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FICHA 1 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Álgebra – Equações Elementares 1. EQUAÇÃO DO 1° GRAU a) Definição É uma sentença aberta tipo 𝑎𝑥 +𝑏 = 0 , com 𝑎 ≠ 0 b) Resolução 𝑎𝑥 + 𝑏 =0 ⇒ 𝑎𝑥= −𝑏 ⇒ 𝑥 = − 𝑏 𝑎 c) Conjunto verdade: 𝑉 = {− 𝑏 𝑎 } 2. EQUAÇÃO DO 2° GRAU a) Definição É uma sentença aberta do tipo 𝑎𝑥2 +𝑏𝑥+ 𝑐 = 0 , com 𝑎 ≠ 0 b) Resolução x = −b±√∆ 2𝑎 , onde ∆= 𝑏2 −4𝑎𝑐 (fórmula de Baskara) c) Discussão ∆>0 ⇒ 𝑉 = { −𝑏+√∆ 2𝑎 ; −𝑏− √∆ 2𝑎 } ∆=0 ⇒ 𝑉 = {− 𝑏 2𝑎 } ∆<0 ⇒ 𝑉 = 𝜙 (supondo 𝑉⊂ ℝ} d) Propriedades das raízes { S = x1 + x2 =− b a P = x1 ∙ x2 = c a e) Uma equação do 2° grau cujo conjunto verdade é {x1 ;x2} é x 2 −Sx +P = 0 , sendo S = x1 + x2 e P = x1 ∙ x2 . 3. EQUAÇÃO “PRODUTO” E EQUAÇÃO “QUOCI- ENTE” a) a ∙ b = 0 ⇔ a = 0 ou b = 0 b) 𝑎 𝑏 =0 ⇔ a = 0 e b ≠ 0 4. EQUAÇÕES REDUTÍVEIS A 1°. OU 2°. GRAU Se a equação proposta não é do 1°. Grau, nem do 2°. Grau, deve-se, se possível: a) Fatorar Exemplo: 𝑥3 − 4𝑥2 −𝑥 +4 = 0 ⇔ ⇔ x2 ∙ (𝑥− 4)− (𝑥 −4) = 0 ⇔ ⇔ (x−4) ∙ (x2−1) = 0⇔ ⇔ x− 4 = 0 ou x2− 1 = 0 Logo:V = {1,−1, 4} b) Fazer uma troca de variáveis Exemplo: 𝑥4 − 5𝑥2 +4 = 0 pode ser transformada em 𝑦2 −5𝑦+ 4 =0, substituindo 𝑥2 por 𝑦. Assim: 𝑦2 − 5𝑦+ 4= 0 ⇔ y = 5 ±3 2 ⇔ ⇔ y= 4 ou y = 1 Voltando para a incógnita inicial x temos: 𝑥2 = 4 ou 𝑥2 = 1 ⇔ x = ±2 ou x = ±1 Logo: 𝑉 = {1,−1, 2,−2} FICHA 2 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Álgebra – Equações Elementares e Resolução de Inequações – I 1. PROPRIEDADES DAS DESIGUALDADES Sendo x, y e a números reais, valem, as seguin- tes propriedades: a) 𝑥 < 𝑦 ⇔ x+ a < y +a,∀a∈ ℝ b) 𝑥 < 𝑦 ⇔ a ∙ x < a ∙ y,∀a∈ℝ+∗ c) 𝑥 < 𝑦 ⇔ a ∙ x < a ∙ y,∀a∈ℝ−∗ 2. FUNÇÃO POLINOMIAL DO 1°. GRAU a) Definição 𝑓: ℝ → ℝ tal que 𝑓(𝑥)= 𝑎𝑥 +𝑏, com 𝑎 ≠ 0. b) Gráfico 3. FUNÇÃO POLINOMIAL DO 2°. GRAU a) Definição 𝑓: ℝ → ℝ tal que 𝑓(𝑥)= 𝑎𝑥2 +𝑏, com 𝑎 ≠ 0. b) Resolvendo a equação 𝑎𝑥2 +𝑏𝑥+ 𝑐 = 0 obtemos as raízes de f, que são os pontos em que o gráfico de f corta o eixo x. Dependendo de ∆= 𝑏2 −4𝑎𝑐 podemos encontrar duas, uma ou ne- nhuma raiz. c) Gráfico É sempre uma parábola, com eixo de simetria paralelo ao eixo y. Conforme o sinal de a e de ∆ podemos obter seis tipos de gráficos. https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 3 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Álgebra – Equações Elementares e Resolução de Inequações – II d) Vértices É o ponto V(− b 2a ; − ∆ 4a ) e) Conjunto Imagem a > 0 ⇒ lm(f) = {y ∈ ℝ | y ≥ − ∆ 4a } a < 0 ⇒ lm(f) = {y ∈ ℝ | y ≤ − ∆ 4a } f) Sinal das raízes Lembramos que 𝑆 = 𝑥1+ 𝑥2 = − 𝑏 𝑎 𝑒 𝑃 = 𝑥1 ∙ 𝑥2 = 𝑐 𝑎 , temos: I. Raízes Estritamente Positivas ⇒ ⇔ { ∆≥0 𝑃 > 0 𝑆> 0 II. Raízes Estritamente Negativas ⇒ ⇔ { ∆≥0 𝑃 > 0 𝑆> 0 III. Raízes de Sinais Contrários ⇔𝑃 < 0 4. FUNÇÃO MODULAR a) Módulo de um número real 𝑥 ≥ 0 ⇒ |𝑥| = 𝑥 𝑥 ≤ 0 ⇒ |𝑥| = −𝑥 b) Função Modular 𝑓: ℝ → ℝ tal que 𝑓(𝑥)= |𝑥| c) Gráfico d) Propriedades Sendo 𝑎 > 0, temos: I.|x| = a ⇔ x = a ou x = −a II.|x| < a ⇔ −a < x < a FICHA 4 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA III.|x| > a ⇔ x < −a ou x > a e) √𝑥2 = |𝑥|,∀𝑥∈ ℝ Álgebra – Potenciação – Radiciação – Função Exponencial 1. POTENCIAÇÃO a) Definições Se 𝑛 ∈ℕ e 𝑎 ∈ ℝ, define-se: 𝑎1 = 𝑎;𝑎0 = 1 𝑎−𝑛 = 1 𝑎𝑛 , 𝑎 ≠ 0 b) Propriedades 𝑎𝑛 ∙ 𝑎𝑚 = 𝑎𝑛+𝑚 𝑎𝑛 ÷𝑎𝑚 = 𝑎𝑛+𝑚 (𝑎≠ 0) 𝑎𝑛 ∙ 𝑏𝑛 = (𝑎𝑏)𝑛 𝑎𝑛 ÷𝑏𝑛 =( 𝑎 𝑏 ) 𝑛 (𝑏 ≠ 0) (𝑎𝑛)𝑚 = 𝑎𝑛𝑚 2. RADICIAÇÃO a) Definições √𝑎 𝑛 = 𝑥 ⇔ 𝑥𝑛 = 𝑎 b) Propriedades √𝑎 𝑛 ∙ √𝑏 𝑛 = √𝑎 𝑛 𝑏 √𝑎 𝑛 ÷ √𝑏 𝑛 = √ 𝑎 𝑏 𝑛 √ √𝑎 𝑚 𝑛 = √𝑎 𝑛𝑚 √𝑎𝑚 𝑛 = (√𝑎 𝑛 ) 𝑚 √𝑎𝑚 𝑛 = √𝑎𝑚𝑝 𝑛𝑝 (𝑝 ≠ 0) c) Potênca de Expoente Racional 𝑎 𝑚 𝑛 = √𝑎𝑚 𝑛 3. FUNÇÃO EXPONENCIAL a) Definição 𝑓: ℝ → ℝ tal que 𝑓(𝑥)= 𝑎𝑥 , com 𝑎 > 0 e 𝑎 ≠ 1. b) Gráficos c) O gráfico de f contém o ponto (0;1) d) A função é INJETORA, ou seja: 𝑎𝑥1 = 𝑎𝑥1 ⇔𝑥1 = 𝑥2 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 5 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA e) Se 𝑎 > 1 então: 𝑎𝑥1 < 𝑎𝑥2 ⇔𝑥1 < 𝑥2 Pois a função é ESTRITAMENTE CRESCENTE f) Se 0 < 𝑎 < 1 então: 𝑎𝑥1 < 𝑎𝑥2 ⇔ 𝑥1 > 𝑥2 Pois a função é ESTRITAMENTE DECRESCENTE Álgebra – Função Logarítmica 1. DEFINIÇÃO log𝑎 𝑁 = 𝛼 ⟺𝑎 𝛼 = 𝑁 Sendo: N o logaritmando, b a base e 𝛼 o LOGA- RITMO. 2. CONDIÇÕES DE EXISTÊNCIA 𝑁 > 0; 𝑎 > 0;𝑎 ≠ 1 3. CONSEQUENCIAS DA DEFINIÇÃO a) log𝑎 1= 0 b) log𝑎 𝑎 = 1 c) alog𝑎 𝑁=𝑁 4. PROPRIEDADES a) log𝑎(𝑀𝑁) = log𝑎𝑀 +log𝑎 𝑁 b) log𝑎 ( 𝑀 𝑁 ) = log𝑎𝑀− log𝑎 𝑁 c) log𝑎(𝑁 𝑚) = 𝑚 ∙ log𝑎 𝑁 d) log𝑎 √𝑁 𝑚 = 1 𝑚 = −log𝑎 𝑁 5. COLOGARITMO colog𝑎 𝑁 = log𝑎 1 𝑁 = −log𝑎 𝑁 6. MUDANÇA DE BASE log𝑎 𝑁 = log𝑐 𝑁 log𝑐 𝑎 (1≠ 𝑐 > 0) 7. LOGARITMOS DECIMAIS a) Logaritmo decimal de um número posi- tivo N, pode ser escrito na forma: log𝑁 = 𝑐 +𝑚 Onde: 𝑐 ∈ ℤ é a característica e 0 ≤ 𝑚 < 1 é a mantíssima, sendo m encon- trado na Tábua de Logarítmos. b) Determinação de característica: Regra I – A característica do logaritmo decimal de um número 𝑁 > 1 é igual ao número de alga- rismos de sua parte inteira, menos 1. Exemplos: log2 = 0,⋯ log231= 2,⋯ Regra II – A característica do logaritmo deci- mal de um número 0 < 𝑁 < 1 é igual ao oposto do número de zeros que precedem o 1°. algarismo significativo. Exemplos: log0,02 = −2+ 0,⋯ = 2̅,⋯ Obs.: Para se passar um logaritmo negativo para a forma mista (característica negativa e man- tíssima positiva), basta somar 1 à sua parte deci- mal e substrair 1 de sua parte inteira. c) Propriedade da mantissima Multiplicando-se ou dividindo-se um número positivo por 10, 100 ou 1000 etc., a mantissima do seu logaritmo decimal NÃO SE ALTERA. 8. FUNÇÃO LOGARITMICA a) Definição FICHA 6 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝑓: ℝ+ ∗ → ℝ tal que 𝑓(𝑥) = log𝑎 𝑥, com 𝑎 < 0 e 𝑎 ≠ 1. b) A função logarítmica é a INVERSA da fun- ção exponencial, pois 𝑦 = 𝑎𝑥 ⇔𝑥 = log𝑎 𝑦. c) Gráficos d) A função logarítmica é INJVETORA, ou seja: 𝐥𝐨𝐠𝒂𝒙 𝟏 = 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒙 𝟐 ⇔𝒙𝟏 =𝒙𝟐 > 𝟎 e) Se 𝑎 > 1 então: 𝐥𝐨𝐠𝒂𝒙𝟏 < 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒙𝟐 ⇔𝟎< 𝒙𝟏 < 𝒙𝟐 pois a função é ESTRITAMENTE CRESCENTE. f) Se 0 < 𝑎 < 1 então 𝐥𝐨𝐠𝒂𝒙𝟏 < 𝐥𝐨𝐠𝒂 𝒙𝟐 ⇔𝒙𝟏 >𝒙𝟐 > 𝟎 Pois a função é ESTRITAMENTE DECRESCENTE. Álgebra – Binômio de Newton e Análise Combinatória - I 1. FATORIAL { 0! = 1 𝑛! = 𝑛 ∙ (𝑛−1)!,∀𝐧 ∈ℕ∗ 2. NUMERO BINOMIAL Definição: { 𝑛 ≥ 𝑘 ⇒ ( 𝑛 𝑘 ) = 𝑛! 𝑘! (𝑛−𝑘)! 𝑛 < 𝑘 ⇒ ( 𝑛 𝑘 ) = 0 (𝑛, 𝑘 ∈ ℕ) Propriedades: a) Binomiais complementares são iguais ( 𝑛 𝑘 ) = ( 𝑛 𝑛− 𝑘 ) b) Relação de STIFEL ( 𝑛 𝑘 )+ ( 𝑛 𝑘+ 1 ) = ( 𝑛 +1 𝑘 +1 ) c) Relação de FARMAT ( 𝑛 𝑘 +1 ) = 𝑛 −𝑘 𝑘 +1 ∙ ( 𝑛 𝑘 ) 3. TRIÂNGULO DE PASCAL https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 7 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 4. APLICAÇÕES a) A relação de STIFEL pode ser memorizada assim: ( 𝑛 𝑘 ) +( 𝑛 𝑘 +1 ) = ( 𝑛 + 1 𝑘 +1 ) b) Soma na linha ( 𝑛0 ) +( 𝑛 1 )+ ( 𝑛 2 ) +⋯+ ( 𝑛 𝑛 ) = 2𝑛 c) Soma na coluna ( 𝑘 𝑘 )+ ( 𝑘+ 1 𝑘 )+ ( 𝑘 +2 𝑘 )+ ⋯+( 𝑛 𝑘 ) = ( 𝑛 +1 𝑘 +1 ) d) Soma na diagonal ( 𝑘 0 )+ ( 𝑘 +1 1 ) +( 𝑘 +2 2 ) +⋯+( 𝑛 𝑛 −𝑘 ) = ( 𝑛+ 1 𝑛− 𝑘 ) Álgebra – Binômio de Newton e Análise Combinatória - II 5. TEOREMA DO BINÔMIO a) b) Cálculo dos coeficientes FICHA 8 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA A maneira mais prática de calcular os coeficientes é lembrar que o primeiro é sempre igual a 1 e os demais são calculados a partir do anterior pela relação de Fermat: (𝐜𝐚𝐝𝐚 𝐜𝐨𝐞𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞) 𝐱 (𝐞𝐱𝐩𝐨𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐝𝐞 𝐱)÷ (𝐞𝐱𝐩𝐨𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐝𝐞 𝐲 𝐚𝐮𝐦𝐞𝐧𝐭𝐚𝐝𝐨 𝐝𝐞 𝟏) = 𝐜𝐨𝐞𝐟𝐢𝐜𝐢𝐞𝐧𝐭𝐞 𝐬𝐞𝐠𝐮𝐢𝐧𝐭𝐞 c) O termo de ordem 𝒌 +𝟏 do desenvolvimento, feito segundo os expoentes decrescentes de x, é 𝑇𝑘+1 = ( 𝑛 𝑘 ) ∙ 𝑥𝑛−𝑘 ∙ 𝑦𝑘 O termo de ordem 𝒌 +𝟏 do desenvolvimento, feito segundo os expoentes crescentes de x, é 𝑇𝑘+1 = ( 𝑛 𝑘 ) ∙ 𝑥𝑘 ∙ 𝑦𝑛−𝑘 d) Número de parcelas: o desenvolvimento de (𝑥+ 𝑦)𝑛 tem 𝒏+ 𝟏 parcelas. e) Soma de Coeficientes: a soma dos coeficientes numéricos do desenvolvimento de (𝑎𝑥 +𝑏𝑦)𝑛, com a e b constantes é (𝑎+ 𝑏)𝑛 6. ARRANJOS São agrupamentos que diferem entre si ou pela natureza ou pela ordem de seus elementos. a) Cálculo dos arranjos simples: b) Cálculo dos arranjos com repetição 7. PERMUTAÇÃO São agrupamentos que diferem entre si ape- nas pela ordem dos seus elementos. As permutações são um caso particular dos ar- ranjos em que 𝑛 = 𝑘 a) Cálculo das permutações simples 𝑷𝒏 = 𝑨𝒏,𝒏 ⇒𝑷𝒏 = 𝒏! b) Cálculo das permutações com elementos repetidos. 𝑷𝒏 𝜶,𝜷 = 𝒏! 𝜶! 𝜷! 8. COMBINAÇÕES São agrupamentos que diferem entre si ape- nas pela natureza de seus elementos. a) Cálculo das combinações simples 𝒄𝒏,𝒌 = 𝑨𝒏,𝒌 𝑷𝒌 = 𝒏! 𝒌!(𝒏−𝒌)! = ( 𝒏 𝒌 ) b) Cálculo das combinações com repetição 𝑪𝒏,𝒌 ∗ = 𝑪𝒏+𝒌−𝟏,𝒌 Álgebra – Probabilidade de Estatística 1. DEFINIÇÃO A probabilidade do evento A, subconjunto de um espaço amostral S, é: FICHA 9 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝑷(𝑨)= 𝒏(𝑨) 𝒏(𝑺) Sendo n(A) o número de elementos do evento A e n(S) o número de elementos do espaço amostral S. 2. DECORRE da definição que a) 𝟎 ≤ 𝑷(𝑨)≤ 𝟏 b) 𝑷(𝑨)+ 𝑷(�̅�)= 𝟏 3. UNIÃO DE EVENTOS a) 𝑃(𝐴⋃𝐵) = 𝑃(𝐴)+𝑃(𝐵)− 𝑃(𝐴⋂𝐵) b) Se 𝐴⋂𝐵 = ϕ os eventos A e B são chama- dos mutuamente exclusivos e nesse caso: 𝑷(𝑨⋃𝑩)= 𝑷(𝑨)+𝑷(𝑩) 4. PROBABILIDADE CONDICIONADA A probabilidade de ocorrer o evento A, sa- bendo que já ocorreu o evento B, é chamada pro- babilidade de A condicionada a B. P(A | B) = n(A⋂B) n(B) = 𝑃(A⋂B) 𝑃(𝐵) 5. EVENTOS INDEPENDENTES a) 𝑃(𝐴 | 𝐵) = 𝑃(𝐴) 𝑒 𝑃(𝐵 | 𝐴) = 𝑃(𝐵) ⇒ ⇒ A e B são eventos independentes b) 𝑃(𝐴 | 𝐵) ≠ 𝑃(𝐴) 𝑒 𝑃(𝐵 | 𝐴) ≠ 𝑃(𝐵) ⇒ ⇒ A e B são eventos dependentes 6. INTERSECÇÃO DE EVENTOS a) 𝑃(𝐴⋂𝐵) = 𝑃(𝐴) ∙ 𝑃(𝐵 | 𝐴) b) A e B independentes ⇒ ⇒ 𝑷(𝑨⋂𝑩)= 𝑷(𝑨) ∙ 𝑷(𝑩) 7. LEI BINOMIAL DE PROBABILIDADE Repetindo n vezes uma experiência onde um evento A tem probabilidade de correr igual a p, a probabilidade de ocorrer apenas k vezes o evento A é 𝒄𝒏,𝒌 ∙ 𝒑 𝒌 ∙ (𝟏− 𝒑)𝒏−𝒌 8. ESTATÍSTICA a) Média: X̅ = ∑fi xi n , com ∑fi = n b) Moda (𝑀0): é o elemento de frequência máxima. c) Mediana (𝑀𝑑): é o elemento que ocupa a posição central. d) Desvio: 𝐷 = 𝑥𝑖 −𝑥̅ e) Desvio Médio: 𝐷𝑚 = ∑fi |Di | n f) Desvio Padrão: s = √ ∑fiDi 2 n g) Variância: s 2 = ∑fiDi 2 n FICHA 10 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Álgebra – Conjuntos Numéricos I 1. NÚMEROS NATURAIS a) ℕ= {0, 1, 2, 3,⋯} b) Divisão Euclidiana em ℕ Se 𝑟 = 0 a divisão é chamada exata. Se 𝑎 < 𝑏 então 𝑞 = 0 e 𝑟 = 𝑎 2. NÚMEROS INTEIROS a) ℤ = {⋯− 3,−2,−1, 0, 1, 2, 3, ⋯} b) Múltiplo e divisor em ℤ 𝑎 = 𝑏 ∙ 𝑐 ⇒ { 𝐚 é múltiplo de 𝐛 e de 𝐜 𝐛 e 𝐜 são divisores (fatores) de 𝐚 c) Conjunto dos números de a 𝑀(𝑎) = {𝑥 ∈ ℤ | 𝑥 = 𝑎𝑘, 𝑘 ∈ ℤ} = ={0,±𝑎,±2𝑎,⋯} d) Número par e número ímpar 𝑎 ∈ ℤ é 𝑝𝑎𝑟 ⟺ 𝑎 ∈ 𝑀(2)⟺𝑎 = 2𝑘, 𝑘 ∈ ℤ 𝑎 ∈ ℤ é 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑟⟺ 𝑎 ∉ 𝑀(2)⟺𝑎 = 2𝑘 +1, 𝑘 ∈ ℤ e) Número primo e número composto 𝑝 ∈ ℤ é 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑜 ⟺ { 𝑝 ≠ 0, 𝑝 ≠ 1, 𝑝 ≠ −1 𝐷(𝑝)= {1,−1, 𝑝,−𝑝} 𝑎 ∈ ℤ é 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜⟺{ 𝑎 ≠0, 𝑎 ≠ 1, 𝑎 ≠ −1 𝑛[ 𝐷(𝑎)] > 4 f) Teorema fundamental da aritmética Todo número composto pode ser decomposto (fatorado) num produto de fatores primos. A me- nos da ordem dos fatores e do sinal dos fatores, a decomposição é única. É a decomposição em fatores primos, da qual obtemos o Dispositivo Prático para obter todos os divisores naturais de um número natural. g) Exemplo Obter os divisores naturais de 120 h) Número de divisores Se 𝑎 = 𝑝1 𝑘1 ∙ 𝑝2 𝑘2 ∙ 𝑝 3 𝑘3 ∙ ⋯∙ 𝑝𝑛 𝑘𝑛 , onde 𝑝1, 𝑝2, ⋯ , 𝑝𝑛 são os fatores primos naturais, distin- tos, do número natural a e 𝑘1, 𝑘2 ,⋯ , 𝑘𝑛 os respec- tivos expoentes, então o número de divisores na- turais de a é (𝒌𝟏+𝟏) ∙ (𝒌𝟐+ 𝟏) ∙ (𝒌𝟑+ 𝟏) ∙ ⋯ ∙ (𝒌𝒏+𝟏) i) Mdc e mmc 𝑚𝑑𝑐(𝑎, 𝑏) = 𝑚á𝑥[ 𝐷(𝑎)⋂𝐷(𝑏)] 𝑚𝑚𝑐(𝑎, 𝑏) = 𝑚í𝑛[ 𝑀+ ∗(𝑎)⋂𝑀+ ∗ (𝑏)] j) Propriedades do mdc e do mmc 𝑚𝑑𝑐(𝑎, 𝑏) ∙ 𝑚𝑚𝑐(𝑎,𝑏) = 𝑎 ∙ 𝑏, ∀a, b ∈ ℕ∗ 𝐷(𝑎)⋂𝐷(𝑏)= 𝐷[ 𝑚𝑑𝑐(𝑎,𝑏)] 𝑀+ ∗ (𝑎)⋂𝑀+ ∗ (𝑏)= 𝑀+ ∗[ 𝑚𝑚𝑐(𝑎,𝑏)] k) Números primos entre si a e b primos entre si ⇔ ⇔𝑚𝑑𝑐(𝑎, 𝑏) = 1 ⇔𝑚𝑚𝑐(𝑎, 𝑏) = 𝑎𝑏 l) Teoremas Importantes 1) Se x divide a e x divide b então x divide 𝑎 ≠ 𝑏 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 11 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Álgebra – Conjuntos Numéricos I I 2) Se p é primo e p divide a.b então p é divi- sor de a ou p é divisor de b. 3) Se a é divisor de x, b é divisor de x, a e b são primos entre si então ab é divisor de x. 4) 𝒎𝒅𝒄(𝒂;𝒃)= 𝒎𝒅𝒄(𝒂;𝒂 ±𝒃) 3. NÚMEROS RACIONAIS a) 𝑄 = 𝑥 | 𝑥 = 𝑎 𝑏 , 𝑐𝑜𝑚 𝑎 ∈ ℤ 𝑒 𝑏 ∈ ℤ∗} b) Todo número racional é inteiro ou deci- mal exato ou decimal não exato e periódico (dí- zima periódica). c) Exemplos Inteiros: 3 1 = 3; 0 2 = 0; 10 2 = 5,𝑒𝑡𝑐.. Decimais Exatos: 6 5 = 1,2; 3 4 = 0,75; 𝑒𝑡𝑐.. Decimais não exatos periódicos: 2 3 = 0,666… ; 37 30 = 1,233… d) Fração geratriz da dízima periódica 0,414141… = 41 99 1,233… = 12,333 10 = 12+0,333… 10 = 12+ 3 9 10 = 37 30 e) Os únicos números que não são racionais (isto é, que não podem ser escritos na forma 𝑎 𝑏 com 𝑎 ∈ ℤ e 𝑏 ∈ ℤ∗) são os decimais não exatos e não periódicos. Estes números são chamados irracio- nais. O conjunto dos números irracionais é repre- sentado por ℝ−ℚ. Exemplos: 𝜋, 𝑒, √2, √3, 𝑒𝑡𝑐 … 4. NÚMEROS RAIS a) O conjunto dos números reais é a união dos racionais com os irracionais. b) Observe que: ℕ⊂ ℤ ⊂ ℚ ⊂ ℝ ℝ = ℚ∪ (ℝ−ℚ) ℚ∩ ( ℝ−ℚ) = 𝜙 ℝ∗ = ℝ− {0} FICHA 12 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA ℝ+ = {𝑥 ∈ ℝ|𝑥 ≥ 0} (reais positivos) ℝ+ ∗ = {𝑥 ∈ℝ|𝑥 > 0} (reais estrit.positivos) ℝ− = {𝑥 ∈ℝ|𝑥 ≤ 0} (reais negativos) ℝ− ∗ = {𝑥 ∈ℝ|𝑥 < 0} (reais estrit.negativos) c) Fechamento 𝑟 ∈ ℚ e 𝑠 ∈ ℚ ⇒ 𝑟± 𝑠 ∈ℚ 𝑟 ∈ℚ e 𝑠 ∈ ℚ ⇒ 𝑟 ∙ 𝑠 ∈ ℚ 𝑟 ∈ℚ e 𝑠 ∈ ℚ∗ ⇒ 𝑟 𝑠 ∈ℚ 𝑟 ∈ ℚ e 𝛼 ∈ ℝ− ℚ⇒ 𝑟 ±𝑎 ∈ ℝ−ℚ 𝑟 ∈ℚ∗ e 𝛼 ∈ ℝ−ℚ⇒ 𝑟 ∙ 𝑎 ∈ ℝ− ℚ 𝑟 ∈ ℚ∗ e 𝛼 ∈ ℝ− ℚ⇒ 𝑟 𝑎 ∈ ℝ−ℚ 𝛼 ∈ℝ −ℚ e 𝛽 ∈ℝ −ℚ⇒ 𝛼+ 𝛽 ∈ℝ 𝛼 ∈ ℝ− ℚ e 𝛽 ∈ ℝ− ℚ⇒ 𝛼 ∙ 𝛽 ∈ ℝ 𝛼 ∈ ℝ− ℚ e 𝛽 ∈ ℝ− ℚ⇒ 𝛼 𝛽 ∈ℝ Álgebra – Complexos 1. FORMA ALGÉBRICA z = x+ yi,com x, y ∈ ℝ e i2 = −1 2. OPERAÇÕES NA FORMA ALGÉBRICA a) Adição: (a+bi) + (c+ di) = (a+c) + (b+d)i b) Subtração: (a+bi) − (c+ di) = (a− c) + (b−d)i c) Multiplicação: (a+bi) ∙ (c+ di) = (ac −bd) + (ad−bc)i d) Divisão: (supondo 𝑐 +𝑑𝑖 ≠ 0) a+ bi c +di = a +bi c +di ∙ c −di c −di = ac +bd c2 +d2 + bc −ad c2+d2 e) Potência de i: e1) 𝑖0 = 1 𝑖1 = 𝑖 𝑖2 = −1 𝑖3 = −𝑖 e2) e3) in ∈ {1, i, −1,−i}, ∀n ∈ ℕ 3. IGUALDADE 𝑎 +𝑏𝑖 = 𝑐 +𝑑𝑖 ⟺ 𝑎 = 𝑐 e 𝑏 = 𝑑 4. CONJUGADO Se 𝑧 = 𝑥+𝑦𝑖 então o conjugado de z é o com- plexo 𝑧 ̅tal que 𝑧̅ = 𝑥 −𝑦𝑖. 5. FORMA TRIGONOMÉTRICA E REPRESENTA- ÇÃO GEOMÉTRICA a) Módulo: |𝑧| = 𝜌 = √𝑥2 + 𝑦2 b) Argumento: é o ângulo 𝜃, tal que 𝜃 ∈ 0 ⊢ 2𝜋 e { cos𝜃 = 𝑥 𝜌 𝑠𝑒𝑛 𝜃 = 𝑦 𝜌 (𝜌≠ 0) c) Forma Trigonométrica: 𝑧 = 𝜌 ∙ cos𝜃 + 𝑖 ∙ 𝑠𝑒𝑛 𝜃 6. OPERAÇÕES NA FORMA TRIGONOMÉTRICA a) Multiplicação: 𝑧1 ∙ 𝑧2 = (𝜌1 ∙ 𝜌2) ∙ [cos(𝜃1+ 𝜃2) + 𝑖 ∙ 𝑠𝑒𝑛 (𝜃1 +𝜃2)] b) Divisão: 𝑧1 𝑧2 = ( 𝜌1 𝜌2 ) ∙ [cos(𝜃1−𝜃2) + 𝑖 ∙ 𝑠𝑒𝑛 (𝜃1− 𝜃2)] c) Potenciação: 𝑧𝑛 = 𝜌𝑛. [cos(𝑛𝜃) + 𝑖 ∙ 𝑠𝑒𝑛(𝑛𝜃)] d) Radiciação: 𝑧𝑘 = √𝜌 𝑛 ∙ [cos( 𝜃 𝑛 + 2𝜋 𝑛 ∙ 𝑘) + 𝑖 ∙ 𝑠𝑒𝑛 ( 𝜃 𝑛 + 2𝜋 𝑛 ∙ 𝑘)], com 𝑘 ∈ {0,1,2,… , 𝑛 −1} Conclusões a) Todo complexo 𝑧 ≠ 0 admite no campo complexo n raízes enésimas. b) Todas as raízes enésimas de z possuem o mesmo módulo, que vale √𝜌 𝑛 . https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 13 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA c) Os argumentos das raízes enésimas de z são os n primeiros termos de uma P.A. cujo pri- meiro termo é 𝜃 2 e cuja razão é 2𝜋 𝑛 . Álgebra – Polinômios 1. DEFINIÇÃO P(x) = a0 x n +a1 x n−1 +a2 x n−2 + ⋯+an Onde n ∈ℕ∗, y ∈ C e ai ∈ ℂ 2. VALOR NUMÉRICO: 𝐏(𝛂) Substituir x por 𝛼 e efetuar as operações indi- cadas. 3. GRAU É o maior expoente de x com coeficiente dife- rente de zero. a0 ≠ 0 ⇒ G= n 𝑎0 =0 e 𝑎1 ≠ 0⇒ G= n− 1 𝑎0 =𝑎1 = 0 e 𝑎2 ≠ 0 ⇒ G = n−2 ……………………………………………… 𝑎0 =𝑎1 = ⋯= 𝑎𝑛−1 = 0 e 𝑎𝑛 ≠0 ⇒ G= 0 𝑎0 =𝑎1 = ⋯= 𝑎𝑛−0 e 𝑎𝑛 = 0 ⇒ não se define grau 4. POLINÔMIO IDENTICAMENTE NULO a) Definição 𝑃(𝑥) ≡ 0⇔ 𝑃(𝑥) = 0, ∀x ∈ ℂ b) C.N.S. 𝑃(𝑥) ≡ 0 ⇔ 𝑎0 =𝑎1 = 𝑎2 = ⋯= 𝑎𝑛 =0 5. POLINÔMIOS IDÊNTICOS a) Definição 𝐴(𝑥) ≡ 𝐵(𝑥)⇔ 𝐴(𝑥)= 𝐵(𝑥),∀x ∈ ℂ b) C.N.S. 𝐀(𝐱) ≡ 𝐁(𝐱)⇔ 𝐚𝟎 = 𝐛𝟎 ; 𝐚𝟏 =𝐛𝟏; 𝐚𝟐 = 𝐛𝟐;… ; 𝐚𝐧 = 𝐛𝐧 6. DIVISÃO DE POLINÔMIOS a) Definição ⇒ { A(x) ≡ B(x) ∙ Q(x)+ R(x) GR < GB ou 𝑅(𝑥) ≡ 0 b) Obtenção de Q(x) e R(x): Método da chave ou Método dos Coeficientes a determinar https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 14 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 7. DIVISÃO POR 𝐱 −𝛂 Valem as propriedades do item (6) e além disso: a) Definição 𝑟 = 𝐴(𝛼) (𝑇. 𝑑𝑒 𝐷′𝑎𝑙𝑒𝑚𝑏𝑒𝑟𝑡) b) Obtenção de Q(x) e r: c) Se A(x) é divisível por 𝑥 − 𝛼 ≠ 𝛼 é raiz de A(x). d) Se A(x) é divisível por 𝑥 − 𝛼 e por 𝑥 − 𝛽, com 𝛼 ≠ 𝛽, então A(x) é divisível por (𝑥− 𝛼) ∙ (𝑥 −𝛽). 8. DIVISÃO POR 𝐚𝐱 +b Valem as propriedades do item (7), obser- vando que: a) O 𝛼, tanto no teorema de D’Alembert como no dispositivo de Briott-Ruffini, é sempre a raiz do divisor 𝐚𝐱 + 𝐛. b) No dispositivo de Briott-Ruffini o último coeficiente já é o resto. c) Os demais coeficientes devem ser dividi- dos por a que é o coeficiente de x no divisor. Álgebra – Equações Algébrigas 1. DEFINIÇÃO 𝐹(𝑥)= 𝑎0 𝑥 𝑛 + 𝑎1 𝑥 𝑛 −1 +⋯+ 𝑎𝑛 = 0 2. T.F.A. Toda equação de grau estritamente positivo admite no campo complexo pelo menos uma raiz. 3. T DA DECOMPOSIÇÃO 𝐹(𝑥) = 𝑎0(𝑥− 𝑟1)(𝑥− 𝑟2)(𝑥 −𝑟3) …(𝑥 − 𝑟𝑛). 4. DE 2 E 3 CONCLUÍMOS Toda equação de grau estritamente positivo admite no campo complexo pelo menos uma raíz e no máximo n raízes. 5. RELAÇÕES DE GIRARD r1 +𝑟2 +𝑟3 + ⋯+𝑟𝑛= − 𝑎1 𝑎0 r1𝑟2 + 𝑟1𝑟3 +𝑟1𝑟4+⋯ =+ 𝑎2 𝑎0 𝑟1𝑟2𝑟3 +𝑟1𝑟2𝑟4 = − 𝑎3 𝑎0………………………………… 𝑟1 ∙ 𝑟2 ∙ 𝑟3 ∙ ⋯ ∙ 𝑟𝑛= (−1) 𝑛 ∙ 𝑎𝑛 𝑎0 6. RAÍZES RACIONAIS FICHA 15 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Se 𝑝 𝑞 é raíz de F(x)= 0 de coeficientes inteiros então p é divisor de 𝑎𝑛 e q é divisor de 𝑎0 . Obs.: 𝑝 𝑞 é fração irredutível. 7. RAÍZES MÚLTIPLAS Se r é raiz de multiplicidade m de F(x) = 0 será também raíz de 𝐹′(𝑥) = 0 com multiplicidade m −1 . 8. RAÍZES REAIS F(x1) ∙ (x2) < 0 ⇒ número ímpar de raízes reais no intervalo 𝑥1_____________𝑥2. 9. RAÍZES COMPLEXAS Se z = a+ bi , com 𝑏 ≠ 0, é raíz de uma equação de coeficientes reais então z̅ = a −bi também é. Além disso z e z̅ são raízes de mesma multiplicidade. Consequência: Toda equação algébrica de co- eficientes reais e grau ímpar sempre admite pelo menos uma raiz real. 10. EQUAÇÕES RECÍPROCAS a) { De 1ª espécie se:a0 = an; a1 = an−1 , … De 2ª espécie se:a0 = −an; a1 = −an−1 , … b) Os números 1 e -1 geralmente são raízes. c) Colocando em evidência os fatores cor- respondentes ao item (b), recai-se numa equação recíproca de 1ª espécie e grau par: para resolver esta existe um “artifício”. d) Se 𝑎 ≠ 0 é raíz de uma equação recíproca então 1 𝑎 também é. Álgebra – Fatoração 1. DEFINIÇÃO Fatorar é transformar uma soma de duas ou mais parcelas num produto de dois ou mais fato- res. 2. CASOS TÍPICOS 1° caso: FATOR COMUM ax +bx = x ∙ (a+b) 2° caso: AGRUPAMENTO FICHA 16 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA ax +bx+ ay +by = x ∙ (a+b) +y ∙ (a+b) = = (a+b) ∙ (x+y) 3° caso: DIFERENÇA DE QUADRADOS a2 −b2 = (a+b) ∙ (a−b) 4° caso: QUADRADO PERFEITO a2 +2ab+ b2 = (a+b) ∙ (a+b) = (a+b)2 a2 −2ab+ b2 = (a−b) ∙ (a−b) = (a−b)2 5° caso: SOMA e DIFERENÇA DE CUBOS a3 +b3 = (a+ b) ∙ (a2 −ab +b2) a3 −b3 = (a− b) ∙ (a2 +ab +b2) 6° caso: CUBO PERFEITO 𝑎3 +3𝑎2𝑏+ 3𝑎𝑏2 +𝑏3 = = (𝑎+𝑏) ∙ (𝑎+𝑏) ∙ (𝑎+ 𝑏) = (𝑎+𝑏)3 𝑎3 −3𝑎2𝑏+ 3𝑎𝑏2 −𝑏3 = (𝑎− 𝑏) ∙ (𝑎−𝑏) ∙ (𝑎−𝑏) = (𝑎− 𝑏)3 7° caso: TRINÔMIO DO 2° GRAU ax2 +bx +c = a(x− r1)(x− r2) Onde 𝑟1 e 𝑟2 são as raízes da equação ax2+ bx+c = 0 8° caso: UM ARTIFÍCIO a4 +a2 +1 = a4 +2a2 +1− a2 = = (a2+ 1)2−a2 = (a2 +1+ a)(a2+1 −a) 3. EXEMPLOS 1. Fatorar x2 −5x +6 As raízes da equação 𝑥2 −5𝑥+ 6 = 0 são 𝑟1 = 2 e 𝑟2 = 3; o coeficiente 𝑎 = 1. Logo: x2− 5x+ 6= 1(x− 2)(x−3) 2. = x2(z2−w2)− y 2 (z2− w2) = (x2−y 2)(z2−w2). Pode-se continuar a fa- toração por diferença de quadrados (x2− y 2)(z2− w2) = (x+y)(x−y) (z +w)(z−2) 3. Fatore desenvolvendo: a3 − 3a2b +3ab2 −b3 = = a3 −b3 − 3ab(a−b) = = (a−b)(a2+ ab+b2) −3ab(a−b) = = (a−b)(a2+ ab+b2 −3ab) = = (a−b)(a2− 2ab+b2) = = (a−b)(a− b)2 = (a−b)3 Álgebra – Conjuntos 1. CONJUNTO E ELEMENTO FICHA 17 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Se x é um elemento de um conjunto A, escre- veremos: 𝑥 ∈ 𝐴 (lê-se “x é elemento de A”). Se x não é um elemento de um conjunto A, es- creveremos: 𝑥 ∉ 𝐴 (lê-se “x não é elemento de A”). 2. CONJUNTO VAZIO 𝐴 = ∅ ⇔ ∀x,x ∉ 𝐴 3. SUBCONJUNTO OU PARTE – RELAÇÃO DE IN- CLUSÃO A ⊂B ⇔ (∀x)(x∈ A⇔ x ∈ B) A ⊄B ⇔ ∃x)(x∈ A e x ∈ B x ∈ A⇔ (x) ⊂ A x ∉ A⇔ (x) ⊄ A 4. IGUALDADE DE CONJUNTOS A =B ⇔ A ⊂ B e C ⊂ A A ≠B ⇔ A ⊄ B ou B ⊄ A 5. CONJUNTO DAS PARTES DE UM CONJUNTO a) Definição P(A)= {x / x ⊂ A} x ∈ P(A)⇔ x ⊂ A b) Teorema Se A tem k elementos então P(A) tem 2𝑘 elementos. c) Propriedades 1) 𝐴 ∈ 𝑃(𝐴) 2) 𝜙 ∈ 𝑃(𝐴) 3) Se A tem k elementos então A possui 2𝑘 subconjuntos. 6. OPERAÇÕES ENTRE CONJUNTOS a) Reunião ou União 𝐴∪ 𝐵 = {𝑥| 𝑥 ∈ 𝐴 ou 𝑥 ∈ 𝐵} b) Intersecção 𝐴∩ 𝐵 = {𝑥 | 𝑥 ∈ 𝐴 e 𝑥 ∈ 𝐵} n(A∪ B) = n(A)+n(B)−n(A∪ B) Se 𝐴∩𝐵 = 𝜙 então dizemos que A e B são Disjuntos. c) Subtração 1) 𝑨− 𝑩= {𝒙 | 𝒙 ∈ 𝑨 𝐞 𝒙 ∉ 𝑩} 𝐶𝐴 𝐵 = 𝐴−𝐵 = {𝑥 | 𝑥 ∈ 𝐴 e 𝑥 ∉ 𝐵} n(A−B) = n(A)−n(A∩ B) 2) 𝐗⊂ 𝐒 ⇒ 𝐗 = 𝐒−𝐗= 𝐂𝐒 𝐗 d) Propriedades 𝐴 ⊂ 𝐵 ⇒ A∪ B= B 𝐴 ⊂ 𝐵 ⇒ A∩ B= A 𝐴∪ (𝐵∩𝐶) = (𝐴∪ 𝐵) ∩ (𝐴∪ 𝐶) 𝐴∩ (𝐵∪𝐶) = (𝐴∩ 𝐵) ∪ (𝐴∩ 𝐶) 𝐴 ⊂ 𝐵 ⇒ �̅� ⊂ A̅ 𝐴∪ 𝐵 = 𝐴̅ ∩ �̅� 𝐴∩ 𝐵 = 𝐴̅ ∪ �̅� https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 18 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Álgebra – Funções I 1. FUNÇÃO OU APLICAÇÃO a) Definição Seja f uma Relação Binária de A em B. Dizemos que f é uma Função de A em B se, e somente se, estão verificadas as seguintes condições: F.1. – Todo x ∈ A se relaciona com algum y ∈ B. F.2. - Cada 𝑥 ∈ 𝐴 que se relaciona, relaciona- se com um único 𝑦 ∈ 𝐵. O único 𝑦 ∈ 𝐵 chama-se IMAGEM DE X PELA FUNÇÃO f e é indicado por f(x). b) Conjunto domínio de f D(f) = A c) Conjunto contradomínio de f CD(f) = B d) Conjunto-Imagem de f Im(f) = {f(x) ∈ B|x ∈ A} 2. TIPO DE FUNÇÕES a) Função Sobrefetora Uma função 𝑓: 𝐴→ 𝐵 é injetora, se e so- mente se, 𝐈𝐦(𝐟)= 𝐂𝐃(𝐟). b) Função Injetora Uma função 𝑓: 𝐴→ 𝐵 é injetora, se e so- mente se: 𝐱𝟏 ≠ 𝐱𝟐 ⇒ 𝐟(𝐱𝟏) ≠ 𝐟(𝐱𝟐),∀𝐱𝟏, 𝐱𝟐 ∈ 𝐀 c) Função Bijetora Uma função 𝑓: 𝐴→ 𝐵 é bijetora, se e so- mente se, f é sobrejetora e injetora. 3. FUNÇÕES MONOTÔNICAS (MONÓTONAS) Sejam 𝑓: 𝐴→ 𝐵 uma função, I um subcon- junto de A e 𝑥1 e 𝑥2 elementos de I. a) f é ESTRITAMENTE CRESCENTE EM I se, e somente se: 𝐱𝟏 < 𝐱𝟐 ⇔ 𝐟(𝐱𝟏) < 𝐟(𝐱𝟐) b) f é CRESCENTE EM I se, e somente se: x1 < x2 ⇒ f(x1) ≤ f(x2) c) f é ESTRITAMENTE DESCESCENTE EM I, se e somente se: 𝐱𝟏 < 𝐱𝟐 ⇔ 𝐟(𝐱𝟏) > 𝐟(𝐱𝟐) d) f É DESCRESCENTE EM I, se e somente se: x1 < x2 ⟹ f(x1) ≥ f(x2) e) f É CONSTANTE EM I se, e somente se: x1 < x2 ⟹ f(x1) = f(x2) , ∀x1 , x2 ∈ I 4. FUNÇÃO PAR E FUNÇÃO ÍMPAR Seja 𝑓: 𝐴 → 𝑅 uma função. a) f é uma Função Par se, e somente se: f(−x)= f(x) , para todo 𝑥 ∈ 𝐴. b) F é uma Função Ímpar se, e somente se: f(−x) = −f(x) , para todo 𝑥 ∈ 𝐴. https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 19 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA c) O gráfico de uma função par é simétrico em relação ao eixo dos y. d) O gráfico de uma função ímpar é simé- trico em relação à origem do sistema de coordenadas. Álgebra – Funções II 5. COMPOSIÇÃO DE FUNÇÕES Sejam 𝑓: 𝐴→ 𝐵 e 𝑔:𝐵 → 𝐶 duas funções. Chama-se Função Composta de f com g à fun- ção 𝑔𝑜𝑓:𝐴→ 𝐶 , tal que: (𝑔𝑜𝑓)(𝑥)= 𝑔[ 𝑓(𝑥) ] 6. FUNÇÃO INVERSA Seja 𝑓: 𝐴 → 𝐵 uma função e i a função identi- dade. Se existir uma função 𝑔:𝐵 →𝐴 tal que: a) gof = iA b) fog = iB dizemos que g é a função inversa de f e a indi- camos por 𝑓−1 . Observamos que: 1) A função 𝑓:𝐴 → 𝐵 é inversível se, e so- mente se, f é bijetora. 2) Para se determinar a sentença da função inversa basta: a) Isolar x na sentença de f b) Troca x por y 3) Os gráficos de f e f −1 são simétricos em relação à bissetriz dos quadrantes ímpares. 7. FUNÇÃO LIMITADA Seja 𝑓: 𝐴 → 𝑅 uma função A função f é limitada se, e somente se, existi- rem a e b reais tais que: a ≤ f(x) ≤ b Se f é uma função limitada, o seu gráfico está contido em uma faixa horizontal. 8. FUNÇÃO PERIÓDICA Uma função 𝑓: 𝐴 →𝑅 é periódica se, e so- mente se, existe 𝑝 ∈ ℝ∗, tal que: 𝐟(𝐱+𝐩) = 𝐟(𝐱), para todo 𝑥 ∈ 𝐴. Se 𝑓(𝑥 +𝑝) = 𝑓(𝑥) para todo 𝑥 ∈ 𝐴, então 𝑓(𝑥 +𝐾 ∙ 𝑝) = 𝑓(𝑥) para todo 𝑥 ∈ 𝐴, com 𝐾 ∈ 𝑍. Se uma função é periódica então o menor va- lor positivo de p chama-se período de f. 9. EXEMPLOS a) 𝑓: [ 𝑎 ; 𝑏 ] → [ 𝑐 ; 𝑑 ] tal que 𝑓(𝑥) = 𝑥 FICHA 20 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA A função é: Bijetora Estritamente Crescente Ímpar Inversível Limitada b) 𝑓: [ 𝑎 ; 𝑏 ] → [ 0 ; 𝑑 ] tal que 𝑓(𝑥) = 𝑥2 A função é: Sobrejetora Par Limitada A função não é injetora Álgebra – Progressão Aritmética e Progressão Geométrica 1. SEQUÊNCIA REAL Definição: é toda função 𝑓: ℕ∗ → ℝ que a cada número natural n associa um único número real 𝑎𝑛. Notação: 𝑓 = (𝑎𝑛)𝑛∈ℕ∗ = 𝑎1 ,𝑎2 , … , 𝑎𝑛…) onde 𝑎1, 𝑎2 , … são chamadas termos da sequência. 2. PROGRESSÃO ARITMÉTICA (P.A.) a) Definição: Dados os números a e r define-se: (𝑎1, 𝑎2, … , 𝑎𝑛, … ) é uma P.A. ⇔ ⇔ { 𝑎1 = 𝑎 𝑎𝑛+1 = 𝑎𝑛 +𝑟 b) Termo Geral: 𝑎𝑛 = 𝑎1 +(𝑛 −1) ∙ 𝑟 c) Soma: 𝑆𝑛 = 𝑎1+𝑎𝑛 2 ∙ 𝑛 d) Propriedades: 1) 𝑎𝑘 = 𝑎𝑘−1+𝑎𝑘+1 2 , isto é: numa P.A. cada termo entre o anterior e o posterior. 2) 𝑎𝑘+1 ∙ 𝑎𝑛−𝑘 − 𝑎1+ 𝑎𝑛, ou seja: con- siderando os n primeiros termos de um P.A., a soma de dois termos equidistantes dos extremos é igual à soma dos extremos. 3. PROGRESSÃO GEOMÉTRICA (P.G.) a) Definição: Dados os números a e q define-se: (𝑎1, 𝑎2, … , 𝑎𝑛, … ) é uma P.G. ⇔ ⇔ { 𝑎1 = 𝑎 𝑎𝑛+1 = 𝑎𝑛 ∙ 𝑞 b) Termo Geral: 𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞 𝑛−1 c) Produto: |𝑃𝑛| = √(𝑎1 ∙ 𝑎𝑛)𝑛 d) Propriedades: 1) 𝑎𝑘 2 = 𝑎𝑘−1 ∙ 𝑎𝑘+1 , isto é: numa P.G. cada termo, a partir do segundo, é média geomé- trica entre o anterior e o posterior 2) 𝑎𝑘+1 ∙ 𝑎𝑛−𝑘 = 𝑎1 ∙ 𝑎𝑛, ou seja: consi- derando os n primeiros termos de um P.G., o pro- duto de dois termos equidistantes dos extremos é igual ao produto dos extremos. e) Soma dos termo da P.G.: 1) Se 𝑞 = 1 então 𝑆𝑛 = 𝑛 ∙ 𝑎1 2) Se 𝑞 ≠ 1 então: 𝑆𝑛= 𝑎1(𝑞 𝑛−1) 𝑞 −1 = 𝑎1 ∙ (1−𝑞 𝑛 ) 1−𝑞 3) Se −1 < 𝑞 < 1 então 𝑆∞ = lim 𝑛→∞ 𝑆𝑛 = 𝑎1 1−𝑞 4. EXEMPLOS FICHA 21 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 1. Problema proposto a Gauss quando o mesmo deduziu intuitivamente uma forma de obter a soma dos n primeiros termos de um P.A. Ache a soma dos primeiros 100 números naturais (excluindo o zero). 𝑎1 = 1 𝑟 = 1 𝑎𝑛 = 100 𝑛 = 100 𝑆100 = 1 +100 2 x 100 = 5050 2. Em um tabuleiro de xadrez, colocando-se 1 grão de milho na 1ª. casa, 2 na 2ª, 4 na 3ª. e assim sucessivamente até a 64ª. casa, qual o número total de grãos de mi- lho teremos sobre o tabuleiro? Observa-se uma P.G. Com 𝑎1 = 1 𝑞 = 2 𝑛 = 64 logo: 𝑆𝑛 = 1(264 −1) 1 = 264 − 1 Álgebra – Matrizes e Determinantes I I. MATRIZES 1. DEFINIÇÕES a) Matriz m x n M = [ 𝑎11 𝑎12 … 𝑎1𝑛 𝑎21 𝑎22 … 𝑎2𝑛 … … … … 𝑎𝑚1 𝑎𝑚2 … 𝑎𝑚𝑛 ] = (aij) mxn Se m= n então a matriz M é quadrada b) Matriz nula 0 = (xij) mxn tal que xij = 0 c) Matriz identidade ou unidade de ordem n In = (xij ) mxn tal que xij =1 se i = j e xij = 0 se i ≠ j. In = [ 1 0 0 … 0 0 1 0 … 0 0 0 1 … 0 ⋮ 0 0 0 … 1 ] mxn d) Matriz oposta Se 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗 )𝑚𝑥𝑛 é uma matriz então 𝐵 = (𝑏𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 é matriz oposta de A se e somente se 𝑏𝑖𝑗 = −𝑎𝑖𝑗 . e) Matriz transposta Se 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗 )𝑚𝑥𝑛 é uma matriz então 𝐴𝑡 = (𝑎𝑖𝑗 ′ ) 𝑛𝑥𝑚 é a matriz transposta de A se e somente se 𝑎′𝑖𝑗 = 𝑎𝑖𝑗 . 𝐴 = [ 𝑎11 𝑎12 … 𝑎1𝑛 𝑎21 𝑎22 … 𝑎2𝑛 … … … … 𝑎𝑚1 𝑎𝑚2 … 𝑎𝑚𝑛 ]mxn 𝐴𝑡 = [ 𝑎11 𝑎21 … 𝑎𝑚1 𝑎12 𝑎22 … 𝑎𝑚2 … … … … 𝑎1𝑛 𝑎2𝑛 … 𝑎𝑚𝑛 ] nxm f) Matrizes iguais 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 e 𝐵 = (𝑏𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 são matri- zes iguais, se e somente se 𝑎𝑖𝑗 = 𝑏𝑖𝑗 FICHA 22 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 2. OPERAÇOES a) Adição Se 𝐴= (𝑎𝑖𝑗 )𝑚𝑥𝑛, 𝐵 = (𝑏𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 e 𝐶 = (𝑐𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝐶 = 𝐴+ 𝐵 se, e so- mente se, 𝑐𝑖𝑗 = 𝑎𝑖𝑗 + 𝑏𝑖𝑗. b) Multiplicação (de número por matriz) Se 𝐴 = (𝑎𝑖𝑗 )𝑚𝑥𝑛, 𝐵 = (𝑏𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 𝑒 𝛼 é um número qualquer então 𝐵 = 𝛼 ∙ 𝐴 se, e somente se, 𝑏𝑖𝑗 = 𝛼 ∙ 𝑎𝑖𝑗 . c) Multiplicação (de matriz por matriz) Se 𝐴 = (𝑎𝑗𝑘 )𝑚𝑥𝑝, 𝐵 = (𝑏𝑘𝑗)𝑝𝑥𝑛 𝑒 𝐶 = (𝑐𝑖𝑗)𝑚𝑥𝑛 então 𝐶 = 𝐴 ∙ 𝐵 se, e somente se, 𝑐𝑖𝑗 = 𝑎𝑖𝑗 ∙ 𝑏𝑖𝑗 +𝑎𝑖2 ∙ 𝑏2𝑗 +⋯+𝑎_𝑖𝑝 ∙ 𝑏𝑝𝑗 3. PROPRIEDADES As propriedades das operações com números reais valem para as operações com matrizes, po- rém, na multiplicação de matrizes não valem as propriedades comutativa, anulamento do produto e cancelamento, ou seja: a) Existem matrizes A e B tais que 𝐴 ∙ 𝐵 ≠ 𝐵 ∙ 𝐴. Álgebra – Matrizes e Determinantes I I b) Pode-se ter 𝐴 ∙ 𝐵 = 0 mesmo com 𝐴 ≠ 0 e 𝐵 ≠ 0. c) Pode-se ter 𝐴 ∙ 𝐶 = 𝐵 ∙ 𝐶 mesmo com 𝐴 ≠ 𝐵 𝑒 𝐶 ≠ 0. Se A e B são matrizes conformes para opera- ção indicada em cada caso e 𝛼 é um número qual- quer então: d) (𝐴𝑡)𝑡 = 𝐴 e) (𝐴+ 𝐵)𝑡 = 𝐴𝑡 = 𝐵𝑡 f) (𝛼 ∙ 𝐴)𝑡 = 𝛼 ∙ 𝐴𝑡 g) (𝐴∙ 𝐵)𝑡 = 𝐵𝑡 ∙ 𝐴𝑡 II. DETERMINANTES 1. DEFINIÇÕES a) Determinante de matriz de 1ª. Ordem. Se 𝑀 = (𝑎11) então 𝑑𝑒𝑡𝑀 =𝑎11 b) Determinante de matriz de ordem 𝑛 ≥ 2. O determinante é igual à soma dos produ- tos (−1)𝑃 ∙ 𝑎1𝛼1 𝑎2𝛼2 𝑎3𝛼3 … 𝑎𝑛𝛼𝑛 onde 𝛼1, 𝛼2, 𝛼3, … ,𝛼𝑛 é uma permutação gené- rica dos segundos índices e p é o número de inversões em relação à fundamental 1, 2, 3, ..., n. c) Cofator 𝐴𝑖𝑗 Se 𝑀 = (𝑎11) então 𝐴11 = 1. Se M é matriz quadrada de ordem 𝑛 ≥ 2 então 𝐴𝑖𝑗 = (−1) 𝑖+𝑗 ∙ 𝐷𝑖𝑗 onde 𝐷𝑖𝑗 é o determinante que se obtém de M supri- mindo a linha i e a coluna j. 2. REGRAS PRÁTICAS a) Determinante de ordem 2: b) Determinante de ordem 3: FICHA 23 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝑎11 𝑎22 𝑎33 +𝑎12 𝑎23 𝑎31 + 𝑎13 𝑎21 𝑎32 + 𝑎13 𝑎22 𝑎31 −𝑎11 𝑎23 𝑎32 − 𝑎12 𝑎21 𝑎33 3. PROPRIEDADES Grupo 1 – Teoremas de Laplace e Cauchy Numa matriz quadrada a soma dos produtos dos elementos de uma fila qualquer: a) Pelos respectivos cofatores é igual ao de- terminante da matriz. (T de Laplace) b) Pelos cofatores dos elementos corres- pondentes de outra fila paralela é zero. (T. de Cauchy) Grupos 2 – Determinante igual a zero. O determinado de uma matriz quadrada é igual a zero, se a matriz possui: a) Uma fila nula b) Duas filas paralelas iguais c) Duas filas paralelas proporcionais d) Uma fila que é combinação linear das ou- tras filas paralelas. Grupo 3 – Determinante não se altera. O determinante de uma matriz quadrada não se altera se: a) Trocamos ordenadamente linhas por co- lunas (𝑑𝑒𝑡𝑀 = 𝑑𝑒𝑡𝑀𝑡). b) Somarmos a uma fila uma combinação li- near de outras filas paralelas. (T. de Jacobi). Álgebra – Matrizes e Determinantes III Grupo 4 – Alterações no determinante O determinante de uma matriz quadrada de ordem n altera-se: a) trocando de sinal, quando duas filas pa- ralelas trocam de lugar entre si. b) ficando multiplicado por 𝛼, quando os elementos de uma fila são multiplicados por 𝛼. c) ficando multiplicado por 𝛼𝑛 quando a matriz é multiplicada por 𝛼. Grupo 5 – Propriedades complementares a) Teorema de Binet – Se A e B são matrizes quadradas de mesma ordem então det(𝐴𝐵) = = det𝐴 ∙ det𝐵 . b)| 𝑎 𝑝+𝑞 𝑥 𝑏 𝑚+ 𝑛 𝑦 𝑐 𝑟 +𝑠 𝑧 | = | 𝑎 𝑝 𝑥 𝑏 𝑚 𝑦 𝑐 𝑟 𝑧 | + | 𝑎 𝑞 𝑥 𝑏 𝑛 𝑦 𝑐 𝑠 𝑧 | c) Determinante de Vandermonde | 1 1 1 𝑎 𝑏 𝑐 𝑎2 𝑏2 𝑐2 | = (𝑏−𝑎) ∙ (𝑐 − 𝑎) ∙ (𝑐−𝑏) d) | 𝑎 0 0 0 𝑥 𝑏 0 0 𝑦 𝑧 𝑐 0 𝑚 𝑛 𝑝 𝑑 | = 𝑎𝑏𝑐𝑑 III. MATRIZ INVERSA 1. DEFINIÇÃO 𝑀−1 é inversa de M se, e somente se, M ∙ M−1 = M−1 ∙ M = In 2. EXISTÊNCIA FICHA 24 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA M é inversível se, e somente se, det 𝑀 ≠ 0. 3. ELEMENTO bij 𝑑𝑒 𝑀 −1 = 𝑐𝑜𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑗 𝑑𝑒 𝑀 det𝑀 4. REGRA a) Calcule det 𝑀 b) Determine a matriz dos cofatores de 𝑀:𝑀′ c) Determine a matriz adjunta: �̅� = 𝑀′𝑡 d) Aplique a formula: 𝑀−1 = 1 det𝑀 ∙ �̅� 5. PROPRIEDADES a) 𝐴−1 é única. b) (𝐴−1)−1 = 𝐴 c) (𝐴∙ 𝐵)−1 = 𝐵−1 ∙ 𝐴−1 d) det(𝐴−1) = 1 det 𝐴 6. EXEMPLO Determine a inversa da mátria M dada: 𝑀= [ 2 1 5 3 ] a) 𝐷𝑒𝑡𝑀 = 6− 5= 1 ∴ det 𝑀 ≠ 0 b) 𝑀′ = [ 3 1 −1 3 ] c) �̅� = [ 3 −1 −5 2 ] d) 𝑀−1 = 1 1 ∙ [ 3 −1 −5 2 ] = [ 3 −1 −5 2 ] Álgebra – Sistemas Lineares 1. DEFINIÇÕES a) Sistema linear { 𝑎11 𝑥1+𝑎12 𝑥2 +⋯+ 𝑎1𝑛 𝑥𝑛 = 𝑏1 𝑎21 𝑥1 +𝑎22 𝑥2 +⋯+ 𝑎2𝑛 𝑥𝑛 = 𝑏2 ……… ……… ……… ……… …… 𝑎𝑚1 𝑥1+𝑎𝑚2 𝑥2 +⋯+𝑎𝑚𝑛 𝑥𝑛 = 𝑏𝑚 Obs.: Se 𝑏1 = 𝑏2 = ⋯= 𝑏𝑚 = 0, o sistema é homogêneo. b) Matriz Incompleta 𝑀. 𝐼.= [ 𝑎11 𝑎12 … 𝑎1𝑛 𝑎21 𝑎22 … 𝑎2𝑛 … … … … 𝑎𝑚1 𝑎𝑚2 … 𝑎𝑚𝑛 ] c) Matriz Completa 𝑎11 𝑎12 … 𝑎1𝑛 𝑏1 𝑎21 𝑎22 … 𝑎2𝑛 𝑏2 … … … … … 𝑎𝑚1 𝑎𝑚2 … 𝑎𝑚𝑛 𝑏𝑚 d) Se a matriz incompleta for quadrada o seu determinante é chamado determinante do sistema (D). FICHA 25 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 2. SISTEMA NORMAL a) m = n e D ≠ 0 b) Teorema de Cramer – qualquer sistema normal é possível e determinado. c) Resolução (regra de Cramer) 𝑥1 = 𝐷1 𝐷 ;𝑥2 = 𝐷2 𝐷 ;… ; 𝑥𝑛= 𝐷𝑛 𝐷 3. CARACTERÍSITCA A característica de uma matriz é “p” se, e so- mente se: a) Existir de um menor de ordem p (deter- minante) diferente de zero. b) Todos os menores de ordem 𝑝+ 1 (de- terminante) que se obtém ORLANDO o menor de ordem p do item (a) são iguais a zero. 4. DISCUSSÃO DE UM SISTEMA LINEAR Sendo: p, a característica de M.I. q, a característica de M.C. n, o número de incógnitas O teorema de Rouché-Cappelli nos permite concluir que: a) 𝑝 ≠ 𝑞 ⇔ (𝑠) é impossível (nenhuma so- lução). b) 𝑝 = 𝑞 = 𝑛⟺ (𝑠) é possível e determi- nado (única solução). c) 𝑝 = 𝑞 < 𝑛⟺ (𝑠) é possível e indeter- minado (infinitas soluções). 5. SISTEMA LINEAR HOMOGÊNEO a) 𝑝 = 𝑞, sempre ⟹ sistema possível. b) a enupla (0, 0, ..., 0) sempre é solução (trivial). c) 𝑝 = 𝑛⟹ só admite a solução trivial. d) 𝑝 < 𝑛⟹ outras soluções além da trivial. Exemplo: Resolver o sistema: { 𝑥 +𝑦 +𝑧 = 6 𝑥−𝑦 +𝑧 = 2 𝑥+𝑦 −𝑧 = 0 𝐷 = | 1 1 1 1 −1 1 1 1 −1 | = 4 𝐷𝑋 = | 6 1 1 2 −1 1 0 1 −1 | = 4 𝐷𝑦 = | 1 6 1 1 2 1 1 0 −1 | = 8 𝐷𝑍 = | 1 1 6 1 −1 2 0 1 0 | = 12 𝑥 = 4 4 = 1; 𝑦 = 8 4 = 2 𝑧 = 12 4 =3 Solução: (𝑥;𝑦; 𝑧) = (1;2; 3) Álgebra – Limites 1. LIMITE DE UMA FUNÇÃO L é o limite da função f, quando x tende ao ponto a, se, e somente se: lim x→a+ f(x) = L e lim x→a− f(x) = L 2. FUNÇÃO CONTÍNUA f é contínua no ponto a ∈ D(f) se, e somente se lim x→a f(x) = f(a). 3. FUNÇÃO DESCONTÍNUA f é descontínua no ponto a ∈ D(f) se, e so- mente se, ou ∄ lim x→a f(x) lim x→a f(x) ≠ f(a). 4. LIMITE TRIGONOMÉTRICO FUNDAMENTAL lim x→0 sen x x = 1 (x em radianos) 5. LIMITE EXPONENCIAL FUNDAMENTAL FICHA 26 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA lim n→+∞ (1 + 1 x ) x = e 6. PROPRIEDADES DOS LIMITES a) O limite de uma função 𝑓:𝐴 → ℝ, se existe é único. b) Sejam f, g e h três funções tais que: g(x) ≤ f(x) ≤ h(x),∀x ≠ a lim x→a g(x) =b lim x→a h(x) = b Pode-se concluir que lim x→a f(x) =b 7. OPERAÇÕES a) lim x→a [ f(x)+ g(x) ] = lim x→a f(x)+ lim x→a g(x) b) lim x→a [ f(x)− g(x) ] = lim x→a f(x)− lim x→a g(x) c) lim x→a [ f(x) ∙ g(x) ] =lim x→a f(x) ∙ lim x→a g(x) d) lim x→a f (x) g (x) = lim x→a f(x) lim x→a g(x) (𝑠𝑒lim x→a g(x) ≠ 0 8. LIMITES INFINITOS a) Se lim 𝑓(𝑥) = 0 e se para x “muito pró- ximo de 𝑎"𝑓(𝑥) ≠ 0 então: lim x→a 1 f(x) = ±∞ ou ∄ lim x→a 1 f(x) b) Se lim x→a f(x) = ±∞ então lim x→a 1 f(x) = 0 Exemplos: Análise a continuidade da função descrita pelo gráfico abaixo: Observamos que: lim x→a+ f(x) = c lim x→a− f(x) = c ⇒ lim x→a f(x) = c ≠ f(a) = b 𝑓(𝑎) = 𝑏 Álgebra – Derivadas – I 1. DEFINIÇÃO Seja f: I → ℝ uma função de variável real. f é derivável no ponto 𝑎 ∈ 𝐼, se e somente se, existe um número real d tal que: 𝑑 = lim 𝑥→𝑎 𝑓(𝑥)−𝑓(𝑎) 𝑥 −𝑎 O número real d é a derivada da função f no ponto a e é indicado por f’(a). Se fizermos 𝑥 −𝑎 = ℎ então: 𝑓′(𝑎) = lim ℎ→0 𝑓(𝑥 +ℎ) − 𝑓(𝑥) ℎ https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%E2%88%80&action=edit&redlink=1 FICHA 27 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 2. FUNÇÃO DERIVADA Seja f: I → ℝ uma função derivável em I. Chama-se função derivada da Função f à função f′: I → ℝ tal que: f′ (x) = lim h→0 f(x+h) − f(x) h 3. TABELA DE DERIVADAS a) Operações com funções: Sejam 𝑢 = 𝑓(𝑥) e 𝑣 = 𝑔(𝑥) duas fun- ções e k um número real. y = k ∙ u ⟹ y ′ = k ∙ u′ y = u +v ⟹ y′ = u′ + v′ y = u −v ⟹ y′ = u′ −v′ y = u ∙ v ⟹ y ′ = v ∙ u′ +v ′ ∙ u y = u v ⟹ y ′ = v ∙ u′ − u ∙ v ′ v 2 b) Função Constante 𝑦 = 𝑘⟹ 𝑦′ = 0 c) Função Identidade 𝑦 = 𝑥 ⟹𝑦′ = 1 d) Função Potência 𝑦 = 𝑥𝑘 ⟹ 𝑦′ = 𝑘 ∙ 𝑥𝑘 −1 e) Função Exponencial y = ax ⟹y ′ = ax ∙ In a y = ex ⟹y ′ = ex f) Função Logarítmica y = loga x⟹y ′ = 1 x ∙ 1 In a y = In x ⟹ y ′ = 1 x g) Funções Trigonométricas y = sen x ⟹y ′ = cosx y = cosx⟹ y′ = −sen x y = tg x ⟹ y′ = sec2 x y = cotg x ⟹ y ′ = −cossec2 x y = sen x ⟹y ′ = secx ∙ tg x y = cossec x ⟹y ′ = −cossecx cotg x h) Função Composta Álgebra – Derivadas – II 𝑢 = 𝑓(𝑥)⟹ 𝑑𝑢 𝑑𝑥 𝑦 = 𝑔(𝑢)⟹ 𝑑𝑦 𝑑𝑢 FICHA 28 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA ∴ 𝑦 = 𝑔[ 𝑓(𝑥) ]⟹ 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 𝑑𝑦 𝑑𝑢 = 𝑑𝑢 𝑑𝑥 i) Função Inversa 𝑦 = 𝑓(𝑥)⏟ ⇔ 𝑥 = 𝑓 −1(𝑦)⏟ 𝑑𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑦 = 1 𝑑𝑦 𝑑𝑥 4. APLICAÇÕES DE DERIVADAS a) Ponto crítico de f. Se 𝑓:𝐼 → ℝ uma função derivável. Um ponto 𝑎 ∈ 𝐼 é chamado ponto crítico de f se, e somente se, 𝑓’(𝑎) = 0. Se 𝑎 ∈ 𝐼 é um ponto crítico de f então: { ou a é minimante ou a é maximante ou a é abscissa de ponto de inflexão horizontal b) Função Monotônica (Monótona) Se 𝑓:𝐼 →ℝ é derivável em J ⊂ I, então: - f é estritamente crescente em J se, e so- mente se, 𝐟 ′(𝐱) > 𝟎 para todo 𝑥 ∈ 𝐽. - f é estritamente decrescente em J se, e somente se, 𝐟 ′(𝐱)< 𝟎 para todo 𝑥 ∈ 𝐽. c) Pontos de Máximo e Mínimo Locais: Se 𝑓:𝐼 →ℝ é derivável e 𝑓′:𝐼 → ℝ é também derivável, então: f′ (a) = 0 e f′′ (a) < 0 ⟹a é ponto de máximo. f′ (a) = 0 e f′′ (a) > 0 ⟹a é ponto de mínimo. d) Planos de Inflexão: Seja 𝑓: 𝐼 → ℝ derivável tal que 𝑓′ e 𝑓′′ se- jam também deriváveis. Se 𝑓′′(𝑎) = 0 e 𝑓′′′(𝑎) ≠ 0, então: f′ (a) = 0 ⟹a é ponto de inflexão horizontal. f′ (a) ≠ 0 ⟹a é ponto de inflexão oblíqua. e) Interpretação Geométrica A derivada de f no ponto a é o coeficiente an- gular da reta t, tangente a curva f no ponto P(a,f(a)). A equação da reta tangente à curva f no ponto de abscissa a é 𝑦− 𝑓(𝑎) = 𝑓′(𝑎) ∙ (𝑥 −𝑎) Exemplo: Determine o ponto de máximo (ou mínimo) de uma função quadrática. 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥+𝑐 (𝑎≠ 0). 𝑓′ (𝑥)= 2𝑎𝑥 + 𝑏 = 0 ⟹𝑥𝑣 = − 𝑏 2𝑎 𝑦𝑣 = 𝑓(𝑥𝑣) = 𝑎 ∙ (− 𝑏 2𝑎 ) 2 +𝑏 (− 𝑏 2𝑎 ) +𝑐 ∴ ∴ 𝑦𝑣 = 𝑏2 4𝑎 − 𝑏2 2𝑎 +𝑐 = 𝑏2 −2𝑏2 +4𝑎𝑐 4𝑎 = − ∆ 4𝑎 Álgebra – Grandezas Proporcionais FICHA 29 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 1. PROPORÇÕES Sejam a, b, c e d números reais não nulos. a) 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 ⟹ 𝑎 ∙ 𝑑 = 𝑏 ∙ 𝑐 b) 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 ⟹ 𝑎+𝑏 𝑏 = 𝑐+𝑑 𝑑 c) 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 ⟹ 𝑎+𝑐 𝑏+𝑑 = 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 d) 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 ⟹ 𝑎2 𝑏2 = 𝑐2 𝑑2 = 𝑎∙𝑐 𝑏∙𝑑 2. GRANDEZAS DIRETAMENTE PROPORCIO- NAIS (a, b, c) é diretamente proporcional a (m, n, p) se, e somente se: 𝑎 𝑚 = 𝑏 𝑛 = 𝑐 𝑝 = 𝑘 = 𝑎 +𝑏 +𝑐 𝑚 +𝑛 +𝑝 3. GRANDEZAS INVERSAMENTE PROPORCIO- NAIS (a, b, c) é inversamente proporcional a (m, n, p) se, e somente se: 𝑎 ∙ 𝑚 = 𝑏 ∙ 𝑛 = 𝑐 ∙ 𝑝 = 𝑘 4. PORCENTAGEM p% de C é p 100 . C. Após um aumento de p% sobre c passamos a ter (100+𝑝)%.𝐶 = 100+𝑝 100 ∙ 𝐶 Após um desconto de p% sobre C passamos a ter (100−𝑝)%𝐶 = 100−𝑝 100 ∙ 𝐶 Após dois aumentos sucessivos de p% sobre C passamos a ter (100+p)% ∙ (100+ p)%∙ C = ( 100+p 100 ) 2 ∙ C Se um capital C é aplicado a uma taxa de i% por período após t períodos teremos um juro composto j tal que 𝑗 = 𝐶[ (100+ 1)%)2−1] 5. JUROS SIMPLES Se um capital C rende juros simples j após um tempo t aplicado a uma taxa de i% então: 𝑗 = 𝑐 𝑖 𝑡 1000 6. MÉDIAS a) Média Aritmética 𝐴 = (𝑥1+ 𝑥2+ ⋯+𝑥𝑛) 𝑛 b) Média Aritmética Ponderada 𝑃 = 𝑥1 ∙ 𝑝1 +𝑥2 ∙ 𝑝2+ ⋯+𝑥𝑛 ∙ 𝑝𝑛 𝑝1+ 𝑝2+ ⋯𝑝𝑛 c) Média Harmônica 𝐻 = 1 1 𝑥1 + 1 𝑥2 +⋯+ 1 𝑥𝑛 𝑛 d) Média Geométrica 𝐺 = √𝑥1 ∙ 𝑥2 ∙ ⋯∙ 𝑥𝑛 𝑛 e) A média aritmética é sempre maior ou igual à média geométrica 𝐴 ≥ 𝐺 FICHA 30 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Trigonometria I 1. MEDIDAS DE ARCOS E ÂNGULOS Sistema Grau Grau(°) = 1 90 do ângulo reto Minuto(′)= 1 60 do grau Segundo(′′)= 1 60 do minuto Sistema Radiano 2. FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS NO TRIÂN- GULO RETÂNGULO sen B = b a = cosC cosB = c a = sen C tg B = b c = cotg C cotg B = c b = tg C sec B = a c = cossec C cossec B = a b = secC Ângulos complementares têm co-funções iguais. 3. VALORES NOTÁVEIS x 𝐬𝐞𝐧 𝐱 𝐜𝐨𝐬 𝐱 𝐭𝐠 𝐱 30° 𝜋 6 1 2 √3 2 √3 3 45° 𝜋 4 √ 2 2 √2 2 1 60° 𝜋 3 √ 3 2 1 2 √3 4. RELAÇÕES FUNDAMENTAIS E AUXILIARES 𝐅. 𝐈. ) sen2 +cos2 x = 1 𝐅. 𝐈𝐈.) tg x = sen x cosx 𝐅. 𝐈𝐈𝐈. ) cotg x= 1 tg x = cosx sen x 𝐅. 𝐈𝐕.) sec x = 1 cosx 𝐅. 𝐕. ) cossec x = 1 senx 𝐀. 𝐈. ) sec2 x = 1+ tg2x 𝐀. 𝐈𝐈. ) cossec2 x = 1+cotg2 x 5. ARCO TRIGONOMÉTRICO AP̂ é o conjunto de todos os arcos de origem A e extremidade P. Conjunto das determinações: FICHA 31 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Trigonometria II Casos Notáveis: I) a+n ∙ 360° a +n ∙ 2π II) a+n ∙ 180° a +n ∙ π III) ±a+n ∙ 360° ±a +n ∙ 2π IV) (−1)n ∙ a+ n ∙ 180° (−1)n ∙ a +n ∙ π V) a+n ∙ 90° a +n ∙ π 2 VI) ±a+n ∙ 180° ±a +n ∙ π Do ciclo trigonométrico definimos: 𝐬𝐞𝐧 𝐱 = 𝐎𝐍 𝐜𝐨𝐬 𝐱 = 𝐎𝐌 𝐭𝐠 𝐱 = 𝐀𝐓 6. FUNÇÕES TRIGONOMÉTRICAS FICHA 32 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Função Domínio Imagem I II III IV Par ou Ímpar Período Sinais 𝑠𝑒𝑛 𝑥 ℝ [−1;1] ↗ ↘ ↘ ↗ Ímpar sen(−x) = −sen x 2𝜋 cos𝑥 ℝ [−1;1] ↘ ↘ ↗ ↗ par cos𝑥 = cos (−x) 2𝜋 𝑡𝑔 𝑥 𝑥 ≠ 𝜋 2 +𝑛𝜋 ℝ ↗ ↗ ↗ ↗ Ímpar tg(−x) = −tg x 𝜋 Trigonometria III Gráficos FICHA 33 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 7. VARIAÇÃO DO PERÍODO DE UMA FUNÇÃO a) Seja 𝑦 = 𝑓(𝑥) de período o e Y de perí- odo P. I) 𝑌 = 𝐾 +𝑓(𝑥) então P= 𝑝 II) 𝑌 = 𝐾 ∙ 𝑓(𝑥) então 𝑃 = 𝑝 III) 𝑌 = 𝑓(𝑥+ 𝐾) então 𝑃 = 𝑝 IV) 𝑌 = 𝑓(𝐾∙ 𝑥) 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝑃 = 𝑝 |𝐾| b) Graficamente ocorrem as seguintes mudanças: I) O gráfico da função sobe K se 𝐾> 0 ou desce K se 𝐾 < 0. II) O gráfico da função deforma-se na ver- tical (abre ou fecha). Se 𝐾 < 0 o gráfico também gira em 180° em torno do eixo x. III) O gráfico desloca-se K, para a es- querda se 𝐾 > 0 para a direita se 𝐾 <0 . IV) O gráfico deforma-se na horizontal (abre ou fecha), devido a mudança do período. 8. FUNÇÕES INVERSAS a) A função inversa da função f: [ 0; π ] → [ −1;1 ] t. q. f(x) = cosx é: f −1 : [ −1; 1 ] → [ 0; π ] t.q. f−1(x) = arccosx b) A função inversa da função f: [ − π 2 ; π 2 ] → [ −1;1 ] t.q. f(x) = sen x é f −1 : [−1;1] → [ − π 2 ; π 2 ] t. q. f−1(x) = arc sen x c) A função inversa da função f: ] − π 2 ; π 2 [ → ℝ t. q. f(x) = tg x é f−1: ℝ→ ]− π 2 ; π 2 [ t.q. f−1(x) = arc tg x FICHA 34 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Trigonometria IV 9. ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO DE ARCOS cos(a±b) = cosa ∙ cosb ± sen a ∙ sen b 𝑠𝑒𝑛 (𝑎± 𝑏) = sen a ∙ cosb±cosa ∙ sen b 𝑡𝑔 (𝑎±𝑏) = 𝑡𝑔 𝑎 ± 𝑡𝑔 𝑏 1 ∓ 𝑡𝑔 𝑎 ∙ 𝑡𝑔 𝑏 10. ARCO DUPLO cos(2 ∙ a) = cos2 a− sen2a = = 2cos 2a −1 = 1− 2 sen2a sen (2∙ a) = 2 ∙ sen a ∙ cosa tg (2 ∙ a) = 2 ∙ tg a 1 − tg2a 11. ARCO TRIPLO cos(3 ∙ a) = 4 ∙ cos 3a −3 ∙ cosa sen(3∙ a) = 3 ∙ sen a− 4 ∙ sen3a 12. FÓRMULAS DE REVERSÃO (WERNER) A partir de: I) cos(a+b) = cosa ∙ cosb − sen a ∙ sen b II) cos(a−b) = cosa ∙ cos+ sen a ∙ sen b III) sen (a+b) = sen a ∙ cosb+cosa ∙ sen b IV) sen (a−b) = sen a ∙ cosb−cosa ∙ sen b obtém se I + II:cos(a+b) + cos(a−b) = 2 ∙ cosa ∙ cosb I − II:cos(a+b) − cos(a−b) = −2 ∙ sen a ∙ sen b III+ IV:sen (a+b) + sen (a−b) = 2 ∙ sen a ∙ cosb III− IV:sen (a+b) − sen(a−b) = 2 ∙ cosa ∙ sen b 13. TRANSFORMAÇÃO EM PRODUTO cos𝑝 +cos𝑞 = 2 ∙ cos( 𝑝 +𝑞 2 ) ∙ cos( 𝑝−𝑞 2 ) cos𝑝 − cos𝑞 = −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 ∙ cos( 𝑝 +𝑞 2 ) ∙ 𝑠𝑒𝑛 ( 𝑝−𝑞 2 ) 14. RELAÇÕES NUM TRIÂNGULO QUALQUER I. Lei dos Senos As medidas dos lados são proporcionais aos senos dos ângulos opostos e a constante de pro- porcionalidade é a medida do diâmetro da circun- ferência circunscrita. a sen A = b sen B = c sen C = 2R II. Lei dos Cossenos O quadrado de um lado é a soma dos quadrados dos lados restantes, menos o duplo produto desses dois lados pelo co-seno do ângulo que eles formam. FICHA 35 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA a2 = b2 +c2 −2 ∙ b ∙ c ∙ cosA b2 = a2 + c2−2 ∙ a ∙ c ∙ cosB c2 = a2 + b2 −2 ∙ a ∙ b ∙ cosC Geometria Analítica I 1. COORDENADAS CARTESIANAS NO PLANO 2. DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS 𝑑𝐴𝐵 = √(𝑥𝐵−𝑥𝐴)2+(𝑦𝐵− 𝑦𝐴)2 3. RAZÃO DE SECÇÃO 𝑟 = 𝐴𝐶 𝐶𝐵 { 𝑒𝑚 �⃗� 𝑥:𝑟 = 𝑥𝐶 −𝑥𝐴 𝑥𝐵−𝑥𝐶 𝑒𝑚 �⃗� 𝑦:𝑟 = 𝑦𝐶 − 𝑦𝐴 𝑦𝐵− 𝑦𝐶 4. ALINHAMENTO DE 3 PONTOS Sejam: { A(xA, yA) B(xB, yB) C(xC, yC) e D = | xA yA 1 xB yB 1 xC yC 1 | D = 0 ⇔ A,B,C são colineares D ≠ 0 ⇔ formam triângulo 5. ÁREA DO TRIÂNGULO Área do triângulo= 1 2 ∙ |D| 6. INTERCEPTOS Obtenção de: Ix → toma−se y = 0 em y = f(x) I𝑦 → toma− se x = 0 em y = f(x) FICHA 36 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 7. INTERSECÇÃO DE CURVAS As coordenadas do ponto de intersecção são as soluções do sistema: { 𝑓(𝑥;𝑦) = 0 𝑔(𝑥. 𝑦) = 0 Geometria Analítica II 8. ESTUDO DA RETA 8.1. EQUAÇÃO DA RETA ax + by+c = 0 a e b não simultaneamente nu- los. a = 0⇒ y = − c b ⇒ y = K Reta horizontal b = 0 ⇒ y = − c 𝑎 ⇒ x = K Reta vertical c = 0 ⇒ ax +by = 0 Reta passa pela origem 8.2. DECLIVIDADE 𝑚 = 𝑡𝑔 𝜃 = 𝑦𝐵 −𝑦𝐴 𝑥𝐵 −𝑥𝐴 8.3. EQUAÇÃO GERAL { A(xA, yA) B(xB;yB) ⟹ | x y 1 xA yA 1 xB yB 1 | = 0⟹ ⟹ax +by +c = 0 8.4. EQUAÇÃO REDUZIDA m = − a b coef.angular h =− c b coef. linear 8.5. EQUAÇÃO SEGMENTÁRIA FICHA 37 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 8.6. POSIÇÃO RELATIVA DE DUAS RETAS r:y = m1 x+ h1 s:y = m2 x +h2 m1 = m2 e h1 ≠ h2⇔ r e s paralelas m1 ≠ m2 ⇔ r e− 1 m2 e h1 ≠ h2 ⇔ r e s paralelas r:a1 x +b1 y+ c1 = 0 s:a2 x+b2y +c2 = 0 a1 a2 = b1 b2 ≠ c1 c2 ⟺ r e s paralelas a1 a2 = b1 b2 = c1 c2 ⟺ r e s coincidentes a1 a2 ≠ b1 b2 ⟺ r e s concorrentes 𝑎1 ∙ 𝑎2 +𝑏1 ∙ 𝑏2 = 0⟺ r e s perpendiculares 8.7. FEIXE DE RETAS Feixe De Retas Paralelas r:ax +by +c = 0 então o feixe de retas pa- ralelas a r terá equação ax+ by+ K= 0 (K ∈ R). Feixe de Retas Concorrentes de Centro 𝐂(𝐗𝟎, 𝐘𝟎) Geometria Analítica III 8.8. ÂNGULO ENTRE DUAS RETAS Conhecidos os coeficientes angulares mr e ms, temos: 8.9. DISTÂNCIA DE PONTO A RETA Dado o ponto: P(xp, yp) e a reta r:ax +by +c = 0, temos: 8.10. DISTÂNCIA ENTRE DUAS RETAS Dadas as retas paralelas { 𝑟: 𝑎 ∙ 𝑥 +𝑏, 𝑦 +𝑐 = 0 𝑠: 𝑎 ∙ 𝑥 +𝑏, 𝑦 +𝑐′ =0 , temos: FICHA 38 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 9. ESTUDO DA CIRCUNFERÊNCIA 9.1. EQUAÇÃO CARTESIANA (ou reduzida) A equação da circunferência de centro C(a, b) e raio r é: (x− a)2+ (y−b)2 = r 2 (I) Caso particular Se o centro da circunferência for a origem do sistema cartesiano então C(0, 0) e a equação será: 𝐱𝟐+𝐲𝟐 = 𝐫𝟐 9.2. EQUAÇÃO GERAL (ou Normal) Desenvolvendo-se (I), obtemos: x2 +y 2−2ax −2by +p = 0 9.3. EQUAÇÃO DO 2°. GRAU E A CIRCUNFERÊN- CIA A equação do segundo grau x2 +y 2+k ∙ xy + mx+ny +p = 0 será a equação de uma circunferência de centro C(a, b), com a = − m 2 e b = − n 2 , e raio r = √a2 + b2 −p se e somente se: a) Os coeficientes de x2 e y2 forem iguais e não nulos. Podemos sempre supor que sejam am- bos iguais a 1. b) “Não existir” o termo em xy, ou seja 𝑘 = 0. c) r 2= a2 +b2 −p > 0. Observação: a) Se a2 +b2 −p = 0 a equação representa apenas o ponto C(a, b). b) Se a2 +b2 −p < 0 o conjunto verdade da equação é o conjunto vazio. Geometria Analítica IV 9.4. POSIÇÃO DE UM PONTO EM RELAÇÃO A UMA CIRCUNFERÊNCIA Sejam 𝑥2 +𝑦2 +𝑚𝑥 +𝑛𝑦 +𝑝 = 0 a equa- ção de uma circunferência e 𝑃(𝑥0, 𝑦0) um ponto qualquer. Seja, ainda, f(x0 , y0) = x0 2 +y0 2+m ∙ x0 +n ∙ y0+p A posição do ponto P em relação à circunfe- rência é determinada pelo valor de 𝑓(𝑥0, 𝑦0). As- sim: f(x0, y0) = 0 ⟺ P pertence à circunferência f(x0 , y0) > 0 ⟺P externo à circunferência f(x0 , y0) < 0 ⟺ P interno à circunferência 9.5. POSIÇÃO RELATIVA DE RETA E CIRCUNFE- RÊNCIA Resolvendo o sistema { ax + by+c = 0 x2+ y 2+mx+ ny+ p = 0 Recai-se numa equação do 2°. grau de discrimi- nante ∆, A reta e a circunferência serão: FICHA 39 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 ⟺∆> 0 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 ⟺ ∆=0 𝑒𝑥𝑡𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟𝑒𝑠 ⟺∆< 0 10. ESTUDO DA ELIPSE Definição Dados dois pontos 𝐹1 e 𝐹2 (focos) e um seg- mento de medida 2ª, denomina-se ELIPSE ao L.G. dos pontos do plano tais que: P F1 +P F2 = 2a Equação Reduzida A) x2 a2 + y 2 b2 = 1 B) x2 b2 + y 2 a2 = 1 Relação entre os coeficientes { Eixo maior:A1A2 = 2a Eixo menor:B1B2 = 2b Distância focal:F1F2 = 2f ⟹ a2 = b2 +r 2 Observação: Se o centro da elipse for o ponto C(g; h) então as equações A e B transformar-se-ão em: (x−g)2 a2 + (y− h)2 b2 = 1 (x−g)2 b2 + (y− h)2 a2 = 1 Geometria Analítica V 11. ESTUDO DA HIPÉRBOLE Definição Dados dois pontos F1 e F2 (focos) e um seg- mento de medida 2ª, denomina-se HIPÉRBOLE ao L.G. dos pontos do plano tais que: | P F1 −P F2 | = 2a Equação Reduzida A) FICHA 40 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA B) Relação entre os coeficientes { 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣𝑒𝑟𝑠𝑜:𝐴1𝐴2 = 2𝑎 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑗𝑢𝑔𝑎𝑑𝑜:𝐵1𝐵2 =2𝑏 𝐷𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙: 𝐹!𝐹2 = 2𝑓 ⟹ 𝑓2 = a2 +b2 Observações: 1) As equações das assíntotas da hipérbole com centro C(0; 0) são: 𝑦 = ± 𝑏 𝑎 ∙ 𝑥 Item A 𝑦 = ± 𝑎 𝑏 ∙ 𝑥 Item B 2) Se o centro da hipérbole for o ponto C(g; h) as equações A e B transformar-se-ão em: (x− g)2 a2 − (y−h)2 b2 = 1 (𝑦−ℎ)2 𝑎2 − (𝑥−𝑔)2 𝑏2 = 1 12. ESTUDO DA PARÁBOLA Definição Para um ponto F (foco) e uma reta r (diretriz), denomina-se PARÁBOLA ao L.G. dos pontos do plano equidistantes de F e de r. PF = Pr Equação Reduzida A) B) Geometria Plana - I FICHA 41 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 1. REGIÃO CONVERSA E NÃO CONVEXA 2. PARALELISMO a) Ângulos Correspondentes: r//s ⟺α = a Analogamente: 𝛽 = 𝑏; 𝛾 = 𝑐; 𝛿 = 𝑑 b) Ângulos Alternos: r//s ⟺α = c Analogamente: 𝛽 = 𝑑; 𝛾 = 𝑎; 𝛿 = 𝑏 c) Ângulos Colaterais: r//s⟺ α+ d = 180° Analogamente: 𝛽 +𝑐 = 𝛾 +𝑏 = 𝛿 +𝑎 =180° 3. TRIÂNGULOS a) Relações Angulares { 𝑥 + 𝑦+ 𝑧 = 180° 𝛼 = 𝑦+ 𝑧 | 𝛽 = 𝑥+𝑧 | 𝛾 = 𝑥 +𝑦 𝛼 +𝛽 +𝛾 = 360° b) Condições de Existência 𝑎 < 𝑏 +𝑐 𝑏 < 𝑎 +𝑐 𝑐 < 𝑎 +𝑏 c) Classificação Quanto aos lados Quanto aos ângulos FICHA 42 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Geometria Plana - II d) Critérios de Congruência 4. POLÍGONOS CONVEXOS DE n LADOS 𝑑 = 𝑛(𝑛−3) 2 𝑆𝑖 = (𝑛− 2) ∙ 180° 𝑆𝑒 = 360° Se o polígono for regular então a) Cada ângulo interno vale: (𝑛−2)∙180° 𝑛 b) Cada âgnulo externo vale: 360° 𝑛 5. TEOREMA DE TALES 𝑟//𝑠//𝑡//𝑢//… 𝐴𝐵 𝑅𝑆 = 𝐵𝐶 𝑆𝑇 = 𝐶𝐷/𝑇𝑈= ⋯ 6. TEOREMA DA BISSETRIZ AS⃗⃗⃗⃗ é bissetriz⟺ AB BS = AC CS 7. SEMELHANÇA DE TRIÂNGULOS a) ∆𝐴𝐵𝐶~∆𝑀𝑁𝑃⟺{ 𝐴 ≅ �̂�,�̂� ≅ 𝑁, 𝐶 ≅ �̂� 𝐴𝐵 𝑀𝑁 = 𝐵𝐶 𝑁𝑃 = 𝐴𝐶 𝑀𝑃 = 𝑘 b) ∆𝐴𝐵𝐶~∆𝑀𝑁𝑃⟺ Á𝑟𝑒𝑎 ∆𝐴𝐵𝐶 Á𝑟𝑒𝑎(∆𝑀𝑁𝑃) = 𝑘2 c) Critérios: 𝐴𝐴~ | 𝐿𝐴𝐿~ | 𝐿𝐿𝐿~ 8. RELAÇÕES MÉTRICAS NOS TRIÂNGULOS RE- GULARES 𝑎2 = 𝑏2 +𝑐2 (𝑇𝑒𝑜𝑟𝑒𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑃𝑖𝑡á𝑔𝑜𝑟𝑎𝑠) FICHA 43 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝑏2 = 𝑎 ∙ 𝑚 𝑐2 = 𝑎 ∙ 𝑛 ℎ2 = 𝑚 ∙ 𝑛 𝑏 ∙ 𝑐 = 𝑎 ∙ ℎ Geometria Plana - III 9. RELAÇÕES MÉTRICAS NUM TRIÂNGULO QUALQUER Calculando m em função de b e cos A obte- mos, em ambos os casos, o teorema dos cosenos: 𝐚𝟐 = 𝐛𝟐 +𝐜𝟐 = 𝟐𝐛𝐜𝐜𝐨𝐬𝐀 10. PONTOS NOTÁVEIS DO TRIÂNGULO (BICO) 11. ÂNGULOS NA CIRCUNFERÊNCIA CENTRAL 𝛼 = 𝐴�̂� INSCRITO 𝛽 = 𝐴𝐵 2 = 𝛼 2 ̂ EXCÊN- TRICO IN- TERIOR 𝛾 = 𝐴�̂�+𝐶�̂� 2 EXCÊN- TRICO EX- TERIOR 𝛿 = 𝐴�̂�− 𝐶�̂� 2 12. POTÊNCIA DE PONTO a) Se P for externo à circun- ferência, então: 𝐏𝐀 ∙ 𝐏𝐁 =𝐏𝐂 ∙ 𝐏𝐃= 𝐏𝐓𝟐 b) Se P for externo à circun- ferência, então: 𝐏𝐀 ∙ 𝐏𝐁 = 𝐏𝐂 ∙ 𝐏𝐃 FICHA 44 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 13. POLÍGONOS REGULARES Seja R o raio da circunferência circunscrita, r o raio da inscrita e 𝓵 o lado do polígono e a o apó- tema. a) Triângulo Equilá- tero Os quatro pontos notáveis coincidem B ≡ I ≡ C ≡ O) a = r = R 2 h= R+ r h= ℓ√3 2 b) Quadrado d é diagonal d= 2R d= ℓ√2 a = r = ℓ 2 c) Hexágono Regular Seis triângulos equi- láteros ℓ = R a = r = R√3 2 Geometria Plana - IV 14. ÁREAS DAS FIGURAS PLANAS a) Triângulos Sendo R o raio da circunferência circunscrita, r o da inscrita e 𝑝 = 𝑎+𝑏+𝑐 2 o semiperímetro, a área de um triângulo pode ser calculada das seguintes formas: 𝐒 = 𝐛 ∙ 𝐡 𝟐 𝐒 = 𝐚𝐛 ∙ 𝐬𝐞𝐧 𝛂 𝟐 𝐒 = 𝐚𝐛𝐜 𝟒𝐑 𝐒 = 𝐩 ∙ 𝐫 𝐒 = √𝐩(𝐚−𝐛)(𝐩− 𝐛)(𝐩−𝐜) 𝐒 = 𝐛 𝐜 𝟐 FICHA 45 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝐒 = 𝓵√𝟑 𝟒 b) Quadriláteros Notáveis Retângulo: S =ab Paralelogramo: S = b h Trapézio: S = (B +b) ∙ h 2 Losango: S = D d 2 Quadrado: S = ℓ2 = d2 2 c) Figuras Circulares Área do círculo: S = π R2 Comprimento da circunf.: ℓ = 2πR Coroa Circular: S = π(R2−r 2) Setor Circular: S = ℓ R 2 Segmento Circular: S = ℓ R 2 −S∆OAB Geometria Métrica - I 1. PRISMAS a) Prisma Reto e Prisma Oblíquo b) Área e Volume 𝐀𝐓 = 𝐀𝐋 +𝟐 𝐀𝐁 𝐕 = 𝐀𝐁 ∙ 𝐇 c) Prisma Regular É o prisma reto cujas bases são polígonos re- gulares. d) Paralelepípedo Reto-Retângulo FICHA 46 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA 𝐀𝐓 = 𝟐(𝐚𝐛+𝐚𝐜 +𝐛𝐜) 𝐕 = 𝐚𝐛 𝐜 Diagonal: 𝐃 = √𝐚𝟐 +𝐛𝟐 + 𝐜𝟐 e) Cubo 𝐀𝐓 = 𝟔𝐚 𝟐 𝐕 = 𝐚𝟑 𝐃 = √𝟑 2. PIRÂMIDES a) Pirâmide Reta e Pirâmide Oblíqua b) Área e Volume 𝐀𝐓 = 𝐀𝐋 + 𝐀𝐁 𝐕 = 𝐀𝐁 ∙ 𝐇 𝟑 c) Pirâmide Regular É a pirâmide reta cuja base é um polígono re- gular. Sendo: p o semiperímetro da base a o apótema da base R o raio da circunscrita g o apótema lateral 𝓵 a aresta lateral, tem-se: 𝐠𝟐 = 𝐇𝟐 +𝐚𝟐 𝓵𝟐 = 𝐇𝟐+ 𝐑𝟐 𝐀𝐁 = 𝐩 ∙ 𝐚 𝐀𝐋 =𝐩 ∙ 𝐠 𝐕 = 𝐩 𝐚 𝐇 𝟑 d) Tetraedro Regular 𝐇 = 𝐚√𝟔 𝟑 𝐀𝐓 = 𝐚 𝟐√𝟑 𝐕 = 𝐚𝟑√𝟐 𝟏𝟐 Geometria Métrica - II 3. CILINDROS FICHA 47 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA a) Cilindro Oblíquo 𝐴𝑇 = 𝐴𝐿 +2𝐴𝐵 𝑉 = 𝐴𝐵 ∙ 𝐻 O paralelogramo ABCD é a secção meridi- ana. b) Cilindro Reto 𝐴𝐵 = 𝜋𝑅 2 𝐴𝐿 = 2𝜋𝑅 𝐻 𝐴𝑇 = 2𝜋𝑅 𝐻 (𝑅+𝐻) 𝑉 = 𝜋 𝑅2 𝐻 A secção meridiana é um retângulo. c) Cilindro Equilátero É aquele cuja secção me- ridiana é um quadrado 𝐇 = 𝟐𝐑 4. CONES a) Cone b) Cone Reto É aquele em que a projeção ortogonal do vértice V é o centro O da base 𝑔2 = 𝑅2 + 𝐻2 𝐴𝐵 = 𝜋 𝑅 2 𝐴𝐿 = 𝜋 𝑅 𝑔 𝐴𝑇 = 𝜋 𝑅 (𝑔 +𝑅) 𝑉 = 𝜋 𝑅2𝐻 3 𝑂 𝑡𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑖𝑠ó𝑐𝑒𝑙𝑒𝑠 𝑉𝐴𝐵 é 𝑎 𝑠𝑒𝑐çã𝑜 𝑚𝑒𝑟𝑖𝑑𝑖𝑎𝑛𝑎 c) Cone Equilátero É aquele cuja secção meridiana é um triân- gulo equilátero. 𝐠 = 𝟐𝐑 5. LEMBRETE a) Para sólidos de “secção constante” tais como cilindro, prisma, etc., tem-se 𝐕𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞= (Á𝐫𝐞𝐚 𝐝𝐚 𝐛𝐚𝐬𝐞) ∙ 𝐚𝐥𝐭𝐮𝐫𝐚 b) Para sólidos “com ponta”, como pirâmi- des e cone, tem-se: 𝐕𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞= (Á𝐫𝐞𝐚 𝐝𝐚 𝐛𝐚𝐬𝐞) ∙ 𝐀𝐥𝐭𝐮𝐫𝐚 𝟑 6. TRONCOS DE BASES PARALELAS a) De Pirâmide 𝐀𝐓 = 𝐀𝐋 + 𝐀𝐁 +𝐀𝐛 𝑽 = 𝑯 𝟑 (𝑨𝑩+𝑨𝒃 +√𝑨𝑩𝑨𝒃 b) De Cone 𝐠𝟐 = 𝐇𝟐 +(𝐑−𝐫)𝟐 𝐀𝐋 =𝛑(𝐑+ 𝐫)𝐠 𝐕 = 𝛑 𝐇 𝟑 (𝐑𝟐+𝐫𝟐 +𝐑𝐫) FICHA 48 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA Geometria Métrica - III 7. ESFERA E SUAS PARTES a) Superfície Esférica e Esfera Área da superfície esférica 𝐀 = 𝟒𝛑 𝐑𝟐 Volume da esfera 𝐕 = 𝟒 𝟑 𝛑𝐑𝟑 b) Fuso Esférico e Cunha Esférica O fuso esférico de ângulo equatorial 𝛼 (em graus) é parte da superfície esférica. É a “casca do gomo da laranja”. Pela regra de três {360° → 4π R 2 α → Afuso obtemos: 𝐀𝐟𝐮𝐬𝐨 = 𝛑 𝐑𝟐 𝛂 𝟗𝟎° A cunha esférica é um sólido. É parte da esfera. É o “gomo da laranja”. Pela regra de três {360° → 4 3 π R3 α → Vcunha obtemos: 𝐕𝐜𝐮𝐧𝐡𝐚 = 𝛑 𝐑𝟑 𝛂 𝟐𝟕𝟎° c) Zona Esférica e Segmento Esférico de duas bases Zone esférica é parte da superfície esférica. É a “casca”. 𝐀𝐳𝐨𝐧𝐚 = 𝟐𝛑 𝐑 𝐇 Segmento esférico é o sólido limitado pela zona esférica. Vseg = πH 6 (3r2+ 3r1 2+H 2) d) Calota Esférica e Segmento Esférico de uma base Fazendo 𝑟1 = 0 ob- temos a calota esférica e o segmento esférico de uma base. Acalota = 2π R H Vseg = πH 6 (3r2+ H2) e) Setor Esférico A rotação do setor circular em torno do eixo e gera o setor esférico cujo volume é: V = 2 3 π R2 H f) Setor Esférico A rotação do segmento circular em torno do eixo e gera o setor esférico cujo volume é: FICHA 49 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA V = π h 6 g2 8. SÓLIDOS SEMELHANTES 𝐒𝟏 𝐒𝟐 = ( 𝐡𝟏 𝐡𝟐 ) 𝟐 𝐞 𝐕𝟏 𝐕𝟐 = ( 𝐡𝟏 𝐡𝟐 ) 𝟑 Geometria de Posição - I 1. POSIÇÕES RELATIVAS a) Entre Retas Paralelas Coincidentes Paralelas Distintas Concorrentes Reversas b) Entre Reta e Plano Contida Incidente Paralela c) Entre Planos Paralelos Coincidentes Paralelos Distintos Secantes 2. PRINCIPAIS POSTULADOS E TEOREMAS a) Da determinação da Reta Dois pontos distintos determinam uma reta b) Da Determinação de Planos Três pontos não colineares Uma reta e um ponto não pertencente a ela Duas retas concorrentes Duas retas paralelas distintas c) Da Inclusão Se dois pontos distintos de uma reta perten- cem a um plano, a reta está contida nesse plano. d) Da Unicidade Por P é única a reta s paralela a r Por P é único o plano 𝛽 paralelo a 𝛼 FICHA 50 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA e) Do Paralelismo Se uma reta não contida em um plano é paralela a uma reta do plano então ela é para- lela ao plano. Se um plano con- tém duas retas concor- rentes entre si e parale- las a outro plano então os planos são paralelos. f) Do Perpendicularismo Se uma reta forma ângulo reto com duas concorrentes de um plano então ela é per- pendicular ao plano. Se um plano con- tém uma reta perpendi- cular a outro plano então os dois planos são per- pendiculares. g) Das Três Perpendiculares Geometria de Posição - II 3. DIEDROS E TRIEDROS a, b e c são arestas 𝛼, 𝛽 𝑒 𝛾 são diedros 𝑑1 , 𝑑2 e 𝑑3 são diedros (ângulos entre faces). São válidas as seguintes desigualdades: 0° < α+β +γ < 360° |β− γ| < α < β+γ 180°−d1 +d2 + d3 < 540° d1 +180° > d2+ d3 4. SUPERFÍCIES POLIÉDRICAS E POLIEDROS a) Superfícies Poliédricas Abertas Sendo V o número de vértices, A o nú- mero de arestas e F o número de faces, para as superfícies convexas abertas e conexas a seguinte relação: 𝐕− 𝐀+ 𝐅 = 𝟏 b) Superfícies Poliédricas Fechadas Para todo poliedro convexo e para alguns poliedros não convexos é válida a seguinte rela- ção: 𝐕− 𝐀+ 𝐅 =𝟐 (𝐄𝐮𝐥𝐞𝐫) No poliedro da figura temos: V = 13,A = 21 e F = 10 V −A+F = 13− 21+10 = 2 Em todo poliedro Euleriano (V− A+F = 2) a soma de todos os ângulos de todas as faces é 360° ∙ (V−2). c) Poliedros de Platão FICHA 51 FICHAS-RESUMO (MATEMÁTICA) PROF. DOUGLAS OLIVEIRA É todo poliedro Euleriano (𝑉− 𝐴+𝐹 = 2) onde: A quantidade de arestas nos vértices é constante. A quantidade de lados nas faces é cons- tante. Existem somente 5 poliedros de Platão: Teta- edro, Hexaedro, Octaedro, Dodecaedro e Icasoe- dro (THODI). Poliedros Regulares São poliedros de Platão cujas faces são polí- gonos regulares. São eles: Tetraedro Regular Faces triangulares 𝑉 =4; 𝐴 = 6;𝐹 = 4 Hexaedro Regular ou Cubo Faces quadrangulares 𝑉 =8; 𝐴 = 12;𝐹 = 8 Octaedro Regular Faces Triangulares 𝑉 =6; 𝐴 = 12;𝐹 = 8 Decaedro Regular Faces Pentagonais 𝑉 = 20;𝐴 = 30;𝐹 = 12 Icosaedro Regular Faces Triangulares 𝑉 = 12;𝐴 = 30;𝐹 = 20
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