a ordem dos seus elementos é importante, é o que diferencia. Exemplos 1) Dados o conjunto S formado pelos números S= {1,2,3,4,5,6} quantos números de 3 algarismos podemos formar com este conjunto? Observe que 123 é diferente de 321 e assim sucessivamente, logo é um Arranjo. Se fossemos montar todos os números levaríamos muito tempo, para facilitar os cálculos vamos utilizar a fórmula do arranjo. Pela definição temos: A n,p (Lê-se: arranjo de n elementos tomados p a p). Então: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 108 Utilizando a fórmula: Onde n = 6 e p = 3 An, p = n! (n − p)! → A6,3 = 6! (6 − 3)! = 6! 3! = 6.5.4.3! 3! = 120 Então podemos formar com o conjunto S, 120 números com 3 algarismos. 2) Uma escola possui 18 professores. Entre eles, serão escolhidos: um diretor, um vice-diretor e um coordenador pedagógico. Quantas as possibilidades de escolha? n = 18 (professores) p = 3 (cargos de diretor, vice-diretor e coordenador pedagógico) An, p = n! (n − p)! → A18,3 = 18! (18 − 3)! = 18! 15! = 18.17.16.15! 15! = 4896 grupos - Permutação simples: sequência ordenada de n elementos distintos (arranjo), ao qual utilizamos todos os elementos disponíveis, diferenciando entre eles apenas a ordem. A permutação simples é um caso particular do arranjo simples. É muito comum vermos a utilização de permutações em anagramas (alterações da sequência das letras de uma palavra). Exemplos 1) Quantos anagramas podemos formar com a palavra CALO? Utilizando a fórmula da permutação temos: n = 4 (letras) P4! = 4! = 4 . 3 . 2 . 1! = 24 . 1! (como sabemos 1! = 1) → 24 . 1 = 24 anagramas 2) Utilizando a palavra acima, quantos são os anagramas que começam com a letra L? P3! = 3! = 3 . 2 . 1! = 6 anagramas que começam com a letra L. - Combinação simples: agrupamento de n elementos distintos, tomados p a p, sendo p ≤ n. O que diferencia a combinação do arranjo é que a ordem dos elementos não é importante. Vemos muito o conceito de combinação quando queremos montar uma comitiva, ou quando temos também de quantas maneiras podemos cumprimentar um grupo ou comitiva, entre outros. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 109 Exemplos 1) Uma escola tem 7 professores de Matemática. Quatro deles deverão representar a escola em um congresso. Quantos grupos de 4 professores são possíveis? Observe que sendo 7 professores, se invertermos um deles de posição não alteramos o grupo formado, os grupos formados são equivalentes. Para o exemplo acima temos ainda as seguintes possibilidades que podemos considerar sendo como grupo equivalentes. P1, P2, P4, P3 – P2, P1, P3, P4 – P3, P1, P2, P4 – P2, P4, P3, P4 – P4, P3, P1, P2 ... Com isso percebemos que a ordem não é importante! Vamos então utilizar a fórmula para agilizar nossos cálculos: Aqui dividimos novamente por p, para desconsiderar todas as sequências repetidas (P1, P2, P3, P4 = P4, P2, P1, P3= P3, P2, P4, P1=...). Aplicando a fórmula: Cn, p = n! (n − p)! p! → C7,4 = 7! (7 − 4)! 4! = 7! 3! 4! = 7.6.5.4! 3! 4! = 210 3.2.1 = 210 6 = 35 grupos de professores 2) Considerando dez pontos sobre uma circunferência, quantas cordas podem ser construídas com extremidades em dois desses pontos? Uma corda fica determinada quando escolhemos dois pontos entre os dez. Escolher (A,D) é o mesmo que escolher (D,A), então sabemos que se trata de uma combinação. Aqui temos então a combinação de 10 elementos tomados 2 a 2. C10,2 = n! (n − p)! p! = 10! (10 − 2)! 2! = 10! 8! 2! = 10.9.8! 8! 2! = 90 2 = 45 cordas Agrupamentos com Repetição Existem casos em que os elementos de um conjunto repetem-se para formar novos subconjuntos. Nestes casos, devemos usar fórmulas de agrupamentos com repetição. Assim, teremos: A) arranjo com repetição; B) permutação com repetição; C) combinação com repetição. Vejamos: a) Arranjo com repetição: ou arranjo completo, é um grupo de p elementos de um dado conjunto, com n elementos distintos, onde a mudança de ordem determina grupos diferentes, podendo porém ter elementos repetidos. Indicamos por AR n,p 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 110 No arranjo com repetição, temos todos os elementos do conjunto à disposição a cada escolha, por isso, pelo Princípio Fundamental da Contagem, temos: Exemplo Quantas chapas de automóvel compostas de 2 letras nas duas primeiras posições, seguidas por 4 algarismos nas demais posições (sendo 26 letras do nosso alfabeto e sendo os algarismos do sistema decimal) podem ser formadas? O número de pares de letras que poderá ser utilizado é: Pois podemos repetir eles. Aplicando a fórmula de Arranjo com repetição temos: 𝑨𝑹 𝒏, 𝒑 = 𝒏𝒑 → 𝑨𝑹 𝟐𝟔, 𝟐 = 𝟐𝟔𝟐 = 𝟔𝟕𝟔 Para a quantidade de números temos (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 – 10 algarismos): 𝑨𝑹 𝒏, 𝒑 = 𝒏𝒑 → 𝑨𝑹 𝟏𝟎, 𝟒 = 𝟏𝟎𝟒 = 𝟏𝟎. 𝟎𝟎𝟎 Assim o número de chapas que podemos ter é dado pela multiplicação dos valores achados: 676 . 10 000 = 6 760 000 possibilidades de placas. Observação: Caso não pudesse ser utilizada a placa com a sequência de zeros, ou seja, com 4 zeros teríamos: 𝑨𝑹 𝒏, 𝒑 = 𝒏𝒑 → 𝑨𝑹 𝟏𝟎, 𝟒 = 𝟔𝟕𝟔. 𝟏𝟎𝟒 − 𝟏𝟎𝟒 = 𝟏𝟎𝟒. (𝟔𝟕𝟔 − 𝟏) b) Permutação com repetição: a diferença entre arranjo e permutação é que esta faz uso de todos os elementos do conjunto. Na permutação com repetição, como o próprio nome indica, as repetições são permitidas e podemos estabelecer uma fórmula que relacione o número de elementos, n, e as vezes em que o mesmo elemento aparece. Com α + β + γ + ... ≤ n Exemplo Quantos são os anagramas da palavra ARARA? n = 5 α = 3 (temos 3 vezes a letra A) β = 2 (temos 2 vezes a letra R) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 111 Equacionando temos: 𝑷𝒏(∝,𝜷,𝜸,… ) = 𝒏! 𝜶!𝜷! 𝜸! … → 𝒑𝟓(𝟑,𝟐) = 𝟓! 𝟑! 𝟐! = 𝟓. 𝟒. 𝟑! 𝟑! 𝟐! = 𝟓. 𝟒 𝟐. 𝟏 = 𝟐𝟎 𝟐 = 𝟏𝟎 𝒂𝒏𝒂𝒈𝒓𝒂𝒎𝒂𝒔 B.1) Permutação circular: a permutação circular com repetição pode ser generalizada através da seguinte forma: Vejamos o exemplo como chegar na fórmula, para aplicação. - De quantas maneiras 5 meninas que brincam de roda podem formá-la? Fazendo um esquema, observamos que são posições iguais: O total de posições é 5! e cada 5 representa uma só permutação circular. Assim, o total de permutações circulares será dado por: 𝑃𝑐5 = 5! 5 = 5.4! 5 = 4! = 4.3.2.1 = 24 C) Combinação com repetição: dado um conjunto com n elementos distintos, chama-se combinação com repetição, classe p (ou combinação completa p a p) dos n elementos desse conjunto, a todo grupo formado por p elementos, distintos ou não, em qualquer ordem. Exemplo Em uma combinação com repetição classe 2 do conjunto {a, b, c}, quantas combinações obtemos? Ilustrando temos: Utilizando a fórmula da combinação com repetição, verificamos o mesmo resultado sem necessidade de enumerar todas as possibilidades: n = 3 e p = 2 𝑪𝑹𝒏,𝒑 = 𝑪 𝒏 + 𝒑 − 𝟏, 𝒑 → 𝑪𝑹 𝟑+ 𝟐 − 𝟏, 𝟐 → 𝑪𝑹𝟒, 𝟐 = 𝟒! 𝟐! (𝟒 − 𝟐)! = 𝟒! 𝟐! 𝟐! = 𝟒. 𝟑. 𝟐! 𝟐! 𝟐! = 𝟏𝟐 𝟐 = 𝟔 Questões 01. (CRQ 2ª Região/MG – Auxiliar Administrativo – FUNDEP) Com 12 fiscais, deve-se fazer um grupo de trabalho com 3 deles. Como esse grupo deverá ter um coordenador, que pode ser qualquer um deles, o número de maneiras distintas possíveis de se fazer esse grupo é: (A) 4 (B) 660 (C) 1 320 (D) 3 960 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 112 02. (PM/SP – Cabo – CETRO) Uma lei de certo país determinou que as placas das viaturas de polícia deveriam ter 3 algarismos seguidos de 4 letras do alfabeto grego (24 letras). Sendo assim, o número de placas diferentes será igual a (A) 175.760.000. (B) 183.617.280. (C) 331.776.000. (D) 358.800.000. 03. (TJ/RS – Técnico Judiciário - FAURGS) O Tribunal de Justiça está utilizando um código de leitura de barras composto por 5 barras para identificar os pertences de uma determinada seção de trabalho. As barras podem ser pretas ou brancas. Se não pode haver código com todas as barras da mesma cor, o número de códigos diferentes que se pode obter é de (A) 10. (B) 30. (C) 50. (D) 150. (E) 250. 04. (SEED/SP – Agente de Organização Escolar – VUNESP) Um restaurante possui pratos principais e individuais. Cinco dos pratos são com peixe, 4 com carne vermelha, 3 com frango, e 4 apenas com vegetais. Alberto, Bianca e Carolina pretendem fazer um pedido com três pratos principais individuais, um para cada. Alberto não come carne vermelha nem frango, Bianca só come vegetais, e Carolina só não come vegetais. O total de pedidos diferentes que podem ser feitos atendendo as restrições alimentares dos três é igual a (A) 384. (B) 392. (C) 396. (D) 416. (E)432. 05. (Pref. Jundiaí/SP – Eletricista – MAKIYAMA) Dentre os nove competidores de um campeonato municipal de esportes radicais, somente os quatro primeiros colocados participaram do campeonato estadual. Sendo assim, quantas combinações são possíveis de serem formadas com quatro desses nove competidores? (A) 126 (B)120 (C) 224 (D) 212 (E) 156 06. (Pref. Lagoa da Confusão/TO – Orientador Social – IDECAN) Renato é mais velho que Jorge de forma que a razão entre o número de anagramas de seus nomes representa a diferença entre suas idades. Se Jorge tem 20 anos, a idade de Renato é (A) 24. (B) 25. (C) 26. (D) 27. (E) 28. 07. (Pref. Nepomuceno/MG – Técnico em Segurança do Trabalho – CONSULPLAN) Numa sala há 3 ventiladores de teto e 4 lâmpadas, todos com interruptores independentes. De quantas maneiras é possível ventilar e iluminar essa sala mantendo, pelo menos, 2 ventiladores ligados e 3 lâmpadas acesas? (A) 12. (B) 18. (C) 20. (D) 24. (E) 36. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 113 08. (CREA/PR – Agente Administrativo– FUNDATEC) A fim de vistoriar a obra de um estádio de futebol para a copa de 2014, um órgão público organizou uma comissão composta por 4 pessoas, sendo um engenheiro e 3 técnicos. Sabendo-se que em seu quadro de funcionários o órgão dispõe de 3 engenheiros e de 9 técnicos, pode-se afirmar que a referida comissão poderá ser formada de _____ maneiras diferentes. Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna do trecho acima. (A) 252 (B) 250 (C) 243 (D) 127 (E) 81 09. (ESA – Música – EXÉRCITO BRASILEIRO) Colocando-se em ordem alfabética os anagramas da palavra FUZIL, que posição ocupará o anagrama ZILUF. (A) 103 (B) 104 (C) 105 (D) 106 (E) 107 10. (CODEMIG – Analista de Administração – Gestão de Concursos) Oito amigos encontraram-se em uma festa. Se cada um dos amigos trocar um aperto de mão com cada um dos outros, quantos apertos de mão serão trocados? (A) 22. (B) 25. (C) 27. (D) 28. Comentários 01. Resposta: B. Esta questão trata-se de Combinação, pela fórmula temos: Cn, p = n! (n − p)! p! Onde n = 12 e p = 3 Cn, p = n! (n − p)! p! → C12,3 = 12! (12 − 3)! 3! = 12! 9! 3! = 12.11.10.9! 9! 3! = 1320 3.2.1 = 1320 6 = 220 Como cada um deles pode ser o coordenado, e no grupo tem 3 pessoas, logo temos 220 x 3 = 660. 02. Resposta: C. Algarismos possíveis: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9=10 algarismos _ _ _ _ _ _ _ 101010 242424 24=331.776.000 03. Resposta: B. _ _ _ _ _ 22222=32 possibilidades se pudesse ser qualquer uma das cores Mas, temos que tirar código todo preto e todo branco. 32-2=30 04. Resposta: E. Para Alberto:5+4=9 Para Bianca:4 Para Carolina: 12 _ _ _ 9.4.12=432 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 114 05. Resposta: A. 1001. C_9,4 = 9! / 5!4! = (9∙8∙7∙6∙5!) / (5!∙24) = 126 06. Resposta: C. Anagramas de RENATO _ _ _ _ _ _ 6.5.4.3.2.1=720 Anagramas de JORGE _ _ _ _ _ 5.4.3.2.1=120 Razão dos anagramas: 720 120 = 6 Se Jorge tem 20 anos, Renato tem 20+6=26 anos 07. Resposta: C. 1ª possibilidade:2 ventiladores e 3 lâmpadas 𝐶3,2 = 3! 1!2! = 3 𝐶4,3 = 4! 1!3! = 4 𝐶3,2 ∙ 𝐶4,3 = 3 ∙ 4 = 12 2ª possibilidade:2 ventiladores e 4 lâmpadas 𝐶3,2 = 3! 1!2! = 3 𝐶4,4 = 4! 0!4! = 1 𝐶3,2 ∙ 𝐶4,4 = 3 ∙ 1 = 3 3ª possibilidade:3 ventiladores e 3 lâmpadas 𝐶3,3 = 3! 0!3! = 1 𝐶4,3 = 4! 1!3! = 4 𝐶3,3 ∙ 𝐶4,3 = 1 ∙ 4 = 4 4ª possibilidade:3 ventiladores e 4 lâmpadas 𝐶3,3 = 3! 0!3! = 1 𝐶4,4 = 4! 0!4! = 1 𝐶3,3 ∙ 𝐶4,4 = 1 ∙ 1 = 1 Somando as possibilidades: 12 + 3 + 4 + 1 = 20 08. Resposta: A. Engenheiros 𝐶3,1 = 3! 2! 1! = 3 Técnicos 𝐶9,3 = 9! 3! 6! = 9 ∙ 8 ∙ 7 ∙ 6! 6 ∙ 6! = 84 3 . 84 = 252 maneiras 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 115 09. Resposta: D. F _ _ _ _ P4 = 4! I _ _ _ _ P4 = 4! L _ _ _ _p4 = 4! U_ _ _ _P4 = 4! ZF_ _ _P3 = 3! ZIF_ _P2 = 2! ZILFU-1 ZILUF 4 . 4! + 3! + 2! + 1 = 105 Portanto, ZILUF está na 106 posição. 10. Resposta: D. A primeira pessoa apertará a mão de 7 A Segunda, de 6, e assim por diante. Portanto, haverá: 7+6+5+4+3+2+1=28 MATRIZES Em jornais, revistas e na internet vemos frequentemente informações numéricas organizadas em tabelas, colunas e linhas. Exemplos: Em matemática essas tabelas são exemplos de matrizes14. O crescente uso dos computadores tem feito com que a teoria das matrizes seja cada vez mais aplicada em áreas como Economia, Engenharia, Matemática, Física, dentre outras. Definição Seja m e n números naturais não nulos. Uma matriz do tipo m x n, é uma tabela de m.n números reais dispostos em m linhas e n colunas. Exemplo: 14IEZZI, Gelson – Matemática - Volume Único FILHO, Begnino Barreto; SILVA,Claudio Xavier da – Matemática – Volume Único - FTD mundoeducacao.bol.uol.com.br/matematica/equacoes-envolvendo-matrizes.html Matrizes determinantes e sistemas lineares 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 116 Um elemento qualquer dessa matriz será representado pelo símbolo: aij, no qual o índice i refere-se à linha, o índice j refere-se à coluna em que se encontram tais elementos. As linhas são enumeradas de cima para baixo e as colunas, da esquerda para direita. Exemplo Representamos uma matriz colocando seus elementos (números) entre parêntese ou colchetes ou também (menos utilizado) duas barras verticais à esquerda e direita. Exemplos 𝐴 = (5 −1 1 2 ) é 𝑢𝑚𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 1 𝑥3 𝐵 = [ 7 −2 3 4 ] é 𝑢𝑚𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 2 𝑥 2 𝐶 = ‖ √5 1/3 1 7 2 −5 −4 1/5 2 ‖ é 𝑢𝑚𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 3 𝑥 3 𝐷 = [ −1 5 8 −1 2 −3 ] é 𝑢𝑚𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 2 𝑥 3 Exemplo Escrever a matriz A = (aij)2 x 3, em que aij = i – j A matriz é do tipo 2 x 3 (duas linhas e três colunas), podemos representa-la por: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 117 Matrizes Especiais Algumas matrizes recebem nomes especiais. Vejamos: - Matriz Linha: é uma matriz formada por uma única linha. Exemplo 𝐴 = [1 7 −5] ,𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑙𝑖𝑛ℎ𝑎 1𝑥3 - Matriz coluna: é uma matriz formada por uma única coluna. Exemplo 𝐵 = [ 1 −5 7 ] ,𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑐𝑜𝑙𝑢𝑛𝑎 3𝑥1 - Matriz nula: é matriz que possui todos os elementos iguais a zero. Exemplo 𝐶 = ( 0 0 0 0 0 0 ) ,𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑛𝑢𝑙𝑎 3𝑥2 - Matriz quadrada: é a matriz que possui o número de linhas igual ao número de colunas. Podemos, neste caso, chamar de matriz quadrada de ordem n. Exemplo 𝐷 = ( 3 2 −4 1 ) ,𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 2𝑥2 𝑜𝑢 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑚 2. A diagonal principal de D é formada pelos elementos cujo índice é igual ao índice da coluna (a11 e a22). A outra diagonal recebe o nome de diagonal secundária de D. - Matriz identidade: é a matriz quadrada em que cada elemento da diagonal principal é igual a 1, e os demais têm o valor 0. Representamos a matriz identidade pela seguinte notação: In. Exemplos Também podemos definir uma matriz identidade da seguinte forma: 𝐼𝑛 = [𝑎𝑖𝑗]𝑛 𝑥 𝑛, 𝑜𝑛𝑑𝑒 { 𝑎𝑖𝑗 = 1, 𝑠𝑒 𝑖 = 𝑗 𝑎𝑖𝑗 = 0, 𝑠𝑒 𝑖 ≠ 𝑗 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 118 - Matriz transposta: é a matriz onde as linhas são ordenadamente iguais a colunas desta mesma matriz e vice e versa. Ou seja: Dada uma matriz A de ordem m x n, chama-se matriz transposta de A, indicada por At, a matriz cuja a ordem é n x m, sendo as suas linhas ordenadamente iguais às colunas da matriz A. Exemplo 𝐴 = [ 2 −1 7 10 ] , 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝐴𝑡 = [ 2 7 − 10 ] Observe que: - a 1ª linha da matriz A é igual à 1ª coluna da matriz At. - a 2ª linha da matriz A é igual a 2ª coluna da matriz At. Generalizando, temos: - Matriz oposta: é a matriz obtida a partir de A, trocando-se o sinal de todos os seus elementos. Representamos por -A tal que A + (-A) = O, em que O é a matriz nula do tipo m x n. Exemplo - Matriz simétrica: é uma matriz quadrada cujo At = A; ou ainda aij = aji Exemplo - Matriz antissimétrica: é uma matriz quadrada cujo At = - A; ou ainda aij = - aij. Exemplo 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 119 Classificação de acordo com os elementos da matriz - Real: se todos os seus elementos são reais. Exemplo 𝐴 = [ 1 −5 3 2 ] - Imaginária: se pelo menos um dos seus elementos é complexo. Exemplo 𝐵 = [ 1 −5 3 𝑖 ] - Triangular superior: é uma matriz quadrada em que os elementos abaixo da diagonal principal são nulos. Exemplo - Triangular inferior: é uma matriz quadrada em que os elementos acima da diagonal principal são nulos. Exemplo Igualdade de matrizes Dizemos que duas matrizes A e B, de mesma ordem, são iguais (A = B) se, e somente se, os seus elementos de mesma posição forem iguais, ou seja: A = [aij] m x n e B = [bij] p x q Sendo A = B, temos: m = p e n = q Operações com matrizes - Adição: a soma de duas matrizes A e B de mesma ordem é matriz também de mesma ordem, obtida com a adição dos elementos de mesma posição das matrizes A e B. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 120 Exemplo Propriedades: considerando as matrizes de mesma ordem, algumas propriedades são válidas: Comutativa: A + B = B + A Associativa: A + (B + C) = (A + B) + C Elemento simétrico: A + (-A) = 0 Elemento neutro: A + 0 = A - Subtração: a diferença entre duas matrizes A e B, de mesma ordem, é a matriz obtida pela adição da matriz A com a oposta da matriz B, ou seja: Exemplo - Multiplicação de um número real por uma matriz: o produto de um número real k por uma matriz A, é dado pela multiplicação de cada elemento da matriz A por esse número real k. Exemplo - Multiplicação de matrizes: para multiplicarmos duas matrizes A e B só é possível mediante a uma condição e uma técnica mais elaborada. Vejamos: Condição: o número de COLUNAS da A (primeira) têm que ser igual ao número de LINHAS de B (segunda). Logo a ordem da matriz resultante é a LINHA de A e a COLUNA DE B. Técnica: Multiplicamos o 1º elemento da LINHA 1 de A pelo 1º elemento da primeira COLUNA de B, depois o 2º elemento da LINHA 1 de A pelo 2º elemento da primeira COLUNA de B e somamos esse 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 121 produto. Fazemos isso sucessivamente, até termos efetuado a multiplicação de todos os termos. Exemplo A matriz C é o resultado da multiplicação de A por B. Propriedades da multiplicação: admite-se as seguintes propriedades Associativa: (A.B). C = A.(B.C) Distributiva: (A + B). C = A. C + B. C e C. (A + B) = C. A + C. B Observação: a propriedade comutativa NÂO é válida na multiplicação de matrizes, pois geralmente A.B ≠ B.A Matriz Inversa Dizemos que uma matriz é inversa A–1 (toda matriz quadrada de ordem n), se e somente se, A.A-1 = In e A-1.A = In ou seja: 𝑨. 𝑨−𝟏 = 𝑨−𝟏. 𝑨 = 𝑰𝒏 , 𝑜𝑛𝑑𝑒 { 𝐴 é 𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑑𝑎𝑑𝑎. 𝐴−1 é 𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑖𝑛𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎 𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝐴. 𝐼𝑛 é 𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑠𝑚𝑎 𝑜𝑟𝑑𝑒𝑚 𝑑𝑒 𝐴. Exemplos 1) A matriz 𝐵 = [ 8 −2 3 −1 ] é inversa da matriz 𝐴 = [ 1 2 −1 3 2 −4 ] , pois: 2) Vamos verificar se a matriz 𝐴 = ( 2 5 1 3 ) 𝑒 𝐵 = ( 1 2 1 1 ) , são inversas entre si: Portanto elas, não são inversas entre si. 3) Dada a matriz 𝐴 = [ 2 1 3 2 ], determine a inversa, A-¹. Vamos então montar a matriz 𝐴−1 = [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 ] , 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝐴. 𝐴−1 = 𝐼𝑛 [ 2 1 3 2 ] . [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 ] = [ 1 0 0 1 ] → [ 2𝑎 + 𝑐 2𝑏 + 𝑑 3𝑎 + 2𝑐 3𝑏 + 2𝑑 ] = [ 1 0 0 1 ] Fazendo as igualdades temos: { 2𝑎 + 𝑐 = 1 3𝑎 + 2𝑐 = 0 { 2𝑏 + 𝑑 = 0 3𝑏 + 2𝑑 = 1 Resolvendo os sistemas temos: a = 2; b = -1; c = -3 e d = 2 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 122 Então a matriz inversa da matriz A é: 𝐴−1 = [ 2 −1 −3 2 ] Equação Matricial No caso das equações com matrizes (equações matriciais), elas são equações cujas incógnitas são matrizes. Vejamos um exemplo: Encontre a matriz X da equação 2.A+B=X, sabendo que: Neste exemplo, a incógnita já estava isolada. Vejamos um exemplo em que a incógnita não está isolada na equação. Nestes casos devemos tomar cuidado ao operarmos as matrizes de um lado para o outro da igualdade. Exemplo: Resolva a equação a seguir: X+B=2A, utilizando as mesmas matrizes do exemplo anterior. Antes de substituirmos as matrizes, façamos o isolamento da incógnita, lembrando sempre das propriedades das operações das matrizes. Note que não passamos a matriz B para o outro lado da igualdade; na verdade operamos a matriz oposta de B (matriz -B) dos dois lados. Devemos tomar esse cuidado, pois quando nos depararmos com produto de matrizes,não poderemos passar a matriz para o outro lado dividindo; deveremos operar a matriz inversa dos dois lados. O diferencial das equações que conhecíamos para as equações com matrizes está nesse maior cuidado ao isolarmos a incógnita. Voltando à resolução da equação, temos que substituir os valores das matrizes A e B na equação. Sendo assim: Questões 01. (Pref. de Rio de Janeiro/RJ – Prof. Ensino Fund. – Matemática- Pref. de Rio de Janeiro- RJ) Considere as matrizes A e B, a seguir. O elemento que ocupa a terceira linha e a segunda coluna da matriz produto BA vale: (A) 9 (B) 0 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 123 (C) – 9 (D) – 11 02. (BRDE – Analista de Sistemas-Suporte – FUNDATEC) Considere as seguintes matrizes: 𝐴 = [ 2 3 4 6 ] , 𝐵 = [ 2 3 4 5 6 6 ] 𝑒 𝐶 = [ 2 1 0 4 6 7 ], a solução de C x B + A é: (A) Não tem solução, pois as matrizes são de ordem diferentes. (B) [ 10 14 78 90 ] (C) [ 2 3 4 5 ] (D) [ 6 6 20 36 ] (E) [ 8 11 74 84 ] 03. (PM/SE – Soldado 3ª Classe – FUNCAB) A matriz abaixo registra as ocorrências policiais em uma das regiões da cidade durante uma semana. Sendo M=(aij)3x7 com cada elemento aij representando o número de ocorrência no turno i do dia j da semana. O número total de ocorrências no 2º turno do 2º dia, somando como 3º turno do 6º dia e com o 1º turno do 7º dia será: (A) 61 (B) 59 (C) 58 (D) 60 (E) 62 04. (CPTM – ANALISTA DE COMUNICAÇÃO JÚNIOR – MAKIYAMA) Para que a soma de uma matriz 𝐴 = [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 ] e sua respectiva matriz transposta At em uma matriz identidade, são condições a serem cumpridas: (A) a=0 e d=0 (B) c=1 e b=1 (C) a=1/c e b=1/d (D) a²-b²=1 e c²-d²=1 (E) b=-c e a=d=1/2 05. (CPTM – ALMOXARIFE – MAKIYAMA) Assinale a alternativa que apresente o resultado da multiplicação das matrizes A e B abaixo: 𝐴 = ( 2 1 3 −1 ) ∙ 𝐵 = ( 0 4 −2 1 −3 5 ) (A) ( −1 −5 1 1 15 11 ) (B) ( 1 5 1 −1 15 − 11 ) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 124 (C) ( 1 5 − 1 1 −15 11 ) (D) ( 1 5 1 1 15 11 ) (E) ( −1 5 − 1 1 15 − 11 ) 06. (PM/SP – SARGENTO CFS – CETRO) Considere a seguinte sentença envolvendo matrizes: ( 6 𝑦 7 2 ) + ( 1 −3 8 5 ) = ( 7 7 15 7 ) Diante do exposto, assinale a alternativa que apresenta o valor de y que torna a sentença verdadeira. (A) 4. (B) 6. (C) 8. (D) 10. Respostas 01. Resposta: D. Como as matrizes são quadradas de mesma ordem, podemos então multiplica-las: 𝐵. 𝐴 = [ 5 −2 0 −1 2 4 −3 −2 1 ] . [ 1 2 −2 −1 3 0 2 1 3 ] → [ 5.1 + (−2). (−1) + 0.2 5.2 + (−2). 3 + 0.1 5. (−2) + (−2). 0 + 0.3 −1.1 + 2. (−1) + 4.2 −1.2 + 2.3 + 4.1 −1. (−2) + 2.0 + 4.3 −3.1 + (−2). (−1) + 1.2 −3.2 + (−2). 3 + 1.1 −3. (−2) + (−2). 0 + 1.3 ] = [ 7 4 −10 5 8 14 1 −11 9 ] Logo o elemento que ocupa a terceira linha e a segunda coluna é o -11. 02. Resposta: B. Vamos ver se é possível multiplicar as matrizes. C(2x3) e B(3x2), como o número de colunas de C é igual ao número de colunas de B, logo é possível multiplicar, o resultado será uma matriz 2x2(linha de C e coluna de B): 𝐶 𝑥𝐵 = [ 2 1 0 4 6 7 ] . [ 2 3 4 5 6 6 ] → [ 2.2 + 1.4 + 0.6 2.3 + 1.5 + 0.6 4.2 + 6.4 + 7.6 4.3 + 6.5 + 7.6 ] = [ 8 11 74 84 ] Agora vamos somar a matriz A(2x2) a matriz resultante da multiplicação que também tem a mesma ordem: [ 8 11 74 84 ] + 𝐴 = [ 8 11 74 84 ] + [ 2 3 4 6 ] → [ 8 + 2 11 + 3 74 + 4 84 + 6 ] = [ 10 14 78 90 ] 03. Resposta: E. Turno i –linha da matriz Turno j- coluna da matriz 2º turno do 2º dia – a22=18 3º turno do 6º dia-a36=25 1º turno do 7º dia-a17=19 Somando:18+25+19=62 04. Resposta: E. 𝐴 + 𝐴𝑡 = [ 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 ] + [ 𝑎 𝑐 𝑏 𝑑 ] = [ 2𝑎 𝑏 + 𝑐 𝑏 + 𝑐 2𝑑 ] = [ 1 0 0 1 ] 2a =1 → a =1/2 → b + c = 0 → b = -c 2d=1 D=1/2 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 125 05. Resposta: B. 𝐴 ∙ 𝐵 = ( 2 ∙ 0 + 1 ∙ 1 2 ∙ 4 + 1 ∙ (−3 ) 2 ∙ (−2) + 1 ∙ 5 3 ∙ 0 + (−1) ∙ 1 3 ∙ 4 + (−1) ∙ (−3) 3 ∙ (−2) + (−1) ∙ 5 ) 𝐴 ∙ 𝐵 = ( 1 5 1 −1 15 − 11 ) 06. Resposta: D. ( 6 + 1 = 7 𝑦 − 3 = 7 7 + 8 = 15 2 + 5 = 7 ) y=10 DETERMINANTES Chamamos de determinante a teoria desenvolvida por matemáticos dos séculos XVII e XVIII, como Leibniz e Seki Shinsuke Kowa, que procuravam uma fórmula para determinar as soluções de um “Sistema linear”. Esta teoria consiste em associar a cada matriz quadrada A, um único número real que denominamos determinante de A e que indicamos por det A ou colocamos os elementos da matriz A entre duas barras verticais, como no exemplo abaixo: Determinante de uma Matriz de Ordem 1 Seja a matriz quadrada de ordem 1: A = [a11] Chamamos determinante dessa matriz o número: det A = [ a11] = a11 Exemplos - A = [-2] → det A = - 2 - B = [5] → det B = 5 - C = [0] → det C = 0 Determinante de uma Matriz de ordem 2 Seja a matriz quadrada de ordem 2: Chamamos de determinante dessa matriz o número: Para facilitar a memorização desse número, podemos dizer que o determinante é a diferença entre o produto dos elementos da diagonal principal e o produto dos elementos da diagonal secundária. Esquematicamente: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 126 Exemplos Determinante de uma Matriz de Ordem 3 Seja a matriz quadrada de ordem 3: Chamamos de determinante dessa matriz: Para memorizarmos a definição de determinante de ordem 3, usamos a regra prática denominada Regra de Sarrus: - Repetimos a 1ª e a 2ª colunas à direita da matriz. - Multiplicando os termos entre si, seguindo os traços em diagonal e associando o sinal indicado dos produtos, temos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 127 Observação: A regra de Sarrus também pode ser utilizada repetindo a 1ª e 2ª linhas, ao invés de repetirmos a 1ª e 2ª colunas. Propriedades Apresentamos, a seguir, algumas propriedades que visam a simplificar o cálculo dos determinantes: - Propriedade 1: O determinante de uma matriz A é igual ao de sua transposta At. Exemplo - Propriedade 2: Se B é a matriz que se obtém de uma matriz quadrada A, quando trocamos entre si a posição de duas filas paralelas, então temos: detB = - detA Exemplo B foi obtida trocando-se a 1ª pela 2ª linha de A. detA = ad - bc detB = bc - ad = - (ad - bc) = - detA Assim, detB = - detA Consequência da Propriedade 2: Uma matriz A que possui duas filas paralelas “iguais” tem determinante igual a zero. Justificativa: A matriz que obtemos de A, quando trocamos entre si as duas filas (linha ou coluna “iguais”, é igual a A. Assim, de acordo com a propriedade 2, escrevemos que detA = -detA. Assim: detA = 0 - Propriedade 3: Sendo B uma matriz que obtemos de uma matriz quadrada A, quando multiplicamos uma de suas filas (linha ou coluna) por uma constante k, então detB = k.detA Consequência da Propriedade 3: Ao calcularmos um determinante, podemos “colocar em evidência” um “fator comum” de uma fila (linha ou coluna). Exemplo - Sendo A uma matriz quadrada de ordem n, a matriz k. A é obtida multiplicando todos os elementos de A por k, então: det(k.A) = kn.detA 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANAAVILA DOMINGUES . 128 Exemplo Assim: det(k.A) = k3.detA - Propriedade 4: Se A, B e C são matrizes quadradas de mesma ordem, tais que os elementos correspondentes de A, B e C são iguais entre si, exceto os de uma fila, em que os elementos de C são iguais às somas dos seus elementos correspondentes de A e B, então temos: detC = detA + detB Exemplos: - Propriedades 5 (Teorema de Jacobi): O determinante não se altera, quando adicionamos uma fila qualquer com outra fila paralela multiplicada por um número. Exemplo: Considere o determinante detA= Somando a 3ª coluna com a 1ª multiplicada por m, teremos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 129 Exemplo: Vamos calcular o determinante D abaixo. D = 8 + 0 + 0 – 60 – 0 – 0 = -52 Em seguida, vamos multiplicar a 1ª coluna por 2, somar com a 3ª coluna e calcular: D1 = 48 + 0 + 0 – 100 – 0 – 0 = -52 Observe que D1 = D, de acordo com a propriedade. Consequência da propriedade 5: Quando uma fila de um determinante é igual à soma de múltiplos de filas paralelas (combinação linear de filas paralelas), o determinante é igual a zero. Exemplo: Seja D= 0514 1223 821 Observe que cada elemento da 3ª coluna é igual à 1ª coluna multiplicada por 2 somada com a 2ª coluna multiplicada por 3. 8 = 2(1) + 3(2) = 2 + 6 12 = 2(3) + 3(2) = 6 + 6 5 = 2(4) + 3(-1) = 8 - 3 Portanto, pela consequência da propriedade 5, D = 0 Use a regra de Sarrus e verifique. - Propriedade 6 (Teorema de Binet): Sendo A e B matrizes quadradas de mesma ordem, então: det(A.B) = detA . detB Exemplo: Logo, det(AB) = detA. detB Consequência da propriedade 6: Sendo A uma matriz quadrada e n N*, temos: det(Na) = (detA)n Sendo A uma matriz inversível, temos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 130 detA-1= Adet 1 Justificativa: Seja A matriz inversível. A-1 . A = I det(A-1. A) = det I detA-1 . detA = det I detA-1 = Adet 1 Uma vez que det I = 1, onde i é a matriz identidade. Determinantes – Teorema de Laplace - Menor complementar e Cofator: Dada uma matriz quadrada A = (aij)nxn (n 2), chamamos menor complementar do elemento aij e indicamos por Mij o determinante da matriz quadrada de ordem n-1, que se obtém suprimindo a linha i e a coluna j da matriz A. Exemplo: Sendo A= 212 014 321 , temos: M11= 21 01 =2 M12= 22 04 =8 M13= 12 14 =2 Chamamos cofator do elemento aij e indicamos com Aij o número (-1)i+j.Mij, em que Mij é o menor complementar de aij. Exemplo: Dada uma matriz A=(aij)nxm, com n 2, chamamos matriz cofator de A, a matriz cujos elementos são os cofatores dos elementos de A e indicamos a matriz cofator por cof A. A transposta da matriz cofator de A é chamada de matriz adjunta de A, que indicamos por adj A. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 131 Exemplo: Determinante de uma Matriz de Ordem n Vimos até aqui a definição de determinante para matrizes quadradas de ordem 1, 2 e 3. Seja A uma matriz quadrada de ordem n. Então: - Para n = 1 A=[a11] det A=a11 - Para n 2: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 132 ou seja: detA = a11.A11+a12.A12+…+a1n.A1n Então, o determinante de uma matriz quadrada de ordem n, n 2 é a soma dos produtos dos elementos da primeira linha da matriz pelos respectivos cofatores. Exemplos: Sendo A= 2221 1211 aa aa , temos: detA = a11.A11 + a12.A12, onde: A11 = (-1)1+1.|a22| = a22 A12 = (-1)1+2.|a21| = a21 Assim: detA = a11.a22 + a12.(-a21) detA = a11.a22 - a21.a12 Nota: Observamos que esse valor coincide com a definição vista anteriormente. - Sendo Nota: Observamos que quanto mais “zeros” aparecerem na primeira linha, mais o cálculo é facilitado. - Teorema de Laplace Seja A uma matriz quadrada de ordem n, n 2, seu determinante é a soma dos produtos dos elementos de uma fila (linha ou coluna) qualquer pelos respectivos cofatores. Exemplo: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 133 Devemos escolher a 4ª coluna para a aplicação do teorema de Laplace, pois, neste caso, teremos que calcular apenas um cofator. Observações Importantes: No cálculo do determinante de uma matriz de ordem n, recaímos em determinantes de matrizes de ordem n-1, e no cálculo destes, recaímos em determinantes de ordem n-2, e assim sucessivamente, até recairmos em determinantes de matrizes de ordem 3, que calculamos com a regra de Sarrus, por exemplo. - O cálculo de um determinante fica mais simples, quando escolhemos uma fila com a maior quantidade de zeros. - A aplicação sucessiva e conveniente do teorema de Jacobi pode facilitar o cálculo do determinante pelo teorema de Laplace. Exemplo: A 1ª coluna ou 2ª linha tem a maior quantidade de zeros. Nos dois casos, se aplicarmos o teorema de Laplace, calcularemos ainda três cofatores. Para facilitar, vamos “fazer aparecer zero” em A31 = -2 e A41 = 3 multiplicando a 1ª linha por 2 e somando com a 3ª e multiplicando a 1ª linha por -3 e somando com a 4ª linha; fazendo isso, teremos: Agora, aplicamos o teorema de Laplace na 1ª coluna: Aplicamos a regra de Sarrus, det A = (0 – 16 – 21) - ( - 14 + 12 + 0) detA = 0 – 16 – 21 + 14 – 12 – 0 = -49 + 14 detA = -35 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 134 - Aplicação do Teorema de Laplace Sendo A uma matriz triangular, o seu determinante é o produto dos elementos da diagonal principal; podemos verificar isso desenvolvendo o determinante de A através da: - 1ª coluna, se ela for triangular superior; - através da 1ª linha, se ela for triangular superior; - através da 1ª linha, se ela for triangular inferior. Assim: 1ª. A é triangular superior 2ª. A é triangular inferior - Determinante de Vandermonde e Regra de Chió Uma determinante de ordem n 2 é chamada determinante de Vandermonde ou determinante das potências se, e somente se, na 1ª linha (coluna) os elementos forem todos iguais a 1; na 2ª, números quaisquer; na 3ª, os seus quadrados; na 4ª, os seus cubos e assim sucessivamente. Exemplos: Determinante de Vandermonde de ordem 3 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 135 Determinante de Vandermonde de ordem 4 Os elementos da 2ª linha são denominados elementos característicos. - Propriedade Um determinante de Vandermonde é igual ao produto de todas as diferenças que se obtêm subtraindo- se de cada um dos elementos característicos os elementos precedentes, independente da ordem do determinante. Exemplo: Calcule o determinante; Sabemos que detA = detAt, então: Que é um determinante de Vandermonde de ordem 3, então: detA = (4 – 2).(7 – 2).(7 – 4)=2 . 5 . 3 = 30 Questões 01. (COBRA Tecnologia S-A (BB) - Analista Administrativo - ESPP) O valor de b para que o determinante da matriz [ 𝑥 𝑏 2 2 𝑦 ] seja igual a 8, em que x e y são as coordenadas da solução do sistema { 𝑥 + 2𝑦 = 7 2𝑥 + 𝑦 = 8 , é igual a: (A) 2. (B) –2. (C) 4. (D) –1. 02. (PM/SP – Sargento Cfs – CETRO) É correto afirmar que o determinante | 1 𝑥 −2 4 |é igual a zero para x igual a (A) 1. (B) 2. (C) -2. (D) -1. 03. (CGU –Administrativa – ESAF) Calcule o determinante da matriz: ( 𝑐𝑜𝑠 𝑥 𝑠𝑒𝑛 𝑥 𝑠𝑒𝑛 𝑥 cos𝑥 ) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 136 (A) 1 (B) 0 (C) cos 2x (D) sen 2x (E) sen x/2 04. (Pref. Araraquara/SP – Agente da Administração dos Serviços de Saneamento – CETRO) Dada a matriz 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗)3𝑥3, onde 𝑎𝑖𝑗 = { 2, 𝑠𝑒 𝑖 > 𝑗 −1, 𝑠𝑒 𝑖 ≤ 𝑗 , assinale a alternativa que apresenta o valor do determinante de A é (A) -9. (B) -8. (C) 0. (D) 4. 05. (Cobra Tecnologia – Técnico De Operações – Documentos/Qualidade - ESPP) O valor de b para que o determinante da matriz [ 𝑥 𝑏 2 2 𝑦 ] seja igual a 8, em que x e y são as coordenadas da solução do sistema { 𝑥 + 2𝑦 = 7 2𝑥 + 𝑦 = 8 é igual a: (A) 2. (B) -2. (C) 4. (C) -1. 06. (SEAP/PR – Professor de Matemática – PUC/PR) As planilhas eletrônicas facilitaram vários procedimentos em muitas áreas, sejam acadêmicas ou profissionais. Na matemática, para obter o determinante de uma matriz quadrada, com um simples comando, uma planilha fornece rapidamente esse valor. Em uma planilha eletrônica, temos os valores armazenados em suas células: Para obter o determinante de uma matriz utiliza-se o comando “=MATRIZ.DETERM(A1:D4)” e essa planilha fornece o valor do determinante: Se em uma outra planilha forem armazenados os valores representados a seguir, ao acionar o comando “=MATRIZ.DETERM(A1:C3)” o valor do determinante é: (A) 1512 (B) 7 (C) 4104 (D) 2376 (E) 8424 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 137 07. (TRANSPETRO – Engenheiro Júnior – CESGRANRIO) Um sistema dinâmico, utilizado para controle de uma rede automatizada, forneceu dados processados ao longo do tempo e que permitiram a construção do quadro abaixo. 1 3 2 0 3 1 0 2 2 3 0 1 0 2 1 3 A partir dos dados assinalados, mantendo-se a mesma disposição, construiu-se uma matriz M. O valor do determinante associado à matriz M é (A) 42 (B) 44 (C) 46 (D) 48 (E) 50 Respostas 01. Resposta: B { 𝑥 + 2𝑦 = 7 (𝑥 − 2) 2𝑥 + 𝑦 = 8 { −2𝑥 − 4𝑦 = −14 2𝑥 + 𝑦 = 8 - 3y = - 6 y = 2 x = 7 - 2y x = 7 – 4 = 3 |3 𝑏 2 2 2 | = 8 6 – b = 8 B = - 2 02. Resposta: C D = 4 - (-2x) 0 = 4 + 2x x = - 2 03. Resposta: C det = cos²x - sen²x det = cos(2x) 04. Resposta: A 𝐴 = ( −1 −1 2 −1 −1 −1 2 2 −1 ) 𝐷𝑒𝑡 𝐴 = | −1 −1 2 −1 −1 −1 2 2 −1 | detA = - 1 – 4 + 2 - (2 + 2 + 2) = - 9 05. Resposta: B { 𝑥 + 2𝑦 = 7 (𝑥 − 2) 2𝑥 + 𝑦 = 8 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 138 { −2𝑥 − 4𝑦 = −14 2𝑥 + 𝑦 = 8 Somando as equações: - 3y = - 6 y = 2 x = 7 – 4 = 3 𝐷𝑒𝑡 = |3 𝑏 2 2 2 | 6 – b = 8 b = - 2 06. Resposta: A A.B=I ( 1 0 1 2 1 0 0 1 1 ) ∙ ( 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 𝑒 𝑓 𝑔 ℎ 𝑖 ) = ( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ) ( 𝑎 + 𝑔 𝑏 + ℎ 𝑐 + 𝑖 2𝑎 + 2𝑑 2𝑏 + 𝑒 2𝑐 + 𝑓 𝑑 + 𝑔 𝑒 + ℎ 𝑓 + 𝑖 ) = ( 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ) Como queremos saber o elemento da segunda linha e terceira coluna(f): { 𝑐 + 𝑖 = 0 2𝑐 + 𝑓 = 0 𝑓 + 𝑖 = 1 Da primeira equação temos: c=-i substituindo na terceira: f-c=1 { 2𝑐 + 𝑓 = 0(𝑥 − 1) 𝑓 − 𝑐 = 1 { −2𝑐 − 𝑓 = 0 𝑓 − 𝑐 = 1 Somando as equações: -3c=1 C=-1/3 f=2/3 07. Resposta: D 𝑀 = ( 1 3 2 3 1 0 2 3 0 0 2 1 0 2 1 3 ) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 139 Como é uma matriz 4x4 vamos achar o determinante através do teorema de Laplace. Para isso precisamos, calcular os cofatores. Dica: pela fileira que possua mais zero. O cofator é dado pela fórmula: 𝐶𝑖𝑗 = (−1) 𝑖+𝑗 ∙ 𝐷. Para o determinante é usado os números que sobraram tirando a linha e a coluna. 𝐶13 = (−1) 4 ∙ | 3 1 2 2 3 1 0 2 3 | 𝐶13 = 27 + 8 − 6 − 6 = 23 A13=2.23=46 𝐶43 = (−1) 7 | 1 3 0 3 1 2 2 3 1 | 𝐶43 = −(1 + 12 − 6 − 9) = 2 A43=1.2=2 D = 46 + 2 = 48 SISTEMAS LINEARES Um Sistema de Equações Lineares é um conjunto ou uma coleção de equações com as quais é possível resolver tudo de uma só vez. Sistemas Lineares são úteis para todos os campos da matemática aplicada, em particular, quando se trata de modelar e resolver numericamente problemas de diversas áreas. Nas engenharias, na física, na biologia, na química e na economia, por exemplo, é muito comum a modelagem de situações por meio de sistemas lineares. Definição Toda equação do tipo a1x1 + a2x2 + a3x3+...anxn = b, onde a1, a2, a3,.., an e b são números reais e x1, x2, x3,.., xn são as incógnitas. Os números reais a1, a2, a3..., an são chamados de coeficientes e b é o termo independente. Observamos também que todos os expoentes de todas as variáveis são sempre iguais a 1. Solução de uma equação linear Na equação 4x – y = 2, o par ordenado (3,10) é uma solução, pois ao substituirmos esses valores na equação obtemos uma igualdade. 4 . 3 – 10 → 12 – 10 = 2 Já o par (3,0) não é a solução, pois 4.3 – 0 = 2 → 12 ≠ 2 Sistema Linear Um conjunto de m equações lineares na variáveis x1,x2, ..., xn é dito sistema linear de m equações e n variáveis. Dessa forma temos: 𝑎) { 2𝑥 − 3𝑦 = 5 𝑥 + 𝑦 = 4 é 𝑢𝑚 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑐𝑜𝑚 2 𝑒𝑞𝑢𝑎çõ𝑒𝑠 𝑒 2 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑖𝑠 𝑏) { 𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 2 −3𝑥 + 4𝑦 = 1 é 𝑢𝑚 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑐𝑜𝑚 2 𝑒𝑞𝑢𝑎çõ𝑒𝑠 𝑒 3 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑖𝑠 𝑐){𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 − 𝑤 = 0 é 𝑢𝑚 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑐𝑜𝑚 1 𝑒𝑞𝑢𝑎çã𝑜 𝑒 4 𝑣𝑎𝑟𝑖á𝑣𝑒𝑖𝑠 Matrizes associadas a um sistema Podemos associar a um sistema linear 2 matrizes (completas e incompletas) cujos elementos são os coeficientes das equações que formam o sistema. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 140 Exemplo: 𝑎) { 4𝑥 + 3𝑦 = 1 2𝑥 − 5𝑦 = −2 Temos que: 𝐴 = ( 4 3 2 −5 ) é 𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑖𝑛𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑎 𝑒 𝐵 = ( 4 3 2 −5 1 −2 ) é 𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑎. Solução de um sistema Dizemos que a1,a2,...,an é a solução de um sistema linear de n variáveis quando é solução de cada uma das equações do sistema. Exemplo: A tripla ordenada (-1,-2,3) é solução do sistema: { 3𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 2 𝑥 − 2𝑦 − 𝑧 = 0 2𝑥 + 𝑦 + 2𝑧 = 2 1º equação → 3.(-1) – (-2) + 3 = -3 + 2 + 3 = 2 (V) 2º equação → -1 -2.(-2) – 3 = -1 + 4 – 3 = 0 (V) 3º equação → 2.(-1) + (-2) + 2.3 = -2 – 2 + 6 = 2 (V) Classificação de um sistema linear Um sistema linear é classificado de acordo com seu números de soluções. Exemplos: A) O par ordenado (1,3) é a única solução do sistema { 2𝑥 − 𝑦 = −1 7𝑥 − 3𝑦 = −2 Temos que o sistema é possível e determinado (SPD) B) O sistema { 3𝑥 − 3𝑦 + 3𝑧 = 3 𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 1 apresenta infinitas soluções, como por exemplo (0,1,2), (1,0,0),(2,-1,- 2). Dizemos que o sistema é possível e indeterminado (SPI) C) O sistema { 𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 4 −4𝑥 + 2𝑦 − 𝑧 = 0 𝑥 − 𝑦 + 𝑧 = 2 não apresenta nenhuma solução, pois a primeira e a terceira equações não podem satisfeitas ao mesmo tempo. Dizemos que o sistema é impossível (SI). Sistemas escalonados Considerando um sistema linear S no qual, em cada equação, existe pelo menos um coeficiente não nulo. Dizemos que S está na forma escalonada(ou é escalonado) se o número de coeficientes nulos, antes do 1º coeficiente não nulo, aumenta de equação para equação. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 141 Exemplos de sistemas escalonados: Observe que o 1º sistema temos uma redução de números de coeficientes nulos: da 1ª para a 2ª equação temos 1 e da 1ª para a 3ª temos 2; logo dizemos que ele é escalonado. - Resolução de um sistema na forma escalonado Temos dois tipos de sistemas escalonados. 1º) Número de equações igual ao número de variáveis Vamos partir da última equação, onde obtemos o valor de z. Substituindo esse valor na segunda equação obtemos y. Por fim, substituímos y e z na primeira equação, obtendo x. Assim temos: -2z = 8 → z = -4 y + z = -2 → y – 4 = -2 → y = 2 3x + 7y + 5z = -3 → 3x + 7.2 + 5.(-4) = -3 →3x + 14 – 20 = -3 →3x = -3 + 6 →3x = 3 → x = 1 Logo a solução para o sistema é (1,2,-4). O sistema tem uma única solução logo é SPD. 2º) Número de equações menor que o número de variáveis. { 𝑥 − 𝑦 + 3𝑧 = 5 𝑦 + 𝑧 = 2 Sabemos que não é possível determinar x,y e z de maneira única, pois há três variáveis e apenas duas “informações” sobre as mesmas. A solução se dará em função de uma de suas variáveis, que será chamada de variável livre do sistema. Vamos ao passo a passo: 1º passo → a variável que não aparecer no início de nenhuma das equações do sistema será convencionada como variável livre, neste caso, a única variável livre é z. 2º passo → transpomos a variável livre z para o 2º membro em cada equação e obtemos: { 𝑥 − 𝑦 = 5 − 3𝑧 𝑦 = 2 − 𝑧 3º passo → para obtermos x como função de z, substituímos y = 2 – z, na equação: x - (2 – z) = 5 – 3z → x = 7 – 4z Assim, toda tripla ordenada da forma (7 – 4z, 2 – z, z), sendo z ϵ R, é solução do sistema. Para cada valor real que atribuirmos a z, chegaremos a uma solução do sistema. Este tipo de sistema é dado por infinitas soluções, por isso chamamos de SPI. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 142 Sistemas equivalentes e escalonamento Dizemos que dois sistemas lineares, S1 e S2, são equivalentes quando a solução de S1 também é solução de S2. Dado um sistema linear qualquer, nosso objetivo é transforma-lo em outro equivalente, pois como vimos é fácil resolver um sistema de forma escalonada. Para isso, vamos aprender duas propriedades que nos permitirá construir sistemas equivalentes. 1ª Propriedade: quando multiplicamos por k, k ϵ R*, os membros de uma equação qualquer de um sistema linear S, obtemos um novo sistema S’ equivalente a S. 𝑆 { 𝑥 − 𝑦 = 4 2𝑥 + 3𝑦 = 3 , 𝑐𝑢𝑗𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 é (3, −1) Multiplicando-se a 1ª equação de S por 3, por exemplo, obtemos: 𝑆′ { 3𝑥 − 3𝑦 = 12 6𝑥 + 9𝑦 = 9 , 𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑖𝑛𝑢𝑎 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 (3, −1) 2ª Propriedade: quando substituímos uma equação de um sistema linear S pela soma, membro a membro, dele com outra, obtemos um novo sistema S’, equivalente a S. 𝑆 { −𝑥 + 𝑦 = −2 2𝑥 − 3𝑦 = 1 , 𝑐𝑢𝑗𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑢çã𝑜 é (5,3) Substituindo a 2ª equação pela soma dela com a 1ª: 𝑆′ { −𝑥 + 𝑦 = −2 2𝑥 − 3𝑦 = 1 (2ª 𝑒𝑞.)+(1ª 𝑒𝑞.) ← −𝑥 + 𝑦 = −2 2𝑥 − 3𝑦 = 1 𝑥 − 2𝑦 = −1 (+) O par (5,3) é também solução de S’, pois a segunda também é verificada: x – 2y = 5 – 2. 3 = 5 – 6 = -1 Escalonamento de um sistema e o Método de Gauss-Jordan Para escalonarmos um sistema linear qualquer vamos seguir o passo a passo abaixo: 1º passo: Escolhemos, para 1º equação, uma em que o coeficiente da 1ª incógnita seja não nulo. Se possível, fazemos a escolha a fim de que esse coeficiente seja igual a -1 ou 1, pois os cálculos ficam, em geral, mais simples. 2º passo: Anulamos o coeficiente da 1ª equação das demais equações, usando as propriedades 1 e 2. 3º passo: Desprezamos a 1ª equação e aplicamos os 2 primeiros passos com as equações restantes. 4º passo: Desprezamos a 1ª e a 2ª equações e aplicamos os dois primeiros passos nas equações, até o sistema ficar escalonado. Vejamos um exemplo: Escalone e resolva o sistema: { −𝑥 + 𝑦 − 2𝑧 = −9 2𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 6 −2𝑥 − 2𝑦 + 𝑧 = 1 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 143 Primeiramente precisamos anular os coeficientes de x na 2ª e na 3ª equação: Deixando de lado a 1ª equação, vamos repetir o processo para a 2ª e a 3ª equação. Convém, entretanto, dividir os coeficientes da 2ª equação por 3, a fim de facilitar o escalonamento: { −𝑥 + 𝑦 − 2𝑧 = −9 𝑦 − 𝑧 = −4 −4𝑦 + 5𝑧 = 19 Que é equivalente a: { −𝑥 + 𝑦 − 2𝑧 = −9 𝑦 − 𝑧 = −4 𝑧 = 3 Substituímos a 3ª equação pela soma dela com a 2ª equação, multiplicada por 4: 4𝑦−4𝑧=−16 −4𝑦+5𝑧=19 𝑧 = 3 O sistema obtido está escalonado é do tipo SPD. A solução encontrada para o mesmo é (2,-1,3) Observação: Quando, durante o escalonamento, encontramos duas equações com coeficientes ordenadamente iguais ou proporcionais, podemos retirar uma delas do sistema. Exemplo: Escalone e resolva o sistema: { 3𝑥 − 2𝑦 − 𝑧 = 0 𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 = 1 8𝑥 − 6𝑦 + 2𝑧 = 2 { 𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 = 1 3𝑥 − 2𝑦 − 𝑧 = 0 8𝑥 − 6𝑦 + 2𝑧 = 2 { 𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 = 1 𝑦 − 7𝑧 = −3 2𝑦 − 14𝑧 = −6 (-3) x (1ª eq.) + (2ª eq.): -3x + 3y – 6z = -3 3x – 2y – z = 0 y – 7z = -3 (-8) x (1eq.) + (3ª eq.) -8x + 8y – 16z = -8 8x - 6y + 2z = 2 2y – 14z = -6 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 144 Deixamos a 1ª equação de lado e repetimos o processo para a 2ª e 3ª equação: { 𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 = 1 𝑦 − 7𝑧 = −3 0 = 0 (-2) x (2ª eq.) + (3ª eq.) -2y + 14z = 6 2y – 14z = -6 0 = 0 A 3ª equação pode ser retirada do sistema, pois, apesar de ser sempre verdadeira, não traz informação sobre os valores das variáveis. Assim, obtemos os sistema escalonado: { 𝑥 − 𝑦 + 2𝑧 = 1 (𝐼) 𝑦 − 7𝑧 = −3 (𝐼𝐼) , 𝑞𝑢𝑒 é 𝑑𝑜 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑆𝑃𝐼. A variável livre do sistema é z, então temos: (I) y = 7z – 3 (II) x – (7z – 3) + 2z = 1 → x = 5z – 2 Assim, S = [(5z – 2, 7z – 3, z); z ϵ R] Sistemas homogêneos Observe as equações lineares seguintes: x – y + 2z = 0 4x – 2y + 5z = 0 -x1 – x2 – x3 = 0 O coeficiente independente de cada uma delas é igual a zero, então denominamos de equações homogêneas. Note que a tripla ordenada (0,0,0) é uma possível solução dessas equações, na qual chamamos de solução nula, trivial ou imprópria. Ao conjunto de equações homogêneas denominamos de sistemas homogêneos. Este tipo de sistema é sempre possível, pois a solução nula satisfaz cada uma de suas equações. Exemplo: Escalonando o sistema { 𝑥 + 𝑦 − 𝑧 = 0 2𝑥 + 3𝑦 + 𝑧 = 0 5𝑥 + 7𝑦 + 𝑧 = 0 , 𝑣𝑒𝑚: { 𝑥 + 𝑦 − 𝑧 = 0 𝑦 + 3𝑧 = 0 ← (−2)𝑥(1ª 𝑒𝑞. ) + (2ª 𝑒𝑞. ) 2𝑦 + 6𝑧 = 0 ← (−5)𝑥(1ª 𝑒𝑞. ) + (3ª 𝑒𝑞. ) Dividindo os coeficientes da 3ª equação por 2, notamos que ela ficará igual à 2ª equação e, portanto poderá ser retirada do sistema. Assim, o sistema se reduz à forma escalonada { 𝑥 + 𝑦 − 𝑧 = 0 𝑦 + 3𝑧 = 0 𝑒 é 𝑑𝑜 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑆𝑃𝐼. Resolvendo-o teremos y = -3z e x = 4z. Se z = α, α ϵ R, segue a solução geral (4α,-3α, α). Vamos ver algumas de suas soluções: - α = 0 → (0,0,0): solução nula ou trivial. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 145 - α = 1 → (4,-3,1) - α = -2 → (-8,6,-2)As soluções onde α = 1 e – 2 são próprias ou diferentes da trivial. Regra de Cramer Consideramos o sistema { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑒 𝑐𝑥 + 𝑑𝑦 = 𝑓 . Suponhamos que a ≠ 0. Observamos que a matriz incompleta desse sistema é 𝑀 = ( 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 ), cujo determinante é indicado por D = ad – bc. Escalonando o sistema, obtemos: { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑒 (𝑎𝑑 − 𝑏𝑐). 𝑦 = (𝑎𝑓 − 𝑐𝑒) (∗) Se substituirmos em M a 2ª coluna (dos coeficientes de y) pela coluna dos coeficientes independentes, obteremos ( 𝑎 𝑒 𝑐 𝑓), cujo determinante é indicado por Dy = af – ce. Assim, em (*), na 2ª equação, obtemos D. y = Dy. Se D ≠ 0, segue que 𝑦 = 𝐷𝑦 𝐷 . Substituindo esse valor de y na 1ª equação de (*) e considerando a matriz ( 𝑒 𝑏 𝑓 𝑑 ), cujo determinante é indicado por Dx = ed – bf, obtemos 𝑥 = 𝐷𝑥 𝐷 , D ≠ 0. Resumindo: Um sistema { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑒 𝑐𝑥 + 𝑑𝑦 = 𝑓 é possível e determinado quando 𝐷 = | 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 | ≠ 0, e a solução desse sistema é dada por: 𝒙 = 𝑫𝒙 𝑫 𝒆 𝒚 = 𝑫𝒚 𝑫 Estes resultados são conhecidos como Regra de Cramer e podem ser generalizados para um sistema n x n (n equações e n incógnitas). Esta regra é um importante recurso na resolução de sistemas lineares possíveis e determinados, especialmente quando o escalonamento se torna trabalhoso (por causa dos coeficientes das equações) ou quando o sistema é literal. Exemplo: Vamos aplicar a Regra de Cramer para resolver os sistema { 𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 0 4𝑥 − 𝑦 − 5𝑧 = −6 2𝑥 + 𝑦 + 2𝑧 = −3 De início temos que | 1 1 1 4 −1 −5 2 1 2 | = −9 ≠ 0. Temos, dessa forma, SPD. 𝐷𝑥 = | 0 1 1 −6 −1 −5 −3 1 2 | = 15 − 6 − 3 + 12 = 18; 𝑥 = 𝐷𝑥 𝐷 = 18 −9 = −2 𝐷𝑦 = | 1 0 1 4 −6 −5 2 −3 2 | = −12 − 12 + 12 − 15 = −27; 𝑦 = 𝐷𝑦 𝐷 = −27 −9 = 3 𝐷𝑧 = | 1 1 0 4 −1 −6 2 1 −3 | = 3 − 12 + 6 + 12 = 9; 𝑧 = 𝐷𝑧 𝐷 = 9 −9 = −1 Uma alternativa para encontrar o valor de z seria substituir x por -2 e y por 3 em qualquer uma das equações do sistema. Assim, S = {(-2,3-1)}. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 146 Discussão de um sistema Consideremos novamente o sistema { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑒 𝑐𝑥 + 𝑑𝑦 = 𝑓 , cuja forma escalonada é: { 𝑎𝑥 + 𝑏𝑦 = 𝑒 (𝑎𝑑 − 𝑏𝑐)⏟ 𝐷 . 𝑦 = (𝑎𝑓 − 𝑐𝑒)(∗) em que 𝐷 = | 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 | é o determinante da matriz incompleta do sistema. Como vimos, se D ≠ 0, o sistema é possível e determinado e a solução pode ser obtida através da Regra de Cramer. Se D = 0, o 1º membro de (*) se anula. Dependendo do anulamento, ou não, do 2º membro de (*), temos SPI ou SI. Em geral, sendo D o determinante da matriz incompleta dos coeficientes de um sistema linear, temos: D ≠ 0 → SPD D = 0 → (SPI ou SI) Esses resultados são válidos para qualquer sistema linear de n equações e n incógnitas, n ≥ 2. Temos que discutir um sistema linear em função de um ou mais parâmetros significa dizer quais valores do(s) parâmetro(s) temos SPD, SPI ou SI. Exemplo: Vamos discutir, em função de m, o sistema { 𝑥 − 2𝑦 + 3𝑧 = 0 3𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 2 2𝑥 + 3𝑦 +𝑚𝑧 = 2 Temos: 𝐷 = | 1 −2 3 3 1 1 2 3 𝑚 | = 𝑚 − 4 + 27 − 6 − 3 + 6𝑚 − 7𝑚 + 14 - Se 7m + 14 ≠ 0, isto é, se m ≠ - 2, temos SPD. - Se 7m + 14 = 0, isto é, se m = -2, podemos ter SI ou SPI. Então vamos substituir m por -2 no sistema e resolvê-lo: { 𝑥 − 2𝑦 + 3𝑧 = 0 3𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 2 2𝑥 + 3𝑦 − 2𝑧 = 2 ⟺ { 𝑥 − 2𝑦 + 3𝑧 = 0 7𝑦 − 8𝑧 = 2 ⟵ (−3)𝑥 (1ª 𝑒𝑞. ) + (2ª 𝑒𝑞. ) 7𝑦 − 8𝑧 = 2 ⟵ (−2)𝑥 (1ª 𝑒𝑞. ) + (3ª 𝑒𝑞. ) ou ainda { 𝑥 − 2𝑦 + 3𝑧 = 0 7𝑦 − 8𝑧 = 2 , 𝑞𝑢𝑒 é 𝑒𝑠𝑐𝑎𝑙𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑒 𝑑𝑜 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑆𝑃𝐼. Assim: m ≠ - 2 → SPD m = -2 → SPI Observações: - Para um sistema homogêneo, a condição D = 0, é necessária para que tenhamos SPI, mas não é suficiente (pois existe a possibilidade de se ter SI). - Para um sistema homogêneo, a condição D = 0 é suficiente para que tenhamos SPI. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 147 Questões 01. (MF – Analista de Finanças e Controle – ESAEF) Dado o sistema de equações lineares é correto afirmar que: (A) o sistema não possui solução. (B) o sistema possui uma única solução. (C) x= 1 e y = 2 é uma solução do sistema. (D) o sistema é homogêneo. (E) o sistema possui mais de uma solução. 02. Determinar m real, para que o sistema seja possível e determinado: 2 532 myx yx 03. Resolver e classificar o sistema: 422 73 53 zyx yx zyx 04. Determinar m real para que o sistema seja possível e determinado. 03 522 52 mzyx zyx zyx 05. Se o terno ordenado (2, 5, p) é solução da equação linear 6x - 7y + 2z = 5, qual o valor de p? 06. Escreva a solução genérica para a equação linear 5x - 2y + z = 14, sabendo que o terno ordenado (𝛼, 𝛽, 𝛾) é solução. 07. Determine o valor de m de modo que o sistema de equações abaixo, 2x - my = 10 3x + 5y = 8, seja impossível. 08. Se os sistemas: S1: { x + y = 1 x – 2y = −5 e S2: { ax – by = 5 ay – bx = −1 São equivalentes, então o valor de a2 + b2 é igual a: (A) 1 (B) 4 (C) 5 (D) 9 (E) 10 09. Resolva o seguinte sistema usando a regra de Cramer: { x + 3y − 2z = 3 2x − y + z = 12 4x + 3y − 5z = 6 10. Resolver o sistema 25 72 yx yx . 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 148 11. (UNIOESTE – ANALISTA DE INFORMÁTICA – UNIOESTE) Considere o seguinte sistema de equações lineares ( 𝑥 + 2𝑦 + 3 2 𝑧 = 3 2 2𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 2 2𝑥 + 4𝑦 + 3𝑧 = 3 ) Assinale a alternativa correta. (A) O determinante da matriz dos coeficientes do sistema é um número estritamente positivo. (B) O sistema possui uma única solução (1, 1, -1). (C) O sistema possui infinitas soluções. (D) O posto da matriz ampliada associada ao sistema é igual a 3. (E) Os vetores linha (1, 2, 3/2) e (2, 4, 3) não são colineares. 12. (SEDUC/RJ - Professor – Matemática – CEPERJ) Sabendo-se que 2a + 3b + 4c = 17 e que 4a + b - 2c = 9, o valor de a + b + c é: (A) 3. (B) 4. (C) 5. (D) 6. (E) 7. Comentários 01. Resposta: E. Calculemos inicialmente D, Dx e Dy: 01212 63 42 D 03636 69 46 xD 01818 93 62 yD Como D = Dx = Dy = 0, o sistema é possível e indeterminado, logo possui mais de uma solução. 02. Resposta: 2 3 /mRm . Segundo a regra de Cramer, devemos ter D ≠ 0, em que: 32 1 32 m m D Assim: 2m -3 ≠ 0 → m ≠ 2 3 Então, os valores reais de m, para que o sistema seja possível e determinado, são dados pelos elementos do conjunto: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 149 2 3 /mRm 03. Resposta: S = {(1, 2, 4)}. Calculemos inicialmente D, Dx, Dy e Dz Como D= -25 ≠ 0, o sistema é possível e determinado e: ;1 25 25 D D x x ;2 25 50 D D y y 4 25 100 D D z z Assim: S = {(1, 2, 4)} e o sistema são possíveis e determinados. 04. Resposta: 3/ mRm . Segundo a regra de Cramer, devemos ter D ≠ 0. Assim:mm m D 423212 13 212 121 D = -5m + 15 Assim: -5m + 15 ≠ 0 → m ≠ 3 Então, os valores reais de m, para que o sistema seja possível e determinado, são dados pelos elementos do conjunto: 3/ mRm 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 150 05. Resposta: 14. Teremos por simples substituição, observando que x = 2, y = 5 e z = p, 6 . 2 – 7 . 5 + 2 . p = 5. Logo, 12 - 35 + 2p = 5. Daí vem imediatamente que 2p = 28 e, portanto, p = 14. 06. Resposta: S = (1,3,15). Podemos escrever: 5α - 2β + γ = 14. Daí, tiramos: γ = 14 - 5α + 2β. Portanto, a solução genérica será o terno ordenado (α, β, 14 - 5α + 2β). Observe que se arbitrando os valores para α e β, a terceira variável ficará determinada em função desses valores. Por exemplo, fazendo-se α = 1, β = 3, teremos: γ = 14 - 5 α + 2 β = 14 – 5 . 1 + 2 . 3 = 15, ou seja, o terno (1, 3, 15) é solução, e assim, sucessivamente. Verificamos, pois que existem infinitas soluções para a equação linear dada, sendo o terno ordenado (α, β, 14 - 5 α + 2 β) a solução genérica. 07. Resposta: m = -10/3. Teremos, expressando x em função de m, na primeira equação: x = (10 + my) / 2 Substituindo o valor de x na segunda equação, vem: 3[(10+my) / 2] + 5y = 8 Multiplicando ambos os membros por 2, desenvolvendo e simplificando, vem: 3(10+my) + 10y = 16 30 + 3my + 10y = 16 (3m + 10)y = -14 y = -14 / (3m + 10) Ora, para que não exista o valor de y e, em consequência não exista o valor de x, deveremos ter o denominador igual a zero, já que, como sabemos, não existe divisão por zero. Portanto, 3m + 10 = 0, de onde se conclui m = -10/3, para que o sistema seja impossível, ou seja, não possua solução. 08. Resposta: E. Como os sistemas são equivalentes, eles possuem a mesma solução. Vamos resolver o sistema: S1: x + y = 1 x - 2y = -5 Subtraindo membro a membro, vem: x - x + y - (-2y) = 1 - (-5). Logo, 3y = 6 \ y = 2. Portanto, como x + y = 1, vem, substituindo: x + 2 = 1 \ x = -1. O conjunto solução é, portanto S = {(-1, 2)}. Como os sistemas são equivalentes, a solução acima é também solução do sistema S2. Logo, substituindo em S2 os valores de x e y encontrados para o sistema S1, vem: a(-1) - b(2) = 5 → - a - 2b = 5 a(2) - b (-1) = -1 → 2 a + b = -1 Multiplicando ambos os membros da primeira equação por 2, fica: -2 a - 4b = 10 Somando membro a membro esta equação obtida com a segunda equação, fica: -3b = 9 \ b = - 3 Substituindo o valor encontrado para b na equação em vermelho acima (poderia ser também na outra equação em azul), teremos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 151 2 a + (-3) = -1 \ a = 1. Portanto, a2 + b2 = 12 + (-3)2 = 1 + 9 = 10. 09. Resposta: S = {(5, 2, 4)}. Teremos: Portanto, pela regra de Cramer, teremos: x1 = D x1 / D = 120 / 24 = 5 x2 = D x2 / D = 48 / 24 = 2 x3 = D x3 / D = 96 / 24 = 4 Logo, o conjunto solução do sistema dado é S = {(5, 2, 4)}. 10. Resposta: 13 ,S 11. Resposta: C. 𝐷 = | 1 2 2 1 3 2 1 2 4 3 | = 3 + 12 + 4 − 3 − 4 − 12 = 0 O sistema pode ser SI (sistema impossível) ou SPI (sistema possível indeterminado) Para ser SI Dx = 0 e SPI Dx 0 𝐷𝑥 = | 3 2 2 2 1 3 2 1 3 4 3 | = 9 2 + 6 + 24 − 9 2 − 6 − 12 = 12 Dx 0, portanto o sistema tem infinitas soluções. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 152 12. Reposta: D. (I) 2a + 3b + 4c = 17 x(-2) (II) 4a + b – 2c = 9 Multiplicamos a primeira equação por – 2 e somamos com a segunda, cancelando a variável a: (I) 2a + 3b + 4c = 17 (II) – 5b – 10c = - 25 : (- 5) Então: (I) 2a + 3b + 4c = 17 (II) b +2c = 5 Um sistema com três variáveis e duas equações é possível e indeterminado (tem infinitas soluções), então fazendo a variável c = α (qualquer letra grega). Substituímos c em (II): b + 2α = 5 b = 5 - 2α substituímos b e c em (I): 2a + 3(5 - 2α) + 4α = 17 2a + 15 - 6α + 4α = 17 2a = 17 – 15 + 6α - 4α 2a = 2 + 2α : (2) a = 1 + α Logo a solução do sistema é a = 1 + α. b = 5 - 2α e c = α, então: a + b + c = 1 + α + 5 - 2α + α = 6 RELAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS NO TRIÂNGULO RETÂNGULO A palavra trigonometria significa: tri (três), gono (ângulo) e metria (medida), traduzido mais ou menos para estudo das medidas de três ângulos. A figura que tem três ângulos chama-se Triângulo. Em todo triângulo retângulo os lados recebem nomes especiais. O maior lado (oposto do ângulo de 90°) é chamado de Hipotenusa e os outros dois lados menores (opostos aos dois ângulos agudos) são chamados de Catetos. Observe a figura: Para estudo de Trigonometria, são definidos no triângulo retângulo, três razões chamadas trigonométricas: seno, cosseno e tangente. - 𝑠𝑒𝑛 = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑎 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 - 𝑐𝑜𝑠 = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑎 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 - 𝑡𝑔 = 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑑𝑜 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 2 Trigonometria - a é a hipotenusa. - b e c são os catetos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 153 No triângulo acima, temos: Como podemos notar, 𝑠𝑒𝑛𝛼 = 𝑐𝑜𝑠𝛽 e 𝑠𝑒𝑛𝛽 = 𝑐𝑜𝑠𝛼. Em todo triângulo a soma dos ângulos internos é igual a 180°. No triângulo retângulo um ângulo mede 90°, então: 90° + α + β = 180° α + β = 180° - 90° α + β = 90° Quando a soma de dois ângulos é igual a 90°, eles são chamados de Ângulos Complementares. E, neste caso, sempre o seno de um será igual ao cosseno do outro. Valores Notáveis A tabela a seguir representa os valores de seno, cosseno e tangente dos ângulos de 30°, 45° e 60°, considerados os três ângulos notáveis da trigonometria. 30° 45° 60° sen 1 2 √2 2 √3 2 cos √3 2 √2 2 1 2 tg √3 3 1 √3 Nestas relações, além do senx e cosx, temos: tg (tangente), cotg (cotangente), sec (secante) e cossec (cossecante). Questões 01. Um avião levanta voo formando um ângulo de 30° com a horizontal. Sua altura, em metros, após ter percorrido 600 m será: (A) 100 (B) 200 (C) 300 (D) 400 (E) 500 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 154 02. (UDESC) Sobre um plano inclinado deverá ser construída uma escadaria. Sabendo-se que cada degrau da escada deverá ter uma altura de 20 cm e que a base do plano inclinado medem 280√3 cm, conforme mostra a figura acima, então, a escada deverá ter: (A) 10 degraus (B) 28 degraus (C) 14 degraus (D) 54 degraus (E) 16 degraus 03. (FUVEST) A uma distância de 40 m, uma torre é vista sob um ângulo 𝛼, como mostra a figura. Sabendo que sen20° = 0,342 e cos20° = 0,940, a altura da torre, em metros, será aproximadamente: (A) 14,552 (B) 14,391 (C) 12,552 (D) 12,391 (E) 16,552 04. (U. Estácio de Sá) Simplificando a expressão 𝑦 = 𝑠𝑒𝑛17º. 𝑐𝑜𝑡𝑔17°. 𝑐𝑜𝑡𝑔73°. 𝑠𝑒𝑐73°, encontramos: (A) – 2 (B) – 1 (C) 2 (D) 1 (E) 5 05. Qual das afirmativas abaixo é falsa: (A) sen3x + cos3x = 1 (B) 𝑡𝑔𝑥 = 𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑐𝑜𝑠𝑥 (C) sen2x + cos2x = 1 (D) 𝑠𝑒𝑐𝑥 = 1 𝑐𝑜𝑠𝑥 (E) 𝑐𝑜𝑠𝑠𝑒𝑐𝑥 = 1 𝑠𝑒𝑛𝑥 06. (SEDUC/RJ - Professor – Matemática – CEPERJ) A figura abaixo mostra o perfil de um muro construído para conter uma encosta pouco estável. A primeira parte da rampa tem 10m de comprimento e inclinação de 25° com a horizontal,e a segunda parte tem 10 m de comprimento e inclinação de 50° com a horizontal. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 155 Considerando sen25° = 0, 42 e cos25° = 0,91, o valor da altura total do muro (h) é, aproximadamente: (A) 11,1m. (B) 11,8m. (C) 12,5m. (D) 13,2m. (E) 13,9m. 07. (EPCAR – Cadete – EPCAR) Uma coruja está pousada em R, ponto mais alto de um poste, a uma altura h do ponto P, no chão. Ela é vista por um rato no ponto A, no solo, sob um ângulo de 30°, conforme mostra figura abaixo. O rato se desloca em linha reta até o ponto B, de onde vê a coruja, agora sob um ângulo de 45° com o chão e a uma distância BR de medida 6√2 metros. Com base nessas informações, estando os pontos A, B e P alinhados e desprezando-se a espessura do poste, pode-se afirmar então que a medida do deslocamento AB do rato, em metros, é um número entre (A) 3 e 4. (B) 4 e 5. (C) 5 e 6. (D) 6 e 7. 08. (Câmara Municipal de Catas Altas/MG - Técnico em Contabilidade – FUMARC) As medidas dos catetos de um triângulo retângulo com a hipotenusa medindo 10 cm e com o seno de um dos ângulos agudos valendo 0,8 são: (A) 5cm e 4cm. (B) 3cm e 5cm. (C) 6cm e 8cm. (D) 4cm e 6cm. Respostas 01. Resposta: C. Do enunciado temos a seguinte figura. 600 m é a hipotenusa e h é o cateto oposto ao ângulo dado, então temos que usar o seno. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 156 sen30° = cat. oposto hipotenusa 1 2 = h 600 → 2h = 600 → h = 600 : 2 = 300 m 02. Resposta: C. Para saber o número de degraus temos que calcular a altura BC̅̅̅̅ do triângulo e dividir por 20 (altura de cada degrau). No triângulo ABC, BC̅̅̅̅ e AC̅̅̅̅ são catetos, a relação entre os dois catetos é a tangente. tg30° = cat.oposto cat.adjacente = BC̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅ AC̅̅ ̅̅ Número de degraus = 280 : 20 = 14 03. Resposta: A. Observando a figura, nós temos um triângulo retângulo, vamos chamar os vértices de A, B e C. Como podemos ver h e 40 m são catetos, a relação a ser usada é a tangente. Porém no enunciado foram dados o sen e o cos. Então, para calcular a tangente, temos que usar a relação fundamental: 𝑡𝑔𝛼 = 𝑠𝑒𝑛𝛼 𝑐𝑜𝛼𝑥 → 𝑡𝑔𝛼 = 0,342 0,940 → tg𝛼 = 0,3638 𝑡𝑔𝛼 = 𝐴𝐶̅̅ ̅̅ 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ → 0,363 = ℎ 40 → h = 40.0,363 → h = 14,552 m 04. Resposta: D. Temos que usar as relações fundamentais. 𝑦 = 𝑐𝑜𝑠17° 𝑠𝑒𝑛73° Sendo 17° + 73° = 90° (ângulos complementares), lembrando que quando dois ângulos são complementares o seno de um deles é igual ao cosseno do outro, resulta que sen73° = cos17°. Então: 𝑦 = 𝑐𝑜𝑠17° 𝑐𝑜𝑠17° = 1 05. Resposta: A. 06. Resposta: B. Observando a figura, temos: h = x + y 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 157 𝑠𝑒𝑛𝑥 = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 e 𝑠𝑒𝑛(2𝑥) = 2. 𝑠𝑒𝑛𝑥. 𝑐𝑜𝑠𝑥 𝑠𝑒𝑛𝑥25º = 𝑥 10 → 0,42 = 𝑥 10 → x = 10.042 → x = 4,2 𝑠𝑒𝑛50º = 𝑦 10 → 𝑠𝑒𝑛(2.25º) = 𝑦 10 → 2. 𝑠𝑒𝑛25º. 𝑐𝑜𝑠25º = 𝑦 10 → 2.0,42.0,91 = 𝑦 10 →0,76 = 𝑦 10 → y = 10.076 → y = 7,6 h = 4,2 + 7,6 = 11,8 07. Resposta: B. Do enunciado temos a seguinte figura: BR = 6√2 𝑠𝑒𝑛45° = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 → √2 2 = ℎ 6√2 → 2ℎ = 6√2. √2 → 2h = 12 → h = 6 O ângulo BRP = 45º, logo o triângulo BRP é isósceles → BP = PR = h = 6 No triângulo APR: 𝑡𝑔30º = 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒 = ℎ 𝑥+6 √3 3 = 6 𝑥+6 → √3. (𝑥 + 6) = 18 → 𝑥 + 6 = 18 √3 . Racionalizando, temos: 𝑥 + 6 = 18.√3 √3.√3 → 𝑥 + 6 = 18√3 3 → 𝑥 + 6 = 6√3 (√3 ≅ 1,7) x = 6.1,7 – 6 x = 10,2 – 6 = 4,2 08. Resposta: C. Pelo enunciado a hipotenusa mede 10 e o seno de um dos ângulos (vamos chamar este ângulo de α) mede 0,8. 𝑠𝑒𝑛 ∝= 𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎 → 0,8 = 𝑥 10 → x = 10.0,8 → x = 8 cm Pelo Teorema de Pitágoras: x2 + y2 = 102 82 + y2 = 100 → 64 + y2 = 100 → y2 = 100 – 64 → y2 = 36 → y = 6 cm 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 158 RELAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS EM UM TRIÂNGULO QUALQUER As relações trigonométricas se restringem somente a situações que envolvem triângulos retângulos. Na situação abaixo, PÔR é um triângulo obtusângulo, então não podemos utilizar das relações trigonométricas conhecidas. Para situações como essa, utilizamos a lei dos senos ou a lei dos cossenos, de acordo com o mais conveniente. Importante sabermos que: sen x = sen (180º - x) cos x = - cos (180º - x) Lei dos senos: Resolvendo a situação da figura, temos: Iremos aplicar a lei dos senos: 100 𝑠𝑒𝑛 120° = 𝑥 𝑠𝑒𝑛 45° ⟶ 100 𝑠𝑒𝑛 60° = 𝑥 𝑠𝑒𝑛 45° Pela tabela de razões trigonométricas: 𝑠𝑒𝑛 45° = √2 2 ∴ 𝑠𝑒𝑛 60° = √3 2 Lei dos cossenos a² = b² + c² - 2.b.c.cosA b² = a² + c² - 2.a.c.cosB c² = a² + b² - 2.a.b.cosC Exemplo: Analise o esquema abaixo: Se optarmos pelo bombeamento da água direto para a casa, quantos metros de cano seriam gastos? x² = 50² + 80² - 2*50*80*cos60º x² = 2500 + 6400 – 8000*0,5 x² = 8900 – 4000 x² = 4900 x = 70 m Seriam gastos 70 metros de cano. Referência brasilescola.com DANTE, Luiz Roberto. Matemática: contexto e aplicações. Vol. Único. 4ª edição. Editora Ática, 2011. DANTE, Luiz Roberto. Projeto VOAZ Matemática.Vol. Único, 1ª, 2ª e 3ª Parte. 4ª edição. São Paulo: Ática, 2015 (Coleção Projeto VOAZ). 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 159 Questões 01. Em um triângulo, os lados de medidas 6√3 cm e 8 cm formam um ângulo de 30º. Qual é a medida do terceiro lado? (A) 4√7 cm (B) √7 cm (C) 3√7 cm (D) 5√7 cm (E) 2√7 cm 02. Qual é o valor do lado oposto ao ângulo de 60º. Observe figura a seguir: (A) √13 (B) 2√13 (C) 3√13 (D) 4√13 (E) 5√13 03. No triângulo abaixo, pede-se determinar o valor de x: (A) √32 𝑐𝑚 (B) √2 𝑐𝑚 (C) 8√2 𝑐𝑚 (D) 8√256 𝑐𝑚 (E) 8√80 𝑐𝑚 04. (Universidade Federal de Viçosa) Dois lados de um terreno de forma triangular medem 15 m e 10 m, formando um ângulo de 60°, conforme a figura abaixo: O comprimento do muro necessário para cercar o terreno, em metros, é: (A) 5(5 + √15) (B) 5(5 + √5) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 160 (C) 5(5 + √13) (D) 5(5 + √11) (E) 5(5 + √7) Respostas 01. Resposta: E. De acordo com a situação, o lado a ser determinado é oposto ao ângulo de 30º. Dessa forma, aplicamos a fórmula da lei dos cossenos da seguinte maneira: x² = (6√3)² + 8² - 2 * 6√3 * 8 * cos 30º x² = 36 * 3 + 64 – 2 * 6√3 * 8 * √3/2 x² = 108 + 64 – 96 * √3 * √3/2 x² = 172 – 48 * 3 x² = 172 – 144 x² = 28 x = 2√7 cm 02. Resposta: B. Pela lei dos cossenos x² = 6² + 8² - 2 * 6 * 8 * cos 60º x² = 36 + 64 – 96 * 1/2 x² = 100 – 48 x² = 52 √x² = √52 x = 2√13 03. Resposta: C. Pela lei dos senos: 𝑥 𝑠𝑒𝑛45° = 8 𝑠𝑒𝑛30° 𝑥. 𝑠𝑒𝑛30° = 8. 𝑠𝑒𝑛45° 𝑥. 1 2 = 8. √2 2 𝑥 = 8√2 𝑐𝑚 04. Resposta: E. O comprimento do muro necessário para cercar o terreno é igual ao seu perímetro. Para esse cálculo, basta somar os comprimentos do lado do triângulo. 10 + 15 + x O valor de x pode ser encontrado por meio da lei dos cossenos: x2 =102 + 152 – 2·10·15·cos 60° x2 = 100 + 225 – 2·150·cos 60° x2 = 325 – 300·1/2 x2 = 325 – 150 x2 = 175 x = √175 (Basta decompor o 175 em fatores primos) x = √52. 7 x = 5√7 Logo, a soma que representa o perímetro desse triângulo é: 10 + 15 + x 25 + 5√7 5·5 + 5√7 5(5 + √7) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 161 CICLO TRIGONOMÉTRICO Dada uma circunferência trigonométrica contendo o ponto A=(1,0) e um número real x, existe sempre um arco orientado AM sobre esta circunferência, cuja medida algébrica corresponde a x radianos. Seno: No plano cartesiano, consideremos uma circunferência trigonométrica, de centro em (0,0) e raio unitário. Seja M=(x',y') um ponto desta circunferência, localizado no primeiro quadrante, este ponto determina um arco AM que corresponde ao ângulo central a. A projeção ortogonal do ponto M sobre o eixo OX determina um ponto C=(x',0) e a projeção ortogonal do ponto M sobre o eixo OY determina outro ponto B=(0,y'). A medida do segmento OB coincide com a ordenada y' do ponto M e é definida como o seno do arco AM que corresponde ao ângulo a, denotado por sen(AM) ou sen(a). Como temos várias determinações para o mesmo ângulo, escreveremos sen(AM)=sen(a)=sen(a+2k )=y' Para simplificar os enunciados e definições seguintes, escreveremos sen(x) para denotar o seno do arco de medida x radianos. Cosseno: O cosseno do arco AM correspondente ao ângulo a, denotado por cos(AM) ou cos(a), é a medida do segmento 0C, que coincide com a abscissa x' do ponto M. Como antes, existem várias determinações para este ângulo, razão pela qual, escrevemos cos(AM) = cos(a) = cos(a+2k ) = x' Tangente: Seja a reta t tangente à circunferência trigonométrica no ponto A=(1,0). Tal reta é perpendicular ao eixo OX. A reta que passa pelo ponto M e pelo centro da circunferência intersecta a reta tangente t no ponto T=(1,t'). A ordenada deste ponto T, é definida como a tangente do arco AM correspondente ao ângulo a. Assim a tangente do ângulo a é dada pelas suas várias determinações: tan(AM) = tan(a) = tan(a+k ) = µ(AT) = t' Podemos escrever M=(cos(a),sen(a)) e T=(1,tan(a)), para cada ângulo a do primeiro quadrante. O seno, o cosseno e a tangente de ângulos do primeiro quadrante são todos positivos. Um caso particular importante é quando o ponto M está sobre o eixo horizontal OX. Neste caso: cos(0)=1, sen(0)=0 e tan(0)=0 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 162 Ampliaremos estas noções para ângulos nos outros quadrantes Ângulos no segundo quadrante Se na circunferência trigonométrica, tomamos o ponto M no segundo quadrante, então o ângulo a entre o eixo OX e o segmento OM pertence ao intervalo /2<a< . Do mesmo modo que no primeiro quadrante, o cosseno está relacionado com a abscissa do ponto M e o seno com a ordenada deste ponto. Como o ponto M=(x,y) possui abscissa negativa e ordenada positiva, o sinal do seno do ângulo a no segundo quadrante é positivo, o cosseno do ângulo a é negativo e a tangente do ângulo a é negativa. Outro caso particular importante é quando o ponto M está sobre o eixo vertical OY e neste caso: cos( /2)=0 e sen( /2)=1 A tangente não está definida, pois a reta OM não intercepta a reta t, pois elas são paralelas. Ângulos no terceiro quadrante O ponto M=(x,y) está localizado no terceiro quadrante, o que significa que o ângulo pertence ao intervalo: <a<3 /2. Este ponto M=(x,y) é simétrico ao ponto M'=(-x,-y) do primeiro quadrante, em relação à origem do sistema, indicando que tanto a sua abscissa como a sua ordenada são negativos. O seno e o cosseno de um ângulo no terceiro quadrante são negativos e a tangente é positiva. Em particular, se a= radianos, temos que cos( )= - 1, sen( )=0 e tg( )=0 Ângulos no quarto quadrante O ponto M está no quarto quadrante, 3 /2<a< 2 . O seno de ângulos no quarto quadrante é negativo, o cosseno é positivo e a tangente é negativa. Quando o ângulo mede 3 /2, a tangente não está definida pois a reta OP não intercepta a reta t, estas são paralelas. Quando a=3 /2, temos: cos(3 /2)=0, sen(3 /2)=-1 Simetria em relação ao eixo OX Em uma circunferência trigonométrica, se M é um ponto no primeiro quadrante e M' o simétrico de M em relação ao eixo OX, estes pontos M e M' possuem a mesma abscissa e as ordenadas possuem sinais opostos. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 163 Sejam A=(1,0) um ponto da circunferência, a o ângulo correspondente ao arco AM e b o ângulo correspondente ao arco AM', obtemos: sen(a) = - sen(b) cos(a) = cos(b) tg(a) = - tg(b) Simetria em relação ao eixo OY Seja M um ponto da circunferência trigonométrica localizado no primeiro quadrante, e seja M' simétrico a M em relação ao eixo OY, estes pontos M e M' possuem a mesma ordenada e as abscissa são simétricas. Sejam A=(1,0) um ponto da circunferência, a o ângulo correspondente ao arco AM e b o ângulo correspondente ao arco AM'. Desse modo: sen(a) = sen(b) cos(a) = - cos(b) tg(a) = - tg(b) Simetria em relação à origem Seja M um ponto da circunferência trigonométrica localizado no primeiro quadrante, e seja M' simétrico de M em relação a origem, estes pontos M e M' possuem ordenadas e abscissas simétricas. Sejam A=(1,0) um ponto da circunferência, a o ângulo correspondente ao arco AM e b o ângulo correspondente ao arco AM'. Desse modo: sen(a) = -sen(b) cos(a) = - cos(b) tg(a) = tg(b) Senos e cossenos de alguns ângulos notáveis Uma maneira de obter o valor do seno e cosseno de alguns ângulos que aparecem com muita frequência em exercícios e aplicações, sem necessidade de memorização, é através de simples observação no círculo trigonométrico. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 164 Primeira relação fundamental Uma identidade fundamental na trigonometria, que realiza um papel muito importante em todas as áreas da Matemática e também das aplicações é: sin²(a) + cos²(a) = 1 que é verdadeira para todo ângulo a. Necessitaremos do conceito de distância entre dois pontos no plano cartesiano, que nada mais é do que a relação de Pitágoras. Sejam dois pontos, A=(x',y') e B=(x",y"). Definimos a distância entre A e B, denotando-a por d(A,B), como: Se M é um ponto da circunferência trigonométrica, cujas coordenadas são indicadas por (cos(a),sen(a)) e a distância deste ponto até a origem (0,0) é igual a 1. Utilizando a fórmula da distância, aplicada a estes pontos, d(M,0)=[(cos(a)-0)²+(sen(a)-0)²]1/2, de onde segue que 1=cos²(a)+sin²(a). Segunda relação fundamental Outra relação fundamental na trigonometria, muitas vezes tomada como a definição da função tangente, é dada por: tg(a) = sen(a) cos(a) Deve ficar claro, que este quociente somente fará sentido quando o denominador não se anular. Se a=0, a= ou a=2 , temos que sen(a)=0, implicando que tg(a)=0, mas se a= /2 ou a=3 /2, segue que cos(a)=0 e a divisão acima não tem sentido, assim a relação tg(a)=sen(a)/cos(a) não é verdadeira para estes últimos valores de a. Para a 0, a , a 2 , a /2 e a 3 /2, considere novamente a circunferência trigonométrica na figura seguinte. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 165 Os triângulos OMN e OTA são semelhantes, logo: AT MN = OA ON Como AT=|tg(a)|, MN=|sen(a)|, AO = 1 e ON = |cos(a)|, para todo ângulo a, 0 < a < 2 com a /2 e a 3 /2 temos tg(a) = sen(a) cos(a) Seno, cosseno e tangente da soma e da diferença Na circunferência trigonométrica, sejam os ângulos a e b com 0<a<2 e 0<b<2 , a>b, então;sen(a+b) = sen(a)cos(b) + cos(a)sen(b) cos(a+b) = cos(a)cos(b) - sen(a)sen(b) Dividindo a expressão de cima pela de baixo, obtemos: tg(a+b)= sen(a)cos(b)+cos(a)sen(b) cos(a)cos(b)-sen(a)sen(b) Dividindo todos os quatro termos da fração por cos(a).cos(b), segue a fórmula: tg(a+b)= tg(a) + tg(b) 1 - tg(a)tg(b) Como sen(a-b) = sen(a).cos(b) - cos(a).sen(b) cos(a-b) = cos(a).cos(b) + sen(a).sen(b) podemos dividir a expressão de cima pela de baixo, para obter: tg(a-b)= tg(a) - tg(b) 1 + tg(a)tg(b) Arcos côngruos (ou congruentes) Os arcos no círculo trigonométrico possuem origem e extremidade. Uma volta completa no círculo trigonométrico corresponde a 360º ou 2π rad. mas nem todos os arcos possuem o mesmo comprimento, pois eles podem ter número de voltas completas diferentes. Com isso podemos definir que: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 166 1º quadrante: abscissa positiva e ordenada positiva → 0º < α < 90º. 2º quadrante: abscissa negativa e ordenada positiva → 90º < α < 180º. 3º quadrante: abscissa negativa e ordenada negativa → 180º < α < 270º. 4º quadrante: abscissa positiva e ordenada negativa → 270º < α < 360º. Dois arcos são côngruos (ou congruentes) quando têm a mesma extremidade e diferem entre si apenas pelo número de voltas inteiras. Uma regra prática e eficiente para determinar se dois arcos são côngruos consiste em verificar se a diferença entre eles é um número divisível ou múltiplo de 360º, isto é, a diferença entre as medidas dos arcos dividida por 360º precisa ter resto igual a zero. Exemplo: Verificar se os arcos de medidas 6230º e 8390º são côngruos. 8390º – 6230º = 2160 2160º / 360º = 6 e resto igual a zero. Portanto, os arcos medindo 6230º e 8390º são côngruos. De maneira geral: a) Se um arco mede α graus, a expressão geral dos arcos côngruos a ele é dada por αº + k.360º, com k ϵ Z. b) Se um arco mede α radianos, a expressão geral dos arcos côngruos a ele é dada por α + 2kπ, com k ϵ Z. Exemplos: 1) Um móvel partindo do ponto A, origem dos arcos, percorreu um arco de 1690°. Quantas voltas completas deu e qual quadrante parou? Logo, o móvel deu 4 voltas completas no sentido anti-horário. Como 180º < 250º < 270º, o móvel parou no 3º quadrante. 2) Verifique se são côngruos os seguintes arcos: 22π/5 rad e 52π/5 rad. 22𝜋 5 2𝜋 = 22 10 = 20 10 + 2 10 = 2 + 1 5 22𝜋 5 = (2 + 1 5 ) . 2𝜋 = 4𝜋 + 2𝜋 5 = 2.2𝜋 + 2𝜋 5 52𝜋 5 2𝜋 = 52 10 = 50 10 + 2 10 = 5 + 1 5 52𝜋 5 = (5 + 1 5 ) . 2𝜋 = 10𝜋 + 2𝜋 5 = 5.2𝜋 + 2𝜋 5 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 167 Os arcos são côngruos, pois ambos são expressos pela forma 2𝜋 5 + 2𝑘𝜋. Referência GIOVANNI, José Ruy; BONJORNO, José Roberto; GIOVANNI JR, José Ruy – Matemática Fundamental – 2º grau Volume Único – FTD - São Paulo: 1994 Questões 01. ( MF – Analista de Finanças e Controle – ESAEF) Se um arco mede α graus, a expressão geral dos arcos côngruos a ele é dada por α + k 360° , onde k é um número inteiro. Por outro lado, se um arco mede α radianos, a expressão geral dos arcos côngruos a ele é dada por α + 2 kπ, onde k é um número inteiro. Um móvel A, partindo do ponto de origem dos arcos de uma circunferência trigonométrica, percorreu um arco de 1690 graus. O móvel B, partindo deste mesmo ponto de origem, percorreu um arco de 35π⁄8 radianos. Desse modo, pode-se afirmar que o móvel: (A) A deu 4 voltas no sentido anti-horário e parou no I quadrante. (B) A deu 4 voltas no sentido horário e parou no III quadrante. (C) B deu 2 voltas completas no sentido anti-horário e parou no I quadrante. (D) B deu 2 voltas completas no sentido horário e parou no I quadrante. (E) independente do número de voltas, os móveis A e B pararam no primeiro quadrante. 02. (PETROBRAS – Técnico de Estabilidade Junior – CESGRANRIO) No ciclo trigonométrico de centro O, representado na figura, os ângulos PÔB e QÔS são congruentes, e o arco AP, tomado no sentido anti-horário, mede 164°. Reduzindo-se o arco AQ ao primeiro quadrante, o valor encontrado será igual a (A) 16° (B) 24° (C) 64° (D) 74° (E) 86° 03. (Marinha – Fuzileiro Naval – Marinha) Qual é o menor ângulo formado entre os ponteiros de um relógios quando são exatamente 7 horas? (A) 210° (B) 180° (C) 165° (D) 150° (E) 120° 04. (PETROBRAS – Técnico de Estabilidade Junior – CESGRANRIO) Se o arco AQ mede 294°, o arco PS mede: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 168 (A) 114° (B) 156° (C) 164° (D) 204° (E) 246° Respostas 01. Resposta: C. Basta reduzirmos a primeira volta ambos os ângulos. 1690° = 250° + 4.360, ou seja deu quatro voltas no sentido anti-horário e parou no 3° quadrante. 35π⁄8 = 32π⁄8 + 3π⁄8 . Ou seja, ele deu 2 voltas completas no sentido anti-horário e parou no 1° quadrante. 02. Resposta: D. Observe que o arco AB possui 180°, Como o arco AP = 164°, nos resta que PB = 180° – 164° = 16°, portanto QS = 16°, temos que AQ = 270° - 16° = 254°, como a questão pede para encontrar no primeiro quadrante devemos fazer 254° – 180° = 74° 03. Resposta: D. Observe que no relógio temos 12 horas, como uma volta completa é de 360°, ao dividirmos por 12 obtemos 30° então para cada hora possuímos 30 graus. No exercício, o menor ângulo formado pelos ponteiros do relógio de 7 para 12 temos 5 horas, logo 5 . 30 = 150°. 04. Resposta: B. Como AQ = 294°, QA (no sentido anti-horário) = 360° – 294° = 66°, mas de P até o ponto onde temos no ciclo 180° possui o mesmo valor (66°) Então o arco PS = 66° + 90° = 156° FUNÇÃO TRIGONOMÉTRICA No círculo trigonométrico temos arcos que realizam mais de uma volta, considerando que o intervalo do círculo é [0, 2π], por exemplo, o arco dado pelo número real x = 5π/2, quando desmembrado temos: x = 5π/2 = 4π/2 + π/2 = 2π + π/2. Note que o arco dá uma volta completa (2π = 2*180º = 360º), mais um percurso de 1/4 de volta (π/2 = 180º/2 = 90º). Podemos associar o número x = 5π/2 ao ponto P da figura, o qual é imagem também do número π/2. Existem outros infinitos números reais maiores que 2π e que possuem a mesma imagem. Observe: 9π/2 = 2 voltas e 1/4 de volta 13π/2 = 3 voltas e 1/4 de volta 17π/2 = 4 voltas e 1/4 de volta 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 169 Podemos generalizar e escrever todos os arcos com essa característica na seguinte forma: π/2 + 2kπ, onde k Є Z. E de uma forma geral abrangendo todos os arcos com mais de uma volta, x + 2kπ. Estes arcos são representados no plano cartesiano através de funções circulares como: função seno, função cosseno e função tangente. Características da função seno É uma função f : R → R que associa a cada número real x o seu seno, então f(x) = senx. O sinal da função f(x) = senx é positivo no 1º e 2º quadrantes, e é negativo quando x pertence ao 3º e 4º quadrantes. Observe: Gráfico da função f(x) = senx Características da função cosseno É uma função f : R → R que associa a cada número real x o seu cosseno, então f(x) = cosx. O sinal da função f(x) = cosx é positivo no 1º e 4º quadrantes, e é negativo quando x pertence ao 2º e 3º quadrantes. Observe: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 170 Gráfico da função f(x) = cosx Características da função tangente É uma função f : R → R queassocia a cada número real x a sua tangente, então f(x) = tgx. Para os ângulos de 90º, 270º e depois correspondentes a estes fora da primeira volta, a tangente deles não existe!!! Sinais da função tangente: - Valores positivos nos quadrantes ímpares. - Valores negativos nos quadrantes pares. - Crescente em cada valor. Gráfico da função tangente Função trigonométrica inversa As funções trigonométricas não são invertíveis em todo o seu domínio. Mas, para cada uma delas, podemos restringir o domínio de forma conveniente e definir uma função inversa. - A função inversa do seno, denotada por arcsen, é definida como: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 171 - Gráfico do Domínio e Imagem do Arsec - A função inversa do cosseno, denotada por arccos, é definida como: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 172 - Gráfico do Domínio e Imagem do Arccos - A função inversa da tangente, denotada por arctan, é definida como: - Gráfico do Domínio e Imagem do Arctan Referências brasilescola.com uff.br/webmat 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 173 Questões 01. (IFB – Professor de Matemática – IFB/2017) As funções senoides por serem periódicas são muito utilizadas nos cálculos de movimentos de marés, movimentos de pêndulos, sinais de ondas sonoras e luminosas, etc. A função representa o movimento de maré de uma localidade na região norte do Brasil. Em relação à função dada, assinale as afirmações dadas a seguir como VERDADEIRAS com (V) ou FALSAS com (F). ( ) É uma função periódica e seu período é 2π. ( ) Sua imagem é o intervalo [−1,1]. ( ) O domínio é o conjunto dos números reais. ( ) É uma função periódica e seu período é π. ( ) Se anula em infinitos valores para x. Assinale a alternativa que contém a sequência CORRETA de cima para baixo. (A) F, V, V, V, F (B) F, F, V, V, V (C) V, F, F, V, V (D) F, V, F, V, V (E) V, F, V, F, V 02. (IF/SC – Professor de Matemática – IF/SC) Dada a função f (x) = sen x - cos x, quantos zeros tem a função no intervalo (A) nenhum (B) um (C) dois (D) três (E) quatro 03. Qual o domínio e o conjunto imagem da função y = arcsen 4x? (A) D = [-1/4, 1/4] e Im = [-pi /2, pi /2]. (B) D = [-1/2, 1/2] e Im = [-pi /4, pi /4]. (C) D = [-1/4, 1/4] e Im = [-pi /4, pi /4]. (D) D = [-1/2, 1/2] e Im = [-pi /6, pi /6]. 04. Qual é o valor de y = tg(arcsen 2/3)? (A) ( √ 3 5 3 ) (B) (1/2) (C) ( √ 1 2 5 ) (D) ( √ 5 3 5 ) 05. Qual é o valor da equação 2*sen(3x) + 1 = 0? (A) S = {x E R/x = π/3 + kπ/3 ou x = - π/3 + kπ/3, k E Z} (B) S = {x E R/x = 7π/18 + 2kπ/3 ou x = - π/18 + 2kπ/3, k E Z} (C) S = {x E R/x = 7π/8 + kπ/3 ou x = - π/8 + kπ/3, k E Z} (D) S = {x E R/x = 7π/18 + 2kπ/6 ou x = - π/18 + 2kπ/6, k E Z} 06. Qual é o conjunto solução da equação sen (5x) + sen (2x) = 0? (A) x = π/ 6 + 2kπ/ 3, k E Z. (B) x = π/ 6 + kπ/ 3, k E Z. (C) x = π/ 3 + kπ/ 3, k E Z. (D) x = π/ 3 + 2kπ/ 3, k E Z. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 174 Respostas 01. Resposta: B. O período de uma função y = a+b*sen(cx+d) é simplesmente 2pi/c, assim o período da função em específico é pi. Logo a primeira afirmativa é FALSA. A imagem da função pode ser encontrada considerando que toda função seno está entre -1 e 1. Veja: -1 ≤ sen(2x+pi/2) ≤ 1 -3 ≤ 3sen(2x+pi/2) ≤ 3 -2 ≤ 1+3sen(2x+pi/2) ≤ 4 Assim, Im(f(x)) = [-2, 4]. Ou seja, a segunda afirmação também é FALSA. Analisando as afirmações só nos resta a alternativa B como resposta. 02. Resposta: D. Observe que para a função dar zero, temos que ter senx = cosx, assim temos o ângulo de 45° e seus correspondentes no 2°, 3° e 4° quadrantes, mas precisamos ficar atentos a alguns fatos: - A função é no intervalo de 0 à 3pi, ou seja, uma volta e meia no círculo; - os sinais de seno e cosseno variam de acordo com o quadrante: 1ºQ: senx = + e cosx = + 2°Q: senx = + e cosx = - (não serve pois o seno e cosseno devem ser iguais) 3ºQ: senx = - e cosx = - 4°Q: senx = - e cosx = + (não serve, pois o seno e cosseno devem ser iguais) Então as soluções estão no 1° e 3° quadrantes, mas o intervalo é de uma volta e meia, assim passa pelo primeiro quadrante 2 vezes e 1 vez pelo terceiro quadrante, portanto possui 3 soluções. 03. Resposta: A. Podemos escrever: 4x = seny. Daí, vem: Para x: -1 < 4x < 1, ou seja, -1/4 < x < 1/4. Portanto, Domínio = D = [-1/4, 1/4].Para y: Da definição vista acima, deveremos ter -pi /2 < y < pi /2. Resposta: D = [-1/4, 1/4] e Im = [-pi /2, pi /2]. 04. Resposta: D. Seja w = arcsen 2/3. Podemos escrever senw = 2/3. Precisamos calcular o cosw. Vem: sen2w + cos2w = 1 (Relação Fundamental da Trigonometria). Substituindo o valor de senw vem: (2/3)2 + cos2w = 1 de onde conclui-se: cos2w = 1 – 4/9 = 5/9. Logo: cosw = ± √5 / 3. Mas como w = arcsen 2/3, sabemos que o arco w pode variar de –90º a +90º, intervalo no qual o coseno é positivo. Logo: cosw = +√5 / 3. Temos então: y = tg(arcsen 2/3) = tgw = senw / cosw = [(2/3) / (√5 / 3)] = 2/√5 / 3 Racionalizando o denominador, vem finalmente y = (√5 / 3)/ 5 que é o valor de y procurado. 05. Resposta: B. Seja 2*sen(3x) + 1 = 0 A solução é 3x = 7π/6 rad, pois sen 7π/6 = - 1/2. Assim, temos: sen 3x = sen 7π/6 Então: 3x = 7π/6 + 2kπ ou 3x = - π/6 + 2kπ , k E R. x = 7π/18 + 2kπ/3 ou x = - π/18 + 2kπ/3 Concluímos que o conjunto solução é: S = {x E R/x = 7π/18 + 2kπ/3 ou x = - π/18 + 2kπ/3, k E Z} 06. Resposta: D. Observe que é possível transformar o 1º membro em um produto; além disso, o 2º membro é zero. Assim sendo, lembrando que sen p + sen q = 2*sen p + q / 2* cos p - q / 2, temos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 175 2*sen 5x + 2x /2*cos 5x - 2x /2 = 0 sen 7x / 2*cos3x /2 = 0 sen 7x/ 2 = 0 ou cos 3x /2 = 0 Para sen 7x/ 2 = sen 0, temos: 7x/ 2 = kπ, k E Z. Portanto: 7x = 2kπ x = 2kπ / 7, k E Z Para cos 3x/ 2 = cos π/2, temos: 3x / 2 = π/ 2 + kπ, k E Z. Então: 3x = π + 2kπ x = π/ 3 + 2kπ/ 3, k E Z. O conjunto solução é: S = {x E R/ x = π/3 + 2kπ/ 3 ou x = 2kπ/ 7, k E Z} Obs.: esse mesmo problema poderia ser resolvido assim: sen (5x) + sen (2x) = 0 sen (5x) = - sen (2x) como: - sen (2x) = sen (- 2x) desse modo temos: 5x = - 2x + 2kπ ou 5x = π - (-2x) + 2kπ, k E Z, daí obtemos: x = 2kπ/ 7 ou x = π/ 3 + 2kπ/ 3, k E Z EQUAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS Para que exista uma equação qualquer é preciso que tenha pelo menos uma incógnita e uma igualdade. Agora, para ser uma equação trigonométrica é preciso que, além de ter essas características gerais, é preciso que a função trigonométrica seja a função de uma incógnita. sen x = cos 2x sen 2x – cos 4x = 0 4 . sen3 x – 3 . sen x = 0 São exemplos de equações trigonométricas, pois a incógnita pertence à função trigonométrica. x2 + sen 30° . (x + 1) = 15 Esse é um exemplo de equação do segundo grau e não de uma equação trigonométrica, pois a incógnita não pertence à função trigonométrica. Grande parte das equações trigonométricas é escrita na forma de equações trigonométricas elementares ou equações trigonométricas fundamentais, representadas da seguinte forma: sen x = sen α cos x = cos α tg x = tg α Cada uma dessas equações acima possui um tipo de solução, ou seja, de um conjunto de valores que a incógnita deverá assumir em cada equação. Resolução da 1ª equação fundamental - sen x = sen α Para que dois arcos x e α da primeira volta possuam o mesmo seno, é necessário que suasextremidades estejam sobre uma única horizontal. Podemos dizer também que basta que suas extremidades coincidam ou sejam simétricas em relação ao eixo dos senos. Assim, os valores de x que resolvem a equação sen x = sen α (com α conhecido) são x = α ou x = π- α. Veja a figura: - cos x = cos α Para que x e α possuam o mesmo cosseno, é necessário que suas extremidades coincidam ou sejam simétricas em relação ao eixo dos cossenos, ou, em outras palavras, que ocupem no ciclo a mesma vertical. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 176 Nessas condições, com α dado, os valores de x que resolvem a equação cos x = cos α são: x = a ou x = 2π- α. - tg x = tg α Dois arcos possuem a mesma tangente quando são iguais ou diferem π radianos, ou seja, têm as extremidades coincidentes ou simétricas em relação ao centro do ciclo. Assim temos x = α ou x = α ±π como raízes da equação tg x = tg α Solução geral de uma equação Quando resolvemos uma equação considerando o conjunto universo mais amplo possível, encontramos a sua solução geral. Essa solução é composta de todos os valores que podem ser atribuído à incógnita de modo que a sentença se torne verdadeira. Exemplo: Ao resolver a equação sen x = ½ no conjunto dos reais ( U=R), fazemos: sen x = ½ sen x = sen π/6 ⌊𝑥 = 𝜋 6 + 2𝑘𝜋 𝑜𝑢 𝑥 = 5𝜋 6 + 2𝑘𝜋, 𝑘 ∈ 𝑍 Obtendo todos os arcos x (por meio da expressão geral dos arcos x) que tornam verdadeira a sentença sen x = ½ Portanto: S = { x ϵ R | x = π/6 + 2kπ ou x = 5π/6 + 2kπ, k ϵ Z) Referências IEZZI, Gelson - Matemática- Volume Único http://www.mundoeducacao.com www.brasilescola.com.br Questões 01. (Bombeiros MG) As soluções da equação trigonométrica sem(2x) – 1/2 = 0, que estão na primeira determinação são: (A) x = π/12 ou x = 3π/24 (B) x = π/12 ou x = 5π/12 (C) x = π/6 ou x = 3π/12 (D) x = π/6 ou x = 5π/24 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 177 02. (PC/ES - Perito Criminal Especial – CESPEUnB) Considerando a função f(x) = senx - √3 cosx, em que o ângulo x é medido em graus, julgue o item seguinte: f(x) = 0 para algum valor de x tal que 230º < x < 250º. ( ) Certo ( )Errado 03. (PREVIC - Técnico Administrativo – Básicos – CESPEUnB) Em um estudo da interação entre caça e predador, tanto a quantidade de predador quanto a quantidade de caça foram modeladas por funções periódicas do tempo. No início dos anos 2000, a quantidade de predadores em certa região, em milhares, era dada pela função P(t) = 5 + 2cos( 𝜋𝑡 12 )em que o tempo t é considerado em meses. A partir dessa situação, julgue o item seguinte. O gráfico abaixo corresponde à função: P (t), 0 ≤ t ≤ 35. ( )Certo ( )Errado 04. (UNIPAR) A soma de todas as raízes da equação 3 1−𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 4, no intervalo 0 ≤ x ≤ 2π, é igual a: (A) 5π (B) 4π (C) 3π (D) 2π (E) π 05. (FGV) Estima-se que, em 2009, a receita mensal de um hotel tenha sido dada (em milhares de reais) por 𝑅(𝑡) = 3000 + 1500. 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜋𝑡 6 ), em que t = 1 representa o mês de janeiro, t = 2 o mês de fevereiro e assim por diante. A receita de março foi inferior à de fevereiro em: (A) R$ 850.000,00 (B) R$ 800.000,00 (C) R$ 700.000,00 (D) R$ 750.000,00 (E) R$ 650.000,00 Resposta 01. Resposta: B Temos então: sem(2x) = 1/2 Os arcos cujo seno é 1/2 são π/6 e 5π/6. Resolvendo: 2x = π/6 x = π/12 ou 2x = 5π/6 x = 5π/12 02. Resposta: Certo Sendo 𝑓(𝑥) = 𝑠𝑒𝑛𝑥 − √3. 𝑐𝑜𝑠𝑥, então para f(x) = 0, temos: 𝑠𝑒𝑛𝑥 − √3. 𝑐𝑜𝑠𝑥 = 0 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 178 𝑠𝑒𝑛𝑥 = √3. 𝑐𝑜𝑠𝑥 (passar o 𝑐𝑜𝑠𝑥 dividindo para o 1° membro) 𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑐𝑜𝑥 = √3 (das relações fundamentais temos que 𝑡𝑔𝑥 = 𝑠𝑒𝑛𝑥 𝑐𝑜𝑠𝑥 ) 𝑡𝑔𝑥 = √3 Verificando no ciclo quais ângulos tem este valor de tangente: x = 60° ou x = 240° 03. Resposta: Errado P(t) = 5 + 2. cos ( πt 12 ) Se t = 0: P(0) = 5 + 2. cos ( π.0 12 ) P(0) = 5 + 2. cos0 , sabendo que cos0 = 1: P(0) = 5 + 2.1 P(0) = 5 + 2 = 7 se t = 0 P = 7, temos o ponto de início do gráfico sendo (0, 7) e não (0, 5) como está no gráfico. 04. Resposta: B 3 1−𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 4 3 = 4. (1 − 𝑐𝑜𝑠2𝑥) 3 = 4 − 4𝑐𝑜𝑠2𝑥 4𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 4 − 3 4𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 4 𝑐𝑜𝑠𝑥 = ±√ 1 4 𝑐𝑜𝑠𝑥 = ± 1 2 Os ângulos que tem cosseno igual a mais ou menos ½ são: π/3, 2π/3, 4π/3 e 5π/3. 𝜋 3 + 2𝜋 3 + 4𝜋 3 + 5𝜋 3 = = 𝜋+2𝜋+4𝜋+5𝜋 3 = 12π 3 = 4𝜋 05. Resposta: D Lembrando que 𝜋 6 = 180° 6 = 30° R(t) = 3000 + 1500.cos(30°.t) No mês de fevereiro: t = 2 R(2) = 3000 + 1500.cos(30°.2) R(2) = 3000 + 1500. cos60° R(2) = 3000 + 1500.1/2 R(2) = 3000 + 750 = 3.750 No mês de março: t = 3 R(3) = 3000 + 1500.cos(30°.3) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 179 R(3) = 3000 + 1500.cos90° R(3) = 3000 + 1500.0 R(3) = 3.000 Logo, a receita em março foi menor em: 3.750 – 3.000 = 750. No enunciado foi dito que a fórmulas está em milhares de reais, portanto, R$ 750.000,0 INEQUAÇÃO TRIGONOMÉTRICA Inequação trigonométrica será onde teremos os sinais da desigualdades, e algum valor trigonométrico, por exemplo: Senx> -1 Cosx≤ 1 tgx≥-2 Vejamos os seis tipos de inequações trigonométricas fundamentais: 1° tipo) sen x > n (sen x ≥ n) Seja n o seno de um arco y qualquer, tal que 0 ≤ n < 1. Se sen x > n, então todo x entre y e π – y é solução da inequação, assim como podemos ver na parte destacada de azul na figura a seguir: Representação da solução da inequação trigonométrica do tipo sen x > n A solução dessa inequação pode ser dada na primeira volta do ciclo trigonométrico como S = { x | y < x < π – y}. Para estender essa solução para o conjunto dos reais, podemos afirmar que S = { x | y + 2kπ < x < π – y + 2kπ, k } ou S = { x | y + 2kπ < x < (2k + 1)π – y, k } 2° tipo) sen x < n (sen x ≤ n) Se sen x < n, então a solução é dada por dois intervalos. A figura a seguir representa essa situação: Representação da solução da inequação trigonométrica do tipo sen x < n Na primeira volta do ciclo, a solução pode ser dada como S = { x | 0 ≤ x ≤ y ou π – y ≤ x ≤ 2π} . No conjunto dos reais, podemos afirmar que S = { x | 2kπ ≤ x < y + 2kπ ou π – y + 2kπ ≤ x ≤ (k + 1).2π, k }. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 180 3° tipo) cos x > n (cos x ≥ n) Seja n o cosseno de um arco y, tal que – 1 < n < 1. A solução deve ser dada a partir de dois intervalos: 0 ≤ n < 1 ou – 1 < n ≤ 0. Veja a figura a seguir: Representação da solução da inequação trigonométrica do tipo cos x > n Para que a solução dessa inequação esteja na primeira volta do ciclo trigonométrico, devemos apresentar S = { x | 0 ≤ x < y ou 2π – y ≤ x < 2π }. Para estender essa solução para o conjunto dos reais, podemos dizer que S = { x | 2kπ ≤ x < π + 2kπ ou 2π – y + 2kπ < x < (k + 1).2π, k }. 4° tipo) cos x < n (cos x ≤ n) Nesses casos, há apenas um intervalo e uma única solução. Observe a figura a seguir: Representação da solução da inequação trigonométrica do tipo cos x < n Na primeira volta do ciclo, a solução é S = { x | y < x < 2π – y}. No conjunto dos reais, a solução é S = { x | y + 2kπ < x < 2π – y + 2kπ, k }. 5° tipo) tg x > n (tg x ≥ n) Seja n a tangente de um arco y qualquer, tal que n > 0. Se tg x > n, há duas soluções como podemos ver na figura: Representaçãoda solução da inequação trigonométrica do tipo tg x > n 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 181 A solução dessa inequação pode ser dada no conjunto dos reais como S = { x | y + 2kπ < x < π/2 + 2kπ ou y + π + 2kπ < x < 3π/2 + 2kπ}. Na primeira volta do ciclo, temos: S = { x | y < x < π/2 ou y + π < x < 3π/2, k }. 6° tipo) tg x < n (tg x ≤ n) Esse caso é semelhante ao anterior. Se n > 0, temos: Representação da solução da inequação trigonométrica do tipo tg x < n Na primeira volta do ciclo, temos como solução: S = { x | 0 ≤ x < y ou π/2 < x < y + π ou 3π/2 < x < 2π}. No conjunto dos reais a solução é S = { x | kπ ≤ x < y + kπou π/2 + kπ < x < (k + 1).π, k }. Questões Considere o intervalo [0;2π], para resolver as inequações em “x” nos exercícios 01 e 02 01. O conjunto solução da inequação 2cosx ≤ 1 é? (A) S = {x IR/ π 3 ≥ x ≥ 5π 3 } (B) S = {x IR/ π 3 ≤ x ≤ 5π 3 } (C) S = {x IR/ π 6 ≤ x ≤ 5π 6 } (D) S = {x IR/ π 4 ≤ x ≤ 5π 4 } (E) S = {x IR/ 2π 3 ≤ x ≤ π 3 } 02. O conjunto solução da inequação senx ≥ 1 2 é? (A) S = {x IR/ π 3 ≤ x ≤ 5π 3 } (B) S = {x IR/ 5π 4 ≤ x ≤ π 4 } (C) S = {x IR/ π 4 ≤ x ≤ 5π 4 } (D) S = {x IR/ 5π 6 ≤ x ≤ π 6 } (E) S = {x IR/ π 6 ≤ x ≤ 5π 6 } Respostas 01. Resposta: B. 2cosx ≤ 1, então cosx ≤ 1 2 , se observarmos no círculo trigonométrico, nos ângulos notáveis, no 1 quadrante, cos60° = 1 2 , portanto em radianos teremos cos π 3 = 1 2 , e no 4º quadrante será 2π - π 3 = 5π 3 , então a solução dessa inequação será: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 182 S = {x IR/ π 3 ≤ x ≤ 5π 3 } 02. Resposta: E. senx ≥ 1 2 Observe que se imaginarmos o círculo trigonométrico, nos ângulos notáveis, no 1° quadrante, sen30°= 1 2 , portanto em radianos teremos sen π 6 = 1 2 , e no 2° quadrante o correspondente de π 6 será 5π 6 , assim a inequação será da seguinte forma: para valores maiores que ½ no seno. Assim a solução será: S = {x IR/ π 6 ≤ x ≤ 5π 6 } PONTO – RETA E PLANO Ao estudo das figuras em um só plano chamamos de Geometria Plana. A Geometria estuda, basicamente, os três princípios fundamentais (ou também chamados de “entes primitivos”) que são: Ponto, Reta e Plano. Estes três princípios não tem definição e nem dimensão (tamanho). Para representar um ponto usamos. e para dar nome usamos letras maiúsculas do nosso alfabeto. Exemplo: . A (ponto A). Para representar uma reta usamos ↔ e para dar nome usamos letras minúsculas do nosso alfabeto ou dois pontos por onde esta reta passa. Exemplo: t ( reta t ou reta 𝐴𝐵 ⃡ ). Para representar um plano usamos uma figura chamada paralelogramo e para dar nome usamos letras minúsculas do alfabeto grego (α, β, π, θ,...). Exemplo: 3 Geometria Plana 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 183 Semiplano: toda reta de um plano que o divide em outras duas porções as quais denominamos de semiplano. Observe a figura: Partes de uma reta Estudamos, particularmente, duas partes de uma reta: - Semirreta: é uma parte da reta que tem origem em um ponto e é infinita. Exemplo: (semirreta 𝐴𝐵 ), tem origem em A e passa por B. - Segmento de reta: é uma parte finita (tem começo e fim) da reta. Exemplo: (segmento de reta 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ ). Observação: 𝐴𝐵 ≠ 𝐵𝐴 e 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ = 𝐵𝐴̅̅ ̅̅ . POSIÇÃO RELATIVA ENTRE RETAS - Retas concorrentes: duas retas são concorrentes quando se interceptam em um ponto. Observe que a figura abaixo as retas c e d se interceptam no ponto B. - Retas paralelas: são retas que por mais que se prolonguem nunca se encontram, mantêm a mesma distância e nunca se cruzam. O ângulo de inclinação de duas ou mais retas paralelas em relação a outra é sempre igual. Indicamos retas paralelas a e b por a // b. - Retas coincidentes: duas retas são coincidentes se pertencem ao mesmo plano e possuem todos os pontos em comum. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 184 - Retas perpendiculares: são retas concorrentes que se cruzam num ponto formando entre si ângulos de 90º ou seja ângulos retos. PARALELISMO Ângulos formados por duas retas paralelas com uma transversal Lembre-se: Retas paralelas são retas que estão no mesmo plano e não possuem ponto em comum. Vamos observar a figura abaixo: Ângulos colaterais internos: (colaterais = mesmo lado) A soma dos ângulos 4 e 5 é igual a 180°. A soma dos ângulos 3 e 6 é igual a 180° Ângulos colaterais externos: A soma dos ângulos 2 e 7 é igual a 180° 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 185 A soma dos ângulos 1 e 8 é igual a 180° Ângulos alternos internos: (alternos = lados diferentes) Os ângulos 4 e 6 são congruentes (iguais) Os ângulos 3 e 5 são congruentes (iguais) Ângulos alternos externos: Os ângulos 1 e 7 são congruentes (iguais) Os ângulos 2 e 8 são congruentes (iguais) Ângulos correspondentes: são ângulos que ocupam uma mesma posição na reta transversal, um na região interna e o outro na região externa. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 186 Os ângulos 1 e 5 são congruentes (iguais) Os ângulos 2 e 6 são congruentes (iguais) os ângulos 3 e 7 são congruentes (iguais) os ângulos 4 e 8 são congruentes (iguais) Questões 01. Na figura abaixo, o valor de x é: (A) 10° (B) 20° (C) 30° (D) 40° (E) 50° 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 187 02. O valor de x na figura seguinte, em graus, é: (A) 32° (B) 32° 30’ (C) 33° (D) 33° 30’ (E) 34° 03. Na figura abaixo, sabendo que o ângulo  é reto, o valor de 𝛼 é: (A) 20° (B) 30° (C) 40° (D) 50° (E) 60° 04. Qual é o valor de x na figura abaixo? (A) 100° (B) 60° (C) 90° (D) 120° (E) 110° 05. Na figura seguinte, o valor de x é: (A) 20° (B) 22° (C) 24° (D) 26° (E) 28° 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 188 06. (Pref. de Curitiba – Docência I – NC-UFPR) Sabendo que as retas r e s da figura ao lado são paralelas, o valor, em graus, de α - β é: (A) 12 (B) 15 (C) 20 (D) 30 Comentários 01. Resposta: E. Na figura, os ângulos assinalados são correspondentes, portanto são iguais. x + 2x + 30° = 180° 3x = 180°- 30° 3x = 150° x = 150° : 3 x = 50° 02. Resposta: B. Na figura dada os ângulos 47° e 2x – 18° são correspondentes e, portanto tem a mesma medida, então: 2x – 18° = 47° → 2x = 47° + 18° → 2x = 65° → x = 65°: 2 x = 32° 30’ 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 189 03. Resposta: C. Precisamos traçar uma terceira reta pelo vértice A paralela às outras duas. Os ângulos são dois a dois iguais, portanto 𝛼 = 40° 04. Resposta: A. Aqui também precisamos traçar um terceira reta pelo vértice. x = 80° + 20° → x = 100° Obs.: neste tipo de figura, o ângulo do meio sempre será a soma dos outros dois. 05. Resposta: D. Os ângulos assinaladosna figura, x + 20° e 4x + 30°, são colaterais internos, portanto a soma dos dois é igual a 180°. x + 20° + 4x + 30° = 180° → 5x + 50° = 180° → 5x = 180° - 30° → 5x = 130° x = 130° : 5 → x = 26° 06. Resposta: D. O ângulo oposto a 138º vale 138º também, para saber o valor de α é só subtrair 138-54 = 84º. O ângulo oposto a 54º vale 54º também. Só subtrair agora α - β = 84-54=30º. ÂNGULOS Ângulo: É uma região limitada por duas semirretas de mesma origem. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 190 Elementos de um ângulo - LADOS: são as duas semirretas 𝑂𝐴 e 𝑂𝐵 . -VÉRTICE: é o ponto de intersecção das duas semirretas, no exemplo o ponto O. Ângulo Agudo: É o ângulo, cuja medida é menor do que 90º. Ângulo Central - Da circunferência: é o ângulo cujo vértice é o centro da circunferência; - Do polígono: é o ângulo, cujo vértice é o centro do polígono regular e cujos lados passam por vértices consecutivos do polígono. Ângulo Circunscrito: É o ângulo, cujo vértice não pertence à circunferência e os lados são tangentes a ela. Ângulo Inscrito: É o ângulo cujo vértice pertence a uma circunferência. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 191 Ângulo Obtuso: É o ângulo cuja medida é maior do que 90º. Ângulo Raso: - É o ângulo cuja medida é 180º; - É aquele, cujos lados são semirretas opostas. Ângulo Reto: - É o ângulo cuja medida é 90º; - É aquele cujos lados se apoiam em retas perpendiculares. Ângulos Complementares: Dois ângulos são complementares se a soma das suas medidas é 90 0 . Ângulos Replementares: Dois ângulos são ditos replementares se a soma das suas medidas é 360 0 . Ângulos Suplementares: Dois ângulos são ditos suplementares se a soma das suas medidas de dois ângulos é 180º. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 192 Então, se x e y são dois ângulos, temos: - se x + y = 90° → x e y são Complementares. - se x + y = 180° → e y são Suplementares. - se x + y = 360° → x e y são Replementares. Ângulos Congruentes: São ângulos que possuem a mesma medida. Ângulos Opostos pelo Vértice: Dois ângulos são opostos pelo vértice se os lados de um são as respectivas semirretas opostas aos lados do outro. Ângulos consecutivos: são ângulos que tem um lado em comum. Ângulos adjacentes: são ângulos consecutivos que não tem ponto interno em comum. - Os ângulos AÔB e BÔC, AÔB e AÔC, BÔC e AÔC são pares de ângulos consecutivos. - Os ângulos AÔB e BÔC são ângulos adjacentes. Unidades de medida de ângulos: Grado: (gr.): dividindo a circunferência em 400 partes iguais, a cada arco unitário que corresponde a 1/400 da circunferência denominamos de grado. Grau: (º): dividindo a circunferência em 360 partes iguais, cada arco unitário que corresponde a 1/360 da circunferência denominamos de grau. - o grau tem dois submúltiplos: minuto e segundo. E temos que 1° = 60’ (1 grau equivale a 60 minutos) e 1’ = 60” (1 minuto equivale a 60 segundos). Exemplos: 01. As retas f e g são paralelas (f // g). Determine a medida do ângulo â, nos seguintes casos: a) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 193 b) c) 02. As retas a e b são paralelas. Quanto mede o ângulo î? 03. Obtenha as medidas dos ângulos assinalados: a) b) c) 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 194 d) Resoluções 01. Respostas: a) 55˚ b) 74˚ c) 33˚ 02. Resposta: 130. Imagine uma linha cortando o ângulo î, formando uma linha paralela às retas "a" e "b". Fica então decomposto nos ângulos ê e ô. Sendo assim, ê = 80° e ô = 50°, pois o ângulo ô é igual ao complemento de 130° na reta b. Logo, î = 80° + 50° = 130°. 03. Respostas: a) 160° - 3x = x + 100° 160° - 100° = x + 3x 60° = 4x x = 60°/4 x = 15° Então 15°+100° = 115° e 160°-3*15° = 115° b) 6x + 15° + 2x + 5º = 180° 6x + 2x = 180° -15° - 5° 8x = 160° x = 160°/8 x = 20° Então, 6*20°+15° = 135° e 2*20°+5° = 45° c) Sabemos que a figura tem 90°. Então x + (x + 10°) + (x + 20°) + (x + 20°) = 90° 4x + 50° = 90° 4x = 40° x = 40°/4 x = 10° d) Sabemos que os ângulos laranja + verde formam 180°, pois são exatamente a metade de um círculo. Então, 138° + x = 180° x = 180° - 138° x = 42° Logo, o ângulo x mede 42°. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 195 Questões 01. Quantos segundos tem um ângulo que mede 6° 15’? (A) 375’’. (B) 22.500”. (C) 3.615’’ (D) 2.950’’ (E) 25.000’’ 02. A medida de um ângulo é igual à metade da medida do seu suplemento. Qual é a medida desse ângulo? (A) 60° (B) 90° (C) 45° (D) 120° (E) 135° 03. O complemento de um ângulo é igual a um quarto do seu suplemento. Qual é o complemento desse ângulo? (A) 60° (B) 30° (C) 90° (D) 120° (E) 150° 04. Dois ângulos que medem x e x + 20° são adjacentes e complementares. Qual a medida desses dois ângulos? (A) 35° e 55° (B) 40° e 50° (C) 20° e 70° (D) 45° e 45° (E) 40° e 55° 05. Na figura, o ângulo x mede a sexta parte do ângulo y, mais a metade do ângulo z. Qual é p valor do ângulo y? (A) 45° (B) 90° (C) 135° (D) 120° (E) 155° 06. Observe a figura abaixo e determine o valor de m e n. (A) 11º; 159º. (B) 12º; 158º. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 196 (C) 10º; 160º. (D) 15º; 155º. (E) 16º; 150º. 07. Determine o valor de a na figura seguinte: (A) 135° (B) 40° (C) 90° (D) 100° (E) 45° Comentários 01. Resposta: B. Sabemos que 1° = 60’ e 1’ = 60”, temos: 6°.60 = 360’ (multiplicamos os graus por 60 para converter em minutos). 360’ + 15’ = 375’ (somamos os minutos) 375’.60 = 22.500” (multiplicamos os minutos por 60 para converter em segundos). Portanto 6° 15’ equivale a 22.500”. 02. Resposta: A. - sendo x o ângulo, o seu suplemento é 180° - x, então pelo enunciado temos a seguinte equação: x = 180°−x 2 (multiplicando em “cruz”) 2x = 180° - x 2x + x = 180° 3x = 180° x = 180° : 3 = 60° 03. Resposta: B. - sendo x o ângulo, o seu complemento será 90° – x e o seu suplemento é 180° – x. Então, temos: 90° - x = 180°−x 4 (o 4 passa multiplicando o primeiro membro da equação) 4.(90° - x) = 180° - x (aplicando a distributiva) 360° - 4x = 180° - x 360° - 180° = - x + 4x 180° = 3x x = 180° : 3 = 60º - o ângulo x mede 60º, o seu complemento é 90° - 60° = 30° 04. Resposta: A. - do enunciado temos a seguintes figura: Então: x + x + 20° = 90° 2x = 90° - 20° 2x = 70° 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 197 x = 70° : 2 = 35° - os ângulos são: 35° e 35° + 20° = 55° 05. Resposta: C. Na figura, o ângulo x mede a sexta parte do ângulo y, mais a metade do ângulo z. Calcule y. Então vale lembrar que: x + y = 180 então y = 180 – x. E também como x e z são opostos pelo vértice, x = z E de acordo com a figura: o ângulo x mede a sexta parte do ângulo y, mais a metade do ângulo z. Calcule y. x = y / 6 + z / 2 Agora vamos substituir lembrando que y = 180 - x e x = z Então: x = 180° - x/6 + x/2 agora resolvendo fatoração: 6x = 180°- x + 3x | 6x = 180° + 2x 6x – 2x = 180° 4x = 180° x=180°/4 x=45º Agora achar y, sabendo que y = 180° - x y=180º - 45° y=135°. 06. Resposta: A. 3m - 12ºe m + 10º, são ângulos opostos pelo vértice logo são iguais. 3m - 12º = m + 10º 3m - m = 10º + 12º 2m = 22º m = 22º/2 m = 11º m + 10º e n são ângulos suplementares logo a soma entre eles é igual a 180º. (m + 10º) + n = 180º (11º + 10º) + n = 180º 21º + n = 180º n = 180º - 21º n = 159º 07. Resposta: E. É um ângulo oposto pelo vértice, logo, são ângulos iguais. POLÍGONOS Um polígono15 é uma figura geométrica fechada, simples, formada por segmentos consecutivos e não colineares. Elementos de um polígono Um polígono possui os seguintes elementos: - Lados: cada um dos segmentos de reta que une vértices consecutivos: AB̅̅ ̅̅ , BC̅̅̅̅ , CD̅̅̅̅ , DE̅̅ ̅̅ e AE̅̅̅̅ . - Vértices: ponto de intersecção de dois lados consecutivos: A, B, C, D e E. - Diagonais: Segmentos que unem dois vértices não consecutivos: AC̅̅̅̅ , AD̅̅ ̅̅ , BD̅̅ ̅̅ , CE̅̅̅̅ e BE̅̅̅̅ . 15 DOLCE, Osvaldo; POMPEO, José Nicolau – Fundamentos da Matemática – Vol. 09 – Geometria Plana – 7ª edição – Editora Atual www.somatematica.com.br 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 198 - Ângulos internos: ângulos formados por dois lados consecutivos (assinalados em azul na figura): , , , , . - Ângulos externos: ângulos formados por um lado e pelo prolongamento do lado a ele consecutivo (assinalados em vermelho na figura): , , , , . Classificação: os polígonos são classificados de acordo com o número de lados, conforme a tabela abaixo. Fórmulas: na relação de fórmulas abaixo temos a letra n que representa o número de lados ou de ângulos ou de vértices de um polígono. 1 – Diagonais de um vértice: dv = n – 3. 2 - Total de diagonais: 𝐝 = (𝐧−𝟑).𝐧 𝟐 . 3 – Soma dos ângulos internos: Si = (n – 2).180°. 4 – Soma dos ângulos externos: para qualquer polígono o valor da soma dos ângulos externos é uma constante, isto é, Se = 360°. Polígonos Regulares: um polígono é chamado de regular quando tem todos os lados congruentes (iguais) e todos os ângulos congruentes. Exemplo: o quadrado tem os 4 lados iguais e os 4 ângulos de 90°, por isso é um polígono regular. E para polígonos regulares temos as seguintes fórmulas, além das quatro acima: 1 – Ângulo interno: 𝐚𝐢 = (𝐧−𝟐).𝟏𝟖𝟎° 𝐧 ou 𝐚𝐢 = 𝐒𝐢 𝐧 . 2 - Ângulo externo: 𝐚𝐞 = 𝟑𝟔𝟎° 𝐧 ou 𝐚𝐞 = 𝐒𝐞 𝐧 . Semelhança de Polígonos: Dois polígonos são semelhantes quando os ângulos correspondentes são congruentes e os lados correspondentes são proporcionais. Vejamos: Fonte: http://www.somatematica.com.br 1) Os ângulos correspondentes são congruentes: 2) Os lados correspondentes (homólogos) são proporcionais: 𝐴𝐵 𝐴′𝐵′ = 𝐵𝐶 𝐵′𝐶′ = 𝐶𝐷 𝐶′𝐷′ = 𝐷𝐴 𝐷′𝐴′ 𝑜𝑢 3,8 5,7 = 4 6 = 2,4 3,6 = 2 3 Podemos dizer que os polígonos são semelhantes. Mas a semelhança só será válida se ambas condições existirem simultaneamente. A razão entre dois lados correspondentes em polígonos semelhante denomina-se razão de semelhança, ou seja: 𝐴𝐵 𝐴′𝐵′ = 𝐵𝐶 𝐵′𝐶′ = 𝐶𝐷 𝐶′𝐷′ = 𝐷𝐴 𝐷′𝐴′ = 𝑘 , 𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑘 = 2 3 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 199 Questões 01. A soma dos ângulos internos de um heptágono é: (A) 360° (B) 540° (C) 1400° (D) 900° (E) 180° 02. Qual é o número de diagonais de um icoságono? (A) 20 (B) 70 (C) 160 (D) 170 (E) 200 03. O valor de x na figura abaixo é: (A) 80° (B) 90° (C) 100° (D) 70° (E) 50° 04. Um joalheiro recebe uma encomenda para uma joia poligonal. O comprador exige que o número de diagonais seja igual ao número de lados. Sendo assim, o joalheiro deve produzir uma joia: (A) Triangular (B) Quadrangular (C) Pentagonal (D) Hexagonal (E) Decagonal 05. Num polígono convexo, a soma dos ângulos internos é cinco vezes a soma dos ângulos externos. O número de lados e diagonais desse polígono, respectivamente, são: (A) 54 e 12 (B) 18 e 60 (C) 12 e 54 (D) 60 e 18 (E) 15 e 30 06. Cada um dos ângulos externos de um polígono regular mede 15°. Quantos lados tem esse polígono? (A) 20 (B) 24 (C) 26 (D) 30 (E) 32 07. ( Pref. de Cerrito/SC – Técnico em Enfermagem – IESES/2017) Um eneágono tem um de seus lados com 125 cm, como todos os lados são iguais o seu perímetro será de: (A) 625cm. (B) 750cm. (C) 1.500cm. (D) 1.125 cm. (E) 900 cm. Comentários 01. Resposta: D. Heptágono (7 lados) → n = 7 Si = (n – 2).180° 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 200 Si = (7 – 2).180° Si = 5.180° = 900° 02. Resposta: D. Icoságono (20 lados) → n = 20 𝑑 = (𝑛−3).𝑛 2 𝑑 = (20−3).20 2 = 17.10 d = 170 03. Resposta: A. A soma dos ângulos internos do pentágono é: Si = (n – 2).180º Si = (5 – 2).180º Si = 3.180º → Si = 540º 540º = x + 3x / 2 + x + 15º + 2x – 20º + x + 25º 540º = 5x + 3x / 2 + 20º 520º = 10x + 3x / 2 1040º = 13x X = 1040º / 13 → x = 80º 04. Resposta: C. Sendo d o números de diagonais e n o número de lados, devemos ter: d = n (𝑛−3).𝑛 2 = 𝑛 (passando o 2 multiplicando) (n – 3).n = 2n n – 3 = 2 n = 2 + 3 n = 5 → pentagonal 05. Resposta: C. Do enunciado, temos: Si = 5.Se (n – 2).180º = 5.360° (n – 2).180° = 1800° n – 2 = 1800 180 n – 2 = 10 n = 10 + 2 = 12 lados 𝑑 = (𝑛−3).𝑛 2 𝑑 = (12−3).12 2 d = 9.6 = 54 diagonais 06. Resposta: B. Temos que ae = 15° 𝑎𝑒 = 360° 𝑛 15° = 360° 𝑛 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 201 15n = 360 n = 360 : 15 n = 24 lados 07. Resposta: D. Um eneágono possui 9 lado, portanto 9x125 = 1.125cm. POLÍGONOS REGULARES Todo polígono regular16 pode ser inscrito em uma circunferência. E temos fórmulas para calcular o lado e o apótema desse triângulo em função do raio da circunferência. Apótema e um segmento que sai do centro das figuras regulares e divide o lado em duas partes iguais. I) Triângulo Equilátero: - Lado: l = r√3 - Apótema: a = r 2 II) Quadrado: - Lado: l = r√2 - Apótema: a = r√2 2 III) Hexágono Regular - Lado: l = r - Apótema: a = r√3 2 Questões 01. O apótema de um hexágono regular inscrito numa circunferência de raio 8 cm, vale, em centímetros: (A) 4 (B) 4√3 (C) 8 (D) 8√2 (E) 12 16 DOLCE, Osvaldo; POMPEO, José Nicolau – Fundamentos da Matemática – Vol. 09 – Geometria Plana – 7ª edição – Editora Atual www.somatematica.com.br 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 202 02. O apótema de um triângulo equilátero inscrito em uma circunferência mede 10 cm, o raio dessa circunferência é: (A) 15 cm (B) 10 cm (C) 8 cm (D) 20 cm (E) 25 cm 03. O apótema de um quadrado mede 6 dm. A medida do raio da circunferência em que esse quadrado está inscrito, em dm, vale: (A) 4√2 dm (B) 5√2 dm (C) 6√2 dm (D) 7√2 dm (E) 8√2 dm Comentários 01. Resposta: B. Basta substituir r = 8 na fórmula do hexágono 𝑎 = 𝑟√3 2 →𝑎 = 8√3 2 = 4√3 cm 02. Resposta: D. Basta substituir a = 10 na fórmula do triangulo equilátero. 𝑎 = 𝑟 2 → 10 = 𝑟 2 → r = 2.10 → r = 20 cm 03. Resposta: C. Sendo a = 6, temos: 𝑎 = 𝑟√2 2 6 = 𝑟√2 2 → 𝑟√2 = 2.6 → 𝑟√2 = 12 (√2 passa dividindo) r = 12 √2 (temos queracionalizar, multiplicando em cima e em baixo por √2) 𝑟 = 12.√2 √2.√2 → 𝑟 = 12√2 2 → 𝑟 = 6√2 dm RAZÃO ENTRE ÁREAS Razão entre áreas de dois triângulos semelhantes Vamos chamar de S1 a área do triângulo ABC = S1 e de S2 a do triângulo A’B’C’ = S2 Δ ABC ~ Δ A’B’C’ → 𝑏1 𝑏2 = ℎ1 ℎ2 = 𝑘 (𝑟𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑚𝑒𝑙ℎ𝑎𝑛ç𝑎) Sabemos que a área do triângulo é dada por 𝑆 = 𝑏.ℎ 2 Aplicando as razões temos que: 𝑆1 𝑆2 = 𝑏1. ℎ1 2 𝑏2. ℎ2 2 = 𝑏1 𝑏2 . ℎ1 ℎ2 = 𝑘. 𝑘 = 𝑘2 → 𝑆1 𝑆2 = 𝑘2 A razão entre as áreas de dois triângulos semelhantes é igual ao quadrado da razão de semelhança. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 203 Razão entre áreas de dois polígonos semelhantes Área de ABCDE ... MN = S1 Área de A’B’C’D’ ... M’N’ = S2 ABCDE ... MN = S1 ~ A’B’C’D’ ... M’N’ = S2 → ΔABC ~ ΔA’B’C’ e ΔACD ~ ΔAMN → 𝐴𝐵 𝐴′𝐵′ = 𝐵𝐶 𝐵′𝐶′ = ⋯ = 𝑀𝑁 𝑀′𝑁′ = 𝑘 (𝑟𝑎𝑧ã𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑚𝑒𝑙ℎ𝑎𝑛ç𝑎) Fazendo: Área ΔABC = t1, Área ΔACD = t2, ..., Área ΔAMN = tn-2 Área ΔA’B’C’ = T1, Área ΔA’C’D’ = T2, ..., Área ΔA’M’N’ = Tn-2 Anteriormente vimos que: 𝑡𝑖 𝑇𝑖 = 𝑘2 → 𝑡𝑖 = 𝑘 2𝑇𝑖 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑖 = 1,2,3,… , 𝑛 − 2 Então: 𝑆1 𝑆2 = 𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 +⋯+ 𝑡𝑛−2 𝑇1 + 𝑇2 + 𝑇3 +⋯+ 𝑇𝑛−2 → 𝑆1 𝑆2 = 𝑘2 A razão entre as áreas de dois polígonos semelhantes é igual ao quadrado da razão de semelhança. Observação: A propriedade acima é extensiva a quaisquer superfícies semelhantes e, por isso, vale A razão entre as áreas de duas superfícies semelhantes é igual ao quadrado da razão de semelhança. Questão 01. (TJ/RS – Técnico Judiciário – FAURGS/2017) Considere um triângulo retângulo de catetos medindo 3m e 5m. Um segundo triângulo retângulo, semelhante ao primeiro, cuja área é o dobro da área do primeiro, terá como medidas dos catetos, em metros: (A) 3 e 10. (B) 3√2 e 5√2. (C) 3√2 e 10√2. (D) 5 e 6. (E) 6 e 10. Comentários 01. Resposta: B. A razão entre as Áreas =e igual ao quadrado da razão entre os lados. O triângulo de catetos 3 e 5 possui área igual a 7,5. Já o outro triângulo possui o dobro de área, conforme o enunciado. Assim sendo teremos: A1/A2 = 7,5/15 = ½ ½ = 3²/x² X = 3√2 E A1/A2 = 7,5/15 = ½ ½ = 5²/y² Y= 5√2. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 204 TEOREMA DE PITÁGORAS Em todo triângulo retângulo, o maior lado é chamado de hipotenusa e os outros dois lados são os catetos. No exemplo ao lado: - a é a hipotenusa. - b e c são os catetos. - “Em todo triângulo retângulo o quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos”. a2 = b2 + c2 Exemplos 01. Millôr Fernandes, em uma bela homenagem à Matemática, escreveu um poema do qual extraímos o fragmento abaixo: Às folhas tantas de um livro de Matemática, um Quociente apaixonou-se um dia doidamente por uma Incógnita. Olhou-a com seu olhar inumerável e viu-a do Ápice à Base: uma figura Ímpar; olhos romboides, boca trapezoide, corpo retangular, seios esferoides. Fez da sua uma vida paralela à dela, até que se encontraram no Infinito. “Quem és tu” – indagou ele em ânsia Radical. “Sou a soma dos quadrados dos catetos. Mas pode me chamar de Hipotenusa.” (Millôr Fernandes – Trinta Anos de Mim Mesmo). A Incógnita se enganou ao dizer quem era. Para atender ao Teorema de Pitágoras, deveria dar a seguinte resposta: (A) “Sou a soma dos catetos. Mas pode me chamar de Hipotenusa.” (B) “Sou o quadrado da soma dos catetos. Mas pode me chamar de Hipotenusa.” (C) “Sou o quadrado da soma dos catetos. Mas pode me chamar de quadrado da Hipotenusa.” (D) “Sou a soma dos quadrados dos catetos. Mas pode me chamar de quadrado da Hipotenusa.” (E) Nenhuma das anteriores. Resposta: D. 02. Um barco partiu de um ponto A e navegou 10 milhas para o oeste chegando a um ponto B, depois 5 milhas para o sul chegando a um ponto C, depois 13 milhas para o leste chagando a um ponto D e finalmente 9 milhas para o norte chegando a um ponto E. Onde o barco parou relativamente ao ponto de partida? (A) 3 milhas a sudoeste. (B) 3 milhas a sudeste. (C) 4 milhas ao sul. (D) 5 milhas ao norte. (E) 5 milhas a nordeste. Resposta: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 205 x2 = 32 + 42 x2 = 9 + 16 x2 = 25 x = √25 = 5 03. Em um triângulo retângulo a hipotenusa mede 13 cm e um dos catetos mede 5 cm, qual é a medida do outro cateto? (A) 10 (B) 11 (C) 12 (D) 13 (E) 14 Resposta: 132 = x2 + 52 169 = x2 + 25 169 – 25 = x2 x2 = 144 x = √144 = 12 cm 04. A diagonal de um quadrado de lado l é igual a: (A) 𝑙√2 (B) 𝑙√3 (C) 𝑙√5 (D) 𝑙√6 (E) Nenhuma das anteriores. Resposta: 𝑑2 = 𝑙2 + 𝑙2 𝑑2 = 2𝑙2 𝑑 = √2𝑙2 𝑑 = 𝑙√2 05. Durante um vendaval, um poste de iluminação de 9 m de altura quebrou-se em um ponto a certa altura do solo. A parte do poste acima da fratura inclinou-se e sua extremidade superior encostou no solo a uma distância de 3 m da base dele, conforme a figura abaixo. A que altura do solo se quebrou o poste? (A) 4 m (B) 4,5 m (C) 5 m (D) 5,5 m (E) 6 m 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 206 Resposta: (9 – x)2 = x2 + 33 92 – 2.9.x + x2 = x2 + 9 81 – 18x = 9 81 – 9 = 18x 72 = 18x x = 72 18 x = 4 m Questões 01. (Pref. de Jacundá/PA – Psicólogo – INAZ) Em fase treino, um maratonista parte de um ponto inicial A percorrendo 2 km em linha reta até o ponto B, girando 90° para a esquerda e percorre mais 1,5 km parando no ponto C. Se o maratonista percorresse em linha reta do ponto A até o ponto C, percorreria: (A) 3500 m (B) 500 m (C) 2500 m (D) 3000 m (E) 1800 m 02. (IBGE – Agente de Pesquisas e Mapeamento – CESGRANRIO) Na Figura a seguir, PQ mede 6 cm, QR mede 12 cm, RS mede 9 cm, e ST mede 4 cm. A distância entre os pontos P e T, em cm, mede: (A) 17 (B) 21 (C) 18 (D) 20 (E) 19 03. (UNIFESP – Técnico de Segurança do Trabalho – VUNESP) Um muro com 3,2 m de altura está sendo escorado por uma barra de ferro, de comprimento AB, conforme mostra a figura. O comprimento, em metros, da barra de ferro (A) 3,2. (B) 3,0. (C) 2,8. (D) 2,6. (E) 2,4. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 207 04. (Pref. de Marilândia/ES – Auxiliar Administrativo – IDECAN) Tales desenhou um triângulo retângulo com as seguintes medidas, todas dadas em centímetros. Qual é o perímetro deste triângulo? (A) 6 cm (B) 9 cm (C) 12 cm (D) 15 cm (E) 18 cm Comentários 01. Resposta: C. AC representa a hipotenusa do triângulo retângulo cujos catetos são 2Km = 2000 m e 1,5Km = 1500m. AC² = 2² + 1,5² AC² = 4 + 2,25 AC = 2,5Km = 2500 m. 02. Resposta: A. Observe que PQ = 6 e RS= 9 e também são retas paralelas então podemos somar elas como se puxasse a reta RS pra cima formando uma reta só. Total 15cm. Ortogonalmente a reta QR fecha um triângulo retângulo com essa reta que fechamos juntando PQ e RS. Assim, ficamos com um triângulo retângulo com catetos 15 e 8. Aplicando Pitágoras, teremos a medida da hipotenusa que é a reta PT = 17cm, que representa a distância ente P e T. 03. Resposta: B. Observe que a altura do solo até o ponto B é dada por 3,2 -0,80 = 2,4m, agora basta utilizar o Teorema de Pitágoras para resolvermos esta questão: AB² = 1,8² + 2,4² AB² = 3,24 + 5,76 = 9 AB = 3m. 04. Resposta:C. Basta resolver pelo teorema de Pitágoras e depois resolver a equação que será formada. (x+1)² = (x-1)² + x² x² + 2x + 1 = x² - 2x +1 + x² x²-4x = 0 x(x-4) = 0 x = 0 (não convém utilizarmos pois o lado de um triângulo não pode ser nulo) ou x – 4 = 0 x = 4. Assim os lados são: 3, 4, 5, logo o perímetro será a soma de todos os lados: 3+ 4 + 5 = 12. TEOREMA DE TALES - Feixe de paralelas: é todo conjunto de três ou mais retas e paralelas entre si. - Transversal: é qualquer reta que intercepta todas as retas de um feixe de paralelas. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 208 - Teorema de Tales17: Se duas retas são transversais de um feixe de retas paralelas então a razão entre as medidas de dois segmentos quaisquer de uma delas é igual à razão entre as medidas dos segmentos correspondentes da outra. r//s//t//u (// → símbolo de paralelas); a e b são retas transversais. Então, temos que os segmentos correspondentes são proporcionais. 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ 𝐸𝐹̅̅ ̅̅ = 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ 𝐹𝐺̅̅ ̅̅ = 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ 𝐺𝐻̅̅ ̅̅ = 𝐴𝐷̅̅ ̅̅ 𝐸𝐻̅̅ ̅̅ = ⋯. Teorema da bissetriz interna “Em todo triângulo a bissetriz de um ângulo interno divide o lado oposto em dois segmentos proporcionais ao outros dois lados do triângulo”. Teorema da bissetriz externa Se a bissetriz BE de um ângulo externo de um triângulo ABC, não isósceles, intercepta a reta suporte do lado oposto, então a bissetriz determina nessa reta dois segmentos proporcionais (AE̅̅̅̅ e CE̅̅̅̅ ) aos lados adjacentes (AB̅̅ ̅̅ e BC̅̅̅̅ ) ao ângulo interno. Questões 01. (Pref. de Fortaleza – Matemática – Pref. de Fortaleza) Na figura abaixo, as retas são paralelas. Sabendo que o valor de x é: 17SOUZA, Joamir Roberto; PATARO, Patricia Moreno – Vontade de Saber Matemática 6º Ano – FTD – 2ª edição – São Paulo: 2012 www.jcpaiva.net/ conteudoonline.objetivo.br 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 209 (A) 3 (B) 2 (C) 4 (D) 5 02. Na figura abaixo, qual é o valor de x? (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 (E) 7 03. Calcular o valor de x na figura abaixo. (A) 6 (B) 5 (C) 4 (D) 3 (E) 2 04. Os valores de x e y, respectivamente, na figura seguinte é: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 210 (A) 30 e 8 (B) 8 e 30 (C) 20 e 10 (D) 10 e 20 (E) 5 e 25 05. Na figura abaixo, qual é o valor de x? (A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 (E) 7 06. (PUC-RJ) Considere um triângulo ABC retângulo em A, onde AB̅̅ ̅̅ = 21 e AC̅̅̅̅ = 20. BD̅̅ ̅̅ é a bissetriz do ângulo AB̂C. Quanto mede AD̅̅ ̅̅ ? (A) 42/5 (B) 21/10 (C) 20/21 (D) 9 (E) 8 Comentários 01. Resposta: B. 5/10 = (5-x)/3x 15x = 50 - 10x 25x = 50 x = 2 02. Resposta: B. 2𝑥 − 3 𝑥 + 2 = 5 6 6.(2x – 3) = 5(x + 2) 12x – 18 = 5x + 10 12x – 5x = 10 + 18 7x = 28 x = 28 : 7 = 4 03. Resposta: A. 10 30 = 𝑥 18 30x = 10.18 30x = 180 x = 180 : 30 = 6 04. Resposta: A. 𝑥 45 = 20 30 3x = 45.2 3x = 90 x = 90 : 3 = 30 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 211 𝑦 30 = 12 45 45y = 12.30 45y = 360 y = 360 : 45 = 8 05. Resposta: D. 𝑥−3 𝑥−2 = 𝑥 𝑥+2 (x – 3). (x + 2) = x.(x – 2) x2 + 2x – 3x – 6 = x2 – 2x -x – 6 = - 2x -x + 2x = 6 → x = 6 06. Resposta: A. Do enunciado temos um triângulo retângulo em A, o vértice A é do ângulo reto. B e C pode ser em qualquer posição. E primeiro temos que determinar a hipotenusa. Teorema de Pitágoras: y2 = 212 + 202 y2 = 441 + 400 y2 = 841 𝑦 = √841 y = 29 Pelo teorema da bissetriz interna: 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ 𝐴𝐷̅̅ ̅̅ = 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ 21 𝑥 = 29 20 − 𝑥 29. 𝑥 = 21(20 − 𝑥) 29𝑥 = 420 − 21𝑥 29𝑥 + 21𝑥 = 420 50𝑥 = 420 𝑥 = 420 50 = 42 5 PERÍMETRO E ÁREA DAS FIGURAS PLANAS Perímetro: é a soma de todos os lados de uma figura plana. Exemplo: Perímetro = 10 + 10 + 9 + 9 = 38 cm 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 212 Perímetros de algumas das figuras planas: Área é a medida da superfície de uma figura plana. A unidade básica de área é o m2 (metro quadrado), isto é, uma superfície correspondente a um quadrado que tem 1 m de lado. Fórmulas de área das principais figuras planas: 1) Retângulo - sendo b a base e h a altura: 2. Paralelogramo - sendo b a base e h a altura: 3. Trapézio - sendo B a base maior, b a base menor e h a altura: 4. Losango - sendo D a diagonal maior e d a diagonal menor: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 213 5. Quadrado - sendo l o lado: 6. Triângulo: essa figura tem 6 fórmulas de área, dependendo dos dados do problema a ser resolvido. I) sendo dados a base b e a altura h: II) sendo dados as medidas dos três lados a, b e c: III) sendo dados as medidas de dois lados e o ângulo formado entre eles: IV) triângulo equilátero (tem os três lados iguais): V) circunferência inscrita: VI) circunferência circunscrita: Questões 01. A área de um quadrado cuja diagonal mede 2√7 cm é, em cm2, igual a: (A) 12 (B) 13 (C) 14 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 214 (D) 15 (E) 16 02. (BDMG - Analista de Desenvolvimento – FUMARC) Corta-se um arame de 30 metros em duas partes. Com cada uma das partes constrói-se um quadrado. Se S é a soma das áreas dos dois quadrados, assim construídos, então o menor valor possível para S é obtido quando: (A) o arame é cortado em duas partes iguais. (B) uma parte é o dobro da outra. (C) uma parte é o triplo da outra. (D) uma parte mede 16 metros de comprimento. 03. (TJM-SP - Oficial de Justiça – VUNESP) Um grande terreno foi dividido em 6 lotes retangulares congruentes, conforme mostra a figura, cujas dimensões indicadas estão em metros. Sabendo-se que o perímetro do terreno original, delineado em negrito na figura, mede x + 285, conclui- se que a área total desse terreno é, em m2, igual a: (A) 2 400. (B) 2 600. (C) 2 800. (D) 3000. (E) 3 200. 04. (TRT/4ª REGIÃO - Analista Judiciário - Área Judiciária – FCC) Ultimamente tem havido muito interesse no aproveitamento da energia solar para suprir outras fontes de energia. Isso fez com que, após uma reforma, parte do teto de um salão de uma empresa fosse substituída por uma superfície retangular totalmente revestida por células solares, todas feitas de um mesmo material. Considere que: - células solares podem converter a energia solar em energia elétrica e que para cada centímetro quadrado de célula solar que recebe diretamente a luz do sol é gerada 0,01 watt de potência elétrica; - a superfície revestida pelas células solares tem 3,5m de largura por 8,4m de comprimento. Assim sendo, se a luz do sol incidir diretamente sobre tais células, a potência elétrica que elas serão capazes de gerar em conjunto, em watts, é: (A) 294000. (B) 38200. (C) 29400. (D) 3820. (E) 2940. 05. (CPTM - Médico do trabalho – MAKIYAMA) Um terreno retangular de perímetro 200m está à venda em uma imobiliária. Sabe-se que sua largura tem 28m a menos que o seu comprimento. Se o metro quadrado cobrado nesta região é de R$ 50,00, qual será o valor pago por este terreno? (A) R$ 10.000,00. (B) R$ 100.000,00. (C) R$ 125.000,00. (D) R$115.200,00. (E) R$ 100.500,00. 06. Uma pessoa comprou 30 m2 de piso para colocar em uma sala retangular de 4 m de largura, porém, ao medir novamente a sala, percebeu que havia comprado 3,6 m2 de piso a mais do que o necessário. O perímetro dessa sala, em metros, é de: (A) 21,2. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 215 (B) 22,1. (C) 23,4. (D) 24,3. (E) 25,6 07. (Pref. Mogeiro/PB - Professor – Matemática – EXAMES) A pipa, também conhecida como papagaio ou quadrado, foi introduzida no Brasil pelos colonizadores portugueses no século XVI. Para montar a pipa, representada na figura, foram utilizados uma vareta de 40 cm de comprimento, duas varetas de 32 cm de comprimento, tesoura, papel de seda, cola e linha. As varetas são fixadas conforme a figura, formando a estrutura da pipa. A linha é passada em todas as pontas da estrutura, e o papel é colado de modo que a extremidade menor da estrutura da pipa fique de fora. Na figura, a superfície sombreada corresponde ao papel de seda que forma o corpo da pipa. A área dessa superfície sombreada, em centímetros quadrados, é: (A) 576. (B) 704. (C) 832. (D) 1 150. (E) 1 472. 08. (TJ/SP – Escrevente Técnico Judiciário – VUNESP) Para efeito decorativo, um arquiteto dividiu o piso de rascunho um salão quadrado em 8 regiões com o formato de trapézios retângulos congruentes (T), e 4 regiões quadradas congruentes (Q), conforme mostra a figura: Se a área de cada região com a forma de trapézio retângulo for igual a 24 m², então a área total desse piso é, em m², igual a (A) 324 (B) 400 (C) 225 (D) 256 (E) 196 Comentários 01.Resposta: C. Sendo l o lado do quadrado e d a diagonal: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 216 Utilizando o Teorema de Pitágoras: d2 = l2 + l2 (2√7) 2 = 2l2 4.7 = 2l2 2l2 = 28 l2 = 28 2 A = 14 cm2 02. Resposta: A. - um quadrado terá perímetro x o lado será l = x 4 e o outro quadrado terá perímetro 30 – x o lado será l1 = 30−x 4 , sabendo que a área de um quadrado é dada por S = l2, temos: S = S1 + S2 S=l²+l1² S = ( x 4 ) 2 + ( 30−x 4 ) 2 S = x2 16 + (30−x)2 16 , como temos o mesmo denominador 16: S = x2+302−2.30.x+x2 16 S = x2+900−60x+x2 16 S = 2x2 16 − 60x 16 + 900 16 , sendo uma equação do 2º grau onde a = 2/16; b = -60/16 e c = 900/16 e o valor de x será o x do vértice que e dado pela fórmula: x = −b 2a , então: xv = −( −60 16 ) 2. 2 16 = 60 16 4 16 xv = 60 16 . 16 4 = 60 4 = 15, logo l = 15 e l1 = 30 – 15 = 15. 03. Resposta: D. Observando a figura temos que cada retângulo tem lados medindo x e 0,8x: Perímetro = x + 285 8.0,8x + 6x = x + 285 6,4x + 6x – x = 285 11,4x = 285 x = 285:11,4 x = 25 Sendo S a área do retângulo: S= b.h S= 0,8x.x S = 0,8x2 Sendo St a área total da figura: St = 6.0,8x2 St = 4,8.252 St = 4,8.625 St = 3000 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 217 04. Resposta: E. Retângulo com as seguintes dimensões: Largura: 3,5 m = 350 cm Comprimento: 8,4 m = 840 cm A = 840.350 A = 294.000 cm2 Potência = 294.000.0,01 = 2940 05. Resposta: D. Comprimento: x Largura: x – 28 Perímetro = 200 x + x + x – 28 + x – 28 = 200 4x – 56 = 200 4x = 200 + 56 x = 256 : 4 x = 64 Comprimento: 64 Largura: 64 – 28 = 36 Área: A = 64.36 = 2304 m2 Preço = 2304.50,00 = 115.200,00 06. Resposta: A. Do enunciado temos que foram comprados 30 m2 de piso e que a sala tem 4 m de largura. Para saber o perímetro temos que calcular o comprimento desta sala. - houve uma sobra de 3,6 m2, então a área da sala é: A = 30 – 3,6 A = 26,4 m2 - sendo x o comprimento: x.4 = 26,4 x = 26,4 : 4 x = 6,6 m (este é o comprimento da sala) - o perímetro (representado por 2p na geometria) é a soma dos 4 lados da sala: 2p = 4 + 4 + 6,6 + 6,6 = 21,2 m 07. Resposta: C. A área procurada é igual a área de um triângulo mais a área de um retângulo. A = AT + AR A = 32.20 2 + 16.32 A = 320 + 512 = 832 08. Resposta: D. O destaque da figura corresponde a base maior do nosso trapézio, e podemos perceber que equivale a 2x e a base menor x, portanto: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 218 𝐴 = 𝑏 + 𝐵 2 ∙ ℎ 24 = 𝑥 + 2𝑥 2 ∙ 𝑥 48 = 3𝑥2 X²=16 Substituindo: A total =4x 4x=16x²=1616=256 m² ÁREA DO CIRCULO E SUAS PARTES I- Círculo: Quem primeiro descreveu a área de um círculo foi o matemático grego Arquimedes (287/212 a.C.), de Siracusa, mais ou menos por volta do século II antes de Cristo. Ele concluiu que quanto mais lados tem um polígono regular mais ele se aproxima de uma circunferência e o apótema (a) deste polígono tende ao raio r. Assim, como a fórmula da área de um polígono regular é dada por A = p.a (onde p é semiperímetro e a é o apótema), temos para a área do círculo 𝐴 = 2𝜇𝑟 2 . 𝑟, então temos: II- Coroa circular: É uma região compreendida entre dois círculos concêntricos (tem o mesmo centro). A área da coroa circular é igual a diferença entre as áreas do círculo maior e do círculo menor. A = 𝜋R2 – 𝜋r2, como temos o 𝜋 como fator comum, podemos colocá-lo em evidência, então temos: III- Setor circular: É uma região compreendida entre dois raios distintos de um círculo. O setor circular tem como elementos principais o raio r, um ângulo central 𝛼 e o comprimento do arco l, então temos duas fórmulas: IV- Segmento circular: É uma região compreendida entre um círculo e uma corda (segmento que une dois pontos de uma circunferência) deste círculo. Para calcular a área de um segmento circular temos que subtrair a área de um triângulo da área de um setor circular, então temos: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 219 Questões 01. (SEDUC/RJ – Professor – Matemática – CEPERJ) A figura abaixo mostra três círculos, cada um com 10 cm de raio, tangentes entre si. Considerando √3 ≅ 1,73 e 𝜋 ≅ 3,14, o valor da área sombreada, em cm2, é: (A) 320. (B) 330. (C) 340. (D) 350. (E) 360. 02. (Câmara Municipal de Catas Altas/MG - Técnico em Contabilidade – FUMARC) A área de um círculo, cuja circunferência tem comprimento 20𝜋 cm, é: (A) 100𝜋 cm2. (B) 80 𝜋 cm2. (C) 160 𝜋 cm2. (D) 400 𝜋 cm2. 03. (PETROBRÁS - Inspetor de Segurança - CESGRANRIO) Quatro tanques de armazenamento de óleo, cilíndricos e iguais, estão instalados em uma área retangular de 24,8 m de comprimento por 20,0 m de largura, como representados na figura abaixo. Se as bases dos quatro tanques ocupam 2 5 da área retangular, qual é, em metros, o diâmetro da base de cada tanque? Dado: use 𝜋=3,1 (A) 2. (B) 4. (C) 6. (D) 8. (E) 16. 04. (Pref. Mogeiro/PB - Professor – Matemática – EXAMES) Na figura a seguir, OA = 10 cm, OB = 8 cm e AOB = 30°. Qual, em cm², a área da superfície hachurada. Considere π = 3,14? (A) 5,44 cm². (B) 6,43 cm². 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 220 (C) 7,40 cm². (D) 8,41 cm². (E) 9,42 cm². 05. (U. F. de Uberlândia-MG) Uma indústria de embalagens fábrica, em sua linha de produção, discos de papelão circulares conforme indicado na figura. Os discos são produzidos a partir de uma folha quadrada de lado L cm. Preocupados com o desgaste indireto produzido na natureza pelo desperdício de papel, a indústria estima que a área do papelão não aproveitado, em cada folha utilizada,é de (100 - 25π) cm2. Com base nas informações anteriores, é correto afirmar que o valor de L é: (A) Primo (B) Divisível por 3. (C) Ímpar. (D) Divisível por 5. 06. Na figura abaixo está representado um quadrado de lado 4 cm e um arco de circunferência com centro no vértice do quadrado. Qual é a área da parte sombreada? (A) 2(4 – π) cm2 (B) 4 – π cm2 (C) 4(4 – π) cm2 (D) 16 cm2 (E) 16π cm2 07. Calcular a área do segmento circular da figura abaixo, sendo r = 6 cm e o ângulo central do setor igual a 60°: (A) 6 π - 6√3 cm² (B) 2. (2 π - 3√3) cm² (C) 3. (4 π - 3√3) cm² (D) 3. (1 π - 3√3) cm² (E) 3. (2 π - 3√3) cm² Comentários 01. Resposta: B. Unindo os centros das três circunferências temos um triângulo equilátero de lado 2r ou seja l = 2.10 = 20 cm. Então a área a ser calculada será: 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 221 𝐴 = 𝐴𝑐𝑖𝑟𝑐 + 𝐴𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔 + 𝐴𝑐𝑖𝑟𝑐 2 𝐴 = 𝐴𝑐𝑖𝑟𝑐 2 + 𝐴𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔 𝐴 = 𝜋𝑟2 2 + 𝐴𝑡𝑟𝑖𝑎𝑛𝑔 𝐴 = 𝜋𝑟2 2 + 𝑙2√3 4 𝐴 = (3,14 ∙ 102) 2 + 202 ∙ 1,73 4 𝐴 = 1,57 ∙ 100 + 400 ∙ 1,73 4 𝐴 = 157 + 100 ∙ 1,73 = 157 + 173 = 330 02. Resposta: A. A fórmula do comprimento de uma circunferência é C = 2π.r, Então: C = 20π 2π.r = 20π r = 20π 2π r = 10 cm A = π.r2 → A = π.102 → A = 100π cm2 03. Resposta: D. Primeiro calculamos a área do retângulo (A = b.h) Aret = 24,8.20 Aret = 496 m2 4.Acirc = 2 5 .Aret 4.πr2 = 2 5 .496 4.3,1.r2 = 992 5 12,4.r2 = 198,4 r2 = 198,4 : 12, 4 → r2 = 16 → r = 4 d = 2r =2.4 = 8 04. Resposta: E. OA = 10 cm (R = raio da circunferência maior), OB = 8 cm (r = raio da circunferência menor). A área hachurada é parte de uma coroa circular que é dada pela fórmula Acoroa = π(R2 – r2). Acoroa = 3,14.(102 – 82) Acoroa = 3,14.(100 – 64) Acoroa = 3,14.36 = 113,04 cm2 - como o ângulo dado é 30° 360° : 30° = 12 partes iguais. Ahachurada = 113,04 : 12 = 9,42 cm2 05. Resposta: D. A área de papelão não aproveitado é igual a área do quadrado menos a área de 9 círculos. Sendo que a área do quadrado é A = L2 e a área do círculo A = π.r2. O lado L do quadrado, pela figura dada, é igual a 6 raios do círculo. Então: 6r = L → r = L/6 A = Aq – 9.Ac 100 - 25π = L² - 9 π r² (substituir o r) 100 − 25𝜋 = 𝐿2 − 9𝜋. ( 𝐿 6 ) 2 → 100 − 25𝜋 = 𝐿2 − 9. 𝜋. 𝐿2 36 → 100 − 25𝜋 = 𝐿2 − 𝜋𝐿2 4 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 222 Colocando em evidência o 100 no primeiro membro de e L² no segundo membro: 100. (1 − 𝜋 4 ) = 𝐿2. (1 − 𝜋 4 ) → 100 = 𝐿2 → 𝐿 = √100 = 10 06. Resposta: C. A área da região sombreada é igual a área do quadrado menos ¼ da área do círculo (setor com ângulo de 90°). 𝐴 = 𝐴𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 − 𝐴𝑐í𝑟𝑐𝑢𝑙𝑜 4 → 𝐴 = 𝑙2 − 𝜋. 𝑟2 4 → 𝐴 = 42 − 𝜋. 42 4 → 𝐴 = 16 − 4𝜋 Colocando o 4 em evidência: A = 4(4 – π) cm² 07. Resposta: E. Asegmento = Asetor - Atriângulo Substituindo as fórmulas: 𝐴𝑠𝑒𝑔 = 𝑎𝜋𝑟2 360° − 𝑎. 𝑏. 𝑠𝑒𝑛𝑎 2 → 𝐴𝑠𝑒𝑔 = 60°. 𝜋. 62 360° − 6.6. 𝑠𝑒𝑛60° 2 → 𝐴𝑠𝑒𝑔 = 36𝜋 6 − 6.3. √3 2 Aseg = 6 π - 9√3 = 3. (2 π - 3√3) cm² JUROS SIMPLES18 Em regime de juros simples (ou capitalização simples), o juro é determinado tomando como base de cálculo o capital da operação, e o total do juro é devido ao credor (aquele que empresta) no final da operação. As operações aqui são de curtíssimo prazo, exemplo: desconto simples de duplicata, entre outros. No juros simples o juro de cada intervalo de tempo sempre é calculado sobre o capital inicial emprestado ou aplicado. - Os juros são representados pela letra J. - O dinheiro que se deposita ou se empresta chamamos de capital e é representado pela letra C (capital) ou P(principal) ou VP ou PV (valor presente) *. - O tempo de depósito ou de empréstimo é representado pela letra t ou n.* - A taxa de juros é a razão centesimal que incide sobre um capital durante certo tempo. É representado pela letra i e utilizada para calcular juros. *Varia de acordo com a literatura estudada. Chamamos de simples os juros que são somados ao capital inicial no final da aplicação. Exemplo 1) Uma pessoa empresta a outra, a juros simples, a quantia de R$ 4. 000,00, pelo prazo de 5 meses, à taxa de 3% ao mês. Quanto deverá ser pago de juros? 18 MARIANO, Fabrício – Matemática Financeira para Concursos – 3ª Edição – Rio de Janeiro: Elsevier,2013. 4 Juros simples. Montante e juros. Descontos simples. Equivalência simples de capital. Taxa real e taxa efetiva. Taxas equivalentes. Capitais equivalentes. 5 Juros compostos. Montante e juros. Desconto composto. Taxa real e taxa efetiva. Taxas equivalentes. Capitais equivalentes. Capitalização contínua 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 223 Resposta - Capital aplicado (C): R$ 4.000,00 - Tempo de aplicação (t): 5 meses - Taxa (i): 3% ou 0,03 a.m. (= ao mês) Fazendo o cálculo, mês a mês: - No final do 1º período (1 mês), os juros serão: 0,03 x R$ 4.000,00 = R$ 120,00 - No final do 2º período (2 meses), os juros serão: R$ 120,00 + R$ 120,00 = R$ 240,00 - No final do 3º período (3 meses), os juros serão: R$ 240,00 + R$ 120,00 = R$ 360,00 - No final do 4º período (4 meses), os juros serão: R$ 360,00 + R$ 120,00 = R$ 480,00 - No final do 5º período (5 meses), os juros serão: R$ 480,00 + R$ 120,00 = R$ 600,00 Desse modo, no final da aplicação, deverão ser pagos R$ 600,00 de juros. Fazendo o cálculo, período a período: - No final do 1º período, os juros serão: i.C - No final do 2º período, os juros serão: i.C + i.C - No final do 3º período, os juros serão: i.C + i.C + i.C -------------------------------------------------------------------------- - No final do período t, os juros serão: i.C + i.C + i.C + ... + i.C Portanto, temos: J = C . i . t 1) O capital cresce linearmente com o tempo; 2) O capital cresce a uma progressão aritmética de razão: J=C.i 3) A taxa i e o tempo t devem ser expressos na mesma unidade. 4) Nessa fórmula, a taxa i deve ser expressa na forma decimal. 5) Chamamos de montante (M) ou FV (valor futuro) a soma do capital com os juros, ou seja: Na fórmula J= C . i . t, temos quatro variáveis. Se três delas forem valores conhecidos, podemos calcular o 4º valor. M = C + J → M = C.(1+i.t) Exemplo A que taxa esteve empregado o capital de R$ 25.000,00 para render, em 3 anos, R$ 45.000,00 de juros? (Observação: Como o tempo está em anos devemos ter uma taxa anual.) C = R$ 25.000,00 t = 3 anos j = R$ 45.000,00 i = ? (ao ano) j = 100 .. tiC 45 000 = 100 3..25000 i 45 000 = 750 . i 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 224 i = 750 000.45 i = 60 Resposta: 60% ao ano. Quando o prazo informado for em dias, a taxa resultante dos cálculos será diária; se o prazo for em meses, a taxa será mensal; se for em trimestre, a taxa será trimestral, e assim sucessivamente. Questões 01. (AL/RR – Economista – FUNRIO/2018) Paulo contraiu uma dívida do Banco X, no valor de R$ 400,00 que foi quitada em dois trimestres, depois de contraída. A taxa linear mensal praticada pelo Banco X, que teve como resultado a cobrança de juros de R$ 150,00, foi de (A) 8,70%. (B) 7,50%. (C) 6,25%. (D) 5,10%. 02. (EBSERH – Técnico em Contabilidade – CESPE/2018) No que se refere a matemáticafinanceira e finanças, julgue o item seguinte. Se R$ 10.000 forem aplicados pelo prazo de 45 dias à taxa de juros simples de 12% ao ano, o montante ao final do período será inferior a R$ 10.140. ( )Certo ( )Errado 03. (BANESTES – Assistente Securitário – FGV/2018) Caso certa dívida não seja paga na data do seu vencimento, sobre ela haverá a incidência de juros de 12% a.m.. Se essa dívida for quitada com menos de um mês de atraso, o regime utilizado será o de juros simples. Considerando-se o mês comercial (30 dias), se o valor dessa dívida era R$ 3.000,00 no vencimento, para quitá-la com 8 dias de atraso, será preciso desembolsar: (A) R$ 3.096,00; (B) R$ 3.144,00; (C) R$ 3.192,00; (D) R$ 3.200,00; (E) R$ 3.252,00. 04. (BANPARÁ – Técnico Bancário – INAZ do Pará) Na capitalização de juros simples: (A) A capitalização de juros ocorre sobre o capital inicial (B) Os juros são pagos no vencimento, que é fixo. (C) Os juros são pagos durante o período de capitalização (D) Os juros são incorporados ao capital durante a capitalização (E) Todas as alternativas acima estão erradas 05. (IESES) Uma aplicação de R$ 1.000.000,00 resultou em um montante de R$ 1.240.000,00 após 12 meses. Dentro do regime de Juros Simples, a que taxa o capital foi aplicado? (A) 1,5% ao mês. (B) 4% ao trimestre. (C) 20% ao ano. (D) 2,5% ao bimestre. (E) 12% ao semestre. 06. (EXATUS-PR) Mirtes aplicou um capital de R$ 670,00 à taxa de juros simples, por um período de 16 meses. Após esse período, o montante retirado foi de R$ 766,48. A taxa de juros praticada nessa transação foi de: (A) 9% a.a. (B) 10,8% a.a. (C) 12,5% a.a. (D) 15% a.a. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 225 07. (UMA Concursos) Qual o valor do capital que aplicado por um ano e meio, a uma taxa de 1,3% ao mês, em regime de juros simples resulta em um montante de R$ 68.610,40 no final do período? (A) R$ 45.600,00 (B) R$ 36.600,00 (C) R$ 55.600,00 (D) R$ 60.600,00 08. (TRF- 3ª REGIÃO – Analista Judiciário – FCC) Em um contrato é estabelecido que uma pessoa deverá pagar o valor de R$ 5.000,00 daqui a 3 meses e o valor de R$ 10.665,50 daqui a 6 meses. Esta pessoa decide então aplicar em um banco, na data de hoje, um capital no valor de R$ 15.000,00, durante 3 meses, sob o regime de capitalização simples a uma taxa de 10% ao ano. No final de 3 meses, ela resgatará todo o montante correspondente, pagará o primeiro valor de R$ 5.000,00 e aplicará o restante sob o regime de capitalização simples, também durante 3 meses, em outro banco. Se o valor do montante desta última aplicação no final do período é exatamente igual ao segundo valor de R$ 10.665,50, então a taxa anual fornecida por este outro banco é, em %, de (A) 10,8%. (B) 9,6%. (C) 11,2%. (D) 12,0%. (E) 11,7%. Comentários 01. Resposta: C O capital será de: 400,00 2 trimestres: 2.3 = 6 meses J = 150 reais. Utilizando a fórmula básica para juros compostos teremos: j = 100 .. tiC 150 . 100 = 400 . i . 6 i = 15000 2400 = 6,25% ao mês 02. Resposta: Errado Pela fórmula de juros simples teremos j = 100 .. tiC Mas antes devemos converter os dados para a mesma unidade de tempo. i = 12% ao ano = 1% ao mês t = 45 dias = 1,5 meses C = 10000 Montante foi de 10140, logo o juros foi de 10140 – 10000 = 140 reais. Vamos lá! j = 100 .. tiC j = 10000 . 1 . 1,5 100 = 15000 100 = 150 reais, que é superior à 140 reais conforme dito no enunciado. 03. Resposta: A Antes de resolvermos devemos fazer as devidas conversões, vamos lá! i = 12% ao mês = 12 : 30 = 0,4% ao dia j = 100 .. tiC j = 3000 . 0,4 . 8 100 = 9600 100 = 96 reais Assim deverá pagar 3000 + 96 = 3096 reais 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 226 04. Resposta: A Na capitalização simples o juros sempre incide sobre o capital inicial, por isto a alternativa A está correta. 05. Resposta: E C = 1.000.000,00 M = 1.240.000,00 t = 12 meses i = ? M = C.(1+it) → 1240000 = 1000000(1 + 12i) → 1 + 12i = 1240000 / 1000000 → 1 + 12i = 1,24 → 12i = 1,24 – 1 → 12i = 0,24 → i = 0,24 / 12 → i = 0,02 → i = 0,02x100 → i = 2% a.m Como não encontramos esta resposta nas alternativas, vamos transformar, uma vez que sabemos a taxa mensal: Um bimestre tem 2 meses → 2 x 2 = 4% a.b. Um trimestre tem 3 meses → 2 x 3 = 6% a.t. Um semestre tem 6 meses → 2 x 6 = 12% a.s. Um ano tem 1 ano 12 meses → 2 x 12 = 24% a.a. 06. Resposta: B Pelo enunciado temos: C = 670 i = ? n = 16 meses M = 766,48 Aplicando a fórmula temos: M = C.(1+in) → 766,48 = 670 (1+16i) → 1 + 16i = 766,48 / 670 →1 + 16i = 1,144 → 16i = 1,144 – 1 → 16i = 0,144 → i = 0,144 / 16 → i = 0,009 x 100 → i = 0,9% a.m. Observe que as taxas das alternativas são dadas em ano, logo como 1 ano tem 12 meses: 0,9 x 12 = 10,8% a.a. 07. Resposta: C C = ? n = 1 ano e meio = 12 + 6 = 18 meses i = 1,3% a.m = 0,013 M = 68610,40 Aplicando a fórmula: M = C (1+in) → 68610,40 = C (1+0,013.18) → 68610,40 = C (1+0,234) → C = 68610,40 = C.1,234 → C = 68610,40 / 1,234 → C = 55600,00. 08. Resposta: C j= 15.000*0,10*0,25 (0,25 é 3 meses/12) j=15.000*0,025 j=375,00 Montante 15.000+375,00= 15.375,00 Foi retirado 5.000,00, então fica o saldo para nova aplicação de 10.375,00 o valor a pagar da segunda parcela (10.665,50) é o mesmo valor do saldo da aplicação dos 10.375,00 em 03 meses. 10.665,50-10.375,00= 290,50, esse foi o juros, então é só aplicar a fórmula dos juros simples. j=c.i.t 290,5=10.375,00*i*0,025 290,5=2.593,75*i i= 290,5/2.593,75 i= 0,112 i=0,112*100=11,2% JUROS COMPOSTOS19 O capital inicial (principal) pode crescer, como já sabemos, devido aos juros, segundo duas modalidades, a saber: 19 MARIANO, Fabrício – Matemática Financeira para Concursos – 3ª Edição – Rio de Janeiro: Elsevier,2013. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 227 Juros simples (capitalização simples) – a taxa de juros incide sempre sobre o capital inicial. Juros compostos (capitalização composta) – a taxa de juros incide sobre o capital de cada período. Também conhecido como "juros sobre juros". Na prática, as empresas, órgãos governamentais e investidores particulares costumam reinvestir as quantias geradas pelas aplicações financeiras, o que justifica o emprego mais comum de juros compostos na Economia. Na verdade, o uso de juros simples não se justifica em estudos econômicos. Exemplo Considere o capital inicial (C) $1500,00 aplicado a uma taxa mensal de juros compostos (i) de 10% (i = 10% a.m.). Vamos calcular os montantes (capital + juros), mês a mês: Após o 1º mês, teremos: M1 = 1500 x 1,1 = 1650 = 1500(1 + 0,1) Após o 2º mês, teremos: M2 = 1650 x 1,1 = 1815 = 1500(1 + 0,1)2 Após o 3º mês, teremos: M3 = 1815 x 1,1 = 1996,5 = 1500(1 + 0,1)3 ..................................................................................................... Após o nº (enésimo) mês, sendo M o montante, teremos evidentemente: M = 1500(1 + 0,1)t De uma forma genérica, teremos para um capital C, aplicado a uma taxa de juros compostos (i) durante o período (t): M = C (1 + i)t Onde: M = montante, C = capital, i = taxa de juros e t = número de períodos que o capital C (capital inicial) foi aplicado. (1+i)t ou (1+i)n = fator de acumulação de capital Na fórmula acima, as unidades de tempo referentes à taxa de juros (i) e do período (t), tem de ser necessariamente iguais. Este é um detalhe importantíssimo, que não pode ser esquecido! Assim, por exemplo, se a taxa for2% ao mês e o período 3 anos, deveremos considerar 2% ao mês durante 3x12=36 meses. Graficamente temos, que o crescimento do principal(capital) segundo juros simples é LINEAR, CONSTANTE enquanto que o crescimento segundo juros compostos é EXPONENCIAL, GEOMÉTRICO e, portanto tem um crescimento muito mais "rápido". - O montante após 1º tempo é igual tanto para o regime de juros simples como para juros compostos; - Antes do 1º tempo o montante seria maior no regime de juros simples; - Depois do 1º tempo o montante seria maior no regime de juros compostos. Juros Compostos e Logaritmos Para resolução de algumas questões que envolvam juros compostos, precisamos ter conhecimento de conceitos de logaritmos, principalmente aquelas as quais precisamos achar o tempo/prazo. É muito comum ver em provas o valor dado do logaritmo para que possamos achar a resolução da questão. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 228 Exemplo Um capital é aplicado em regime de juros compostos a uma taxa mensal de 2% (2% a.m.). Depois de quanto tempo este capital estará duplicado? Resposta Sabemos que M = C (1 + i)t. Quando o capital inicial estiver duplicado, teremos M = 2C. Substituindo, vem: 2C = C(1+0,02)t [Obs: 0,02 = 2/100 = 2%] Simplificando, fica: 2 = 1,02t , que é uma equação exponencial simples. Teremos então: t = log1,022 = log2 /log1,02 = 0,30103 / 0,00860 = 35 Nota: log2 = 0,30103 e log1,02 = 0,00860; estes valores podem ser obtidos rapidamente em máquinas calculadoras científicas. Caso uma questão assim caia no vestibular ou concurso, o examinador teria de informar os valores dos logaritmos necessários, ou então permitir o uso de calculadora na prova, o que não é comum no Brasil. Portanto, o capital estaria duplicado após 35 meses (observe que a taxa de juros do problema é mensal), o que equivale a 2 anos e 11 meses. Resposta: 2 anos e 11 meses. - Em juros simples quando a taxa de juros(i) estiver em unidade diferente do tempo(t), pode-se colocar na mesma unidade de (i) ou (t). - Em juros compostos é preferível colocar o (t) na mesma unidade da taxa (i). Questões 01. (EXÉRCITO BRASILEIRO) Determine o tempo necessário para que um capital aplicado a 20 % a. m. no regime de juros compostos dobre de valor. Considerando que log 2 = 0,3 e log 1,2 = 0,08. (A) 3,75 meses. (B) 3,5 meses. (C) 2,7 meses. (D) 3 meses. (E) 4 meses. 02. (FCC) Saulo aplicou R$ 45 000,00 em um fundo de investimento que rende 20% ao ano. Seu objetivo é usar o montante dessa aplicação para comprar uma casa que, na data da aplicação, custava R$ 135 000,00 e se valoriza à taxa anual de 8%. Nessas condições, a partir da data da aplicação, quantos anos serão decorridos até que Saulo consiga comprar tal casa? Dado: (Use a aproximação: log 3 = 0,48) (A) 15 (B) 12 (C) 10 (D) 9 (E) 6 03. (CESGRANRIO) Um investimento de R$1.000,00 foi feito sob taxa de juros compostos de 3% ao mês. Após um período t, em meses, o montante foi de R$1.159,27. Qual o valor de t? (Dados: ln(1.000) = 6,91; ln(1.159,27) = 7,06; ln(1,03) = 0,03). 04. (MPE/GO – Secretário Auxiliar – MPE-GO/2017) Fábio aplicou R$ 1.000,00 em uma aplicação que rende juros compostos de 2% ao mês. Ao final de 3 meses qual será o montante da aplicação de Fábio, desprezando-se as casas decimais? (A) R$ 1.060 (B) R$ 1.061 (C) R$ 1.071 (D) R$ 1.029 (E) R$ 1.063 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 229 Respostas 01. Resposta: A. M=C(1+i)t 2C=C(1+0,2)t 2=1,2t Log2=log1,2t Log2=t.log1,2 → 0,3=0,08t → T=3,75 meses 02. Resposta: B. M = C. (1 + i)t C = 45.000 i = 0,2 -------------------- C = 135.000 i= 0,08 45.000 (1+ i)t = 135.000 (1 + i)t 45.000 (1 + 0,2)t = 135.000 (1 + 0,08)t 45.000 (1,2)t = 135.000 (1,08)t 135.000/45.000 = (1,2/1,08)t 3 = (10/9)t log3 = t.log (10/9) → 0,48 = (log10 - log9).t → 0,48 = (1 - 2log3).t 0,48 = (1 - 2.0,48).t → 0,48 = (1 - 0,96).t → 0,48 = 0,04.t t = 0,48/0,04 → t = 12 03. Resposta: 05. M = C (1 + i) t 1159,27 = 1000 ( 1 + 0,03)t 1159,27 = 1000.1,03t ln 1159,27 = ln (1000 . 1,03t) 7,06 = ln1000 + ln 1,03t 7,06 = 6,91 + t . ln 1,03 → 0,15 = t . 0,03 → t = 5 04. Resposta: B. Juros Compostos M = 1000 .(1,02)^3 M = 1000 . 1,061208 M = 1061,20 TAXAS DE JUROS: EFETIVA, NOMINAL, PROPORCIONAIS, EQUIVALENTES, REAL E APARENTE20 As taxas de juros são índices fundamentais no estudo da matemática financeira. Os rendimentos financeiros são responsáveis pela correção de capitais investidos perante uma determinada taxa de juros. As taxas serão incorporadas sempre ao capital. Taxa Efetiva São aquelas onde a taxa da unidade de tempo coincide com a unidade de tempo do período de capitalização(valorização). Utilizado muito em caderneta de poupança. Exemplos - Uma taxa de 75% ao ano com capitalização anual. - Uma taxa de 11% ao trimestre com capitalização trimestral. 20 MARIANO, Fabrício – Matemática Financeira para Concursos – 3ª Edição – Rio de Janeiro: Elsevier,2013. mundoeducacao.com/matematica/taxa-efetiva-taxa-real.htm 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 230 Quando no enunciado não estiver citando o período de capitalização, a mesma vai coincidir com unidade da taxa. Em outras palavras iremos trabalhar com taxa efetiva!!! Taxa Nominal São aquelas cujas unidade de tempo NÃO coincide com as unidades de tempo do período de capitalização. Exemplos - 5% ao trimestre com capitalização semestral. - 15% ao semestre com capitalização bimestral. Para resolução de questões com taxas nominais devemos primeiramente descobrir a taxa efetiva (multiplicando ou dividindo a taxa) Exemplo Como são 12 meses que existem no ano, então dividimos a taxa por 12, trazendo a taxa para o mesmo período da capitalização, tendo assim a taxa efetiva da operação. Toda taxa nominal traz implícita uma taxa efetiva que deve ser calculada proporcionalmente. Taxas Proporcionais ou Lineares (regime de juros simples) São taxas em unidade de tempo diferente que aplicadas sobre o mesmo capital ao mesmo período de tempo irão gerar o mesmo montante. Exemplos - 2% a.s é proporcional quantos % a.a? Como 1 ano tem 2 semestre 2%. 2(semestres) = 4% a.a - Uma taxa de 60% a.a geraria as seguintes taxas: 5% a.m (60%/12 meses);10% a.b (60%/6 bimestres); 20% a.q(60%/3quadrimestres) .... Taxas Equivalentes (regime de juros compostos) As taxas de juros se expressam também em função do tempo da operação, porém não de forma proporcional, mas de forma exponencial, ou seja, as taxas são ditas equivalentes. Exemplos 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 231 - 24% a.a é equivalente a %a.m? Vamos aplicar o conceito acima, para resolução deste exemplo: (1+ia)=(1+im)12 (expoente na menor unidade de tempo) (1+0,24) = (1+im)12 1,24 = (1+im)12 Para retirar o expoente, basta fazermos a operação inversa da potenciação √1,24 12 = √(1 + 𝑖𝑚)12 12 √1,24 12 = 1 + 𝑖𝑚 → 𝑖𝑚 = 1,24 1 12 − 1 Algumas bancas informam o valor da raiz, outras deixam como está. √𝒂𝒎 𝒏 = 𝒂 𝒎 𝒏 Taxa Real, Aparente e Inflação Taxa Real (ir) = taxa que considera os efeitos da inflação e seus ganhos. Taxa Aparente (ia) = taxa que não considera os efeitos da inflação (são as taxas efetivas/nominais). Taxa de Inflação (ii) = a inflação representa a perda do poder de compra. Podemos escrever todas essas taxas em função uma das outras: (1+ia) = (1+ir).(1+ii) Onde: (1 + 𝑖𝑎) = 𝑀 𝐶 ,independe da quantidade de períodos e do regime de juros. Exemplos 01. Uma aplicação no mercado financeiro forneceu as seguintes informações: − Valor aplicado no início do período: R$ 50.000,00. − Período de aplicação: um ano. − Taxa de inflação no período de aplicação: 5%. − Taxa real de juros da aplicação referente ao período: 2%. Se o correspondente montante foi resgatado no final do período da aplicação, então o seu valor é (A) R$ 53.550,00. (B) R$ 53.500,00. (C) R$ 53.000,00. (D) R$ 52.500,00. (E) R$ 51.500,00. Observe que o período de aplicação é de 1 ano, então tanto faz utilizar o regime de juros simples ou compostos. C = R$ 50.000,00 t= 1 ano ii = 5% = 0,05 ir = 2% = 0,02 M=? (1+ia) = (1+ir).(1+ii) (1+ia) = (1+0,02).(1+0,05i) (1+ia) = 1,02 . 1,05 (1+ia) = 1,071 ia = 1,071-1 ia = 0,071(taxa efetiva da operação) Aplicando a fórmula do montante: M = C.(1+i)t M= 50 000.(1+0,071)1 50 000. 1,071 M= 53.550,00 Resposta: A. 02. Uma pessoa investiu R$ 1.000,00 por 2 meses, recebendo ao final desse prazo o montante de R$ 1.060,00. Se, nesse período, a taxa real de juros foi de 4%, então a taxa de inflação desse bimestre foi de aproximadamente (A) 1,92. (B) 1,90. (C) 1,88. (D) 1,86. (E) 1,84. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 232 Neste exemplo, está nos faltando saber o valor da taxa de juros aparente, mas com as outras informações do enunciado podemos chegar ao seu valor: C = 1.000,00 M = 1.060,00 t = 2 meses ir = 4% = 0,04 ii= ? (1 + 𝑖𝑎) = 𝑀 𝐶 ⇒ (1 + 𝑖𝑎) = 1060 1000 ⇒ (1 + 𝑖𝑎) = 1,06 (1 + 𝑖𝑎) = (1 + 𝑖𝑟). (1 + 𝑖𝑖) ⇒ 1,06 = (1 + 0,04). (1 + 𝑖𝑖) ⇒ (1 + 𝑖𝑖) = 1,06 1,04 ⇒ (1 + 𝑖𝑖) = 1,0192 ⇒ 𝑖𝑖 = 1,0192 − 1 ⇒ 𝑖𝑖 = 0,0192 ⇒ 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑝𝑜𝑟 100(𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙) ⇒ 1,92 Questões 01. (Pref. Guarujá/SP – Professor de Matemática – CAIPIMES) Considere as seguintes situações: I- Carlos comprou um produto que à vista custava R$ 1.000,00. Como ele não tinha todo esse valor, ele fez um plano de pagamento com 12 prestações iguais, de R$ 100,00 cada uma, sem entrada. II- Ana comprou o mesmo produto que Carlos, na mesma loja e com o mesmo preço à vista, mas fez o seguinte plano de pagamento: uma entrada de R$ 100,00 e mais 11 prestações de R$ 100,00 cada uma. Com base nessas situações, é possível afirmar corretamente que: (A) a taxa de juros do plano de Ana foi menor que a taxa de juros do plano de Carlos. (B) a taxa de juros do plano de Ana foi igual à taxa de juros do plano de Carlos. (C) a taxa de juros do plano de Ana foi maior que a taxa de juros do plano de Carlos. (D) não há como comparar as taxas de juros dos planos de Ana e de Carlos. 02. (TJ/PE - Analista Judiciário-Contador - FCC) Uma taxa de juros nominal de 21% ao trimestre, com juros capitalizados mensalmente, apresenta uma taxa de juros efetiva, trimestral de, aproximadamente, (A) 21,7%. (B) 22,5%. (C) 24,8%. (D) 32,4%. (E) 33,7%. 03. (Pref. Florianópolis/SC – Auditor Fiscal – FEPESE) A taxa de juros simples mensais de 4,25% equivalente à taxa de: (A) 12,5% trimestral. (B) 16% quadrimestral. (C) 25,5% semestral. (D) 36,0% anual. (E) 52% anual. 04. (BAHIAGÁS – Técnico de Processos Tecnológicos – IESES) Uma pessoa faz um investimento em uma aplicação que rende 14% de juros (taxa aparente) anuais. Porém a inflação em seu país é de 10% anuais. Portanto a taxa de juros real que remunera a aplicação é: (A) Maior que 3,8% e menor que 3,9% ao ano. (B) Maior que 3,6% e menor que 3,7% ao ano. (C) Menor que 3,6% ao ano. (D) Maior que 3,9% ao ano. (E) Maior que 3,7% e menor que 3,8% ao ano. 05. (LIQUIGÁS – Assistente Administrativo – CESGRANRIO) Um financiamento está sendo negociado a uma taxa nominal de 20% ao ano. 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 233 A taxa de juros efetiva anual desse financiamento, se os juros são capitalizados semestralmente, é: (A) 10,00% (B) 20,21% (C) 21,00% (D) 22,10% (E) 24,20% Comentários 01. Resposta: C. I. Carlos: 12 . 100 = 1200 II. Ana: 100 + 11 . 100 = 100 + 1100 = 1200 Os valores são iguais, porém Carlos não deu entrada e Ana sim. Por isso, a taxa de juros do plano de Ana foi maior que a de Carlos. 02. Resposta: B. 21% a. t capitalizados mensalmente (taxa nominai), como um trimestre tem 3 meses, 21/3 = 7% a.m(taxa efetiva). im = taxa ao mês it= taxa ao trimestre. (1+im)3 = (1+it) (1+0,07)3 = 1+it (1,07)3 = 1+it 1,225043 = 1+it it= 1,225043-1 it = 0,225043 x 100 it= 22,5043% 03. Resposta: C. Sabemos que taxas a juros simples são ditas taxas proporcionais ou lineares. Para resolução das questões vamos avaliar item a item para sabermos se está certo ou errado: 4,25% a.m Trimestral = 4,25 .3 = 12,75 (errada) Quadrimestral = 4,25 . 4 = 17% (errada) Semestral= 4,25 . 6 = 25,5 % (correta) Anual = 4,25.12 = 51% (errada) 04. Resposta: B. (1+ia) = (1+ir).(1+ii) Jogando os valores que temos, na fórmula. 1+ 0,14=(1+taxa real) . (1+ 0,1 1,14= (1+taxa real) . (1,1) 1,14/1,1= (1+taxa real) 1,0363= 1+ taxa real 1.0363-1=taxa real Taxa real = 0,0363 Taxa real = 3,63% 05. Resposta: C. Taxa nominal: 20%a.a. capitalizada semestralmente, ou seja 20/2 = 10% ao semestre. Agora, basta determinar a taxa efetiva: (1+iquero) = (1+itenho) (1+iquero)1 = (1+0,10)² iquero = 1,21 – 1 = 0,21 = 21% 1498042 E-book gerado especialmente para POLYANA AVILA DOMINGUES . 234 DESCONTOS Entende-se por Valor Nominal o valor de resgate, ou seja, o valor definido para um título em sua data de vencimento. Representa, em outras palavras, o próprio montante da operação. A operação de se liquidar um título antes de seu vencimento envolve geralmente uma recompensa, ou um desconto pelo pagamento antecipado. Desta maneira, desconto pode ser entendido como a diferença entre o valor nominal de um título e o seu valor atualizado apurado n períodos antes de seu vencimento. Por outro lado, Valor Descontado de um título é o seu valor atual na data do desconto, sendo determinado pela diferença entre o valor nominal e o desconto, ou seja: Valor descontado = Valor nominal – Desconto As operações de desconto podem ser realizadas tanto sob o regime de juros simples como no de juros compostos. O uso do desconto simples é amplamente adotado em operações de curto prazo, restringindo-se o desconto composto para as operações de longo prazo. Tanto no regime linear como no composto ainda são identificados dois tipos de desconto: (a) desconto “por dentro” (ou racional) e; (b) desconto “por fora” (ou bancário, ou comercial). Exemplo Ao resgatar uma duplicata dois meses, antes da data do vencimento (04/03/2005), o credor José da Silva (aquele que irá receber o valor da mesma) recebe uma quantia de R$ 460,00. A essa diferença entre o valor título (valor nominal) e o valor recebido (valor atual) damos o nome de desconto. D = N – A Onde: D = desconto N = valor nominal A = valor atual O desconto concedido pelo banco, para o resgate de um título antes do vencimento é maior, resultando num resgate de menor valor para o proprietário do título. O desconto é o contrário da capitalização. Comparando com o regime de juros, observamos que: - o Valor Atual, ou valor futuro (valor do resgate) nos dá ideia de Montante; - o Valor Nominal, nome do título (valor que resgatei) nos dá ideia de Capital; - e o Desconto nos dá ideia de Juros. DESCONTOS SIMPLES21 Desconto Racional Simples (por dentro) O desconto racional, também denominado de desconto “por dentro”, incorpora os conceitos e relações