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TURMA DO M˘RIO Álgebra Porcentagem Taxa percentual ou porcentagem de um número a sobre um número b, b é a razão 0≠ x 100 tal que: x 100 b = a , e se indica: x x% 100 = . A palavra porcentagem deriva de por (dividido) e centagem (100). Quando se fala x % de um número, significa multiplicar este número por x 100 . Exemplo: 15 % de 200 = 15 . 200 30 100 = . Potenciação Definições 0 n n 1 a R a 1 a R e n N a a . a− ∀ ∈ ⇒ = ∀ ∈ ∀ ∈ ⇒ = Propriedades 1. m n m na . a a += 2. m m n n a a ,a a −= ≠ 0 n 3. m n m . n(a ) a= 4. n n(a . b) a . b= 5. (a : b)n = an : bn , b 0≠ 6. a – n = n 1 , a 0 a ≠ Nota: Em geral ( ) nnm ma a≠ Em geral ( ) n n na b a b+ ≠ + Radiciação Propriedades 1. n na . b a . b= n 2. n n na : b a : b , b 0= ≠ 3. ( )m mnn a a= 4. m n . mn a a= 5. m mn na a= 6. n . p m . p mna a= www.turmadomario.com.br -1 Produtos notáveis (a + b) � (a – b) = a2 - b2 (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 (a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 (a + b + c)2 = a2+ b2 + c2 + 2 � (ab + ac + bc) Fatoração ab + ac = a � (b + c) ab + ac + db + dc = a � (b + c) + d � (b + c) = (b +c) � (a + d) a2 + 2ab + b2 = (a + b)2 a2 – 2ab + b2 = (a – b)2 ax2 + bx + c = a.(x – �1) � (x – �2), onde �1 e �2 são as raízes de ax 2 + bx + c = 0. a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 = (a + b)3 a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 = (a – b)3 a3 + b3 = (a + b) � (a2 – ab + b2) a3 – b3 = (a – b) � (a2 + ab + b2) a2 + b2 +c2 + 2 � (ab + ac + bc) = (a + b + c)2 Números naturais Números primos: Um número natural e maior que 1 é primo se ele tiver apenas dois divisores naturais distintos: 1 e ele mesmo. Números primos entre si: Dois números naturais são primos entre si se o único divisor natural comum entre eles for 1. Quantidade de divisores naturais de um número natural Se n = ap.bq.cr.ds..., então n tem (p+1) � (q+1) � (r+1)... divisores positivos, sendo n um número natural e a, b, c, d, ... fatores primos do número n. Seqüências Definições Seqüência real é toda função f : I � R, onde I = N* ou I = {1, 2, 3, ... ..., n} Se I = N*, a seqüência é chamada infinita. Se I = {1, 2, 3, ... ..., n} , a seqüência é chamada finita. 2 Progressão Aritmética (PA) Definição Progressão aritmética (PA) é toda seqüência numérica onde, a partir do primeiro termo encontramos os demais somando ao anterior um valor fixo r chamado de razão da PA. Conseqüência da definição: r = a2 – a1 = a3 – a2 = a4 – a3 = ... ... = a n+1 – a n = r Classificação das PA´s Uma PA de números reais pode ser: I.crescente: (razão positiva): r >0 � a n+1 > a n II.decrescente (razão negativa): r < 0 � a n+1 < a n III. constante (razão nula): r = 0 � a n+1 = a n Fórmula do termo geral de uma PA Termos eqüidistantes em PA Na PA genérica: PA(a1, a2, a3,... ..., ap-1, ap, ap+1,... ...,an), tem-se: Soma dos n primeiros termos de uma PA Seja a PA(a1, a2, a3,... ..., an,......) , a soma de seus n primeiros termos é dada por: 3 Seja a PA(a1, a2, a3, ... ... an). Então: Conseqüência: Para obtermos um termo qualquer an, a partir de um termo de ordem p (ap), poderemos utilizar a regra: an = a1 + (n – 1) � r, n� N* an = ap + (n – p) � r, n,p� N* a a a 2p p k p k � com p, k� IN* S (a a ) n 2n 1 n � � Progressão Geométrica (PG) Definição Progressão geométrica (PG) é toda seqüência em que cada termo, a partir do segundo, é igual ao produto do termo anterior por uma constante q, que é chamada razão da P.G. Conseqüência da definição: Se an � 0, então q = a a n 1 n ; ou seja, encontramos a razão da PG dividindo um termo qualquer pelo seu antecessor. Classificação das PG´s: Uma PG pode ser: I.Crescente: quando an+1 > an Exemplo: PG(1, 2, 4, 8, 16, ...), q = 2 II.Decrescente: quando an+1 < an Exemplo: PG(81, 27, 9, 3, 1, ...), q = 1/3 III.Constante: quando an+1 = an Exemplo: PG(2, 2, 2, 2, 2, ...), q = 1 IV.Alternante: quando a1 � 0 e q < 0 Exemplo: PG(2, – 4, 8, – 16, 32, ...), a1 = 2 e q = –2 V. Não decrescente: quando a1 < 0 e q = 0 Exemplo: PG(– 2, 0, 0, 0, 0, ...), a1 = – 2 e q = 0 VI.Não crescente: quando a1 > 0 e q = 0 Exemplo: PG(5, 0, 0, 0, 0, ...), a1 = 5 e q = 0 Fórmula do termo geral da PG Termos eqüidistantes em PG Na PG genérica: PG(a1, a2, a3,... ..., ap-1, ap, ap+1,... ...,an), então: Produto dos n primeiros termos de uma PG (Pn) 4 Seja a PG genérica: PG(a1, a2, a3, a4, ......). Assim: Conseqüência: Para obtermos um termo qualquer an, a partir de um termo de ordem p (ap), poderemos utilizar a regra: an = a1 �qn – 1, n� N* an = ap �qn – p, n,p� N* (ap)2 = (ap – k) � (ap + k), p,k� N* Seja a PG(a1, a2, a3, ..., an, ..., .... ) indicaremos por Pn o produto de seus n primeiros termos. Assim: Pn = a1n �q n(n 1) 2 � ou Pn = (a1 � an) n 2 Soma dos n primeiros termos de uma PG (Sn) Soma dos termos de uma PG infinita (S) Seja a P.G. = (a1, a2, a3, . . . , an, . . . ) de razão q e a soma de seus infinitos termos Sn = a1 + a2 + a3 + . . . + an + . . . (série) Quando lim S = S n n �� existe e é finito, dizemos que a série converge para S. Quando esse limite não existe ou não é finito dizemos que a série diverge (não se pode determinar tal soma). Se – 1 < q < 1, pode-se demonstrar que: lim S = S n n �� = a 1 q 1 Função Exponencial f(x) = ax ; a > 0 e a � 1 Imf = IR * Df = IR Propriedades de potência 1. am . an = am + n 2. am : an = am – n , a � 0 3. (am)n = am .n 4. amn = am n, n� IN / n >1 5. a– n = 1 an , a � 0 5 0 1 x a > 1 função crescente 0 x 0 < a < 1 função decrescente y y Sn = a (q 1) q 1 1 n � Sn = n � a1 Seja (a1, a2, a3, ..., an, ...) uma PG de razão q e indiquemos por Sn a soma de seus n primeiros termos. Assim: Se a PG não for constante, ou seja q � 1 teremos: Se a PG for constante, ou seja q = 1 teremos: Equação exponencial af(x) = ag(x) � f(x) = g(x) Inequação exponencial af(x) > ag(x) � f(x) > g(x), se a >1 af(x) > ag(x) � f(x) < g(x), se 0 < a < 1 Logaritmo Definição logba = x � a = b x com a > 0, 0 < b � 1 Propriedade de logaritmo 1. logc (a.b) = logca + logcb; a > 0, b > 0, 0 < c � 1 2. logc a b � � � � � = logca – logcb; a > 0, b > 0, 0 < c � 1 3. logc a m = m . logca; a > 0, 0 < c � 1 e m� IR 4. log a cm = 1 m . logca; a > 0, 0 < c � 1 e m� IR* Função Logarítmica f(x) = logax , a > 0 e a � 1 Imf = IR Df = IR * 6 0 01 1x x a > 1 função crescente 0 < a < 1 função decrescente y y Geometria Plana Relações métricas no triângulo retângulo Relações métricas no círculo PA � PB = PC � PD PA � PB = PC � PD (PT)2 = PA � PB Lei dos Lei dos cossenos 7 A B C D P T B A P A B C DP h m n a b c h2=m � n b � c=a � h b2=a � m a2=b2 + c2 (Pitágoras). c2=a � n a sen b sen c sen 2R � � � � � � a2 = b2 + c2 – 2 � b � c �cos � b2 = a2 + c2 – 2 � a � c �cos � c2 = a2 + b2 – 2 � a � b �cos � Teorema de Tales a1 // a2 // a3 // ..... Teorema da bissetriz interna Teorema da bissetriz externa Semelhança de triângulos a x b y c z H h k� � � � Área ABC Área PQR k2 � � � 8 AB A'B' BC B'C' CD C'D' AC A'C' AD A'D' � � � � x y b c S A b x c y � c y x b c C S B A b x c y � b c A aB C H y z P xQ R h Arcos e ângulos � = a � � a 2 � � a+b 2 � � a – b 2 �� a 2 Razões trigonométricas Comprimento da circunferência Base média de triângulo 9 b sen b a � � sen c a � � cos c a � � cos b a � � tg b c � � tg c b � � R C 2� �R MN � // BC � MN = BC 2 Base média de trapézio Baricentro de triângulo Polígonos convexos Sendo n = número de lados; d = número de diagonais; Si = soma dos ângulos internos e Se = soma dos ângulos externos, temos: d= n(n – 3) 2 Si = (n – 2) � 180ºe Se = 360º Áreas Retângulo Quadrado Paralelogramo Triângulo Trapézio 10 MN � // AB � MN = AB+CD 2 Losango 1 Losango 2 Fórmulas especiais para área do triângulo A 3 4 � � 2 A b c 2 � � A p(p – a) (p – b)(p – c)� � em que p a b c 2 � A 1 2 a b sen� � � � � A = r p A a b c 4R � � � p a b c 2 � Círculo Setor circular A R2 � � �� � 360º A R2 � �� 2 A R � �� 2 � em radianos 11 C B A (AC) (BD) Los � � 2 R A R2� �� Análise Combinatória / Probabilidades Número binomial: n p = n! p!(n – p)! = C = combinação de n objeto n, p � � � � � � � s distintos agrupados de p em p � � � � � � � Teorema binomial: (a + b)n = n 0 � � � � � � � anb0 + n 1 � � � � � � � an – 1b1 +. . .+ n n � � � � � � � a0bn = n i a b i o n n–i i � � � � � � � � � Arranjo: An, p = n! (n – p)! � n objetos distintos seqüenciados (enfileirados) de p em p Permutação de n objetos distintos: Pn = n! Probabilidade de ocorrer um evento = n.o de elementos do conjunto evento n.o de elementos do espaço amostral = n(A) n(E) = P(A) probabilidade de ocorrer o evento A e em se � � � � � � � guida ocorrer o evento B = � � � � � � � = probabilidade de ocorrer o evento A x prob � � � � � � � abilidade de ocorrer o evento B que A ocorsabendo reu � � � � � � � � � � Teorema da multiplicação Exemplo: Conjuntos, Funções e Inequações Relação Considerando dois conjuntos A e B, não-vazios, chamamos relação (binária) de A e B a qualquer subconjunto do produto cartesiano ( A x B = {(x; y) / x� A � x� B}). Definição Uma relação f de A em B é uma função de A em B, se, para todo x� A, existe um único y � B tal que (x; y)� f. (Indica-se: f : A � B). 12 Permutação de elementos repetidos: Pn� � �, , = n! ! ! !� � � , � objetos iguais entre si � objetos iguais entre si � objetos iguais entre si 2 bolas azuis 5 bolas verdes P tirar uma bola azul e em seguida uma bola azul � � � � � � � = 2 7 1 6 � chance de retirar uma bola azul sabendo que já saiu uma azul Exemplo Contra-exemplo Tipos de função Função crescente e decrescente � Uma função f é crescente em A � Df � (x1 < x2 � f(x1) < f(x2), � x1, x2� A). � Uma função f é decrescente em A � Df � (x1 < x2 � f(x1) > f(x2), � x1, x2� A). Função injetora, sobrejetora e bijetora � Uma f : A � B é injetora se todos os elementos distintos em A têm imagens distintas em B (� x1, x2� A, x1 � x2 � f(x1) � f(x2)). � Uma f : A � B é sobrejetora se todos os elementos de B são imagens de elementos de A (Im(f) = CD(f) ou � y� B, � x� A / f(x) = y) � Uma função de f : A � B é bijetora se é injetora e sobrejetora. Exemplos: Função par e ímpar � Uma função f : A � B é par � � x� A, f(x) = f( – x). � Uma função f : A � B é ímpar � � x� A, f(x) = – f( – x). Função periódica � Uma função f : A � B é periódica de período p � � x� A, f(x + p) = f(x), p > 0. Função composta � Dadas duas funções f e g, podemos obter uma outra função fog, tal que fog(x) = f(g(x)), chamada função composta de f com g. 13 1 2 3 4 5 A B f f é sobrejetora e não é injetora 3 4 6 1 2 3 A B f f é bijetora 1 2 3 4 5 6 A B f f não é injetora e nem sobrejetora 1 3 5 4 3 2 1 A B f f é injetora e não é sobrejetora 1 2 5 1 2 3 3 4 6 4 5 6 A AB B f g f é função g não é função � Domínio de f = D(f) = A = {1, 2, 5} � Conjunto Imagem de f = Im(f) = {3, 4} � Contradomínio = CD(f) = B = {3, 4, 6} � 4 é imagem de 5, isto é, 4 = f(5) � 4 é imagem de 2, isto é, 4 = f(2) Função inversa � Denomina-se inversa da função bijetora y = f(x), f : A � B a função f– 1: B � A, tal que f–1 (y) = x. Observação: Para se obter a inversa de uma função f (bijetora) definida por uma sentença matemática y = f(x) a. troca-se x por y e y por x; b. coloca-se o novo y em função do novo x. Matrizes, Determinantes e Sistemas Lineares Propriedades dos determinantes a. det(At) = det(A). b. Se uma linha (ou coluna) é formada só de zeros, o determinante é igual a zero. c. Quando trocamos de lugar duas linhas (ou colunas) paralelas, o determinante fica multiplicado por –1. d. Se duas linhas (ou colunas) paralelas são iguais (ou proporcionais), o determinante é igual a zero. e. Se os elementos de uma linha (ou coluna) apresentam um fator comum k, este pode ser colocado em “evidência”. f. Se A é uma matriz quadrada de ordem n, então det(k.A) = kn.det(A) g. Teorema de Binet: det(A.B) = det(A).det(B) Atenção: em geral, det(A+B) � det(A) + det(B) h. Teorema de Jacobi (importante para obtenção de zeros). O determinante de uma matriz não se altera quando somamos a uma linha (ou coluna) outra linha (ou coluna) paralela multiplicada por uma constante. i. Matriz Triangular: A 1 0 0 0 –3 4 0 0 2 3 – 5 0 5 6 7 8 det(A) 1 4(–5) 8� � � ! " # # # # � � � � Multiplicação de matrizes a b c d x y z w = ax+bz ay+bw cx+dz cy+dw � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � a. Todo sistema de equações lineares apresenta apenas uma solução, ou seja, é um sistema possível e determinado (s. p. d.), quando D � 0, onde D é o determinante da matriz dos coeficientes de tal sistema. b. Para os casos onde D = 0, para analisar o sistema, ou seja, dizer se o mesmo é impossível (s. i.) ou indeterminado (s. p. i.), deve-se escalonar tal sistema, eliminando ordenadamente as incógnitas das equações. A equação, na incógnita x, ax = b tem apenas uma solução para a � 0; tem infinitas soluções para a = 0 e b = 0 e não tem solução para a = 0 e b � 0. 14 Trigonometria Relações Fundamentais Conseqüências x k 2 � � � � � � � sen2x + cos2x = 1, � �x R cotgx 1 tgx � tgx senx cosx x 2 k� � � � � � � � � 1 + tg2x = sec2x cotgx cosx senx x k� �( �$ 1 + cotg2x = cossec2x secx 1 cosx x 2 k� � � � � � � � � cos x 1 1+ tg x 2 2 � cossecx 1 senx x k� �( )� sen x tg x 1+ tg x 2 2 2 � Fórmulas de adição cos(a + b) = cos a . cos b – sen a . sen b cos(a – b) = cos a . cos b + sen a . sen b sen(a + b) = sen a . cos b + sen b . cos a sen(a – b) = sen a . cos b – sen b . cos a tg(a b) tg a tg b 1– tg a tg b � � tg(a b) tg a tg b 1+ tg a tg b – – � � Fórmulas de multiplicação 15 Arcos duplos sen 2a = 2 sen a cos a cos 2a = cos a – sen a ou 2cos a – 1 ou 2 2 2 1– 2sen a2 % & ' ' ' ( ' ' ' tg 2a = 2 tg a 1– tg a2 Arcos Triplos sen 3a = 3 sen a – 4 sen3 a cos 3a = 4 cos3 a – 3 cos a tg 3a = 3 tga – tg a 1– 3tg a3 2 Fórmulas de divisão sen x 2 = 1– cos x 2 ) cos x 2 = 1+cos x 2 ) tg x 2 = 1– cos x 1+cos x ) Fórmulas de transformação em produto 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 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 tg p+ tg q= sen(p+q) cos p cos q tg p � � � – tg q= sen(p – q) cos p cos q� Equações trigonométricas fundamentais sen � = sen �� � = �+ 2k� ou � = (� – �) + 2k� cos � = cos �� � = )� + 2k� tg � = tg �� � = �+ k� Funções circulares inversas y = arc senx � seny = x e – � 2 * y * � 2 y = arc cosx � cosy = x e 0 * y * � y = arc tgx � tgy = x e – � 2 < y < � 2 16 Geometria Espacial � O volume de um prisma e o de um cilindro (retos ou oblíquos) é igual ao produto da área da base (B) pela altura (H). E o volume de uma pirâmide e o de um cone reto (ou oblíquo) é igual a 1/3 do produto da área da base pela altura. � Planificando a superfície lateral de um cilindro reto de raio R e altura H obtemos um retângulo de lados 2�R e H. Então a área lateral (AL) do cilindro reto é: � Planificando a superfície lateral de um cone reto de raio R e geratriz g obtemos um setor circular de raio g e arco 2�R. Então a área lateral do cone reto é. � O volume V e a área A de uma esfera de raio R são dados por: 17 B H H R V = BH B H H g R V = BH1 3 — AL = Asetor � AL = 2 2 �R g� � AL = �Rg Sendo � a medida, em graus, do setor, temos: Asetor = 2 2 �R g� = � 360º �g2 � R = � 360º g R A = 4 �R2 e V = 4 3 �R3 Números Complexos Forma algébrica Nomenclatura z = a + bi (a, b� IR) i = unidade imaginária a = Re (z) = parte real de z b= Im (z) = coeficiente da parte imaginária de z Exemplos de números complexos z = 3i = 0 + 3i = número imaginário puro. z = – 6 = – 6 + 0i = número real. z = a + bi (b � 0) = número imaginário ou número complexo não real. Potências inteiras de i (ik, k� ZZ) i0 = 1 e i4k = 1 i1 = i e i4k+1 = i4k . i1 = i i2 = – 1 e i4k+2 = i4k . i2 = – i i3 = – i e i4k+3 = i4k . i3 = – i Conjugado de z = a + bi (a, b� IR) z = a – bi Propriedades 1. z + w = z + w 2. z . w = z . w 3. z w = z w � � � � � 4. z = z )n n( (n� ZZ) 5. ( z ) = z Produtos e divisões notáveis 1. (1 + i)2 = 2i 2. (1 – i)2 = – 2i 3. (1+ i)(1 – i) = 2 4. 1+i 1– i = i 5. 1– i 1+i = – i 18 Igualdade na forma algébrica Representação no plano de Argand-Gauss Propriedades 1. | z |2 = z . z 2. |z . w | = | z | . | w | 3. z w = z w (w 0)� 4. | z n | = | z | n , n� ZZ 5. | z + w | * | z | + | w | 6. | z | = | z | Forma trigonométrica de z � C* z = a + bi = | z | (cos isen )+ + | z | = a b2 2 e cos = a z sen = b z + + % & ' ' ( ' ' Igualdade na forma trigonométrica |z|( cos +i sen z + + $ � ���� ���� = |w|( cos +i sen w � � $ � ���� ���� 19 a + bi = c + di � a = c e b = d (a, b, c, d� IR) z = a + bi = (a, b) = P (a, b� IR) P = afixo de z dop = |z| = a +b 2 2 = módulo de z + + k . 2� = arg(z) = argumento de z (0 * + < 2�) + = argumento principal de z 0 z = w � |z| = |w| e + = � + k . 2� k� ZZ Operações na forma trigonométrica Sejam z = |z| (cos isen )+ + z1 = |z1| (cos isen )+ +1 1 z2 = |z2| (cos isen )+ +2 2 � Multiplicação z1 . z2 = |z1| . |z2| . [cos (+1 + +2) + isen (+1 + +2)] � Divisão z z 1 2 = |z |z 1 2 | | [cos (+1 – +2) + isen (+1 – +2)] � Potenciação zn = |z|n . [cos (n +) + isen (n+)] � Radiciação z = w = z cos n +k n +i sen n +k n n C k n + � + � � � � � � � � � � � � � � � 2 2 ! " # , (k = 0, 1, 2, . . . , n – 1) Propriedades 1. w0 + w1 + w2 + . . . + wn – 1 = 0 2. A raiz enésima de z divide a circunferência em n partes iguais. 3. O raio dessa circunferência é | z |n . 4. O “ponto de partida” (wo) é o arco + n e o “pulo’ de uma raiz para outra é de 2� n . Equação binômia em C axn + b = 0 (a � 0) axn = – b � xn = –b a � x = –b a n C = wk , (k = 0, 1, 2, . . . , n – 1) Geometria Analítica Distâncias De dois pontos A e B d (x – x ) (y – y )AB B A 2 B A 2 � Do ponto P à reta (r) ax + by + c = 0 d |ax +by +c| a +b P P 2 2 � 20 Pontos especiais a. M divide AB na razão AM MB = r r = x – x x x = y – y y y M A B M M A B M– – Se M é ponto médio de AB, M = x + x y + yA B A B 2 2 , � � � � � b. Ponto do eixo x: A = (a, 0) Ponto do eixo y: B = (0, b) Ponto da bissetriz dos quadrantes pares: C = (k, k) Ponto da bissetriz dos quadrantes ímpares: D = (k, – k) Baricentro do �ABC: G = x x x 3 y y y 3 A B C A B C � � � � � , Área do �ABC S = |D| 2 onde D = x y 1 x y 1 x y 1 A A B B C C Observação: Se A, B e C são colineares, D = 0. Equação de circunferência (x – xC) 2 + (y – yC) 2 = r2 Centro C e raio r, equação reduzida. Equação de reta � Geral: ax + by + c = 0 (r) Conhecendo 2 pontos A e B de r: x y 1 x y 1 x y 1 A A B B = 0 � Reduzida: y = mx + k 21 m... coeficiente angular de r k.... coeficiente linear de r m = tg� (não existe, se m é vertical) Conhecendo 2 pontos A e B da reta, m y – y x – x B A B A � Paralelas / perpendiculares � r // s � mr = ms Exemplos: Paralela a y = 2x – 3 é y = 2x + k Paralela a 2x + 5y – 3 é 2x + 5y + k = 0 � r , s �mr . ms = – 1 Exemplos: Perpendicular a y = 2 3 x – 3 é y = – 3 2 x + k Perpendicular a 2x + 5y – 6 = 0 é 5x – 2y + k = 0 Observação: Se P pertence a ax + by + c = 0, então axP + byP + c = 0. 22 MATEMÁTICA-CAPA-PDF.pdf Página 1 Página 2 MATEMÁTICA-CONTRA CAPA-PDF.pdf Página 1 Página 2
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