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AERONÁUTICA
Curso de Formação de Sargentos
4.1 ÁLGEBRA I: Funções: definição de função; funções definidas por fórmulas; domínio,
imagem e contradomínio; gráficos; funções injetora, sobrejetora, bijetora, crescente,
decrescente, inversa, polinomial do 1º grau, quadrática, modular, exponencial e logarítmica;
resolução de equações, inequações e sistemas. Sequências: progressões aritmética e
geométrica ............................................................................................................................... 1
4.2 GEOMETRIA PLANA: Ângulos. Polígonos: definição; elementos; nomenclatura;
propriedades; polígonos regulares; perímetros e áreas. Triângulos: condições de existência;
elementos; classificação; propriedades; congruência; mediana; bissetriz, altura e pontos
notáveis; semelhança; relações métricas e áreas. Quadriláteros notáveis: definições;
propriedades; base média e áreas. Circunferência: definições; elementos; posições relativas de
reta e circunferência; segmentos tangentes; potência de ponto; ângulos na circunferência e
comprimento da circunferência. Círculo e suas partes: conceitos e áreas ............................ 102
4.3 TRIGONOMETRIA: Razões trigonométricas no triângulo retângulo; arcos e ângulos em
graus e radianos; relações de conversão; ciclo trigonométrico; arcos côngruos e simétricos;
funções trigonométricas; relações e identidades trigonométricas; fórmulas de adição,
subtração, duplicação e bissecção de arcos; equações e inequações trigonométricas; leis dos
senos e dos cossenos .......................................................................................................... 171
4.4 ÁLGEBRA II: Matrizes: conceitos, igualdade e operações. Determinantes. Sistemas
lineares. Análise combinatória: princípio fundamental da contagem; arranjos, combinações e
permutações simples; probabilidades ................................................................................... 214
4.5 ESTATÍSTICA: Conceitos; população; amostra; variável; tabelas; gráficos; distribuição
de frequência; tipos de frequências; histograma; polígono de frequência; medidas de tendência
central: moda, média e mediana .......................................................................................... 259
4.6 GEOMETRIA ESPACIAL: Poliedro: conceitos e propriedades. Prisma: conceitos,
propriedades, diagonais, áreas e volumes. Pirâmide, cilindro, cone e esfera: conceitos, áreas e
volumes ................................................................................................................................ 282
4.7 GEOMETRIA ANALÍTICA: Estudo Analítico: do Ponto (ponto médio, cálculo do
baricentro, distância entre dois pontos, área do triângulo, condição de alinhamento de três
pontos); da Reta (equação geral, equação reduzida, equação segmentária, posição entre duas
retas, paralelismo e perpendicularismo de retas, ângulo entre duas retas, distância de um ponto
a uma reta); e da Circunferência (equações, posições relativas entre ponto e circunferência,
entre reta e circunferência, e entre duas circunferências) .................................................... 299
4.8 ÁLGEBRA III: Números Complexos: conceitos; conjugado, igualdade; operações;
potências de i; representação no plano de Argand-Gauss; módulo; argumento; forma
trigonométrica e operações na forma trigonométrica. Polinômios: conceito; grau; valor
numérico; polinômio nulo; identidade e operações. Equações Polinomiais: conceitos; teorema
fundamental da Álgebra; teorema da decomposição; multiplicidade de uma raiz; raízes
complexas e relações de Girard ........................................................................................... 322
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
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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:
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.
4.1 ÁLGEBRA I
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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).
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.
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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.
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.
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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.
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.
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(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 cada um: x
Se 1/3 de cada um foi colocado em um recipiente e deu R$900,00, quer dizer que cada uma colocou
R$300,00.
𝑥
3
=
𝑥
3
2
+ 300
𝑥
3
=
𝑥
6
+ 300
𝑥
3
−
𝑥
6
= 300
2𝑥 − 𝑥
6
= 300
𝑥
6
= 300
x = 1800
Recebida: 1800.3=5400
03. Alternativa: E
Vamos chamar de ( x ) o valor para cada motorista. Assim:
16 . x = Total
Total = 10 . (x + 57) (pois 6 desistiram)
Combinando as duas equações, temos:
16.x = 10.x + 570 → 16.x – 10.x = 570
6.x = 570 → x = 570 / 6 → x = 95
O valor total é: 16 . 95 = R$ 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
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6
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.
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
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á𝑙𝑏𝑢𝑚:
𝑥 + 15
3
Valor pago:197 reais (2.100 – 3)
3𝑥 + 4(𝑥 + 15) +
𝑥 + 15
3
= 197
9𝑥 + 12(𝑥 + 15) + 𝑥 + 153
= 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
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
Inequação1 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.
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- 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.
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).
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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.
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.
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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?
(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
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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.
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 > 8011x + 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
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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.
Nas equações de 2º grau com uma incógnita2, 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
2
somatematica.com.br
IEZZI, Gelson. DOLCE, Osvaldo. Matemática: ciência e aplicações. 9ª ed. Saraiva. São Paulo. 2017.
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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.
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.
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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
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
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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.
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
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(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.
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
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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
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)
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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
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
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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.
E para o estudo do sinal, temos os gráficos abaixo:
Para melhor entendimento vejamos alguns exemplos:
1) Resolver a inequação 3x² + 10x + 7 < 0.
Resolveremos como uma equação do 2º grau para obtermos suas raízes.
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}
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2) Determine a solução da inequação x² – 4x ≥ 0.
Novamente, devemos encontrar as raízes da equação.
𝑥 =
−(−4) ± √16
2
→ 𝑥 =
4 ± 4
2
{
𝑥′ =
4 + 4
2
= 4
𝑥′′ =
4 − 4
2
= 0
Graficamente temos:
Observe que ao montarmos o gráfico conseguimos visualizar o intervalo que corresponde a solução
que procuramos, pois queremos valores ≥ 0. Logo:
S = {x ϵ R | x ≤ 0 ou x ≥ 4}
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)
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21
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)
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[
EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES MODULARES
O módulo3 é conhecido como o valor absoluto do número. Por definição temos:
Seja x um número real, o módulo de x é denotado por |x| e é definido por
3
BIANCHINI, Edwaldo; PACCOLA, Herval – Matemática – Volume 1 – Versão beta – Editora Moderna
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22
Interpretandogeometricamente o módulo de um número real x, na reta, com a distância de x a origem,
temos:
Observamos que as distâncias são sempre positivas ou 0, logo: |x| ≥ 0.
Propriedades: Sendo a um número real positivo, x e y números reais quaisquer, demonstra-se que:
a) √𝒙𝟐 = |𝒙|
b) |x| = a x = - a ou x = a
c) |x| < a - a < x < a
d) |x| > a x < - a ou x > a
e) |x| = | - x|
f) x2 = |x|2 = |x2|
g) |x.y| = |x|.|y|
h) |
𝐱
𝐲
| =
|𝐱|
|𝐲|
i) |x + y| ≤ |x| + |y| (Desigualdade Triangular)
Equação Modular
Sua resolução está baseada nas seguintes propriedades:
Tendo como conjunto universo: U = R.
Exemplos
a) Resolver a equação |2x + 1| = 5.
De acordo com as propriedades, temos:
2x + 1 = 5 ➔ 2x = 4 ➔ x = 2 ou
2x + 1 = -5 ➔ 2x = - 6 ➔ x = - 3
S = {- 3, 2}.
b) |9x + 2| = - 3
Sabemos que o módulo é sempre positivo, como o valor do módulo é igual a -3, não podemos ter |9x
+ 2| < 0. Portanto o conjunto solução da equação é S = ∅.
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Inequação Modular
A resolução de inequações modulares se baseia nas seguintes propriedades:
Exemplo
Resolvendo a inequação |2x + 1| > 5.
De acordo com P1, podemos escrever:
2x + 1 < -5 ➔ 2x < -6 ➔ x < -3 (I) ou
2x + 1 > 5 ➔ 2x > 4 ➔ x > 2 (II)
Fazendo a união:
Questões
01.O valor em R, da equação |2x – 3| = 5, é?
(A) -1 e 4.
(B) 3 e 5
(C) -5 e 5.
(D) -4 e 4.
(E) -1 e 1.
02. O valor em R, da inequação |2x – 5| < 3, é?
(A) {x ∈ R| 3 < x < 5}
(B) {x ∈ R| -1 < x < 1}
(C) {x ∈ R| 1 < x < 4}
(D) {x ∈ R| -4< x < 4}
(E) {x ∈ R| 4 < x < 8}
03. Resolvendo em R, os valores da inequação√(2𝑥 − 5)2 ≥ 1 será?
(A) {x ∈ R| x = 2 ou x = 3}
(B) {x ∈ R| 4 ≤ x ≤ 9}
(C) {x ∈ R| 2 ≤ x ≤ 3}
(D) {x ∈ R| x ≤ 4 ou x ≥ 9}
(E) {x ∈ R| x ≤ 2 ou x ≥ 3}
04. (UEL) Quaisquer que sejam os números reais x e y:
(A) se |x| < |y|, então x < y.
(B) |x.y| = |x|.|y|
(C) |x + y| = |x| + |y|
(D) | - |x|| = - x
(E) se x < 0, então |x| < x
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05. (FEI) Os valores reais de x que satisfazem a inequação |2x – 1| < 3 são tais que:
(A) x < 2
(B) x > - 1
(C) ½ < x < 2
(D) x > 2
(E) – 1 < x < 2
Comentários
01. Resposta: A
|2x – 3| = 5
2x – 3 = 5 ou 2x – 3 = - 5
2x = 5 + 3 2x = - 5 + 3
2x = 8 2x = - 2
x = 8 : 2 x = - 2 : 2
x = 4 x = - 1
V = {- 1, 4}
02. Resposta: C
|2x – 5| < 3
Pela propriedade c:
- 3 < 2x – 5 < 3
- 3 + 5 < 2x < 3 + 5
2 < 2x < 8 (dividindo por 2)
1 < x < 4
V = {x ∈ R| 1 < x < 4}
03. Resposta: E
Pela propriedade:
√(2𝑥 − 5)2 ≥ 1 → |2x – 5| ≥ 1
Por propriedade:
2x – 5 ≤ - 1 ou 2x – 5 ≥ 1
2x ≤ - 1 + 5 2x ≥ 1 + 5
2x ≤ 4 2x ≥ 6
x ≤ 4 : 2 x ≥ 6 : 2
x ≤ 2 x ≥ 3
V = {x ∈ R| x ≤ 2 ou x ≥ 3}
04. Resposta: B
Resolução: teórico, basta observar as propriedades.
05. Resposta: E
|2x – 1| < 3
Pela propriedade c:
- 3 < 2x – 1 < 3
- 3 + 1 < 2x < 3 + 1
- 2 < 2x < 4 (dividindo por 2)
- 1 < x < 2
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EQUAÇÃO EXPONENCIAL
Chama-se equação exponencial4, toda equação onde a variável x se encontra no expoente.
Exemplos
3𝑥 = 1 ; 5.22𝑥+2 = 20
Para resolução, precisamos encontrar os valores da variável que a torna uma sentença numérica
verdadeira. Vamos relembrar algumas das propriedades da potenciação para darmos continuidade:
Vamos ver o passo a passo para resolução de uma equação exponencial:
Exemplos
1) 2x = 8
1º) Algumas equações podem ser transformadas em outras equivalentes, as quais possuem nos dois
membros potências de mesma base. Neste caso o 8 pode ser transformado em potência de base 2.
Fatorando o 8 obtemos 23 = 8.
2º) Aplicando a propriedade da potenciação: ➔ base iguais, igualamos os expoentes, logo
x = 3
2) 2m . 24 = 210
2 m + 4 = 210 ➔ m + 4 = 10 ➔ m = 10 - 4 ➔ m = 6
S = {6}
3) 6 2m – 1 : 6 m – 3 = 64
6 (2m – 1 ) – (m – 3) = 64 ➔ 2m – 1 – m + 3 = 4 ➔ 2m – m = 4 + 1 – 3 ➔ m = 5 – 3 ➔ m = 2
S = {2}
4) 32x - 4.3x + 3 = 0.
A expressão dada pode ser escrita na forma:
(3x)2 – 4.3x + 3 = 0
Criamos argumentos para resolução da equação exponencial.
Fazendo 3x = y, temos:
y2 – 4y + 3 = 0, assim y = 1 ou y = 3 (Foi resolvida a equação do segundo grau)
Como 3x= y, então
3x = 1
x = 0 ou
3x = 3 1
x = 1
S = {0,1}
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colegioweb.com.br
BIANCHINI, Edwaldo; PACCOLA, Herval – Matemática – Volume 1
IEZZI, Gelson – Matemática Volume Único
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Questões
01. (PM/SP – Cabo – CETRO) O valor de x na equação é 5 ∙ 3𝑥+1 + 3𝑥−2 = 408 é
(A) 1.
(B) 2.
(C) 3.
(D) 4.
02. (PM/SP – Sargento CFS – CETRO) É correto afirmar que a solução da equação exponencial 3 ∙
9x − 4 ∙ 3x + 1 = 0 é
(A) S = {0, 1}.
(B) S = {-1, 0}.
(C) S = {-2, 1}.
(D) S = {1/3,1}
03. (Escola de Sargento das Armas – Combatente/Logística – Exército Brasileiro) Se 5x+2=100,
então 52x é igual a:
(A) 4.
(B) 8.
(C) 10.
(D) 16.
(E) 100.
04. (Escola de Sargento das Armas – Música – Exército Brasileiro) O conjunto solução da equação
exponencial 4x-2x=56 é:
(A) {-7,8}
(B) {3,8}
(C) {3}
(D) {2,3}
(E) {8}
05. (BANESE – Técnico Bancário I – FCC) Uma empresa utiliza a função y = (1,2)x − 1 para estimar
o volume de vendas de um produto em um determinado dia. A variável y representa o volume de vendas
em milhares de reais. A variável x é um número real e representa a quantidade de horas que a empresa
dedicou no dia para vender o produto (0 ≤ x ≤ 6). Em um dia em que o volume de vendas estimado foi de
R$ 500,00, o valor utilizado para x, em horas, é tal que
(A) 1 < x ≤ 2.
(B) 2 < x ≤ 3.
(C) 3 < x ≤ 4.
(D) 4 < x ≤ 5.
(E) 5 < x ≤ 6.
06. (Pref. de Araraquara/SP – Agente da Administração dos Serviços de Saneamento – CETRO)
O conjunto solução da equação:(16𝑥−1)𝑥+1 = 4𝑥
2+𝑥+4 é
(A) S = {-2, 3}
(B) S = {-1, 4}
(C) S = {0, 6}
(D) S = {-4, 1}
07. (TJ/PR - Técnico Judiciário – TJ/PR) Após o processo de recuperação de uma reserva ambiental,
uma espécie de aves, que havia sido extinta nessa reserva, foi reintroduzida. Os biólogos responsáveis
por essa área estimam que o número P de aves dessa espécie, t anos após ser reintroduzida na reserva,
possa ser calculado pela expressão
𝑃 =
300
7 + 8 × (0,5)𝑡
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De acordo com essa estimativa, quantos anos serão necessários para dobrar a população inicialmente
reintroduzida?
(A) 2 anos.
(B) 4 anos.
(C) 8 anos.
(D) 16 anos.
08. (CREA/PR – Administrador – FUNDATEC) Se 5n + 5-n = 10, o valor de 25n + 25-n é
(A) 100.
(B) 98.
(C) 75.
(D) 50.
(E) 68.
09. (SANEAR – Fiscal - FUNCAB) Sendo 23X+1 = 128 e y = 5 . x - 3, o valor de y² , é:
(A) 49
(B) 36
(C) 25
(D) 16
(E) 9
Comentários
01. Resposta: C
3𝑥+1(5 + 3−3) = 408
3𝑥+1 (5 +
1
27
) = 408
3𝑥+1 (
136
27
) = 408
3𝑥+1 = 408 ∙
27
136
3𝑥+1 = 81
3𝑥 . 3 = 81
3𝑥 = 27
3𝑥 = 33
𝑥 = 3
02. Resposta: B
3. (3𝑥)² − 4 ∙ 3𝑥 + 1 = 0
3𝑥 = 𝑦
3𝑦2 − 4𝑦 + 1 = 0
∆= 16 − 12 = 4
𝑦 =
(4 ± 2)
6
𝑦1 = 1 𝑦2 =
1
3
Voltando:
3𝑥 = 1
3𝑥 = 30
𝑥 = 0
3𝑥 =
1
3
3𝑥 = 3−1
𝑥 = −1
03. Resposta: D
5𝑥 ∙ 25 = 100
5𝑥 = 4
52𝑥 = (5𝑥)2= 42 = 16
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04. Resposta: C
Podemos simplificar 4x = 22x
Substituindo:
(2x)2 – 2x = 56
Fazendo 2x = y
y² - y – 56 = 0
∆ =(-1)² -4.1.(-56) = 1 + 224 = 225
𝑦 =
1 ± 15
2
, 𝑎𝑠𝑠𝑖𝑚 𝑦 = 8 𝑜𝑢 𝑦 = −7
O resultado y = -7 não convém, pois 2x é sempre positivo, assim:
2x = 8 ➔ 2x = 2³ ➔ x = 3 ➔ S = {3}
05. Resposta: B
0,5 = (1,2)x − 1
1,5 = 1,2x
1,2²=1,44
1,2³=1,728
Portanto, 2 < x ≤ 3.
06. Resposta: A
(42𝑥−2)𝑥+1 = 4𝑥
2+𝑥+4
(2x-2)(x+1)=x²+x+4
2x²+2x-2x-2=x²+x+4
x²-x-6=0
=1+24=25
𝑥 =
1±5
2
𝑥1 =
1 + 5
2
= 3
𝑥2 =
1 − 5
2
= −2
07. Resposta: B
Vamos verificar quantos animais foram reintroduzidos inicialmente (t = 0):
𝑃 =
300
7+8×(0,5)0
=
300
7+8 𝑋 1
=
300
15
= 20 (população inicial)
População dobrada: 2 . 20 = 40
Assim:
40 =
300
7+8×(0,5)𝑡
40 . (7 + 8 . 0,5𝑡) = 300
7 + 8 . 0,5𝑡 =
300
40
8 . 0,5𝑡 = 7,5 − 7
0,5𝑡 =
0,5
8
0,5𝑡 = 0,0625 = 0,54
Excluindo as bases (0,5), temos que t = 4 anos.
08. Resposta: B
Elevando ao quadrado:
(5𝑛 + 5−𝑛)2 = 102
52𝑛 + 2.5𝑛. 5−𝑛 + 5−2𝑛 = 100
5𝑛. 5−𝑛 = 50 = 1
52𝑛 + 5−2𝑛 = 100 − 2
52𝑛 + 5−2𝑛 = 98
25 = 5²
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09. Resposta: A
128=27
23X+1 = 27
3X-1=7
X=2
Y=5.2-3=7
Y²=7²=49
INEQUAÇÃO EXPONENCIAL
Assim como as equações exponenciais, as inequações são aquelas cujo a variável se encontra no
expoente. São representadas por uma desigualdade > , < , ≤ ou ≥.
Exemplos
Resolução de inequação exponencial
Resolver uma inequação exponencial é achar valores para variável que satisfaça a sentença
matemática.
Antes de resolver uma inequação exponencial, deve-se observar a situação das bases nos dois
membros, caso as bases sejam diferentes, reduza-as a uma mesma base e, em seguida, forme uma
inequação com os expoentes. Atente-se as regras dos sinais:
Exemplos
A) 2x ≥ 128
Por fatoração, 128 = 27.
2x ≥ 27 ➔ como as bases são iguais e a > 1, basta formar uma inequação com os expoentes ➔ x ≥ 7
S = {x ∈ R | x ≥ 7}
B) (
𝟏
𝟑
)
𝒙
< (
𝟏
𝟑
)
𝟐
Como as bases são iguais então igualamos os expoentes: x < 2. E como as bases estão
compreendidas entre 0 e 1, inverte-se o sinal, logo: x > 2.
S = {x ϵ R | x > 2}
C) 4x + 4 > 5 . 2x
Perceba que, por fatoração, 4x = 22x e 22x é o mesmo que (2x)². Vamos reescrever a inequação:
(2x)² + 4 > 5 . 2x
Chamando 2x de t, para facilitar a resolução, ficamos com:
t2 + 4 > 5t
Caso a > 1, mantenha o sinal original.
Caso 0 < a < 1, inverta o sinal.
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t2 – 5t + 4 > 0, observe que caímos em uma inequação do 2º grau, resolvendo a equação gerada pela
inequação encontramos as raízes t’ = 1 e t’’ = 4. Como a > 0, concavidade fica para cima e isto também
significa que estamos procurando valores que tornem a inequação positiva, ficamos com:
t < 1 ou t > 4
Retornando a equação inicial:
t = 2x
2x < 1 ➔ x < 0 ➔ lembre-se que todo número elevado a 1 é igual ao próprio número, e que todo
número elevado a zero é igual a 1.
2x > 4 ➔ 2x > 22 ➔ x > 2.
S = {x ∈ R | x < 0 ou x > 2}
Questões
01. A soma das raízes da equação 5x²– 2x+1 = 5625 é:
(A) -4
(B) -2
(C) -1
(D) 2
(E) 4
02. (PUC-SP) Na função exponencial y = 2x2 – 4x , determine os valores reais de x para os quais
1<y<32.
(A) S = { x ϵ R| 0<x<4}
(B) S = { x ϵ R| x < -2 e x > 4}
(C) S = { x ϵ R| x < 0 e x > 5}
(D) S = { x ϵ R| x < 8 e x > 4}
(E) S = { x ϵ R| x < 0 e x > 4}
Comentários
01. Resposta: D
5𝑥
2−2𝑥+1 = 54 → 𝑥2 − 2𝑥 + 1 = 4 → 𝑥2 − 2𝑥 − 3 = 0 → 𝐴 𝑠𝑜𝑚𝑎 𝑑𝑎𝑠 𝑟𝑎í𝑧𝑒𝑠 é 𝑑𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 −
𝑏
𝑎
→ −
−2
1
= 2
02 . Resposta: E
Devemos determinar esta inequação obtendo números em mesma base numérica.
Como agora temos somente números na base numérica 2, podemos escrever essa desigualdade em
relação aos expoentes.
0 < x2 – 4x < 5 ➔ Vamos fazer cada desigualdade separadamente:
0 < x2 – 4x ➔ Devemos encontrar as raízes da equação do segundo grau x2-4x=0 e comparar o
intervalo de valores em relação à desigualdade.
x2 – 4x = 0 ➔ x’ = 0 e x’’ = 4
Devemos comparar a desigualdade em três intervalos, (o intervalo menor que o x’, o intervalo entre x’
e x’’ e o intervalo maior que x’’).
Para valores menores que x’’, teremos o seguinte:
Portanto, os valores menores que x = 0 satisfazem essa inequação. Vejamos valores entre 0 e 4.
Portanto, não é um intervalo válido. Agora os valores maiores que 4.
Portanto para a desigualdade 0 < x2 – 4x a solução é:
S = { x ϵ R| x < 0 e x > 4}
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LOGARITMO
Sendo a um número real, positivo e diferente de 1 e N um número real positivo, chama-se logaritmo
de N na base a o número ao qual devemos elevar a base a para obtermos N.
Definição: logaN = x ⇔ a
x = N, onde:
- N é chamado de logaritmando e N > 0.
- a é chamado de base com a > 0 e a ≠ 1.
Exemplo: log8 64 = 2 ⇔ 8
2 = 64
Casos Particulares
1) log𝑎 𝑎 = 1, pois a
1 = a;
2) log𝑎 𝑎
𝑛 = 𝑛, pois na = na;
3) log𝑎 1 = 0, pois a
0 = 1.
Propriedades dos Logaritmos
1) Logaritmo do Produto: o logaritmo de um produto é igual à soma de logaritmos.
Log𝑎𝑀.𝑁 = log𝑎𝑀 + log𝑎𝑁
2) Logaritmo da Divisão: o logaritmo da divisão é igual à subtração de dois logaritmos.
Log𝑎
𝑀
𝑁
= log𝑎𝑀 − log𝑎𝑁
3) Logaritmo da Potência: o expoente passa multiplicando.
Log𝑎𝑁
𝑚 = 𝑚. log𝑎𝑁
Mudança de Base
Em alguns casos é necessário efetuar uma mudança na base que foi dada, para isto temos a seguinte
fórmula:
log𝑎𝑁 =
log𝑏𝑁
log𝑏 𝑎
Questões
01. (CPTM - Médico do trabalho - Makiyama) Uma bactéria se espalhava no ambiente em que estava
seguindo uma função logarítmica 𝑓(𝑥) = log2 𝑥, (x >1), em que x é o tempo medido em minutos e F(x) é
a área que possui a presença da bactéria em m². Após 32 minutos, a área ocupada será de:
(A) 1 m².
(B) 2 m².
(C) 3 m².
(D) 4 m².
(E) 5 m².
02. (BRB – Escriturário – CESPE) Um estudo constatou que a população de uma comunidade é
expressa pela função P(t) = 5.000e0,18t, em que P(t) é a população t anos após a contagem inicial, que
ocorreu em determinado ano, e considerado t = 0. Com referência a esse estudo e considerando 1,2 e
1,8 como os valores aproximados para e0,18e ln 6, respectivamente, julgue o item a seguir. A população
será de 30.000 indivíduos 5 anos após a contagem inicial.
( )Certo ( )Errado
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03. (BRB – Escriturário – CESPE) Um estudo constatou que a população de uma comunidade é
expressa pela função P(t) = 5.000e0,18t, em que P(t) é a população t anos após a contagem inicial, que
ocorreu em determinado ano, e considerado t = 0. Com referência a esse estudo e considerando 1,2 e
1,8 como os valores aproximados para e0,18e ln 6, respectivamente, julgue o item a seguir.
Um ano após a contagem inicial, a população da comunidade aumentou em 20%.
( )Certo ( )Errado
04. (SAEB-BA – Professor – CESPE)
A obra acima foi pintada por Pablo Picasso em um único dia do ano de 1932. Em 1951, a tela foi
adquirida por US$ 20 milhões e, em maio de 2010, foi vendida, em Nova Iorque, em um leilão que durou
apenas 9 minutos, por US$ 95 milhões,sem incluir as comissões.
A respeito dessa situação, considere que o investimento tenha evoluído a uma taxa de juros R,
compostos continuamente, de acordo com o modelo C (t) =C0eRt , em que C(t) é o valor da tela, em
milhões de dólares, t anos após 1951. Nesse caso, assumindo 1,56 como o valor aproximado de ln(4,75),
é correto afirmar que a taxa de juros de tal investimento foi
(A) superior a 5% e inferior a 10%.
(B) inferior a 5%.
(C) superior a 20%.
(D) superior a 10% e inferior a 20%.
05. (CBM/ES – Oficial Bombeiro Militar Combatente – CESPE) A soma dos logaritmos na base 10
de 2 números é 6, e o dobro de um desses logaritmos é 4. Com relação a esses números, julgue o item
a seguir.
O produto desses números é igual a 1 milhão.
( )Certo ( )Errado
06. (CBM/ES - Oficial Bombeiro Militar Combatente - CESPE) A soma dos logaritmos na base 10
de 2 números é 6, e o dobro de um desses logaritmos é 4. Com relação a esses números, julgue o item
a seguir.
A soma desses números é igual a 2.000.
( )Certo ( )Errado
07. (ESSA - Sargento - EB) Se 𝑓(𝑥) = log√5 𝑥
2, com x real e maior que zero, então o valor de f(f(5))
é:
(A)
2𝑙𝑜𝑔2
1+𝑙𝑜𝑔2
(B)
𝑙𝑜𝑔2
𝑙𝑜𝑔2+2
(C)
5𝑙𝑜𝑔2
𝑙𝑜𝑔2+1
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(D)
8𝑙𝑜𝑔2
1−𝑙𝑜𝑔2
(E)
5𝑙𝑜𝑔2
1−𝑙𝑜𝑔2
08. (PREVIC – Técnico Administrativo – CESPE) Com o objetivo de despertar mais interesse de
seus alunos para a resolução das expressões algébricas que com frequência ocorrem nos problemas, um
professor de matemática propôs uma atividade em forma de desafio. Os estudantes deveriam preencher
retângulos dispostos em forma triangular de modo que cada retângulo fosse o resultado da soma das
expressões contidas nos dois retângulos imediatamente embaixo dele, exceto para aqueles da base do
triângulo. Portanto, na figura a seguir, D = A + B, E = B + C e F = D + E.
Com base nos dados acima, julgue o item que se segue.
Os estudantes que preencheram corretamente os retângulos em branco encontraram F = In (4x) + 4x
√x.
( )Certo ( )Errado
09. (Petrobras – Engenheiro de Petróleo Júnior – CESGRANRIO) Dado log3(2) = 0,63, tem-se que
log6(24) é igual a
(A) 1,89.
(B) 1,77.
(C) 1,63.
(D) 1,51.
(E) 1,43.
10.(Pref. Chupinguaia/RO - Professor - MSCONCURSOS) O conjunto solução da equação log (x² -
8) = 0:
(A) ∅.
(B) {0}.
(C) {– 3, 3}.
(D) {– 9, 9}.
Comentários
01. Resposta: E
Fazendo x = 32, temos:
𝐹(𝑥) = log2 32 , fatorando o 32 temos 2
5. Então:
𝐹(𝑥) = log2 2
5 , pela propriedade log𝑎 𝑎
𝑛 = 𝑛, temos que F(x) = 5 m2
02. Resposta: ERRADO
Pelo enunciado que saber o valor de t quando P(t) = 30.000:
P(t) = 30.000
5.000.𝑒0,18𝑡 = 30.000
𝑒0,18𝑡=
30.000
5.000
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
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𝑒0,18𝑡 = 6 , colocando logaritmo (ln) nos dois membros:
ln 𝑒0,18𝑡 = ln6 , pela propriedade log𝑏 𝑎
𝑛 = 𝑛. log𝑏 𝑎
0,18t = 1,8 → t = 1,8: 0,18 = 10
03. Resposta: CERTO
Se após u 1 ano houve um aumento de 20% temos 100% + 20% = 120% = 120: 100 = 1,2. Fazendo t
= 1 nós teremos:
P(1) = 1.2.P(0)
5000 e0,18.1 = 5000 e0,18.0
e0,18 = 1,2.e0
1,2 = 1,2 – Certo
04. Resposta: B
Do enunciado: preço em 2010 (final) 95 mi, preço em 1951 (inicial) 20 mi, tempo t = 2010 – 1951 = 59
anos e C(t) é preço final e C0 preço inicial.
C(t) = C0.eRt
95 = 20.eR.59
95 : 20 = e59R
4,75 = e59R , neste ponto para calcularmos o valor de R temos que utilizar logaritmo, já que temos a
seguinte propriedade log𝑎𝑁
𝑚 = 𝑚. log𝑎𝑁, então colocaremos logaritmo nos dois membros da equação.
E, pelo enunciado, usaremos ln (log. Neperiano de base e). Então:
ln4,75 = lne59R
1,56 = 59R
R = 1,56 : 59 = 0,02644 (x100) → R = 2,644%
05. Resposta: CERTO
Sendo x e y os logaritmandos, temos:
log 𝑥 + log 𝑦 = 6
2. log 𝑥 = 4
Para esta questão só precisamos para soma (1ª equação) e da propriedade que diz: a soma de dois
logaritmos é igual ao logaritmo do produto. Então:
log 𝑥 + log 𝑦 = 6 → log 𝑥𝑦 = 6 → como a base é 10 → 106 = x.y
x.y = 1.000.000
06. Resposta: ERRADO
Sendo x e y os logaritmandos, temos:
log 𝑥 + log 𝑦 = 6
2. log 𝑥 = 4
log 𝑥 =
4
2
→ log 𝑥 = 2 → 102 = x → x = 100
Da questão anterior xy = 1.000.000, então:
100.y = 1.000.000 → y = 1.000.000 : 100 → y = 10.000
x + y = 100 + 10.000 = 10.100
07. Resposta: D
f(x) = log√5 𝑥
2 calcular f(f(5)), primeiro vamos calcular f(5):
f(5) = log√5 5
2 = log
5
1
2
52 =
2
1
2
= 2.2 = 4
f(f(5)) = f(4) = log√5 4
2 = 2. log√5 4, agora usamos a mudança de base log𝑎𝑁 =
log𝑏𝑁
log𝑏 𝑎
, mudando para
base 10:
2. log√5 4 = 2. (
log4
log√5
) = 2. (
log 22
5
1
2
) = 2. (
2.log2
1
2
.log5
) = 2. (
2.log2
1
2
.log
10
2
) → lembrando que
2
1
2
= 4:
2. (
4.log2
log10−log2
) =
8.log2
1−log2
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
35
08. Resposta: CERTO
D = A + B → D = ln(
x
2
) + x√x + B
E = B + C
-x√x + 2.ln(2) = B – 5x√x + ln(2)
-x√x + 2.ln(2) + 5x√x - ln(2) = B
B = 4x√x + ln(2)
F = D +E
𝐹 = 𝑙𝑛 (
𝑥
2
) + 𝑥√𝑥 + 𝐵 − 𝑥√𝑥 + 2. ln(2) → 𝐹 = ln(𝑥) − ln(2) + 4𝑥√𝑥 + ln(2) + ln (22)
F = 4x√x + ln(x) + ln(4)
F = ln(4x) + 4x√x
09. Resposta: B
Sabemos que log3 2 = 0,6. O log que foi dado está na base 3 e o que pede para calcular na base 6.
Primeiro precisamos mudar de base e para isto temos a fórmula log𝑎𝑁 =
log𝑏𝑁
log𝑏 𝑎
.
log6 24 =
log3 24
log3 6
=
=
log3 2
3.3
log6 2.3
=
log3 2
3+log3 3
log3 2+log3 3
=
=
3.log3 2+1
0,63+1
=
3.0,63+1
1,63
=
2,89
1,63
≅ 1,77
10. Resposta: C
Temos um logaritmo de base 10.
log10(𝑥
2 − 8) = 0 , pela definição de logaritmo, temos:
100 = x2 – 8
1 = x2 – 8
1 + 8 = x2
x2 = 9 → x = ±√9 → x = 3 ou x = - 3.
EQUAÇÃO LOGARÍTMICA5
Existem equações que não podem ser reduzidas a uma igualdade de mesma base pela simples
aplicação das propriedades das potências. A resolução de uma equação desse tipo baseia-se na
definição de logaritmo.
𝒂𝒙 = 𝒃 → 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒃 , 𝒄𝒐𝒎 𝟎 < 𝒂 ≠ 𝟏 𝒆 𝒃 > 𝟎.
Existem quatro tipos de equações logarítmicas:
1º) Equações redutíveis a uma igualdade entre dois logaritmos de mesma base:
𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) = 𝐥𝐨𝐠𝒂𝒈(𝒙)
A solução pode ser obtida impondo-se f(x) = g(x) > 0.
Exemplo
𝐥𝐨𝐠𝟓 𝟐𝒙 + 𝟒 = 𝐥𝐨𝐠𝟓 𝟑𝒙 + 𝟏
Temos que:
2x + 4 = 3x + 1
2x – 3x = 1 – 4
– x = – 3
x = 3
Portanto, S = {3}
5
brasilescola.com
BIANCHINI, Edwaldo; PACCOLA, Herval – Matemática – Volume 1
IEZZI, Gelson – Matemática Volume Ùnico
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
36
2º) Equações redutíveis a uma igualdade entre dois logaritmos e um número real:
𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) = 𝒓
A solução pode ser obtida impondo-se f(x) = ar.
Exemplo
𝐥𝐨𝐠𝟑 𝟓𝒙 + 𝟐 = 𝟑
Pela definição de logaritmo temos:
5x + 2 = 33
5x + 2 = 27
5x = 27 – 2
5x = 25
x = 5
Portanto S = {5}.
3º) Equações que são resolvidas por meio de uma mudança de incógnita:
Exemplo
(𝐥𝐨𝐠𝟒 𝒙)
𝟐 − 𝟑. 𝐥𝐨𝐠𝟒 𝒙 = 𝟒
Vamos fazer a seguinte mudança de incógnita:
𝐥𝐨𝐠𝟒 𝒙 = 𝒚
Substituindo na equação inicial, ficaremos com:
4º) Equações que envolvem utilização de propriedades ou de mudança de base:
Exemplo
𝐥𝐨𝐠(𝟐𝒙 + 𝟑) + 𝐥𝐨𝐠(𝒙 + 𝟐) = 𝟐 𝐥𝐨𝐠𝒙
Usandoas propriedades do logaritmo, podemos reescrever a equação acima da seguinte forma:
log[(2𝑥 + 3)(𝑥 + 2)] = log 𝑥2
Note que para isso utilizamos as seguintes propriedades:
log 𝑥. 𝑦 = log 𝑥 + log 𝑦
log 𝑥𝑛 = 𝑛. log 𝑥
Vamos retornar à equação:
log[(2𝑥 + 3)(𝑥 + 2)] = log 𝑥2
Como ficamos com uma igualdade entre dois logaritmos, segue que:
(2x + 3)(x + 2) = x2
ou
2x2 + 4x + 3x + 6 = x2
2x2 – x2 + 7x + 6 = 0
x2 + 7x + 6 = 0
x = -1 ou x = - 6
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Lembre-se que para o logaritmo existir o logaritmando e a base devem ser positivos. Com os valores
encontrados para x, o logaritmando ficará negativo. Sendo assim, a equação não tem solução ou S = ø.
Questões
01. (Escola de Sargento das Armas – Combatente/Logística – Exército Brasileiro) O logaritmo de
um produto de dois fatores é igual à soma dos logaritmos de cada fator, mantendo-se a mesma base.
Identifique a alternativa que representa a propriedade do logaritmo anunciada.
(A) Logb(a.c )= logba + logbc
(B) Logb(a.c) = logb(a + c)
(C) Logb(a + c) = logba.logbc
(D) Logb(a + c) = logb(a.c)
(E) Loge(a.c) = logba + logfc
02. (FUSA/PR – Agente Comunitário de Saúde – UNIUV) Aplicando as propriedades de logaritmo
na equação log A - log B = 0, teremos:
(A) A . B = 0
(B) A . B > 0
(C) A = B
(D) A / B = 0
(E) A é o inverso de B
03. (Escola de Sargento das Armas – Música – Exército Brasileiro) Sabendo que log P = 3loga -
4logb + 1/2logc, assinale a alternativa que representa o valor de P.
(dados: a = 4, b = 2 e c = 16)
(A) 12
(B) 52
(C) 16
(D) 24
(E) 73
04. (SESI/PA – Nutricionista – FIDESA) Para calcular o pH de um efluente, os técnicos do
departamento de controle ambiental utilizam a fórmula: 𝑝𝐻 = log (
1
|𝐻+|
), onde |H+|é a concentração de
íons H+ nas amostras do efluente. Considerando que a concentração de íons é |H+|=5x10-5 e log 2 = 0,3,
o pH das amostras coletadas desse efluente é de:
(A) 3,6
(B) 4,3
(C) 6,4
(D) 7,2
05. (LIQUIGÁS – Assistente Administrativo – CESGRANRIO) Qual é o produto das raízes da
equação [log(x)]² - log(x²) - 3 = 0 ?
(A) - 3.000
(B) - 3
(C) 0,001
(D) 100
(E) 1.000
Comentários
01. Resposta: A
Logb(a.c )= logba + logbc
02. Resposta: C
log(A/B)=0
Pela propriedade do log:
A/B=1
A=B
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03. Resposta: C
log P = log a3 − logb4 + logc
1
2
log P = log(a3.
c
1
2
b4
)
P =
43√16
24
= 16
04. Resposta: B
pH = log (
1
|5x10−5|
)
pH = log(0,2x105)
pH = log 0,2 + log105
pH = log (
2
10
) + 5log10
pH = log 2 − log 10 + 5log10
pH=0,3-1+5=4,3
05. Resposta: D
[log(x)]²- 2logx - 3 = 0
Fazendo logx=y
y²-2y-3=0
=4+12=16
𝑦 =
2 ± 4
2
y1 = 3
y2 = −1
Substituindo:
Log x=3
X=10³=1000
Log x=-1
X=10-1=0,1
Produto das raízes: 10000,1=100
INEQUAÇÃO LOGARÍTMICA
A forma de se resolver a inequação logarítmica é a mesma da equação, mas é preciso ter muito
cuidado quando a base for 0 < a < 1.
São dois tipos de inequação logarítmica.
1º) Inequações redutíveis a uma desigualdade entre logaritmos de mesma base:
𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) < 𝐥𝐨𝐠𝒂𝒈(𝒙)
Neste caso há ainda dois casos a considerar
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Exemplo
Log3 (2x + 1) ≤ 1
Condição de existência:
2x + 1 > 0 → 2x > – 1 → x > -1/2 (S1)
Veja que no 2º membro da desigualdade não temos um logaritmo. Porém, podemos escrever o número
1 em forma de logaritmo, dessa forma igualando as bases: 1 = log3 31. A Base 3 foi escrita
intencionalmente, para se igualar a base do logaritmo escrito no 1º membro. Reescrevendo a inequação:
Log3 (2x + 1) ≤ log3 31 → como a > 1 mantem-se a direção inicial do sinal.
2x + 1 ≤ 31 → 2x ≤ 3 – 1
2x ≤ 2 → x ≤ 1.
S = S1 ∩ S2 → a solução final é a interseção das soluções 1 e 2.
S = {x ∈ R / −12 < x ≤ 1}
2º) Inequações redutíveis a uma desigualdade entre um logaritmo e um número real:
𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) > 𝒓 𝒐𝒖 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) < 𝒓
Para resolver uma inequação desse tipo, basta substituir r por log𝑎 𝑎
𝑟, assim teremos:
𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) < 𝒓 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆 𝒂 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) < 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒂
𝒓
𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) > 𝒓 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆 𝒂 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒇(𝒙) > 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒂
𝒓
Exemplo
log1/2 (x − 7) > log1/2(3x + 1)
Condições de existência:
x – 7 > 0 → x > 7 (S1)
3x + 1 > 0 → 3x > – 1 → x > −13 (S2)
log1/2(x − 7) > log1/2(3x + 1) → como 0 < a <1 inverte-se a direção inicial do sinal.
x – 7 < 3x + 1 → x – 3x < 1 + 7
–2x < 8 → 2x > – 8 → x > – 4 (S3)
S = S1 ∩ S2 ∩ S3 → a solução final é a interseção das soluções 1, 2 e 3.
S = {x ∈ R | x > 7}
Questões
01. (SEE/AC – Professor de Matemática e Física – FUNCAB) Resolva a inequação abaixo
(A) ]1,5/4[
(B) ]1, 8[
(C) ]- ∞, 5/4[
(D)] -∞, 1[
(E) ]5/4,8[
02. (SEDUC/SP – Professor de Matemática – FGV) Considere a desigualdade:
log2013(log2014( log2015 𝑥)) > 0
o menor valor inteiro de x que satisfaz essa desigualdade é:
(A) 20132014 + 1
(B) 20142013 + 1
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(C) 20142015 + 1
(D) 20152014 + 1
(E) 2016
Comentários
01. Resposta: A
A condição de existência (C.E.).
C.E.: x - 1 > 0,
x > 1
Obs.: a função é decrescente (0 < x < 1).
Assim, inverte-se o sinal.
log1/2 (x-1) > 2
log1/2 (x-1) > log1/2 (1/2)2
x – 1 < 1/4
x < 1 + 1/4
x < 5/4
S = {x E R / 1< x < 5/4}
]1, 5/4[
02. Resposta: D
log2013(log2014( log2015 𝑥)) > 0
log2013(log2014( log2015 𝑥)) > log2013 1
log2014(log2015 𝑥) > 1
log2014(log2015 𝑥) > log2014 2014¹
log2015 𝑥 > 2014
log2015 𝑥 > log2015 2015
2014
x > 20152014, logo o menor inteiro será: x > 20152014 + 1.
SISTEMAS DE EQUAÇÕES DO 1º GRAU
Observe o raciocínio: João e José são colegas. Ao passarem por uma livraria, João resolveu comprar
2 cadernos e 3 livros e pagou por eles R$ 15,40, no total dos produtos. José gastou R$ 9,20 na compra
de 2 livros e 1 caderno. Os dois ficaram satisfeitos e foram para casa.
No dia seguinte, encontram um outro colega e falaram sobre suas compras, porém não se lembrava
do preço unitário dos livros. Sabiam, apenas que todos os livros, como todos os cadernos, tinham o
mesmo preço.
Bom, diante deste problema, será que existe algum modo de descobrir o preço de cada livro ou caderno
com as informações que temos?
Um sistema de equação do primeiro grau com duas incógnitas x e y, pode ser definido como um
conjunto formado por duas equações do primeiro grau. Lembrando que equação do primeiro grau é aquela
que em todas as incógnitas estão elevadas à potência 1.
Exemplos de sistemas:
{ Observe este símbolo. A matemática convencionou neste caso para indicar que duas ou mais
equações formam um sistema.
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Resolução de Sistemas
Resolver um sistema significa encontrar um par de valores das incógnitas x e y que faça verdadeira
as equações que fazem parte do sistema.
Exemplos:
a) O par (4,3) pode ser a solução do sistema
{
x – y = 2
x + y = 6
Para saber se estes valores satisfazem ao sistema, basta substituir os valores em ambas as equações:
{
x – y = 2
x + y = 6
x - y = 2 ; x + y = 6
4 – 3 = 1 ; 4 + 3 = 7
1 ≠ 2 (falso) 7 ≠ 6 (falso)
A resposta então é falsa. O par (4,3) não é a solução do sistema de equações acima.
b) O par (5,3)pode ser a solução do sistema
{
x – y = 2
x + y = 8
x – y = 2
x + y = 8
Para saber se estes valores satisfazem ao sistema, basta substituir os valores em ambas as equações:
x – y = 2 ; x + y = 8
5 – 3 = 2 ; 5 + 3 = 8
2 = 2 (verdadeiro) 8 = 8 (verdadeiro)
A resposta então é verdadeira. O par (5, 3) é a solução do sistema de equações acima.
Métodos para solução de sistemas do 1º grau
Método de Substituição
Este método de resolução para os sistemas de equações de 1º grau estabelece que “extrair” o valor
de uma incógnita é substituir esse valor na outra equação.
Observe:
{
x – y = 2
x + y = 4
Vamos escolher uma das equações para “extrair” o valor de uma das incógnitas, ou seja, estabelecer
o valor de acordo com a outra incógnita, desta forma:
x – y = 2
x = 2 + y
Agora iremos substituir o “x” encontrado acima, na “x” da segunda equação do sistema:
x + y = 4
(2 + y) + y = 4
2 + 2y = 4
2y = 4 – 2
2y = 2
y = 1
Temos que: x = 2 + y, então
x = 2 + 1
x = 3
Assim, o par (3, 1) torna-se a solução verdadeira do sistema.
Método da Adição
Este método de resolução de sistema do 1º grau consiste apenas em somas os termos das equações
fornecidas.
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Observe:
{
x – y = −2
3x + y = 5
Neste caso de resolução, somam-se as equações dadas:
x - y = -2
3x + y = 5 +
4x = 3
x = 3/4
Veja nos cálculos que quando somamos as duas equações o termo “y” se anula. Isto tem que ocorrer
para que possamos achar o valor de “x”.
Agora, e quando ocorrer de somarmos as equações e os valores de “x” ou “y” não se anularem para
ficar somente uma incógnita?
Neste caso, é possível usar uma técnica de cálculo de multiplicação pelo valor excludente negativo.
Ex.:
{
3x + 2y = 4
2x + 3y = 1
Ao somarmos os termos acima, temos:
5x + 5y = 5, então para anularmos o “x” e encontramos o valor de “y”, fazemos o seguinte:
» multiplica-se a 1ª equação por + 2
» multiplica-se a 2ª equação por - 3
Vamos calcular então:
3x + 2y = 4 (x +2)
2x + 3y = 1 (x -3)
6x +4y = 8
-6x - 9y = -3 +
-5y = 5
y = -1
Substituindo:
2x + 3y = 1
2x + 3.(-1) = 1
2x = 1 + 3
x = 2
Verificando:
3x + 2y = 4 → 3.(2) + 2(-1) = 4 → 6 – 2 = 4
2x + 3y = 1 → 2.(2) + 3(-1) = 1 → 4 – 3 = 1
Gráfico de um sistema do 1º grau
Dispondo de dois pontos, podemos representa-los graficamente em um plano cartesiano. A figura
formada por esses pontos é uma reta.
Exemplo: Dado x + y = 4, vamos traçar o gráfico desta equação. Vamos atribuir valores a x e a y para
acharmos os pontos no gráfico.
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43
Unindo os pontos formamos uma reta, que contém todos os pontos da equação. A essa reta damos o
nome de reta suporte.
Mas, e aí, será que agora conseguiremos resolver aquele problema lá do início?
João e José são colegas. Ao passarem por uma livraria, João resolveu comprar 2 cadernos e 3 livros
e pagou por eles R$ 15,40, no total dos produtos. José gastou R$ 9,20 na compra de 2 livros e 1 caderno
Vamos chamar de x o preço do caderno e de y o preço do livro.
Assim temos 2x + 3y = 15,40 e 2x + 1y = 9,20.
{
2x + 3y = 15,40
2x + 1y = 9,20
Vamos resolver pelo método da substituição.
Iremos isola y na segunda equação, ficando então com:
y = 9,20 – 2x
Agora vamos substituir na primeira equação:
2x + 3y = 15,40
2x + 3(9,20 - 2x) = 15,40
2x + 27,60 - 6x = 15,40
2x - 6x = 15,40 - 27,60
- 4x = - 12,20 (-1)
4x = 12,20
x =
12,20
4
x = 3,05
Temos
y = 9,20 – 2x
y = 9,20 – 2.3,05
y = 9,20 – 6,10
y = 3,10
Assim cada caderno custa R$3,05 e cada livro custa R$3,10.
Questões
01. (SABESP - Aprendiz - FCC) Em uma gincana entre as três equipes de uma escola (amarela,
vermelha e branca), foram arrecadados 1 040 quilogramas de alimentos. A equipe amarela arrecadou 50
quilogramas a mais que a equipe vermelha e esta arrecadou 30 quilogramas a menos que a equipe
branca. A quantidade de alimentos arrecadada pela equipe vencedora foi, em quilogramas, igual a
(A) 310
(B) 320
(C) 330
(D) 350
(E) 370
02. (PM/SE - Soldado - FUNCAB) Os cidadãos que aderem voluntariamente à Campanha Nacional
de Desarmamento recebem valores de indenização entre R$150,00 e R$450,00 de acordo com o tipo e
calibre do armamento. Em uma determinada semana, a campanha arrecadou 30 armas e pagou
indenizações somente de R$150,00 e R$450,00, num total de R$7.500,00.
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Determine o total de indenizações pagas no valor de R$150,00.
(A) 20
(B) 25
(C) 22
(D) 24
(E) 18
03. (Pref. Lagoa da Confusão/TO - Orientador Social - IDECAN) A razão entre a idade de Cláudio
e seu irmão Otávio é 3, e a soma de suas idades é 28. Então, a idade de Marcos que é igual a diferença
entre a idade de Cláudio e a idade de Otávio é
(A) 12.
(B) 13.
(C) 14.
(D) 15.
(E) 16.
04. (Pref. de Nepomuceno/MG - Porteiro - CONSULPLAN) Numa adega encontram-se armazenadas
garrafas de vinho seco e suave num total de 300 garrafas, sendo que o número de garrafas de vinho seco
excede em 3 unidades o dobro do número de garrafas de vinho suave. Assim, a porcentagem de garrafas
de vinho seco dessa adega é igual a
(A) 60%.
(B) 63%.
(C) 65%.
(D) 67%.
(E) 70%.
05. (PETROBRAS - Técnico de Administração e Controle Júnior - CESGRANRIO) Maria vende
salgados e doces. Cada salgado custa R$2,00, e cada doce, R$1,50. Ontem ela faturou R$95,00
vendendo doces e salgados, em um total de 55 unidades.
Quantos doces Maria vendeu?
(A) 20
(B) 25
(C) 30
(D) 35
(E) 40
06. (TRT 6ª Região - Analista Judiciário - FCC) Para fazer um trabalho, um professor vai dividir os
seus 86 alunos em 15 grupos, alguns formados por cinco, outros formados por seis alunos. Dessa forma,
sendo C o número de grupos formados por cinco e S o número de grupos formados por seis alunos, o
produto C⋅S será igual a
(A) 56.
(B) 54.
(C) 50.
(D) 44.
(E) 36.
07. (Banco do Brasil - Escriturário - FCC) Dos 56 funcionários de uma agência bancária, alguns
decidiram contribuir com uma lista beneficente. Contribuíram 2 a cada 3 mulheres, e 1 a cada 4 homens,
totalizando 24 pessoas.
A razão do número de funcionárias mulheres para o número de funcionários homens dessa agência
é de
(A) 3 para 4.
(B) 2 para 3.
(C) 1 para 2.
(D) 3 para 2.
(E) 4 para 5.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
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08. (SABESP - Analista de Gestão - FCC) Em um campeonato de futebol, as equipes recebem, em
cada jogo, três pontos por vitória, um ponto em caso de empate e nenhum ponto se forem derrotadas.
Após disputar 30 partidas, uma das equipes desse campeonato havia perdido apenas dois jogos e
acumulado 58 pontos. O número de vitórias que essa equipe conquistou, nessas 30 partidas, é igual a
(A) 12
(B) 14
(C) 16
(D) 13
(E) 15
09. (TJ/SP - Escrevente Técnico Judiciário - VUNESP) Uma empresa comprou um determinado
número de folhas de papel sulfite, embaladas em pacotes de mesma quantidade para facilitar a sua
distribuição entre os diversos setores.
Todo o material deverá ser entregue pelo fornecedor acondicionado em caixas, sem que haja sobras.
Se o fornecedor colocar 25 pacotes por caixa, usará 16 caixas a mais do que se colocar 30 pacotes por
caixa. O número total de pacotes comprados, nessa encomenda, foi
(A) 2200.
(B) 2000.
(C) 1800.
(D )2400.
(E) 2500.
10. (SEAP - Agente de Escolta e Vigilância Penitenciária - VUNESP) A razão entreo número de
litros de óleo de milho e o número de litros de óleo de soja vendidos por uma mercearia, nessa ordem, foi
de 5/7. Se o número total de litros de óleo vendidos (soja + milho) foi 288, então o número de litros de
óleo de soja vendidos foi
(A) 170.
(B) 176.
(C) 174.
(D) 168.
(E) 172.
Comentários
01. Resposta: E
Vamos chamar as cores de letras, usaremos x, y, z.
Amarela: x
Vermelha: y
Branca: z
x = y + 50
y = z - 30
z = y + 30
{
𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 1040
𝑥 = 𝑦 + 50
𝑧 = 𝑦 + 30
Substituindo a II e a III equação na I:
𝑦 + 50 + 𝑦 + 𝑦 + 30 = 1040
3𝑦 = 1040 − 80
y = 320
Substituindo na equação II
x = 320 + 50 = 370
z=320+30=350
A equipe que mais arrecadou foi a amarela com 370kg
02. Resposta: A
Armas de R$150,00: x
Armas de R$450,00: y
{
150𝑥 + 450𝑦 = 7500
𝑥 + 𝑦 = 30
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x = 30 – y
Substituindo na 1ª equação:
150(30 − 𝑦) + 450𝑦 = 7500
4500 − 150𝑦 + 450𝑦 = 7500
300𝑦 = 3000
𝑦 = 10
𝑥 = 30 − 10 = 20
O total de indenizações foi de 20.
03. Resposta: C
Cláudio :x
Otávio: y
𝑥
𝑦
= 3
{
𝑥 = 3𝑦
𝑥 + 𝑦 = 28
𝑥 + 𝑦 = 28
3y + y = 28
4y = 28
y = 7 x = 21
Marcos: x – y = 21 – 7 = 14
04. Resposta: D.
Vinho seco: x
Vinho suave: y
{
𝑥 + 𝑦 = 300 (𝐼)
𝑥 = 2𝑦 + 3 (𝐼𝐼)
Substituindo II em I
2y + 3 + y = 300
3y = 297
y = 99
x = 201
300------100%
201-----x
x = 67%
05. Resposta: C
Doces: x
Salgados: y
{
𝑥 + 𝑦 = 55
1,5𝑥 + 2𝑦 = 95
Resolvendo pelo método da adição, vamos multiplicar todos os termos da 1ª equação por -1,5:
{
−1,5𝑥 − 1,5𝑦 = −82,5
1,5𝑥 + 2𝑦 = 95
Assim temos:
0,5𝑦 = 12,5
𝑦 = 25 ∴ 𝑥 = 30
Ela vendeu 30 doces
06. Resposta: D
{
5𝐶 + 6𝑆 = 86
𝐶 + 𝑆 = 15
C = 15 – S
Substituindo na primeira equação:
5(15 – S) + 6S = 86
75 – 5S + 6S = 86
S = 11
C = 15 – 11 = 4
𝐶 ∙ 𝑆 = 4 ∙ 11 = 44
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07. Resposta: A
Mulheres: x
Homens: y
{
𝑥 + 𝑦 = 56 (. −
2
3
)
2
3
𝑥 +
1
4
𝑦 = 24
{
−
2
3
𝑥 −
2
3
𝑦 = −
112
3
2
3
𝑥 +
1
4
𝑦 = 24
Somando as duas equações:
−
2
3
𝑦 +
1
4
𝑦 = −
112
3
+ 24
mmc(3,4) = 12
−8𝑦 + 3𝑦 = −448 + 288
-5y = - 160
y = 32
x = 24
razão de mulheres pra homens:
24
32
=
3
4
08. Resposta: E
Vitórias: x
Empate: y
Derrotas: 2
Pelo método da adição temos:
{
𝑥 + 𝑦 + 2 = 30. (−1)
3𝑥 + 𝑦 = 58
{
−𝑥 − 𝑦 = −28
3𝑥 + 𝑦 = 58
2x = 30
x = 15
09. Resposta: D
Total de pacotes: x
Caixas: y
𝑥
25
= 𝑦 + 16
25𝑦 + 400 = 𝑥
𝑥
30
= 𝑦
𝑥 = 30𝑦
{
25𝑦 − 𝑥 = −400
𝑥 = 30𝑦
Substituindo:
25𝑦 − 30𝑦 = −400
−5𝑦 = −400
𝑦 = 80
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𝑥 = 30 ∙ 80 = 2400
10. Resposta: D
Óleo de milho: M
Óleo de soja: S
𝑀
𝑆
=
5
7
7𝑀 = 5𝑆
{
𝑀 + 𝑆 = 288 . (−7)
7𝑀 − 5𝑆 = 0
{
−7𝑀 − 7𝑆 = −2016
7𝑀 − 5𝑆 = 0
−12𝑆 = −2016
𝑆 = 168
SISTEMAS DE EQUAÇÕES DO 2º GRAU
Precisamos antes de resolvermos, interpretarmos minuciosamente cada questão e depois equacioná-
las de forma a transcrever o texto em linguagem matemática.
Utilizamos o mesmo princípio da resolução dos sistemas de 1º grau, por adição, substituições, etc.,
porém devemos ficar atentos para o fato de ter que resolver uma equação do 2° grau.
Uma sequência prática para acharmos sua solução é:
- Estabelecer o sistema de equações que traduzam o problema para a linguagem matemática;
- Resolver o sistema de equações;
- Interpretar as raízes encontradas, verificando se são compatíveis com os dados do problema.
Exemplo
Com uma corda de 10 m de comprimento, Pedro deseja cercar uma área retangular de 4 m². Quais as
medidas dos lados desse retângulo?
Temos:
Comprimento: x
Largura: y
Deduzimos acima que seu perímetro é 10, assim:
x + y + x + y = 10
ou 2x + 2y = 10, dividindo tudo por 2
x + y = 5
E sua área é 4, como a área do retângulo é dada por largura x comprimento, temos:
x.y = 4
Montando o sistema temos:
{
𝑥 + 𝑦 = 5
𝑥. 𝑦 = 4
→ (isolando x na 1ª equação) x = 5 – y, → (substituindo na 2ª equação) (5 – y) . y = 4
Resolvendo:
5y – y2 = 4
- y2 + 5y – 4 = 0.(.-1)
y2 – 5y + 4 =0 (Temos então uma equação do 2ª grau, vamos resolver pela fórmula de bháskara)
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a = 1 ; b= -5 e c= 4
𝑥 =
−𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐
2𝑎
→ 𝑥 =
−(−5) ± √(−5)2 − 4.1. (4)
2.1
→ 𝑥 =
5 ± √25 − 16
2
𝑥 =
5 ± √9
2
∴ 𝑥′ =
5 − 3
2
=
2
2
= 1 𝑒 𝑥" =
5 + 3
2
=
8
2
= 4
Logo:
Se x = 1 → y = 5 - 1 → y = 4
Se x = 4 → y = 5 - 4 → y = 1
Observando temos os valores 1 e 4, tanto para x como para y. Então as medidas dos lados são 1 e 4,
podendo x ou y assumirem os mesmos.
Fazendo a conferência temos:
x + y = 5 ∴ x.y = 4
4 + 1 = 5 4.1 = 4
5 = 5 4 = 4
Os pares ordenados (1,4) ou (4,1) satisfazem o sistema de equações.
Questões
01. (Pref. de São Paulo/SP - Guarda Civil Metropolitano - MS Concursos) A soma entre dois
números positivos é 37. Se o produto entre eles é 330, então o valor da diferença entre o maior e o menor
número é:
(A) 7.
(B) 23.
(C) 61.
(D) 17.
(E) 49.
02. (Câm. de Catas Altas/MG - Técnico em Contabilidade - FUMARC) Marque, dentre as
alternativas abaixo, a que identifica os pontos comuns aos gráficos de y = x2 + 2x e y = x + 2.
(A) (-2, 1) e (-1,3).
(B) (-2, 0) e (-1,3).
(C) (2,0) e (1,3).
(D) (-2,0) e (1,3).
03. (CPTM - Médico do trabalho - Makiyama) Sabe-se que o produto da idade de Miguel pela idade
de Lucas é 500. Miguel é 5 anos mais velho que Lucas. Qual a soma das idades de Miguel e Lucas?
(A) 40.
(B) 55.
(C) 65.
(D) 50.
(E) 45.
04. O produto de dois números inteiros e positivos é 10. O maior é igual ao dobro do menor mais 1.O
valor desse número é:
(A) 3 e 5
(B) 5 e 2
(C) 8 e 2
(D) 2 e 3
(E) 1 e 5
05. (TJ/RS - Técnico Judiciário - FAURGS) Se a soma de dois números é igual a 10 e o seu produto
é igual a 20, a soma de seus quadrados é igual a:
(A) 30
(B) 40
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50
(C) 50
(D) 60
(E) 80
Comentários
01. Resposta: A
Como não sabemos quem são esses números, iremos atribuir letras a eles, um será x e o outro será
x.
Teremos o seguinte sistema:
{
x + y = 37 (I)
x. y = 330 (II)
Vamos resolver pelo método da substituição:
Isolando y na equação (I) temos x + y = 37 → y = 37 – x, substituindo na equação (II):
x.(37 – x) = 330 (propriedade distributiva)
37x – x2 = 330
37x – x2 – 330 = 0 (multiplicando tudo por -1)
x2 – 37x + 330 = 0 (vamos resolver pela fórmula de Bháskara)
a = 1; b = - 37 e c = 330
∆ = b2 – 4.a.c
∆ = (- 37)2 – 4.1.330
∆ = 1369 – 1320
∆ = 49
𝑥 =
−𝑏±√∆
2.𝑎
𝑥 =
−(−37)±√49
2.1
=
37±7
2
𝑥 =
37+7
2
=
44
2
= 22 ou 𝑥 =
37−7
2
=
30
2
= 15
Se x = 22 → y = 37 – 22 = 15
Se x = 15 → y = 37 – 15 = 22
Logo, os números serão 22 e 15, e a diferença entre eles será:
22 – 15 = 7.
02. Resposta: D
Do enunciado y = x2 + 2x e y = x + 2, então vamos substituir y por x + 2 na equação y = x2 + 2x:
x2 + 2x = x + 2
x2 + 2x – x – 2 = 0
x2 + x – 2 = 0 (resolvendopela fórmula de Bháskara)
a = 1, b = 1 e c = - 2
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
∆= 12 − 4.1. (−2)
∆ = 1 + 8 = 9
𝑥 =
−𝑏±√∆
2𝑎
𝑥 =
−1±√9
2.1
𝑥 =
−1±3
2
𝑥 =
−1+3
2
= 1 ou 𝑥 =
−1−3
2
= −2
Se x = 1 → y = 1 + 2 = 3 (1, 3)
Se x = - 2 → y = - 2 + 2 = 0 (-2, 0)
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03. Resposta: E
Vamos substituir as idades de Miguel e Lucas pelas letras M e L, assim teremos o seguinte sistema:
{
𝑀. 𝐿 = 500 (𝐼)
𝑀 = 𝐿 + 5 (𝐼𝐼)
Como M já está isolado em (II), vamos substituir em (I)
substituindo II em I, temos:
(L + 5).L = 500
L2 + 5L – 500 = 0 (Vamos resolver pela fórmula de Bháskara)
a = 1, b = 5 e c = - 500
∆ = b2 – 4ac
∆ = 52 – 4.1.(- 500)
∆ = 25 + 2000
∆ = 2025
𝐿 =
−𝑏±√∆
2𝑎
𝐿 =
−5±√2025
2.1
=
−5±45
2
𝐿 =
−5+45
2
=
40
2
= 20 ou 𝐿 =
−5−45
2
=
−50
2
= −25 esta não convém pois L (idade) tem que ser positivo.
Então L = 20 → M.20 = 500 → M = 500 : 20 = 25
M + L = 25 + 20 = 45.
04. Resposta: B
Pelo enunciado temos o seguinte sistema:
{
𝑥. 𝑦 = 10
𝑥 = 2𝑦 + 1
(2y + 1).y = 10
2y2 + y - 10 = 0 (Resolvendo pela fórmula de Bháskara)
a= 2 ; b = 1 e c = -10
𝑦 =
−𝑏 ± √𝑏2 − 4𝑎𝑐
2𝑎
→ 𝑦 =
−1± √(1)2 − 4.2. (−10)
2.2
→ 𝑦 =
−1 ± √1 + 80
4
𝑦 =
−1 ± 9
4
∴ 𝑦1 =
−1− 9
4
=
−10
4
= −2,5 𝑒 𝑦2 =
−1+ 9
4
=
8
4
= 2
Como são números positivos então descartamos o valor de y1
Substituindo:
Se y = 2, temos x = 2 . 2 + 1 → x = 5
Os números são 5 e 2.
05. Resposta: D.
De acordo com o enunciado, vamos montar o sistema:
{
𝑥 + 𝑦 = 10
𝑥. 𝑦 = 20
Eu quero saber a soma de seus quadrados: x2 + y2
Vamos elevar o x + y ao quadrado:
(x + y)2 = (10)2
x2 + 2xy + y2 = 100
Como x . y=20 substituímos o valor:
x2 + 2.20 + y2 = 100
x2 + 40 + y2 = 100
x2 + y2 = 100 – 40
x2 + y2 = 60
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RELAÇÃO
Plano Cartesiano Ortogonal de Coordenadas
Foi criado por René Descartes, ao qual consiste em dois eixos perpendiculares:
1 - Horizontal denominado eixo das abscissas; e
2 - Vertical denominado eixo das ordenadas.
Tem como objetivo localizarmos pontos determinados em um espaço. Além do mais, o plano
cartesiano foi dividido em quadrantes aos quais apresentam as seguintes propriedades em relação ao
par ordenado (x, y) ou (a, b).
Par Ordenado
Quando representamos o conjunto (a, b) ou (b, a) estamos, na verdade, representando o mesmo
conjunto, sem nos preocuparmos com a ordem dos elementos. Porém, em alguns casos, é conveniente
distinguir a ordem destes elementos.
Para isso, usamos a ideia de par ordenado que é conjunto formado por dois elementos, onde o
primeiro é a ou x e o segundo é b ou y.
Exemplos:
1) (a,b) = (2,5) → a = 2 e b = 5.
2) (a + 1,6) = (5,2b) → a + 1 = 5 e 6 = 2b → a = 5 -1 e b = 6/2 → a = 4 e b = 3.
Gráfico Cartesiano do Par Ordenado
Todo par ordenado de números reais pode ser representado por um ponto no plano cartesiano.
Temos que:
- P é o ponto de coordenadas a e b;
- o número a é chamado de abscissa de P;
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- o número b é chamado ordenada de P;
- a origem do sistema é o ponto O (0,0).
Vejamos a representação dos pontos abaixo:
A (4,3)
B (1,2)
C (-2,4)
D (-3,-4)
E (3,-3)
F (-4,0)
G (0,-2)
Produto Cartesiano
Dados dois conjuntos A e B, chamamos de produto cartesiano A x B ao conjunto de todos os possíveis
pares ordenados, de tal maneira que o 1º elemento pertença ao 1º conjunto (A) e o 2º elemento pertença
ao 2º conjunto (B).
𝐀 𝐱 𝐁 = {(𝐱, 𝐲)|𝐱 ∈ 𝐀 𝐞 𝐲 ∈ 𝐁}
Quando o produto cartesiano for efetuado entre o conjunto A e o conjunto A, podemos representar A
x A = A2. Vejamos, por meio de o exemplo a seguir, as formas de apresentação do produto cartesiano.
Exemplo
Sejam A = {2,3,4} e B = {3,5}. Podemos efetuar o produto cartesiano A x B, também chamado A
cartesiano B, e apresentá-lo de várias formas.
Listagem dos Elementos
Apresentamos o produto cartesiano por meio da listagem, quando escrevemos todos os pares
ordenados que constituam o conjunto. Assim, no exemplo dado, teremos:
A x B = {(2,3),(2,5),(3,3),(3,5),(4,3),(4,5)}
Vamos aproveitar os mesmo conjuntos A e B e efetuar o produto B e A (B cartesiano A):
B x A = {(3,2),(3,3),(3,4),(5,2),(5,3),(5,4)}.
Observando A x B e B x A, podemos notar que o produto cartesiano não tem o privilégio da propriedade
comutativa, ou seja, A x B é diferente de B x A. Só teremos a igualdade A x B = B x A quando A e B forem
conjuntos iguais.
Observação: Considerando que para cada elemento do conjunto A o número de pares ordenados
obtidos é igual ao número de elementos do conjunto B, teremos: n (A x B) = n(A) . n(B).
No nosso exemplo temos: n (A x B) = n (A) . n (B) = 3 . 2 = 6
Diagrama de Flechas
Apresentamos o produto cartesiano por meio do diagrama de flechas, quando representamos cada um
dos conjuntos no diagrama de Euler-Venn, e os pares ordenados por “flechas” que partem do 1º elemento
do par ordenado (no 1º conjunto) e chegam ao 2º elemento do par ordenado (no 2º conjunto).
Considerando os conjuntos A e B do nosso exemplo, o produto cartesiano A x B fica assim
representado no diagrama de flechas:
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Plano Cartesiano
Apresentamos o produto cartesiano, no plano cartesiano, quando representamos o 1º conjunto num
eixo horizontal, e o 2º conjunto num eixo vertical de mesma origem e, por meio de pontos, marcamos os
elementos desses conjuntos. Em cada um dos pontos que representam os elementos passamos retas
(horizontais ou verticais). Nos cruzamentos dessas retas, teremos pontos que estarão representando, no
plano cartesiano, cada um dos pares ordenados do conjunto A cartesiano B (B x A).
Noção de Relação
Dado os conjuntos A = {4,5,6} e B = {5,6,7,8}, temos:
A x B = {(4,5), (4,6), (4,7), (4,8), (5,5), (5,6), (5,7), (5,8), (6,5), (6,6), (6,7), (6,8)}
Destacando o conjunto A x B, por exemplo, o conjunto R formado pelos pares (x,y) que satisfaçam a
seguinte lei de formação: x + y = 10, ou seja:
R = {(x,y) ϵ A x B| x + y = 10}
Vamos montar uma tabela para facilitar os cálculos.
Destacamos os pares que satisfazem a lei de formação:
R = {(4,6), (5,5)}, podemos com isso observar que R ⊂ A x B.
Dados dois conjuntos A e B, chama-se relação de A em B qualquer subconjunto de A x B, isto é:
R é uma relação de A em B ↔ R ⊂ A x B
Noção de Função
Dados os conjuntos A = {4,5,6} e B = {5,6,7,8}, considerando o conjunto de pares (x,y), tais que x ϵ A
e y ϵ B.
Qualquer um desses conjuntos é chamado relação de A em B, mas se cada elemento dessa relação
associar cada elemento de A um único elemento de B, dizemos que ela é uma função de A em B.
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Vale ressaltar que toda função é uma relação, mas nem toda relação é uma função.
Analisemos através dos diagramas de Venn.
Analisemos agora através dos gráficos:
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Um jeito prático de descobrirmos se o gráfico apresentado é ou não função, é traçarmos retas paralelas ao
eixo do y e se verificarmos se no eixo do x existem elementos com maisde uma correspondência, aí podemos
dizer se é ou não uma função, conforme os exemplos acima.
Elementos da Função
Como já vimos nos conceitos acima, temos que, dado dois conjuntos não vazios A e B chamamos de
função a relação que associa a cada elemento de x (ou a) de A um único elemento y (ou b) de B,
conhecida também como função de A em B.
Na figura abaixo está ilustrado os elementos de uma função.
Pelo diagrama de Venn:
Representado no gráfico:
- Ao conjunto A dá-se o nome de domínio, ou conjunto partida, representado pela letra D.
Logo, D(f) = A.
- Ao conjunto B dá-se o nome de contradomínio, ou conjunto chegada, representado pelas letras CD
ou somente C. Logo, CD(f) = B ou C(f) = B.
- A cada elemento y de B que está associado a um x de A, denominamos imagem de x. Logo, y = f(x).
(Lê-se: y é igual a f de x).
- Ao conjunto dos elementos y de B, que são imagens dos elementos x de A, dá-se o nome de conjunto
imagem ou apenas imagem, representado por Im ou Im(f). Têm:-se que Im ⊂ B.
A notação para representar função é dada por:
Exemplo
Dado A = {-2, -1, 0, 1, 2} vamos determinar o conjunto imagem da função f:A→ R, definida por f(x) =
x+3.
Vamos pegar cada elemento do conjunto A, aplicarmos a lei de associação e acharmos a imagem
deste conjunto.
F(-2) = -2 + 3 = 1
F(-1) = -1 + 3 = 2
F(0) = 0 + 3 = 3
F(1) = 1 + 3 = 4
F(2) = 2 + 3 = 5
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Domínio de uma Função Real de Variável Real
Para definirmos uma função precisamos conhecer dois conjuntos (não vazios) A e B e a lei que associa
cada elemento x de A um único elemento y de B. Para nosso caso vamos considerar A e B sendo
subconjuntos de R e diremos que f é uma função real de variável real.
O conjunto A, domínio da função f, será formado por todos os elementos do conjunto real de x, para
os quais as operações indicadas na lei de associação sejam possíveis em R.
Exemplos
1) y = x2 + 3x
Vamos substituir x por qualquer número real e obtermos para y um valor real. Logo D(f) = R.
2) 𝑦 =
1
𝑥
Neste caso como o nosso denominador não pode ser igual a zero, temos que D(f) = R*
3) 𝒇(𝒙) =
𝒙
𝒙−𝟐
Como sabemos que o denominador tem que ser diferente de zero, logo x – 2 ≠ 0 ➔ x ≠ 2.
D(f) = R – {2} ou D(f) = {x ϵ R| x ≠ 2}
Questão
01. Dado o conjunto A= {0, 1, 2, 3, 4}, e seja a função f: A→ R, da função f(x) = 2x + 3. O conjunto
imagem desta função será?
(A) Im = {3, 5, 7, 9, 11}
(B) Im = {0, 1, 2, 3, 4}
(C) Im = {0, 5, 7, 9, 11}
(D) Im = {5, 7, 9,11}
(E) Im = {3, 4, 5, 6, 7}
Comentário
01. Resposta: A
Basta substituirmos o x da função f(x) = 2x + 3 pelos elementos de A.
Então:
f(0) = 2.0 + 3 = 0 + 3 = 3
f(1) = 2.1 + 3 = 2 + 3 = 5
f(2) = 2.2 + 3 = 4 + 3 = 7
f(3) = 2.3 + 3 = 6 + 3 = 9
f(4) = 2.4 + 3 = 8 + 3 = 11
Assim Im = {3, 5, 7, 9, 11}
FUNÇÃO DO 1º GRAU OU FUNÇÃO AFIM OU POLINOMIAL DO 1º GRAU
Função do 1º grau ou função afim ou polinomial do 1º grau recebe ou é conhecida por um desses
nomes, sendo por definição6: Toda função f: R → R, definida por:
6
BIANCHINI, Edwaldo; PACCOLA, Herval – Matemática Volume 1 – Editora Moderna
FACCHINI, Walter – Matemática Volume Único – 1ª Edição - Editora Saraiva:1996
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58
Com a ϵ R* e b ϵ R.
O domínio e o contradomínio é o conjunto dos números reais (R) e o conjunto imagem coincide com o
contradomínio, Im = R.
Quando b = 0, chamamos de função linear.
Gráfico de uma Função
Dada a função y = 2x + 3 (a = 2 > 0). Vamos montar o gráfico dessa função.
Para montarmos o gráfico vamos atribuir valores a x para acharmos y.
x y (x,y)
0 y = 2 .0 + 3 = 3 (0,3)
-2 y = 2 . (-2) + 3 = - 4 + 3 = -1 (-2,-1)
-1 y = 2 .(-1) + 3 = -2 + 3 = 1 (-1,1)
Construção do gráfico no plano cartesiano:
Observe que a reta de uma função afim é sempre uma
reta.
E como a > 0 ela é função crescente, que veremos
mais à frente
Vejamos outro exemplo: f(x) = –x + 1. Montando o gráfico temos:
Observe que a < 0, logo é uma função decrescente
Tipos de Função
Função constante: é toda função definida f: R → R, para cada elemento de x, temos a mesma
imagem, ou seja, o mesmo f(x) = y. Podemos dizer que y = f(x) = k.
Observe os gráficos abaixo da função constante
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A representação gráfica de uma função do constante, é uma reta paralela ao eixo das abscissas ou
sobre o eixo (igual ao eixo das abscissas).
Função Identidade
Se a = 1 e b = 0, então y = x. Quando temos este caso chamamos a função de identidade, notamos
que os valores de x e y são iguais, quando a reta corta os quadrantes ímpares e y = - x, quando corta
os quadrantes pares.
A reta que representa a função identidade é denominada de bissetriz dos quadrantes ímpares:
E no caso abaixo a reta é a bissetriz dos quadrantes pares.
Função Injetora
Quando para n elementos distintos do domínio apresentam imagens também distintas no
contradomínio.
Reconhecemos, graficamente, uma função injetora quando, uma reta horizontal, qualquer que seja
interceptar o gráfico da função, uma única vez.
Se traçarmos retas horizontais, paralelas ao eixo x,
notaremos que o mesmo cortará a reta formada pela
função em um único ponto (o que representa uma
imagem distinta), logo concluímos que se trata de
uma função injetora.
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60
Função Sobrejetora
Quando todos os elementos do contradomínio forem imagens de pelo menos um elemento do domínio.
Reconhecemos, graficamente, uma função sobrejetora quando, qualquer que seja a reta horizontal
que interceptar o eixo no contradomínio, interceptar, também, pelo menos uma vez o gráfico da função.
Observe que todos os elementos do contradomínio
tem um correspondente em x. Logo é sobrejetora.
Im(f) = B
Observe que nem todos os elementos do
contradomínio tem um correspondente em x. Logo
não é sobrejetora.
Im(f) ≠ B
Função Bijetora
uma função é dita bijetora quando é injetora e sobrejetora ao mesmo tempo.
Exemplo:
A função f : [1; 3] → [3; 5], definida por f(x) = x + 2, é uma função bijetora.
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61
Função Ímpar e Função Par
Dizemos que uma função é par quando para todo elemento x pertencente ao domínio temos 𝑓(𝑥) =
𝑓(−𝑥), ∀ 𝑥 ∈ 𝐷(𝑓). Ou seja os valores simétricos devem possuir a mesma imagem. Par melhor
compreensão observe o diagrama abaixo:
A função é dita ímpar quando para todo elemento x pertencente ao domínio, temos f(-x) = -f(x) ∀ x є
D(f). Ou seja os elementos simétricos do domínio terão imagens simétricas. Observe o diagrama abaixo:
Função crescente e decrescente
A função pode ser classificada de acordo com o valor do coeficiente a (coeficiente angular da reta),
se a > 0, a função é crescente, caso a < 0, a função é decrescente. A função é caracterizada por uma
reta.
Observe que medida que os valores de x aumentam,
os valores de y ou f(x) também aumentam.
Observe que medida que os valores de x aumentam,
os valores de y ou f(x) diminuem.
Através do gráfico da função notamos que:
- Para função é crescente o ângulo formado entre a reta da função e o eixo x (horizontal) é agudo (< 90º) e
- Para função decrescente o ângulo formado é obtuso (> 90º).Zero ou Raiz da Função
Chama-se zero ou raiz da função y = ax + b, o valor de x que anula a função, isto é, o valor de x para
que y ou f(x) seja igual à zero.
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62
Para achar o zero da função y = ax + b, basta igualarmos y ou f(x) a valor de zero, então assim teremos
uma equação do 1º grau, ax + b = 0.
Exemplo:
Determinar o zero da função:
f(x) = x + 3
Igualamos f(x) = 0 → 0 = x + 3 → x = -3
Graficamente temos:
No plano cartesiano, o zero da função é representado pela abscissa do ponto onde a reta corta o eixo
x.
Observe que a reta f(x) = x+3 intercepta o eixo x no ponto (-3,0), ou seja, no ponto de abscissa -3,
que é o zero da função. Observamos que como a > 0, temos que a função é crescente.
Partindo equação ax + b = 0 podemos também escrever de forma simplificada uma outra maneira de
acharmos a raiz da função utilizando apenas os valores de a e b.
𝒂𝒙 + 𝒃 = 𝟎 → 𝒂𝒙 = −𝒃 → 𝒙 =
−𝒃
𝒂
Podemos expressar a fórmula acima graficamente:
Estudo do sinal da Função
Estudar o sinal da função y = ax + b é determinar os valores reais de x para que:
- A função se anule (y = 0);
- A função seja positiva (y > 0);
- A função seja negativa (y < 0).
Vejamos abaixo o estudo do sinal:
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Exemplo:
Estudar o sinal da função y = 2x – 4 (a = 2 > 0).
1) Qual o valor de x que anula a função?
y = 0
2x – 4 = 0
2x = 4
x =
2
4
x = 2
A função se anula para x = 2.
2) Quais valores de x tornam positiva a função?
y > 0
2x – 4 > 0
2x > 4
x >
2
4
x > 2
A função é positiva para todo x real maior que 2.
3) Quais valores de x tornam negativa a função?
y < 0
2x – 4 < 0
2x < 4
x <
2
4
x < 2
A função é negativa para todo x real menor que 2.
Podemos também estudar o sinal da função por meio de seu gráfico:
- Para x = 2 temos y = 0;
- Para x > 2 temos y > 0;
- Para x < 2 temos y < 0.
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64
Questões
01. (MPE/SP - Geógrafo - VUNESP) O gráfico apresenta informações do lucro, em reais, sobre a
venda de uma quantidade, em centenas, de um produto em um hipermercado.
Sabendo-se que é constante a razão entre a variação do lucro e a variação da quantidade vendida e
que se pretende ter um lucro total não menor que R$ 90.500,00 em 10 dias de venda desse produto,
então a média diária de unidades que deverão ser vendidas, nesse período, deverá ser, no mínimo, de:
(A) 8 900.
(B) 8 950.
(C) 9 000.
(D) 9 050.
(E) 9 150.
02. (Pref. Jundiaí/SP - Eletricista - MAKIYAMA) Em determinado estacionamento cobra-se R$ 3,00
por hora que o veículo permanece estacionado. Além disso, uma taxa fixa de R$ 2,50 é somada à tarifa
final. Seja t o número de horas que um veículo permanece estacionado e T a tarifa final, assinale a seguir
a equação que descreve, em reais, o valor de T:
(A) T = 3t
(B) T = 3t + 2,50
(C) T = 3t + 2.50t
(D) T = 3t + 7,50
(E) T = 7,50t + 3
03. (PM/SP - Sargento CFS - CETRO) Dada a função f(x) = −4x +15 , sabendo que f(x) = 35, então
(A) x = 5.
(B) x = 6.
(C) x = -6.
(D) x = -5.
04. (BNDES - Técnico Administrativo - CESGRANRIO) O gráfico abaixo apresenta o consumo médio
de oxigênio, em função do tempo, de um atleta de 70 kg ao praticar natação.
Considere que o consumo médio de oxigênio seja diretamente proporcional à massa do atleta.
Qual será, em litros, o consumo médio de oxigênio de um atleta de 80 kg, durante 10 minutos de prática
de natação?
(A) 50,0
(B) 52,5
(C) 55,0
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(D) 57,5
(E) 60,0
05. (PETROBRAS - Técnico Ambiental Júnior - CESGRANRIO)
de domínio real, então, m − p é igual a
(A) 3
(B) 4
(C) 5
(D) 64
(E) 7
06. (CBTU/RJ - Assistente Operacional - CONSULPLAN) A função inversa de uma função f(x) do 1º
grau passa pelos pontos (2, 5) e (3, 0). A raiz de f(x) é
(A) 2.
(B) 9.
(C) 12.
(D) 15.
07. (BRDE/RS - Técnico Administrativo) Numa firma, o custo para produzir x unidades de um produto
é C(x) =
𝑥
2
+ 10000, e o faturamento obtido com a comercialização dessas x unidades é f(x) =
2
3
𝑥. Para
que a firma não tenha prejuízo, o faturamento mínimo com a comercialização do produto deverá ser de:
(A) R$ 20.000,00
(B) R$ 33.000,00
(C) R$ 35.000,00
(D) R$ 38.000,00
(E) R$ 40.000,00
08. (CBTU/RJ - Assistente Operacional - CONSULPLAN) Qual dos pares de pontos a seguir
pertencem a uma função do 1º grau decrescente?
(A) Q(3, 3) e R(5, 5).
(B) N(0, –2) e P(2, 0).
(C) S(–1, 1) e T(1, –1).
(D) L(–2, –3) e M(2, 3).
09. (CBTU/RJ - Assistente Operacional - CONSULPLAN) A reta que representa a função f(x) = ax +
b intercepta o eixo y no ponto (0, 4) e passa pelo ponto (–1, 3). A raiz dessa função é
(A) –4.
(B) –2.
(C) 1.
(D) 2.
10. (Corpo de Bombeiros Militar/MT - Oficial Bombeiro Militar - UNEMAT) O planeta Terra já foi
um planeta incandescente segundo estudos e está se resfriando com o passar dos anos, mas seu núcleo
ainda está incandescente.
Em certa região da terra onde se encontra uma mina de carvão mineral, foi constatado que, a cada 80
metros da superfície, a temperatura no interior da Terra aumenta 2 graus Celsius.
Se a temperatura ambiente na região da mina é de 23° Celsius, qual a temperatura no interior da mina
num ponto a 1200 metros da superfície?
(A) 15º C
(B) 38º C
(C) 53º C
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(D) 30º C
(E) 61º C
Comentários
01. Resposta: E
Pelo enunciado temos que, a razão constante entre variação de lucro (ΔL) e variação de quantidade
(ΔQ) vendida:
𝑅 =
∆𝐿
∆𝑄
→ 𝑅 =
7000 − (−1000)
80 − 0
→ 𝑅 =
8000
80
→ 𝑅 = 100
Como se pretende ter um lucro maior ou igual a R$ 90.500,00, logo o lucro final tem que ser pelo
menos 90.500,00
Então fazendo a variação do lucro para este valor temos:
ΔL = 90500 – (-1000) = 90500 + 1000 = 91500
Como é constante a razão entre a variação de lucro (ΔL) e variação de quantidade (ΔQ) vendida,
vamos usar o valor encontrado para acharmos a quantidade de peças que precisam ser produzidas:
𝑅 =
∆𝐿
∆𝑄
→ 100 =
91500
∆𝑄
→ 100∆𝑄 = 91500 → ∆𝑄 =
91500
100
→ ∆𝑄 = 915
Como são em 10 dias, termos 915 x 10 = 9150 peças que deverão ser vendidas, em 10 dias, para que
se obtenha como lucro pelo menos um lucro total não menor que R$ 90.500,00
02. Resposta: B
Equacionando as informações temos: 3 deve ser multiplicado por t, pois depende da quantidade de
tempo, e acrescentado 2,50 fixo
T = 3t + 2,50
03. Resposta: D
35 = - 4x + 15 → - 4x = 20 → x = - 5
04. Resposta: E
A proporção de oxigênio/tempo:
10,5
2
=
21,0
4
=
𝑥
10
4x = 210
x = 52,5 litros de oxigênio em 10 minutos para uma pessoa de 70 kg
52,5litros----70kg
x-------------80kg
x = 60 litros
05. Resposta: C
Aplicando segundo as condições mencionadas:
x = 1
f(1) = 2.1 - p
f(1) = m - 1
x = 6
f(6) = 6m - 1
𝑓(6) =
7.6+4
2
=
42+4
2
= 23 ; igualando as duas equações:
23 = 6m - 1
m = 4
Como queremos m – p , temos:
2 - p = m - 1 ; igualando as duas novamente.
2 – p = 4 – 1 → p = - 1 → m – p = 4 - (- 1) = 5
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06. Resposta: D
Primeiramente, vamos calcular os valores de a e b:
Sabendo que f(x) = y , temos que y = ax + b.
* a: basta substituiros pontos T (2, 5) e V (3, 0) na equação. Assim:
( T ) 5 = a.2 + b , ou seja, 2.a + b = 5 ( I )
( V ) 0 = a.3 + b , ou seja, 3.a + b = 0 , que fica b = – 3.a ( II )
Substituindo a equação ( II ) na equação ( I ), temos:
2.a + (– 3.a) = 5 → 2.a – 3.a = 5 → – a = 5 . (– 1) → a = – 5
Para calcular o valor de b, vamos substituir os valores de um dos pontos e o valor de a na equação.
Vamos pegar o ponto V (3, 0) para facilitar os cálculos:
y = a.x + b
0 = – 5.3 + b
b = 15
Portanto, a função fica: y = – 5.x + 15 .
Agora, precisamos calcular a função inversa: basta trocar x por y e vice-versa. Assim:
x = – 5.y + 15
5.y = – x +15
y = – x / 5 + 15/5
y = – x / 5 + 3 (função inversa)
Por fim, a raiz é calculada fazendo y = 0. Assim:
0 = – x / 5 + 3 → x / 5 = 3 → x = 3 . 5 → x = 15
07. Resposta: E
C(x) =
𝑥
2
+ 10000
F(x) =
2
3
𝑥
F(x) ≥ C(x)
2
3
𝑥 ≥
𝑥
2
+ 10000
2
3
𝑥 −
𝑥
2
≥ 10000 →
4𝑥−3𝑥
6
≥ 10000 →
4𝑥−3𝑥
6
≥ 10000→ x =
10000
1
6
→ x ≥ 60000, como ele quer o menor
valor.
Substituindo no faturamento as 60000 unidades temos:
F(x) =
2
3
60000 = 40.000
Portanto o resultado final é de R$ 40.000,00.
08. Resposta: C
Para pertencer a uma função polinomial do 1º grau decrescente, o primeiro ponto deve estar em uma
posição “mais alta” do que o 2º ponto.
Vamos analisar as alternativas:
( A ) os pontos Q e R estão no 1º quadrante, mas Q está em uma posição mais baixa que o ponto R,
e, assim, a função é crescente.
( B ) o ponto N está no eixo y abaixo do zero, e o ponto P está no eixo x à direita do zero, mas N está
em uma posição mais baixa que o ponto P, e, assim, a função é crescente.
( D ) o ponto L está no 3º quadrante e o ponto M está no 1º quadrante, e L está em uma posição mais
baixa do que o ponto M, sendo, assim, crescente.
( C ) o ponto S está no 2º quadrante e o ponto T está no 4º quadrante, e S está em uma posição mais
alta do que o ponto T, sendo, assim, decrescente.
09. Resposta: A
Primeiramente, vamos calcular os valores de a e b:
Sabendo que f(x) = y , temos que y = ax + b.
* a: basta substituir os pontos T (0, 4) e V (–1, 3) na equação. Assim:
( T ) 4 = a.0 + b , ou seja, b = 4
( V ) 3 = a.( – 1) + b
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a = 4 – 3 = 1
Portanto, a função fica: y = x + 4
Por fim, a raiz é calculada fazendo y = 0. Assim:
0 = x + 4 , ou seja, x = – 4
10. Resposta: C
Vamos utilizar a função T(h) = 23 + 2.h, onde T é a temperatura e h é a profundidade. Assim:
A temperatura aumenta: 1200 / 80 = 15 partes
Assim: 15 . 2 = 30º C
Assim: 23º C + 30º C = 53º C
FUNÇÃO INVERSA
A inversa7 de uma função f, denotada por f-1, é a função que desfaz a operação executada pela função
f. Vejamos a figura abaixo:
Observe que:
1º A função f "leva" o valor - 2 até o valor - 16, enquanto que a inversa f-1, "traz de volta" o valor - 16
até o valor - 2, desfazendo assim o efeito de f sobre - 2.
2º Outra maneira de entender essa ideia é: a função f associa o valor -16 ao valor -2, enquanto que a
inversa, f-1, associa o valor -2 ao valor -16.
3º Dada uma tabela de valores funcionais para f(x), podemos obter uma tabela para a inversa f-1,
invertendo as colunas x e y.
4º Se aplicarmos, em qualquer ordem, f e também f-1 a um número qualquer, obtemos esse número
de volta.
Definição
Seja uma função bijetora com domínio A e imagem B. A função inversa f-1 é a função
, com domínio B e imagem A tal que:
f-1(f(a)) = a para a ∈ A e f(f-1(b)) = b para b∈ B
Assim, podemos definir a função inversa f-1 por: , para y em B.
Exemplo
A ideia de trocar x por y para escrever a função inversa, nos fornece um método para obter o gráfico
de f-1 a partir do gráfico de f. Vejamos então como isso é possível, levando em conta que:
Podemos concluir que:
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IEZZI, Gelson - Fundamentos da Matemática Elementar – Vol. 01 – Conjuntos e Funções
http://www.calculo.iq.unesp.br
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Propriedade
Os gráficos cartesianos de f e f -1 são simétricos em relação a bissetriz dos quadrantes 1 e 3 do plano
cartesiano.
Regra prática para determinar a inversa de uma função:
- primeiramente temos que toda função ( f(x), g(x), h(x), ....) representa o “y”.
Para determinar a inversa temos dois passos:
1° Passo: isolamos o x.
2° passo: trocamos x por y e y por x.
Exemplo
Determinar a inversa da função f(x) = 3x + 1, sabendo que é bijetora.
Então, temos que:
y = 3x + 1
1° passo:
y – 1 = 3x → x =
y−1
3
(isolamos o x)
2º passo:
y =
x−1
3
(trocamos x por y e y por x), temos a inversa de f(x) → 𝑓−1(𝑥) =
𝑥−1
3
.
Questões
01. (Pref. de Agua Branca/AL – Agente Administrativo – FAPEC) A função inversa para f(x) = 2 -
6x é equivalente a:
(A)
(B)
(C)
(D)
02. (PUC/SP) Estudando a viabilidade de uma campanha de vacinação, os técnicos da Secretaria de
Saúde de um município verificaram que o custo de vacinação de x por cento da população era de,
aproximadamente, 𝑦 =
300𝑥
400−𝑥
milhares de reais. Nessa expressão, escrevendo-se x em função de y,
obtém-se x igual a:
(A)
4
3
(B)
300𝑦
400−𝑦
(C)
300𝑦
400+𝑦
(D)
400𝑦
300−𝑦
(E)
400𝑦
300+𝑦
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03. (Receita Federal – Auditor Fiscal – ESAEF) Considere a função bijetora f, de em é definida
por em que é o conjunto de números reais. Então os
valores da função inversa de f, quando x = -8 e x = 8 são, respectivamente, iguais a:
(A) -7 ; 3
(B) -7; -3
(C) 1/9; -1/63
(D) -1/9; -1/63
(E) -63; 9
Comentários
01. Resposta: C
Temos que y = 2 – 6x
Vamos isolar o “x”
6x = 2 – y
x =
2−𝑦
6
x =
2−𝑦
6
Trocando x por y e y por x, teremos:
y =
2−𝑥
6
f-1(x) =
2−𝑥
6
02. Resposta: E
Basta isolar o x:
y
1
=
300x
400 − x
(multiplicando em cruz)
300x = y(400 − x)
300x = 400y − xy
300x + xy = 400y (colocando − se o x em evidência)
x(300 + y) = 400y
x =
400y
300 + y
03. Resposta: A
Vamos calcular as duas funções inversas
f(x) = (x² - 1)
y= x² - 1
y + 1 = x²
x = √𝑦 + 1
y = √𝑥 + 1
f-1(x) = √𝑥 + 1
e a outra
f(x) = x – 1
y = x – 1
y + 1 = x
x + 1 = y
f-1(x) = x + 1
para x = -8 < 0
f-1(x) = x + 1
f-1(-8) = -8 + 1 = -7
para x = 8 >0
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f-1(x) = √𝑥 + 1
f-1(8) = √8 + 1 = √9 = 3
FUNÇÃO DO 2º GRAU
Chama-se função do 2º grau8, função quadrática, função polinomial do 2º grau ou função trinômio do
2º grau, toda função f de R em R definida por um polinômio do 2º grau da forma:
Com a, b e c reais e a ≠ 0.
Onde:
a é o coeficiente de x2;
b é o coeficiente de x;
c é o termo independente.
Exemplos
y = x2 – 5x + 6, sendo a = 1, b = – 5 e c = 6
y = x2 – 16, sendo a = 1, b = 0 e c = – 16
f(x) = x2, sendo a = 1, b = 0 e c = 0
f(x) = 3x2 + 3x, sendo a = 3 , b = 3 e c = 0
Representação Gráfica da Função
O gráfico da função é constituído de uma curva aberta chamada de parábola.
Vejamos a trajetória de um projétil lançado obliquamente em relação ao solo horizontal, ela é uma
parábola cuja concavidade está voltada para baixo.
Exemplo
Se a função f de R em R definida pela equação y = x2 + x. Atribuindo à variável x qualquer valorreal,
obteremos em correspondência os valores de y, vamos construir o gráfico da função:
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BIANCHINI, Edwaldo; PACCOLA, Herval – Matemática Volume 1 – Editora Moderna
FACCHINI, Walter – Matemática Volume Único – 1ª Edição - Editora Saraiva:1996
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1) Como o valor de a > 0 a concavidade está voltada para cima;
2) -1 e 0 são as raízes de f(x);
3) c é o valor onde a curva corta o eixo y, neste caso no 0 (zero);
4) O valor do mínimo pode ser observado nas extremidades (vértice) de cada parábola: -1/2 e -1/4.
Concavidade da Parábola
No caso das funções definida por um polinômio do 2º grau, a parábola pode ter sua concavidade
voltada para cima (a > 0) ou voltada para baixo (a < 0). A concavidade é determinada pelo valor do a
(maior que zero ou menor que zero). Esta é uma característica geral para a função definida por um
polinômio do 2º grau.
Vértice da Parábola
Toda parábola tem um ponto de ordenada máxima ou ponto de ordenada mínima, a esse ponto
denominamos vértice. Dado por V (xv , yv).
Eixo de Simetria
É aquele que dado o domínio a imagem é a mesma. Isso faz com que possamos dizer que a parábola
é simétrica a reta que passa por xv, paralela ao eixo y, na qual denominamos eixo de simetria. Vamos
entender melhor o conceito analisando o exemplo: y = x2 + 2x – 3 (início do assunto).
Atribuímos valores a x, achamos valores para y. Temos que:
f (-3) = f (1) = 0
f (-2) = f (0) = -3
Conjunto Domínio e Imagem
Toda função com Domínio nos Reais (R) que possui a > 0, sua concavidade está voltada para cima, e
o seu conjunto imagem é dado por:
Logo se a < 0, a concavidade estará voltada para baixo, o seu conjunto imagem é dado por:
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Coordenadas do Vértice da Parábola
Como visto anteriormente a função apresenta como eixo de simetria uma reta vertical que intercepta
o gráfico num ponto chamado de vértice.
As coordenadas do vértice são dadas por:
Onde:
x1 e x2 são as raízes da função.
Valor Máximo e Valor Mínimo
- Se a > 0, o vértice é o ponto da parábola que tem ordenada mínima. Nesse caso, o vértice é chamado
ponto de mínimo e a ordenada do vértice é chamada valor mínimo da função;
- Se a < 0, o vértice é o ponto da parábola que tem ordenada máxima. Nesse caso, o vértice é ponto
de máximo e a ordenada do vértice é chamada valor máximo da função.
Exemplo
Dado a função y = x2 – 2x – 3 vamos construir a tabela e o gráfico desta função, determinando também
o valor máximo ou mínimo da mesma.
Como a = 1 > 0, então a função possui um valor mínimo como pode ser observado pelo gráfico. O
valor de mínimo ocorre para x = 1 e y = - 4. Logo o valor de mínimo é - 4 e a imagem da função é dada
por: Im = { y ϵ R | y ≥ - 4}.
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Raízes ou Zeros da Função
As raízes ou zeros da função quadrática f(x) = ax2 + bx + c são os valores de x reais tais que f(x) = 0,
ou seja são valores que deixam a função nula. Com isso aplicamos o método de resolução da equação
do 2º grau.
ax2 + bx + c = 0
A resolução de uma equação do 2º grau é feita com o auxílio da chamada “fórmula de Bháskara”.
a
b
x
.2
−
=
, onde, = b2 – 4.a.c
As raízes (quando são reais), o vértice e a intersecção com o eixo y são fundamentais para traçarmos
um esboço do gráfico de uma função do 2º grau.
Forma fatorada das raízes: f (x) = a (x – x1) (x – x2).
Esta fórmula é muito útil quando temos as raízes e precisamos montar a sentença matemática que
expresse a função.
Estudo da Variação do Sinal da Função
Estudar o sinal de uma função quadrática é determinar os valores reais de x que tornam a função
positiva, negativa ou nula.
Abaixo podemos resumir todos os valores assumidos pela função dado a e Δ (delta).
Observe que:
Quando Δ > 0, o gráfico corta e tangencia o eixo x em dois pontos distintos, e temos duas raízes reais distintas.
Quando Δ = 0, o gráfico corta e tangencia o eixo x em um ponto e temos duas raízes iguais.
Quando Δ < 0, o gráfico não corta e não tangencia o eixo x em nenhum ponto e não temos raízes reais.
Exemplos
1) Considere a função quadrática representada pelo gráfico abaixo, vamos determinar a sentença
matemática que a define.
Resolução:
Como conhecemos as raízes x1 e x2 (x1= - 4 e x2 = 0), podemos utilizar a forma fatorada:
f (x) = a.[ x – (- 4)].[x – 0] ou f (x) = a(x + 4).x .
O vértice da parábola é (- 2,4), temos:
4 = a.(- 2 + 4).(- 2) → a = - 1
Logo, f(x) = - 1.(x + 4).x → (- x - 4x).x → - x2 - 4x
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2) Vamos determinar o valor de k para que o gráfico cartesiano de f(x) = -x2 + (k + 4). x – 5 ,passe pelo
ponto (2;3).
Resolução:
Como x = 2 e f(x) = y = 3, temos:
3 = - (2)2 + (k + 4).2 - 5 → 3 = - 4 + 2k + 8 - 5 → 2k + 8 - 9 = 3 → 2 k - 1 = 3 → 2k = 3 + 1 → 2k = 4 →
k = 2.
Questões
01. (CBM/MG – Oficial Bombeiro Militar – FUMARC) Duas cidades A e B estão separadas por uma
distância d. Considere um ciclista que parte da cidade A em direção à cidade B. A distância d, em
quilômetros, que o ciclista ainda precisa percorrer para chegar ao seu destino em função do tempo t, em
horas, é dada pela função 𝑑(𝑡) =
100−𝑡2
𝑡+1
. Sendo assim, a velocidade média desenvolvida pelo ciclista em
todo o percurso da cidade A até a cidade B é igual a
(A) 10 Km/h
(B) 20 Km/h
(C) 90 Km/h
(D) 100 Km/h
02. (ESPCEX – Cadetes do Exército – Exército Brasileiro) Uma indústria produz mensalmente x
lotes de um produto. O valor mensal resultante da venda deste produto é V(x)=3x²-12x e o custo mensal
da produção é dado por C(x)=5x²-40x-40. Sabendo que o lucro é obtido pela diferença entre o valor
resultante das vendas e o custo da produção, então o número de lotes mensais que essa indústria deve
vender para obter lucro máximo é igual a
(A) 4 lotes.
(B) 5 lotes.
(C) 6 lotes.
(D) 7 lotes.
(E) 8 lotes.
03. (IPEM – Técnico em Metrologia e Qualidade – VUNESP) A figura ilustra um arco decorativo de
parábola AB sobre a porta da entrada de um salão:
Considere um sistema de coordenadas cartesianas com centro em O, de modo que o eixo vertical (y)
passe pelo ponto mais alto do arco (V), e o horizontal (x) passe pelos dois pontos de apoio desse arco
sobre a porta (A e B).
Sabendo-se que a função quadrática que descreve esse arco é f(x) = – x²+ c, e que V = (0; 0,81), pode-
se afirmar que a distância 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ , em metros, é igual a
(A) 2,1.
(B) 1,8.
(C) 1,6.
(D) 1,9.
(E) 1,4.
04. (Polícia Militar/MG – Soldado – Polícia Militar) A interseção entre os gráficos das funções y = -
2x + 3 e y = x² + 5x – 6 se localiza:
(A) no 1º e 2º quadrantes
(B) no 1º quadrante
(C) no 1º e 3º quadrantes
(D) no 2º e 4º quadrantes
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Comentários
01. Resposta: A
Vamos calcular a distância total, fazendo t = 0:
𝑑(0) =
100−02
0+1
= 100𝑘𝑚
Agora, vamos substituir na função:
0 =
100−𝑡2
𝑡+1
100 – t² = 0
– t² = – 100 . (– 1)
t² = 100
𝑡 = √100 = 10𝑘𝑚/ℎ
02. Resposta: D
L(x) = 3x² - 12x-5x² + 40x + 40
L(x) = - 2x² + 28x + 40
𝑥𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑜 = −
𝑏
2𝑎
= −
28
−4
= 7 𝑙𝑜𝑡𝑒𝑠
03. Resposta: B
C = 0,81, pois é exatamente a distância de V
f(x) = - x² + 0,81
0 = - x² + 0,81
x² = 0,81
x = 0,9
A distância AB é 0,9 + 0,9 = 1,8
04. Resposta:A
- 2x + 3 = x² + 5x - 6
x² + 7x - 9 = 0
= 49 + 36 = 85
𝑥 =
−7 ± √85
2
𝑥1 =
−7 + 9,21
2
= 1,105
𝑥2 =
−7 − 9,21
2
= −8,105
Para x=1,105
y = - 2 . 1,105 + 3 = 0,79
Para x = - 8,105
y = 19,21
Então a interseção ocorre no 1º e no 2º quadrante.
FUNÇÃO MODULAR
Chama-se função modular a função f: R → R, definida por: f(x) = |x|.
Por definição:
|𝑥| = {
𝑥, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0
−𝑥, 𝑠𝑒 𝑥 < 0
, 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠: 𝑓(𝑥) = |𝑥| = {
𝑥, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0
−𝑥, 𝑠𝑒 𝑥 < 0
A função modular é definida por duas sentenças: f(x) = x, se x ≥ 0 e f(x) = - x, se x < 0.
Módulo de um número
- O módulo de um número real não negativo é igual ao próprio número;
- O módulo de um número real negativo é igual ao oposto desse número;
- O módulo de um número real qualquer é sempre maior ou igual a zero: |x| ≥ 0, para todo x.
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Construção do Gráfico da f(x) = |x|.
Imagem de uma Função Modular
O conjunto imagem da função Modular é R+, isto é, a função assume valores reais não negativos.
Questões
01. (Pref. de São Borja/RS – Agente Administrativo Auxiliar – MS Concursos) Observe a figura:
Este gráfico é representação de uma função:
(A) Quadrática.
(B) Exponencial.
(C) Modular.
(D) Afim.
02. (UFJF) O número de soluções negativas da equação | 5x-6 | = x² é:
(A) 0
(B) 1
(C) 2
(D) 3
(E) 4
03. (UTP) As raízes reais da equação |xl² + |x| - 6 = 0 são tais que:
(A) a soma delas é – 1.
(B) o produto delas é – 6.
(C) ambas são positivas.
(D) o produto delas é – 4.
(E) n.d.a.
04. (UFCE) Sendo f(x) = |x² - 2x|, o gráfico que melhor representa f é:
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(A)
(B)
(C)
(D)
05. (Pref. de Osasco – Atendente – FGV) Assinale a única função, dentre as opções seguintes, que
pode estar representada no gráfico a seguir:
(A) y = 1 - |x-1|;
(B) y = 1 - |x + 1|;
(C) y = 1 + |x + 1|;
(D) y = 1 + |x + 1|;
(E) y = |x-1| + |x+1|.
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Comentários
01. Resposta: C
O gráfico é simétrico o caracteriza a uma função modular.
02. Resposta: B
Temos então que 5x-6 = x² ou 5x-6 = -x². Assim, temos que resolver cada uma dessas equações:
5x – 6 = x²
x² - 5x + 6 = 0
S = -5 , P = 6
(x - 2)(x - 3) = 0
x = 2 ou x = 3
5x – 6 = -x²
x² + 5x – 6 = 0
S = 5, P = -6
(x + 6)(x - 1) = 0
x = -6 ou x = 1
Assim, teremos uma solução negativa: -6.
03. Resposta: D
Aqui, usamos um recurso muito comum na Matemática, chame |x| de y. Então a equação ficará y² +
y – 6 = 0. Resolvendo-a:
y² + y – 6 = 0
S = 1, P = -6
(y + 3)(y - 2) = 0
y = - 3 ou y = 2
Assim, |x| = - 3 ou |x| = 2. Como não existe módulo negativo, |x| = 2. Então, x = - 2 ou x = 2. Portanto,
seu produto (2 multiplicado por -2) é igual a 4.
04. Resposta: A
Repare que a função, sem o módulo, é do segundo grau. Portanto, as letras c e d não podem ser. A
diferença entre as alternativas a e b são as raízes, com isso, basta calcularmos:
|x² - 2x| = 0
x² - 2x = 0
x (x - 2) = 0
x = 0 ou x = 2
05. Resposta: A
Observando o gráfico temos:
Quando x = 1, temos que y = 1;
Quando x = 2, temos que y = 0;
Quando x = 0, temos que y = 0,
Logo, a única alternativa que satisfaz estas condições é a "A".
FUNÇÃO EXPONENCIAL
Definição
A função exponencial é a definida como sendo a inversa da função logarítmica natural, isto é:
Podemos concluir, que a função exponencial é definida por:
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Gráficos da Função Exponencial
Propriedades da Função Exponencial
Se a, x e y são 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
Estas relações também são válidas para exponenciais de base e (e = número de Euller = 2,718...)
- y = ex se, e somente se, x = ln(y)
- ln(ex) = x
- ex+y= ex.ey
- ex-y = ex/ey
- ex.k = (ex)k
Constante de Euler
Existe uma importantíssima constante matemática definida por
e = exp(1)
O número e é um número irracional e positivo, de acordo com a definição da função exponencial, temos
que:
ln(e) = 1
Este número é denotado por e em homenagem ao matemático suíço Leonhard Euler, um dos primeiros
a estudar as propriedades desse número.
O valor deste número expresso com 40 dígitos decimais, é:
e = 2,718281828459045235360287471352662497757
Porém ninguém é obrigado a decorar este número, sabendo com duas casas após a vírgula já é mais
que suficiente, ou seja, devemos saber que e = 2,72 aproximadamente.
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)
Construção do Gráfico de uma Função Exponencial
Exemplo:
Vamos construir o gráfico da função 𝑦 = 2𝑥
Vamos atribuir valores a x, para que possamos traçar os pontos no gráfico.
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X Y
-3 1
8
-2 1
4
-1 1
2
0 1
1 2
2 4
3 8
Questões
01. (UFOP – Assistente em Administração – UFOP/2018) Sobre a função f(x) = (1/3)-x, assinale a
afirmativa correta.
(A)f é crescente.
(B) f não é injetora.
(C) O domínio de f é o conjunto dos números reais negativos.
(D) A imagem de f é o conjunto dos números reais.
02. (Corpo de Bombeiros Militar/MT – Oficial Bombeiro Militar – COVEST) As funções
exponenciais são muito usadas para modelar o crescimento ou o decaimento populacional de uma
determinada região em um determinado período de tempo. A função 𝑃(𝑡) = 234 . (1,023)𝑡 modela o
comportamento de uma determinada cidade quanto ao seu crescimento populacional em um determinado
período de tempo, em que P é a população em milhares de habitantes e t é o número de anos desde
1980.
Qual a taxa média de crescimento populacional anual dessa cidade?
(A) 1,023%
(B) 1,23%
(C) 2,3%
(D) 0,023%
(E) 0,23%
03. (Polícia Civil/SP – Desenhista Técnico-Pericial – VUNESP) Uma população P cresce em função
do tempo t (em anos), segundo a sentença 𝑷 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 . 𝟓𝟎,𝟏 .𝒕. Hoje, no instante t = 0, a população é de 2
000 indivíduos. A população será de 50 000 indivíduos daqui a
(A) 20 anos.
(B) 25 anos.
(C) 50 anos.
(D) 15 anos.
(E) 10 anos.
04. (IF/BA – Pedagogo – IF/BA) Em um período longo de seca, o valor médio de água presente em
um reservatório pode ser estimado de acordo com a função: Q(t) = 4000 . 2 -0,5 . t, onde t é medido em
meses e Q(t) em metros cúbicos. Para um valor de Q(t) = 500, pode-se dizer que o valor de t é:
(A) 6 meses
(B) 8 meses
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(C) 5 meses
(D) 10 meses
(E) 4 meses
05. (CBTU - Assistente Operacional - FUMARC) Uma substância se decompõe segundo a lei Q(t)
= K.2 – 0,5 t, sendo K uma constante, t é o tempo medido em minutos e Q(t) é a quantidade de
substância medida em gramas no instante t. O gráfico a seguir representa os dados desse processo
de decomposição. Baseando-se na lei e no gráfico de decomposição dessa substância,
é CORRETO afirmar que o valor da constante K e o valor de a (indicado no gráfico)
são, respectivamente, iguais a:
(A) 2048 e 4
(B) 1024 e 4
(C) 2048 e 2
(D) 1024 e 2
(E) 1024 e 8
Comentários
01. Resposta: A
Como o expoente é um número negativo (-x), basta invertemos a fração para deixa-lo positivo, ou
seja:
(1\3)-x = (3\1)x = 3x, e está função é fácil identificar que será crescente, pois se aumentarmos o valor
de x, aumentamos o valor de f(x).
02. Resposta: C
𝑃(𝑡) = 234 . (1,023)𝑡
Primeiramente, vamos calcular a população inicial, fazendo t = 0:
𝑃(0) = 234 . (1,023)0 = 234 . 1 = 234 mil
Agora, vamos calcular a população após 1 ano, fazendo t = 1:
𝑃(1) = 234 . (1,023)1 = 234 . 1,023 = 239,382
Por fim, vamos utilizar a Regra de Três Simples:
População %
234 --------------- 100
239,382 ------------ x
234.x = 239,382 . 100
x = 23938,2 / 234
x = 102,3%
102,3% = 100% (população já existente) + 2,3% (crescimento)
03. Resposta: A
50000 = 2000 . 50,1 .𝑡
50,1 .𝑡 =
50000
2000
50,1 .𝑡 = 52
Vamos simplificar as bases (5), sobrando somente os expoentes. Assim:
0,1 . t = 2
t = 2 / 0,1
t = 20 anos
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04. Resposta: A
500 = 4000 * 2-0.5t
500/4000 = 2 -0.5t
simplificando,
1/8 = 2 -0.5t
deixando o expoente positivo, invertemos a base:
1/8 = 1/2 0.5t
(½)3 = (½)0,5t
0,5t = 3
t = 3/0,5 = 6.
05. Resposta: A
Calcular o valor de K, ou seja, o valor inicial
Q(t) = K . 2-0,5t. Perceba que o K ocupa a posição referente à quantidade inicial, t=0. Q(t) = 2048
Assim, temos para o ponto (0, 2048), temos tempo zero e quantidade final 2048.
Calcular o valor de a, o seja, o tempo quando a quantidade final for 512.
Quantidade final = quantidade inicial x (crescimento)período
512 = 2048 x (2)-0,5t
512 = 2048 x (2)-0,5t
512/2048 = (2)-0,5t
¼ = (2)-0,5t
(1/2)2 = (1/2)0,5t
0,5t = 2
t = 2/0,5 = 4
Assim temos 2048 e 4.
FUNÇÃO LOGARÍTMICA
Toda equação que contém a incógnita na base ou no logaritmando de um logaritmo é denominada
equação logarítmica. Abaixo temos alguns exemplos de equações logarítmicas:
log
2
𝑥 = 3
log
𝑥
100 = 2
7log
5
625𝑥 = 42
3log
2𝑥
64 = 9
log
−6−𝑥
2𝑥 = 1
Perceba que nestas equações a incógnita encontra-se ou no logaritmando, ou na base de um
logaritmo. Para solucionarmos equações logarítmicas recorremos a muitas das propriedades dos
logaritmos.
Função Logarítmica
A função logaritmo natural mais simples é a função y = f0(x) = lnx. Cada ponto do gráfico é da forma
(x, lnx) pois a ordenada é sempre igual ao logaritmo natural da abscissa.
O domínio da função ln é R*+=]0,∞[ e a imagem é o conjunto R=]-∞,+∞[.
O eixo vertical é uma assíntota ao gráfico da função. De fato, o gráfico se aproxima cada vez mais da
reta x = 0.
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O que queremos será descobrir como é o gráfico de uma função logarítmica natural geral, quando
comparado ao gráfico de y = ln x, a partir das transformações sofridas por esta função.
Consideremos uma função logarítmica cuja expressão é dada por y = f1(x) = ln x + k, onde k é uma
constante real. A pergunta natural a ser feita é, qual a ação da constante k no gráfico dessa nova função
quando comparado ao gráfico da função inicial y = f0(x) = ln x?
Ainda podemos pensar numa função logarítmica que seja dada pela expressão y = f2(x) = a.ln x onde
a é uma constante real, a 0.
Observe que se a = 0, a função obtida não será logarítmica, pois será a constante real nula. Uma
questão que ainda se coloca é a consideração de funções logarítmicas do tipo y = f3(x) = ln(x + m), onde
m é um número real não nulo. Se g(x) = 3.ln(x - 2) + 2/3, desenhe seu gráfico, fazendo os gráficos
intermediários, todos num mesmo par de eixos.
y = a.ln(x + m) + k
Conclusão: Podemos, portanto, considerar funções logarítmicas do tipo y = f4(x) = a In (x + m) + k,
onde o coeficiente a não é zero, examinando as transformações do gráfico da função mais simples y = f0
(x) = In x, quando fazemos, em primeiro lugar, y = ln(x + m); em seguida, y = a.ln(x + m) e, finalmente, y
= a.ln(x + m) + k.
Analisemos o que aconteceu:
- Em primeiro lugar, y = ln(x + m) sofreu uma translação horizontal de -m unidades, pois x = - m exerce
o papel que x = 0 exercia em y = ln x;
- A seguir, no gráfico de y = a.ln(x + m) ocorreu mudança de inclinação pois, em cada ponto, a ordenada
é igual àquela do ponto de mesma abscissa em y = ln(x + m) multiplicada pelo coeficiente a;
- Por fim, o gráfico de y = a.ln(x + m) + k sofreu uma translação vertical de k unidades, pois, para cada
abscissa, as ordenadas dos pontos do gráfico de y = a.ln(x + m) + k ficaram acrescidas de k, quando
comparadas às ordenadas dos pontos do gráfico de y = a.ln(x + m).
O estudo dos gráficos das funções envolvidas auxilia na resolução de equações ou inequações, pois
as operações algébricas a serem realizadas adquirem um significado que é visível nos gráficos das
funções esboçados no mesmo referencial cartesiano.
Função logarítmica de base a, é toda função f : R*+ → R, definida por 𝑓(𝑥) = log
𝑎
𝑥 com:
a ϵ R*+ e a ≠ 1.
Podemos observar neste tipo de função que a variável independente x é um logaritmando, por isto a
denominamos função logarítmica. Observe que a base a é um valor real constante, não é uma variável,
mas sim um número real.
A função logarítmica de R*+ → R é inversa da função exponencial de R*+ → R e vice-versa, pois:
log
𝑏
𝑎 = 𝑥 ⟺ 𝑏𝑥 = 𝑎
Representação da Função Logarítmica no Plano Cartesiano
Podemos representar graficamente uma função logarítmica da mesma forma que fizemos com a
função exponencial, ou seja, escolhendo alguns valores para x e montando uma tabela com os
respectivos valores de f(x). Depois localizamos os pontos no plano cartesiano e traçamos a curva do
gráfico. Vamos representar graficamente a função 𝑓(𝑥) = log 𝑥 e como estamos trabalhando com um
logaritmo de base 10, para simplificar os cálculos vamos escolher para x alguns valores que são potências
de 10:
0,001, 0,01, 0,1, 1 e 10.
Temos então seguinte a tabela:
x y = log x
0,001 y = log 0,001 = -3
0,01 y = log 0,01 = -2
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0,1 y = log 0,1 = -1
1 y = log 1 = 0
10 y = log 10 = 1
Acima temos o gráfico desta função logarítmica, no qual localizamos cada um dos pontos obtidos da
tabela e os interligamos através da curva da função: Veja que para valores de y < 0,01 os pontos estão
quase sobre o eixo das ordenadas, mas de fato nunca chegam a estar. Note também que neste tipo de
função uma grande variação no valor de x implica numa variação bem inferior no valor de y. Por exemplo,
se passarmos de x = 100 para x = 1 000 000, a variação de y será apenas de 2 para 6. Isto porque:
{
𝑓(100) = log 100 = 2
𝑓(1000000) = log 1000000 = 6
Função Crescente e Decrescente
Assim como no caso das funções exponenciais, as funções logarítmicas também podem ser
classificadas como função crescente ou função decrescente. Isto se dará em função da base a ser
maior ou menor que 1. Lembre-se que segundo a definição da função logarítmica f:R*+ → R, definida
por 𝑓(𝑥) = log
𝑎
𝑥 , temos que a > 0 e a ≠ 1.
Função Logarítmica Crescente
Se a > 1 temos uma função logarítmica crescente, qualquer que seja o valor real positivo de x. No
gráfico da função ao lado podemos observar que à medida que x aumenta, também aumenta f(x) ou y.
Graficamente vemos que a curva da função é crescente. Também podemos observar através do gráfico,
que para dois valores de x (x1 e x2), que log𝑎 𝑥2 > log𝑎 𝑥1 ⟺ 𝑥2 > 𝑥1, isto para x1, x2 e a números reais
positivos, com a > 1.
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Função Logarítmica Decrescente
Se 0 < a < 1 temos uma função logarítmica decrescente 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. No gráfico também observamos que para dois valores de x (x1 e x2), que
log𝑎 𝑥2 < log𝑎 𝑥1 ⟺ 𝑥2 > 𝑥1 , isto para x1, x2 e a números reais positivos, com 0 < a < 1. É importante
frisar que independentemente de a função ser crescente ou decrescente, o gráfico da função sempre
cruza o eixo das abscissas no ponto (1, 0), além de nunca cruzar o eixo das ordenadas e que o log𝑎 𝑥2 =
log𝑎 𝑥1 ⟺ 𝑥2 = 𝑥1, isto para x1, x2 e a números reais positivos, com a ≠ 1.
Questões
01. (PETROBRAS - Geofísico Junior - CESGRANRIO) Se log x representa o logaritmo na base 10
de x, então o valor de n tal que log n = 3 - log 2 é:
(A) 2000
(B) 1000
(C) 500
(D) 100
(E) 10
02. (MF – Assistente Técnico Administrativo – ESAF) Sabendo-se que log x representa o logaritmo
de x na base 10, calcule o valor da expressão log 20 + log 5.
(A) 5
(B) 4
(C) 1
(D) 2
(E) 3
03. (SEE/AC – Professor – FUNCAB) Assinale a alternativa correta, considerando a função a seguir.
(A) O domínio da função é o conjunto dos números reais.
(B) O gráfico da função passa pelo ponto (0, 0).
(C) O gráfico da função tem como assíntota vertical a reta x = 2.
(D) Seu gráfico toca o eixo Y.
(E) Seu gráfico toca o eixo X em dois pontos distintos.
04. (PETROBRAS - Analista de Comercialização e Logística Júnior - CESGRANRIO) Ao resolver
um exercício, um aluno encontrou as expressões 8p = 3 e 3q = 5. Quando perguntou ao professor se suas
expressões estavam certas, o professor respondeu que sim e disse ainda que a resposta à pergunta era
dada por
Se log x representa o logaritmo na base 10 de x, qual é a resposta correta, segundo o professor?
(A)log 8
(B)log 5
(C)log 3
(D)log 2
(E)log 0,125
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05. (TRT 13ª Região - Analista Judiciário - FCC) Com base em um levantamento histórico e utilizando
o método dos mínimos quadrados, uma empresa obteve a equação para estimar a
probabilidade (p) de ser realizada a venda de determinado equipamento em função do tempo (t), em
minutos, em que as propriedades do equipamento são divulgadas na mídia. Considerando que ln (0,60)
= - 0,51, tem-se que se as propriedades do equipamento forem divulgadas por um tempo de 15 minutos
na mídia, então a probabilidade do equipamento ser vendido é, em %, de
Observação: ln é o logaritmo neperiano tal que ln(e) = 1.
(A)62,50
(B)80,25.
(C) 72,00.
(D)75,00.
(E)64,25.
06. (PETROBRAS - Conhecimentos Básicos - CESGRANRIO) Quanto maior for a profundidade de
um lago, menor será a luminosidade em seu fundo, pois a luz que incide em sua superfície vai perdendo
a intensidade em função da profundidade do mesmo. Considere que, em determinado lago, a intensidade
y da luz a x cm de profundidade seja dada pela função y = i0 . ( 0,6 )x/88, onde i0 representa a intensidade
da luz na sua superfície. No ponto mais profundo desse lago, a intensidade da luz corresponde a i0/3
A profundidade desse lago, em cm, está entre.
Dados
log 2 = 0,30
log 3 = 0,48
(A)150 e 160
(B)160 e 170
(C)170 e 180
(D)180 e 190
(E)190 e 200
07. (DNIT - Analista em Infraestrutura de Transportes - ESAF) Suponha que um técnico efetuou
seis medições de uma variável V1, cujos dados são mostrados na tabela abaixo. Ao perceber que os
valores cresciam de forma exponencial, o técnico aplicou uma transformação matemática (logaritmo na
base 10) para ajustar os valores originais em um intervalo de valores menor. A referida transformação
logarítmica vai gerar novos valores cujo intervalo varia de:
(A) 0 a 1.
(B)0 a 5.
(C)0 a 10.
(D)0 a 100.
(E)1 a 6.
08. (PETROBRAS - Técnico de Exploração de Petróleo Júnior - CESGRANRIO) Se y = log81 (1⁄27)
e x ∈ IR+ são tais que xy = 8 , então x é igual a
(A)1⁄16
(B)1⁄2
(C)log38
(D) 2
(E)16
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09. (PETROBRAS - Geofísico Junior - CESGRANRIO) Se log x representa o logaritmo na base 10
de x, então o valor de n tal que log n = 3 - log 2 é
(A)2000
(B)1000
(C)500
(D)100
(E)10
10. (PETROBRAS - Todos os Cargos - CESGRANRIO) Em calculadoras científicas, a tecla log serve
para calcular logaritmos de base 10. Por exemplo, se digitamos 100 e, em seguida, apertamos a tecla log,
o resultado obtido é 2. A tabela a seguir apresenta alguns resultados, com aproximação de três casas
decimais, obtidos por Pedro ao utilizar a tecla log de sua calculadora científica.
Utilizando-se os valores anotados por Pedro na tabela acima, a solução da equação log6+x=log28 é
(A)0,563
(B)0,669
(C)0,966
(D)1,623
(E)2,402
Comentários
01. Resposta: C
log n = 3 - log 2
log n + log 2 = 3 . 1
onde 1 = log 10 então:
log (n . 2) = 3 . log 10
log(n . 2) = log 103
2n = 103
2n = 1000
n = 1000 / 2
n = 500
02. Resposta: D
E = log20 + log5
E = log(2 x 10) + log5
E = log2 + log10 + log5
E = log10 + log (2 x 5)
E = log10 + log10
E = 2 log10
E = 2
03. Resposta: C
(x) = log2(x - 2)
Verificamos a condição de existência, daí x – 2 > 0
X > 2
Logo a reta x = 2 é uma assíntota vertical.
04. Resposta: B
8p = 3
23p = 3
log23p = log3
3p = (log3/log2)
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p = (log3/log2).1/3
3q = 5
q.log3 = log5
q = log5/log3
3.p.q = 3. (log3/log2).1/3 . log5/log3 = log5/log2
3.p.q/(1 + 3.p.q)
log5/log2/(1 + log5/log2)
(log5/log2)/( log2/log2 + log5/log2)
(log5/log2)/(log2 + log5)/log2)
(log5/log2)/( log10)/log2)
(log5/ log10)=
log5
05. Resposta: A
Como sabemos que ln (0,60) = -0,51
então ln (1 / 0,60) = 0,51
Substituindo t = 15 minutos em 0,06 + 0,03 . t, teremos 0,06 + 0,03*15 = 0,51
logo 1 / 0,60 = p / (1 - p)
1 - p = 0,60 . p
p = 0,625
06. Resposta: E
onde y = i0 . 0,6 (x/88)
então:
i0/ 3 = i0.0,6 (x/88)
(i / 3) . (1/ i) = 0,6 (x/88)
1/3 = 0,6 (x/88)
log 1/3 = log 0,6 (x/88)
log 1 - log 3 = x/88 . log 6/10
0 - 0,48 = x/88 . log 6/10
88 . (- 0,48) = x . [ log 6 - log 10 ]
6 = 3 . 2 ===> log 3 + log 2
como log10 na base 10 = 1.
- 42,24 = x . [ log 3 + log 2 - (1)]
- 42,24 = x . [ 0,48 + 0,30 - 1 ]
x = - 42,24 / - 0,22
x = (42,24 / 0,22) = 192
x = 192 cm
07. Resposta: B
A transformação logarítmica vai gerar novos valores, através dos seguintes cálculos:
medida 1 = log 1 = 0
medida 2 = log 10 = 1
medida 3 = log 100 = 2
medida 4 = log 1000 = 3
medida 5 = log 10000 = 4
medida 6 = log 100000 = 5
logo os valores (1,10,100,1000,10000,100000) transformados em logaritmos reduziu o intervalo de
valores para (0,1,2,3,4,5), ou seja, 0-5.
08. Resposta: A
y = log (81) (1/27)
y = -3log(81)(3)
y = -3. 1/4
y = -3/4
x(-3/4) = 8
Elevando os dois termos à quarta potência:
x-3 = 84
1/x3 = 84
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Agora raiz cubica dos dois termos:
1/x = 8 4/3
Como 3√8=2
1/x = 24
1/x = 16
x = 1/16
09. Resposta: C
De acordo com o enunciado:
log n = 3 - log 2
log n + log 2 = 3 . 1,
onde 1 = log 10
então:
log (n . 2) = 3 . log 10
log(n . 2) = log 10 3
2n = 103
2n = 1000
n = 1000 / 2
n = 500
10. Resposta: B
Log 6 = Log (2 . 3)
De acordo com uma das propriedades:
Log (A . B) = Log A + Log B
Então, Log (2 . 3) = Log 2 + Log 3.
Fatorando o número 28 temos que
28=2x2x7
Temos que:
Log 28= Log (2x2x7)
ou seja,
Log 28 = Log 2 + Log 2 + Log 7
Portanto:
Log 2 + Log 3 + x = Log 2 + Log 2 + Log 7
Cortando o Log 2 dos dois lados temos:
Log 3 + x = Log 2 + Log 7
Dados os valores da tabela, e substituindo-os, temos que:
0,477 + x = 0,301 + 0,845
x = 0,669
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.
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Igualdade de Sequências
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.
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
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
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- 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
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 desenvolvimento
de 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.
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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.
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 ouroe 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, 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, ....
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Cálculo da razão
A razão de uma Progressão Aritmética 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.
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.
Exemplos
01. (1, 3, 5, 7, 9, 11, ......)
02. (2, 8, 14, 20, 26, 32, 38, ......)
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
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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 Progressão Geométrica é dada pelo quociente de um termo qualquer pelo termo
imediatamente anterior a ele.
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
. . . . .
. . . . .
. . . . .
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n° termo é:
Soma dos n primeiros termos (Soma Finita)
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
.
.
.
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.
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97
Exemplos
01. (3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384, ...)
02. (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, …)
Como podemos observar, 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 igual à média geométrica do
termo anterior com o termo posterior. Ou seja, (a1, a2, a3, ...) <==> a2 = √a3. a1.
Exemplo
Questões
01. (Câm. Municipal de Eldorado do Sul/RS – Técnico Legislativo – FUNDATEC/2018) Para
organizar a rotina de trabalho, um técnico legislativo protocola os processos diariamente, de acordo com
as demandas. Supondo que o número de processos aumenta diariamente em progressão aritmética e
que no primeiro dia foram protocolados cinco processos e 33 no décimo quinto dia, quantos processos
serão protocolados no trigésimo dia?
(A) 20.
(B) 35.
(C) 48.
(D) 63.
(E) 66.
02. (FUB – Assistente em Administração – CESPE/2018) A tabela seguinte mostra as quantidades
de livros de uma biblioteca que foram emprestados em cada um dos seis primeiros meses de 2017.
A partir dessa tabela, julgue o próximo item.
Situação hipotética: Os livros emprestados no referido semestre foram devolvidos somente a partir de
julho de 2017 e os números correspondentes às quantidades de livros devolvidos a cada mês formavam
uma progressão aritmética em que o primeiro termo era 90 e razão, 30. Assertiva: Nessa situação, mais
de 200 livros foram devolvidos somente a partir de 2018.
( ) Certo ( ) Errado
03. (SEFAZ/RS – Assistente Administrativo Fazendário – CESPE/2018) Sobre uma mesa há 9
caixas vazias. Em uma dessas caixas, será colocado um grão de feijão; depois, em outra caixa, serão
colocadostrês grãos de feijão. Prosseguindo-se sucessivamente, será escolhida uma caixa vazia, e nela
colocada uma quantidade de grãos de feijão igual ao triplo da quantidade colocada na caixa anteriormente
escolhida, até que não reste caixa vazia.
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Nessa situação, nas 9 caixas será colocada uma quantidade de grãos de feijão igual a
(A)
39−1
2
(B) 39 − 1
(C)
310−1
2
(D) 310 − 1
(E)
38−3
2
04. (Pref. Amparo/SP – Agente Escolar – CONRIO) Descubra o 99º termo da P.A. (45, 48, 51, ...)
(A) 339
(B) 337
(C) 333
(D) 331
05. (Câm. 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.
06. (EBSERH/UFSM/RS – Analista Administrativo – 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
Se observar teremos uma PG de razão q = 2 e a1 = 1, portanto vamos encontrar o valor do a6 e do
a8, podemos fazer por fórmula e sem fórmula, pois os números são pequenos.
Fórmula do termo geral
𝑎𝑛 = 𝑎1. 𝑞
𝑛−1
Assim:
𝑎6 = 1.2
6−1 = 25 = 32
𝑎8 = 1. 2
8−1 = 27 = 128
Se fosse sem fórmula basta ir multiplicando por 2 a soma e encontrar o sexto e oitavo termo: 1, 2, 4,
8, 16, 32, 64, 128
A soma fica: 32 + 128 = 160.
07. (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.
08. (TRF/ 3ª Região – Analista Judiciário – 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
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(A) 264.
(B) 2126.
(C) 266.
(D) 2128.
(E) 2256.
09. (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.
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.
10. (EBSERH/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
11. (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.
12. (MPE/AM – Agente de Apoio – 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
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100
Comentários
01. Resposta: D
Sabemos pelo enunciado que se trata de uma PA, ele quer descobrir quantos processos serão
protocolados no trigésimo dia, então será nosso a30, pela fórmula do termo geral temos que:
a30 = a1 + (30-1)r
a30 = a1 + 29r
Precisamos descobrir a razão, portanto vamos analisar os outros dados.
a1 = 5
a15 = 33
Utilizando o termo geral neste passo.
a15 = a1 + 14r
33 = 5 + 14r
33 – 5 = 14r
28 = 14r
r =
28
14
r = 2, agora podemos encontrar o que ele quer no exercício.
a30 = a1 + 29r
a30 = 5 + 29.2
a30 = 5 + 58 = 63
02. Resposta: Certo
Como serão devolvidos em forma de PA a partir de julho, teremos o seguinte, nem precisamos de
fórmula para resolver esta questão (Caso queira pode encontrar eles através do termo geral da PA).
Julho: 90
Agosto: 90 + 30 = 120
Setembro: 120 + 30 = 150
Outubro: 150 + 30 = 180
Novembro: 180 + 30 = 210
Dezembro: 210 + 30 = 240
Total devolvido até dezembro: 90 + 120 + 150 + 180 + 210 + 240 = 990 livros devolvidos (Pode utilizar
a fórmula da soma dos termos da PA se quiser)
Vamos encontrar o total de livros que foram emprestados
50 + 150 + 250 + 250 + 300 + 200 = 1200 livros emprestados.
Assim 1200 – 990 = 210 livros ainda faltam para ser entregues no ano de 2018 o que é mais que 200.
03. Resposta: A
Para resolver esta questão devemos descobrir que se trata de um PG pela dica deixada “feijão igual
ao triplo da quantidade colocada na caixa anteriormente escolhida” quando multiplica a razão será PG,
se fosse somada a razão seria uma PA.
Enfim, temos 9 caixas vazias e essa PG será assim, 1, 3, 9, 27, 81, ... até chegar na nova caixa, então
é finita essa PG, como ele que saber a quantidade de grãos colocadas no total de caixas, teremos a soma
desta PG Finita.
𝑆𝑛 = 𝑎1.
𝑞𝑛−1
𝑞−1
, onde n = 9, q = 3 e 𝑎1 = 1
𝑆9 = 1.
39 − 1
3 − 1
=
39 − 1
2
04. Resposta: A
O próprio enunciado já diz que é uma PA, então vamos utilizar a fórmula do termo geral da PA, mas
primeiro vamos descobrir a razão.
r = 48 – 45 = 3
𝑎1 = 45
𝑎𝑛 = 𝑎1 + (𝑛 − 1)𝑟
𝑎99 = 45 + 98 ∙ 3 = 339
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101
05. Resposta: D
Como temos uma subtração será uma PA decrescente, 𝑎1 = 0,3; 𝑟 = −0,07
Termo Geral da PA:𝑎𝑛 = 𝑎1 + (𝑛 − 1)𝑟
Vamos calcular o valor do a4 e do a7 e depois soma-los.
𝑎4 = 0,3 + 3. (−0,07)
𝑎4 = 0,3 − 0,21 = 0,09
𝑎7 = 0,3 + 6. (−0,07)
𝑎7 = 0,3 − 0,42 = −0,12
𝑆 = 𝑎4 + 𝑎7 = 0,09 + (−0,12) = 0,09 − 0,12 = −0,03
06. Resposta: C
Se observar teremos uma PG de razão q = 2 e a1 = 1, portanto vamos encontrar o valor do a6 e do
a8, podemos fazer por fórmula e sem fórmula, pois os números são pequenos.
Fórmula do termo geral
𝑎𝑛 = 𝑎1. 𝑞
𝑛−1
Assim:
𝑎6 = 1.2
6−1 = 25 = 32
𝑎8 = 1. 2
8−1 = 27 = 128
Se fosse sem fórmula basta ir multiplicando por 2 a soma e encontrar o sexto e oitavo termo: 1, 2, 4,
8, 16, 32, 64, 128
A soma fica: 32 + 128 = 160.
07. Resposta: E
Vamos utilizar o primeiro e terceiro temos para descobrir a razão desta PG.
𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞
𝑛−1
𝑎3 = 𝑎1 ∙ 𝑞
2
100 = 4 ∙ 𝑞2
𝑞2 = 25
𝑞 = 5
Agora vamos calcular o valor do segundo e do quarto termos e depois soma-los.
𝑎2 = 𝑎1 ∙ 𝑞
1 = 4 ∙ 5 = 20
𝑎4 = 𝑎1 ∙ 𝑞
3 = 4 ∙ 53 = 4.125 = 500
𝑎2 + 𝑎4 = 20 + 500 = 520
08. 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
09. 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
10. 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
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Assim, 𝑎7 = 11 + (7 − 1). 4 = 11 + 6.4 = 11 + 24 = 35
11. Resposta: A
Vamos resolver este exercício sem fórmula, utilizando apenas o raciocínio lógico, mas também é
possível resolver com fórmula.
Número que tem 9 de 1 até 100 são:
09, 19, 29, 39, 49, 59, 69, 79, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 e 99, assim em 20 vezes aparece
o algarismo 9.
Por fórmula ficará assim:
Pois começa no 9 e vai de 10 em 10 até chegar no 99.
99 = 9 + (𝑛 − 1)10
10𝑛 − 10 + 9 = 99
𝑛 = 10
Vamos tirar o 99 para ser contado a parte: 10-1=9
Agora vamos encontrar do 90 até 99.
99 = 90 + (𝑛 − 1). 1
𝑛 = 99 − 90 + 1 = 10
São 19 números que possuem o algarismo 9, mas o 99 possui 2
19+1=20
12. Resposta: D
Sabemos que a razão é 4 e que pela sequência teremos uma PA, assim:
r = 4
𝑎1 = 4
E como ele que saber o último algarismo do 234° termo, devemos encontrar o 𝑎234
Pela fórmula do termo geral:
𝑎𝑛 = 𝑎1 + (𝑛 − 1)𝑟
𝑎234 = 4 + 233 ∙ 4 = 936
Portanto, o último algarismo é 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:
4.2 GEOMETRIA PLANA
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103
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.
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104
- 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°
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105
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.
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106
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°
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107
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°
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108
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’
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109
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 assinalados na 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.
Elementos de um ângulo
- LADOS: são as duas semirretas 𝑂𝐴 e 𝑂𝐵 .
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110
-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.
Ângulo Obtuso: É o ângulo cuja medida é maior do que 90º.
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111
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.
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.
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112
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)
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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)
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114
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°.
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115
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.
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116
(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°
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117
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 - 12º e 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 polígono9 é uma figura geométrica fechada, simples, formada por segmentos consecutivos e não
colineares.
Uma região do plano designa-se por convexa quando qualquer segmento de reta que tenha as
extremidades dentro da região, tem todos os seus pontos na região.
Por exemplo, o seguinte polígono é convexo porque o segmento de reta [A,B], seja para onde for que
o desloquemos e desde que os pontos A e B permaneçam "dentro" do polígono, terá todos os pontos do
segmento também "dentro" da região.
9 DOLCE, Osvaldo; POMPEO, José Nicolau– Fundamentos da Matemática – Vol. 09 – Geometria Plana – 7ª edição – Editora Atual
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Neste segundo exemplo, o seguinte polígono não é convexo porque o segmento de reta [C,D], apesar
de ter as extremidades "dentro" do polígono, possui pontos que estão "fora".
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 .
- 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
.
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119
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
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:
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120
(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°
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)
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121
(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
15n = 360
n = 360 : 15
n = 24 lados
07. Resposta: D.
Um eneágono possui 9 lado, portanto 9x125 = 1.125cm.
POLÍGONOS REGULARES
Todo polígono regular10 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
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122
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
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
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123
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 que racionalizar, 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 triânguloA’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.
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
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124
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.
SEMELHANÇA
De acordo com o dicionário, semelhante vem do latim – similare – que significa “parecer-se com, ter a
mesma aparência que”.
Porém em Geometria, para que duas figuras geométricas sejam semelhantes é preciso que elas sejam
mais do que “parecidas”, elas devem ter formas iguais e dimensões proporcionais.
Em relação ao perímetro:
Em relação a área:
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Exemplo
01. Os pentágonos a seguir são semelhantes, observe as relações:
Ângulos
A = A’
B = B’
C = C’
D = D’
E = E’
Lados
AB é proporcional à A’B’
BC é proporcional à B’C’
CD é proporcional à C’D’
DE é proporcional à D’E’
EA é proporcional à E’A’
Razão entre os lados
𝐴𝐵
𝐴′𝐵′
=
𝐵𝐶
𝐵′𝐶′
=
𝐶𝐷
𝐶′𝐷′
=
𝐷𝐸
𝐷′𝐸′
=
𝐸𝐴
𝐸′𝐴′
Caro aluno, os mais utilizados casos de semelhança será semelhança em triângulos e teorema de
Tales.
Questões
01. (Unesp) A sombra de um prédio, em um terreno plano, em uma determinada hora do dia, mede 15
m. Nesse mesmo instante, próximo ao prédio, a sombra de um poste de altura 5 m mede 3 m. A altura do
prédio, em metros, é:
(A) 25
(B) 29
(C) 30
(D) 45
(E) 75
02. Se a razão entre a área do Retângulo R1 e a área do Retângulo R2 é de
1
64
, e o comprimento de R1
é 4cm, qual é o comprimento de R2, sabendo que esses retângulos são semelhantes?
(A) 4
(B) 8
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(C) 16
(D) 32
Comentários
01. Resposta: A.
Como as figuras são semelhantes teremos:
𝑥
15
=
5
3
Assim,
3x = 15 . 5
x =
75
3
x = 25 m, logo alternativa A.
02. Resposta: D.
Como os retângulos são semelhantes, então a razão entre suas áreas será igual ao quadrado da razão
entre seus lados, assim:
Á𝑟𝑒𝑎 𝑅1
Á𝑟𝑒𝑎 𝑅2
= (
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑅1
𝐶𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑅2
)
2
1
64
= (
4
𝑥
)
2
1
64
=
16
𝑥2
x² = 64 . 16
x² = 1024
x = √1024
x = 32
TRIÂNGULOS
Triângulo é um polígono de três lados. É o polígono que possui o menor número de lados. É o único
polígono que não tem diagonais. Todo triângulo possui alguns elementos e os principais são: vértices,
lados, ângulos, alturas, medianas e bissetrizes.
1. Vértices: A, B e C.
2. Lados: AB̅̅ ̅̅ ,BC̅̅̅̅ e AC̅̅̅̅ .
3. Ângulos internos: a, b e c.
Altura: É um segmento de reta traçada a partir de um vértice de forma a encontrar o lado oposto ao
vértice formando um ângulo reto. BH̅̅ ̅̅ é uma altura do triângulo.
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Mediana: É o segmento que une um vértice ao ponto médio do lado oposto. BM̅̅ ̅̅ é uma mediana.
Bissetriz: É a semirreta que divide um ângulo em duas partes iguais. O ângulo B̂ está dividido ao meio
e neste caso Ê = Ô.
Ângulo Interno: Todo triângulo possui três ângulos internos, na figura são Â, B̂ e Ĉ
Ângulo Externo: É formado por um dos lados do triângulo e pelo prolongamento do lado adjacente a
este lado, na figura são D̂, Ê e F̂ (na cor em destaque).
Classificação
O triângulo pode ser classificado de duas maneiras:
1- Quanto aos lados:
Triângulo Equilátero: Os três lados têm medidas iguais, m(AB̅̅ ̅̅ ) = m(BC̅̅̅̅ ) = m(AC̅̅̅̅ ) e os três ângulos
iguais.
Triângulo Isósceles: Tem dois lados com medidas iguais, m(AB̅̅ ̅̅ ) = m(AC̅̅̅̅ ) e dois ângulos iguais.
Triângulo Escaleno: Todos os três lados têm medidas diferentes, m(AB̅̅ ̅̅ ) ≠ m(AC̅̅̅̅ ) ≠ m(BC̅̅̅̅ ) e os três
ângulos diferentes.
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2 - Quanto aos ângulos:
Triângulo Acutângulo: Todos os ângulos internos são agudos, isto é, as medidas dos ângulos são
menores do que 90º.
Triângulo Obtusângulo: Um ângulo interno é obtuso, isto é, possui um ângulo com medida maior do
que 90º.
Triângulo Retângulo: Possui um ângulo interno reto (90° graus).
Propriedade dos ângulos
1- Ângulos Internos: a soma dos três ângulos internos de qualquer triângulo é igual a 180°.
a + b + c = 180º
2- Ângulos Externos: Consideremos o triângulo ABC onde as letras minúsculas representam os
ângulos internos e as respectivas letras maiúsculas os ângulos externos. Temos que em todo triângulo
cada ângulo externo é igual à soma de dois ângulos internos apostos.
 = b̂ + ĉ; B̂ = â + ĉ e Ĉ = â + b̂
Semelhança de triângulos
Dois triângulos são semelhantes se tiverem, entre si, os lados correspondentes proporcionais e os
ângulos congruentes (iguais).
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Dados os triângulos acima, onde:
AB̅̅ ̅̅
DE̅̅ ̅̅
=
BC̅̅̅̅
EF̅̅̅̅
=
AC̅̅̅̅
DF̅̅̅̅
e  = D̂ B̂ = Ê Ĉ = F̂, então os triângulos ABC e DEF são semelhantes e escrevemos ABC~DEF.
Critérios de semelhança
1- Dois ângulos congruentes: Se dois triângulos tem, entre si, dois ângulos correspondentes
congruentes iguais, então os triângulos são semelhantes.
Nas figuras ao lado: Â = D̂ e Ĉ = F̂
então: ABC ~ DEF
2- Dois lados congruentes: Se dois triângulos tem dois lados correspondentes proporcionaise os
ângulos formados por esses lados também são congruentes, então os triângulos são semelhantes.
Nas figuras ao lado:
AB̅̅ ̅̅
EF̅̅̅̅
=
BC̅̅̅̅
FG̅̅̅̅
→
6
3
=
8
4
= 2
então: ABC ~ EFG
3- Três lados proporcionais: Se dois triângulos têm os três lados correspondentes proporcionais,
então os triângulos são semelhantes.
Nas figuras ao lado:
𝐴𝐶̅̅ ̅̅
𝑅𝑇̅̅ ̅̅
=
𝐴𝐵̅̅ ̅̅
𝑅𝑆̅̅̅̅
=
𝐵𝐶̅̅ ̅̅
𝑆𝑇̅̅̅̅
→
3
1,5
=
5
2,5
=
4
2
= 2
então: ABC ~ RST
Observação: temos três critérios de semelhança, porém o mais utilizado para resolução de exercícios,
isto é, para provar que dois triângulos são semelhantes, basta provar que eles tem dois ângulos
correspondentes congruentes (iguais).
Casos de congruência
1º LAL (lado, ângulo, lado): dois lados congruentes e ângulos formados também congruentes.
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2º LLL (lado, lado, lado): três lados congruentes.
3º ALA (ângulo, lado, ângulo): dois ângulos congruentes e lado entre os ângulos congruente.
4º LAA (lado, ângulo, ângulo): congruência do ângulo adjacente ao lado, e congruência do ângulo
oposto ao lado.
Questões
01. (PC/PR – Perito Criminal – IBFC/2017) Com relação à semelhança de triângulos, analise as
afirmativas a seguir:
I. Dois triângulos são semelhantes se, e se somente se, possuem os três ângulos ordenadamente
congruentes.
II. Dois triângulos são semelhantes se, e se somente se, possuem os lados homólogos proporcionais.
III. Dois triângulos são semelhantes se, e se somente se, possuem os três ângulos ordenadamente
congruentes e os lados homólogos proporcionais.
Nessas condições, está correto o que se afirma em:
(A) I e II, apenas
(B) II e III, apenas
(C) I e III, apenas
(D) I, II e III
(E) II, apenas
02. Na figura abaixo AB̅̅ ̅̅ = AC̅̅̅̅ , CB̅̅̅̅ = CD̅̅̅̅ , a medida do ângulo DĈB é:
(A) 34°
(B) 72°
(C) 36°
(D) 45°
(E) 30°
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03. Na figura seguinte, o ângulo AD̂C é reto. O valor em graus do ângulo CB̂D é igual a:
(A) 120°
(B) 110°
(C) 105°
(D) 100°
(E) 95°
04. Na figura abaixo, o triângulo ABC é retângulo em A, ADEF é um quadrado, AB = 1 e AC = 3. Quanto
mede o lado do quadrado?
(A) 0,70
(B) 0,75
(C) 0,80
(D) 0,85
(E) 0,90
05. Em uma cidade do interior, à noite, surgiu um objeto voador não identificado, em forma de disco,
que estacionou a aproximadamente 50 m do solo. Um helicóptero do Exército, situado a aproximadamente
30 m acima do objeto iluminou-o com um holofote, conforme mostra a figura seguinte. A sombra projetada
pelo disco no solo tinha em torno de 16 m de diâmetro.
Sendo assim, pode-se concluir que a medida, em metros, do raio desse disco-voador é
aproximadamente:
(A) 3
(B) 4
(C) 5
(D) 6
(E) 7
Comentários
01. Resposta: D.
Todas as afirmações estão corretas pois em todos os casos os triângulos são semelhantes.
02. Resposta: C.
Na figura dada, temos três triângulos: ABC, ACD e BCD. Do enunciado AB = AC, o triângulo ABC
tem dois lados iguais, então ele é isósceles e tem dois ângulos iguais:
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AĈB = AB̂C = x. A soma dos três ângulos é igual a 180°.
36° + x + x = 180°
2x = 180° - 36°
2x = 144
x = 144 : 2
x = 72
Logo: AĈB = AB̂C = 72°
Também temos que CB = CD, o triângulo BCD é isósceles:
CB̂D = CD̂B = 72°, sendo y o ângulo DĈB, a soma é igual a 180°.
72° + 72° + y = 180°
144° + y = 180°
y = 180° - 144°
y = 36º
03. Resposta: D.
Na figura temos três triângulos. Do enunciado o ângulo AD̂C = 90° (reto).
O ângulo BD̂C = 30° → AD̂B = 60º.
O ângulo CB̂D (x) é ângulo externo do triângulo ABD, então:
x = 60º + 40° (propriedade do ângulo externo)
x = 100°
04. Resposta: B.
Sendo x o lado do quadrado:
Temos que provar que dois dos triângulos da figura são semelhantes.
O ângulo BÂC é reto, o ângulo CF̂E é reto e o ângulo AĈB é comum aos triângulos ABC e CEF, logo
estes dois triângulos são semelhantes. As medidas de seus lados correspondentes são proporcionais:
AB̅̅ ̅̅
EF̅̅ ̅̅
=
AC̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅
CF̅̅ ̅̅
1
x
=
3
3−x
(multiplicando em “cruz”)
3x = 1.(3 – x)
3x = 3 – x
3x + x = 3
4x = 3
x = ¾
x = 0,75
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05. Resposta: A.
Da figura dada, podemos observar os seguintes triângulos:
Os triângulos ABC e ADE são isósceles. A altura divide as bases em duas partes iguais. E esses dois
triângulos são semelhantes, pois os dois ângulos das bases de cada um são congruentes. Então:
CG̅̅ ̅̅
EF̅̅ ̅̅
=
AG̅̅ ̅̅
AF̅̅ ̅̅
8
r
=
80
30
8r = 8.3
r = 3 m
PONTOS NOTÁVEIS DO TRIÂNGULO
Em um triângulo qualquer nós temos alguns elementos chamados de cevianas. Estes elementos são:
- Altura: segmento que sai do vértice e forma um ângulo de 90° com o lado oposto a esse vértice.
- Mediana: segmento que sai do vértice e vai até o ponto médio do lado oposto a esse vértice, isto é,
divide o lado oposto em duas partes iguais.
- Bissetriz do ângulo interno: semirreta que divide o ângulo em duas partes iguais.
- Mediatriz: reta que passa pelo ponto médio do lado formando um ângulo de 90°
E todo triângulo tem três desses elementos, isto é, o triângulo tem três alturas, três medianas, três
bissetrizes e três mediatrizes. Os pontos de intersecção desses elementos são chamados de pontos
notáveis do triângulo.
- Baricentro: é o ponto de intersecção das três medianas de um triângulo. É sempre um ponto interno.
E divide as medianas na razão de 2:1. É ponto de gravidade do triângulo.
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- Incentro: é o ponto de intersecção das três bissetrizes de um triângulo. É sempre um ponto interno.
É o centro da circunferência circunscrita (está dentro do triângulo tangenciando seus três lados).
- Circuncentro: é o ponto de intersecção das três mediatrizes de um triângulo. É o centro da
circunferência circunscrita (está por fora do triângulo passando por seus três vértices). No triângulo
acutângulo o circuncentro é um ponto interno, no triângulo obtusângulo é um ponto externo e no triângulo
retângulo é o ponto médio da hipotenusa.
- Ortocentro: é o ponto de intersecção das três alturas de um triângulo. No triângulo acutângulo é um
ponto interno, no triângulo retângulo é o vértice do ângulo reto e no triângulo obtusângulo é um ponto
externo.
Um triângulo cujos vértices são os “pés” das alturas de um outro triângulo chama-se triângulo órtico
do primeiro triângulo.
Observações:
1) Num triângulo isósceles (dois lados iguais) os quatro pontos notáveis são colineares (estão numa
alinhados).
2) Num triângulo equilátero (três lados iguais) os quatro pontos notáveis são coincidentes, isto é, um
só ponto já é o Baricentro, Incentro, Circuncentro e Ortocentro.
3) As iniciais dos quatro pontos formam a palavra BICO.
Questões
01. Assinale a afirmação falsa:
(A) Os pontos notáveis de um triângulo equilátero são coincidentes.
(B) O encentro de qualquer triângulo é sempre um ponto interno.
(C) O ortocentro de um triângulo retângulo é o vértice do ângulo reto.
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(D) O circuncentro de um triângulo retângulo é o ponto médio da hipotenusa.
(E) O baricentro de qualquer triângulo é o ponto médio de cadamediana.
02. (UC-MG) Na figura, o triângulo ABC é equilátero e está circunscrito ao círculo de centro O e raio 2
cm. AD̅̅ ̅̅ é altura do triângulo. Sendo E ponto de tangência, a medida de AE̅̅̅̅ , em centímetros, é:
(A) 2√3
(B) 2√5
(C) 3
(D) 5
(E) √26
03. Qual das afirmações a seguir é verdadeira?
(A) O baricentro pode ser um ponto exterior ao triângulo e isto ocorre no triângulo acutângulo.
(B) O baricentro pode ser um ponto de um dos lados do triângulo e isto ocorre no triângulo escaleno.
(C) O baricentro pode ser um ponto exterior ao triângulo e isto ocorre no triângulo retângulo.
(D) O baricentro pode ser um ponto dos vértices do triângulo e isto ocorre no triângulo retângulo.
(E) O baricentro sempre será um ponto interior ao triângulo.
04. Na figura a seguir, H é o ortocentro do triângulo ABC, AĈH = 30° e BĈH = 40°. Determine as
medidas dos ângulos de vértices A e B.
(A) A = 30° e B = 50°
(B) A = 60° e B = 50°
(C) A = 40° e B = 50°
(D) A = 30° e B = 60°
(E) A = 50° e B = 60°
05. O ponto de intersecção das três mediatrizes de um triângulo é o:
(A) Baricentro
(B) Incentro
(C) Circuncentro
(D) Ortocentro
Comentários
01. Resposta: E.
O baricentro divide as medianas na razão de 2 para 1, logo não é ponto médio.
02. Resposta: A.
Do enunciado temos que O é o circuncentro (centro da circunferência inscrita) então O também é
baricentro (no triângulo equilátero os 4 pontos notáveis são coincidentes), logo pela propriedade do
baricentro temos que AO̅̅ ̅̅ é o dobro de OD̅̅ ̅̅ . Se OD̅̅ ̅̅ = 2 (raio da circunferência) → AO̅̅ ̅̅ = 4 cm.
O ponto E é ponto de tangência, logo o raio traçado no ponto de tangência forma ângulo reto (90°) e
OE̅̅ ̅̅ = 2 cm. Portanto o triângulo AEO é retângulo, basta aplicar o Teorema de Pitágoras e sendo AE̅̅̅̅ = x:
(AO̅̅ ̅̅ )2 = (AE̅̅̅̅ )2 + (OE̅̅ ̅̅ )2
42 = x2 + 22
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16 − 4 = x2
x2 = 12
x = √12
x = 2√3 cm
03. Resposta: E.
O baricentro é sempre interno, pois as 3 medianas de um triângulo são segmentos internos.
04. Respostas: B.
Ortocentro é ponto de intersecção das alturas de um triângulo, então se prolongarmos o segmento CH
até a base formará um ângulo de 90° (reto). Formando dois triângulos retângulos ACD e BCD, de acordo
com a figura abaixo:
A soma do ângulos internos de um triângulo é igual a 180°.
No triângulo ACD: A + 90° + 30° = 180° → A = 180° - 90° - 30° = 60°
No triângulo BCD: B + 90° + 40° = 180° → B = 180° - 90° - 40° = 50°
05. Resposta: C.
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.
- Teorema de Tales11: 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 ̅̅
= ⋯.
11
SOUZA, Joamir Roberto; PATARO, Patricia Moreno – Vontade de Saber Matemática 6º Ano – FTD – 2ª edição – São Paulo: 2012
www.jcpaiva.net/
conteudoonline.objetivo.br
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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:
(A) 3
(B) 2
(C) 4
(D) 5
02. Na figura abaixo, qual é o valor de x?
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138
(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:
(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
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139
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
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
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.
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- “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:
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
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141
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
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
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142
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.
04. (Pref. de Marilândia/ES – Auxiliar Administrativo – IDECAN) Tales desenhou um triângulo
retângulo com as seguintes medidas, todas dadas em centímetros.
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143
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.
QUADRILÁTEROS
Quadrilátero é todo polígono com as seguintes propriedades:
- Tem 4 lados.
- Tem 2 diagonais.
- A soma dos ângulos internos Si = 360º
- A soma dos ângulos externos Se = 360º
Observação: é o único polígono em que Si = Se
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No quadrilátero acima, observamos alguns elementos geométricos:
- Os vértices são os pontos: A, B, C e D.
- Os ângulos internos são A, B, C e D.
- Os lados são os segmentos: AB̅̅ ̅̅ , BC̅̅̅̅ , CD̅̅̅̅ e AD̅̅ ̅̅ .
Observação: Ao unir os vértices opostos de um quadrilátero qualquer, obtemos sempre dois triângulos
e como a soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo é 180 graus, concluímos que a soma
dos ângulos internos de um quadrilátero é igual a 360 graus.
Quadriláteros Notáveis:
Trapézio: É todo quadrilátero tem dois paralelos.
- AB̅̅ ̅̅ é paralelo a CD̅̅̅̅
Os trapézios podem ser:
- Retângulo: dois ângulos retos.
- Isósceles: lados não paralelos congruentes (iguais).
- Escaleno: os quatro lados diferentes.
Paralelogramo: É o quadrilátero que tem lados opostos paralelos. Num paralelogramo, os ângulos
opostos são congruentes e os lados apostos também são congruentes.
- AB̅̅ ̅̅ //CD̅̅̅̅ e AD̅̅ ̅̅ //BC̅̅̅̅
- AB̅̅ ̅̅ = CD̅̅̅̅ e AD̅̅ ̅̅ = BC̅̅̅̅ (lados opostos iguais)
- Â = Ĉ e B̂ = D̂ (ângulos opostos iguais)
- AC̅̅̅̅ ≠ BD̅̅ ̅̅ (duas diagonais diferentes)
Os paralelogramos mais importantes recebem nomes especiais:
- Losango: 4 lados congruentes
- Retângulo: 4 ângulos retos (90 graus)
- Quadrado: 4 lados congruentes e 4 ângulos retos.
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145
Observações:
- No retângulo e no quadrado as diagonais são congruentes (iguais)
- No losango e no quadrado as diagonais são perpendiculares entre si (formam ângulo de 90°) e são
bissetrizes dos ângulos internos (dividem os ângulos ao meio).
Fórmulas da área dos quadriláteros:
1 - Trapézio: A =
(B+b).h
2
, onde B é a medida da base maior, b é a medida da base menor e h é medida
da altura.
2 - Paralelogramo: A = b.h, onde b é a medida da base e h é a medida da altura.
3 - Retângulo: A = b.h
4 - Losango: A =
D.d
2
, onde D é a medida da diagonal maior e d é a medida da diagonal menor.
5 - Quadrado: A = l2, onde l é a medida do lado.
Exemplos
01. Determine a medida dos ângulos indicados:
a)
b)
c)
Resolução
01. Respostas: a = 70º; b = 162º e c = 18º.
a) x + 105° + 98º + 87º = 360º
x + 290° = 360°
x = 360° - 290°
x = 70º
b) x + 80° + 82° = 180°
x + 162° = 180°
x = 180º - 162º
x = 18°
18º + 90º + y + 90º = 360°
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y + 198° = 360°
y = 360º - 198°
y = 162º
c) 3a / 2 + 2a + a / 2 + a = 360º
(3a + 4a + a + 2a) / 2 = 720° /2
10a = 720º
a = 720° / 10
a = 72°
72° + b + 90° = 180°
b + 162° = 180°
b = 180° - 162°
b = 18°.
Questões
01. Com relação aos quadriláteros, assinale a alternativa incorreta:
(A) Todo quadrado é um trapézio.
(B) Todo retângulo é um paralelogramo.
(C) Todo quadrado é um losango.
(D) Todo trapézio é um paralelogramo.
(E) Todo losango é um paralelogramo.
02. Na figura, ABCD é um trapézio isósceles, onde AD = 4, CD = 1, A = 60° e a altura vale 2√3. A área
desse trapézio é
(A) 4.
(B) (4√3)/3.
(C) 5√3.
(D) 6√3.
(E) 7.
03. A figura abaixo é um trapézio isósceles, onde a, b, c representam medidas dos ângulos internos
desse trapézio. Determine a medida de a, b, c.
(A) a = 63°, b = 117° e c = 63°
(B) a = 117°, b = 63° e c = 117°
(C) a = 63°, b = 63° e c = 117°
(D) a = 117°, b = 117° e c = 63°
(E) a = b = c = 63°
04. Sabendo que x é a medida da base maior, y é a medida da base menor, 5,5 cm é a medida da
base média de um trapézio e que x - y = 5 cm, as medidas de x e y são, respectivamente:
(A) 3 e 8
(B) 5 e 6
(C) 4 e 7
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147
(D) 6 e 5
(E) 8 e 3
05. (Câmara de Sumaré – Escriturário – VUNESP/2017)A figura, com dimensões indicadas em
centímetros, mostra um painel informativo ABCD, de formato retangular, no qual se destaca a região
retangular R, onde x > y.
Sabendo-se que a razão entre as medidas dos lados correspondentes do retângulo ABCD e da região
R é igual a 5/2, é correto afirmar que as medidas, em centímetros, dos lados da região R, indicadas por
x e y na figura, são, respectivamente,
(A) 80 e 64.
(B) 80 e 62.
(C) 62 e 80.
(D) 60 e 80.
(E) 60 e 78.
06. (UEM – Técnico Administrativo – UEM/2017) Rui fez um canteiro retangular de 12,5 m de
comprimento por 6 m de largura. Então a área deste canteiro, em m², é igual a
(A) 18,5.
(B) 37.
(C) 72.
(D) 74.
(E) 75.
Comentários
01. Resposta: D.
Trata-se de uma pergunta teórica.
a) V → o quadrado tem dois lados paralelos, portanto é um trapézio.
b) V → o retângulo tem os lados opostos paralelos, portanto é um paralelogramo.
c) V → o quadrado tem os lados opostos paralelos e os 4 lados congruentes, portanto é um losango.
d) F
e) V → o losango tem lados opostos paralelos, portanto é um paralelogramo.
02. Resposta: D.
De acordo com e enunciado, temos:
- sen60º =
𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑜𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜
ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎
→
√3
2
=
ℎ
4
→ 2h = 4√3 → h = 2√3
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148
- cos60º =
𝑐𝑎𝑡𝑒𝑡𝑜 𝑎𝑑𝑗𝑎𝑐𝑒𝑛𝑡𝑒
ℎ𝑖𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑢𝑠𝑎
→
1
2
=
𝑥
4
→ 2x = 4 → x = 2
- base maior AB = x + 1 + x = 2 + 1 + 2 = 5
- base menor CD = 1
A =
(𝐵+𝑏).ℎ
2
→ A =
(5+1).2√3
2
→ A = 6√3
03. Resposta: C.
Em um trapézio isósceles como o da figura, os ângulos da base são congruentes e os ângulos
superiores também são congruentes. E a soma de uma superior mais um da base é igual a 180°.
c = 117°
a + 117° = 180°
a = 180° - 117°
a = 63°
b = 63°
04. Resposta: E.
x + y = 11
x - y = 5
_________
2x + 0 = 16
2x = 16/2
x = 8
x + y = 11
8 + y = 11
y = 11 – 8
y = 3
05. Resposta: A.
Pelo critério de razões temos:
200/x = 5/2
5x = 400
x = 400/5
x = 80
160/y = 5/2
5y= 320
y = 320/5
y = 64
06. Resposta: E.
A área de um retângulo é comprimento x largura, então:
12,5 x 6 = 75,0
CIRCUNFERÊNCIA E CÍRCULO
Circunferência: A circunferência é o lugar geométrico de todos os pontos de um plano que estão
localizados a uma mesma distância r de um ponto fixo denominado o centro da circunferência. Esta talvez
seja a curva mais importante no contexto das aplicações.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
149
Círculo: (ou disco) é o conjunto de todos os pontos de um plano cuja distância a um ponto fixo O é
menor ou igual que uma distância r dada. Quando a distância é nula, o círculo se reduz a um ponto. O
círculo é a reunião da circunferência com o conjunto de pontos localizados dentro da mesma. No gráfico
acima, a circunferência é a linha de cor verde escuro que envolve a região verde claro, enquanto o círculo
é toda a região pintada de verde reunida com a circunferência.
Pontos interiores de um círculo e exteriores a um círculo
Pontos interiores: Os pontos interiores de um círculo são os pontos do círculo que não estão na
circunferência.
Pontos exteriores: Os pontos exteriores a um círculo são os pontos localizados fora do círculo.
Raio, Corda e Diâmetro
Raio: Raio de uma circunferência (ou de um círculo) é um segmento de reta com uma extremidade no
centro da circunferência (ou do círculo) e a outra extremidade num ponto qualquer da circunferência. Na
figura abaixo, os segmentos de reta OA̅̅ ̅̅ , OB̅̅ ̅̅ e OC̅̅̅̅ são raios.
Corda: Corda de uma circunferência é um segmento de reta cujas extremidades pertencem à
circunferência (ou seja, um segmento que une dois pontos de uma circunferência). Na figura abaixo, os
segmentos de reta AC̅̅̅̅ e DE̅̅ ̅̅ são cordas.
Diâmetro: Diâmetro de uma circunferência (ou de um círculo) é uma corda que passa pelo centro da
circunferência. Observamos que o diâmetro é a maior corda da circunferência. Na figura abaixo, o
segmento de reta AC̅̅̅̅ é um diâmetro.
Posições relativas de uma reta e uma circunferência
Reta secante: Uma reta é secante a uma circunferência se essa reta intercepta a circunferência em
dois pontos quaisquer, podemos dizer também que é a reta que contém uma corda.
Reta tangente: Uma reta tangente a uma circunferência é uma reta que intercepta a circunferência
em um único ponto P. Este ponto é conhecido como ponto de tangência ou ponto de contato. Na figura
ao lado, o ponto P é o ponto de tangência e a reta que passa pelos pontos E e F é uma reta tangente à
circunferência.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
150
Reta externa (ou exterior): é uma reta que não tem ponto em comum com a circunferência. Na figura
abaixo a reta t é externa.
Propriedades das secantes e tangentes
Se uma reta s, secante a uma circunferência de centro O, intercepta a circunferência em dois pontos
distintos A e B e se M é o ponto médio da corda AB, então o segmento de reta OM é perpendicular à reta
secante s.
Se uma reta s, secante a uma circunferência de centro O, intercepta a circunferência em dois pontos
distintos A e B, a perpendicular às retas que passam pelo centro O da circunferência, passa também pelo
ponto médio da corda AB.
Seja OP um raio de uma circunferência, onde O é o centro e P um ponto da circunferência. Toda reta
perpendicular ao raio OP é tangente à circunferência no ponto de tangência P.
Toda reta tangente a uma circunferência é perpendicular ao raio no ponto de tangência.
Posições relativas de duas circunferências
Reta tangente comum: Uma reta que é tangente a duas circunferências ao mesmo tempo é
denominada uma tangente comum. Há duas possíveis retas tangentes comuns: a interna e a externa.
Ao traçar uma reta ligando os centros de duas circunferências no plano, esta reta separa o plano em
dois semiplanos. Se os pontos de tangência, um em cada circunferência, estão no mesmo semiplano,
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151
temos uma reta tangente comum externa. Se os pontos de tangência, um em cada circunferência, estão
em semiplanos diferentes, temos uma reta tangente comum interna.
Circunferências internas: Uma circunferência C1 é interna a uma circunferência C2, se todos os
pontos do círculo C1 estão contidos no círculo C2. Uma circunferência é externa à outra se todos os seus
pontos são pontos externos à outra.
Circunferências concêntricas: Duas ou mais circunferências com o mesmo centro, mas com raios
diferentes são circunferências concêntricas.
Circunferências tangentes: Duas circunferências que estão no mesmo plano, são tangentes uma à
outra, se elas são tangentes à mesma reta no mesmo ponto de tangência.
As circunferências são tangentes externas uma à outra se os seus centros estão em lados opostos da
reta tangente comum e elas são tangentes internas uma à outra se os seus centros estão do mesmo lado
da reta tangente comum.
Circunferências secantes: são aquelas que possuem somente dois pontos distintos em comum.
Segmentos tangentes: Se AP e BP são segmentos de reta tangentes à circunferência nos ponto A e
B, então esses segmentos AP e BP são congruentes.
ÂNGULOS (OU ARCOS) NA CIRCURFERÊNCIA
Ângulo central: é um ângulo cujo vértice coincide com o centro da circunferência. Este ângulo
determina um arco na circunferência, e a medida do ângulo central e do arco são iguais.
Apostila gerada especialmentepara: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
152
O ângulo central determina na circunferência um arco 𝐴�̂� e sua medida é igual a esse arco.
α = AB̂
Ângulo Inscrito: é um ângulo cujo vértice está sobre a circunferência.
O ângulo inscrito determina na circunferência um arco 𝐴�̂� e sua medida é igual à metade do arco.
α =
AB̂
2
Ângulo Excêntrico Interno: é formado por duas cordas da circunferência.
O ângulo excêntrico interno determina na circunferência dois arcos AB e CD e sua medida é igual à
metade da soma dos dois arcos.
α =
AB̂ + CD̂
2
Ângulo Excêntrico Externo: é formado por duas retas secantes à circunferência.
O ângulo excêntrico externo determina na circunferência dois arcos 𝐴�̂� e 𝐶�̂� e sua medida é igual à
metade da diferença dos dois arcos.
α =
AB̂ − CD̂
2
Questões
01. O valor de x na figura abaixo é:
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153
(A) 90°
(B) 92°
(C) 96°
(D) 98°
(E) 100°
02. Na figura abaixo, qual é o valor de y?
(A) 30°
(B) 45°
(C) 60°
(D) 35°
(E) 25°
03. Na figura seguinte, a medida do ângulo x, em graus, é:
(A) 80°
(B) 82°
(C) 84°
(D) 86°
(E) 90°
04. A medida do arco x na figura abaixo é:
(A) 15°
(B) 20°
(C) 25°
(D) 30°
(E) 45°
05. Uma reta é tangente a uma circunferência quando:
(A) tem dois pontos em comum.
(B) tem três pontos em comum.
(C) não tem ponto em comum.
(D) tem um único ponto em comum.
(E) nda
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154
Comentários
01. Resposta: B.
O ângulo dado na figura (46°) é um ângulo inscrito, portanto é igual à metade do arco x:
46° =
𝑥
2
x = 46°.2
x = 92°
02. Resposta: D.
O ângulo da figura é um ângulo excêntrico externo, portanto é igual à metade da diferença dos dois
arcos dados.
𝑦 =
110°−40°
2
𝑦 =
70°
2
= 35°
03. Resposta: C.
O ângulo x é um ângulo excêntrico interno, portanto é igual à metade da soma dos dois arcos.
𝑥 =
108°+60°
2
𝑥 =
168°
2
= 84°
04. Resposta: A.
O ângulo de 55 é um ângulo excêntrico interno, portanto é igual à metade da soma dos dois arcos.
55° =
95°+𝑥
2
55°. 2 = 95° + 𝑥
110° − 95° = 𝑥
𝑥 = 15°
05. Resposta: D.
Questão teórica
RELAÇÕES MÉTRICAS NO TRIÂNGULO RETÂNGULO
Na figura abaixo temos um triângulo retângulo cuja hipotenusa é a base e h é a altura relativa a essa
hipotenusa:
Sendo:
A= hipotenusa
b e c = catetos
h= altura
m e n = projeções do catetos
Por semelhança de triângulos temos quatro relações métricas válidas somente para triângulos
retângulos que são:
I) Teorema de Pitágoras: O quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos.
HIP2 = CAT2 + CAT2
a² = b² + c²
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155
II) O quadrado de um cateto é igual ao produto da hipotenusa pela projeção do cateto.
CAT2 = HIP.PROJ
c² = a.m
b² = a.n
III) O quadrado da altura é igual ao produto das projeções dos catetos.
ALT2 = PROJ.PROJ
h² = m.n
IV) O produto da hipotenusa pela altura é igual ao produto dos catetos.
HIP.ALT = CAT.CAT
a.h = b.c
Exemplo
A área de um triângulo retângulo é 12 dm2. Se um dos catetos é 2/3 do outro, calcule a medida da
hipotenusa desse triângulo.
Do enunciado se um cateto é x o outro é
2𝑥
3
, e em um triângulo retângulo para calcular a área, uma
cateto é a base e o outro é a altura, e a fórmula da área é 𝐴 =
𝑏.ℎ
2
, então:
A = 12
𝑥.
2𝑥
3
2
= 12
2𝑥2
6
= 12 → 2x2 = 12.6 → 2x2 = 72 → x2 = 72 : 2
x2 = 36 → 𝑥 = √36 = 6
Uma cateto mede 6 e o outro
2.6
3
= 4, pelo teorema de Pitágoras, sendo a a hipotenusa:
a2 = 62 + 42
a2 = 36 + 16
a2 = 52
𝑎 = √52
𝑎 = √13.4
𝑎 = 2√13
Questões
01. (Polícia Científica/PR – Perito Criminal – IBFC/2017) A medida da altura relativa à hipotenusa
de um triângulo retângulo de catetos 6 cm e 8 cm é igual a:
(A) 2
(B) 4
(C) 4,8
(D) 6
(E) 10
02. (UEL) Pedrinho não sabia nadar e queria descobrir a medida da parte mais extensa (AC) da "Lagoa
Funda". Depois de muito pensar, colocou 3 estacas nas margens da lagoa, esticou cordas de A até B e
de B até C, conforme figura abaixo. Medindo essas cordas, obteve:
AB
= 24 m e
BC
= 18 m. Usando
seus conhecimentos matemáticos, Pedrinho concluiu que a parte mais extensa da lagoa mede:
(A) 30
(B) 28
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156
(C) 26
(D) 35
(E) 42
03. Em um triângulo retângulo a hipotenusa mede 10 cm e um dos catetos mede 6 cm, pede-se
determinar as medidas do outro cateto, a altura e as projeções dos catetos.
(A) 24cm
(B) 8cm
(C) 64cm
(D) 16cm
(E) 6cm
04. Em um triângulo ABC, figura a seguir, as medianas que partem de A e de B são perpendiculares.
Se
BC
= 8 e
AC
= 6, o valor de
AB
é:
(A)
63
(B)
34
(C)
712
(D)
52
(E)
24
05. Em um triângulo retângulo os catetos medem 6 cm e 8 cm. Determinar a medida da hipotenusa,
da altura e das projeções dos catetos desse triângulo.
(A) 12 cm, 5 cm, 3,6 cm e 6,4 cm
(B) 10 cm, 4,8 cm, 3,6 cm e 6,4 cm
(C) 10 cm, 5 cm, 3,6 cm e 7 cm
(D) 10 cm, 4,8 cm, 4 cm e 6,4 cm
(E) 15 cm, 4,8 cm, 3,6 cm e 6,4 cm
Comentários
01. Resposta: C.
Primeiramente devemos calcular o valor da hipotenusa deste triângulo, para posteriormente calcular
a altura (utilizando a relação ALT.HIP = CAT.CAT).
HIP² = CAT² + CAT²
X² = 6² + 8²
X² = 36 + 64 = 100
X = 10.
ALT.10 = 6.8
ALT = 48/10 = 4,8
02. Resposta: A.
Pelo teorema de Pitágoras:
𝐴𝐶̅̅ ̅̅ 2 = 242 + 182
𝐴𝐶̅̅ ̅̅ 2 = 576 + 324
𝐴𝐶̅̅ ̅̅ 2 = 900
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
157
𝐴𝐶̅̅ ̅̅ = √900
𝐴𝐶̅̅ ̅̅ = 30
03. Resposta B.
Do enunciado um cateto mede 6 cm e a hipotenusa 10 cm, pelo teorema de Pitágoras:
102 = x2 + 62
100 = x2 + 36
100 – 36 = x2
x2 = 64
x = √64
x = 8 cm
04. Resposta: D.
Mediana divide o lado oposto em duas partes iguais.
Pelo teorema de Pitágoras:
x2 = (2a)2 + (2b)2
x2 = 4a2 + 4b2 (colocando o 4 em evidência)
x2 = 4.(a2 + b2) (I)
32 = (2a2) +b2
9 = 4a2 + b2 (II)
42 = a2 + (2b)2
16 = a2 + 4b2 (III)
Somando, membro a membro, as equações (II) e (III):
5 = a2 + b2 (substituindo em (I)):
x2 = 4.5
x2 = 20
x = √20
x = 2√5
05. Respostas: B.
Utilizando as relações métricas, temos:
Teorema de Pitágoras:
a2 = 82 + 62
a2 = 64 + 36
a2 = 100
a = √100
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158
a = 10 cm
HIP.ALT = CAT.CAT
10.h = 8.6
10h = 48 → h = 48 : 10 = 4,8 cm
CAT2 = HIP.PROJ
62 = 10.n
36 = 10 n
n = 36 : 10 = 3,6 cm
82 = 10.m
64 = 10m
m = 64 : 10 = 6,4 cm
RELAÇÕES MÉTRICAS NA CIRCUNFERÊNCIA (OU POTÊNCIA DE PONTO)
Numa circunferência de centro o e raio r temos as seguintes definições:
a) Corda: segmento que une dois pontos quaisquer de uma circunferência.
b) Diâmetro: é qualquer corda que passa pelo centro de uma circunferência. É a maior corda possível.
A medida do diâmetro é igual ao dobro do raio.
Posições de reta em relação a uma circunferência:
a) Reta secante: é uma reta que tem dois pontos em comum com a circunferência.
b) Reta tangente: é uma reta que tem um único ponto em comum com a circunferência.
c) Reta exterior (ou externa): é uma reta quenão tem pontos em comum com a circunferência.
Relação métrica em uma circunferência (ou potência de ponto) é uma característica do ponto em
relação à circunferência, e portanto não depende da reta escolhida, desde que intercepte a circunferência.
E é importante destacar:
I) Duas cordas: sendo AB e CD duas cordas e P o ponto de intersecção, temos:
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159
II) Duas secantes: sendo PD e PB duas secantes e P o ponto de intersecção, temos:
III) Secante e tangente:
Questões
01. (CESGRANRIO) Na figura a seguir, AB = 8 cm, BC = 10 cm, AD = 4 cm e o ponto O é o centro da
circunferência. O perímetro do triângulo AOC mede, em centímetros:
(A) 36
(B) 45
(C) 48
(D) 50
(E) 54
02. (FUVEST) O valor de x na figura abaixo é:
(A) 20/3
(B) 3/5
(C) 1
(D) 4
(E) 15
03. De um ponto exterior a uma circunferência são traçadas uma tangente e uma secante, conforme a
figura seguinte. A tangente AB̅̅ ̅̅ mede 10 m e as medidas AC̅̅̅̅ e CD̅̅̅̅ são iguais. Assim, o comprimento da
secante AD̅̅ ̅̅ é igual a:
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160
(A) 10 m
(B) 5√2 m
(C) 10√2 m
(D) 15√2 m
(E) 15 m
Comentários
01. Resposta: E.
Para calcular o perímetro do triângulo, temos que calcular o raio r da circunferência. Temos que
prolongar o segmento AO até interceptar a circunferência, determinando um ponto E.
De acordo com as relações, temos:
AD.AE = AB.AC
4.(4 + 2r) = 8(10 + 8)
16 + 8r = 8.18
8r = 144 – 16
8r = 128
r = 128/8
r = 16.
Então:
AO = 4 + 16 = 20
OC = 16
AC = 18
Perímetro = 20 + 16 + 18 = 54
02. Resposta: B.
De acordo com a relação entre duas cordas:
x.10 = 2.3
10x = 6
x =
6
10
=
3
5
03. Resposta: C.
𝐴𝐵̅̅ ̅̅ 2 = 𝐴𝐶̅̅ ̅̅ . 𝐴𝐷̅̅ ̅̅
102 = x.2x
100 = 2x2
x2 = 100/2
x2 = 50
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161
x = √50
x = 5√2
AD̅̅ ̅̅ = 2x ➔ AD̅̅ ̅̅ = 2.5√2 ➔ AD̅̅ ̅̅ = 10√2 m
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
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:
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162
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:
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:
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163
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
(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.
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164
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.
(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:
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
165
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:
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 quadradoterá 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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
166
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
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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
167
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:
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:
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
168
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:
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.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
169
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.
(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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
170
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:
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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
171
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 umacoroa 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
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
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.
4.3 TRIGONOMETRIA
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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
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
- a é a hipotenusa.
- b e c são os catetos.
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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
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
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(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.
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.
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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.
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°
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Sendo 17° + 73° = 90° (ângulos complementares), lembrando que quando dois ângulos são
complementares o seno de um deles é igual ao cosseno do outro, resultaque sen73° = cos17°. Então:
𝑦 =
𝑐𝑜𝑠17°
𝑐𝑜𝑠17°
= 1
05. Resposta: A.
06. Resposta: B.
Observando a figura, temos: h = x + y
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
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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
MEDIDAS DE ARCOS E ÂNGULOS
Arcos (e ângulos) na circunferência
Se forem tomados dois pontos A e B sobre uma circunferência, ela ficará dividida em duas partes
chamadas arcos. Estes dois pontos A e B são as extremidades dos arcos.
Usamos a seguinte representação: AB.
Observação: quando A e B são pontos coincidentes, um arco é chamado de nulo e o outro arco de
uma volta.
Unidades de medidas de arcos (e ângulos)
I) Grau: para medir ângulos a circunferência foi dividida em 360° partes iguais, e cada uma dessas
partes passou a ser chamada de 1 grau (1°).
1° =
1
360
(𝑢𝑚 𝑡𝑟𝑒𝑧𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑒 𝑠𝑒𝑠𝑠𝑒𝑛𝑡𝑎 𝑎𝑣𝑜𝑠) 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑛𝑓𝑒𝑟ê𝑛𝑐𝑖𝑎.
Submúltiplos do grau
O grau tem dois submúltiplos (medidas menores que o grau). São o minuto e o segundo, de forma que:
1° = 60′ ou seja 1 minutos é igual a 1/60 do grau.
1’ = 60” ou seja 1 segundo é igual a 1/60 do minuto.
II) Radiano
A medida de um arco, em radianos, é a razão (divisão) entre o comprimento do arco e o raio da
circunferência sobre a qual está arco está determinado.
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Sendo α o ângulo (ou arco), r o raio e l o comprimento do arco, temos:
α =
l
r
O arco l terá seu comprimento máximo (ou maior) quando for igual ao comprimento total de uma
circunferência (C = 2πr – fórmula do comprimento da circunferência), ou seja lmáximo = C → lmax = 2πr.
Então, o valor máximo do ângulo α em radianos será:
α =
2πr
r
==> α = 2π rad
Observação: uma volta na circunferência é igual a 360° ou 2π rad.
Conversões
- graus para radianos: para converter grau para radianos usamos uma regra de três simples.
Exemplo:
Converter 150° para radianos.
180° π rad
150° x rad
180°
150°
=
π
x
180𝑥 = 150𝜋
x =
150π
180
(simplificando)
x =
5π
6
rad
- radianos para graus: basta substituir o π por 180°.
Exemplo:
Converter
3π
2
rad para graus (ou podemos usar regra de três simples também).
3𝜋
2
=
3.180
2
=
540
2
= 270°
Questões
01. Um ângulo de 120° equivale a quantos radianos?
(A)
7𝜋
6
𝑟𝑎𝑑
(B)
5𝜋
6
𝑟𝑎𝑑
(C)
𝜋
6
𝑟𝑎𝑑
(D)
𝜋
3
𝑟𝑎𝑑
(E)
2𝜋
3
𝑟𝑎𝑑
02. Um ângulo de
5𝜋
4
rad equivale a quantos graus?
(A) 180°
(B) 210°
(C) 300°
(D) 270°
(E) 225°
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03. (FUVEST) Quantos graus, mede aproximadamente, um arco de 0,105 rad? (usar π = 3,14)
(A) 6°
(B) 5°
(C) 4°
(D) 3°
(E) 2°
Comentários
01. Resposta: E.
180° π rad
120° x rad
180°
120°
=
𝜋
𝑥
180x = 120π
𝑥 =
120𝜋
180
(simplificando)
𝑥 =
2𝜋
3
𝑟𝑎𝑑
02. Resposta: E.
5𝜋
4
=
5.180°
4
=
900°
4
= 225°
03. Resposta: A.
Neste caso, usamos regra de três:
180° π rad
x 0,105 rad
180°
𝑥
=
𝜋
0,105
π.x = 180°.0,105
3,14x = 18,9
x = 18,9 : 3,14 ≅ 6,01
x ≅ 6°
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'
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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
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)=0e 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
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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.
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.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
182
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.
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").
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183
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.
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)
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184
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:
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.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
185
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
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
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(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:
(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°
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187
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°
IDENTIDADES OU RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS FUNDAMENTAIS
Aqui aprenderemos relações que são fundamentais para a resolução de questões trigonométricas.
Relação I – sen2 x + cos2 x = 1, para todo x ϵ [0 , 2π[
Aplicando o teorema de Pitágoras ao triângulo OPP2, obtermos a fórmula acima.
Exemplo:
Dado sen x = 1/3 , com π/2 < x < π , obter cos x.
Usando a relação fundamental, temos:
(
1
3
)
2
+ 𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 → 𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 −
1
9
=
8
9
→ 𝑐𝑜𝑠𝑥 = ±√
8
9
= ±
2√2
3
Como o intervalo esta compreendido π/2 < x < π, notamos que x está no 2º quadrante, e
consequentemente, cos x < 0. , assim teremos 𝑐𝑜𝑠𝑥 = −
2√2
3
Relação II - 𝒕𝒈𝒙 =
𝒔𝒆𝒏 𝒙
𝐜𝐨𝐬 𝒙
, 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒕𝒐𝒅𝒐 𝒙 ≠
𝝅
𝟐
+ 𝒌𝝅, 𝒌 𝝐 𝒁
O eixo (vertical) das tangentes é obtido ao se tangenciar, por uma reta, o ciclo no ponto A, origem da
contagem dos arcos.
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188
➔ Valores Notáveis
𝒕𝒈
𝝅
𝟒
Pela relação fundamental II, temos:
𝑡𝑔
𝜋
4
=
𝑠𝑒𝑛
𝜋
4
𝑐𝑜𝑠
𝜋
4
=
√2
2
√2
2
= 1
Se observamos a figura ao lado, o quadrilátero formado
confirma o valor acima encontrado.
𝒕𝒈
𝝅
𝟑
𝒆 𝒕𝒈
𝝅
𝟔
Pela relação fundamental II, temos:
𝑡𝑔
𝜋
3
=
𝑠𝑒𝑛
𝜋
3
𝑐𝑜𝑠
𝜋
3
=
√3
2
1
2
= √3
𝑡𝑔
𝜋
6
=
𝑠𝑒𝑛
𝜋
6
𝑐𝑜𝑠
𝜋
6
=
1
2
√3
2
=
√3
3
Exemplo:
Para calcular 𝑡𝑔
3𝜋
4
, devemos unir o centro à extremidade do arco, prolongando esse segmento até o eixo
das tangentes.
Notando a congruência entre os três ângulos assinalados, concluímos que:
𝑡𝑔
3𝜋
4
= −𝑡𝑔
𝜋
4
= −1
Podemos resolver também pela relação fundamental II:
𝑡𝑔
3𝜋
4
=
𝑠𝑒𝑛
3𝜋
4
𝑐𝑜𝑠
3𝜋
4
=
√2
2
−
√2
2
= −1
𝑡𝑔
7𝜋
4
=
𝑠𝑒𝑛
7𝜋
4
𝑐𝑜𝑠
7𝜋
4
=
−
√2
2
√2
2
= −1
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189
OUTRAS IDENTIDADES OU RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS
Relação III - 𝒄𝒐𝒕𝒈𝒙 =
𝒄𝒐𝒔 𝒙
𝒔𝒆𝒏 𝒙
, 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒕𝒐𝒅𝒐 𝒙 ≠ 𝒌𝝅, 𝒌 𝝐 𝒁
Assim como para a tangente para a cotangente também é necessário acoplar um eixo externo, porém ele
é feito no ponto B, que corresponde a π/2 radianos.
Relação IV – 𝐬𝐞𝐜𝒙 =
𝟏
𝒄𝒐𝒔𝒙
, 𝒑𝒂𝒓𝒂 𝒕𝒐𝒅𝒐 𝒙 ≠
𝝅
𝟐
+ 𝒌𝝅, 𝒌 𝝐 𝒁
Relação V – cossec 𝑥 =
1
𝑠𝑒𝑛𝑥
, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑑𝑜 𝑥 ≠ 𝑘𝜋, 𝑘 𝜖 𝑍
Exemplos:
1) 𝑐𝑜𝑠𝑠𝑒𝑐
5𝜋
4
=
1
𝑠𝑒𝑛
5𝜋
4
=
1
−
√2
2
= −√2
2) 𝑠𝑒𝑐
5𝜋
3
=
1
𝑐𝑜𝑠
5𝜋
3
=
1
1
2
= 2
3) 𝑐𝑜𝑡𝑔
5𝜋
6
=
𝑐𝑜𝑠
5𝜋
6
𝑠𝑒𝑛
5𝜋
6
=
−
√3
2
1
2
= −√3
Questões
01. (SAMAE – CONTADOR – FUNTEF/PR) Considerando que sen
π
10
=
√5−1
4
, o valor de 𝑐𝑜𝑠
𝜋
10
é:
(A)
√10+2√5
4
(B)
√10−2√5
4
(C)
√12√5
4
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190
(D) -1/2
(E) 1/4
02. (SANEAR – FISCAL - FUNCAB) Sendo cos x =1/2 com 0° < x < 90°, determine o valor da expressão
E = sen² x + tg² x.
(A) 9/4
(B) 11/4
(C) 13/4
(D) 15/4
(E) 17/4
03. (SABESP – ANALISTA DE GESTÃO I -CONTABILIDADE – FCC) O gráfico da função f(x) = cos²x –
sen²x + cos x, no intervalo [0,2π], intercepta o eixo das abscissas em três pontos distintos (a,0), (b,0) e
(c,0), sendo a < b < c. Nessas condições, a diferença (c − b) vale
(A) π /3
(B) 2π /3
(C) π
(D) π /6
(E) 5π /6
04. (COBRA TECNOLOGIA – TÉCNICO DE OPERAÇÕES – DOCUMENTOS/QUALIDADE - ESPP) O
valor da expressão sec(180º) +[ sen(-45º)]2 cossec(450º)+ cos2(315º) é igual a:
(A) 2
(B) -1
(C) 1
(D) 0
Respostas
01. Resposta: A.
Sen²x + cos²x = 1
(
√5−1
4
)
2
+ 𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1
𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 − (
√5−1
4
)
2
𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 −
5−2√5+ 1
16
𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1 −
6−2√5
16
𝑐𝑜𝑠2𝑥 =
16
16
−
6−2√5
16
𝑐𝑜𝑠2𝑥 =
10−2√5
16
𝑐𝑜𝑠𝑥 =
√10+2√5
4
02. Resposta: D.
Sen²x + cos²x = 1
𝑠𝑒𝑛2𝑥 + (
1
2
)
2
= 1
𝑠𝑒𝑛2𝑥 = 1 −
1
4
𝑠𝑒𝑛2𝑥 =
3
4
𝑠𝑒𝑛𝑥 = ±
√3
2
Como está no primeiro quadrante
𝑠𝑒𝑛𝑥 = +
√3
2
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191
𝐸 = 𝑠𝑒𝑛2𝑥 + 𝑡𝑔2𝑥 = 𝑠𝑒𝑛2𝑥 +
𝑠𝑒𝑛2𝑥
𝑐𝑜𝑠2𝑥
= (
√3
2
)
2
+
(
√3
2
)
2
(
1
2
)
2 =
3
4
+
3
4
1
4
=
3
4
+ 3 =
15
4
03. Resposta: B.
𝑠𝑒𝑛2𝑥 + 𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1
𝑠𝑒𝑛2𝑥 = 1 − 𝑐𝑜𝑠²𝑥
Substituindo na função:
f(x) = cos²x - (1 - cos²x) + cosx
f(x)=cos²x + cos²x + cosx - 1
f(x)=2cos²x + cosx - 1
f(x)=0=2cos²x + cosx -1
∆= 1 + 8 =9
𝑐𝑜𝑠𝑥 =
−1±3
4
cos 𝑥 =
−1+3
4
=
1
2
cos 𝑥 =
−1−3
4
= −1
𝑐 =
5𝜋
3
𝑏 = 𝜋
𝑐 − 𝑏 =
5𝜋
3
− 𝜋 =
2𝜋
3
04. Resposta: D.
sec 180° =
1
cos 180°
= −1
𝑠𝑒𝑛(−45) = −𝑠𝑒𝑛 45 = −
√2
2
𝑐𝑜𝑠𝑠𝑒𝑐 450° =
1
𝑠𝑒𝑛450
=
1
𝑠𝑒𝑛90
= 1
360 – 315 = 45
cos 315° = cos 45 =
√2
2
Substituindo:
−1 + (−
√2
2
)
2
. 1 + (
√2
2
)
2
= −1 +
2
4
+
2
4
= −1 + 1 = 0
TRANSFORMAÇÕES
Estaremos aqui obtendo fórmulas que possibilitem encontrar funções circulares da soma e diferença de
dois arcos, dobro (ou triplo) de arco e transformações em produto.
- Fórmulas de Adição e Subtração de Arcos
Observe a figura abaixo:
Considerando dois arcos, a e b, cos (a + b):
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
192
Os arcos 𝐴𝑃�̂� e 𝑅𝐴�̂� possuem a mesma medida (a + b) e, consequentemente, as cordas 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ e 𝑃𝑅̅̅ ̅̅ também
têm medidas iguais.
As coordenadas dos pontos acimas são:
A (1,0);
P (cos a, sen a);
Q (cos (a + b), sen (a + b) e
R (cosb, - sen b).
Aplicando as fórmulas da distância entre dois pontos chegamos a:
∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑎 + 𝑏) ≡ 𝑠𝑒𝑛 𝑎. cos 𝑏 + 𝑠𝑒𝑛 𝑏. 𝑐𝑜𝑠 𝑎
𝑎=𝑏=𝑥
⇒ 𝑠𝑒𝑛 2𝑥 ≡ 2. 𝑠𝑒𝑛 𝑥. cos 𝑥
∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑎 − 𝑏) ≡ 𝑠𝑒𝑛 𝑎. cos 𝑏 − 𝑠𝑒𝑛 𝑏. cos𝑎
∗ 𝑐𝑜𝑠(𝑎 + 𝑏) ≡ cos 𝑎. cos 𝑏 − 𝑠𝑒𝑛 𝑏. 𝑠𝑒𝑛 𝑎
𝑎=𝑏=𝑥
⇒ 𝑐𝑜𝑠 2𝑥 ≡ 𝑐𝑜𝑠2𝑥 − 𝑠𝑒𝑛2𝑥
∗ 𝑐𝑜𝑠(𝑎 − 𝑏) ≡ cos 𝑎. cos 𝑏 + 𝑠𝑒𝑛 𝑏. 𝑠𝑒𝑛 𝑎
∗ 𝑡𝑔(𝑎 + 𝑏) ≡
𝑡𝑔 𝑎 + 𝑡𝑔 𝑏
1 − 𝑡𝑔 𝑎. 𝑡𝑔 𝑏 𝑎=𝑏=𝑥
⇒ 𝑡𝑔 2𝑥 ≡
2. 𝑡𝑔 𝑥
1 − 𝑡𝑔2 𝑥
∗ 𝑡𝑔(𝑎 − 𝑏) ≡
𝑡𝑔 𝑎 − 𝑡𝑔 𝑏
1 + 𝑡𝑔 𝑎. 𝑡𝑔 𝑏
Exemplos:
1) sen 105º = sen (60º + 45º) = sen 60º . cos 45º + sen 45º . cos 60º
2) cos 135º = cos (90º + 45º) = cos 90º . cos 45º – sen 90º . sen 45º
3) Demonstre que cos (2π + x) = cos x.
cos (2π + x) = cos 2π . cos x – sen 2π . sen x = 1 . cos x – 0 . sen x = cos x
4) Utilizando as fórmulas da adição, desenvolva a expressão tg (π + x).
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
193
- Arcos Duplos
Utilizado quando as fórmulas do seno, cosseno e tangente do arco (a + b), fazemos b = a.
Exemplos:
Observe o ciclo trigonométrico:
Nele é mostrado um arco 𝐴�̂� que mede a.
Vamos determinar:
1) sen 2a.
2) cos 2a.
3) O quadrante que está o arco que mede 2a.
4) sen 3a.
Resolvendo temos:
1) sen 2a.
Como sen 2a = 2.sen a. cos a e sabemos que sen a = 3/5 , com a no 2º quadrante, encontramos o cos
através de: sen2 a + cos2 a = 1 ➔ cos2 a = 1 – 9/25 ➔ cos2 a = 16/25, como sabemos que a pertence ao
2º quadrante, logo o seu cosseno é negativo: cos a = -4/5.
Com isso fazemos:
𝑠𝑒𝑛 2𝑎 = 2.
3
5
. (−
4
5
) → 𝑠𝑒𝑛 2𝑎 = −
24
25
2) cos 2a.
Como cos 2a = cos2 a – sen2 a, teremos:
cos 2𝑎 =
16
25
−
9
25
→ cos 2𝑎 =
7
25
3) O quadrante que está o arco que mede 2a.
Vamos analisar, como sen 2a < 0 e cos 2a >o , podemos concluir que o arco que mede 2ª tem extremidade
no 4º quadrante.
4) sen 3a.
Como sen 3a = sen (2a + a) ➔ sen 3a = sen 2a . cos a + sen a . cos 2a ➔
𝑠𝑒𝑛 3𝑎 = (−
24
25
) . (−
4
5
) + (
3
5
) . (
7
25
) → 𝑠𝑒𝑛 3𝑎 =
117
125
.
sen 2a = 2.sen a. cos a
cos 2a = cos2 a – sen2 a
𝒕𝒈 𝟐𝒂 =
𝟐𝒕𝒈 𝒂
𝟏 − 𝒕𝒈𝟐𝒂
(𝒂 ≠
𝝅
𝟒
+ 𝒌𝝅)
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194
- Arco Metade
Vamos achar valores que mede a/2, conhecendo os valores das funções trigonométricas do arco que
mede a.
Vamos determinar os valores partindo do cos a, partindo dele determinamos os valores de
𝑠𝑒𝑛
𝑎
2
, 𝑐𝑜𝑠
𝑎
2
𝑒 𝑡𝑔
𝑎
2
.
Para isso utilizaremos a seguinte fórmula: cos 2x = cos2 x – sen2 x
Vamos primeiramente ajusta-la ao nosso problema fazendo 2x = a ➔ cos a = cos2 a/2 – sen2 a/2 (I)
Como temos que o cos2 a/2 = 1 – sen2 a/2:
cos 𝑎 = 1 − 𝑠𝑒𝑛2
𝑎
2
→ 2𝑠𝑒𝑛2
𝑎
2
= 1 − cos 𝑎 → 𝑠𝑒𝑛2
𝑎
2
=
1 − cos 𝑎
2
= 𝒔𝒆𝒏
𝒂
𝟐
= ±√
𝟏 − 𝐜𝐨𝐬𝒂
𝟐
Se em (I) substituirmos sen2 a/2 por 1 – cos2 a/2
cos𝑎 = 𝑐𝑜𝑠2
𝑎
2
− (1 − 𝑐𝑜𝑠2
𝑎
2
) → cos 𝑎 = 2𝑐𝑜𝑠2
𝑎
2
=
1 + cos 𝑎
2
→ 𝒄𝒐𝒔
𝒂
𝟐
= ±√
𝟏 + 𝐜𝐨𝐬𝒂
𝟐
E como:
𝑡𝑔
𝑎
2
=
𝑠𝑒𝑛
𝑎
2
𝐶𝑂𝑆
𝑎
2
( 𝑐𝑜𝑚
𝑎
2
≠
𝜋
2
+ 𝑘. 𝜋, 𝑘 𝜖 𝑍) , 𝑡𝑒𝑚𝑜𝑠:
𝒕𝒈
𝒂
𝟐
= ±√
𝟏 − 𝐜𝐨𝐬𝒂
𝟏 + 𝐜𝐨𝐬𝒂
- Funções trigonométricas de arco que mede a, em função da tangente do arco metade.
- Transformação da soma em produto
As fórmulas abaixo relacionadas nos permitirão transformar somas em produtos.
∗ 𝑠𝑒𝑛 𝑝 + 𝑠𝑒𝑛 𝑞 = 2. 𝑠𝑒𝑛
𝑝 + 𝑞
2
. 𝑐𝑜𝑠
𝑝 − 𝑞
2
∗ 𝑠𝑒𝑛 𝑝 − 𝑠𝑒𝑛 𝑞 = 2. 𝑠𝑒𝑛
𝑝 − 𝑞
2
. 𝑐𝑜𝑠
𝑝 + 𝑞
2
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
195
∗ 𝑐𝑜𝑠 𝑝 + cos 𝑞 = 2. 𝑐𝑜𝑠
𝑝 + 𝑞
2
. 𝑐𝑜𝑠
𝑝 − 𝑞
2
∗ 𝑐𝑜𝑠 𝑝 − cos 𝑞 = −2. 𝑠𝑒𝑛
𝑝 + 𝑞
2
. 𝑠𝑒𝑛
𝑝 − 𝑞
2
Exemplos:
Vamos transformar em produtos:
1) N = sen 4x + sen 6x
Vamos chamar 4x = p e 6x = q
Usando a primeira das fórmulas vistas, obtemos:
𝑁 = 2. 𝑠𝑒𝑛
4𝑥 + 6𝑥
2
. 𝑐𝑜𝑠
4𝑥 − 6𝑥
2
→ 𝑁 = 2. 𝑠𝑒𝑛(5𝑥). cos(−𝑥) → 𝑁 = 2. 𝑠𝑒𝑛 5𝑥. 𝑐𝑜𝑠 𝑥
2) N = 1 – sen 4x
Vamos substituir 1 por sen π/2, obtemos: 𝑁 = 𝑠𝑒𝑛
𝜋
2
− 𝑠𝑒𝑛 4𝑥
Onde: π/2 = p e 4x = q
𝑁 = 2. 𝑠𝑒𝑛(
𝜋
2 − 4𝑥
2
) . 𝑐𝑜𝑠 (
𝜋
2 + 4𝑥
2
) → 𝑁 = 2. 𝑠𝑒𝑛 (
𝜋
4
− 2𝑥) . 𝑐𝑜𝑠 (
𝜋
4
+ 2𝑥)
Referências
IEZZI, Gelson – Matemática Volume Único
IEZZI, Gelson – Matemática Elementar – Volume 3 - Trigonometria
Questões
01. (PREF. ÁGUAS DE CHAPECÓ/SC – FARMACÊUTICO – ALTERNATIVE CONCURSOS) O valor de
(sen 90º + cos 180º) é igual a:
(A) 0
(B) 3
(C) -1
(D) -2
02. (SANEAR – FISCAL - FUNCAB) Sendo cos x =1/2 com 0° < x < 90°, determine o valor da expressão
E = sen² x + tg² x.
(A) 9/4
(B) 11/4
(C) 13/4
(D) 15/4
(E) 17/4
03. (ESCOLA DE SARGENTO DAS ARMAS – COMBATENTE/LOGÍSTICA – TÉCNICA/AVIAÇÃO –
EXÉRCITO BRASILEIRO) A soma dos valores de m que satisfazem a ambas as igualdades
senx=(m+1)/m e cos x=(m+2)/m é
(A) 5
(B) 6
(C) 4
(D) -4
(E) -6
04. (PUC – SP) Se tg (x + y) = 33 e tg x = 3, então tg y é igual a:
(A) 0,2
(B) 0,3
(C) 0,4
(D) 0,5
(E) 0,6
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
196
Respostas
01. Resposta: A.
sen 90°=1
cos〖180°〗= -1
1+(-1)=0
02. Resposta: D.
Sen²x+cos²x=1
𝑠𝑒𝑛2𝑥 + (
1
2
)
2
= 1
𝑠𝑒𝑛2𝑥 = 1 −
1
4
𝑠𝑒𝑛2𝑥 =
3
4
𝑠𝑒𝑛𝑥 = ±
√3
2
Como está no primeiro quadrante
𝑠𝑒𝑛𝑥 = +
√3
2
𝐸 = 𝑠𝑒𝑛2𝑥 + 𝑡𝑔2𝑥 = 𝑠𝑒𝑛2𝑥 +
𝑠𝑒𝑛2𝑥
𝑐𝑜𝑠2𝑥
= (
√3
2
)
2
+
(
√3
2 )
2
(
1
2)
2 =
3
4
+
3
4
1
4
=
3
4
+ 3 =
15
4
03. Resposta: E.
𝑠𝑒𝑛2𝑥 + 𝑐𝑜𝑠2𝑥 = 1
(
𝑚 + 1
𝑚
)
2
+ (
𝑚 + 2
𝑚
)
2
= 1
𝑚2 + 2𝑚 + 1
𝑚2
+
𝑚2 + 4𝑚 + 4
𝑚2
− 1 = 0
𝑚2 + 2𝑚 + 1 +𝑚2 + 4𝑚 + 4 −𝑚2 = 0
𝑚2 + 6𝑚 + 5 = 0
S = -b/a → S = -6/1 = -6
04. Resposta: B.
O cálculo da adição de arcos da tangente é dado por:
𝑡𝑔(𝑥 + 𝑦) =
tg x + tg y
1 – tg x . tg ySabendo que tg (x + y) = 33 e tg x = 3, temos:
33 =
3 + tg y
1 – 3 . tg y
33 – 99.tg y = 3 + tg y
100.tg y = 30
tg y = 30/100
tg y = 0,3
EQUAÇÕES TRIGONOMÉTRICAS
Para que exista uma equação qualquer é preciso que tenha pelo menos uma incógnita e uma
igualdade.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
197
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 suas
extremidades 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.
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.
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198
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
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.
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199
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
𝑠𝑒𝑛𝑥 = √3. 𝑐𝑜𝑠𝑥 ➔ (passar o 𝑐𝑜𝑠𝑥 dividindo para o 1° membro)
𝑠𝑒𝑛𝑥
𝑐𝑜𝑥
= √3 ➔ (das relações fundamentais temos que 𝑡𝑔𝑥 =
𝑠𝑒𝑛𝑥
𝑐𝑜𝑠𝑥
)
𝑡𝑔𝑥 = √3
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200
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)
R(3) = 3000 + 1500.cos90°
R(3) = 3000 + 1500.0
R(3) = 3.000
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201
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 }.
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202
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:
Representação da solução da inequação trigonométrica do tipo tg x > n
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
203
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:
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
204
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
}
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
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:
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
205
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:
Gráfico da função f(x) = cosx
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
206
Características da função tangente
É uma função f : R → R que associa 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:
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207
- Gráfico do Domínio e Imagem do Arsec
- A função inversa do cosseno, denotada por arccos, é definida como:
- Gráfico do Domínio e Imagem do Arccos
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208
- A função inversa da tangente, denotada por arctan, é definida como:
- Gráfico do Domínio e Imagem do Arctan
Referências
brasilescola.com
uff.br/webmat
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).
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
209
( ) 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 infinitosvalores 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)
2√5
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.
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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
210
-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
9
=
√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
=
6
3√5
.
√5
√5
=
6√5
3.5
=
2√5
5
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:
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
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211
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).
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212
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)
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213
(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)
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214
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 matrizes12. 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:
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.
12
IEZZI, 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
4.4 ÁLGEBRA II
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215
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 𝑥 3
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:
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
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216
- 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
- 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:
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217
- 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
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.
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218
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.
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
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219
- 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
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:
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220
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
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.
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221
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. do Rio de Janeiro/RJ - Professor - Pref. do Rio de Janeiro) 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
(C) – 9
(D) – 11
02. (BRDE – Analista de Sistemas – 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.
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222
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
)
(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.
Comentários
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
]
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
223
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
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:
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224
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:
Exemplos
Determinante de umaMatriz de Ordem 3
Seja a matriz quadrada de ordem 3:
Chamamos de determinante dessa matriz:
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225
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:
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
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226
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
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.
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227
Exemplo:
Considere o determinante detA=
Somando a 3ª coluna com a 1ª multiplicada por m, teremos:
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.
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228
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:
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
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229
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.
Exemplo:
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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:
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
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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:
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:
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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
- 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
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233
- 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
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.
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234
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
)
(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:
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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
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)
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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
{
−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
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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
)
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.Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
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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.
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)
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
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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.
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
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240
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.
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.
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
241
Vejamos um exemplo:
Escalone e resolva o sistema:
{
−𝑥 + 𝑦 − 2𝑧 = −9
2𝑥 + 𝑦 + 𝑧 = 6
−2𝑥 − 2𝑦 + 𝑧 = 1
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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz456.771.818-62
242
(-8) x (1eq.) + (3ª eq.)
-8x + 8y – 16z = -8
8x - 6y + 2z = 2
2y – 14z = -6
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.
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243
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.
- 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
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244
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)}.
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
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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.
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
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10. Resolver o sistema
−=+
=−
25
72
yx
yx .
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
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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:
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
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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
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
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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:
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
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250
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.
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
ANÁLISE COMBINATÓRIA
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
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 quantasmaneiras poderá pedir o suco?
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.
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251
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.
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.
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252
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. 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:
Onde:
n! é o produto de todos os números naturais de 1 até n (lê-se: “n fatorial”)
Por convenção temos que:
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253
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 o numerador 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:
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?
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254
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.
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?
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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
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
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.
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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.
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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
257
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
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
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
258
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
09. Resposta: D
O anagrama que ele quer é ZILUF, assim como se inicia com Z podemos admitir todos os outros
anagramas que iniciam com letra diferente de “Z” estão antes do desejado, assim:
F_ _ _ _ = 4.3.2.1 = 24
I_ _ _ _ = 4.3.2.1 = 24
L_ _ _ _ = 4.3.2.1 = 24
U_ _ _ _ = 4.3.2.1 = 24
Daí começa os com Z
Portanto colocaremos Z e a menor letra na segunda opção que será o F
ZF_ _ _ = 3.2.1 = 6
Agora depois do último que começa com ZF vem o que começa com ZI
Mas antes do L temos o F
Assim devemos contar todos que comecem por ZIF
ZIF_ _ = 2
Agora temos o que começa com ZIL
Mas só temos estes possíveis anagramas em ordem crescente que começam com ZIL
ZILFU = 1
ZILUF (Que é o anagrama que queremos)
Apostila gerada especialmente para: Hecthor morais Muniz 456.771.818-62
259
Agora basta saber a posição em que ele ficará,
24 + 24 + 24 + 24 + 6 + 2 + 1 = 105 antes dele, portanto ele estará na 106ª 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