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O objetivo dessa apostila é trazer um pouco da matemática do ensino médio para quem está precisando de algum reforço escolar, como também preparando-se para concursos públicos e vestibulares. A mesma pode apresentar erros quanto à grafia, pois não tive tempo de revisá-la. Agradeço ao professor Delair Bavaresco por disponibilizar um banco de questões para que essa apostila tivesse mais recheada de exercícios. Espero que seja de grande valia esse material e caso perceba algum erro, envie um email para: matematicabyjose@gmail.com. Muito obrigado! Conheça nosso site: matematicabyjose.com APOSTILA DE MATEMÁTICA MATEMÁTICA VOLUME 2 Prof: José Erlan SUMÁRIO SUCESSÃO OU SEQUÊNCIA NUMÉRICA ( PA E PG) 3 INTRODUÇÃO À MATEMÁTICA FINANCEIRA 7 FUNÇÕES 9 GEOMETRIA PLANA 21 RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS NO TRIÂNGULO RETÂNGULO 36 RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS NUM TRIÂNGULO QUALQUER 37 GEOMETRIA ESPACIAL 40 FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS 46 POLINÔMIOS 50 MATRIZES 54 DETERMINANTES 56 SISTEMAS LINEARES 58 GEOMETRIA ALNALÍTICA 61 ANÁLISE COMBINATÓRIA 66 PROBABILIDADE 69 INTRODUÇÃO À ESTATÍSTICA 70 NÚMEROS COMPLEXOS 72 GABARITO DOS EXERCÍCIOS DE APROFUNDAMENTO 75 SUCESSÃO OU SEQUÊNCIA NUMÉRICA Até o momento, temos trabalhado com conjuntos sem levar em consideração a ordem em que os elementos se sucedem, entretanto existem casos em que esta ordem é importante. • O conjunto ordenado (Nova, Crescente, Cheia, Minguante) é chamado, sequência ou sucessão das fases da lua. • O conjunto ordenado (Janeiro, Fevereiro,....., Novembro, Dezembro) é chamado, seqüência ou sucessão dos meses do ano. Os parênteses sugerem que estamos trabalhando com um conjunto de números colocados numa certa ordem. Seqüência numérica é todo conjunto de números dispostos numa certa ordem. A representação matemática de uma seqüência é: ( a1, a2, a3, ...,an) em que a1, indica o 1º termo, a2 indica o segundo termo e an indica o enésimo termos. Uma seqüência numérica pode ser finita ou infinita. I. (-3, -1, 0, 4, 7, 9) Seqüência finita. II. (-1, 0, 1, 4, 7, 8, 9, ...) Seqüência infinita. LEI DE FORMAÇÃO DE UMA SEQUÊNCIA Algumas sequências possuem elementos que se sucedem obedecendo a uma certa lei, chamada lei de formação da sequência, a qual permite encontrar qualquer um dos seus elementos, conhecendo-se sua posição. Ela fornece o termo geral da sequência. Exemplos: Escreva a sucessão dada pelo termo geral an = 2n e n ∈ { 1, 2, 3, 4, 5}. Escrever os seis primeiros termos da sequência , com n ∈ N* 1) Ache o 4º termo da sequência , com n ∈ N*. 2) Ache os seis primeiros termos da sequência dada por: a1 = a e an+1 = an . a e n ϵ N * Resp.: 1) 2 2) (a, a 2 , a 3 , a 4 , a 5 , a 6 ) PROGRESSÃO ARITMÉTICA Uma sequência (a1, a2, a3, a4, ..., an) de números reais, com a1 = primeiro termo, a2 = segundo termo, assim sucessivamente até o último termo an, é uma progressão aritmética (PA), se a diferença entre um termo qualquer a partir do segundo, pelo seu antecessor imediato, produzir um resultado (RESTO) constante real, denominado razão ( r ) da progressão. Daqui tiramos que , com n ∈ N*. Consequentemente teremos: , onde r é a razão da PA. EXERCÍCIOS 1) Calcular a razão de cada uma das seguintes progressões aritméticas: a) b) 2) Determine o valor de x, de modo que os números e estejam nessa ordem, em PA. 3) São dadas duas sequências: e . Sabe-se que y1 = 1 e y2 = 2 , que e que a primeira sequência é uma progressão aritmética de razão 3. a) Escreva os 4 primeiros termos da seqüência ( xn ). 4 b) Escreva os 4 primeiros termos da seqüência ( yn ). FÓRMULA DO TERMO GERAL DE UMA PA A definição de progressão aritmética ( PA ), sugere que: a2 = a1 + r a3 = a1 + 2r a4 = a1 + 3r e assim sucessivamente. Generalizando para termo de ordem n ( n = ao número de termos da progressão), temos a fórmula geral: SOMA DOS TERMOS DE UMA PA Sabendo que (a1, a2, a3, a4, ..., an) é uma PA e Sn a soma desses termos, ou seja, Sn = a1 + a2 + a3 + a4 + ... + an. A fórmula seguinte permite calcular a soma dos n termos de uma PA: 1) Quantos múltiplos de 5 há entre 21 e 623? 2) Ache a1 numa P.A., sabendo que e a17 = 27. 3) Se x = (1+3+...+49) é a soma dos ímpares de 1 a 49, e se y = (2+4+...+50) é a soma dos pares de 2 a 50, calcule x - y. 4) Numa estrada existem dois telefones instalados no acostamento: um no km 3 e outro no km 88. Entre eles serão colocados mais 16 telefones, mantendo-se entre dois telefones consecutivos sempre a mesma distância. Determinar em quais marcos quilométricos deverão ficar esses novos telefones. 5) Escrever a PA em que a2 + a6 = 20 e a4 + a9 = 35. 6) Três números estão em PA, de tal forma que a soma deles é 18 e o produto é 66. Calcular os três números. Resp: 4) (8, 13, 18, 23, 28, 33...83) 5) (1, 4, 7...) 6) (1, 6 e 11) PROGRESSÃO GEOMÉTRICA Uma sequência (a1, a2, a3, a4, ..., an) de números reais, com a1 = primeiro termo, a2 = segundo termo, assim sucessivamente até o último termo an, é uma progressão geométrica (PG), se a divisão entre um termo qualquer a partir do segundo, pelo seu antecessor imediato, produzir um resultado (quociente) constante real, denominado razão ( q ) da progressão. Assim: TERMO GERAL DE UMA PG A fórmula do termo geral de uma progressão geométrica vai permitir encontrar qualquer termo da progressão. Seja a PG: a1 a2 a3 a4 ... an-1 an xq xq xq xq Considerando a sequência (a1, a2, a3, a4,.., an) como uma PG de razão q, podemos escrever: a2 = a1.q a3 = a2 . q a4 = a3 . q a5 = a4 . q a3 = a1.q.q a4 = a1.q 2 .q a4 = a1.q 3 .q a3 = a1.q 2 a4 = a1.q 3 a4 = a1.q 4 Prosseguindo dessa forma, encontramos, por exemplo: A10 = a1.q 9 a20 = a1.q 19 a34 = a1.q 33 E, sendo an um termo qualquer dessa PG, temos: Essa é a fórmula do termo geral de uma PG. 5 SOMA DOS TERMOS DE UMA PG FINITA A seguinte fórmula dá a soma dos termos de uma PG finita: Onde “Sn” representa a soma dos n termos, “n” representa a quantidade de termos, “q” representa a razão da Pg e “a1” oprimeiro termo. Essa fórmula pode ainda ser representada assim: 1) Determine o valor de x, de modo que os números x+1, x+4, x+10 formem, nesta ordem, uma P.G. 2) Numa P.G. de 4 termos, a razão é 5 e o último termo é 375. Calcular o primeiro termo desta P.G. 3) Determine o número de termos da P.G. (1, 2, ..., 256). 4) Dar o valor de x na igualdade x + 3x + ... +729x = 5465, sabendo-se que os termos do 1º membro formam uma P.G. 5) Em uma PG tem-se a1 + a2 = 72 e a3 + a4 = 200. Calcular o 5º termo. 6) Se 2, a e 8 são termos consecutivos de uma PA e a, b e 20 são termos consecutivos de uma PG, determine o valor de a + b, sabendo que a > b. Resp: 5) 6) - 5 SOMA DOS TERMOS DE UMA PG INFINITA Sendo (a1, a2, a3, a4, ..., an) uma PG de razão -1 < q < 1 e Sn a soma desses termos, Sn = a1 + a2 + a3 + a4 + ... , temos uma forma simplificada para o somatório de qualquer sequência infinita em PG, dada pela fórmula: ∞ = símbolo que representa o infinito PROPRIEDADE DAS PG Em uma PG o produto de dois termos eqüidistantes dos extremos é igual ao produto dos extremos. Exemplo: ( 2, 4, 8, 16, 32, 64 ) Podemos observar que: 2 x 64 = 4 x 32 = 8 x 16 = 128 PRODUTO DOS TERMOS DE UMA PG FINITA Seja (a1, a2, a3, a4, ..., an) uma PG finita de razão q. Com a seguinte fórmula conseguimos encontrar o produto dos termos de uma PG: ou OBS: O sinal do produto vai depender dos sinais dos termos da progressão. Exemplo: ( 2, -6, 18, -54, 162 ) : Nessa sequência podemos notar que o termo a2 e a4 são negativos, mas o produto dos termos dessa progressão será positivo pois temos uma quantidade par de termos negativos. Se tivéssemos uma quantidade ímpar de termos negativos o produto seria negativo. 1) Obter a soma dos termos da PG 2) Resolver a equação . 3) (UFV-MG) Uma bactéria de determinada espécie divide-se em cada 2 horas. Depois de 24 horas, qual será o número total de bactérias. 4) Simplifique a expressão: A = . 5) Determine o produto dos seis primeiros termos da PG . 6 6) Determine o produto dos termos da PG . Resp: 1) 4/3 2) x = 4 3) 4096 4) 5) -216 6) 1) (UFSM-2007) O diretório acadêmico de uma Universidade organizou palestras de esclarecimento sobre o plano de governo dos candidatos a governar. O anfiteatro, onde foram realizados os encontros, possuía 12 filas de poltronas distribuídas da seguinte forma: na primeira fila 21 poltronas, na segunda 25, na terceira 29, e assim sucessivamente. Sabendo que, num determinado dia, todas as poltronas foram ocupadas e que 42 pessoas ficaram de pé, o total de participantes, excluído o palestrante, foi de: a) 474 b) 516 c) 557 d) 558 e) 559 2) (UFSM) Tisiu ficou sem parceiro para jogar bolita (bola de gude); então pegou sua coleção de bolitas e formou uma seqüência de “T” (a inicial de seu nome), conforme a figura: Supondo que o guri conseguiu formar 10 “T” completos pode-se, seguindo o mesmo padrão, afirmar que ele possuía: a) mais de 300 bolitas b) pelo menos 230 bolitas c) menos de 220 bolitas d) exatamente 300 bolitas e) exatamente 41 bolitas 3) Sejam (a0, a1, a2,...) uma progressão aritmética (PA) e (b0, b1, b2,...) uma progressão geométrica (PG) decrescente. Se 0 0a b= , 2 22a b= e 4 44a b= , então a razão da PG vale: a) 2 2 - b) 2- c) 1 d) 2 2 e) 2 4) (PEIES-2003) A seqüência ( , , 15)x y é uma PA de razão r , e a seqüência ( , , 20)x y é uma PG decrescente de razão q . Então: a) 47 3 r q+ = - b) 43 3 r q+ = - c) 40 3 r q+ = - d) 47 3 r q+ = e) 33 2 r q+ = 5) Um militar comanda 325 soldados e quer formá-los em disposição triangular, de modo que a primeira fila tenha 1 soldado, a segunda 2, a terceira 3 e assim por diante. O número de filas assim constituídas será: a) 20 b) 24 c) 25 d) 27 e) 28 6) (UFSM-2007) A construção da cobertura de um palanque usado na campanha política, para o 1º turno das eleições passadas, foi realizada conforme a figura. Para fixação da lona sobre a estrutura de anéis, foram usados rebites assim dispostos: 4 no primeiro anel, 16 no segundo, 64 no terceiro e assim, sucessivamente. Portanto, se a estrutura era composta de 5 anéis, o número mínimo de caixas, com 100 rebites em cada uma, utilizadas na obra foi de: a) 10 b) 12 c) 14 d) 16 e) 18 7 7) (CESGRANRIO) Quantos são os números inteiros, compreendidos entre 100 e 200, que são múltiplos de 3 e, simultaneamente, não são múltiplos de 5? a) 13 b) 16 c) 21 d) 26 e) 27 8) (PUC-SP) Um pêndulo, oscilando, percorre sucessivamente 18 cm, 15 cm, 12 cm, ... A soma dos percursos até o repouso é em cm: a) 45 b) 63 c) 90 d) 126 e) 150 9) Calcule a soma S = 3 + 10) (EPCAR) O valor de x na equação é igual a: a) b) c) d) 11) (EEAr) As seqüências yx ,3, e xy ,5, são, respectivamente, progressões aritmética e geométrica. Se a progressão aritmética é crescente, a razão da progressão geométrica é: a) 5 5 b) 5 52 c) 5 d) 52 12) (EEAr) Inscrevendo-se nove meios aritméticos entre 15 e 45, obtém-se uma PA cujo sexto termo é a) 25 b) 30 c) 33 d) 42. 13) (EsSA) Quantos múltiplos de 9 ou 15 há entre 100 e 1000? a) 100 b) 120 c) 140 d) 160 e) 180 INTRODUÇÃO À MATEMÁTICA FINANCEIRA PORCENTAGEM Uma loja de móveis anunciou a seguinte oferta: Qualquer móvel para seu quarto com 30% de desconto. Praticamente todos os dias, observamos no comércio, nos meios de comunicação etc. expressões matemáticas relacionadas com a porcentagem. O termo por cento vem do latim per centum e quer dizer por um cento. Para entender o significado dessa expressão, vamos considerar um grupo de 100 pessoas em que 47 são mulheres. A razão entre o número de mulheres e a quantidade de pessoas do grupo pode ser expressa pela razão centesimal . Essa razão pode ser representada assim: 47% (lê-se quarenta e sete por cento) e, nesse caso, a razão centesimal recebe também o nome de taxa de porcentagem ou taxa percentual. Portanto, 47% = = 0,47. Toda razão , na qual b = 100, chama-se taxa percentual. CÁLCULO DE PORCENTAGEM Para se calcular a% de um número b, realizamos o produto: a% . b = JUROS Juro ( J ) é toda compensação em dinheiro que se paga, ou que se recebe, pelo dinheiro que se empresta, ou que se pede emprestado. Exemplo: Depositei uma importância de R$ 1000,00 na poupança e pretendodeixá-lo rendendo por volta de 6 meses. Quanto vou receber após esse tempo? Existem duas formas de o problema ser encarado: Os juros só serão acrescentados ao capital inicialmente aplicado após o término da aplicação. Nessas condições dizemos que estamos calculando juros simples. Os juros serão incorporados ao capital após cada período de tempo, ou seja, juro sobre juro. Nessas condições dizemos que estamos calculando juros compostos. 8 Antes de trabalharmos com os juros, vamos conhecer alguns de seus fatores. O dinheiro que se empresta ou que se pede emprestado é chamado de capital ( C ). A taxa de porcentagem que se paga ou que recebe pelo aluguel do dinheiro é denominada taxa de juro ( i ). O total que se paga no final do empréstimo ( capital + juro ) é denominado montante ( M ). O tempo que decorre desde o início até o final de uma operação financeira é denominado prazo ( t ). OBS: A taxa e o tempo devem ter sempre a mesma unidade e o prazo que vamos trabalhar é sempre o comercial – ano = 360 dias e o mês = 30 dias. JUROS SIMPLES Temos um processo de Capitalização Simples quando a taxa de juros incide somente sobre o capital inicial, não incide sobre os juros acumulados. Se o capital ficar aplicado por “t” períodos iguais, os juros de cada um destes períodos também serão iguais. JUROS COMPOSTOS Um valor está submetido a capitalização composta, quando o juro de cada período financeiro é calculado sobre o montante relativo ao período anterior. 1º Período M = C(1 + i) 2º Período M = C( + i)(1 + i) = C(1 + i) 2 3º Período M = C(1 + i) 2 (1 + i) = C(1 + i) 3 tº Período M = C(1 + i) t 1) O salário de uma pessoa era de R$ 1400,00 até ela ser promovida e receber aumento de 20%. Qual o novo salário? 2) Seu João teve um reajuste de 20% em seu salário e logo após outro de 12% . Qual a porcentagem que representa o reajuste salarial de seu João após os reajustes? 3) (ESAL – MG) Após conseguir um desconto de 15% no preço de uma mercadoria, foram pagos R$ 1700,00 por essa mercadoria. O preço, sem desconto, seria em R$ de: 4) (CESPE) Uma prova de matemática tem 50 questões. Um aluno acertou 30 dessas questões. Qual foi a sua taxa de erro? 5) A população atual de uma cidade é de 50 000 habitantes. Sabendo que essa população cresce a uma taxa de 2% ao ano, qual será a população dessa cidade daqui a três anos? 6) Numa sala havia 60% de homens e 40% de mulheres. Quando 10 homens saíram, ficaram na sala 50% de homens e 50% de mulheres. Calcular quantos homens e quantas mulheres havia inicialmente na sala. 7) Calcule os juros simples produzidos por um capital de R$ 300,00 quando aplicado a: a) 6% ao mês, em 4 meses. b) 8% ao mês, em 1/4 ano. 8) Quanto vale o montante de uma aplicação a juros simples de R$ 7.000,00 durante 18 meses a uma taxa de 8% ao semestre? 9) Por quanto tempo esteve empregado o capital de R$ 160,00 se rendeu juro de R$ 56,00 a 7% a.a. 10) Um investidor aplicou R$ 15 000,00 à taxa de 30% ao ano. Qual será o juro obtido ao fim de 80 dias, sob o regime de juros simples? 11) Determine o prazo em que duplica um capital aplicado à taxa de juros simples de 4% a. m. 12) (EsSA) Em uma determinada loja, uma televisão custa R$ 750,00 à vista. Se for paga em 5 prestações mensais, o valor da televisão passará a custar R$ 900,00. Nestas condições, M = C(1 + i) n 9 qual seria a taxa de juros simples mensal cobrada nessa loja? 13) Uma loja de eletrodomésticos paga, pela aquisição de certo produto, o correspondente ao preço x (em reais) de fabricação, mais 5 % de imposto e 3 % de frete, ambos os percentuais calculados sobre o preço x. Vende esse produto ao consumidor por R$ 54,00, com lucro de 25 %. Então, o valor de x é: 14) Qual a taxa mensal de juro composto que, aplicada ao capital de R$ 24 000,00, o transforma em um montante de R$ 36 087,00 em 7 meses? 15) O valor da expressão (30%)2 é: 16) Durante quanto tempo esteve aplicado, em uma poupança, o capital de R$ 180.000,00 para render, de juros, a importância de R$ 7272,00 se a taxa foi de 2% ao mês? 17) Suponhamos que, para uma dada eleição, uma cidade tivesse 18 500 eleitores inscritos. Suponhamos ainda que, para essa eleição, no caso de se verificar um índice de abstenções de 6% entre os homens e de 9% entre as mulheres, o número de votantes do sexo masculino será exatamente igual ao de votantes do sexo feminino. Determine o número de eleitores inscritos de cada sexo. 8) Resp: 1) 1680 3) R$ 2000,00 4) 40% 5) 53 060 hab 6) 30H e 20M 9) 5 anos 10) R$ 1000,00 11) 25 meses 12) 4% 13) R$ 40,00 14) 6% a.m 15) 9% 16) 2 meses 17) 9100 h e 9400 m FUNÇÕES Quando relacionamos duas variáveis, onde uma depende da outra estamos diante de uma função. Toda função possui uma lei de associação ou lei de formação. Vamos imaginar a seguinte situação: Um taxista cobra R$ 3,00 por metro rodado, sendo que seu taxímetro inicia com R$ 4,50. Podemos ver a relação que o espaço percorrido tem com o valor a ser pago: No primeiro km rodado: 4,50 + 3 x 1 = R$ 7,50 No segundo km rodado: 4,50 + 3 x 2 = R$ 10,50 No terceiro km rodado: 4,50 + 3 x 3 = R$ 13,50 No quarto km rodado: 4,50 + 3 x 4 = R$ 16,50 ... Podemos generalizar essa relação através de uma equação ou lei de formação dessa função. Chamando x o espaço percorrido (em km) e y o valor a ser cobrado no final de cada corrida, temos: y = 4,50 + 3.x Podemos observar que a cada valor de x que atribuímos á variável x, obtemos um só valor para y. Essa situação constitui um exemplo de função, na qual y é função de x. Sejam A e b dois conjuntos não vazios e f uma relação de A em B. Essa relação f é uma função de A em B quando a cada elemento x do conjunto A está associado um e apenas um elemento y do conjunto B. Exemplo: Dados os conjuntos A = { 3, 4} e B = {3, 4, 5, 6,} seja a relação A em B expressa pela fórmula y = x, com x ∈ A e y ∈ B. A B Observamos que: Todos os elementos de A estão associados a elementos de B. Cada elemento de A está associado a apenas um único elemento de B. Assim: 3 4 3 4 5 6 10 A relação expressa pela fórmula y = x é uma função de A em B. OBS: Os elementos do conjunto A são chamados de domínio da função e os elementos do conjunto B {3, 4} que estão associados ao conjunto A são chamados de imagem da função. Todos os elementos do conjunto B = {3, 4, 5, 6} são chamados de contradomínio da função. 1) Nas duas relações dadas a seguir, faça o diagrama e verifique se elas são ou não funções, justificando sua resposta. a) f é uma relação de A = {-1, 0, 1, 2} em B = {0, 2, 4, 6, 8} expressapela fórmula y = 2x, com x ∈ A e y∈ B b) g é uma relação de A = {-2, -1, 1, 2} em B = {-8, -4, -1, 0, 1, 4, 8} expressa pela fórmula y = x 3 , com x ∈ A e y ∈ B. 2) Na função f : R R, definida por f(x) = x2 – 2x + 1, calcule: a) f(0) b) f(-3) c) f( ) 3) Determine o domínio das funções. a) h(x) = 5x + 2 b) y = c) y = d) y = 4) Construa o gráfico da função f(x) = x2 nos seguintes casos: a) D(f) = {-2, -1, 0, 1, 2} b) D(f) = {x ∈ R / -2 x 2} c) D(f) = {R} GRÁFICOS DE FUNÇÕES O gráfico da função é o conjunto de todos os pontos (x, y) do plano cartesiano, com x ∈ D e y ∈ Im. Para isso, consideramos os valores do domínio da função no eixo x ( eixo das abcissas) e as respectivas imagens no eixo y (eixo das ordenadas). EXEMPLOS: Construir o gráfico da função f : A R, dada por y = x + 1, onde A = {0, 1, 2, 3}. Construindo uma tabela: x y = x+1 (x, y) 0 0+1 = 1 (0, 1) 1 1+1 = 2 (1, 2) 2 2+1 = 3 (2, 3) 3 3+1 = 4 (3, 4) GRÁFICO: y 4 3 2 1 0 1 2 3 x Podemos observar que D = A = {0, 1, 2, 3} e Im = {1, 2, 3, 4}. OBS: Podemos identificar se uma relação é ou não uma função através de seu gráfico. Sabemos que para cada x do domínio deve existir em correspondência um único y no contradomínio. Assim é possível identificar se a relação é ou não uma função apenas traçando uma reta paralela ao eixo y do gráfico, para ser função cada reta vertical traçada por pontos do domínio deve interceptar o gráfico num único ponto. Gráfico I y 4 3 2 1 0 1 2 3 x 11 Gráfico II y 0 x No gráfico I a reta paralela ao eixo dos y toca o gráfico apenas em um ponto, sendo assim uma função. Já no gráfico II podemos observar que a linha paralela toca o gráfico em dois pontos, ou seja, o gráfico II não é uma função. FUNÇÃO DO 1º GRAU Para ficar fácil o entendimento de função do 1º grau vamos utilizar o exemplo abaixo: O preço de uma corrida de táxi se compõe de uma quantidade proporcional por quilômetros e mais uma quantidade fixa, chamada de bandeirada. Assim, se a taxa por Km é de R$ 3,00 e a taxa fixa é de R$ 2,00, o preço da corrida é dado por P(x) = 3x + 2. Este é o caso particular de uma função de 1º grau, onde o preço da corrida está em função da quantidade de Km rodados. Definição: Uma aplicação de ℝ ℝ recebe o nome de função do primeiro grau ou função afim, quando a cada x estiver associado o elemento ax + b com a 0. EXEMPLOS: a) f(x) = 3x + 2 onde a = 3 e b =2 b) f(x) = - x onde a = -1 e b = 0 c) f(x) = onde a = e b = GRÁFICO: O gráfico da função do 1º grau é uma reta. O gráfico da função f(x) = x+1 é do 1º grau e consequentemente será uma reta. O valor de “ a ” ( coeficiente angular ou declive da reta) tem um significado na função do 1º: Assim como “ a ” o valor de “ b ”(coeficiente linear) também tem um significado no gráfico de uma função de 1º grau: OBS: Este coeficiente é a ordenada do ponto em que o gráfico corta o eixo Oy Exemplo: Comparando os gráficos: a) y = 3x + 2 x y=3x+2 0 1 2 5 y 5 2 0 1 f(x) = ax + b 0 1 2 3 x y 4 3 2 1 Se “a” for positivo, a função do primeiro grau é crescente. Se “a” for negativo, a função do primeiro grau é decrescente. Como a = 3 > 0 a função é crescente. O gráfico corta o eixo y em b = 2 12 0 2 b) y = -2x + 3 x y = -2x + 3 0 2 3 -1 y 3 0 2 -1 1) Conhecendo a função f(x) = x, determine: a) Coeficiente angular e linear. Resp: b) Se a função é crescente ou decrescente. c) f(-1) 2) Determine o ponto (x, y) em que o gráfico das seguintes funções corta o eixo x. a) f(x) = 4 - 2x b) f(x) = -3x + 2 c) y = 1 + d) y = –x + 4 3) O gráfico abaixo representa uma função do 1º grau (x) = ax + b. É correto afirmar que: a) a> 0 e b > 0 b) a> 0 e b = 0 c) a < 0 e b > 0 d) a < 0 e b < 0 e) a> 0 e b < 0 4) Para que valores de k a função definida por y = (2k – 1) x + 5 é decrescente? a) k < 1/2 d) k = 1/2 b) k = 1/3 e) k > 1/3 c) k 1/2 5) O valor de x que anula a função (x) = 2x – 1 é: a) 1 b) 1,5 c) 0 d) 2 e) 0,5 6) Determine o valor de p de modo que o gráfico da função f(x) = 3x + p – 2 intercepte o eixo y no ponto de ordenada 4. 7) Um botânico mede o crescimento de uma planta, em centímetros, todos os dias. Ligando - se os pontos colocados por ele num gráfico, resulta a figura seguinte. Se for mantida sempre esta relação entre tempo e altura, determine a altura que a planta terá no 30º dia. altura em cm 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 dias 8) O gráfico de uma função do tipo y = ax + b passa nos pontos A(2, 4) e B(3, 7). Determine a e b. Resp: 1) a) -5/2 e y = 0 b) decrescente c) 5/2 3) C 4) A 5) E 6) p = 6 7) 6 cm 8) a = 3 e b = -2 ZERO (OU RAIZ) DE UMA FUNÇÃO DO 1º GRAU Zero (ou raiz) de uma função y = f(x) é todo valor de x tal que f(x) = 0. No caso da função do 1º grau y = f(x) = ax + b só existe um zero, pois: f(x) = 0 a . x + b = 0 x = -b/a Vale lembrar que –b/a é justamente o valor onde o gráfico que é uma reta, corta o eixo Ox. EXEMPLO: Para a função y = f(x) = x + 1, a raiz é -1, pois x + 1 = 0 x = -1. Veja o gráfico: yComo a = -2 < 0 a função é decrescente. O gráfico corta o eixo y em b = 3 -1 0 1 2 1 - b/a = raiz da função 13 f(x) = ax 2 + bx + c OBSERVE que todos os valores de y que estão à direita da raiz da função acima são positivos e que os valores de y à esquerda da raiz (– b/a) são negativos. E claro, se a função for decrescente acontecerá o oposto. Então: f(x) = ax + b RAIZ: ax + b = 0 = - b/a a > 0 a < 0 -b/a + - + -b/a - f(x) = 0 x = -b/a f(x) > 0 x > -b/a f(x) < 0 x < -b/a f(x) = 0 x = -b/a f(x) > 0 x < -b/a f(x) < 0 x > -b/a EXERCÍCIOS 1) Analise como varia o sinal das seguintes funções: a) y = - 2x + 3 c) y = 2 – 5x b) y = 5x – 15 d) y = 2x + 6 2) Sabendo que a função dada por y = mx + n admite 3 como raiz e f(1) = -8: a) Calcule os valores de m e n. b) Faça o estudo do sinal da função. FUNÇÃO DO 2º GRAU Denomina-se função do 2º grau ou função quadrática toda função definida por onde a # 0 e a, b e c pertence a R. Exemplo: a) f(x) = 3x 2 - 2x + 1 onde a = 3, b = -2 e c = 1 b) f(x) = -x 2 onde a = -1, b = 0 e c = 0 O gráfico da função quadrática é uma curva denominada parábola, com eixo de simetria paralelo ao eixo y. CONCAVIDADE Ao construirmos os gráficos de funções do 2º grau podemos observar que o valor do coeficiente a influencia na concavidade da parábola. Se a for positivo a parábola terá concavidade voltada para cima e sua concavidade será voltada para baixo se o valor de a for negativo. EXEMPLOS: a) y = x2 - 4x + 3 ( a = 1, b = - 4 e c = 3) y 3 2 1 0 1 2 3 4 x -1 b) y = - x2 + 2x – 1 (a = -1, b = 2 e c = -1) y -1 0 1 2 3 x -1 -2 -3 -4 EXERCÍCIOS 1) Quais das seguintes funções quadráticas de R R têm a concavidade voltada para baixo? a) y = 2x2 -11x +5 b) y = -x2 + 10x – 9 a = 1 > 0 : concavidade voltada para cima a = -1 < 0 : concavidade voltada para baixo 14 c) y = - 6x2 2) Ache m na função f(x) = (m – 5)x2 + 3x – 1 de modo que: a) f seja do 2º grau; b) a parábola que representa o seu gráfico tenha a concavidade voltada para baixo. RAÍZES DA FUNÇÃO DO 2º GRAU Os pontos em que o gráfico de f(x) = ax 2 + bx + c intercepta o eixo Ox correspondem aos valores de x para os quais f(x) = 0, ou seja, são as raízes da equação: ax 2 + bx + c = 0. Para obter essas raízes, usamos a fórmula de Bhaskara. Dependendo do valor de Δ as raízes da função irá alterar: Δ > 0 2 raízes reais e diferentes. x1 x2 Δ = 0 2 raízes reais e iguais. x1 = x2 Δ < 0 não existem raízes reais. EXERCÍCIOS 1) A função f(x) = x2 –2x +3k tem dois zeros iguais. Nestas condições determine o valor de k. 2) Determine m para que a função f(x) = (m+1)x 2 – 2mx + m + 5 possua raízes reais e desiguais. VÉRTICE DA PARÁBOLA O ponto V = é chamado de vértice da parábola, onde xv é a abscissa do vértice e yv é a ordenada do vértice. Pelos esboços dos gráficos das funções quadráticas podemos perceber que, dependendo da posição da parábola (concavidade para cima ou para baixo), a função pode ter um valor mínimo ou valor máximo, e que esses valores correspondem à ordenada do vértice da parábola. Quando a > 0, a função possui um valor mínimo: Quando a < 0, a função apresenta um valor máximo: EXERCÍCIOS 1) Estudar o sinal da função f(x) = x2 – 6x + 9. 2) Na função f(x) = - 3x2 + 2x + 1, para que valores de x tem-se f(x) ? 3) Determine as coordenas do vértice das funções: a) y = x2 – 8x + 12 b) y = x2 – 6x c) y = x2 – 3x – 10 15 14) (ACAFE-SC) Dois atletas A e B fazem teste de Cooper numa pista retilínea, ambos correndo com velocidade constante. A distância (d) que cada um percorre é mostrada no gráfico abaixo. Com base no gráfico, a alternativa correta é: a) A é mais veloz que B, pois percorre 600 metros em 20 min. b) B percorre 1 km em 20 min. c) B é mais veloz que A, pois percorre 400 m em 5 min. d) A e B correm na mesma velocidade. e) A percorre 400 m em 30 min. 15) (VUNESP) O valor de um determinado tipo de automóvel diminui com o passar do tempo, como mostra o gráfico. Esse carro não terá valor algum, decorridos a) 12 anos b) 13 anos c) 15 anos d) 16 anos e) 17 anos 16) (EsSA) As abcissas dos pontos de interseção da parábola que representa função y = x 2 + x –6, com eixo x são: a) 1 e –2 b) 3 e –2 c) –2 e –3 d) –3 e 2 17) (EsSA) Estando afastado 6 metros de um muro de 3 metros de altura, um menino chuta uma bola que cai exatamente sobre o citado muro, após percorrer a trajetória descrita pela equação xaaxy 412 , em relação ao sistema de coordenadas usual. Nestas condições, a altura máxima atingida pela bola é: a) 10 b) 4 c) 8 d) 12 e) 6 18) (PEIES-2000) A figura indica a trajetória parabólica do salto de uma rã e destaca a distância horizontal máxima (8 dm) e a altura máxima (2 dm) atingidas. A função quadrática que expressa a altura em relação à distância horizontal é dada por a) f(x) = 0,125 x2 + x b) f(x) = - 0,125 x2 + x c) f(x) = - 0,25 x2 + 1,5 x d) f(x) = - x2 + 4,5 x e) f(x) = - 0,5 x2 + 2,5 x 19) (UFSM-2000) Seja f: R R uma função definida por f(x) = mx + p. Se f passa pelos pontos A(0, 4) e B (3, 0), então f –1 passa pelo ponto a) (8, -2) b) (8, 3) c) (8, -3) d) (8, 2)f) (8, 1) 20) (UFSM-2002) Considere a função f: definida por Q xse ,1x Q x se 2x, f(x) 2 O valor de é f(1) )2f( )f( d(m) B A 10 20 30 t(min) 500 400 300 200 100 0 0 8 tempo(anos) Preço(milhares) 25.5 13.5 f(x)dm 8 2 x dm 16 a) 222 b) 2222 c) 22 d) 12 e) 122 21) (UFSM) Baseado no gráfico da função y = ax 2 + bx + c, com a, b e c , pode-se afirmar que y a) a > 0, = 0 b) a > 0, > 0 x c) a < 0, < 0 d) a < 0, = 0 e) a < 0, > 0 22) Sendo as funções f: R R definida por 2( ) 2 3f x x x e g: R R definida por 2( ) 4 5g x x x , assinale (V) ou falsa (F) em cada uma das afirmações a seguir. ( ) g(x) > f(x) para todo x] –1, 5 [ ( ) f(x) g(x) para todo x] –, –1] [4, +[ ( ) f(x) = g(x) para todo x{–1, 2, 5} A seqüência correta é: a) F – V – F b) F – V – V c) F – F – V d) V – V – F e) V – F – V 23) Uma empresa que elabora material para panfletagem (santinhos) tem um lucro, em reais, que é dado pela lei 2( ) 10 16L x x x , onde x é a quantidade vendida em milhares de unidades. Assim, a quantidade em milhares de unidades que deverá vender, para que tenha lucro máximo, é: a) 9 b) 8 c) 7 d) 6 e) 5 24) O domínio da função f(x) = é: a) (1, 2] b) ( , 5] c) ( , 5[ ∪ ]1, 2[ d) ( , -5[ e) ( , -5] ∪ ]1, 2] FUNÇÃO EXPONENCIAL EQUAÇÃO EXPONENCIAL Uma empresa produziu, num certo ano, 8 000 unidades de determinado produto. Projetando-se um aumento anual de produção de 50%, qual será a produção P dessa empresa t anos depois? Daqui a quantos anos a produção anual será de 40 500 unidades. Para calcular a produção P da empresa t anos depois, podemos usar a fórmula: P= 8 000 (1,50) t Observe que a produção P varia em função do período de tempo t em anos: (t = 0, 1, 2, 3, ...) Para calcular daqui a quantos anos a produção anual será de 40 500 unidades, devemos fazer P = 40 500. Logo: 40 500 = 8 000 (1,50) t A equação acima é chamada equação exponencial. DEFINIÇÃO: Chama-se equação exponencial toda e qualquer equação que contém variáveis no expoente. Procedimento para resolver uma equação exponencial a) 4x – 3 = 128 b) 3x + 1 + 3x – 3x – 1 = 11 simplifique as bases e iguale os expoentes: x1 = x2 17 1) Resolva as seguintes equações exponenciais: a) 2x = 128 b) 5x = c) = 4 d) 2) Determine o conjunto solução da equação 3 x + 1 + 3 x – 2 – 3 x – 3 + 3 x – 4 = 750 3) Resolva o sistema: Função: Otávio e Rose formam um casal muito diferente: em suas famílias as pessoas vivem bastante tempo. Vamos calcular quantos bisavôs e bisavós têm conjuntamente Otávio e Rose? De início, contamos os ascendentes de Otávio e Rose e, em seguida, os somamos: Pais : 2 + 2 = 4 = 2 2 Avôs/ Avós : 4 + 4 = 8 = 2 3 Bisavôs/ Bisavós : 8 + 8 = 16 = 2 4 Podemos observar que, a cada passo dado para uma geração anterior, o número de ascendentes dobra. Se calculássemos o número de ascendentes de quinta geração (trisavôs/ trisavós) de Otávio e Rose, encontraríamos: 16 + 16 = 32 = 2 5 Enfim, para cada geração x que se escolhe há um número f(x) de ascendentes. O valor de f(x), portanto, é uma função de x, e a lei que expressa f(x) em função de x é f(x) = 2 x , que é um caso particular de Função Exponencial. A função f : R R dada por f(x) = a x com (a # 1 e a > 0) é denominada função exponencial de base “a” e definida para todo x real. Assim, são funções exponenciais: f(x) = 2 x f(x) = GRÁFICO Apresentamos no plano cartesiano os gráficos das funções f(x) = 2 x e f(x) = y f(x) = 2 x ( a = 2) x y f(x) = ( a = ) x 1) Esboce o gráfico das seguintes funções: a) f(x) = 3x b) f(x) = 2x+1 c) f(x) = D = R , Im = a > 0 ( crescente ) A curva passa pelo ponto ( 0, 1) D = R , Im = 0 < a < 1 ( decrescente ) A curva passa pelo ponto ( 0, 1) 18 2) Identifique como crescente ou decrescente as seguintes funções: a) f(x) = 5x b) f(x) = c) f(x) = πx 3) Determine o ponto de intersecção dos gráficos das funções f(x) = 4 x+1 e g(x) = . FUNÇÃO LOGARÍTIMICA O que é Logaritmo? Sabemos que todo número positivo pode ser escrito como potência de 10. Nos séculos XVI e XVII, vários matemáticos desenvolveram estudos visando a simplificação do cálculo. Nesse sentido, construíram tabelas relacionando números naturais e expoentes de 10 correspondentes a cada um. A esses expoentes deram o nome de logaritmos. 1 = 10 0 2 = 10 0,301 3 = 10 0,477 4 = 10 0,602 Assim, o número 0,301 é chamado logaritmo de 2 na base 10. Indica-se : log10 2 = 0,301 ,ou seja, 2 = 10 0,301 Essas tabelas foram chamadas de tábuas de logaritmos decimais porque os números são representados como potências de 10. Entretanto, os logaritmos podem ser escritos em qualquer base positiva diferente de 1. Chama-se logaritmo de um número “N”, positivo, numa base “a” positiva e diferente de um, a todo número ”x”, x ∈ R tal que “x” é o expoente ao qual devemos elevar “a” para encontrar o número “N”. ou seja: loga N = x a x = N C. E OBS: Chamaremos de C.E as condições de existência do logaritmo, que usaremos para calcular o domínio da função e na resolução de equações logarítmicas. Consequência da definição: a x = N loga N = x Substituindo em a x = N o valor de x por logaN, obtemos: a) b) PROPRIEDADES DOS LOGARITMOS I. O logaritmo de um produtoé igual à soma dos logaritmos dos fatores ( na mesma base). II. O logaritmo de um produto é igual à diferença entre o logaritmo do dividendo e o logaritmo do divisor ( na mesma base). III. O logaritmo de uma potência é igual ao produto do expoente pelo logaritmo da base da potência, isto é: Número Logaritmo 1 0,000 2 0,301 3 0,477 4 0,602 19 1) Sendo log 2 = 0,31, log 3 + 0,477 e log 5 = 0,699, calcule: a) log 8 b) log 81 c) log 2 d) log 1,8 e) log 2) Determine o campo de existência das funções: a) f(x) = log2(x – 8) b) f(x) = logx(x 2 - 1) 3) (UFU – MG) Resolva a equação 3 4) Reduza as expressões seguintes a um único logaritmo. a) log34 + log35 b) log58 + log512,5 – log54 c) log 100 + log 50 + log 10 + log 2 5) Resolva a equação: 4 . x log 2 x = x 3 6) Resolva o sistema: Resp: 1) a) 0,903 b) 1,908 c) 0,151 d) 0,255 e) – 0,796 2) a) Resp: x > 8; b) Resp: x > 1 3) 64 4) a) log320 b) 2 c) 5 5) {2, 4} MUDANÇA DE BASE Em muitas situações necessitaremos transformar o logaritmo de um número em uma certa base para uma outra base. Usando algumas propriedades operatórias, temos: EQUAÇÃO LOGARÍTIMICA Chama-se equação logarítmica toda qualquer equação que envolva logaritmo. Resolver uma equação logarítmica é determinar o valor ou os valores da incógnita que tornam a sentença verdadeira. Para a resolução de equações logarítmicas, adotaremos o seguinte método: 1º) Indicaremos as condições de existência; 2º) Resolvemos a equação; 3º) Verificar as condições de existência com a solução. EXEMPLOS: a) log3 2 x – log3 x – 6 = 0 b) 2log7 x = log7 3x + log76 1) Sendo log 2 = 0,3 e log 3 = 0,4, calcule log26. 2) Resolva as equações logarítimicas: a) log2(7x + 2) = 1 b) log 1/2 (5 – 12x) = 3 c) log2(x 2 – 2x – 16) = 3 Resp: 1) 7/3 2) a) 0 b) 13/32 c) {-4, 6} FUNÇÃO LOGARÍTIMICA Dado um número real “a” (0 < a 1) chamamos função logarítmica de base “a” a função f(x) = loga x definida para todo x real positivo. Vamos representar no plano cartesiano os gráficos das funções f(x) = log2 x e f(x) = log1/2 x. Sempre lembrando que x > 0. f (x) = log2 x x f (x) y 1/4 log2 1/4 -2 1/2 log2 1/2 -1 1 log2 1 0 2 log2 2 1 20 Se a > 1 (base for maior que 1) a curva do gráfico é crescente. Se 0 < a < 1 (base entre 0 e 1) a curva do gráfico é decrescente. CARACTERÍSTICAS: D = I m = R f é crescente A curva passa pelo ponto (1, 0) f (x) = log1/2 x x f (x) y 1/4 log1/2 1/4 2 1/2 log1/2 1/2 1 1 log1/2 1 0 2 log1/2 2 -1 4 log1/2 4 -2 1 CARACTERÍSTICAS: D = I m = R f é decrescente A curva passa pelo ponto (1, 0) 1) Construa os gráficos das seguintes funções: a) f(x) = log3 x b) f(x) = c) f(x) = log2 (x – 1) 2) (UFSM-2002) O gráfico mostra o comportamento da função logarítmica na base a. Então o valor de a é: y a) 10 b) 2 4 c) 1 1 x d) 1/2 -2 e) -2 3) Ache o domínio das funções definidas abaixo: a) f(x) = b) f(x) = c) f(x) = d) f(x) = Resp: 2) D 3) c) 12/5 < x < 13/5 d) 2 < x < 3 ou 3 < x < 4 25) Numa lavoura de soja, a população de lagartas, por m 2 , num instante t, é descrita pela função P(t) = P02 kt , onde t é o tempo dado em semanas, k é uma constante experimental e P0 é a população inicial. Uma semana depois, foram contadas 8 lagartas por m 2 e, três semanas após o instante inicial, 32 lagartas por m 2 . Considerando que a população 1 x y 21 continue seu desenvolvimento nas mesmas condições iniciais, o número de lagartas, em cada m 2 , depois de cinco semanas, será: a) 16 b) 48 c) 64 d) 128 e) 256 26) O domínio da função f( x ) = é o conjunto de números reais dado por a) ] –, + [ b) ] –3, –2 [ [–1, 3] c) ] –3, –2 [ ] –1, +[ d) ] –3, –1 ] [3, +[ e) ] –2, + [ 27) Seja x > 1. Se x3 = z e z4 = y, então o valor de logxy – logyx é a) 7 12 b) 12 120 c) 12 145 d) 12 e) 12 143 28) (URGS) O valor de x, para que a igualdade log 2 x + 2log 3 27 = 8 seja verdadeira, é: a) 2 b) 4 c) 8 d) 10 e) 12 29) (UERGS-2003) A solução da equação 16 x . = 1 é: a) –1/4 b) –1/2 c) 0 d) 1/8 e) ¼ 30) Resolver a equação exponencial = 2. 31) Se y = para que y exista devemos ter x: a) igual a 4 b) menor que 4 c) maior que 4 d) igual a 2 e) nada disso 32) A soma dos logaritmos de dois números na base 9 é . o produto desses números é: a) 3 b) c) 81 d) -81 e) nenhuma das anteriores. 33) (FGV) A solução do sistema é um par (x, y) tal que x – y vale: a) -16 b) 16 c) 4 d) -4 e) 2 34) (UFSM-1999) A figura mostra um esboço do gráfico da função y = a x + b, com a, b R, a > 0, a 0 e b 0. Então, o valor de a2 – b2 é: a) –3 b) –1 c) 0 d) 1 e) 3 35) Considere a , b e c números reais maiores que 1. Se x = logab, y = logbc e z = logca, então o valor de (3 – xyz) 3 é: a) –8 b) –1 c) 1 d) 6 e) 8 36) Se log8x – log8y = , então a relação entre x e y é: a) x = 3y b) 2x – y = 0 c) d) y = 8x e) x = 2y GEOMETRIA PLANA ALGUNS POSTULADOS Antes de iniciarmos o estudo de geometria plana, vamos conhecer alguns postulados: a) Numa reta, bem como fora dela, há infinitos pontos. b) Num plano há infinitos pontos. c) Dois pontos distintos determinam uma única (uma, e uma só) reta que passa por eles. d) Três pontos não colineares determinam um único plano que passa por eles. OBS: Lembrando que pontos colineares são pontos que pertencem a uma mesma reta. Pontos coplanares são pontos que pertencem a um mesmo plano. 2 x y 0 2 522 Figura é qualquer conjunto de pontos. Figura plana é uma figura que tem todos os seus pontos num mesmo plano. Assim: Geometria plana estuda as figuras planas. SEGMENTO DE RETA Dados dois pontos distintos, a reunião do conjunto desses dois pontos com o conjunto dos pontos que estão entre eles é um segmento de reta. Então: Dados A e B, A # B, o segmento de reta AB(indicado por ) é o que segue: A B SEMI-RETA Dados dois pontos distintos A e B, a reunião do segmento de reta com o conjunto dos pontos x tais que B está entre A e x é a semi-reta AB (indicada por ). A B X r ÂNGULO Chama-se ângulo à reunião de duas semi- retas de mesma origem, não contidas numa mesma reta (não colineares). A a O A B = ângulo B b As semi-retas e são os lados do ângulo. A bissetriz de um ângulo é uma semi-reta interna ao ângulo, com origem no vértice do ângulo e que o divide em dois ângulos congruentes. SISTEMAS DE MEDIDAS DE ÂNGULO Sistema Graus Ângulo de um grau(1º) é o ângulo cuja medida é 1/90 de um ângulo reto. O grau admite dois submúltiplos, o minuto e o segundo. Ângulo de um minuto (1’) é o ângulo cuja medida é 1/60 de 1º. medida é 1/60 de 1’. Observe que: 1 reto → 90º 1º → 60 minutos 1 minuto → 60 segundos ÂNGULO AGUDO, OBTUSO e RASO Ângulo agudo Um ângulo é agudo, quando sua medida é menor do que a medida de um ângulo reto, ou seja, menor que 90º. Ângulo obtuso Um ângulo é obtuso, quando sua medida é maior do que a medida de um ângulo reto, ou seja, maior que 90º. Ângulo raso Um ângulo é raso, quando seus lados são semi-retas opostas. A medida de um ângulo raso é dois retos ou 180º. ÂNGULOS COMPLEMENTARES Dois ângulos são complementares quando a soma de suas medidas é um ângulo reto. Um dos ângulos é chamado complemento do outro. O complemento de um ângulo x seria então: ( 90º - x) ÂNGULOS SUPLEMENTARES Dois ângulos são suplementares quando a soma de suas medidas é dois ângulos retos (180º). Um dos ângulos é chamado suplemento do outro. Assim o suplemento de um ângulo y é: (180º - y). ÂNGULOS OPOSTOS PELO VÉRTICE Se dois ângulos são opostos pelo vértice, então eles são congruentes. 23 x y x e y são o.p.v. portanto x ≡ y 1) A medida de um ângulo é igual à metade da medida do seu suplemento. O complemento desse ângulo mede: 2) Determine o valor de x nos casos: a) 2x – 10º( ) 40º b) x 3y-10º ( ) 2y + 10º OP = bissetriz 3x – 5º O ) P 2x + 10º 2) A razão entre dois ângulos suplementares é igual a 2/7. Determine o complemento do menor. 3) O complemento de um ângulo está para o seu suplemento como 2 para 7. Calcule a medida do ângulo. TRIÂNGULOS Classificação dos triângulo Quanto aos lados os triângulos se classificam em: EQUILÁTERO ISOSCÉLES ESCALENO Equilátero: Possuem os três lados congruentes Isósceles: Possuem dois lados congruentes Escaleno: Não possuem lados congruentes Quanto as ângulos, os triângulos se classicam em: B A RETÂNGULO em A OBTUSÂNGULO em B ACUTÂNGULO Retângulo: se possuem um ângulo reto. Acutângulo: se possuem todos os ângulos agudos Obtusângulo: se possuem um ângulo obtuso SEMELHANÇA DE TRIÂNGULOS Casos de Semelhança de Triângulos Dois ângulos congruentes: Se dois triângulos tem dois ângulos correspondentes congruentes, então os triângulos são semelhantes. CASO: ALA Dois lados congruentes: Se dois triângulos tem dois lados correspondentes proporcionais e os ângulos formados por esses lados também são congruentes, então os triângulos são semelhantes. CASO: LAL 24 Três lados proporcionais: Se dois triângulos têm os três lados correspondentes proporcionais, então os triângulos são semelhantes. CASO: LLL MEDIANA DE UM TRIÂNGULO Mediana de um triângulo é um segmento com extremidades num vértice e no ponto médio do lado oposto. Veja a figura: M1 é ponto médio do lado BC é a mediana relativa ao lado ou ao vértice A. A B M1 C As três medianas de um triângulo interceptam-se num mesmo ponto (baricentro) que divide cada mediana em duas partes tais que a parte que contém o vértice é o dobro da outra. BISSETRIZ INTERNA DE UM TRIÂNGULO Bissetriz interna de um triângulo é o segmento, com extremidades num vértice e no lado oposto, que divide o ângulo desse vértice em dois ângulos congruentes. Veja a figura: AS é a bissetriz relativa ao lado e ao vértice A. A B S C As três bissetrizes internas de um triângulo interceptam-se num mesmo ponto (incentro) que está a igual distância dos lados do triângulo. O incentro é o centro da circunferência inscrita no triângulo. MEDIATRIZ DE UM TRIÂNGULO A mediatriz de um triângulo é a reta perpendicular a um de seus lados, traçada pelo ponto médio desses lados. A : mediatriz do triângulo T As mediatrizes dos lados de um triângulo interceptam-se num mesmo ponto (circuncentro) que está a igual distância dos vértices do triângulo. O circuncentro é o centro de circunferência circunscrita ao triângulo. ALTURA DE UM TRIÂNGULO Altura de um triângulo é um segmento de reta perpendicular a um lado do triângulo ou ao seu prolongamento, traçado pelo vértice oposto a esse lado. A : altura do triângulo H As três retas suportes das alturas de um triângulo interceptam-se num mesmo ponto (ortocentro). SOMA DOS ÂNGULOS INTERNOS DO TRIÂNGULO A soma dos ângulos internos de um triângulo é 180º graus. OBS: Em todo triângulo, qualquer ângulo externo é igual a soma dos dois ângulos internos não adjacentes a ele. 25 1) Calcule o valor das incógnitas a) b) 5 c)2) Na figura, o ângulo x mede: a) 30º b) 45º c) 60º d) 65º e) 75º PARALELISMO Retas paralelas Duas retas são paralelas (símbolo: //) se, e somente se, são coincidentes (iguais) ou são coplanares (pertencem ao mesmo plano e não têm nenhum ponto em comum. (a α, b α ∩ b ∅ → // b Sejam a e b duas retas distintas, paralelas ou não, e t uma reta concorrente com a e b: 1 4 2 3 5 6 8 7 Dos oitos ângulos determinados por essas retas indicados nas figuras acima, chama-se ângulo alternos internos: e , e Alternos alternos externos: e , e colaterais internos: e , e Colaterais colaterais externos: e , e Esses pares de ângulos são congruentes (por exemplo: ≡ ). TEOREMA DE TALES Três ou mais retas paralelas entre si, em um mesmo plano, formam um feixe de retas paralelas ou, simplesmente, feixe de paralelas. Um feixe de paralelas determina em duas transversais, segmentos que são proporcionais (teorema de Tales). a α b 5 6 8 7 1 2 4 3 x y 3 6 10 12 • 5 x y • 12 16 20 . 12 3 4 X x 120º 135º 26 A M a B N b C P c s t a // b // c O teorema de Tales pode ser aplicado nos triângulos quando traçamos uma paralela a um dos seus lados. 1) Determine o valor de x em cada caso abaixo, sendo r, s e t retas paralelas. r a) x 4 s 6 8 t r b) 6 9 s 8 x t 2) Na figura temos que // . Determine o valor de x. C 2x x + 4 M N 5 8 A B 3) A soma dos quatros ângulos agudos formados por duas retas paralelas cortadas por uma reta transversal é igual a 80º. Determine o ângulo obtuso. 4) Sendo y e s paralelas, o valor de x é: a) 40º b) 50º c) 60º d) 70º e) 80º 5) Na figura, a reta r é paralela ao lado AB do triângulo retângulo ABC. O comprimento do lado AB, em centímetros, é: a) 5 5 b) 5 c) 3 5 d) 5 5 e) 4 5 B Resp: 2) aprox. 1,82 3) 160° 37. Uma rampa de inclinação constante, apoiada sobre uma superfície horizontal, mede 4 m de altura na sua parte mais alta. Uma pessoa, após caminhar 12,3 m sobre esta rampa, pára quando se encontra a 1,5 m de altura em relação ao solo. O número de metros que a pessoa ainda deve caminhar, para atingir o ponto mais alto da rampa, é: a) 30 b) 26,5 c) 20,5 d) 18,5 e) 13,8 38. Na figura abaixo, AC 5 , BC 6 e DE 3 . A área do triângulo ADE mede: a) 15/8 b) 15/4 c) 15/2 d) 10 e) 15 39. Considere a figura a seguir, em que o ângulo é reto e as medidas dos segmentos AC, CD e BD são 1, 3 e 3 2, respectivamente. A medida do segmento BC e a área do triângulo ABC são, respectivamente: a) 3 e 2 b) 3 e 2/2 c) 2 e 3/2 d) 2 e 3 e) 3 e 1 x 80º 120º y s r x 6 3 2 A B C • • • B A C D E 27 40) Considerando a figura na qual e , determine as medidas x e y nela indicadas. 41) (UFPE) A figura seguinte representa um rio cujas margens são retas paralelas. Qual é o número inteiro mais próximo da largura do rio, quando esta é medida em metros? a) 26m b) 23 m c) 15m d) 5m e) 48m 42) (MACK – SP) O triângulo ABC da figura foi dividido em duas partes de mesma área pelo segmento DE, que é paralelo a BC. A razão vale: a) 2 b) c) d) e) 43) Os lados de um triângulo medem 10 cm, 12 cm e 18 cm. Determine as medidas dos lados de um triângulo semelhante ao anterior, cujo perímetro mede 60 cm. 44) O complemento da terça parte de um ângulo excede o complemento desse ângulo em 30°. Determine o ângulo. 45) Na figura é paralela a . Sendo B E igual a 80° e A C igual a 35°. A medida do ângulo A D é: a) 20° b) 140° c) 115° d) 120° e) 156° 46) Determine a medida do menor ângulo formado pelas bissetrizes externas relativas aos vértices B e C de um triângulo ABC, sabendo que o ângulo  mede 76°. 47) Da figura, sabemos que AB = BC, = 100° e AD = BC. O valor de x = C D é: a) 10° b) 20° c) 25° d) 67° e) 13° QUADRILÁTEROS O quadrilátero é um polígono simples de quatro vértices. Os quadriláteros podem ser côncavo ou convexo. Ele será convexo quando a reta que une dois vértices consecutivos não encontra o lado formado pelos dois outros vértices. Exemplo: Convexo Côncavo OBS: A soma dos ângulos internos de qualquer quadrilátero é 360º. É o quadrilátero que possui os lados opostos paralelos. Pode-se notar as seguintes características: x C A B D 100° C D E B A C B D E A A B C D D E F A B C 5 10 y x y 14 • ∙ 8 cm 32 cm 10 cm28 1) Calcule a área de um paralelogramo cuja base mede 10 cm e a altura mede 8 cm. 2) Calcule a área e o perímetro dos seguintes paralelogramos: a) b) Os paralelogramos, por sua vez, se dividem em retângulo, losango e quadrado. RETÂNGULO: É o paralelogramo que possui os quatro ângulos internos retos. Podemos notar as seguintes características: A = b x h P = 2b + 2h d 2 = h 2 + b 2 LOSANGO: É o paralelogramo que possui os quatro lados iguais. Podemos notar as seguintes características: P = 4 QUADRADO: É o paralelogramo que possui os quatro lados iguais e os quatro ângulos internos retos. Podemos notar as seguintes características: lado apótema altura a h = = = l P = 4 A = 2 a = l h • b l A b h= × P 2b 2= + l 1ª) Os lados opostos são iguais; 2ª) Os ângulos opostos são iguais; 3ª) As diagonais cortam-se ao meio. • 7 3 5 8 6 60º 1ª) Os lados opostos são iguais; 2ª) As diagonais cortam-se ao meio e são iguais. • • • • d b h 1ª) Os ângulos opostos são iguais; 2ª) As diagonais cortam-se ao meio; 3ª) As diagonais são perpendiculares entre si e bissetrizes dos ângulos internos. D d • • • • • • a d 1ª) As diagonais cortam-se ao meio e são iguais; 2ª) As diagonais são perpendiculares entre si e bissetrizes dos ângulos internos; 3ª) O quadrado é ao mesmo tempo retângulo e losango. 29 1) Determine a área, o perímetro e a diagonal de um retângulo de dimensões 4 cm e 3 cm. 2) Num retângulo, uma dimensão é o dobro da outra. Se a área do retângulo é 128 cm 2 , calcule o seu perímetro. 3) Calcule a área e o perímetro de um losango cujo lado mede 5 cm e a diagonal maior mede 8 cm. 4) Determine a área do losango de perímetro 40 cm e cuja diagonal maior mede 16 cm. 5) Calcule a diagonal de um quadrado de área igual a 144 cm 2 . É o quadrilátero que possui apenas dois lados paralelos. B: Base maior b: base menor h: altura 1) TRAPÉZIO ISÓSCELE: É o trapézio que possui os lados não paralelos iguais. 2) TRAPÉZIO RETÂNGULO: É o trapézio que possui dois ângulos retos. PROPRIEDADE DOS QUADRILÁTEROS Num trapézio, os ângulos adjacentes a um dos lados opostos oblíquos, são suplementares. Num trapézio isósceles, os ângulos adjacentes à mesma base são geometricamente iguais. e A mediana de um trapézio é paralela às bases e o seu comprimento é igual à semi-soma dos comprimentos das bases. A B E F C D Os ângulos opostos de um paralelogramo são geometricamente iguais. Os ângulos internos adjacentes a cada lado de um paralelogramo (ângulos internos consecutivos) são suplementares. Os lados opostos de um paralelogramo são geometricamente iguais. Uma diagonal de um paralelogramo divide-o em dois triângulos geometricamente iguais. As diagonais de um losango são perpendiculares. As diagonais de um retângulo são geometricamente iguais. As diagonais de um quadrado são perpendiculares e geometricamente iguais. A D C B A C D B • b B h B b h A 2 • • 30 1) Determine o valor de x na figura abaixo. 2) Determine os ângulos dos quadriláteros casos: a) b) c) 3) A área de um retângulo cuja diagonal é 5 m e o perímetro vale 14 m é, em m 2 : POLÍGONOS Polígono é um conjunto de segmentos de reta coplanares (mesmo plano) tais que: 1º) Cada extremidade de qualquer um deles é extremidade de dois e apenas dois deles; 2º) Dois segmentos consecutivos quaisquer, dentre eles, não são colineares. ELEMENTOS DE UM POLÍGONO PERÍMETRO: É a soma das medidas dos comprimentos dos lados do polígono. DIAGONAL: Segmento que une dois vértices não-consecutivos do polígono. O número de diagonais de um polígono de n lados é dado por: ,onde n≥4 SOMA DOS ÂNGULOS DE UM POLÍGONO CONVEXO 3x 2x 2x 4 30ºx x+5° x+30° x A 2x 2x – 20° 3x 2x 2x 110º 70º y z 40º 40º Lado Diagonal Vértice Ângulo Externo Ângulo Interno E A B C D F 3 d 2 n n SOMA DOS ÂNGULOS INTERNOS DE UM POLÍGONO CONVEXO DE n LADOS: S 180º 2i n SOMA DOS ÂNGULOS EXTERNOS DE UM POLÍGONO CONVEXO DE n LADOS: S 360ºe 31 São todos os polígonos convexos que possuem os lados e os ângulos congruentes, respectivamente. EXEMPLOS: Hexágono regular Pentágono regular Triângulo equilátero NOME DOS POLÍGONOS CONFORME O NÚMERO DE LADOS Um polígono convexo é regular se, e somente se, tem todos os seus lados congruentes e todos os seus ângulos internos congruentes. Assim, o triângulo eqüilátero é o triângulo regular e o quadrado é o quadrilátero regular. Um polígono regular é eqüilátero e eqüiângulo. PROPRIEDADES Todo polígono regular é inscritível numa circunferência, ou seja, existe uma única circunferência que passa pelos seus vértices. Exemplo: Todo polígono é circunscritível a uma circunferência. Exemplo: O centro de um polígono regulaR é o centro comum das circunferências circunscrita e inscrita. O Apótema do polígono regular é o segmento com uma extremidade no centro e a outra no ponto médio de um lado. 1) Calcule a área de um hexágono regular cujo lado mede 3 cm. 2) O apótema de um hexágono regular mede cm. Determine a sua área. 3) Determine a área do hexágono regular inscrito num círculo de raio 8 cm. 4) Um hexágono regular tem área igual a cm2. Calcule o raio do círculo nele inscrito.
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