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1 CED 02 DE SOBRADINHO - DF MATEMÁTICA - Noturno 1ª Etapa / 3° Segmento EJA 2020 Professor: Edilson Cardoso 1) Teoria de Conjuntos; (página 1) -Representação e Notação -Subconjuntos -Operações: União, Intersecção e Diferença 2) Conjuntos Numéricos: Naturais, Inteiros, Racionais, Irracionais e Reais (página 6) 3) Produto e Plano Cartesiano (página 9) 4) Função (página 11) -Plano Matemático -Relação e Função -Notação e Representação Gráfica -Domínio, Imagem e Contradomínio 5) Função Polinomial do 1° Grau (página 14) -Representação Gráfica -Função afim e linear -Coeficiente Angular, Linear e Zero da Função 6) Função Quadrática (página 16) -Representação Gráfica -Concavidade, Zeros da função e vértice -Imagem 7) Função exponencial (página 18) -Interpretação de gráficos e tabelas 1) TEORIA DE CONJUNTOS Conceitos iniciais - A teoria dos conjuntos é o ramo da matemática que estuda conjuntos, que são coleções de elementos. Vamos começar estudando os símbolos matemáticos usados neste ramo. Resumindo, a teoria dos conjuntos é a teoria matemática capaz de agrupar elementos. Dessa forma, os elementos (que podem ser qualquer coisa: números, pessoas, frutas) são indicados por letra minúscula e definidos como um dos componentes do conjunto. Exemplo: o elemento “a” ou a pessoa “x”. Conjunto - Um conjunto é um agrupamento de elementos com as mesmas características. Exemplo: O conjunto formado pelos jogadores de uma mesmo time de voleibol. O conjunto formado pelos números naturais que são divisores de 10. Nomenclatura e representação - “Nomeamos um conjunto com uma letra maiúscula do nosso alfabeto.” Assim, enquanto os elementos do conjunto são indicados pela letra minúscula, os conjuntos, são representados por letras maiúsculas e, normalmente, dentro de chaves ({ }). Além disso, os elementos são separados por vírgula ou ponto e vírgula, por exemplo: A = {a,e,i,o,u} A representação de um dado conjunto pode ser feita de 3 formas diferentes: 1.Numérico - Escrever todos, ou parte, dos elementos entre chaves e separados por vírgula ou ponto e vírgula. Exemplos: Vamos representar o conjunto A, de todos os números naturais maiores que 2 e menores que 10. A = {3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} Vamos também representar o conjunto B, formado por todas as vogais da palavra ESTOURAR. B = {e, o, u, a} 2. Letra - Podemos também representar um conjunto através de uma propriedade característica dos seus elementos. Exemplos: Vamos representar, através de uma propriedade, o conjunto A formado por todos os naturais pares maiores que 2. A = {x / x é natural par maior que 2} ou ainda poderíamos escrever: A = {x / x é natural e x > 2} 3.Diagrama - Poderíamos ainda representar um conjunto, graficamente, através de um diagrama, onde escreveríamos os seus elementos. Exemplo: Vamos representar através de um diagrama o conjunto C, formados por todos os naturais maiores que 3 e menores que 10. "A Matemática apresenta invenções tão sutis que poderão servir não só para satisfazer os curiosos como, também para auxiliar as artes e poupar trabalho aos homens." (René Descartes) "O único homem que está isento de erros, é aquele que não arrisca acertar." (Albert Einstein) "O livro da natureza foi escrito exclusivamente com figuras e símbolos matemáticos." (Galileu Galilei) "A Matemática possui uma força maravilhosa capaz de nos fazer compreender muitos mistérios de nossa fé." (São Jerônimo) "Os números governam o mundo." (Platão) "A matemática é a mais simples, a mais perfeita e a mais antiga de todas as ciências." (Jacques Salomon Hadamard) http://slideplayer.com.br/slide/87298/1/images/3/NOMENCLATURA+E+REPERESENTA%C3%87%C3%83O.jpg 2 EXERCÍCIOS PROPOSTOS * Para os exercícios de 01 a 10 considere válido o conjunto de {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9...} 01) Represente das três formas (numérico, letra e diagrama) o conjunto P={x/x é par maior ou igual a 6 e menor que 20} . 02) Passe para a forma numérica o diagrama seguinte: 03) Represente no modo numérico o conjunto formado por B={x/x é divisor de 30 e maior ou igual a 6 e menor que 14}. 04) Desenhe o diagrama do conjunto formado por N={y/y é 5<y<12}. 05) Dados os conjuntos A = {números ímpares entre 1 e 10}, B = {múltiplos de 3 entre 1 e 12}, C = {números pares entre 3 e 11} e D = {múltiplos de 2 entre 1 e 9}, estabeleça suas respectivas representações (numérico, letra e diagrama). 06) São dados os conjuntos, represente eles da forma numérica: A = {x/x x é ímpar}, B = {z/z 3 ≤ z < 4}, C = {y/y y < 6}. 07) USP-SP - Depois de n dias de férias, um estudante observa que: a) choveu 7 vezes, de manhã ou à tarde; b) quando chove de manhã não chove à tarde; c) houve 5 tardes sem chuva; d) houve 6 manhãs sem chuva. Podemos afirmar então que n é igual a: a) 7 b) 8 c) 9 d) 10 e) 11 08) UFBA - 35 estudantes estrangeiros vieram ao Brasil. 16 visitaram Manaus; 16, S. Paulo e 11,Salvador. Desses estudantes, 5 visitaram Manaus e Salvador e , desses5, 3 visitaram também São Paulo. O número de estudantes que visitaram Manaus ou São Paulo foi: a) 29 b) 24 c) 11 d) 8 e) 5 09) Após um jantar, foram servidas as sobremesas X e Y. Sabe-se que das 10 pessoas presentes, 5comeram a sobremesa X, 7 comeram a sobremesa Y e 3 comeram as duas. Quantas não comeram nenhuma ? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 0 10) Represente o conjunto do seguinte diagrama: Relações entre elementos e conjuntos Relação de pertinência (, ) É a relação existente entre elementos e conjuntos. Exemplo: Sendo dado o conjunto A = {1; 3; 5; 7; 9}, podemos dizer que: A relação de pertinência é um conceito muito importante na "Teoria dos Conjuntos". Ela indica se o elemento pertence (e) ou não pertence (ɇ) ao determinado conjunto, por exemplo: D ={w,x,y,z} Logo, w e D (w pertence ao conjunto D) j ɇ D (j não pertence ao conjunto D) Relação de Inclusão ou Subconjuntos É a relação entre 2 ou mais conjuntos (relação de conjunto para conjunto). Usamos nessa relação os seguintes símbolos: onde representam está contido, não está contido, contém e não contém respectivamente. A relação de inclusão aponta se tal conjunto está contido (C), não está contido (Ȼ) ou se um conjunto contém o outro (Ɔ), por exemplo: A ={a,e,i,o,u} B ={a,e,i,o,u,m,n,o} C = {p,q,r,s,t} Logo, A C B (A está contido em B, ou seja, todos os elementos de A estão em B) C Ȼ B (C não está contido em B, na medida em que os elementos do conjuntos são diferentes) B Ɔ A (B contém A, donde os elementos de A estão em B). Exemplo: Sendo dados os conjuntos A = { 0, 1, 2, 3, 4 } e B = { 0, 1, 3 }, podemos dizer que: SÍMBOLOS DAS OPERAÇÕES 3 Igualdade de Conjuntos Observe os conjuntos: A = {4, 5, 6, 7} e B= {6, 5, 4,7} Os conjuntos A e B são iguais, pois possuem os mesmos elementos. Para indicarmos sua igualdade (A é igual a B): A = B A negativa é (A é diferente de B): Exemplo: A = {2, 4, 6} B = {3, 4, 5} Pois os conjuntos A e B possuem elementos diferentes. Na igualdade dos conjuntos, os elementos de dois conjuntos são idênticos, por exemplo nos conjuntos A e B: A ={1,2,3,4,5} B = {3,5,4,1,2} Logo, A = B (A igual a B). Conjunto Vazio O Conjunto vazio é o conjunto que não possui elementos Exemplo: { x/x é natural e menor que 0} Este conjunto é vazio, pois não existe número natural negativo. Note que o conjunto vazio está contido (C) em todos os conjuntos. Representa-se o Conjunto Vazio por: { } ou Ø. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 11) Considere os conjuntos A = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}, B = {6, 7, 8, 9, 10} e C = { 10, 11, 12}. Represente-os utilizando diagramas: a) A união de A, B ou C. b) A intersecção entreA e B c) A intersecção de B e C. 12) Considerando que A U B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}, A ∩ B = {4, 5} e A – B = {1, 2, 3}, determine o conjunto B. 13) Dados os conjuntos A = {0, 1}, B = {0, 1, 2} e C = {2, 3}, determine (A U B) ∩ (B U C). 14) Considerando os conjuntos U = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, A = {1, 2}, B = {2, 3, 4}, C = {4, 5} determine (U – A) ∩ (B U C). 15) (Unifap) O dono de um canil vacinou todos os seus cães, sendo que 80% contra parvovirose e 60% contra cinomose. Determine o porcentual de animais que foram vacinados contra as duas doenças. 16) Sabendo que A = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, B = {6, 7, 8, 9} e C = {2, 4, 6, 8, 10}, quais são os elementos do conjunto (A∩B)UC? a) Os mesmos do conjunto A b) Os mesmos do conjunto B c) {6} d) {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} e) Os mesmos do conjunto C Diagrama de Euler-Venn O diagrama de Venn é um método de organização de conjuntos que consiste em agrupar seus elementos dentro de figuras geométricas. No modelo de Diagrama de Euler-Venn (Diagrama de Venn), os conjuntos são representados graficamente: Podemos observar por meio dos exemplos que os diagramas representam de forma prática e eficiente as relações de união e de intersecção entre os conjuntos numéricos. Eles podem ser usados na representação de quaisquer conjuntos, no intuito de estabelecer uma melhor demonstração e compreensão dos elementos pertencentes ao conjunto. 4 Exemplos: 1-Uma avaliação com duas questões foi aplicada a uma classe com quarenta alunos. Quinze alunos acertaram as duas questões, 25 acertaram a primeira questão e 20 acertaram a segunda questão. Quantos alunos erraram as duas questões? 10 alunos acertaram somente a primeira questão. 5 alunos acertaram somente a segunda questão. 15 alunos acertaram as duas questões. 10 alunos erraram as duas questões. 2- Em uma pesquisa de mercado foram entrevistadas várias pessoas acerca de suas preferências em relação a três produtos, A, B e C. Os resultados da pesquisa indicaram que: 210 pessoas compram o produto A 210 pessoas compram o produto B 250 pessoas compram o produto C 20 pessoas compram os três produtos 100 pessoas não compram nenhum dos três produtos 60 pessoas compram os produtos A e B 70 pessoas compram os produtos A e C 50 pessoas compram os produtos B e C Quantas pessoas foram entrevistadas? Notação de Conjuntos Os conjuntos são representados com seus elementos entre {}. Uma notação de conjunto é a representação dos conjuntos numéricos junto com a incógnita x. representamos assim: A={ x Є N | 1 ≤ x ≤ 10 } (Lê-se x pertence aos naturais tal que x maior ou igual a 1 e menor ou igual a 10) então x = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10 ou podemos dizer que os elementos contidos em A são os citados anteriormente. Operações com conjuntos: União Intersecção e diferença Temos 3 tipos de operações com conjuntos: União: é juntar/ unir os conjuntos Símbolo: U Exemplos: 1) A= {22, 33, 44, 55} B= {66, 77, 88} : A U B= {22, 33, 44, 55, 66, 77, 88} 2)A={a,e,i,o,u} e B = {1,2,3,4} Logo, A U B = {a,e,i,o,u,1,2,3,4} Intersecção: são elementos em que os conjuntos têm em comum Símbolo: ∩ Exemplo:1) A= {25, 45, 65, 85} B= {25, 35, 45, 55}: A ∩ B= {25, 45} 2) C = {a, b, c, d, e} ∩ D = {b, c, d} Logo, C ∩ D = {b, c, d} Diferença: são os elementos de um conjunto que NÃO estão contidos no outro. Símbolo: — A diferença entre conjuntos corresponde ao conjunto de elementos que estão no primeiro conjunto, e não aparecem no segundo, por exemplo: 1) A = {a, b, c, d, e} - B={b, c, d} Logo, A-B = {a,e} 2) Exemplo: A= {125, 37, 45, 98} B={69, 75, 125, 89, 45}: B — A= {69, 75, 89, 45} EXERCÍCIOS PROPOSTOS 17) Dados os conjuntos A = {0, 2, 4, 6} e B = {0,1}, use a relação de pertinência para relacionar: a) 0 __ A b) 0 __ B c) 2 __ A d) 2 __ B e) 9 __ A f) 4 __ B 18) (MACKENZIE – SP) Se A e B são dois conjuntos tais que A B e A ≠ ∅, então: a) sempre existe x A tal que x ∉ B. b) sempre existe x B tal que x ∉ A. c) se x B então x A. d) se x ∉ B então x ∉ A. e) A ∩ B = ∅. 19) Indique as sentenças verdadeiras em relação aos conjuntos A, B e C. 5 a) Se AB e BA, então A = B. b) B ØB. c) Se CA e AB, então CB. d) Se x A e x B, então AB. 20) Dados os conjuntos A = {0;1}, B = {0;2;3} e C = {0;1;2;3}, classifique em verdadeiro (V) ou falso (F) cada afirmação abaixo: a) ( ) A B b) ( ) {1} A c) ( ) A C d) ( ) B C e) ( ) B C f) ( ) {0;2} B 21) Sendo A = {3, 4, 5, 6, 7} e B = {5, 6, 7, 8, 9}, determine: a) AB b)AB 22) Foi feito um levantamento no CED 02 de Sobradinho para se conhecer a preferência dos alunos entre basquete e/ou futebol. 360 alunos preferem basquete 500 alunos preferem futebol 120 gostam dos dois esportes 60 não gostam de nenhum Quantos alunos foram consultados? 23) Observe o diagrama e responda: Quais os elementos dos conjuntos abaixo: a) A = b) B = c) C = d) (A∩B) (B∩C) = e) (A∩C)B 24) Em um colégio de 120 alunos: 50 estudam português 24 estudam português e história 12 não estudam nem português nem história Quantos alunos não estudam história? 25) Se A = {x / x é número ímpar e 0 < x < 10}, B = {x / x é divisor de 24} e C = {x / x é um número par e 2 < x < 13}, determine: a) BCA )( b) CBA )( 26) (UFSE) Dados os conjuntos A = {x Ν | 1< x ≤ 4} e B = {x N | 0 ≤ x < 2}, o conjunto A ∩ B é igual a? 27) Em uma escola, 100 alunos praticam vôlei, 150 futebol, 20 os dois esportes e 110 alunos, nenhum esporte. O número total de alunos é a) 230 b) 300 c) 340 d) 380 28) No concurso para o CPCAR foram entrevistados 979 candidatos, dos quais 527 falam a língua inglesa, 251 a língua francesa e 321 não falam nenhum desses idiomas. O número de candidatos que falam as línguas inglesa e francesa é a) 778 b) 120 c) 658 d) 131 29) Uma pesquisa de mercado sobre a preferência de 200 consumidores por três produtos P1, P2 e P3 mostrou que, dos entrevistados, 20 consumiam os três produtos; 30 os produtos P1 e P2; 50 os produtos P2 e P3; 60 os produtos P1 e P3; 120 o produto P1; 75 o produto P2 Se todas as 200 pessoas entrevistadas deram preferência a pelo menos um dos produtos, pergunta- se: a) Quantas consumiam somente o produto P3? b) Quantas consumiam pelo menos dois dos produtos? c) Quantas consumiam os produtos P1 e P2, e não P3? 30) ( Faap) Numa prova constituída de dois problemas, 300 alunos acertaram somente um deles, 260 o segundo, 100 alunos acertaram os dois e 210 erraram o primeiro, quantos alunos fizeram a prova? 31) (ESAL) Foi consultado um certo número de pessoas sobre as emissoras de TV que habitualmente assistem. Obteve-se o resultado seguinte: 300 pessoas assistem ao canal A, 270 pessoas assistem ao canal B, das quais 150 assistem ambos os canais A e B e 80 assistem a outros canais distintos de A e B. O número de pessoas entrevistadas foi: a) 800 b) 720 c) 570 d) 500 e) 600 6 32) Em uma sala de aula, a professora de Matemática decidiu fazer um levantamento dos lanches comprados pelos alunos. A professora verificou que, de um total de 35 alunos, dezenove compraram salgado; destes, quatro compraram pizza e salgado, e sete alunos não compraram lanche nesse dia. Quantos alunos compraram apenas pizza? 33) (PUC-Rio-2009) Em um colégio, de 100 alunos, 80 gostam de sorvete de chocolate, 70 gostam de sorvete de creme e 60 gostam dos dois sabores. Quantos alunos não gostam de nenhum dos dois sabores? a) 0 b) 10 c) 20 d) 30 e) 40 34) (PUC) Numapesquisa de mercado, verificou- se que 15 pessoas utilizam pelo menos um dos produtos A ou B. Sabendo que 10 dessas pessoas não usam o produto B e que 2 dessas pessoas não usam o produto A, qual é o número de pessoas que utilizam os produtos A e B? a) 0 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 35) Sabe-se que existe uma relação de inclusão entre alguns dos conjuntos numéricos devido aos elementos que pertencem a eles. A respeito dessa relação, assinale a alternativa correta. a) O conjunto dos números racionais e o conjunto dos números irracionais possuem intersecção não vazia. b) O conjunto dos números reais é a união entre o conjunto dos números racionais e o conjunto dos números inteiros. c) O conjunto dos números complexos é a união entre o conjunto dos números racionais e irracionais. d) A união entre o conjunto dos números naturais e inteiros tem como resultado o próprio conjunto dos números naturais. e) A intersecção entre o conjunto dos números naturais e o conjunto dos números inteiros tem como resultado o próprio conjunto dos números naturais. 2) CONJUNTOS NUMÉRICOS Através dos tempos, a evolução humana exigiu cada vez mais formas para facilitar a representação dos números. Os conjuntos numéricos são divididos em: Naturais: Símbolo N, Ex.: 1, 2, 3, 4 ... Inteiros: Símbolo Z, Ex.: -1, -4 e os naturais Racionais: Símbolo Q, os inteiros, as dízimas periódicas, frações, raízes, etc. Ex.: 1/3; 0,5; 1,333... ; √25 Irracionais: Símbolo I, Ex: √2, Reais: é o conjunto de todos os conjuntos citados acima. Os conjuntos numéricos são formados pelos: - Números Naturais: N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12...} - Números Inteiros: Z = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3...} - Números Racionais: Q = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,4,5,6...} - Números Irracionais: I = {..., √2, √3, √7, 3, 141592…} - Números Reais (R): N (números naturais) + Z (números inteiros) + Q (números racionais) + I (números irracionais) Abaixo segue uma imagem da demonstração em diagrama dos conjuntos numéricos: Entendemos por conjunto numérico, qualquer conjunto cujos elementos são números. Existem infinitos conjuntos numéricos, entre os quais, os chamados conjuntos numéricos fundamentais, a saber: - Conjunto dos números naturais N = {0,1,2,3,4,5,6,... } - Conjunto dos números inteiros Z = {..., -4,-3,- 2,-1,0,1,2,3,... } Nota: é evidente que N ⊂ Z. - Conjunto dos números racionais Q = {x | x = p/q com p ∈ Z , q ∈ Z e q ≠ 0 }. (o símbolo | lê-se como "tal que"). Temos então que número racional é aquele que pode ser escrito na forma de uma fração p/q onde p e q são números inteiros, com o denominador diferente de zero. Lembre-se que não existe divisão por zero!. São exemplos de números racionais: 2/3, -3/7, 0,001=1/1000, 0,75=3/4, 0,333... = 1/3, 7 = 7/1, etc. Notas: a) é evidente que N ⊂ Z ⊂ Q. b) toda dízima periódica é um número racional, pois é sempre possível escrever uma dízima periódica na forma de uma fração. Exemplo: 0,4444... = 4/9. - Conjunto dos números irracionais Q' = {x | x é uma dízima não periódica}. (o símbolo | lê-se como "tal que"). Exemplos de números irracionais: π = 3,1415926... (número pi = razão entre o comprimento de qualquer https://www.todamateria.com.br/conjuntos-numericos/ https://www.todamateria.com.br/numeros-naturais/ https://www.todamateria.com.br/numeros-inteiros/ https://www.todamateria.com.br/numeros-racionais/ https://www.todamateria.com.br/numeros-irracionais/ https://www.todamateria.com.br/numeros-reais/ 7 circunferência e o seu diâmetro) 2,01001000100001... (dízima não periódica) √ 3 = 1,732050807... (raiz não exata). - Conjunto dos números reais R = { x | x é racional ou x é irracional }. Notas: a) é óbvio que N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R b) Q' ⊂ R c) um número real é racional ou irracional; não existe outra hipótese! Observação: Conjuntos finitos ou infinitos. • Enumerando os elementos entre chaves, separados por vírgulas: A={domingo, segunda, terça, quarta, quinta, sexta, sábado} , indicando os dias da semana. • Um Conjunto pode ser finito (quando podemos enumerar todos os elementos) ou infinito. A={1, 2, 3, 4, 5, ...} Conjunto Infinito dos números naturais não nulos. Obs.: É importante lembrar que as reticências indicam que há mais elementos no conjunto.] - Complementar de um conjunto Trata-se de um caso particular da diferença entre dois conjuntos. Assim é , que dados dois conjuntos A e B, com a condição de que B ∩ A , a diferença A - B chama-se, neste caso, complementar de B em relação a A . Simbologia: CAB = A - B. Caso particular: O complementar de B em relação ao conjunto universo U, ou seja , U - B ,é indicado pelo símbolo B' .Observe que o conjunto B' é formado por todos os elementos que não pertencem ao conjunto B.: - Partição de um conjunto Seja A um conjunto não vazio. Define-se como partição de A, e representa-se por part(A), qualquer subconjunto do conjunto das partes de A (representado simbolicamente por P(A)), que satisfaz simultaneamente, às seguintes condições: 1 - nenhuma dos elementos de part(A) é o conjunto vazio. 2 - a interseção de quaisquer dois elementos de part(A) é o conjunto vazio. 3 - a união de todos os elementos de part(A) é igual ao conjunto A. Exemplo: Seja A = {2, 3, 5} Os subconjuntos de A serão: {2}, {3}, {5}, {2,3}, {2,5}, {3,5}, {2,3,5}, e o conjunto vazio - Ø. Assim, o conjunto das partes de A será: P(A) = { {2}, {3}, {5}, {2,3}, {2,5}, {3,5}, {2,3,5}, Ø } EXERCÍCOS PROPOSTOS 36) Classifique os conjuntos abaixo em vazio, finito ou infinito: a) B = { 0, 1 , 2 , ... 70} b) C = { x / x é um número positivo} c) E= { x/ x é um número ímpar, solução da equação x2 =4}. 37) Sejam A = {x / x é um número par compreendido entre 3 e 15} B = { x/ x é um número par menor 15 }, C = { x/x é um número diferente de 2 }. Usando os símbolos ⊂ou⊄ , relacione entre si os conjuntos : a) A e B b) A e C c) B e C 38) Sendo A = { 0, 1, 2, 3 }, B = { 0, 2, 3, 5 } , C { x/x é par positivo menor que 10 } e D = { x/x é número ímpar compreendido entre 4 e 10 } , determine: a) A ∪B b) B ∪C c) A ∪C d) B ∪D e) A ∪D 39) Dados A = { 0,2,1,5} e B = { 5,1,6,4 }, determine: a) A ∪B b) A ∩B c) A – B d) B – A 40) Dados A = { 1,3,5 } B = { 0,2,1,8}, D = { 2 } a) A ∪(B∩D) b) A∩(B∪D) c) A - ( B ∪D ) d) B – ( A – D ) 41) Dados A = { 0,1,2,3 } , B = { 1 ,2,3 } C = { 2,3,4,5 } a) A – B b) A – C c) B – C d) (A∩B) - C e) ( A – C ) ∩ ( B – C ) f) A - φ g) C AB 42) Dados M = { x/x ∈ℜe 0 ≤ x≤ 5} e S = { x/x ∈ℜ e 1 ≤ x≤ 7}, calcule: a) M – S b) S – M c) Determine os números inteiros que pertencem ao conjunto M ∩S d) Determine os números inteiros que pertencem ao conjunto M ∪S 43) Se A , B e (A∩B) são conjuntos com 90, 50 e 30 elementos respectivamente, determine então o número de elementos A ∪B . 44) Se A={a,e,i,o,u}, determine os subconjuntos ou partes de A: Reta numérica: é uma reta que representa o conjunto dos números reais. Ela pode estar tanto na horizontal quanto na vertical. No centro da reta fica o zero, que é sua origem. No caso de a reta ser horizontal, temos do lado direito da origem os números positivos ex:+4 , e do lado esquerdo da origem os números negativos. 8 No caso de a reta ser vertical, temos acima da origem os números positivos, e, abaixo da origem, os números negativos. A distância de um número ao zero é chamado de módulo ou valor absoluto. Ex: -5 = 5; |5| = 5 +5 Se um número éequidistante a outro em relação ao zero, dizemos que estes números são opostos. Ex: +2 e -2 são opostos. Entre um número inteiro e outro na reta existem infinitos outros números. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 45) Organize os números do conjunto A na reta numérica: A = { -2, + 6, -9, + 8, - 8, - 1, + 5, 0, - 3} 46) As temperaturas, na maior parte dos países, é medida em graus Celsius (° C). Existem alguns países que são muito frios, como: Islândia, com temperaturas que chegam a - 40 ° C; Mongólia, com temperaturas que chegam a - 20 ° C; Canadá, que chega a apresentar, de noite, temperatura de - 39 ° C; Groenlândia, com temperaturas de até - 9 ° C. Organize todas as temperaturas em uma reta numérica e indique qual país é o menos frio e qual é o mais frio. 47) Observe os números abaixo e utilize os símbolos de (<) menor e (>) maior para estabelecer as relações. a) -5 < +3 → -5 é menor que + 3 b) 0 > - 4 → 0 é maior que - 4 c) + 100 > - 100 → + 100 é maior que -100 d) -1 < 0 → - 1 é menor que 0 e) + 10 > - 15 → + 10 é maior que – 15 48) Em uma reta numérica são colocados todos os números de determinado conjunto. Sobre ela, assinale a alternativa correta: a) A reta numérica é uma reta comum. Entre ela e os números reais, foi criada uma correspondência biunívoca em que cada ponto está relacionado com um único número real e vice-versa. b) A reta numérica é uma reta na qual foram colocados todos os números reais de modo que os números mais à esquerda são maiores que os números mais à direita. c) É chamado de origem o local onde a reta numérica nasce. Sendo assim, o menor número encontrado na reta é sua origem. d) O número zero é nulo e, por isso, não está na reta numérica. e) Os números inteiros são colocados na reta numérica de qualquer maneira. O importante é que entre eles estejam os números decimais. 49) A respeito dos números irracionais na reta numérica, assinale a alternativa correta: a) Os números irracionais não podem ser marcados na reta numérica, pois não há espaço para eles. b) Os números irracionais podem ser marcados na reta numérica ao final de cada intervalo e após os números decimais. c) Os números irracionais podem ser marcados na reta numérica, mas devem estar próximos ao zero. d) Os números irracionais não podem ser marcados na reta numérica, pois não existe representação fracionária para eles. e) Os números irracionais podem ser marcados na reta numérica entre os números racionais mais próximos deles. 50) Na cidade de Urupema, em determinada noite, foram registradas as seguintes temperaturas: – 1°C, – 3°C, 0°C, 3°C, 7°C e 13°C. A variação de temperatura nessa cidade, nessa noite, foi de: a) 13°C, pois a temperatura variou entre 0°C e 13°C. b) 14°C, pois a temperatura variou entre – 1°C e 13°C. c) 15°C, pois a temperatura variou entre – 1°C e 13°C. d) 16°C, pois a temperatura variou entre – 3°C e 13°C. e) 17°C, pois a temperatura variou entre – 3°C e 13°C. 51) Qual é a forma correta de marcar o número √2 na reta numérica? a) Basta marcar um ponto sobre o número inteiro 2. b) Basta calcular a raiz aproximada de 2, que é 1,41, e marcar um ponto próximo a 1,4. c) Não existe possibilidade de marcar esse tipo de número, pois 1,41 é apenas uma aproximação. Nunca será possível encontrar o ponto exato que o representa. d) Basta desenhar um quadrado de lado 1 com vértice na origem e fazer um círculo de raio igual à diagonal do quadrado. A intersecção desse círculo com a reta numérica é o ponto √2. 52) Existe o número? Qual é ele? a) Número inteiro positivo menor do que qualquer outro número inteiro positivo. b) Número inteiro positivo maior do que qualquer outro número inteiro. c) Número inteiro negativo menor do que qualquer outro número inteiro. d) Número inteiro negativo maior do que qualquer outro número inteiro negativo. 53) Quantos são? a) Os inteiros negativos maiores que -3? b) Os inteiros maiores que -5 e menores que +3? c) Os naturais menores que 10 e maiores que 3? d) Os inteiros maiores que -5 e menores que +3? e) Os naturais menores que 1? f) Os inteiros negativos menores que -5 e maiores que -15? g) Os naturais maiores que 5, divisores de 24 e menores que 10? 9 3) PRODUTO E PLANO CARTESIANO Produto Cartesiano Considere os conjuntos A = {1, 2} e B = {3, 5, 7}. Denominamos produto cartesiano o conjunto de todos os pares (x,y), tais que x pertence a A e y pertence a B, indicado pela expressão A x B. Simbolicamente representamos da seguinte maneira: A x B = {(x,y) / X Є A e y Є B} Representação do produto cartesiano por outros meios, veja os seguintes modelos: Diagrama de flechas: Em cada par ordenado de A x B, uma flecha parte do 1º elemento e atinge o 2º elemento, estabelecendo a relação entre eles. Conjunto de pares: A x B = {(1,3), (1,5), (1,7), (2,3), (2,5), (2,7)} Gráfico cartesiano: Representamos os elementos de A no eixo x e os elementos de B no eixo y. O gráfico de A x B é constituído pelos pontos pertencentes ao produto A x B. Considerando os conjuntos A e B, podemos ter as seguintes situações: B x A = {(3,1), (5,1), (7,1), (3,2), (5,2), (7,2)} A x A = {(1,1), (1,2), (2,2), (2,1)} B x B = {(3,3), (3,5), (3,7), (5,5), (5,3), (5,7), (7,7), (7,3), (7,5)} Outro exemplo: Sejam os conjuntos A = {1, 2, 3} e B = {3, 4}. Com auxílio do diagrama de flechas ao lado, formaremos o conjunto de todos os pares ordenados em que o 1º elemento pertença ao conjunto A e o 2º pertença ao conjunto B. Assim, obtemos o conjunto: {(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4), (3, 3), (3, 4)} Esse conjunto é denominado produto cartesiano de A por B, sendo indicado por: Logo: Dados dois conjuntos A e B, não-vazios, denominamos produto cartesiano A x B o conjunto de todos os pares ordenados (x, y) onde: Plano Cartesiano Plano cartesiano é um método criado pelo filósofo e matemático francês, René Descartes. Trata-se de dois eixos perpendiculares que pertencem a um plano em comum. Descartes criou esse sistema de coordenadas para demostrar a localização de alguns pontos no espaço. Esse método gráfico é utilizado em diversas áreas, sobretudo na matemática e na cartografia. Para localizar pontos num plano cartesiano, devemos ter em conta algumas indicações importantes. A linha vertical é chamada de eixo das ordenadas (y). Já a linha horizontal é chamada de eixo das abscissas (x). Com a intersecção dessas linhas temos a formação de 4 quadrantes: 1.º quadrante: os números sempre serão positivos: x > 0 e y > 0 2.º quadrante: os números são negativos ou positivos: x 0 3.º quadrante: os números são sempre negativos: x 4.º quadrante: os números podem ser positivos ou negativos: x > 0 e y Representamos um par ordenado em um plano cartesiano. Esse plano é formado por duas retas, x e y, perpendiculares entre si. 10 A reta horizontal é o eixo das abscissas (eixo x). A reta vertical é o eixo das ordenadas (eixo y). O ponto comum dessas duas retas é denominado origem, que corresponde ao par ordenado (0, 0). Localização de um ponto Para localizar um ponto em um plano cartesiano, utilizamos a sequência prática: O 1º número do par ordenado deve ser localizado no eixo das abscissas. O 2º número do par ordenado deve ser localizado no eixo das ordenadas. No encontro das perpendiculares aos eixos x e y, por esses pontos, determinamos o ponto procurado. Exemplo: Localize o ponto (4, 3). EXERCÍCIOS PROPOSTOS 54) Represente em um plano cartesiano os seguintes pontos: A: (4, 7) B: (8, -9) C: (-2, 2) D: (-5, -4) E: (5, 3) 55) Represente os pares ordenados no plano cartesiano: a) (-9, 4) b) (8, 3) c) (0, -3) d) (-4, -9) e) (8, 0) 56) Em quaisquadrantes estão localizados os pontos: a) (-2, -4) b) (3, 1) c) (0, 6) d) (8, -7) e) (9, -3) 57) Dados os seguintes conjuntos A e B: e O produto cartesiano de A por B, representado por é igual a: 58) Sendo A= { 1,2} e B = {3,4,5}, determine o produto cartesiano A x B. 59) Dados os conjuntos A = {1,2} e B = { 5,6,7}Então A x B = 60) Se A={4,6}, B= (-3) e C = { 0,-8}, determine: a) A x C b) C x A c) A x B d) B x A e) C x B f) B x C g) A x A h) B x B 61) Sendo A = {-1, 0, 1} e B = { 7, 9}, determine A x B e B x A 62) Localize os pontos associados aos seguintes pares de números: A (4, 4); B(4, 2); C(4, 0); D(-3, 4); E(-4, -4); F(-5, - 1); G(4, -2); H(5, -2); I(-6, 1); J(-4, 0) 63) Descubra qual figura geométrica é formada unindo os pontos no plano cartesiano: a)A(3, 2); B(-3, 2); C(-3, -4) e D(3,-4) b)A(-5, 3); B(-5, -3) e C(6, -3) 11 4) FUNÇÃO O que é uma função? Uma função é uma regra matemática que relaciona cada elemento x, de um conjunto A, a um único elemento y, de um conjunto B. Os conjuntos A e B são conhecidos, respectivamente, como domínio e contradomínio. Já x e y são conhecidos, respectivamente, como variável independente e variável dependente, pois o valor de y sempre dependerá do valor de x. Assim, as funções do primeiro grau são regras que relacionam cada elemento de um conjunto a um único elemento de outro cuja variável independente é uma potência de expoente 1. O grau de uma função sempre é dado pelo maior expoente da variável independente e, no caso das funções do primeiro grau, o maior expoente é 1. O uso de funções pode ser encontrado em diversos assuntos. Por exemplo, na tabela de preços de uma loja, a cada produto corresponde um determinado preço. Outro exemplo seria o preço a ser pago numa conta de luz, que depende da quantidade de energia consumida. - O valor a ser pago numa corrida de táxi é função do espaço percorrido; - A área de um quadrado é função da medida do seu lado; - Em um termômetro, a temperatura é dada em função do comprimento da coluna de mercúrio. Observe, por exemplo, o diagrama das relações abaixo: A relação acima não é uma função, pois existe o elemento 1 no conjunto A, que não está associado a nenhum elemento do conjunto B. Vamos ver outro caso: A relação acima é uma função, pois todo elemento do conjunto A está associado a somente um elemento do conjunto B. De um modo geral, dados dois conjuntos A e B, e uma relação entre eles, dizemos que essa relação é uma função de A em B se e somente se, para todo x A existe um único y B de modo que x se relacione com y. A formalização matemática para a definição de função é dada por: Seja X um conjunto com elementos de x e Y um conjunto dos elementos de y, temos que: f: x → y Assim sendo, cada elemento do conjunto x é levado a um único elemento do conjunto y. Essa ocorrência é determinada por uma lei de formação. A partir dessa definição, é possível constatar que x é a variável independente e que y é a variável dependente. Isso porque, em toda função, para encontrar o valor de y, devemos ter inicialmente o valor de x. Domínio, Contradomínio e Conjunto Imagem Dados os conjuntos A = {0, 1, 2, 3} e B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, vamos considerar a função f: AB que transforma xA em yB. Nesse caso, a função f: AB está definida por y = 2.x ou por f(x) = 2.x. Veja que para caracterizar uma função é necessário conhecer seus três componentes: o domínio (A), o contradomínio (B) e uma regra que associa cada elemento de A a um único elemento y = f(x) de B. Nesse exemplo, o domínio é A = {0, 1, 2, 3}, o contradomínio é B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}, a regra é dada por y = 2.x e o conjunto imagem é dado por Im(f): {0, 2, 4, 6}. Outro Exemplo: f: A → B x → y = 2x + 1 f de A em B, definida pela lei y = 2x + 1. Domínio⇒ É o conjunto A. (D(f)) Contradomínio⇒É o conjunto B. (⊂ D(f)). Imagem⇒É o subconjunto de B, formado por todos os segundos elementos dos pares ordenados (x, y) pertencentes a f. Im(f) ⊂ CD(f) Fixando o conteúdo: Em toda função f de A em B, Im(f)B. 12 Exemplo 5: Dada a função f:{−3,2,0, √5}→R , definida pela fórmula f(x)=2x2+1 . Determine a sua imagem: Resolução: Neste exercício o domínio é dado e vale D={−3,2,0, √5} e o contradomínio são todos números reais. Como já estudamos, a imagem de um número é o elemento pertencente ao contradomínio que está relacionado à este número, e para achar estes número devemos aplicar sua lei de formação: – a imagem do -3 é também representada por f(−3) , e f(−3)=2⋅(−3)2+1=19; – f(2)=2⋅(2)2+1, então f(2)=9; – f(0)=2⋅(0)2+1, então f(0)=1; – f(5–√)=2⋅(√5)2+1, então f(√5)=11 Agora que já achamos as imagens de todos pontos do domínio, podemos dizer que o conjunto imagem desta função é Im={19,9,1,11} Exemplo 6: Dado o esquema abaixo, representando uma função de “A” em “B”, determine: a) O Domínio: b) A imagem c) f(5) d) f(12) Resolução: a) Como vimos nas lições, o conjunto em que as flechas saem, é o conjunto Domínio, esta é barbada D={5,12,23} b) Conjunto Imagem é todos os elementos do contradomínio (conjunto “B”) em que há relacionamento com o Domínio, então: Im={7,14,25} c) Nunca esquecendo que perguntar qual a f(5) é a mesma coisa que perguntar qual a imagem do ponto 5. f(5)=7 d) Como no exercício anterior: f(12)=14 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 64) Determine os zeros das funções a seguir: a) y = 5x + 2 b) y = – 2x c) f(x) = x + 4 2 65) Seja a função f : D → R dada pela lei de formação f(x) = 5x +2, de domínio D = {–3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, 4}. Determine o conjunto imagem dessa função. 66) Dada a função f : R → R por f(x) = x² + 2x, determine o valor de f(2) + f(3) – f(1). 67) (Fuvest–SP) Uma função f de variável real satisfaz a condição f(x + 1) = f(x) + f(1), qualquer que seja o valor da variável x. Sabendo que f(2) = 1, o valor de f(5) é: a) 5/2 b) 1/2 c) 3/2 d) 2 68) (FGV) O gráfico da função f (x) = mx + n passa pelos pontos (– 1, 3) e (2, 7). O valor de m é: a) 5/3 b) 4/3 c) 1 d) 3/4 e) 3/5 69) Verifique quais relações abaixo representam funções. a) b) 13 c) d) e) f) g) 70) Dados A = {0, 1, 2, 3}, B = {-1, 0, 1} e a correspondência entre A e B dada por y = x – 2, com xA e yB, faça um diagrama e diga se f é uma função de A em B. 71) Dados A = {-2, -1, 0, 1, 2} e B = {-8, -6, -4, -3, 0, 3, 6, 7} e a relação R = {(x,y) AxB /y = 3.x} faça um diagrama e diga se f é uma função de A em B. 72) Dados A = { -3, -2, 0, 3 } e B = { - 1, 0, 1, 2, 4, 5, 7 } e uma relação expressa pela fórmula y = x + 2, com x pertencendo a A e y pertencendo a B. Faça o diagrama e verifique se f é uma função de A em B. 73) O diagrama de flechas abaixo representa uma função f de A em B. Determine: a) D (f) b) CD (f) c) Im (f) d) f (3) e) f (5) f) x f (x) = 4 74) Seja a função f: R → R definida por f(x) = x² - 7x + 9. Determine: a) O valor de f(-1) Os valores de x para que se tenha f(x) = -1. 75) Considere a relação f de M em N representada no diagrama abaixo: Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) nas afirmativas abaixo, para que f seja uma função de M em N. ( ) apagar a seta 1 e retirar o elemento s. ( ) apagar as setas 1 e 4 e apagar o elemento k. ( ) retirar os elementos k e s. ( ) apagar a seta 4 e retirar o elemento k. ( ) apagar a seta 2 e retirar o elemento k. 76) Considere a função f, dada por: 5,22 50,15 0,2 )( 2 xsex xsexx xsex xf . Calcule 77) Dada a função f(x) = 2x³ - 4x + 2, calcule f(1) – f(3). 14 78) Considereas funções com domínio nos números reais dadas por 5²3)( xxxf e 92)( xxg . a) Calcule o valor de )1( )1()0( f gf b) Determine o valor de x tal que f(x) = g(x). 5) FUNÇÃO POLINOMIAL DO 1° GRAU Para entender o que é função do primeiro grau, deve- se saber que é aquela escrita na forma y = ax + b, em que a e b são reais e a é diferente de zero. Gráfico de função do primeiro grau crescente Uma função do primeiro grau é aquela cuja lei de formação pode ser escrita na seguinte forma: y = ax + b Na qual, a e b pertencem ao conjunto dos números reais, e a é diferente de zero. Esse tipo de função também é chamada de função afim. É importante relembrar os principais conceitos a respeito das funções em geral para compreender bem as funções do primeiro grau. Exemplos de função do primeiro grau Os exemplos a seguir são de funções do primeiro grau. Isso significa que elas podem ser escritas na forma y = ax + b, ou já estão nessa forma. a) y = 2x + 9. Essa é uma função afim, ou do primeiro grau, em que a = 2 e b = 9. b) y = – x – 7. Embora o sinal de – 7 não seja positivo, essa também é uma função do primeirograu, com a = – 1 e b = – 7. Para que não haja dúvidas, basta escrevê-la: y = (–1)x + (–7). c) f(x) = 0,2x. Essa é uma função afim, ou do primeiro grau, na qual a = 0,2 e b = 0. Observe que f(x) é outra notação para y, mas ambos representam a mesma coisa. A partir dos exemplos acima, lembre-se sempre: as funções do primeiro grau são aquelas em que a variável independente possui expoente máximo igual a 1. Exemplos de funções que não são do primeiro grau Para que não fiquem dúvidas, observe agora alguns exemplos de funções que não são do primeiro grau: a) y = 2x2. Essa função não é do primeiro grau porque a variável independente possui grau 2. Nesse caso, ela é uma função do segundo grau. b) y = 1/x. Essa função não é do primeiro grau porque y = 1/x também pode ser escrito como y = x-1 e esse (-1) não é o expoente correto para as funções do primeiro grau. Gráfico da função do primeiro grau Toda função do primeiro grau pode ser representada geometricamente por uma reta. Para construí-la, basta encontrar dois pares ordenados de pontos que pertencem a essa reta, colocá-los no plano cartesiano e traçar a reta que passa por eles. Tomando a função y = x – 3 como exemplo, o passo a passo da construção do gráfico de uma função do primeiro grau deve ser o seguinte: 1º Encontrar os pares ordenados Para encontrá-los, basta escolher dois valores quaisquer para a variável independente e descobrir seus correspondentes por meio da função. Para isso, escolhemos x = 1 e x = 2 e construímos a tabela a seguir: A segunda coluna dessa tabela é preenchida com o valor de x substituído na função, a terceira com o valor final de y e a quarta com o par ordenado formado pelos valores de x e de y. 2º Colocar os pares ordenados no plano cartesiano e traçar a reta que os contém https://brasilescola.uol.com.br/matematica/grafico-funcao-1-grau.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-sao-numeros-reais.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-reta.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-plano-cartesiano.htm 15 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 79) Determine a função afim f(x) = ax + b, sabendo que f(1) = 5 e f(–3) = –7. 80) (U. Católica de Salvador-BA) Seja a função f de R em R definida por f(x) = 54x + 45, determine o valor de f(2 541) – f(2 540). 81) (U. F. Viçosa-MG) Uma função f é dada por f(x) = ax + b, em que a e b são números reais. Se f(–1) = 3 e f(1) = –1, determine o valor de f(3). 82) Faça o gráfico das funções de primeiro grau definidas de R em R: a) f(x) = x+3 b) g(x) = -x+3 c) h(x) = 3x-4 d) r(x) = -2x+2 83) O gráfico da função f(x) = ax +b corta o eixo x no ponto de abscissa -7 e o eixo y no ponto de ordenada 8. Calcule a e b. 84) Determine m para que o gráfico de f(x) = x+(m2- 7m) corte o eixo y no ponto de ordenada -10. 85) Faça os gráficos, num mesmo sistema de eixos cartesianos, das funções definidas de R em R por f (x) = 3x-2 e g(f) = -x+2. Em seguida, determine algebricamente o ponto de intersecção dos gráficos e compare com o ponto obtido graficamente. 86) Obtenha a fórmula que define a função de primeiro grau cujo gráfico é a reta que passa pelos pontos (1;2) e (2;-13). 87) Determine a lei da função para cada um dos gráficos a seguir: a) b) c) 88) Esboce o gráfico das seguintes funções lineares a) f(x) = 2x b) 89) Faça o gráfico da função definida de R em R por: 90) Dada a função y = 3x – 2, calcule os valores de x que tornam a função negativa. 91) Dada a função y = –2x + 1, calcule os valores de x que tornam a função positiva. 92) Considere a função f(x) = -2x + 1. Os valores de f(0), f(2), f(-1) e f(5), são, respectivamente: 93) Uma função é dada por f(x) = 3x – 6. A raiz dessa função é: 16 6) FUNÇÃO QUADRÁTICA O que é função do segundo grau? O que é função do segundo grau? Essa regra matemática possui uma forma algébrica que pode ser escrita como f(x) = ax2 + bx + c. A figura que representa as funções do segundo grau nos gráficos é a parábola Uma função é uma regra que liga cada elemento de um conjunto A a um único elemento de um conjunto B, respectivamente conhecidos como domínio e contradomínio da função. Para que a função seja chamada função do segundo grau, é necessário que sua regra (ou lei de formação) possa ser escrita na seguinte forma: f(x) = ax2 + bx + c ou y = ax2 + bx + c Além disso, a, b e c devem pertencer ao conjunto dos números reais e a ≠ 0. Dessa forma, são exemplos de função do segundo grau: a) f(x) = x2 + x – 6 b) f(x) = – x2 Raízes da função do segundo grau As raízes de uma função são os valores assumidos por x quando f(x) = 0. Assim, para encontrá-las, basta substituir f(x) ou y por zero na função e resolver a equação resultante. Para resolver equações do segundo grau, podemos usar fórmula de Bháskara, método de completar quadrados ou qualquer outro método. Lembre-se: como a função é do segundo grau, ela deve ter até duas raízes reais distintas. Exemplo – As raízes da função f(x) = x2 + x – 6 podem ser calculadas da seguinte forma: f(x)=x2 +x–6 0=x2 +x–6 a = 1, b = 1 e c = – 6 ∆=b2 –4·a·c ∆=12 –4·1·(–6) ∆=1+24 ∆ = 25 x= –b± √∆ 2a x= –1± √25 2 x= –1± 5 2 x’= –1+ 5 = 4 = 2 2 2 x”= –1– 5 = – 6 = – 3 2 2 Logo, as raízes da função f(x) = x2 + x – 6 são os pontos de coordenadas A = (2, 0) e B = (– 3, 0). Vértice da função – Ponto máximo ou mínimo O vértice é o ponto no qual a função do segundo grau atinge seu valor máximo ou mínimo. Suas coordenadas V = (xv, yv) são dadas pelas fórmulas a seguir: xv = –b 2a e yv = – ∆ 4a No mesmo exemplo citado anteriormente, o vértice da função f(x) = x2 + x – 6 é obtido por: xv = –b 2a xv = –1 2·1 xv = –1 2 xv = – 0,5 e yv = – ∆ 4a yv = – 25 4·1 https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-funcao.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-sao-conjuntos-numericos.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-sao-numeros-reais.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-equacao-2-grau.htm https://brasilescola.uol.com.br/matematica/formula-bhaskara.htm https://brasilescola.uol.com.br/matematica/metodo-completar-quadrados.htm https://brasilescola.uol.com.br/matematica/metodo-completar-quadrados.htm https://brasilescola.uol.com.br/matematica/maximo-minimo.htm 17 yv = – 25 4 yv = – 6,25 Assim, as coordenadas do vérticedessa função são V = (– 0,5; – 6,25). A coordenada yv também pode ser obtida substituindo o valor de xv na própria função. Gráfico da função do segundo grau O gráfico de uma função do segundo grau sempre será uma parábola. Existem alguns macetes envolvendo essa figura que podem ser usados para facilitar a construção do gráfico. Para exemplificar esses macetes, também usaremos a função f(x) = x2 + x – 6. 1 – O sinal do coeficiente a está ligado à concavidade da parábola. Se a > 0 a concavidade da figura será voltada para cima, se a < 0 a concavidade da figura será voltada para baixo. Assim, no exemplo, como a = 1, que é maior que zero, a concavidade da parábola que representa a função f(x) = x2 + x – 6 será voltada para cima. 2 – O coeficiente c é uma das coordenadas do ponto de encontro da parábola com o eixo y. Em outras palavras, a parábola sempre se encontra com o eixo y no ponto C = (0, c). No exemplo, o ponto C = (0, – 6). Então, a parábola passa por esse ponto. 3 – Assim como no estudo dos sinais da equação do segundo grau, nas funções do segundo grau, o sinal do determinante aponta o número de raízes da função: Se ∆ > 0 a função tem duas raízes reais distintas. Se ∆ = 0 a função tem duas raízes reais iguais. Se ∆ < 0 a função não tem raízes reais. Dados esses macetes, será preciso encontrar três pontos pertencentes a uma função do segundo grau para construir o gráfico. Em seguida, basta marcar esses três pontos no plano cartesiano e desenhar a parábola que passa por eles. A saber, os três pontos são: O vértice e as raízes da função, se ela possuir raízes reais; ou O vértice e dois outros pontos quaisquer, se a função não possuir raízes reais. Nesse caso, um ponto deve estar à esquerda e outro à direita do vértice da função no plano cartesiano. Observe que um desses pontos pode ser C = (0, c), exceto no caso em que esse ponto for o próprio vértice. No exemplo f(x) = x2 + x – 6, temos o seguinte gráfico: EXERCÍCIOS PROPOSTOS 94) Encontre o valor de f(x) = x² + 3x – 10 para que f(x) = 0 95) Calcule o valor de 5x² + 15x = 0 para que f(x) = 0 96) (UfSCar–SP) Uma bola, ao ser chutada num tiro de meta por um goleiro, numa partida de futebol, teve sua trajetória descrita pela equação h(t) = – 2t² + 8t (t ≥ 0) , onde t é o tempo medido em segundo e h(t) é a altura em metros da bola no instante t. Determine, apos o chute: a) o instante em que a bola retornará ao solo. b) a altura atingida pela bola. 97) Determine x pertence aos reais tal que (x² – 100x)².(x² – 101x + 100)² = 0. 98) Qual é a soma das coordenadas do vértice de uma função do segundo grau definida por f(x) = 2x2 + 10x + 12? a) – 3,0 b) 3,0 c) 2,5 d) – 2,5 e) 0,5 https://brasilescola.uol.com.br/matematica/grafico-funcao.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-funcao-segundo-grau.htm 18 99) Qual é o resultado da soma das raízes reais da função f(x) = x2 + 16x + 39? a) 16 b) – 16 c) 10 d) – 10 e) – 13 100) Qual a altura máxima atingida por um projétil cuja trajetória pode ser descrita pela função: h(x) = – 4x2 + 5, sabendo que h é a altura do projétil e que x é a distância percorrida por ele, em metros? a) 5 metros b) 10 metros c) 15 metros d) 20 metros e) 25 metros 101) Qual é a soma das raízes da função f(x) = x2 + 8x – 9? a) – 8 b) 8 c) 1 d) – 9 e) 9 102) Identifique os coeficientes de cada equação e diga se ela é completa ou não: a) 5x2 - 3x - 2 = 0 b) 3x2 + 55 = 0 c) x2 - 6x = 0 d) x2 - 10x + 25 = 0 103) Achar as raízes das equações: a) x2 - x - 20 = 0 b) x2 - 3x -4 = 0 c) x2 - 8x + 7 = 0 104) Dentre os números -2, 0, 1, 4, quais deles são raízes da equação x2-2x-8= 0? 105) O número -3 é a raíz da equação x2 - 7x - 2c = 0. Nessas condições, determine o valor do coeficiente c: 106) Se você multiplicar um número real x por ele mesmo e do resultado subtrair 14, você vai obter o quíntuplo do número x. Qual é esse número? 107) Quais são as raízes da equação x²-x-20=0? 108) Quais são as raízes da equação x²-3x-4=0? 109) Quais são as raízes da equação x²-14x+48=0? 110) Escolha qual das alternativas correspondem as letras a, b e c, da equação x²+9x+8=0? a) a=1, b=2 e c=7 b) a=1, b=5 e c=-8 c) a=-1, b=-9 e c=4 d) a=2, b=18 e c=16 e) a=1, b=9 e c=8 111) Quais as raízes da equação x²-7x+5=0? 112) Quais são as raízes da equação x²-5x+6=0? 113) Quais são as raízes da equação x²+2x-8=0? 114) Quais são as raízes da equação x²+3x-28=0? 115) Escolha qual das alternativas correspondem as letras a, b e c, da equação x²+5x+6=0? a) a=2, b=-5 e c=7 b) a=-1, b=-5 e c=-6 c) a=1, b=5 e c=6 d) a=9, b=3 e c=7 e) a=1, b=3 e c=5 116) Determine os valores de x que tornam a equação 4x2 - 16 = 0 verdadeira. 117) Determine as raízes da equação 2x2 - 3x - 5 = 0 118) Resolva o sistema abaixo: 7) FUNÇÃO EXPONENCIAL Função Exponencial é aquela que a variável está no expoente e cuja base é sempre maior que zero e diferente de um. Essas restrições são necessárias, pois 1 elevado a qualquer número resulta em 1. Assim, em vez de exponencial, estaríamos diante de uma função constante. Além disso, a base não pode ser negativa, nem igual a zero, pois para alguns expoentes a função não estaria definida. Por exemplo, a base igual a - 3 e o expoente igual a 1/2. Como no conjunto dos números reais não existe raiz quadrada de número negativo, não existiria imagem da função para esse valor. Exemplos: f(x) = 4x f(x) = (0,1)x f(x) = (⅔)x Nos exemplos acima 4, 0,1 e ⅔ são as bases, enquanto x é o expoente. Representação Gráfica Vamos construir os gráficos de algumas funções exponenciais e observar algumas propriedades. Gráfico da função exponencial O gráfico desta função passa pelo ponto (0,1), pois todo número elevado a zero é igual a 1. Além disso, a curva exponencial não toca no eixo x. Na função exponencial a base é sempre maior que zero, portanto a função terá sempre imagem positiva. Assim sendo, não apresenta pontos nos quadrantes III e IV (imagem negativa). 19 Abaixo representamos o gráfico da função exponencial. Função Crescente ou Decrescente A função exponencial pode ser crescente ou decrescente. Será crescente quando a base for maior que 1. Por exemplo, a função y = 2x é uma função crescente. Para constatar que essa função é crescente, atribuímos valores para x no expoente da função e encontramos a sua imagem. Os valores encontrados estão na tabela abaixo. Observando a tabela, notamos que quando aumentamos o valor de x, a sua imagem também aumenta. Abaixo, representamos o gráfico desta função. Por sua vez, as funções cujas bases são valores maiores que zero e menores que 1, são decrescentes. Por exemplo, f(x) = (1/2)x é uma função decrescente. Calculamos a imagem de alguns valores de x e o resultado encontra-se na tabela abaixo. Notamos que para esta função, enquanto os valores de x aumentam, os valores das respectivas imagens diminuem. Desta forma, constatamos que a função f(x) = (1/2)x é uma função decrescente. Com os valores encontrados na tabela, traçamos o gráfico dessa função. Note que quanto maior o x, mais perto do zero a curva exponencial fica. Exemplo 1: Um grupo de biólogos está estudando o desenvolvimento de uma determinada colônia de bactérias e descobriu que sob condições ideais, o número de bactérias pode ser encontrado através da expressão N(t) = 2000 . 20,5t, sendo t em horas. Considerando essas condições, quanto tempo após o início da observação, o número de bactérias será igual a 8192000? 20 Solução Na situação proposta, conhecemos o número de bactérias, ou seja, sabemos que N(t) = 8192000 e queremos descobrir o valor de t.Então, basta substituir esse valor na expressão dada: Para resolver essa equação, vamos escrever o número 4096 em fatores primos, pois se tivermos a mesma base, podemos igualar os expoentes. Portanto, fatorando o número, temos: Logo, a cultura terá 8 192 000 bactérias após 1 dia (24 h) do início da observação. Exemplo 2 Os materiais radioativos possuem uma tendência natural, ao longo do tempo, de desintegrar sua massa radioativa. O tempo necessário para que metade da sua massa radioativa se desintegre é chamado de meia-vida. A quantidade de material radioativo de um determinado elemento é dado por: Sendo, N(t): a quantidade de material radioativo (em gramas), em um determinado tempo. N0: a quantidade inicial de material (em gramas) T: o tempo da meia vida (em anos) t: tempo (em anos) Considerando que a meia-vida deste elemento é igual a 28 anos, determine o tempo necessário para que o material radioativo se reduza a 25% da sua quantidade inicial. Solução Para a situação proposta A(t) = 0,25 A0 = 1/4 A0, sendo assim, podemos escrever a expressão dada, substituindo T por 28 anos, então: Portanto, serão necessários 56 anos para que a quantidade de material radioativo seja reduzida em 25%. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 119) Qual a solução da equação exponencial 3x = 81? 120) Determine o conjunto solução da equação abaixo. 121) Uma das soluções da equação é: 122) Qual a solução da equação exponencial ? 123) Resolvendo a inequação , em IR, o conjunto solução é: 124) Determine o valor de x nas seguintes funções exponenciais: Referencial Bibliográfico: *www.simonsen.br (Federação de Escolas Simonsen, Faculdades e colégios condições para estudar - Alexandre Assemany da Guia acesso em 01/03/2019. *www.slideplayer.com.br/matemática para EJA - acesso em 01/03/2019. *https://brasilescola.uol.com.br/matematica - acesso em 01/03/2019. *www.sbem.com.br - acesso em 01/03/2019. *https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/matematica - em 01/03/2019. *www.somatematematica.com.br - em 01/03/2019. *https://www.mundovestibular.com.br/articles/5985/1/E xercicios-de-Conjuntos/Paacutegina1.html em 02/03/2019. *www.todamateria.com.br - em 01/03/2019. *https://www.todamateria.com.br/teoria-dos-conjuntos/ de Luiz Paulo Moreira. *<https://brasilescola.uol.com.br em 25/02/2019. www.tutorbrasil.com.br/ em 03/03/2019.
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