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1 Departamento de Matemática, Física, Química e Engenharia de Alimentos Projeto Calcule! Profª: Rosimara Fachin Pela Profª: Vanda Domingos Vieira PARTE 1 CONJUNTOS NUMÉRICOS E NUMEROS REAIS Um numero real e qualquer numero que pode ser escrito na forma decimal. O conjunto dos números reais contem subconjuntos importantes: 1-Conjuntos dos números naturais: IN={1, 2, 3,...} 2-Conjunto dos números inteiros: Z = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,...} 3-Conjunto dos números racionais: Q 0,,, qZqp q p = ,1,, 2 1 ,,0,, 3 1 ,, 3 2 , 4-Conjunto dos números irracionais: I Q, xx = ,15,,,,,,2, e Assim podemos representar o conjunto dos números reais: IR = Q I OPERAÇÕES COM NÚMEROS REAIS I – NÚMEROS INTEIROS ADIÇÃO: Dizemos que adicionar ou somar é a operação pela qual associamos dois números ou mais números, em um único número, denominado soma ou total. SUBTRAÇÃO: A subtração é uma operação que consiste em tirar, diminuir, subtrair uma quantidade da outra. 4 + 5 = 9 1ª parcela 2ª parcela Soma ou total 5 - 2 = 3 minuendo subtraendo diferença ou resto total 2 Regras de sinal: Para efetuar a adição e subtração vamos obedecer as seguintes regras: 1- Os números possuem o mesmo sinal: conserva o sinal e soma os números Ex) a) 6 + 3 = + 9 b) -2 – 4 = - 6 2- Os números possuem sinal contrario: conserva o sinal do maior e subtrai os números. Ex) a) -5 + 2 = -3 b) 4 - 2 = 2 MULTIPLICAÇÃO: A multiplicação é a adição de uma quantidade finita de números iguais, ou seja, a multiplicação é apenas uma forma reduzida de se escrever a adição 3 + 3 + 3 + 3 +3 = 15 5 x 3 = 15 Ou DIVISÃO: A divisão é a operação aritmética que determina a quantidade de vezes que um numero esta contido dentro do outro. Assim temos que: Dividendo(D) = divvisor(d) . quociente(q) + resto(r) D = d . q + r, ou 5 x =15 multiplicando multiplicador produto 20 4 - 20 5 0 resto quociente divisor dividendo 3 d r q d D Regras de sinal: Para efetuar a multiplicação e divisão vamos obedecer as seguintes regras: 1- Os dois números tem o mesmo sinal, o resultado é positivo Ex) a) (-2) x (-3) = + 6 b) (+3) x (+4) = + 12 c) 2 3 6 d) 2 1 10 5 2- Os dois números possuem sinais diferentes, o resultado é um numero negativo Ex) a) (-4) x (+3) = -12 b) (+3) x (-5) = -15 c) 2 1 6 3 d) 3 4 )3( 4 Observações: 1)Um numero não nulo multiplicado por zero é sempre igual a zero. Ex) a) 3 x 0 = 0 b) 0 x 2 1 = 0 2)Na divisão o divisor deverá ser sempre diferente de zero. Ex) a) 0 5 ( : não existe) II – NÚMEROS FRACIONARIOS Obs) devemos lembrar que as regras de sinais na s operações com números inteiros são validas para fracionários, já que numeradores e denominadores são formados por números inteiros. Adição e subtração: Frações com denominadores: iguais , conserva-se o denominador e somam-se os numeradores. Ex: a) 5 9 5 72 5 7 5 2 b) 1 4 4 4 13 4 1 4 3 diferentes, devemos reduzi-las ao mesmo denominador e então somar os numeradores. Para reduzir as frações ao mesmo denominador 4 1. encontra-se o MMC dos denominadores das frações, que será o denominador comum procurado. 2. divide-se esse MMC pelos denominadores de cada fração, e o quociente obtido é multiplicado respectivamente pelos numeradores de cada fração. Ex: 12 17 12 9 12 8 4 3 3 2 Calculo MMC(3,4): 3 , 4 2 3 2 2 MMC(3,4) = 2.2.3 = 12 3 1 3 1 1 Multiplicação: O produto de duas frações é uma fração cujo numerador é o produto dos numeradores e cujo denominador é o produto dos denominadores das frações dadas. Ex: 21 10 7.3 5.2 7 5 . 3 2 Divisão: Para dividir uma fração por outra, multiplica-se a primeira fração pela segunda fração invertida. Ex: 35 24 7 6 . 5 4 6 7 : 5 4 III - POTENCIAÇÃO: A potenciação é o resultado da multiplicação sucessiva de um numero por ele mesmo, ou seja, *INn onde .... n vezesn aaaaaaa . Obs: 44 :ex 0,)2 13 :ex 1)1 11 00 aaa a 3)Todo número positivo elevado a qualquer expoente (par ou ímpar) resulta um número positivo. Ex: 813.3.3.3)3(42.2)2( 42 ou 4)Todo número negativo elevado a um expoente par resulta um número positivo Ex: 16)2)(2)(2)(2()2( 4 5)Todo número negativo elevado a um expoente ímpar resulta um número negativo. Ex: 8)2)(2)(2()2( 3 na base expoente 5 6) Todo número diferente de zero elevado a um expoente negativo é igual a uma fração, em que o numerador é sempre a unidade, e o denominador é o mesmo número elevado a um expoente que é o simétrico( mesmo número de sinal trocado) do expoente inicial. Ex: 8 1 8 1 )2( 1 )2( 9 1 3 1 3 3 3 2 2 ou Propriedades da potenciação: 9 4 3 2 3 2 :ex 0,)5 82(2x) :ex .).)(4 55)(5 :ex ))(3 222:2 :ex 0,:)2 333.3 :ex .)1 2 22 3333 63.232. 2 114343 53232 b b a b a xxbaba aa aaaa aaa n nn nnn nmnm nmnm nmnm IV - RADICIAÇÂO: Uma raiz nada mais é que uma operação inversa à potenciação, sendo assim, ela é utilizada para representar, de maneira diferente, uma potência com expoente fracionário. Assim: n mn m aa 4 34 3 22 :Ex Obs) abbaIRaPara nn n 1 a : IRn e 33 1 22 :Ex Propriedades da radiciação: 105. 3 2 2 3 2 33:ex )3 22 :ex )2 5.353 :ex )1 1 1 1 npp n n p pp n n nn aaa aaa baba p n n radical índice radicando 6 Operações com Radicais Simplificação de Radicais. 1.Para simplificar uma raiz quadrada decompomos o número em seu fatores primos. E escrevemos quando possível cada fator da decomposição com expoente 2 ou múltiplo de 2. Se for uma raiz cúbica, escrevemos quando possível cada fator da decomposição com expoente 3 ou múltiplo de 3. 2. Escrevemos o número fatorado como um produto de fatores primos e aplicamos as propriedades: . 3. Simplificamos em seguida cada raiz quadrada ou cúbica. Ex. Decompondo o número em seus fatores primosa) 8 8 2 = 4 2 2 2 = 2 1 c) Decompondo o número em seus fatores primos 180 = 180 2 90 2 2 45 3 15 3 5 5 1 d) 3 64 Decompondo o numero em seus fatores primos 64 = = . 64 2 32 2 16 2 8 2 4 2 2 2 1 e) Decompondo 196 em fatores primos temos: 196 2 98 2 49 7 7 7 1 7 Adição de radicais 1)Decompomos cada número em seus fatores primos 2) simplificamos os radicais 3)soma-se radicais com mesmo índice Exemplos a) decompõe-se os números 8 e 18 em seus fatores primos , b) decompõe-se os números 32 e 98 em seus fatores primos, c) decompõe-se os números 72 e 54 em seus fatores primos e encontramos = = Racionalização Racionalizar é multiplicar o numerador e o denominador de um número irracional fracionário por um número irracional, eliminando o radical do numerador ou denominador. Exemplos: 1) para eliminar o radical do denominador, multiplicamos o numerador e o denominador por e aplicamos as propriedades dos radicais. = 2) para eliminar o radical do numerador multiplicamos o numerador e o denominador por . 3) Multiplicação pela expressão conjugada Se temos a expressão temos como expressão conjugada Exemplos: a) para eliminar os radicais do denominador multiplicamos, o numerador e o denominador pela expressão conjugada do denominador que é . Obs: o denominador é o produto notável 8 b) para eliminar o radical do numerador, multiplicamos o numerador e o denominador por que é a expressão conjugada do numerador . Exercicios Para resolver expressões matemáticas devemos seguir a seguinte ordem: 1º)Potencias e raízes 2º)multiplicações e divisões 3º)adições e subtrações Obs.: Quando aparecem parênteses ( ), colchetes[ ] e chaves{ }, resolvemos as operações contidas nos parênteses, depois as contidas nos colchetes e finalmente, as contidas nas chaves obedecendo as ordens anteriores. 01) - Resolva as seguintes expressões numéricas: a)-25 + (+30) + (-2) + (-10) R :-7 b)-10) – (-7) – (+8) – (+9) + (+3) R -17 c)- (-3 + 7) + (2 - 5) - 9 R: -16 d)-[5 + (3 – 6) – (9 – 13)] R: -6 e)4 – [2 – (6 + 7)] – [(3 – 6) + 14] R: 4 f)- [(11 – 12) – (-7 + 9)] – [(3 – 6) + 14] R: -8 g){2 – [(4 – 7) + 1]} – 3 R: 1 h)– {- [7 – (2 + 5 + 7)] + 11} + 13 R: -5 i){ - (4 – 3) + [10 – (31 – 27)] + 3} R: 8 j)-2[4(3 – 8)] R: 40 k)-5[20 – (13 - 17)] R: -120 l)– [4 + 2(-5)] : (-2 – 1) R: -2 m)[(2 – 3).2 + 3(-2 + 1)] : (-1 – 4) R: 1/5 n){86 – [-(3 – 10 + 4) + (13 – 20 + 4)]} – 36 R: 50 o)-11(-3) – 5 + (-32) : 4 – [ 16 : (-2) – (-8) : 4] R: 26 p)3(-6 + 5) – 12{ - 34 + 2[7 – (-5 – 2) : 7]} R: 213 q) 3 2 2 1 4 R: 3 r) 2 1 1 5 1 20 13 : R: 2 1 s) 4 3 1 4 2 2 R: 8 21 9 t) 2 1 6 3 4 5 8 1 . R: 16 21 u) 2 1 8 2 8 1 3 5 2 .: R: 5 141 v) 2 1 12 3 4 1 3 2 8 1 .: R: 3 1 x) 2 3 18 25 3 2 2 1 : R: 50 117 y) 2 8 2 4 3 232 :: R: 11 10 w) 2 1 126 2 3 :. R: 2 23 z) 3 1 4 3 6 1 2 1 3 4 :R: 3 7 02)Calcule o valor das expressões: 5 7 :R 3 2 : 5 2 5 4 . 4 1 f) 0:R 25:5325)1((-2)-e) 7:R 253 272-- d) 17:R 3 1 3 2 62c) 3:R 6 1 4 2 1 : 2 1 b) 3 17 :R 1 1 ) 32 3203 0 3212 1- 9 21 4 2 5 4 5 1 4 3 2 1 a 03)Aplicando propriedades de potências, simplifique as expressões: 10 4 :R 10.10.3 10.10.12.10 d) 625:R 25.)5( 25.125 c) 9:R 243. 3.27.9 b) 32:R 8 4.256 ) 41 943- 732 36 2 3 1 743 7 9 a 10 04) Efetue as operações, aplicando as propriedades da potenciação: 6n-23 11 3x121 qp 1-n2 2 4 23 a:R ) 1 :R 5:5) 3:R 3.3) 4 :R 4:4) 3 :R 3.3.3) -90:R 3.5.2) 284 :R 2 1 .2.2) m xx xx qp n ag f e d c b a 05) Calcule o valor das expressões: 9 196 :R 3 7 33 3 5 . 3 1 ) 8 23 - :R 4 3 2:4 2 3 .2) 50 27 - :R 1 3 1 : 5 6 10 3 ) 36 17 :R 2 1 31. 2 1 2) 16 23 :R 1 2 1 . 3 2 2. 4 3 ) 2 23 22 2 2 12 2 2 3 e d c b a 4 25 :R 4 1 1.2) 27:R 3 3.3 ) 2 7 432 g f 3 17 :R 1 1 ) 7- :R 3 1 9.310) 2 1 :R 44:22) -1:R 19:316:32.2) 4:R 4 1 :52) 81 4 :R 2 3 . 2 1 6 1 . 3 1 1) 2 5 4 5 1 4 3 2 1 2 120 1133 3623 1 20 232 n m k j i h 11 o) 2 1- 12 3 1 3 2 6 R: -10 p) 3 2 : 5 2 5 4 . 4 1 32 R: 5 7 06) Efetue: 2 1 -:R 39 8124 d) 12 25 :R 8 1 18 1 2 1 ) 2 15-2- :R 51 32 5-1 32 b) 2:R 951816) 33 33 5 4 3 c a 07) Calcular: 25 12:R 027,020064,040,0003210) 0:R 643272)5 5 26:R 0001,084003641009) 5 1:R 0016,0)4 10:R 86324125-8)2 -1:R 1)3 -6:R 729427-7)6 2 1:R 8 1)2 -15:R 16327227-6)5 5:R 125)1 3563 44 3533 633 4333 08) Simplifique os radicais: 3 2 5b 12a :R 75b 288a ) t a :R ) x:R as) 4xy:R 1024) 82x:R 128xr) 11:R 121) 33a:R 81aq) 10x:R 100) 8a:R 64ap) 4b:R 64) 5a:R x25ao) x:R ) aba:R an) 3:R 81) a:R am) ab:R ) a:R al) x:R ) 4x :R y 16x k) a:R ) 24 22 3 3 6 6 2 26 131225 105 424 948 23 74 2 2523 6 243 29 36 34 22410 55 525 1027 14 3 2 62 4 8 4 bb a j xaxyxi xh axg abf xyyxe bd cbcbbac xxxb yzz aa 12 D(f) x y Im(f ) y= f(x) 09) Racionalize os denominadores das frações: ba b bb a c b a a :R a 1 i) 81:R 81 3 f) 2b ba :R 2 ) 3 25 :R 25 1 h) 3 3 :R 9 1 e) 5 55 :R 5 5 ) 23:R 2-3 7 g) 2:R 8 2 d) 2 23 :R 2 3 ) 8 8 3 3 4 4 PARTE 2 Função Definição: Sejam A e B conjuntos reais. Chama-se função de A e B qualquer relação de A em B onde todo elemento de A possui um único correspondente em B. Notação: )( : xfyx BAf Onde : A : domínio de f – D(f) B : contradomínio de f – C x : elemento do domínio - variável independente y : imagem do elemento x D(f) – variável dependente Conjunto imagem: conjunto de todos os valores de y, que são imagens de x pela função f. )}(),({)Im( fDxxfyf Gráficos: )}()),(,{()( fDxxfxfGr Exemplo 1) Seja IRf ]2,1:] , definida por 1)( xxf . Determine: a)D(f). O dominio da função é o conjunto de valores de x que será possivel efetuar as operações da lei de formação da função. Neste exemplo a lei de formação da função é posssivel para qualquer valor de x mas o domínio já foi especificado como o intervalo ]-1 ,2 ], assim 13 }21,{]2,1])( xIRxfD ou na representação geométrica: D(f): b) CD(f). O contradomínio da função é o conjunto onde estão os correspondentes obtidos pela lei de formação da função, neste exemplo e em todos os nossos exemplos definiremos o contradomínio como sendo o conjunto dos números reais , ou seja CD(f) = IR c) f(0). Se )(0 fD e neste caso sim,calcularemos f(0) trocando x na lei de formação da função pelo valor 0, ou seja: 1)( xxf para x=0 temos 110)0( f , assim f(0) = 1 d) Qual é o elemento do domínio que tem 0 como imagemEstamos procurando qual o valor de )( fDx tal que f(x) = 0, assim 10101)( xxxxf mas )(1 fD , logo não existe )( fDx tal que f(x) = 0 e)Gráfico de f O gráfico da função é como uma fotografia da função, ou seja, mostra cada correspondência da função . Para isso montaremos uma tabela com valores do domínio e suas respectivas imagens: x 2 1 0 2 1 1 2 3 2 y= f(x) 2 1 1 2 3 2 2 5 3 Formaremos com cada correspondência um par ordenado: ( 2 1 , 2 1 ); (0 ,1); ( 2 1 , 2 3 ); (1, 2); ( , 2 3 2 5 ) e (2, 3). O grafico é o conjunto de pares ordenados com todos os valores do domínio e suas respectivas imagens, mas como temos infinitos valores no domínio tomaremos apenas alguns e representaremos os outros. Como ]2,1])( fD o gráfico da função será um segmento de reta que começa em x= -1 e termina para x = 2, mas como x = )(1 fD o par ordenado (-1, 0) não faz parte do gráfico da função, assim representaremos o par com uma bola aberta -1 2 y x 2 - 1 3 14 f) Im(f) O conjunto imagem é o conjunto dos correspondentes do domínio, para determina-lo devemos projetar o gráfico no eixo y o intervalo determinado pelo projeção sera o conjunto imagem, assim Im(f)= ]0, 3] = }30,{ yIRy ou na representação geométrica: Im(f): Exemplo 2) Seja 1)( 2 xxf , determine: a)Dominio de f. A lei de formação da função apresenta operações possíveis para qualquer valor de x real, assim D(f) = IR b)Contradomínio de f. CD(f) = IR c)O gráfico de f Vamos obter pares ordenados com alguns valores do dominio: x 0 1 -1 2 -2 y=f(x) 1 2 2 5 5 d)Conjunto imagem de f. Projetando o gráfico no eixo y obtemos o intervalo: Im(f) = [1, + [ = { 1, yIRy } ou na representação geométrica Im(f) Exemplo 3) Determine o domínio das seguintes funções: a) 1)( xxf Como as operações que aparecem na lei de formação estão definidas para todos valores de x, temos que D(f) = IR 0 3 1 15 b) 1)( xxf Como raiz quadrada de numero negativo não existe em IR para que a operação seja verdadeira devemos ter 101 xx , assim : D(f) = }1,{ xIRx =[-1,+ [ ou na representação geométrica Im(f) c) 1 1 )( x xf Como a divisão em IR não esta definida quando o denominador (divisor) e nulo devemos ter: 101 xx , assim D(f) = IR – {-1) = }1,{ xIRx Exercícios: 01)Seja f: IR→IR definida por f(x) = x 2 – 5x + 4. Calcule: a) f(1) R:0 b) f(2) R:-2 c) f(-1) R:10 02) Seja f: IR→IR definida por f(x) = x 2 – 3x + 4. Calcule: a) f 21 R: 411 b) f( 3 ) R:7-3 3 c) f( 21 ) R: 42 d) f(2p) R: 4p2 – 6P + 4 03) Seja f: IR→IR definida por f(x) = 2.3 x . Calcule: a) f(0) R:2 b) f(2) R:18 c) f(-2) R:2/9 04) Seja f: IR - {1}→IR definida por 1 2 )( x xf .Calcule: a)f(3) + f(5) R: 3/2 b) o valor de m , tal que f(m) = -3 R:1/3 05) Seja f: IR→IR definida por 7 43 )( x xf . Qual é o elemento do domínio que tem 3 2 como imagem? R: 26/9 06)Quais são os valores do domínio da função real definida por f(x) = x 2 – 5x + 9 que produzem imagem igual a 3? R: 2 ou 3 07) Seja f: IR - {1}→IR definida por 1 2 )( 2 x x xf . Determine: a) f(2a) R: 12 24 2 a a b)f(a+2) R: 1 642 a aa 08) Determine o domínio de cada uma das seguintes funções reais: } xIR,{x :R 12 32 )(g) IR :R 7x-f)h(x) -4} xIR,{x :R 4x d)f(x) {1} - IR :R 1-x 1 c)h(x) IR :R 57x- b)g(x) IR :R 54)() 2 1 2 3-3 2 xe x x xf xxxfa 10) Esboce o gráfico das seguintes funções, determinando o domínio e conjunto imagem. -1 16 a)f(x) = x – 1 , sendo D(f) = { 1,3,4,6} b) f(x) = x + 1 , sendo D(f) = { 30, xIRx } c)f(x) = 2x – 1 d) g(x) = -2x e)g(x) = x 2 – 4 f) f(x) = x 2 +5x + 6 g) f(x) = - x 2 h) f(x) = x 3 – 1 i) g(x) = 2 -x j) g(x) = 3 x k)f(x) = x 1 l)g(x) = 1 1 x PARTE 3 POLINÔMIOS Definição :Um polinômio na variável x é qualquer expressão que pode ser escrito na forma 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxP n n n n onde : n IN 0121 ,,,...,, aaaaa nn são números reais chamados coeficientes Obs: Se na 0 , o expoente máximo n é dito grau do polinômio OPERAÇOES COM POLINÔMIOS: 1)Adição e Subtração: Para efetuar a adição ou subtração de polinômios reduziremos os termos semelhantes usando propriedades distributiva. Ex) a) )41()3()2()43()12( 223223 xxxxxxxxxx 323)43()12( 23223 xxxxxxxx b) )31())3(5()3()33()153( 2222 xxxxxxxx 222)33()153( 222 xxxxxx 2)Multiplicação: Para efetuar multiplicação de polinômios usaremos a propriedade distributiva e depois reduziremos os termos semelhantes. Ex) )3(1)(1)3)(())(()3(2)(2)3)(12( 222 xxxxxxxxxx 3362)3)(12( 2232 xxxxxxxx 3252)3)(12( 2232 xxxxxxx 3) Divisão: Para efetuar a divisão do polinômio A(x) pelo polinômio B(x), com B(x) 0, devemos determinar dois polinomios Q(x) e R(x), tais que: A(x) B(x) A(x) = B(x) Q(x) + R(x) R(x) Q(x) Onde: A(x) : Dividendo B(x) : Divisor Q(x) : Quociente R(x) : Resto da divisão 17 Para obter Q(x) e R(x) usaremos o método da chave, que consiste nos seguintes passos que exemplificaremos com o seguinte exemplo: Ex ) 2)B( e )23()( 23 xxxxxA 1º) Escrever os polinômios A(x) e B(x) (dividendo e divisor) em ordem decrescente dos seus expoentes e completa-los, quando necessário, com termos de coeficiente zero. 203 23 xxx x - 2 2º)Dividir o termo de maior grau do dividendo A(x) pelo termo de maior grau do divisor B(x), o resultado será um termo do quociente Q(x). 2 3 3 3 x x x 203 23 xxx x – 2 3 2x 3º)Multiplicar o termo obtido no 2º passo pelo divisor B(x) e subtrair esse produto do dividendo A(x). Se o grau da diferença for menor do que o grau do divisor, a diferença será o resto da divisão e a divisão termina aqui. Caso contrário, retoma-se o 2º passo considerando a diferença como o novo dividendo. 20323 xxx x – 2 63 23 xx 3 2x 2-0x 7 2 x Repetindo o segundo passo: 203 23 xxx x – 2 63 23 xx 14-7x 3 2 x 2-0x 7 2 x 7x x 7 2 x - 14x - 7 2x 2-14x -14 x 14 x 28-14x -30 PRODUTOS NOTAVEIS: Alguns produtos de expressões polinomiais são usuais, assim convém saber efetua-los por meio de regras simples. Temos os seguintes casos de produtos notáveis: 1) Quadrado da soma: 222 2)).((a)(x axaxaxax Ex) 912433)2(2)2()32).(32(3)(2x 2222 xxxxxx 2) Quadrado da diferença: 222 2)).((a)(x axaxaxax Ex) 1211)(2)()1).(1()1(x 3623233323 xxxxxx 18 3) Produto da soma pela diferença: 22a)-a)(x(x ax Ex) 4)2(2)-2)(x(x 222 xx 4) Cubo da soma: 32233 33))()((a)(x axaaxxaxaxax Ex) 81262)2)((32)(3)()2).(2).(2(2)(x 246322223222232 xxxxxxxxx 5) Cubo da diferença: 32233 33))()((a)(x axaaxxaxaxax Ex) 8242482)2)(2(32)2(3)2(2)-2).(2x-2).(2x-(2x2)-(2x 2332233 xxxxxx FATORAÇÃO Fatorar uma expressão polinomial e reescreve-la em forma de produtos de expressões polinomiais mais simples. Temos os seguintes casos de fatoração: 1) Fator comum: Quando todos os termos do polinômio tem um fator comum, podemos coloca-lo em evidencia. A forma fatorada é o produto do fator comum por um novo polinômio que se obtém dividindo cada termo do polinômio dado pelo fator comum. Ex) )23(48124x 223 xxxxx 4x 4x3 4x 12x2 4x 8x 2) Agrupamento: Em alguns polinômios não existe um fator comum a todos os termos, no entanto, agrupando os termos dois a dois, podemos obter um fator comum em cada grupo. Ex) )13)(2(2)2(32 333643x xxxxxxx 3) Diferença de quadrados: ))((x 22 axaxa Ex) )53)(53(259 2 xxx 29x 25 3x 5 4) Diferença de cubos: ))((x 2233 axaxaxa Ex) )42)(2(8 23 xxxx 3 3x 3 8 x 2 19 5) Soma de cubos: ))((x 2233 axaxaxa Ex) )124)(12(18 23 xxxx 3 38x 3 1 2x 1 6) Trinomio quadrado perfeito: Um trinômio (polinômio com três termos) é um quadrado perfeito quando: Dois de seus termos são quadrados. O terceiro termo é igual a 2 vezes as raízes dos termos quadrados. Ex) a) 222 )(2 axaxax 2x 2a x a 2.x.a b) ) 22 )23(4129 xxx 29x 4 3x 2 2.3x.2= 12x Fatoração de polinômios: Quando trabalhamos com expressões polinomiais devemos tentar coloca-las numa forma simplificada, assim a seguir faremos definições que nos ajudaram a fatorar qualquer polinômio. Raiz de polinômio: Denomina-se raiz do polinômio 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxP n n n n ao valor da variável x tal que 0)( xP . Teorema fundamental da Álgebra: Toda equação algébrica 0)( xP , de grau n (n 1), tem pelo menos uma raiz real ou complexa. Teorema da decomposição: Todo polinômio 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxP n n n n (com n 1 e 0na ) pode ser decomposto num produto de n fatores do 1º grau.Ou seja: ))...()(()( 21 nn xxxxxxaxP , onde nxxx ,...,, 21 são as n raízes do polinômio. 1º caso) Fatoração conhecendo pelo menos uma raiz do polinômio. Considerando o polinômio 01 2 2 1 1 ...)( axaxaxaxaxP n n n n e ax uma raiz. Assim P(x) é divisível por )( ax com resto igual a zero, e teremos )().()( xqaxxP , onde q(x) é um polinômio de grau (n – 1). 20 Ex) Seja 4242)( 23 xxxxP e 1x uma raiz de P(x). Assim: )().1()( xqxxP Devemos encontrar q(x) usando a relação 1 )( )( x xp xq , logo: 4242 23 xxx 1x 23 22 xx 422 2 xx 422 2 xx xx 22 2 44 x 44 x 0 Assim 422)( 2 xxxq , logo )422)(1()( 2 xxxxP . Como q(x) é um polinômio do 2º grau deveremos, se possível, fazer sua fatoração. Poderemos encontrar suas raízes, neste caso, resolvendo a equação do 2º grau correspondente a este polinômio através da formula de Báskara, ou seja: 0422 2 xx )2(2 )4)(2(4)2()2( 2 x 1 2 4 62 2 1 4 362 x x x Teremos: )1)(2)(1()( xxxxP 2ºcaso)Fatoração não conhecendo nenhuma raiz do polinômio. Podemos encontrar raízes do polinômio usando a seguinte propriedade: “Se a fração racional irredutivel q p for raiz da equação algebrica de grau n e coeficientes inteiros 0... 01 2 2 1 1 axaxaxaxa n n n n , então p é um divisor de a0 e q é um divisor de an.” Encontrando uma raiz através da propriedade retornaremos ao primeiro caso. Ex) Seja 67)( 234 xxxxxP . As possíveis raízes do polinômio serão as soluções da equação: 067 234 xxxx Pela equação dada, temos 160 naea p é divisor de 6 , então 6,6,3,3,2,2,1,1 p q é divisor de 1, então 1,1q Pela propriedade, as possíveis raízes racionais são: 6,6,3,3,2,2,1,1 q p , pesquisaremos qual destes valores vão satisfazer 0)( xP : 0)1(P -1 é raiz, daí teremos: )().1()( xqxxP e assim retornaremos ao 1º caso.Vamos encontrar q(x): 21 67 234 xxxx x+1 34 xx 673 xx 67 2 xx xx 77 2 66 x 66 x 0 Assim )67)(1()( 3 xxxxP , como q(x) é um polinômio de 3º grau devemos, se possível, fazer sua fatoração: Pela equação dada, temos 160 naea p é divisor de 6 , então 6,6,3,3,2,2,1,1 p q é divisor de 1, então 1,1q Pela propriedade, as possíveis raízes racionais são: 6,6,3,3,2,2,1,1 q p , pesquisaremos qual destes valores vão satisfazer 0)( xP : 12)1(P -1 não é raiz, 0)1(P 1 é raiz, daí teremos: )().1)(1()( xqxxxP e assim retornaremos ao 1º caso.Vamos encontrar q(x): 670 23 xxx x-1 23 xx 62 xx 672 xx xx 2 66 x 66 x0 Assim )6).(1)(1()( 2 xxxxxP , como q(x) é um polinômio de 2º grau devemos, se possível, fazer sua fatoração. Usando a formula de Baskara determinamos as raízes 2 e -3. Logo )3)(2).(1)(1()( xxxxxP Exercícios: 01)Calcule: a) )3765()132( 2323 xxxxxx b) )87()5128( 22 yyy c) )785()81112( 22 xxxx d) )553()834( 224 xxxxx 22 e) )1)(12( 23 xxxx f) )63)(1235( 223 xxxxx g) )3(:)627( 3 xxx h) )12(:)94( 223 xxxx 02)Calcule usando produtos notáveis: a) 2)42( x c) 3 3 1a b) 22 )1( x d) 3)2( x c) )12)(12( 33 xx 03) Fatore os polinômios: a) xx 205 3 e) 2)2(16 x i) 31 x b) yzyzyz 23 23 f) 11236 2 xx j) 3232 23 xxx c) )3(5)3(2 xxx g) 22 32 yxyyx l) xx 3 d) 22564 y h) 643 z m) xxx 14162 23 04) Simplifique a expressão: a) x x 15 18 3 d) 49 214 2 23 y yyy b) 2 2 9 3 z zz e) 23 23 2 632 xx xxx c) 12 96 2 2 xx xx f) 1553 3 23 2 yyy yy 05)Simplifique: a) 9 1 . 1 3 2 x x d) 9 61 3 3 22 xxxx b) 8 4 . 2 42 3 2 23 23 y y yy yyy e) 4 4 2 2 6 5 22 xxxx c) yx xy xy yx 2 2222 42 06)Simplifique a fração composta: a) 22 11 11 yx yx c) h xhx 22 1 )( 1 23 b) 3 3 2 5 13 2 x x d) h x x hx hx 22 07) Determine as raízes dos polinômios e escreva-os na forma fatorada: a) 306)( 23 xxxxP d) 4432)( 234 xxxxxP b) 122)( 23 xxxxP e) 27217)( 23 xxxxP c) 14344)( 234 xxxxxP Respostas: 01) a) 2637 23 xxx b) 3122 yy c) 1537 2 xx d) 3824 24 xxx e) 1332 234 xxxx f) 61317331415 2345 xxxxx g) 189)(61217)( 2 xrexxxq h) 73)(2)( xxrexxq 02) a) 16164 2 xx d) 27 1 3 123 aaa b) 4221 xx e) 326128 xxx c) 14 6 x 03) a) )2)(2(5 xxx e) )2)(6( xx i) )1)(1( 2xxx b) )1)(2( zzyz f) 2)16( x j) )32)(1( 2 xx c) )3)(52( xx g) ))32([ yxxy l) )1( 2 xx d) (8+5y)(8-5y) h) )164)(4( 2 zzz m) )1)(7(2 xxx 04) a) 5 6 2x d) 7 )3( y yy b) z z 3 e) 2 2 3 x x c) 4 3 x x f) 52 y y 05) a) 3 1x d) 3 1 x 24 b) y 1 e) )2)(3( 52 xx x c) x2 06) a) xy xy c) 22 )( 2 hxx hx b) 5 3 x x d) )2)(2( 2 hxx 07) a) 5)-3)(x-2)(x(xP(x) d) 22 )2(1)-(xP(x) x b) )-1)(x-1)(x2(x P(x) 2 1 e) 9)-3)(x1)(x-(xP(x) c) 2 2 1 )-1)(x-1)(x4(x P(x) PARTE 4 Limites Enunciaremos alguns teoremas propriedades que permitiram simplificar problemas que envolvam limites. Teorema) a) IRkkk ax ,lim b) ax ax lim Obs:Esses limites podem servir para a determinação de limites de algumas expressões. Propriedades) Se )(lim xf ax e )(lim xg ax existem ambos, então: a) )(lim)(lim)]()([lim xgxfxgxf axaxax ex) 3limlim)3(lim 111 xxx xx =(-1) + 3 = 2 b) )(lim.)(.lim xfkxfk axax ex) a) 10)2(5lim5)5(lim 22 xx xx b) 1lim5lim)15(lim 000 xxx xx = 1limlim5 00 xx x =5.(0) + 1= 1 c) )(lim).(lim)]().([lim xgxfxgxf axaxax ex) )4(lim 2 2 x x = ).(lim4 2 xx x = .)(lim.).(lim4 22 xx xx = 4[(-2).(-2)] = 4(-2) 2 = 4.(4)=16 Usando os teoremas anteriores Usando os teoremas anteriores Usando os teoremas anteriores Usando os teoremas anteriores 25 d) )(lim )(lim )( )( lim xg xf xg xf ax ax ax , desde que 0)(lim xg ax ex) 1 32 lim 0 x x x Devemos primeiro calcular )1(lim 0 x x = )1(lim)(lim 00 xx x =(0) - 1= -1 Como este limite é diferente de zero , poderemos aplicar o teorema: 1 32 lim 0 x x x = )1(lim )32(lim 0 0 x x x x = )1( )3(lim)2(lim 00 xx x = )1( )3(lim)(lim2 00 xx x = 3 )1( 3 )1( )3()0(2 Obs.: Analisando os exemplos anteriores observamos que os limites são calculados substituindo x pela tendência que aparece no limite, ou seja, o uso dos teoremas e das propriedades dos limites demonstra que o limite pode ser calculado através de uma substituição direta. Assim: Propriedade: Seja f uma função definida em IRa , ou seja, existe f(a), então )()(lim afxf ax Ex1) 56 432 lim 2 1 x xx x = 5)1(6 4)1(3)1(2 2 = 1 1 1 56 432 Ex2) 1 1 lim 2 1 x x x , neste caso a função 1 1 )( 2 x x xf não esta definida em x = 1, assim não podemos calcular o limite calculando f(1) pois não existe f(1). Quando fazemos x = 1 na função obtemos 0 0 , que é um caso de indeterminação, neste caso usaremos sempre artifícios algébricos para eliminar essa indeterminação e trocar a função por outra que possui o mesmo comportamento da função original em x = 1. Ou seja, neste caso o numerador e denominador são polinômios que se anulam para x=1, o que significam que possuem raízes comuns, assim fatorando os polinômios encontraremos fatores comuns: 1 1 lim 2 1 x x x = 1 )1).(1( lim 1 x xx x = 211)1(lim 1 x x 2 1 1 lim 2 1 x x x Ex3) x x x 11 lim 0 , neste caso a função x x xf 11 )( não esta definida em x = 0, assim não podemos calcular o limite calculando f(0) pois não existe f(0), e substituindo x = 0 na função obteremos 0 0 (caso de indeterminação), neste caso devemos racionalizar o numerador :x x x 11 lim 0 = 11 11 . 11 lim 0 x x x x x = )11( 11 lim 22 0 xx x x = )11( 11 lim 0 xx x x = )11( lim 0 xx x x = 2 1 11 1 )11( 1 lim 0 xx Usando os teoremas anteriores Usando os teoremas anteriores Usando diferença de quadrados Usando produto da soma pela diferença 26 Ex4) 1lim 1 x x , funções com modulo são funções definidas por varias sentenças, neste caso devemos calcular estes limites utilizando, quando necessário, limites laterais: 01)(x se 1)(x- 01)(x se )1( 1 x x -1 xse 1x- -1 xse 1 1 x x Assim como a função possui definições diferentes para valores próximos de x = -1, deveremos calcular o limite usando limites laterais: 1lim 1 x x = 0)1(lim 0)1(lim 1 1 x x x x como os limites laterais são iguais, temos que existe o 1lim 1 x x e assim: 1lim 1 x x =0 Exercícios: 01) Calcule os seguintes limites: a) 6 3 lim 2 x x x 8 5 :R g) t tt t 11 lim 0 1:R b) 113 3 lim 0 hx 2 3 :R h) 21616 4 lim xx x x 128 1 :R c) 25 5 lim 25 x x x 25 5 lim 25 x x x i) 2 314 lim 2 x x x 3 2 :R d) x x x 4 lim 1 4 1 4 16 1 :R j) 4 59 lim 2 4 x x x 25 8 :R e) 372 9 lim 2 2 3 tt t t 5 6 :R k) tttx 20 11 lim 1:R f) 8 2 lim 32 x x x 12 1 :R m) h xhx h 33 0 lim 23: xR 02) Encontre, quando existir, o limite das seguintes funções: a) )32(lim 3 xx x 6:R b) )(lim 1 xf x se 1)2( 11 )( 2 2 xsex xsex xf 1 xem limite o existe não : R
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