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CARO ALUNO(A); Espero que esta apostila contribua em seu aprendizado. Objetivos de aprendizagem Resolver problemas envolvendo o teorema de Pitágoras; Calcular e resolver situações diversas envolvendo porcentagem e juros; Interpretar e aplicar a fórmula do juro simples; Consolidar conhecimentos obtidos na resolução de equações do 1° grau; Conceituar função polinomial do 1° grau; Construir, ler e analisar os gráficos de funções polinomiais do 1° grau; Utilizar a função polinomial do 1° grau para resolver problemas. Consolidar conhecimentos obtidos na resolução de equações do 2° grau; Conceituar função polinomial do 2° grau; Construir, ler e analisar os gráficos de funções polinomiais do 2° grau; Identificar a concavidade e outros elementos da parábola; Identificar o crescimento e decrescimento de uma função polinomial do 2° grau; Resolver problemas de máximos e mínimos associados a função polinomial do 2° grau; Compreender os significados dos coeficientes da função do 2° grau; Utilizar a função polinomial do 2° grau para resolver problemas. Prof. Rodrigues 2 CAPÍTULO 1 RELAÇÕES MÉTRICAS NO TRIÂNGULO RETÂNGULO Triângulo Retângulo é aquele que possui um ângulo reto (90º). Dizemos que o triângulo a seguir é retângulo em A,veja: ONDE: A hipotenusa, a, fica oposto ao ângulo reto, de 90º, sempre. Aqui representado pelo A; Catetos é o nome que dar aos outros dois lados, no caso b e c; 2. TEOREMA DE PITÁGORAS TEOREMA DE PITÁGORAS – O quadrado da hipotenusa é igual à soma dos quadrados dos catetos. 222 cba EXEMPLO: 1. Aplicando o teorema de Pitágoras, determine os valores solicitados nos casos abaixo: 3 a c C B A b a c C B A cateto hipotenusa cateto C B A 4 Prof. Rodrigues 3 EXERCÍCIOS 1. Quantos metros de fio são necessários para "puxar luz" de um poste de 6 m de altura até a caixa de luz que está ao lado da casa e a 8 m da base do poste? 2. A que altura a escada está do solo? CAPÍTULO 2 MATEMÁTICA FINANCEIRA A matemática financeira é uma área da matemática que se dedica a problemas de ordem financeira. Esses problemas podem ser exemplificados como juros, inflação, invertimentos e outras questões que estão presentes no dia a dia de empresários, banqueiros e outros profissionais. A matemática financeira engloba procedimentos matemáticos para facilitar operações monetárias. REGRA DE TRES SIMPLES (REVISÃO) EXEMPLOS 1. Paulo trabalhou 30 dias e recebeu 15 000 reais. Quantos dias terá que trabalhar para receber 20 000 reais? 2. Um carro com velocidade constante de 100 km/h, vai da cidade A até a cidade B em 3 horas. Quanto tempo levaria esse mesmo carro para ir de A até B, se sua velocidade constante fosse 160 km/h? 3. Se 15 operários levam 10 dias para completar certo trabalho, quantos operários farão esse mesmo trabalho em 6 dias. PORCENTAGEM Comumente ouvimos ou vemos pessoas falarem expressões como: "Promoção - até 30% de desconto para pagamento à vista", "A inflação foi de 5,4%", "Os advogados cobram 20% sobre o valor da causa", etc. Prof. Rodrigues 4 http://www.profissionalizando.net.br/vestibular/54-simulados/475-regra-de-tres-exercicios-resolvidos## Estas expressões envolvem um conceito matemático denominado porcentagem, ou seja, um cálculo de partes em 100. Quando se diz que uma loja oferece um desconto de 30% (trinta por cento), está-se afirmando que em cada R$100,00 de compras será concedido um desconto de R$ 30,00. Portanto, em R$ 400,00, o desconto será de R$ 120,00. Nos valores citados temos: 30% é a taxa, R$ 400,00 é o principal e R$120,00 é a porcentagem ou percentagem. A taxa pode ser expressa nas formas: - percentual como 30%. - razão como 30/100. - decimal como 0,30. Para calcular a porcentagem de determinado valor, usa-se uma regra de três ou a simples fórmula matemática: 100 iC P Onde: P = porcentagem C = Capital, e i = taxa EXEMPLOS: 1. Quanto representa 30% de R$ 400,00? Temos: 30% = 30/100 = 0,3, logo: 120 100 30400 pp 2. 40% de 800 vale? Temos: 40% = 40/100 = 0,4, logo: 320 100 40800 pp Uma outra questão é calcular o principal, quando se conhece a porcentagem e a taxa. Para isso, usamos uma regra de três ou a fórmula: i P C 100 Por exemplo: 1. Qual é o valor cujos 25% é 60,00? 00,240 25 10060 C TAXA i Encontram-se também questões para cálculos da taxa, como ocorre no exemplo abaixo. Para resolver problemas em que se quer conhecer qual a taxa, pode-se recorrer a uma regra de três simples ou à fórmula: C d i 100 Onde: d = desconto ou porcentagem i = taxa C = capital Prof. Rodrigues 5 Exemplos 1. Carlos ao comprar um automóvel cujo valor era R$ 20.000,00 obteve um desconto de R$ 1.000,00. Qual foi a taxa oferecida no desconto? 5 20000 1001000 i , ou seja 5% JUROS JUROS: É uma taxa cobrada por um empréstimo. Essa taca pode variar de acordo com o tempo em que se demora a fazer o pagamento da quantia emprestada. Os juros podem ser capitalizados segundo dois regimes: simples ou compostos. Taxa de juros A taxa de juros indica qual remuneração será paga ao dinheiro emprestado, para um determinado período. Ela vem normalmente expressa da forma percentual, em seguida da especificação do período de tempo a que se refere: 8 % a.a. - (a.a. significa ao ano). 10 % a.t. - (a.t. significa ao trimestre). Outra forma de apresentação da taxa de juros é a unitária, que é igual a taxa percentual dividida por 100, sem o símbolo %: 0,15 a.m. - (a.m. significa ao mês). 0,10 a.q. - (a.q. significa ao quadrimestre) JUROS SIMPLES Juros Simples: o juro de cada intervalo de tempo sempre é calculado sobre o capital inicial emprestado ou aplicado. O regime de juros será simples quando o percentual de juros incidir apenas sobre o valor principal. Sobre os juros gerados a cada período não incidirão novos juros. Valor Principal ou simplesmente principal é o valor inicial emprestado ou aplicado, antes de somarmos os juros. Transformando em fórmula temos: tiCJ Onde: J = juros P = principal (capital) i = taxa de juros T = número de períodos Prof. Rodrigues 6 Exemplos Resolvidos 1. Temos uma dívida de R$ 1000,00 que deve ser paga com juros de 8% a.m. pelo regime de juros simples e devemos pagá-la em 2 meses. Os juros que pagarei serão: J = 1000 x 0.08 x 2 = 160 2. Uma empresa aplicou um capital de R$ 3000,00 a juros simples, a uma taxa de 11% a.a. Após 3 anos quanto lhe rendeu de juros? J = 3000 x 0.11 x 3 = 990,00 EXERCÍCIOS Porcentagem 1. Determine: a) 3% de 420 b) 7,25% de 1200 c) 125% de 200 d) 6% de 18 2. A média de reprovação em concursos públicos é de 82%. Quantas pessoas serão aprovadas num concurso público com 6500 inscritos? 3. Numa cidade, 45% da população é composta de homens. Qual a população total dessa cidade se nela residem 60500 mulheres? 4. Um vendedor Ganha 3% de comissão sobre as vendas que realiza. Tendo vendido 10000,00 no dia, quanto ele receberá de comissão? 5. Um feirante comprou um pendrive por 20,00 e em seguida o vendeu por 25,00. Qual foi sua porcentagem de lucro? 6. Sabendo que certa mistura foi feita com 12 L de água e 8 L de álcool, determine a porcentagem de álcool contida na mistura. 7. Poderei obter um abatimento de 15% para o pagamento à vista na compra de uma geladeira que custa 900,00. Quanto pagarei pela geladeira nessas condições? Juros Simples 1. Qual é o juro simples que um capital de 30000,00 produz, quando aplicado durantecinco meses, a uma taxa de 3,5% a.m? 2. Qual é o juro simples que um capital de 2500,00 rende quando aplicado durante um ano, à taxa mensal de 2% 3. Um capital de 10000,00, investido a juros simples de 13% a.a., foi sacado após três e dez dias, a contar da data inicial do investimento. Qual foi o juro? Prof. Rodrigues 7 4 - Qual o capital que aplicado a juros simples de 1,2% a.m. rende R$3.500,00 de juros em 75 dias? 5 - Calcular os juros simples produzidos por R$40.000,00, aplicados à taxa de 36% a.a., durante 125 dias. 6. Qual foi a taxa mensal de juros simples que deverá incidir sobre um capital de 5000,00, para que este em quatro meses e meio, renda 720,00? 7. Que capital inicial rende 2000,00 em cinquenta dias, a uma taxa simples de 0,2% a.d.? CAPÍTULO 3 FUNÇÃO Definição - Dados dois conjuntos A e B não vazios. Uma relação f de A em B recebe o nome de Função ou Aplicação de A em B se, e somente se, para todo Ax existe um só By tal que fyx ),( , f é uma função de A em B. 10. IDENTIFICAÇÃO DE UMA FUNÇÃO. 10.1. DIAGRAMA DE FLECHAS. Para que se tenha uma função é necessário que de cada elemento do conjunto A parta uma única flecha aos elementos de B. Exemplo: Verificar se os diagramas a seguir representam ou não, funções da A em B. Prof. Rodrigues 8 FUNÇÃO DO 1º GRAU Definição – Chama-se função do primeiro grau, toda sentença da forma baxy em que a e b são números reais, e 0a . Exemplos: a) 62 xy b) 2 xy c) xy Na lei baxy , o número a é chamado de coeficiente e o número b é chamado de termo constante ou independente. Exemplos: Identificar o coeficiente a e termo independente b nos casos abaixo: a) 55 xy b) 72)( xxf c) 3 xy d) xy 11.1. Gráfico de uma Função do 1º grau. Exemplos: Vamos construir o gráfico das funções do 1º grau, abaixo, no plano cartesiano. a) 12 xy b) 23 xy c) xy 3 12. RAÍZ OU ZERO DA FUNÇÃO DO 1º GRAU O valor de x para o qual a função baxxf )( se anula, ou seja, para o qual 0)( xf , ou 0y , denomina-se Raiz ou Zero da função do 1º grau. Para determinar a Raiz ou Zero de uma função do 1º grau, basta resolver a equação 0bax . Exemplos: Determinar a Raiz ou Zero das funções abaixo: a) 12 xy b) 42)( xxf c) 62 xy EXERCÍCIOS 1. Dados a e b escreva, no caderno, a lei de cada função 1º grau. a) a = 2 e b = -1 b) a = -1 e b = 1 c) a = 3 e b = 2 2. Dada a função definida pela lei f(x) = 5x – 4, com x real, determine em seu caderno: a) f(-1) b) (-3/5) c) o valor de x para que se tenha f(x) = 6. Prof. Rodrigues 9 3. Determine a raiz ou zero das funções nos casos abaixo e faça o gráfico. a) 1 xy c) 23)( xxf e) 2 xy b) 42)( xxf d) 2 xy f) 33)( xxf 4. A lei que fornece a temperatura T, em grau Celsius, de ebulição da água de acordo com a altitude h, em metros, é T = 100 – 0,001h. a) Qual é a temperatura de ebulição da água a 2.400 m de altitude? b) Qual é a temperatura de ebulição da água ao nível do mar? FUNÇÃO DO 2º GRAU Definição – Uma função do 2º grau toda função do tipo cbxaxy 2 , com a, b, c números reais e 0a , e é definida para todo x real. Exemplos: 1. 452 xxy , sendo a = 1, b = -5 e c = 4 2. 252 2 xxy , sendo a = 2, b = 5 e c = -2 3. xxy 23 2 , sendo a = -3, b = 2 e c = 0 4. 2xy , sendo a = -1, b = 0 e c = 0 Exercícios 1. Dada a função 652 xxy , determine os valores de a, b e c. 2. Dada a função definida por 652 xxy determine em seu caderno: a) f(0) b) f(2) c) f(3) d) f(4) Raízes ou zero da função do 2º grau O zero ou raízes de uma função do 2º grau, são os valores reais de x obtidos quando fazemos f(x) = 0. Tais valores são encontrados a partir da fórmula de Bhaskara: a b x 2 Temos: A quantidade de raízes reais de uma função do 2º grau depende do valor obtido para o radicando cab 42 , chamado discriminante, a saber: Quando 0 (positivo), há duas raízes reais e distintas; Quando 0 (igual a zero), há só uma raiz real; Quando 0 é negativo, não há raiz real. Prof. Rodrigues 10 Exemplos 1. Determine as raízes, se houver, das funções abaixo: a) 86)( 2 xxxf b) 282)( 2 xxxf c) 22)( 2 xxxf CONCAVIDADE DA PARÁBOLA Se a>0 (a positivo), a concavidade estará voltado para cima: Se a<0 (a negativo), a concavidade da parábola estará voltada para baixo: VÉRTICE DA PARÁBOLA 0a concavidade voltada para cima 0a concavidade voltada para baixo Coordenadas do Vértice: As coordenadas do vértice YvXvV , da parábola são calculadas com as seguintes expressões: Abscissa do Vértice: a b Xv 2 e Ordenada do Vértice: a Yv 4 a < 0 Concavidade Voltado para baixo a > 0 Concavidade Voltado para cima Prof. Rodrigues 11 Exemplo: Determinar, as coordenadas do vértice a função 86)( 2 xxxf : 3 )1(2 6 Xv e 1 4 4 )1(4 4 Yv , logo as coordenadas são 1,3V VALOR MÁXIMO E VALOR MÍNIMO Quando a função é crescente, ela tem seu valor máximo e, se decrescente, tem seu valor mínimo. Para determina-los, basta calcular o Yv para valor máximo. GRÁFICO DA FUNÇÃO DO 2º GRAU Exemplos: Construção do gráfico da função do 2º grau. Para esboçar o gráfico de maneira rápida e fácil, precisamos determinar as raízes e as coordenadas do vértice da função dada. Exemplos: 1. Determine o gráfico das funções a seguir: a) 23)( 2 xxxf b) 53)( 2 xxxf c) 34)( 2 xxxf d) 44)( 2 xxxf V. Máximo V. Mínimo Prof. Rodrigues 12 Exercícios 1. Determine os zeros ou raízes das funções: a) 54)( 2 xxxf b) 62)( 2 xxxf c) 12)( 2 xxxf 2. Calcule as ordenadas do vértice, verifique se é ponto de máximo ou de mínimo das seguintes funções: a) 32)( 2 xxxf b) 4)( 2 xxf c) 442)( 2 xxxf 3. Dada a função 86)( 2 xxxf . Determine: a) os valores de a e b e c; b) as suas raízes, se houver; c) as coordenadas do vértice; d) o gráfico. 4. Dada a função 9)( 2 xxf . Determine: a) os valores de a, b e c; b) as suas raízes, se houver; c) as coordenadas do vértice; d) o gráfico. 5. (PUC-MG) O valor máximo da função 22)( 2 xxxf é: a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 Em resumo... Para construir o gráfico de uma função quadrática sem montar a tabela de pares ordenados (x,y), basta levar em consideração as cinco informações a seguir. 1. Os zeros definem os pontos em que a parábola intercepta o eixo dos x. 2. O vértice aa b V 4 , 2 , indica o ponto de mínimo (se a > 0) ou máximo (a < 0). 3. A reta que passa por V e é paralela ao eixo dos y é o eixo de simetria da parábola. 4. (0,c) é o ponto em que a parábola corta o eixo dos y. 5. O valor do coeficiente a define a concavidade da parábola. Prof. Rodrigues 13 CAPÍTULO 4 RELAÇÕES MÉTRÍCAS NA CIRCUNFERÊNCIA CONCEITOS BÁSICOS: A) Uma CORDA é todo segmento de reta cujas extremidades pertencem à circunferência. B) Uma reta que tenha um único ponto em comum com uma circunferência é uma reta TANGENTE a essa circunferência. C) Uma reta que tenha dois pontos em comum com uma circunferência é uma SECANTE a essa circunferência. RELAÇÃO ENTRE CORDAS: Considerando os triângulos PAD e PCB (ao lado): Logo: . Então temos a seguinte relação:Exemplos: EX1: Calcule o valor de x : RELAÇÃO ENTRE SECANTES: Considerando os triângulos PAD e PCB ao lado: Logo: Então temos a seguinte relação: arcomesmodeinscritosângulos vérticepeloopostos CA PP PCBPAD arcomesmodeinscritosângulos comumângulo CA PP PCBPAD D C corda Secant e A B T Tangent e PDPCPBPA PB PC PD PA C D A B P 4 2 3 x PDPCPBPA PB PC PD PA B C P A SOLUÇÃO 12 4 48 484 6.84. x x x x Prof. Rodrigues 14 Exemplo EX1: Calcular a medida x : EXERCÍCIOS SELECIONADOS 1. Calcule o valor de x em cada caso: a) b) c) T E S T E S 1. O valor de x na figura é: a) 1 b) 4 c) x 3 d) 2 10 2. (FRANCO) O Valor de x na figura é: a) 3 b) 4, 8 c) 7, 5 d) 3 1 3 5 3 3 20 x 4 16 SOLUÇÃO 8 64 64 4.16 2 2 x x x x x 18 4 x/2 x-2 x+2 2x x x x 4 12 6 4 x 5 Prof. Rodrigues 15