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Matemática Básica Tema 1 Módulo 1 Examinar a importância das equações do primeiro grau (UFRRJ- 2003) Clarissa é uma típica consumidora de shopping. Seu pai lhe deu uma certa importância em dinheiro para que comprasse algumas coisas. Ao passar por uma sapataria, encantou-se com um tênis e pagou por ele um quinto do que recebeu de seu pai. Em seguida, entrou numa loja de roupas e comprou uma calça, pagando um quarto do que restou. Clarissa ainda ficou com R$120,00. Qual foi a quantia que ela recebeu de seu pai? Quantia = X Preço do Tênis = X/5 Quanto ficou após comprar o tênis? 𝒙 − 𝒙 𝟓 = 𝟓𝒙 𝟓 − 𝒙 𝟓 = 𝟒𝒙 𝟓 Preço da Calça= 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝑹𝒆𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕𝒆 𝟒 = 𝟒𝒙 𝟓 𝟒 = 𝟒𝒙 𝟓.𝟒 = 𝒙 𝟓 𝟒𝒙 𝟓 − 𝒙 𝟓 = 𝟑𝒙 𝟓 Valor Final do dia = R$ 120 𝟑𝒙 𝟓 = 𝟏𝟐𝟎 → 𝟑𝒙 = 𝟓. 𝟏𝟐𝟎 𝟑𝒙 = 𝟓. 𝟏𝟐𝟎 3x=600 X= 𝟔𝟎𝟎 𝟑 = 𝑹$ 𝟐𝟎𝟎 1. (Adaptada de PETROBRÁS – 2010) Laura disse para a sua filha Ana: Daqui a 2 anos, terei o dobro da sua idade. Se hoje Ana tem 20 anos, qual é a idade atual de Laura? a) 40 b) 42 c) 44 d) 46 Parabéns! A alternativa B está correta. Vamos denotar pôr a idade de Laura hoje. Pelos dados apresentados, sabemos que hoje Ana possui 20 anos. Como as informações fazem referência às idades daqui a 2 anos, então vamos analisar primeiramente as idades de Laura e de Ana separadamente: Idade de Laura daqui a 2 anos será = X+ 2; Idade de Ana daqui a 2 anos será = 20 + 2 = 22. Pelo enunciado, daqui a 2 anos, a idade de Laura será igual ao dobro da de Ana. Desse modo, podemos formar a seguinte equação do primeiro grau: X+2 = 2x22 X+2 = 44 X = 44 – 2 X = 42 Logo, a idade atual de Laura é 42. 2. (CEFET/MG– 2018). Numa família com 7 filhos, sou o caçula e 14 anos mais novo que o primogênito de minha mãe. Dentre os filhos, o quarto tem a terça parte da idade do irmão mais velho, acrescida de 7 anos. Se a soma de nossas três idades é 42, então minha idade é um número: a) Divisível por 5. b) Divisível por 3. c) Primo. d) Par. Parabéns! A alternativa C está correta. Como temos três dos sete filhos envolvidos no problema, vamos chamar o caçula de Filho 7, o primogênito de Filho 1 e o quarto filho de Filho 4. Com os dados do enunciado, podemos formar as seguintes informações: Vamos denotar por X a idade do irmão caçula, ou seja, a idade do Filho 7 é X; Como o primogênito (Filho 1) possui 14 anos a mais que o caçula, então a idade do Filho 1 é igual a X + 14; Agora, o Filho 4 tem a terça parte da idade do Filho 1, acrescida de 7 anos, ou seja, a idade do Filho 4 é: 𝟏 𝟑 (𝐗 + 𝟏𝟒) + 𝟕 = 𝐗 + 𝟏𝟒 𝟑 + 𝟕 Como a soma dessas três idades é 42, temos a seguinte equação: 𝑿 + 𝑿 + 𝟏𝟒 + 𝑿 + 𝟏𝟒 𝟑 + 𝟕 = 𝟒𝟐 E multiplicando essa igualdade por 3, obtemos que: 3X+3X+42+X+14+21=126 7X+77=126 7X=126-77 7X=49 X=7 Logo, a idade do caçula é 7 anos, que é um número primo. Em uma corrida de táxi, é comum pagarmos uma taxa fixa (chamada bandeirada) mais um valor variável que depende da distância percorrida. Se a bandeirada é de R$4,20 e o quilômetro rodado custa R$0,95, qual é distância percorrida por um passageiro que pagou R$21,30? Resolução; Vamos denotar por X a quantidade de quilômetros rodados. Como a bandeirada (R$4,20) é fixa e pagamos R$0,95 por quilômetro rodado, então, se o passageiro pagou R$21,30 pela corrida, a equação do primeiro grau que representa essa situação é: 4,20 + 0,95x = 21,30 0,95x = 21,30 – 4,20 0,95x = 17,10 X = 𝟏𝟕,𝟏𝟎 𝟎,𝟗𝟓 = 𝟏𝟖 Logo, a distância percorrida pelo passageiro foi de 18km. Na verdade, a situação também poderia ser resolvida com um raciocínio puramente aritmético. Subtraindo a bandeirada do total da corrida, obtemos 21,30 – 4,20 = 17,10. Dividindo este valor pelo custo do quilômetro rodado, obtemos 17,10/0,95 = 18 km. Observe que os cálculos efetuados correspondem aos passos de resolução da equação acima. A vantagem de formular o problema como uma equação do primeiro grau é ter um processo mais automático de resolução. (Adaptado de UNIRIO– 2016). Um grupo de amigos vai acampar no final de semana. Numa certa hora da manhã de domingo, o equivalente a um terço desse grupo está envolvido com o preparo do almoço, a metade do grupo cuida da limpeza do acampamento, a décima parte desses dois subgrupos colhe flores na redondeza e a única pessoa restante do grupo deleita-se lendo um bom livro. Quantos elementos tem esse grupo de amigos? (A) Almoço -> 𝒙 𝟑 (B) Limpeza -> 𝒙 𝟐 (C) Colheita de Flores -> (𝑨+𝑩) 𝟏𝟎 X = A + B + C + D X = 𝒙 𝟑 + 𝒙 𝟐 + (𝑨+𝑩) 𝟏𝟎 + 𝟏 X = 𝑿 𝟑 + 𝑿 𝟐 + ( 𝑿+𝑿 𝟑 𝟐 ) 𝟏𝟎 + 𝟏 𝟓𝑿 𝟔 + ( 𝟓𝑿 𝟔 ) 𝟏𝟎 + 𝟏 𝟓𝑿 𝟔 + 𝟓𝑿 𝟔𝟎 + 𝟏 𝑿 = 𝟓𝟎𝑿 𝟔𝟎 + 𝟓𝑿 𝟔𝟎 + 𝟏 𝑿 = 𝟓𝟓𝑿 𝟔𝟎 = 𝟏 → 𝟓𝑿/𝟓 𝟔𝟎/𝟓 = 𝟏 → 𝑿 𝟏𝟐 = 𝟏 → 𝑿 = 𝟏𝟐 3. Em um posto de gasolina, o valor atual do etanol é de R$4,00. Sabendo que o etanol sofrerá um aumento de 7% no seu valor, qual será o novo valor do etanol? a) R$4,18 b) R$4,21 c) R$4,28 d) R$4,32 Parabéns! A alternativa C está correta. Como o valor atual é de R$4,00 e sofrerá um aumento de 7%, então: Valor do aumento 𝟕% 𝒅𝒆𝟒 = 𝟕 𝟏𝟎𝟎 𝒙𝟒 = 𝟕𝒙𝟒 𝟏𝟎𝟎 = 𝟐𝟖 𝟏𝟎𝟎 = 𝟎, 𝟐𝟖 Assim, o novo valor será o valor atual somado com o valor do aumento, ou seja: Novo valor = 4 + 0,28 = 4,28 4. A diferença entre dois números é 100. Sabendo que o maior está para 15 assim como o menor está para 5, então a soma desses números é: a) 120 b) 180 c) 200 d) 250 Parabéns! A alternativa C está correta. Sejam x ou y os números do enunciado. Queremos descobrir o valor de x+y. Como um dos números é maior que o outro, vamos supor que x>y. Desse modo, sabemos que: X – Y = 100 Como X>Y, sabemos pelo enunciado que X está para 15 assim como Y está para 5. Logo, podemos formar a seguinte igualdade de razões: 𝐱 𝟏𝟓 = 𝐲 𝟓 Sabendo que X – Y = 100, então, temos que: 𝐱 − 𝐲 𝟏𝟓 − 𝟓 = 𝐱 𝟏𝟓 𝟏𝟎𝟎 𝟏𝟎 − 𝒙 𝟏𝟓 → 𝟏𝟎 = 𝒙 𝟏𝟓 → 𝑿 = 𝟏𝟓𝟎 Como X – Y = 100 e X = 150. Então y= 50. Logo: x + y = 150+50=200 5. Com uma certa quantia em dinheiro, eu posso comprar 21 garrafas de vinho tinto no valor de R$12,00. Se eu escolher garrafas de vinho branco, cujo valor é R$14,00, quantas garrafas de vinho branco eu posso comprar? a) 15 b) 17 c) 18 d) 19 Parabéns! A alternativa C está correta. Este é um caso de regra de três simples, pois envolve apenas duas grandezas: Valor da garrafa e número de garrafas compradas. Note também que essas grandezas são inversamente proporcionais, pois, ao multiplicar o valor da garrafa por um fator, o número de garrafas que podem ser compradas é dividido por esse mesmo fator. Logo, é um caso de regra de três simples e inversa. Vamos representar por V o valor da garrafa (em R$) e por N o número de garrafas compradas. Utilizando os dados do enunciado, podemos fazer a seguinte representação: As setas na figura acima apontam em direções opostas para significar que as grandezas são inversamente proporcionais. Como a orientação das setas é oposta, antes de efetuar qualquer cálculo, devemos inverter os termos de uma das setas para que as duas setas apontem na mesma direção: Agora, com essa orientação das setas no mesmo sentido, podemos montar a seguinte proporção: 𝟏𝟐 𝟏𝟒 = 𝒙 𝟐𝟏 E fazendo a multiplicação cruzada, obtemos que: 14x = 12.21 -> 14x = 252 -> 𝒙 = 𝟐𝟓𝟐 𝟏𝟒 = 𝟏𝟖 Logo, se a garrafa custar R$14,00, podem ser compradas 18 garrafas. 6. Uma família com três pessoas consome, em média, 12m3 de água a cada 20 dias. Se mais uma pessoa se juntar a essa família, quantos metros cúbicos de água eles consumirão em uma semana?a) 5,6m3 b) 6m3 c) 6,6m3 d) 7m3 Parabéns! A alternativa A está correta. Vamos representar por V o volume de água consumida (em m3), por F o número de pessoas na família e por D o tempo em dias. Pelo enunciado, podemos representar o problema da seguinte maneira: Agora, vamos analisar se as grandezas são diretamente ou inversamente proporcionais. Como queremos saber X na grandeza V, vamos comparar as relações das grandezas F e D com relação a V. Considerando apenas as grandezas F e V, elas terão setas com orientação igual, pois se aumentarmos multiplicando o número de pessoas por um fator, o volume de água consumido é multiplicado por esse mesmo fator, ou seja, são grandezas diretamente proporcionais; Considerando apenas as grandezas D e V, elas terão setas com orientação igual também, pois, se multiplicarmos o número de dias por um fator, o volume de água consumida é multiplicado por esse mesmo fator, ou seja, são grandezas diretamente proporcionais. Como todas as setas apontam na mesma direção, então podemos montar a proporção que nos fornecerá o resultado desejado: 𝟏𝟐 𝒙 = 𝟑 𝟒 𝑿 𝟐𝟎 𝟕 → 𝟏𝟐 𝒙 = 𝟑𝒙𝟐𝟎 𝟒𝒙𝟕 → 𝟏𝟐 𝑿 = 𝟔𝟎 𝟐𝟖 E fazendo a multiplicação cruzada, obtemos: 60X=336-> X= 𝟑𝟑𝟔 𝟔𝟎 = 5,6 Logo, uma família com 4 pessoas, em uma semana, consumirá 5,6m3 de água. 7. Se João aplicar um capital de R$9.000,00 a uma taxa anual de 15%, quanto tempo será necessário para se produzir R$5.400,00 de juros simples? a) 2 anos b) 3 anos c) 4 anos d) 5 anos Parabéns! A alternativa C está correta. Temos que o capital investido foi de C = 9.000, a uma taxa de juros simples de I = 15% = 𝟏𝟓 𝟏𝟎𝟎 = 0,15 ao ano Como a taxa de juros é anual, queremos saber quanto tempo t (em anos) é necessário para se produzir um juro simples de J = 5.400. Utilizando os dados acima e a fórmula dos juros simples, obtemos: J = C x i x t 5400 = 9000 x 0,15 x t 5400 = 1350t T = 𝟓𝟒𝟎𝟎 𝟏𝟑𝟓𝟎 = 4 Logo, serão necessários 4 anos para se produzir R$5.400,00 de juros simples. 8. Com o aumento do dólar em relação ao real, Pedro resolveu aplicar seu capital de US$15.000,00 dólares em dois tipos de investimento: Aplicou 30% desse valor em um investimento que rende juros simples de 4% ao mês e o restante do valor em um investimento que rende juros compostos de 5% ao mês. Sabendo que ambas as aplicações terão duração de 3 meses, o lucro que esse investimento renderá para Pedro é de, aproximadamente: a) US$ 1.000,00 b) US$ 2.000,00 c) US$ 3.000,00 d) US$ 4.000,00 Parabéns! A alternativa B está correta. O capital inicial aplicado é de US$15.000,00. Como esse capital foi dividido em dois investimentos com juros distintos, precisamos, primeiramente, encontrar qual foi o capital aplicado em cada investimento. Como 30% desse capital foi aplicado em juro simples, vamos descobrir quanto foi o valor C1 aplicado nesse caso. Utilizando regra de três simples e direta, podemos formar a seguinte representação: Isso nos fornece a seguinte proporção: 𝟏𝟓𝟎𝟎𝟎 𝒙 = 𝟏𝟎𝟎 𝟑𝟎 E fazendo a multiplicação cruzada, obtemos: 100x = 450.000 -> x = 4.500 Logo, Pedro aplicou G¹= 4.500 durante t = 3 meses a juros simples de: I = 4%= 𝟒 𝟏𝟎𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟒 𝒂𝒐 𝒎ê𝒔 Assim, o lucro desse primeiro investimento será o juro simples obtido no período, que é dado por: J = G¹ x i x t J = 4.500 x 0, 04 x 3 J= 540 dólares Agora, para o segundo investimento, foi aplicado o capital de: G² = 15.000 – G¹ G² = 15.000 – 4.500 G² = 10.500 Durante o tempo t= 3 meses à taxa de juro composto: I = 5% = 𝟓 𝟏𝟎𝟎 = 𝟎, 𝟎𝟓 𝒂𝒐 𝒎ê𝒔 Assim, o montante obtido na taxa de juros compostos é dado por: M = G² (1 +i)t M = 10.500 ( 1 + 0,05)³ M = 10.500 (1.05)³ M =12.155,06 Logo, o lucro obtido nesse segundo investimento é dado por: J = M – G² J = 12.155,06 – 10.500 J = 1655,06 dólares Portanto, o lucro total obtido por Pedro é igual à soma dos lucros individuais de cada investimento: Lucro = 540 + 1655,06 = 2195,06 dólares Considerações Finais O estudante, em seu cotidiano, irá se deparar, com grande frequência, com os conceitos de Matemática apresentados neste tema. Por isso, os exemplos utilizados foram simples, diretos e realistas, procurando facilitar sua compreensão. Nossa realidade econômica é complexa e instável e são comuns as ocorrências de confusão e de erros, tanto na assimilação da teoria quanto na prática dos cálculos. Uma vez bem informado — e seguro com isso —, o estudante estará apto a resolver os mistérios e dilemas matemáticos de seu dia a dia, dos pequenos aos grandes, podendo, assim, escapar de eventuais armadilhas criadas por si mesmo e pelos outros. Aritmética Tema 2 Diversas civilizações desenvolveram sistemas de numeração semelhantes aos números naturais que conhecemos hoje. Veja a seguir o exemplo dos babilônicos: Já os maias possuíam 20 algarismos, como você pode ver abaixo: O sistema maia merece destaque, pois ele já contava com a representação do zero em sua concepção. Portanto, se considerarmos pela ótica maia, o zero é, de fato, representado como um número natural. Atividade de fixação Considere as comparações a seguir, em que o lado direito mostra números no sistema decimal e o lado esquerdo no sistema marciano. Selecione a alternativa que você considera verdadeira: a) 235𝑚 <90 b) 200𝑚 <70 c) 537𝑚 >200 Parabéns! A alternativa "C" está correta. Vamos passar os números do sistema marciano para o sistema decimal: 235𝑚=2⋅62+3⋅6+5=95>90, logo, a primeira sentença é falsa. 200𝑚=2⋅62=72>70, logo, a segunda sentença também é falsa. 5⋅62+3⋅6+7=205>200, logo, a terceira sentença é verdadeira. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. Considere o número na representação maia: Lembre-se de cada box da esquerda para direita como centenas, dezenas e unidades, e que cada bolinha vale uma unidade e cada traço vale cinco unidades. Determine o antecessor e o sucessor do número acima, em caracteres maias: a) b) c) d) Parabéns! A alternativa "D" está correta. Podemos perceber que os números maias, apesar de estarem na base 20, isto é, com seus algarismos representados por números que vão de zero a dezenove, possuem uma subclassificação: O sucessor de quatro bolinhas enfileiradas é uma barra horizontal. O sucessor de uma barra é uma barra com uma bolinha em cima dela. A regra vale até três barras enfileiradas. Devemos estar atentos ao fato de que o mesmo se aplica aos antecessores. Como estamos falando de sucessores e antecessores no exercício, basta que observemos a casa das unidades, que é a última casa, olhando da esquerda para a direita. Desta forma, podemos perceber que temos três barras. O sucessor de três barras, pela lógica apresentada, deve ser o box com três barras com uma bolinha em cima. O antecessor de três barras é o número duas barras com quatro bolinhas em cima. Desta forma, a resposta fica: 2. Seja 𝒏 ∈ ℕ. Considere a soma: 1 + 2 + 4 + 8 + ⋯ + 2𝑛−1+2𝑛. A partir da tabela, responda: De acordo com o que observamos na tabela, qual deve ser o valor estimado para a soma em questão com 100 termos? a) 10000 b) 2100 c) 2100-1 d) X2101-1 Parabéns! A alternativa "D" está correta. A pergunta foi simples: no caso, queremos saber apenas a expressão do resultado dos 100 primeiros termos da soma proposta. A tabela nos faz acreditar que o 𝑛 1 + 2 + 4 + ⋯ + 2𝑛 Resultado da soma 2𝑛+1 Valor de 2𝑛+1 0 1 1 21 2 1 1 + 2 3 22 4 2 1 + 2 + 4 7 23 8 3 1 + 2 + 4 + 8 15 24 16 4 1 + 2 + 4 + 8 + 16 31 25 32 resultado da soma será 2𝑛+1−1. Note que isso é o que a tabela estános induzindo, assim, a resposta correta é a letra D. Vamos provar o caso geral. Poderíamos provar por indução que tal sentença é verdadeira para todo número natural 𝑛. Entretanto, preferimos outra abordagem, mais simples. Digamos que o valor desta soma seja 𝑥, então 𝑥 = 1 + 2 + 4 + 8 + ⋯ + 2 𝑛 - 1 + 2 𝑛. E multiplicando por 2 ambos os lados, temos 2𝑥 = 2 + 4 + 8 + ⋯ + 2 𝑛 + 2 𝑛+1 2𝑥 − 𝑥 = 𝑥 = 2 𝑛+1 −1 Sejam 𝑢 a unidade, û, uma subdivisão da unidade 𝑢 e 𝑎 uma grandeza da mesma espécie de 𝑢, que se relacionam segundo a imagem a seguir: Vemos claramente que 𝑢=8⋅û e 𝑎=5⋅û . Desta forma, podemos expressar 𝑎 em termos da unidade, pois: { 𝑼=𝟖.𝒂 𝒂−𝟓û } Então: 𝒂 = 𝟓 𝟖 ∗ 𝒖 Logo, a medida de 𝑎 é 𝟓 𝟖 O entendimento geométrico dos números racionais. Podemos afirmar: a) A medida de a é 5u b) A medida de a é 𝟓 𝟒 u c) A medida de a é 𝟓 𝟕 u d) A medida de a é 𝟒 𝟓 u e) A medida de a é 𝟕 𝟓 u Veja que a = 5û e u = 4û; assim; 𝒂 𝒖 = 𝟓û 𝟒û = 𝟓 𝟒 < −> 𝒂 = 𝟓 𝟒 𝒖 Note que 𝐚 𝐮 é uma fração de inteiros, portanto é um número racional. Neste caso, dizemos que a e u são grandezas COMENSURÁVEIS Atividade de fixação Qual das sentenças a seguir é o representante irredutível da fração 𝟒𝟑𝟐 𝟏𝟖𝟎 a) 𝟐𝟏𝟔 𝟗𝟎 b) 𝟏𝟎𝟖 𝟒𝟓 c) 𝟕𝟐 𝟑𝟎 d) 𝟏𝟐 𝟓 Parabéns! A alternativa "D" está correta. O que estamos pedindo aqui é que você simplifique a fração até que isso não possa mais ser feito. De forma geral, temos: 𝟒𝟑𝟐 𝟏𝟖𝟎 = 𝟐.𝟐𝟏𝟔 𝟐.𝟗𝟎 = (𝟐.𝟐).𝟏𝟎𝟖 (𝟐.𝟐).𝟒𝟓 = 𝟒.𝟑.𝟑𝟔 𝟒.𝟑.𝟏𝟓 = (𝟏𝟐.𝟑).𝟏𝟐 (𝟏𝟐.𝟑).𝟑 = 𝟏𝟐 𝟓 Portanto, a resposta correta é a letra d). Atividade de fixação Sejam 𝒑 𝒒 ∈ ℚ uma fração. Qual das sentenças abaixo é verdadeira? DICA: Para mostrar que algo é falso, basta exibir um caso em que a sentença seja falsa. Assim, tente verificar que existem 4 afirmações falsas. A que sobrar será a verdadeira. a) 𝒑 𝒒 é 𝒊𝒓𝒓𝒆𝒅𝒖𝒕í𝒗𝒆𝒍. b) Se 𝑝 é par e 𝒑 𝒒 é redutível, então 𝑞 é par c) Se 𝒑² 𝒒² é 𝒊𝒓𝒓𝒆𝒅𝒖𝒕í𝒗𝒆𝒍, 𝒆𝒏𝒕ã𝒐 𝒑 𝒒 é 𝒊𝒓𝒓𝒆𝒅𝒖𝒕í𝒗𝒆𝒍. d) Se 𝑝 é ímpar e 𝒑 𝒒 é irredutível, então 𝑞 é par. Parabéns! A alternativa “C” está correta. Vamos por eliminação: a) É falsa, pois, se escolhermos 𝑝 𝑞 = 2 4 , esta fração é redutível. b) É falsa, pois se escolhermos 𝑝 𝑞 = 6 6 , temos que 𝑝=6 é par, ela é redutível, mas 𝑞=9 é ímpar. c) É verdadeira, mas vamos verificar que as outras são falsas, que é bem mais simples. d) É falsa, pois, se escolhermos 𝑝 𝑞 = 3 5 , temos que 𝑝=3 é ímpar, ela é irredutível, mas 𝑞=5 é ímpar. Atividade de fixação Gastei 𝟑 𝟗 do meu salário com alimentação e 𝟐 𝟓 com as demais despesas. O que sobrou foi aplicado em um investimento de renda fixa. Qual fração do meu salário foi colocada no investimento? a) 𝟑𝟑 𝟒𝟓 b) 𝟓 𝟏𝟒 c) 𝟒 𝟏𝟓 d) 𝟗 𝟏𝟒 Parabéns! A alternativa “C” está correta. A conta é simples. O que foi gasto corresponde a 𝟑 𝟗 + 𝟐 𝟓 = 𝟏𝟓 + 𝟏𝟖 𝟒𝟓 = 𝟑𝟑 𝟒𝟓 Esta é a parte que foi gasta. Como queremos o que foi investido, então: 𝟑𝟑 𝟒𝟓 − 𝟒𝟓 𝟒𝟓 = 𝟏𝟐 𝟒𝟓 A resposta poderia ser esta, sem problemas, mas ela não está na múltipla escolha, note que 𝟏𝟐 𝟒𝟓 = 𝟒 𝟏𝟓 Uma geladeira foi comprada de maneira que 𝟑 𝟕 do valor foram pagos à vista. O restante do valor deve ser pago em 10 prestações iguais. Qual a fração, em relação ao total, de cada parcela? Resolução; A ideia é simples: ficaram faltando 𝟒 𝟕 do valor da geladeira, e esta quantia foi dividida em 10 parcelas fixas. Logo, o montante de cada parcela vai corresponder a 𝟒 𝟕 / 10 = 𝟒 𝟕 ÷ 𝟏𝟎 𝟏 = 𝟒 𝟕 ∙ 𝟏 𝟏𝟎 = 𝟒 𝟕𝟎 = 𝟐 𝟑𝟓 VERIFICANDO O APRENDIZADO 3. Sejam 𝒖 a unidade, û uma subdivisão da unidade 𝒖, 𝒂 e â grandezas da mesma espécie de 𝒖 que se relacionam segundo a imagem a seguir: Determine 𝑎 em termos de â. a) 𝐚 = 𝟓 𝟒 ∙ â b) 𝐗𝐚 = 𝟓 𝟕 ∙ â c) 𝐚 = 𝟒 𝟓 ∙ â d) 𝐚 = 𝟕 𝟓 ∙ â Parabéns! A alternativa "D" está correta. Vemos claramente que 𝑢=4⋅û, 𝑎=5⋅û e â=7⋅û. Desta forma, podemos expressar 𝑎 em termos da unidade, u= 4.û a= 5.û. â= 7.û Então: 𝐚 = 𝟖 𝟕 ∙ â. Com isto, temos que o conceito de número racional positivo surge da noção de medida entre grandezas comensuráveis. 4. Considere a malha em ℤ × ℕ. Determine a alternativa que exibe todos os pontos que pertencem ao conjunto 𝟏 𝟐 : a) 𝑔11; 𝑓14 b) 𝑔10; 𝑓12; 𝑒14 c) 𝑓9; 𝑑10; 𝑏11 d) 𝑔6; 𝑓4; 𝑒2 Parabéns! A alternativa "C" está correta. Novamente uma imagem vale mais que mil palavras. A seguir, temos a representação dos números racionais como pontos do plano cartesiano. Como vimos no módulo, a classe de um número racional 𝒑 𝒒 são todos os pontos do plano (𝑚,𝑛) tal que estejam sobre a reta que passa pela origem e pelo ponto (𝑝,𝑞). Assim, considerando a reta que passa pela origem e pelo ponto (1,2) = 𝑓 9, vemos que 𝑑10 e 𝑏11 também pertencem à classe de 𝟏 𝟐 . CONSIDERAÇÕES FINAIS A Aritmética é o estudo dos conjuntos numéricos. Resumidamente, estudamos os números naturais – aqueles que surgem naturalmente pela necessidade humana de contar as coisas – com um pouco mais de profundidade. Também através dos números naturais obtivemos a excelente oportunidade de conhecermos o Princípio de Indução Matemática, que é uma ferramenta poderosíssima dentro da ciência de forma geral. E isso fizemos com a ajuda de Peano, lembra- se? Estudamos também com um pouco mais de empenho os números racionais: aqueles relacionados às questões sobre a necessidade de medir as coisas. Tivemos a oportunidade de perceber a necessidade dos números reais devido aos incomensuráveis e, em um contexto histórico, o surgimento dos números inteiros e complexos. Portanto, apresentamos a você a ideia de que todo conhecimento matemático é sempre inicial, ou seja, sempre haverá muito mais a se aprender. E é nisto que acreditamos: que você irá buscar mais e mais se aprofundar nesse mundo! Conjuntos Tema 3 𝐂𝐨𝐧𝐬𝐢𝐝𝐞𝐫𝐞 𝐨𝐬 𝐜𝐨𝐧𝐣𝐮𝐧𝐭𝐨𝐬 𝐀 = {… , −𝟏, 𝟎, 𝟏, 𝟐, 𝟑}, 𝐁 = {𝐱 ∈ ℕ|𝟑𝐱 − 𝟓 < 𝟐𝐱 + 𝟏}𝐞 𝐂 = {𝐗 ∈ ℤ| − 𝟐 ≤ 𝐗 < 𝟑}. 𝐂𝐥𝐚𝐬𝐬𝐢𝐟𝐢𝐪𝐮𝐞 𝐞𝐦 𝐕 𝐨𝐮 𝐅 𝐩𝐚𝐫𝐚 𝐜𝐚𝐝𝐚 𝐚𝐥𝐭𝐞𝐫𝐧𝐚𝐭𝐢𝐯𝐚𝐬. (V) 4 ∈ B (F) 3 ∈ 𝐂 (V) -5 ∈ 𝐀 (F) A c B (V) C ⊅ 𝑨 (F) C ⊄ 𝑨 B = 3x-5<2x+1 3x-2x<5+1 X< 2 ⇒ {𝟎, 𝟏, 𝟐, 𝟑, 𝟒, 𝟓}Números naturais menores que 6. C = {-2, -1,0,1,2} VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. Considere os conjuntos A = { x ∈ ℤ| 5x + 4 < 3x + 8}, B = {x ∈ ℕ| 2x − 5 < x − 4} e C = {x ∈ ℤ|−2 ≤ x < 2}. Assinale a alternativa incorreta: a) A ⊃ C. b) B é um conjunto unitário. c) B ⊂ A. d) C ⊅ B. Parabéns! A alternativa "D" está correta. Vamos escrever os conjuntos de maneira explícita para podermos avaliar as alternativas. Para x ser um elemento de A, ele deve satisfazer as seguintes condições: x ∈ ℤ = {…, −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4, 5,…}. 5x + 4 < 3x + 8 ⇒ 5x − 3x < 8 − 4 ⇒ 2x < 4 ⇒ x < 2. Logo, A = {…, −1, 0, 1, 2}. Para x ser um elemento de B, ele deve satisfazer as seguintes condições: o x ∈ ℕ = {0, 1, 2, 3, …}. o 2x − 5 < x − 4 ⇒ 2x − x < −4 + 5 ⇒ x < 1. Logo, B = {0}. (a) E o conjunto C = {x ∈ ℤ | −2 ≤ x < 2} = {−2, −1, 0, 1}. (a): Como podemos ver, C = {−2, −1, 0, 1} ⊂ A = {…,−1, 0, 1, 2}. Logo, C ⊂ A é o mesmo que A ⊃ C. Portanto, a letra (a) está correta. (b): Vimos no segundo item, B = {0}. Logo, B é um conjunto unitário, e a letra (b) está correta. (c): Claramente, B = {0} ⊂ A = {…,−1, 0, 1, 2}. Logo, a letra (c)também está correta. (d): Note que B = {0} ⊂ C = {−2, −1, 0, 1}. Logo, vale que B ⊂ C e que C ⊃ B., Portanto, a letra (d) é a alternativa incorreta. 2. Sejam A, B, C e D conjuntos não vazios. Analise o diagrama a seguir: Podemos afirmar que: a) A ⊂ C e D ⊃ B. b) B ⊃ C e D ⊄ A. c) C ⊃ D e B ⊂ A. d) D ⊄ A e C ⊅ B. Parabéns! A alternativa "C" está correta. Note que em cada alternativa temos duas opções para analisar. a) pelo diagrama, podemos perceber que vale A ⊂ C, mas a afirmação D⊃B é falsa. Logo, esta alternativa está incorreta. b) aqui, temos que a afirmação D⊄A é verdadeira, mas a afirmação B ⊃ C (B contém C) é falsa. O correto seria C ⊃ B ou B ⊂ C. Então, esta alternativa está incorreta. c) ambas as afirmações são verdadeiras: C ⊃ D e B ⊂ A. Portanto, esta é a alternativa correta. d) A afirmação D⊄A é verdadeira, mas C ⊅ B é falsa, pois B é um subconjunto de C. Logo, vale que C ⊃ B ou B ⊂ C. Logo, essa alternativa está incorreta. 3. (UFSM-RS). Dados os conjuntos A= {x ∈ ℕ| x é ímpar}, B = {x ∈ ℤ | −2 < x ≤ 9} e C = {x ∈ ℤ | x ≥ 5}, o produto dos elementos que formam o conjunto (A ∩ B) − C é: a) 1 b) 3 c) 15 d) 35 Parabéns! A alternativa "B" está correta. Inicialmente, vamos colocar os conjuntos de maneira explícita para podermos manuseá-los mais facilmente: A = {x ∈ ℕ| x é ímpar} = {1, 3, 5, 7, 9, 11, …}. B = {x ∈ ℤ | −2 < x ≤ 9} = {−1, 0, 1, 2, …,9}. C = {x ∈ ℤ | x ≥ 5} = {5, 6, 7, 8, …}. Para descobrir (A ∩ B) − C, primeiro resolvemos os parênteses, ou seja: A ∩ B = {1, 3, 5, 7, 9}. Agora fazemos (A ∩ B) − C = {1, 3, 5, 7, 9} − {5, 6, 7, 8, …} = {1, 3}. Portanto, o produto dos elementos de (A ∩ B) − C = {1, 3} é 1 × 3 = 3. 4. Dados os conjuntos A, B e C não vazios, considere o diagrama: A parte hachurada pode ser representada por: a) (A ∩ C) − B. b) (A − B) ∪ C. c) (A ∪ C) − B. d) A ∪ (C − B). Parabéns! A alternativa "C" está correta. Vamos verificar as alternativas para identificar a correta. A) Esta não é a alternativa correta, pois a operação (A ∩ C) - B é representada por: B) Esta não é a alternativa correta, pois a operação (A − B) ∪ C é representada por: C) Esta é a alternativa correta, pois a operação (A ∪ C) − B é representada por: D) Esta não é a alternativa correta, pois a operação A ∪ (C − B) é representada por: 5. Dados os intervalos A = (−5, 2], B = [−6, 4], C = (−∞, 2), podemos afirmar que A∪ (B ∩ C) é dado por: a) [-6,2] b) [-6,20 c) (−∞, 4] d) (−∞, 4) Parabéns! A alternativa "A" está correta. Para resolver A ∪ (B ∩ C), primeiramente faremos a parte entre parênteses, ou seja: B∩C e após A ∪ (B ∩ C). Para resolver B ∩ C, operamos utilizando a figura abaixo: Note que, na última reta, o 2 aparece com bolinha aberta, pois 2 ∈ B, mas 2 ∉ C. Logo, 2 ∉ B ∩ C e temos que: B ∩ C = [−6, 2). Agora podemos calcular A∪(B∩C) utilizando a representação abaixo: Portanto, A ∪ (B ∩ C) = [−6, 2]. Resposta: (a). 6. Dados os intervalos A = [−1, 3) B = (1, 5) e C = (1, 3), qual dos itens abaixo representa o conjunto (A − B) × C ? a) b) c) Correta d) Parabéns! A alternativa "C" está correta. Antes de buscar a representação geométrica do conjunto (A − B) × C, vamos determinar o conjunto A − B para então procurarmos a melhor representação de (A − B) × C. Para encontrarmos A−B, basta realizarmos a seguinte operação com os intervalos: Note que, na última reta, 1 aparece com bolinha fechada , pois 1 ∈ A, mas 1 ∉ B. Logo, 1 ∈ A − B. Portanto: A − B = [−1, 1]. Logo, (A − B) × C = [−1, 1] × (1, 3) é representado geometricamente por: Lembramos que, conforme vimos na Observação 3.4, no vídeo do módulo, a bolinha do canto é aberta quando este não pertence ao produto cartesiano como, por exemplo, os cantos: (1,1) e (−1,1) ∉ (A − B) × C, pois 1 ∉ C, e (−1,3) e (1,3) ∉ (A − B) × C, pois 3 ∉ C. , Resposta: (c). 7. (FCC - 2019). Um grupo é formado por 410 ciclistas, dos quais 260 praticam natação e 330 correm regularmente. Sabendo que 30 ciclistas não nadam e não correm regularmente, o número de ciclistas que praticam natação e correm regularmente é: a) 170 b) 150 c) 190 d) 210 Parabéns! A alternativa "D" está correta. Ciclistas (410) 260+330 = 590 N(n ∩ 𝒄) = 𝟓𝟗𝟎 − 𝟑𝟖𝟎 = 𝟐𝟏𝟎 N C 380 30 8. Em uma pesquisa realizada com todas as pessoas de uma pequena cidade sobre a leitura dos jornais A, B e C, obteve-se que 28% das pessoas leem o jornal A, 35% leem o jornal B, 23% leem o jornal C, 15% leem os jornais A e B, 8% leem os jornais B e C, 12% leem os jornais A e C e 5% leem os três jornais. Qual os percentuais das pessoas dessa cidade não leem nenhum dos jornais? a) 44% b) 43% c) 34% d) 33% Parabéns! A alternativa "A" está correta. A B 6 17 10 5 7 3 8 C 1. 28+20+8 = 56 2. 100-56 = 44 CONSIDERAÇÕES FINAIS Conforme vimos ao longo deste tema, existem várias maneiras de se trabalhar com conjuntos, sendo que o melhor método a ser utilizado depende dos conjuntos envolvidos. As operações realizadas entre conjuntos fornecem diversas informações de dados pertinentes, de acordo com aquilo que se deseja saber a respeito ou de acordo com o que se espera sobre determinadas informações. No caso particular onde os conjuntos são intervalos da reta, as operações entre intervalos geram novos conjuntos, mas isso é assunto para outro momento do seu estudo matemático! Finalmente, utilizamos todos os conceitos e todas as operações de conjuntos para resolvermos vários problemas do cotidiano, assim como questões comuns em concursos para diversos setores da sociedade. Gráficos e Interpretações Gráficas Tema 4 1. Considere os intervalos a seguir: I. -------------------- -1 -5 II. _____________ -0,5 3,14 a) {x ∈ R; -1 <x ≤ 5 } e { x ∈ R; 0,5 <x < 3,14 }. b) { x ∈ R; -1< x ≤ 5 } e { x ∈ R; 0,5 ≤ x < 3,14 }. c) { x ∈ R ; -1 ≤ x ≤5 } e { x ∈ R; 0,5 < x < 3,14 }. d) { x ∈ R; -1 ≤ x ≤ 5 } e { x ∈ R; 0,5 ≤ x ≤ 3,14 }. e) { x ∈ R; -1< x <5 } e { x ∈ R; 0,5 < x < 3,14 }. Parabéns! A alternativa B está correta. A atividade em questão tem o propósito das associações, isto é, > , < bola aberta e ≥, ≤ bola fechada. Assim, devemos procurar a alternativa que contenha aberto em -1, fechado em 5, fechado em 0,5 e aberto em 3,14. A única alternativa com exatamente essa combinação é a letra b. Vamos apresentar algumas soluções aceitáveis para cada uma das representações. { x ∈ R; -1 < x ≤ 5 } ou os números reais maiores que -1 e menores ou iguais a 5 ou os números reais entre -1 e 5, incluindo o número 5 ou (-1, 5]. { x ∈ R; 0,5 ≤ x < 3,14 } ou os números reais maiores ou iguais a 0,5 e menores que 3,14 ou os números reais entre 0,5 e 3,14, incluindo o número 0,5 ou ( 0,5 , 3,14 ]. 2. Veja, a seguir, o desempenho de um corredor durante uma competição dos 100 metros rasos. A reta em questão mostra a marcação da distância na pista e, a cada 10 metros, é apresentado o desempenho do corredor em comparação à sua velocidade máxima. Em qual dos intervalos a seguir o corredor manteve a sua velocidade maior ou igual à de 99% de sua capacidade máxima. a) [ 50 , 80 ]. b) [ 30 , 100 ]. c) [ 0, 50 ) e ( 80 , 100 ]. d) ( 59, 61 ). e) [ 50 , ∞ ). Parabéns! A alternativa A está correta. A palavra maior ou igual presume que estamos considerando o valor de 99% em nossa análise. Sendo assim, o intervalo que correspondeao que foi pedido é a letra A. 1. (ENEM 2016). Uma família resolveu comprar um imóvel em um bairro cujas ruas estão representadas na figura. As ruas com nomes de letras são paralelas entre si e perpendiculares às ruas identificadas com números. Todos os quarteirões são quadrados, com as mesmas medidas, e todas as ruas têm a mesma largura, permitindo caminhar somente nas direções vertical e horizontal. Desconsidere a largura das ruas. A família deseja que esse imóvel tenha a mesma distância de percurso até o local de trabalho da mãe, localizado na rua 6 com a rua E, 6,E; o consultório do pai, na rua 2 com a rua E, 2,E; e a escola das crianças, na rua 4 com a rua A, 4,A. Com base nesses dados, o imóvel que atende às pretensões da família deverá ser localizado no encontro das ruas: a) ( 3 , C ). b) ( 4 , C ). c) ( 4 , D ). d) ( 4 , E ). e) ( 5 , C ). Parabéns! A alternativa C está correta. Deve-se notar que podemos caminhar apenas pelas ruas; dessa forma, procuramos o ponto que tenha exatamente a mesma distância dos pontos 6,E; 4,A e 2,E. A partir da figura, podemos perceber que a família pretende morar em 4,D. Note que o ponto só poderia estar no interior de um triângulo, onde somente é possível a locomoção pelas ruas. Desta forma, a figura a seguir ilustra a nossa conclusão. 2. A tabela a seguir apresenta a relação entre as idades e as alturas de uma família. Já a figura representa graficamente a tabela. Nomes Idades (anos) Alturas (metros) Danielle 45 1,80 Bernardo 12 1,50 Rodrigo 50 2,05 Ademir 82 1,76 Marcelo 38 1,86 Guara 72 1,60 Yasmin 5 1,00 Associe cada ponto à pessoa correspondente na tabela. A Nomes Letras Danielle D Bernardo A Rodrigo C Ademir F Marcelo E Guara B Yasmin G B Nomes Letras Danielle D Bernardo F Rodrigo G Ademir A Marcelo E Guara B Yasmin C C D E Nomes Letras Danielle D Bernardo F Rodrigo C Ademir A Marcelo E Guara B Yasmin G E Agora marque a alternativa correta: a) A b) B c) C d) D e) E Parabéns! A alternativa E está correta. Podemos perceber que as idades de todos os membros da família são diferentes. Logo, as letras estão em ordem decrescentes das idades. Nomes Letras Danielle D Bernardo F Rodrigo C Ademir A Marcelo E Guara D Yasmin G Nomes Letras Danielle D Bernardo E Rodrigo C Ademir A Marcelo F Guara B Yasmin G D 3. Qual das opções a seguir não apresenta um gráfico de função? A B C D ED Marque a opção correta: a) A b) B c) C d) D e) E Parabéns! A alternativa C está correta. Os itens A, B e D são funções, e o item C não é uma função, de acordo com o que foi visto neste módulo, pois a reta vertical toca o gráfico em mais de um ponto. Em relação à alternativa E, o ponto é que, na “tabela” que apresenta o gráfico, o que ocorreu foi que ela pulou alguns valores. De acordo com a definição de função, podemos entender que, em momento algum, é relatado que não é possível pularmos valores. Sendo assim, o item E não contradiz em nada a definição de função. Logo, também se trata de um gráfico de função. 4. Em 2020, houve uma pandemia global provocada pelo vírus SAR-CoV-2. Tal pandemia trouxe danos incalculáveis às economias globais e provocou milhares de mortes pelo mundo inteiro. O estudo do epidemiologista Neil Ferguson, do Imperial College, apresentou um gráfico mostrando requisitos de leito de cuidados intensivos (UTI) por 100 mil habitantes EM DIFERENTES CENÁRIOS: Mostra o número de leitos de UTI por 100 mil habitantes que a Inglaterra possuía em 2019, antes do surto. Mostra a epidemia não mitigada. Mostra o isolamento do caso. Nomes Letras Danielle D Bernardo F Rodrigo C Ademir A Marcelo E Guara B Yasmin G Mostra o isolamento dos casos e a quarentena das famílias. Mostra uma estratégia de mitigação com o fechamento de escolas e universidades. Mostra o isolamento de casos, a quarentena doméstica e o distanciamento social das pessoas com mais de 70 anos. Assinale a alternativa correta: a) Nenhum dos gráficos apresentados nas figuras são funções. b) Os picos em todos os cenários ocorrem em maio. c) Em todos os cenários, em junho, na Inglaterra, serão necessários 150 leitos de UTI a cada 100 mil habitantes. d) O sistema de saúde inglês volta ao normal em todos os cenários em agosto. e) Os picos de todos os cenários na Grã-Bretanha ocorrem no mês de junho. Parabéns! A alternativa D está correta. A letra A é falsa, pois não há ambiguidade nos pontos, portanto todos os cenários são funções. Para responder se o item B é verdadeiro ou falso, temos duas opções: fazer o recorte do mês de maio ou fazer o recorte dos picos. O mesmo vale pra avaliarmos o item E. Optamos por fazer o recorte dos picos, como ilustra a figura: O gráfico deixa claro que os picos se concentram durante os meses de maio e junho é não só em maio ou só em junho. No caso do item C, percebemos que o cenário amarelo e azul não chega aos 150 leitos de UTI por 100 mil habitantes. Esse raciocínio evidencia que a resposta é a letra D. O recorte a seguir deixa claro que em todos os cenários o sistema de saúde inglês volta à normalidade no mês de agosto. 5. O gráfico abaixo apresenta a taxa de desemprego de 2013. B Em quais meses há o maior índice de desemprego e o menor índice? a) Maior índice: dezembro; Menor índice: junho. b) Maior índice: junho; Menor índice: dezembro. c) Maior índice: agosto; Menor índice: setembro. d) Maior índice: janeiro; Menor índice: setembro. Parabéns! A alternativa B está correta A taxa mais alta do gráfico é 6,2%, ou seja, ponto mais alto do gráfico. Portanto o maior índice de desemprego ocorre no mês de junho, e o menor índice, em dezembro, onde se encontra o ponto mais baixo do gráfico, 4,5%. 6. O gráfico a seguir mostra o nível de água em um reservatório durante o ano de 2015. Se os níveis de água no reservatório dependem dos níveis de chuva na região, assinale, respectivamente, os meses do ano em que mais choveu e em que menos choveu no ano de 2015. a) Janeiro e dezembro. b) Fevereiro e novembro. c) Março e outubro. d) Fevereiro e setembro. e) Janeiro e agosto. Parabéns! A alternativa D está correta. O mês de fevereiro teve o maior volume de chuvas. Além disso, podemos perceber que, em novembro, choveu mais que em setembro. CONSIDERAÇÕES FINAIS A Matemática é, a rigor, uma linguagem que permite analisar e descrever diversas situações. Como toda língua, ela possui seus conceitos mais elementares, que abrem caminho para toda a beleza, cultura e os mistérios que circundam civilizações antigas e as mais modernas tecnologias. Este tema buscou apresentar as funções a partir de conceitos elementares, como intervalos e o plano cartesiano, e desmistificar o entendimento das funções, correlacionando-as a uma lista ou tabela onde o plano cartesiano não é nada além do objeto de manifestação gráfica de seus resultados.
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