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Prof. Me. AMINTAS LIRA NOÇÕES DE MATEMATICA PARA A QUÍMICA OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Ao final desta aula, o aluno deverá ser capaz de: • Entender as definições relacionadas aos conjuntos numéricos e números reais. • Identificar o valor absoluto e relativo de um número. • Compreender e diferenciar expoentes naturais, zero e racionais. • Realizar operações matemáticas contendo frações comuns e decimais. CONCEITOS BÁSICOS • NÚMERO: é a ideia de quantidade que nos vem à mente quando contamos, ordenamos e medimos. Assim, estamos pensando em números quando contamos as portas de um automóvel, enumeramos a posição de uma pessoa numa fila ou medimos o peso de uma caixa. • NUMERAL: é toda representação de um número, seja ela escrita, falada ou digitada. • ALGARISMO (Digito): é todo símbolo numérico que usamos para formar os numerais escritos. Ex.: O número vinte e três pode ser representado pelo numeral XXIII (no sistema romano), pelo numeral 23 (no sistema indo-arábico) e de muitas outras maneiras. No sistema indo-arábico, sua representação usou os algarismos 2 e 3, e no sistema romano usou os algarismos X e I. TEORIA DOS CONJUNTOS • É a teoria matemática que trata do agrupamento de elementos; • Os elementos são os componentes do conjunto (que podem ser qualquer coisa: números, pessoas, átomos), são indicados por letra minúscula; • Os conjuntos, são representados por letras maiúsculas e, normalmente, dentro de chaves ({ }), onde os elementos são separados por vírgula ou ponto e vírgula. A = {a,e,i,o,u} • Para indicar uma propriedade que caracterize cada elemento do grupo é usado “/”, que significa “tal que”. A = {x/ x ∈ vogais} TEORIA DOS CONJUNTOS Relação de Pertinência • É a relação de pertença de um elemento a um conjunto. indica se o elemento pertence (∈) ou não pertence (∉) a um determinado conjunto. A = {a,e,i,o,u} Logo, o ∈ A (o pertence ao conjunto A) k ∉ A (j não pertence ao conjunto A) TEORIA DOS CONJUNTOS Relação de Inclusão • É a relação de pertença de um conjunto a um outro conjunto. indica se todos os elemento de um conjunto então contidos (⊂) ou não estão contidos (⊄) em um outro conjunto, ou se um determinado conjunto contém (⊃) ou não contém(⊅) todos os elementos de um outro conjuntos. B ⊂ A A ⊄ B C ⊂ A A ⊄ B A ⊃ B B ⊅ C A ⊃ C C ⊅ B TEORIA DOS CONJUNTOS Operações entre Conjuntos TEORIA DOS CONJUNTOS Identifique as relações presentes entre os conjuntos abaixo: NÚMEROS NATURAIS • Grupo de números constituídos pelo “0” e os números inteiros positivos, possui um número ilimitado de elementos. ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12...} • Subconjuntos dos números Naturais: - Conjunto dos Números Naturais Não-Nulos: ℕ * = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9...} - Conjunto dos Números Naturais Pares: ℕ = {2, 4, 6, 8, 10...} - Conjunto dos Números Naturais Ímpares: ℕ = {1, 3, 5, 7, 9...} NÚMEROS INTEIROS • Grupo de números constituído pelo “0” e os números positivos e negativos; • Os números inteiros negativos são sempre acompanhados pelo sinal (-), enquanto os números inteiros positivos podem vir ou não acompanhados de sinal (+). O zero é um número neutro, ou seja, não é um número nem positivo e nem negativo. ℤ = {..., - 3, - 2, - 1, 0, 1, 2, 3,...} • A relação de inclusão no conjunto dos inteiros envolve o conjunto dos números naturais (ℕ) junto com os números negativos. • É representado pela letra Z, por conta da palavra Zahl, que em alemão significar "número". NÚMEROS INTEIROS • O conjunto dos números naturais (ℕ) é um subconjunto de ℤ, pois está contido no conjunto dos números inteiros. Assim: NÚMEROS INTEIROS • Subconjuntos dos Números Inteiros, além do conjunto de Números Naturais: - Conjunto dos Números Inteiros Não-Nulos: ℤ* = {..., -3,-2,-1, 1, 2, 3, 4, ...} - Conjunto dos Números Inteiros Não Negativos: ℤ+ = {0, 1, 2, 3, 4, ...} - Conjunto dos Números Inteiros Não Positivos: ℤ-= {..., -4,-3,-2,-1, 0} - Conjunto dos Números Inteiros Positivos: ℤ*+ = {1,2,3,4, 5...} - Conjunto dos Números Inteiros Negativos: ℤ*-= {..., -4,-3,-2,-1} NÚMEROS INTEIROS Representação na Reta Numérica • Os números inteiros podem ser representados por pontos na reta numérica. Nesta representação, a distância entre dois números consecutivos é sempre a mesma; • Os números que estão a uma mesma distância do zero, são chamados de opostos ou simétricos. Ex.: O -4 é o simétrico de 4, pois estão a uma mesma distância do zero, conforme assinalado na figura abaixo: NÚMEROS RACIONAIS • Grupo de números que podem ser escritos na forma de fração. Esses números podem também ter representação decimal finita ou decimal infinita e periódica. • Isto é • É representado pela letra ℚ, por conta da palavra quotient, que em inglês significar “quociente". • NÚMEROS RACIONAIS Exemplos de números racionais: • Números Inteiros: • Números Decimais Exatos: • Números Decimais Periódicos (Dízimas Periódicas) NÚMEROS RACIONAIS • O conjunto dos números racionais (Q) contém o conjunto dos números inteiros (ℤ), que por sua vez contém o conjunto dos números naturais(ℕ). Assim : NÚMEROS RACIONAIS • Subconjuntos dos Números Racionais, além do conjunto de Números Inteiros e Naturais: - Conjunto dos Números Racionais Não-Nulos: Constituído pelos Números racionais sem o zero. - Conjunto dos Números Racionais Não-Negativos: Constituído pelos Números racionais positivos e o zero. - Conjunto dos Números Racionais Não-Positivos: Constituído pelos Números racionais negativos e o zero. - Conjunto dos Números Racionais Positivos: Constituído pelos Números racionais positivos. - Conjunto dos Números Racionais Negativos: Constituído pelos Números racionais negativos. NÚMEROS RACIONAIS • Subconjuntos dos Números Racionais, além do conjunto de Números Inteiros e Naturais: - Conjunto dos Números Racionais Não-Nulos: - Conjunto dos Números Racionais Não-Negativos: - Conjunto dos Números Racionais Não-Positivos: - Conjunto dos Números Racionais Positivos: - Conjunto dos Números Racionais Negativos: NÚMEROS RACIONAIS Dízimas periódicas ou numerais decimais periódicos • São números decimais em que há repetição periódica e infinita de um ou mais algarismos, ou seja, apresentam um ou mais algarismos que se repetem na mesma ordem infinitamente. Ex.: 0,1111... = 0,1 (1/9) 0,3333... = 0,3 (1/3) 0,232323... = 0,23 (23/99) • Quando um número é decimal infinito, mas não apresenta algarismos que se repetem, ou seja, não possui um período, ele não será um dízima periódica e sim um número irracional. PERÍODO: O algarismo ou algarismos que se repetem infinitamente FRAÇÃO GERATRIZ: Representação do numeral decimal como fração NÚMEROS RACIONAIS Dízimas periódicas ou numerais decimais periódicos • Dízimas periódicas simples: O período está logo após a vírgula; Ex.: 0,34343434... → parte inteira: 0; período: 34. 1,222222... → parte inteira: 1; período: 2. 234,193193193... → parte inteira: 234; período: 193. • Dízimas periódicas compostas: Entre o período e a vírgula existe uma parte que não periódica (antiperíodo); Ex.: 3,125555... → parte inteira: 3; antiperíodo: 12; período: 5. 1,7863333... → parte inteira: 1; antiperíodo: 786; período: 3. 11,23505050... → parte inteira: 11; antiperíodo: 23; período: 50. NÚMEROS RACIONAIS Representação na Reta Numérica NÚMEROS IRRACIONAIS • São números decimais, infinitos e não-periódicos e não podem ser representados por meio de frações irredutíveis, isto é, não podem ser representados por fração constituída por números inteiros. São representados pela letra 𝕝. Ex.: √2 = 1,414213562373.... √3 = 1,732050807568.... √5 = 2,236067977499... √7 = 2,645751311064... 𝜋 = 1415926535897... NÚMEROS IRRACIONAIS NÚMEROS REAIS • Grupo de números que podem ser expressos na forma decimal; • É representado pela letra ℝ e é constituído pelos grupos de Números Naturais, Inteiros, Racionais e Irracionais. Números Naturais(N): ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, 5,...} Números Inteiros (Z): ℤ= {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,...} Números Racionais (Q):ℚ = {...,1/2, 3/4, –5/4...} Números Irracionais (I): 𝕝 = {...,√2, √3,√7, 3,141592....} NÚMEROS REAIS NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • A comparação entre dois números reais é representada por uma propriedade matemática que trata da relação de ordem entre eles: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: Os extremos estão incluídos Os extremos não estão incluídos NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Desigualdades podem ser usadas para descrever intervalos de números reais: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Desigualdades podem ser usadas para descrever intervalos de números reais: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: Notação de desigualdade Tipo de intervalo Notação de intervalo Representação gráfica 𝜒 < 3 −1 < 𝜒 ≤ 4 −4 < 𝜒 < −0,5 𝜒 ≥ 0 NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: NÚMEROS REAIS Representação na Reta Numérica • Representação de intervalos na reta: VALOR ABSOLUTO E RELATIVO DE UM ALGARISMO • Valor absoluto ou módulo (V.A.): É o valor individual do algarismo, não depende da sua posição no numeral. • Valor relativo ou posicional (V.R.): É o valor do algarismo de acordo com sua posição no numeral. Ex.: 21 385 V.A. (1) = 1 V.R.(1) = 1 V.A. (2) = 2 V.R. (2) = 20 V.A. (5) = 5 V.R.(5) = 5 V.A. (8) = 8 V.R. (8) = 80 V.A. (3) = 3 V.R. (3) = 300 7469 V.A. (9) = 9 V.R.(9) = 9 V.A. (6) = 6 V.R. (6) = 60 V.A. (4) = 4 V.R. (4) = 400 V.A. (7) = 7 V.R. (7) = 7000 VALOR ABSOLUTO OU MÓDULO • Valor absoluto ou módulo (V.A.): Também pode ser descrito na matemática como a distância de um ponto em uma reta até à origem, ou seja, a distância do ponto até o zero; • Dessa forma o módulo (V.A.) de 3 é 3, e de -2 é 2, e os representamos entre barras: VALOR ABSOLUTO OU MÓDULO • Se o número for positivo seu valor absoluto ou módulo corresponde ao mesmo número se ele for negativo corresponde ao seu número oposto (ou simétrico): l-4l = 4 Pois, l-4l = l4l VALOR ABSOLUTO OU MÓDULO • Matematicamente podemos demonstrar da seguinte forma: • Sabendo disso resolva os módulos abaixo: l5l l-1/2l l10l l-1l POTENCIAÇÃO OU EXPONENCIAÇÃO • Operação matemática que representa a multiplicação de fatores iguais, isto é, quando um número é multiplicado por ele mesmo várias vezes. Ex.: 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 = 24 = 16 (2x + 3) ∙ (2x + 3) = (2x + 3)2 POTENCIAÇÃO OU EXPONENCIAÇÃO número multiplicado por ele mesmo número de vezes que a base é multiplicada resultado da operação POTENCIAÇÃO OU EXPONENCIAÇÃO POTENCIAÇÃO OU EXPONENCIAÇÃO Outras propriedades • Quando o expoente não for um número inteiro • Quando a base for negativa e o expoente um número ímpar, o resultado será negativo; (- 3)3 = (- 3) x (- 3) x (- 3) = - 27. • Quando a base for negativa e o expoente um número par, o resultado será positivo; (- 2)2 = (- 2) x (- 2) = +4 POTENCIAÇÃO OU EXPONENCIAÇÃO ATIVIDADE OPERAÇÃO COM FRAÇÕES Adição e Subtração • Para realizar essas operações todas as frações envolvidas devem possuir o mesmo denominador, então se mantem este denominador e efetua-se a operação (soma ou subtração) dos numeradores: Ex.: OPERAÇÃO COM FRAÇÕES Adição e Subtração • Para realizar essas operações entre frações com denominadores diferentes deve-se convertê-las a frações equivalentes, de denomi- nadores iguais ao mmc dos denominadores das frações originais: Ex.: OPERAÇÃO COM FRAÇÕES Multiplicação • Para obter o produto dessa operação multiplica-se os numeradores entre si, e faz-se o mesmo com os denominadores, mesmo que sejam diferentes entre si: Ex.: Divisão • Para obter o quociente dessa operação multiplica-se a primeira fra- ção pelo inverso da segunda (numerador e denominador invertidos), e assim sucessivamente: Ex.: OPERAÇÃO COM FRAÇÕES Atividades 1) 2) 3) 4) REVISÃO
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