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3-Matemática
Colegio Sagrada Familia
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do domínio. Bijetora: Quando apresentar as características de fun- ção injetora e ao mesmo tempo, de sobrejetora, ou seja, elementos distintos têm sempre imagens distintas e todos os elementos do contradomínio são imagens de pelo me- nos um elemento do domínio. Função 1 grau A função do 1° grau relacionará os valores numéricos obtidos de expressões algébricas do tipo (ax + b), consti- tuindo, assim, a função f(x) = ax + b. Estudo dos Sinais Definimos função como relação entre duas grandezas representadas por x e y. No caso de uma função do 1º grau, sua lei de formação possui a seguinte característica: y = ax + b ou f(x) = ax + b, onde os coeficientes a e b pertencem aos reais e diferem de zero. Esse modelo de função possui como representação gráfica a figura de uma reta, portanto, as relações entre os valores do domínio e da imagem cres- cem ou decrescem de acordo com o valor do coeficiente a. Se o coeficiente possui sinal positivo, a função é crescente, e caso ele tenha sinal negativo, a função é decrescente. Função Crescente: a > 0 De uma maneira bem simples, podemos olhar no grá- fico que os valores de y vão crescendo. Função Decrescente: a < 0 Nesse caso, os valores de y, caem. Raiz da função Calcular o valor da raiz da função é determinar o valor em que a reta cruza o eixo x, para isso consideremos o valor de y igual a zero, pois no momento em que a reta intersecta o eixo x, y = 0. Observe a representação gráfica a seguir: Podemos estabelecer uma formação geral para o cál- culo da raiz de uma função do 1º grau, basta criar uma ge- neralização com base na própria lei de formação da função, considerando y = 0 e isolando o valor de x (raiz da função). X=-b/a Dependendo do caso, teremos que fazer um sistema com duas equações para acharmos o valor de a e b. 11 MATEMÁTICA Exemplo: Dado que f(x)=ax+b e f(1)=3 e f(3)=5, ache a função. F(1)=1a+b 3=a+b F(3)=3a+b 5=3a+b Isolando a em I a=3-b Substituindo em II 3(3-b)+b=5 9-3b+b=5 -2b=-4 b=2 Portanto, a=3-b a=3-2=1 Assim, f(x)=x+2 Função Quadrática ou Função do 2º grau Em geral, uma função quadrática ou polinomial do se- gundo grau tem a seguinte forma: f(x)=ax²+bx+c, onde a≠0 f(x)=a(x-x1)(x-x2) É essencial que apareça ax² para ser uma função qua- drática e deve ser o maior termo. Considerações Concavidade A concavidade da parábola é para cima se a>0 e para baixo se a<0 Discriminante(∆) ∆=b²-4ac ∆>0 A parábola y=ax²+bx+c intercepta o eixo x em dois pontos distintos, (x1,0) e (x2,0), onde x1 e x2 são raízes da equação ax²+bx+c=0 ∆=0 Quando , a parábola y=ax²+bx+c é tangente ao eixo x, no ponto Repare que, quando tivermos o discriminante , as duas raízes da equação ax²+bx+c=0 são iguais ∆<0 A função não tem raízes reais Raízes Vértices e Estudo do Sinal Quando a > 0, a parábola tem concavidade voltada para cima e um ponto de mínimo V; quando a < 0, a pa- rábola tem concavidade voltada para baixo e um ponto de máximo V. Em qualquer caso, as coordenadas de V são . Veja os gráficos: 12 MATEMÁTICA Equação Exponencial É toda equação cuja incógnita se apresenta no expoen- te de uma ou mais potências de bases positivas e diferen- tes de 1. Exemplo Resolva a equação no universo dos números reais. Solução Função exponencial A expressão matemática que define a função exponen- cial é uma potência. Nesta potência, a base é um número real positivo e diferente de 1 e o expoente é uma variável. Função crescente Se temos uma função exponencial crescente, qualquer que seja o valor real de x. No gráfico da função ao lado podemos observar que à medida que x aumenta, também aumenta f(x) ou y. Grafica- mente vemos que a curva da função é crescente. Função decrescente Se temos uma função exponencial de- crescente em todo o domínio da função. Neste outro gráfico podemos observar que à medida que x aumenta, y diminui. Graficamente observamos que a curva da função é decrescente. A Constante de Euler É definida por : e = exp(1) O número e é um número irracional e positivo e em função da definição da função exponencial, temos que: Ln(e) = 1 Este número é denotado por e em homenagem ao ma- temático suíço Leonhard Euler (1707-1783), um dos primei- ros a estudar as propriedades desse número. 13 MATEMÁTICA O valor deste número expresso com 10 dígitos deci- mais, é: e = 2,7182818284 Se x é um número real, a função exponencial exp(.) pode ser escrita como a potência de base e com expoente x, isto é: ex = exp(x) Propriedades dos expoentes Se a, x e y são dois números reais quaisquer e k é um número racional, então: - ax ay= ax + y - ax / ay= ax - y - (ax) y= ax.y - (a b)x = ax bx - (a / b)x = ax / bx - a-x = 1 / ax Logaritmo Considerando-se dois números N e a reais e positivos, com a ≠1, existe um número c tal que: A esse expoente c damos o nome de logaritmo de N na base a Ainda com base na definição podemos estabelecer condições de existência: Exemplo Consequências da Definição Propriedades Mudança de Base Exemplo Dados log 2=0,3010 e log 3=0,4771, calcule: a)log 6 b) log1,5 c) log 16 Solução a) Log 6=log 2⋅3=log2+log3=0,3010+0,4771=0,7781 b) c) Função Logarítmica Uma função dada por , em que a constante a é positiva e diferente de 1, denomina-se fun- ção logarítmica. MATRIZ, DETERMINANTES E SISTEMAS LINEARES Matriz Chama-se matriz do tipo m x n, m ∈N* e n∈N*, a toda tabela de m.n elementos dispostos em m linhas e n colunas. Indica-se a matriz por uma letra maiúscula e colocar seus elementos entre parênteses ou entre colchetes como, por exemplo, a matriz A de ordem 2x3. 14 MATEMÁTICA Representação da matriz Forma explicita (ou forma de tabela) A matriz A é representada indicando-se cada um de seus elementos por uma letra minúscula acompanhada de dois índices: o primeiro indica a linha a que pertence o elemento: o segundo indica a coluna a que pertence o elemento, isto é, o elemento da linha i e da coluna j é in- dicado por ij. Assim, a matriz A2 x 3 é representada por: Forma abreviada A matriz A é dada por (aij)m x n e por uma lei que fornece aij em função de i e j. A=(aij)2 x 2, onde aij=2i+j Portanto, Tipos de Matriz Matriz linha Chama-se matriz linha a toda matriz que possui uma única linha. Assim, [2 3 7] é uma matriz do tipo 1 x 3. Matriz coluna Chama-se matriz coluna a toda matriz que possui uma única coluna. Assim, é uma matriz coluna do tipo 2 x 1. Matriz quadrada Chama-se matriz quadrada a toda matriz que possui número de linhas igual ao número de colunas. Uma matriz quadrada A do tipo n x n é dita matriz quadrada de ordem n e indica-se por An. Exemplo: Diagonais Diagonal principal é a sequência tais que i=j, ou seja, (a11, a22, a33,..) Diagonal secundária é a sequência dos elementos tais que i+j=n+1, ou seja, (a1n, a2 n-1,...) Matriz diagonal Uma matriz quadrada de ordem n(n>1) é chamada de matriz diagonal se, e somente se, todos os elementos que não pertencem à diagonal principal são iguais a zero. Matriz identidade Uma matriz quadrada de ordem n(n>1) é chamada de matriz identidade se, e somente se, os elementos da diago- nal principal são iguais a um e os demais são iguais a zero. Matriz nula É chamada matriz nula se, e somente se, todos os ele- mentos são iguais a zero. Matriz Transposta Dada a matriz A=(aij) do tipo m x n, chama-se matriz transposta de A a matriz do tipo n x m. Adição de Matrizes Sejam A= (aij), B=(bij) e C=(cij) matrizes do mesmo tipo m x n. Diz-se que C é a soma de A com B, e indica-se por A+B. Dada as matrizes: , portanto 15 MATEMÁTICA Propriedades