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Apostila elaborada pela Coordenadora: Renata Manhães Matemática – 8º Ano – Página 1 APOSTILA 01 DE MATEMÁTICA – 3ª ETAPA Conteúdo: Equações e sistemas de equações SISTEMAS LINEARES DE EQUAÇÕES: MÉTODOS DA SUBSTITUIÇÃO E DA ADIÇÃO Um sistema de equações é constituído por um conjunto de equações que apresentam mais de uma incógnita(letra que representa um valor desconhecido). Para resolver um sistema é necessário encontrar os valores que satisfaçam simultaneamente todas as equações. Um sistema é chamado do 1º grau, quando o maior expoente das incógnitas, que integram as equações, é igual a 1 e não existe multiplicação entre essas incógnitas. Como resolver um sistema de equações do 1º grau? Podemos resolver um sistema de equações do 1º grau, com duas incógnitas, usando o método da substituição ou o da soma. MÉTODO DA SUBSTITUIÇÃO Esse método consiste em escolher uma das equações e isolarmos uma das incógnitas, para determinar o seu valor em relação à outra incógnita. Depois, substituímos esse valor na outraequação. Desta forma, a segunda equação ficará com uma única incógnita e, assim, poderemos encontrar o seu valor final. Para finalizar, substituímos na primeira equação o valor encontrado e, assim, encontramos também o valor da outra incógnita. Exemplo: Resolva o seguinte sistema de equações: 𝑥 + 𝑦 = 12 3𝑥 − 𝑦 = 20 Resolução Vamos começar escolhendo a primeira equação do sistema, que é a equação mais simples, para isolar o x. Assim temos: Após substituir o valor de x, na segunda equação, podemos resolvê-la, da seguinte maneira: 3x – y = 20 DATA: / /2020 TURMA: ANO: 8º ANO ESCOLAMUNICIPAL NOME: PROFESSOR(A):__________________________________________ Nº:___ Apostila elaborada pela Coordenadora: Renata Manhães Matemática – 8º Ano – Página 2 Agora que encontramos o valor do y, podemos substituir esse valor da primeira equação, para encontrar o valor do x: x + y = 12 Assim, a solução para o sistema dado é o par ordenado (8, 4). Repare que esse resultado tornam ambas as equações verdadeiras, pois 8 + 4 = 12 e 3.8 - 4 =20. MÉTODO DA ADIÇÃO No método da adição buscamos juntar as duas equações em uma única equação, eliminando uma das incógnitas. Para isso, é necessário que os coeficientes de uma das incógnitas sejam opostos, isto é, devem ter o mesmo valor e sinais contrários. Exemplo: Para exemplificar o método da adição, vamos resolver o mesmo sistema anterior: Note que nesse sistema a incógnita y possui coeficientes opostos, ou seja, 1 e - 1. Então, iremos começar a calcular somando as duas equações, conforme indicamos abaixo: Ao anular o y, a equação ficou apenas com o x, portanto agora, podemos resolver a equação: x + y = 12 → x = 32 4 → x = 8 { 𝑥 + 𝑦 = 12 3𝑥 + 𝑦 = 24 → { 3𝑥 − 𝑦 = 20 5𝑥 + 2𝑦 = 60 Portanto, não podemos, inicialmente, anular nenhuma das incógnitas. Neste caso,devemos multiplicar por algum número que transforme o coeficiente em um número oposto do coeficiente da outra equação. Podemos, por exemplo, multiplicar a primeira equação por - 2. Contudo, devemos ter o cuidado de multiplicarmos todos os termos por- 2, para não modificarmos a igualdade. Assim, o sistema equivalente ao que queremos calcular é: { −6𝑥 − 2𝑦 = −48 5𝑥 + 2𝑦 = 60 Agora, é possível resolver o sistema por adição, conforme apresentado abaixo: Logo, x = - 12, não podemos esquecer-nos de substituir esse valor em uma das equações para encontrar o valor do y. Para encontrar o valor do y, basta substituir esse valor em uma das duas equações. Vamos substituir na mais simples: Apostila elaborada pela Coordenadora: Renata Manhães Matemática – 8º Ano – Página 3 Note que o resultado é o mesmo que já havíamos encontrado, usando o método da substituição. Quando as equações de um sistema não apresentam incógnitas com coeficientes opostos, podemos multiplicar todos os termos por um determinado valor, a fim de tornar possível utilizar esse método. Por exemplo, no sistema abaixo, os coeficientes de x e de y não são opostos: Assim, a solução para o sistema é o par ordenado (- 12, 60) Resolução de Problemas com Sistemas de Equações Exemplo 1 A população de uma cidade A é três vezes maior que a população da cidade B. Somando a população das duas cidades temos o total de 200.000 habitantes. Qual a população da cidade A? Indicaremos a população das cidades por uma incógnita (letra que representará um valor desconhecido). Cidade A = x e Cidade B = y { 𝑥 = 3𝑦 𝑥 + 𝑦 = 200.000 Substituindo x = 3y na 2ª equação: x + y = 200000 3y + y = 200 000 4y = 200 000 𝑦 = 200 000 4 y = 50 000 População da cidade A = 150 000 habitantes População da cidade B = 50 000 habitantes Exemplo 2 Cláudio usou apenas notas de R$ 20,00 e de R$ 5,00 para fazer um pagamento de R$ 140,00. Quantas notas de cada tipo ele usou, sabendo- se que no total foram 10notas? Use X para notas de 20 reais e y para notas de 5 reais Equação do número de notas: x + y = 10. Equação da quantidade e valor das notas: 20x + 5y = 140 { 𝑥 + 𝑦 = 10 20𝑥 + 5𝑦 = 140 Aplicar método da substituição: Isolando x na 1ª equação x + y = 10 fica x = 10 - y Substituindo o valor de x na 2ª equação: 20x + 5y = 140 → 20(10 – y) + 5y =140 → 200 – 20y + 5y =140 Substituindo y = 50 000 na 1ª equação, temos: x = 3 . 50 000 → x = 150 000 Apostila elaborada pela Coordenadora: Renata Manhães Matemática – 8º Ano – Página 4 - 15y = 140 – 200 → - 15y = - 60 (multiplicar por -1) 15y = 6 → 𝑦 = 60 15 → y =4 Substituindo y = 4, temos → x = 10 – 4 → x= 6 Logo, Cláudio usou 6 notas de R$ 20,00 e 4 notas de R$ 5,00. Exemplo 3 Num aquário há 8 peixes, entre pequenos e grandes. Se os pequenos fossem mais um, seria o dobro dos grandes. Quantos são os pequenos? E os grandes? Pequenos: x Grandes: y { 𝑥 + 𝑦 = 8 𝑥 + 1 = 2𝑦 →Isolando x na 1ª equação, temos, x + y = 8 → x = 8 - y Substituindo o valor de x na 2ª equação: x + 1 = 2y → (8 – y) + 1 = 2y → 8 – y + 1 = 2y → 9 = 2y + y 9 =3y 3y = 9 → 𝑦 = 9 3 → y = 3 Substituindo y = 3 na 1ª equação, temos: x = 8 – 3 → x = 5 Peixes pequenos: 5 Peixes grandes: 3 Exemplo 4 Descubra quais são os dois números em que o dobro do maior somado com o triplo do menor dá 16, e o maior deles somado com quíntuplo do menor dá 1. Para Maior: x e Para Menor: y { 2𝑥 + 3𝑦 = 16 𝑥 + 5𝑦 = 1 Isolando x na 2ª equação, temos : x + 5y = 1 → x = 1 – 5y Substituindo o valor de x na 1ª equação: 2(1 – 5y) + 3y = 16 → 2 – 10y + 3y = 16 → - 7y = 16 – 2 → - 7y = 14 (multiplica por -1) → 7y = - 14 → 𝑦 = − 14 7 → y = - 2, que satisfaz ao mesmo tempo , as duas equações y = - 2 Substituindo y = - 2 na 1ª equação, temos: x = 1 – 5 (-2) → x = 1 + 10 → x = 11 Os números são 11 e -2. Observe o exemplo: ᴥ Soluções da equação x + y =7 (1,6); (2,5); (3,4); (4,3); (5,2); (6,1); etc. ᴥ Soluções da equação 2x + 4y =22 .(1,5); (3,4); (5,3); (7,2); etc. O par ordenado (3,4) é a solução do sistema, pois satisfaz ao mesmo tempo as duas equações. Vamos construir o gráfico das duas equações e verificar se a intersecção das retas será o par ordenado (3,4). Solução de um Sistema de Equações do 1º grau com duas incógnitas através da representação gráfico A solução de um sistema de equações do 1º grau com duas incógnitas é o par ordenado. Apostila elaborada pela Coordenadora: Renata Manhães Matemática – 8º Ano – Página 5 AS QUESTÕES DE MÚLTIPLA ESCOLHA SÓ SERÃO CONSIDERADAS COM SEUS DEVIDOS CÁLCULOS,ASSIM COMO AS DEMAIS QUESTÕES QUE PRECISAM DE CÁLCULO. Portanto, podemos verificar através da construção gráfica que a solução do sistema de equações do 1º grau com duas incógnitas é o ponto de intersecção das duas retascorrespondentes às duas equações. Exemplo 2 - Cláudio usou apenas notas de R$ 20,00 e de R$ 5,00 para fazer um pagamento de R$140,00. Quantas notas de cada tipo ele usou, sabendo que no total foram 10 notas? Resposta: x notas de 20 reais y notas de 5 reais Sistema de equações: Podemos verificar através da representação gráfica que a solução do sistema de equações do 1º grau é x = 6 e y = 4. Par ordenado (6,4). EXERCÍCIOS 1 – Resolva os problemas utilizando sistema de equação do 1º grau com uma incógnita por qualquer método estudado. a) A soma de dois números é 15, e a diferença entre eles é 3. Determinar esses números. Apostila elaborada pela Coordenadora: Renata Manhães Matemática – 8º Ano – Página 6 b) Um número é o quádruplo de outro e a soma dos dois é 40. Quais são os números? c) Num pátio existem automóveis e bicicletas. O número total de rodas é 130, e o número de bicicletas é o triplo do número de automóveis. Qual é o número de automóveis e bicicletas que se encontram no pátio? d) No zoológico há cisnes e girafas. São 96 cabeças e 242 patas. Quantos são os cisnes? E as girafas? e) Um tomate e um pepino pesam juntos 140g. Para fazer o equilíbrio da balança é preciso colocar 5 tomates de um lado e 2 pepinos do outro. Quanto pesa um tomate? E um pepino? f) A soma de dois números é 2 e a diferença é 6. Quais são os números? g) Quatro camisetas e cinco calções custam R$ 105,00. Cinco camisetas e sete calções custam R$ 138,00. Qual é o preço de cada peça? h) Um estudante apanhou aranhas e joaninhas num total de 15, e as guardou numa caixa. Contou em seguida 108 patas. Quantas aranhas e joaninhas ele apanhou? (lembre se que a aranha tem 8 patas e a joaninha 6) 2 – A soma de dois números é 7 e a diferença entre eles é 5. De acordo com essas informações qual é o par ordenado que seja a solução desse sistema de equação. a) (6 , 1) b) (12 , 7) c) ( 4 , 5) d) 8 , 0) e) ( 5 , 9) Bibliografia: https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/ https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/
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