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Disciplina: Bases matemáticas aplicadas à saúde Aula 3: Potenciação e Radiciação Apresentação Nesta aula, serão apresentadas situações que podem despertar a possibilidade de utilizar a potenciação ou a exponenciação como formas de abreviar a multiplicação de uma sequência de fatores iguais nos alunos. Quando se multiplica um número sucessivas vezes, é possível eleva-lo à quantidade de vezes que o número é multiplicado. Será abordada também a radiciação, que é a forma de conhecermos a raiz de um determinado número. Sendo um tipo de representação de expoentes fracionários. Para entender radiciação, é necessário entender também potenciação. Objetivos De�nir as propriedades de potenciação; Solucionar problemas com potenciação e radiciação; Resolver expressões numéricas com potenciação e radiciação. De�nição de potenciação A potenciação indica multiplicações de fatores iguais. O produto 3x3x3x3 pode ser indicado na forma 3 . O símbolo a , sendo a um número inteiro e n um número natural maior que 1, indica o produto de n fatores iguais a: 4 n O resultado corresponde à potência. Base real e expoente inteiro Quando o expoente é inteiro, signi�ca que ele pode possuir número negativo ou positivo. Veja os tipos possíveis de expoente inteiro: Clique nos botões para ver as informações. Quando a base for um número real e o expoente for positivo, obtemos a potência efetuando o produto dos fatores. Acompanhe alguns exemplos: Expoente positivo = 2 × 2 = 42+2 0, = 0, 3 × 0, 3 × 0, 3 = 0, 0273+3 ( = × =1 2/ ) +2 1 2/ 1 2/ 1 4/ Se o expoente é negativo, devemos fazer o inverso do número, isto é, trocar numerador com denominador, para o expoente passar a ser positivo. Observe alguns exemplos: Expoente negativo = = × =2−2 1 2+2 1 2 1 2 1 4 0, = =3−3 ( )3 10 −3 1000 27 = = 2 ⋅ 2 = 4( )1 2/ −2 ( )2 1/ +2 Quando o expoente for igual a um positivo, a potência será o próprio número da base. Veja os exemplos abaixo: a = a 2 = 2 4 = 4 100 = 100 Expoente igual a 1 1 1 1 1 Se o expoente for 0, a reposta referente à potência sempre será 1. Acompanhe os exemplos: a = 1 1000 = 1 25 = 1 Expoente igual a 0 0 0 0 Atividade 1. Em 7 = 49, responda: Qual é a base? Qual é o expoente? Qual é a potência? 2 2. Escreva na forma de potência: a) 4x4x4= b) 5x5= c) 9x9x9x9x9= d) 7x7x7x7= e) 2x2x2x2x2x2x2= f) cxcxcxcxc= Propriedades da potenciação As propriedades da potenciação são utilizadas para simpli�car os cálculos. Há, no total, cinco propriedades (RATTAN, K.; KLINGBEIL, N. 2017). 1. Produto de potências de mesma base Conserva a base e soma os expoentes. a . a = a 2 . 2 = 2 + 3 = 2 4 . 4 = 4 + 2 = 4 n m n + m 2 3 2 5 5 2 5 7 2. Divisão de potências de mesma base Conserva a base e subtrai os expoentes. ÷ = =a n a m a n a m a n−m ÷ = = =5 6 5 2 5 6 5 2 5 6−2 5 4 3. Potência de potência Devemos multiplicar os expoentes. (a ) = an m n . m 4. Potência de um produto. O expoente geral é expoente dos fatores. (a x b) = ( a x b )n n n 5. Multiplicação de potências com o mesmo expoente. Conserva o expoente e multiplica as bases. a x b = (a x b) 4 x 6 = (4 x 6) 7 x. 4 = (7 x 4) n n n 2 2 2 3 3 3 Atenção Fique atento aos sinais. Número negativo elevado a expoente par �ca positivo. Exemplo: (−2) = −2 x−2 x−2 x−2=16 Número negativo elevado a expoente ímpar permanece negativo. Exemplo: (−2) = −2 x−2 x−2= −8 Se x = 2, qual será o valor de “- x ”? Observe: - (2) = -4 pois o sinal negativo não está elevado ao quadrado. - x = - (2) = -4 → os parênteses devem ser usados, porque o sinal negativo “-” não deve ser elevado ao quadrado, somente o número 2 que é o valor de x. 2 3 2 2 2 2 Nomenclaturas 7 Quadrado O expoente 2 é chamado de quadrado. Em 7 , lemos sete elevado ao quadrado. 2 2 4 Cubo O expoente 3 é chamado de cubo. Em 4 , lemos quatro elevado ao cubo. 3 3 5 Quarta potência O expoente 4 é chamado de quarta potência. Em 5 , lemos cinco elevado à quarta potência. 4 4 2 Quinta potência O expoente 5 é chamado de quinta potência. Em 2 , lemos dois elevado à quinta potência. 5 5 Saiba mais Assista aos vídeos sobre potências de produtos e quocientes <https://pt.khanacademy.org/math/algebra/rational-exponents-and- radicals/alg1-exp-prop-review/v/multiplying-and-dividing-powers-with-integer-exponents> e resolva as atividades a seguir. https://pt.khanacademy.org/math/algebra/rational-exponents-and-radicals/alg1-exp-prop-review/v/multiplying-and-dividing-powers-with-integer-exponents Atividade 3. Utilize o que foi visto até aqui e resolva os seguintes exercícios: a) 3 = b) 2 = c) 30 = d) 3 = e) (-2) = f) (-8) = g) = h) (-10) = i) -2 = j) (-1) = 3 3 2 0 4 3 (− )1 2 4 -2 4 43 4. Utilize as propriedades para uni�car as potências: a) 4 x 4 = b) 6 x 6 = c) 7 x 7 = d) e) 8 ÷ 8 = f) 6 ÷ 6 = g) (7 ) = h) (6 ) = i) (7 ) = 3 2 3 2 6 = 9 3 9 7 3 6 2 4 3 5 8 0 5. Uma cultura inicial de 100 bactérias reproduz-se em condições ideais. Supondo que, por divisão celular, cada bactéria dessa cultura dê origem a duas outras bactérias idênticas por hora. a) Qual é a população dessa cultura após 3 horas do instante inicial? b) Depois de quantas horas a população dessa cultura será 51.200 bactérias? Fonte: Por ShutterStockStudio / Shutterstock). Radiciação A radiciação é a operação inversa da potenciação. Ela é muito utilizada na obtenção de solução de equações e na simpli�cação de expressões aritméticas e algébricas. Ao considerar um número real não negativo x e um número natural n ≥ 1, chama-se raiz enésima de x o número real não negativo y tal que y = x. O símbolo utilizado para representar a raiz enésima de x é , que é chamado de radical. Nesse símbolo, x é o radicando e n é o índice. Pela de�nição de radiciação, temos que: n x√n = y → y ≥ 0 e = xx√n yn Exemplo = 3 (raiz cúbica de 27 igual a 3) = 4 pois 4 = 16 (Raiz quadrada de 16 igual a 4), quando não aparece o índice, consideramos esse índice igual a 2. = 2, pois 2 = 8 = 3 pois 3 = 81 (Leia-se: raiz quarta de 81 igual a 3). 27 −−√3 16 −−√ 2 8√3 3 81 −−√4 4 Veja, a seguir, as propriedades da radiciação (RATTAN, K.; KLINGBEIL, N., 2017) = 00√n = 11√n = aan−−√n = xm−−−√n xn⋅p− −−√n⋅p = ⋅x ⋅ a− −−−√n x√n a√n = x a √n x√n a√n = ( )x√n m xm −−−√n = x√n −−−√m x√m⋅n = xn−−√m x n m Atividade 6. Calcule e marque a opção correta:8 4 3 a) 12. b) 16. c) 32. d) 8. e) 64. 7. Indique o valor correspondente a ?÷( )10 2√ 2√ (0, 1)5 a) 10 .5 b) 10 .3 c) 10 .4 d) 10 .6 e) 10 .7 Expressões numéricas com potenciação Para resolver uma expressão numérica, efetuamos as operações obedecendo à seguinte ordem: 1. Potenciação 2. Multiplicações e divisões 3. Adições e Subtrações Exemplo Exemplo A 5 + 3 x 2 = = 5 + 9 x 2 = = 5 + 18 = = 23 Exemplo B 7 - 4 x 2 + 3 = = 49 – 8 + 3 = = 41 + 3 = = 44 2 2 Há expressões em que aparecem os sinais de associação e que devem ser eliminados na seguinte ordem: ( ) Parênteses [ ] Colchetes { } Chaves Exemplo 40 – [5 + ( 2 - 7 )] = = 40 – [5 + ( 8 - 7 )] = 40 – [25 + 1 ] = = 40 – 26 = = 14 50 – {15 + [4 : (10 – 2) + 5 x 2]} = = 50 – {15 + [16 : 8 + 10]} = = 50 – {15 + [2 + 10]} = = 50 – {15 + 12} = = 50 – 27 = = 23 2 3 2 2 Atividade 8. O valor da expressão é?− +72 64 −− √ 32 a) 42. b) 51. c) 50. d) 38. 9. Escreva na forma de potência com expoente fracionário :32 −−√5 a) .3 3 5 b) .2 2 5 c) .3 1 5 d) .3 2 5 e) .3 10 5 Fonte: Por Sashkin / Shutterstock. Raízes literárias Escrever o radical na forma de expoente fracionário não resolve o problema, pois 9 não é divisível por 2. Decomporemos o número 9 da seguinte forma: 9 = 8 + 1, pois 8 é divisível por 2 que é o índice da raiz (RATTAN, K.; KLINGBEIL, N., 2017). Assim, teremos: x 9−−√ x 9 2 = = = ⋅ = ⋅ = ⋅x9 −− √ x8+1 − −−− √ ⋅x8 x1 − −−−− √ x8 −− √ x√ x 8 2 x√ x4 x√ Exemplo ,pois 12 é divisível por 3 (índice da raiz)=x14 −−− √3 x12+2 − −−− √3 = ⋅x12 −−− √3 x2 = ⋅x12 −−− √3 x2 −− √3 = ⋅x 12 3 x 2−−√3 = ⋅x4 x2 −− √3 Atividade 10. O cálculo do IMC é feito dividindo o peso (em quilogramas) pela altura (em metros) ao quadrado. É simples calcular o seu IMC. Por exemplo, se o seu peso é 80kg e a sua altura é 1,80m, a fórmula para calcular o IMC �cará: Mas se você precisasse saber qual deveria ser a altura que uma pessoa com 80 Kg e IMC igual a 23? Como você faria esse cálculo? Qual é a resposta correta? IMC = = = 24, 6980 1,82 80 3,24 a) 1,68m. b) 1,86m. c) 1,59m. d) 1,91m. e) 1,89m. NotasReferências RATTAN, K.; KLINGBEIL, N.; Matemática básica para aplicações de engenharia. Rio de Janeiro: Grupo GEN, 2017. GUIMARÃES, L., et al. Bases matemáticas para Engenharia. Rio de janeiro: SESES, 2015. ZENKER, I. Radiciação. Universidade de São Paulo. Disponível em: http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=7501 <http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=7501> . Acesso em: 27 nov. 2018. Próxima aula Porcentagem; Notação Cientí�ca. Explore mais Assista ao vídeo sobre Matemática Básica – Potenciação <https://matematicabasica.net/potenciacao/> . Assista ao vídeo sobre Matemática Básica – Radiciação <https://matematicabasica.net/radiciacao/> . Pratique com a lista de exercícios <galeria/aula3/anexo/a3_doc1.pdf> . Depois, con�ra suas respostas no gabarito <galeria/aula3/anexo/a3_doc2.pdf> . http://eaulas.usp.br/portal/video.action?idItem=7501 https://matematicabasica.net/potenciacao/ https://matematicabasica.net/radiciacao/ http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0048/galeria/aula3/anexo/a3_doc1.pdf http://estacio.webaula.com.br/cursos/go0048/galeria/aula3/anexo/a3_doc2.pdf
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