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ano 8 Ensino Fundamental 3 caderno matEmática proFEssor 551814_Capa_SER_Fund2_2015_PR_MAT_8.3.indd 1 2/23/16 10:48 AM Álgebra Ponto de partida, 3 Equações, sistemas de equações e inequações, 4 1. Introdução, 4 2. Equações do 1o grau com uma incógnita, 5 3. Equações do 1o grau com duas incógnitas, 14 4. Sistemas de duas equações do 1o grau com duas incógnitas, 18 5. Revendo as inequações e sistemas de inequações do 1o grau, 45 Ponto de chegada, 62 Matemática Luiz Roberto Dante 2133816 (PR) 1 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 1 2/12/16 4:00 PM J u c a M a rt in s /O lh a r Im a g e m As operações matemáticas estão presentes em diversas situações do dia a dia, como na conferência do valor solicitado em um saque em caixa eletrônico de banco. 2 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 2 2/12/16 4:01 PM Ponto de partida Sob a orientação do professor, converse com os colegas e responda às questões: 1. Considerando o cupom fiscal acima, determine: a) O valor unitário da banana. b) O valor unitário da mexerica e do tomate, sabendo que o valor unitário do tomate é o dobro do da mexerica. MîDULO çlgebra No dia a dia, utilizamos, sem perceber, inúmeras operações matemáticas, em diversas situações. Neste módulo, você vai conhecer operações que generalizam um raciocínio, representando-o por meio de incógnitas e variáveis. Mercado X Cupom fiscal Item Descrição Quantidade Valor unitário R$ 001 Banana x 2 a 1,00 002 Mexerica x 4 b c 003 Tomate x 3 d e Total R$ 12,00 a) a 5 0,50 reais b) Os alunos devem fazer as seguintes relações: 2d 5 b (I) 4b 5 c (II) 3d 5 e (III) c 1 e 1 1,00 5 12,00 (IV) Temos 4 incógnitas para 4 equações. Assim: (I) d 5 bb 22 ; fazendo (III) em (I), temos: ee 33 5 bb 22 → e 5 bb33 22 (V) Substituindo (II) e (V) na equação 4, temos: 4b 1 bb33 22 5 11,00 → b 5 2,00 reais Substituindo esse valor em (I), descobrimos o valor da unidade do tomate, que é d 5 1,00 real. 3 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 3 2/12/16 4:01 PM Equações, sistemas de equações e inequações 1 Introdução Anteriormente, você já deve ter estudado equações do 1o grau com uma e duas incógnitas e sistemas de equações do 1o grau com duas incógnitas. Vamos conhecer um pouco sobre a história dos sistemas de equações. Na história da Matemática ocidental antiga, há poucos registros sobre sistemas de equações. Esse assunto, no entanto, acabou recebendo uma atenção maior no Oriente, principalmente na Babilônia e na China. Os chineses, por exemplo, que tinham um gosto especial por diagramas, escreviam sistemas de equações representando os coeficientes com barras de bambu sobre um tabuleiro. Para os coeficientes positivos, utilizavam uma coleção de barras de bambu vermelhas e, para os coeficientes negativos, uma coleção de barras pretas. Nos Nove capítulos sobre a arte matemática (250 a.C.), o mais influente texto chinês de Matemática, há registros de resolução de sistemas de equações. M a u ro S o u za /A rq u iv o d a e d it o ra Equações do 1o grau com uma incógnita, sistemas de equações do 1o grau com duas incógnitas e inequações são os assuntos que você vai estudar neste módulo. Você vai retomar e aprofundar seus conhecimentos sobre eles, aplicando -os na reso- lução de problemas. Ilustração artística dando a ideia de como poderia ter sido a representação dos coeficientes indicada no texto. 4 Objetivos: • Retomar as equações do 1 o grau com uma e com duas incógnitas e ampliar os estudos para equações literais e novos métodos de resolução. • Resolver situações-problema usando equações e sistemas de equações. • Rever inequações e sistemas de inequações do 1o grau. Álgebra SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 4 2/12/16 4:01 PM 2 Equações do 1o grau com uma incógnita Utilizando alguns exemplos, va- mos recordar a resolução de equações do 1o grau com uma incógnita, agora no conjunto dos números reais. a) Vamos resolver a equação 2(x 1 5) 5 2 2 3(2 1 3x) 1 15 no conjunto R. 2(x 1 5) 5 2 2 3(2 1 3x) 1 15 2x 1 10 5 2 2 6 2 9x 1 15 2x 1 9x 5 2 2 6 1 15 2 10 11x 5 17 2 16 11x 5 1 x 5 1 11 Assim, x 5 1 11 é a solução da equação, em R. b) Vamos determinar a solução real da equação 7x 2 3 5 3x 2 2. 7x 2 3 5 3x 2 2 7x 2 3x 2 3 5 22 7x 2 3x 5 22 1 3 4x 5 22 1 3 x 5 2 3 4 2 1 Portanto, x 5 3 2 4 2 é a solução ou raiz real dessa equação. Usando para 3 o valor aproximado 1,7, temos x . 20,075 1,7 2 4 0,3 4 0,075 2 5 2 5 2 )( . Ressalte aos alunos que, na passagem de uma linha para a outra na resolução de uma equação, vamos encontrando uma equação equivalente à anterior até chegar à solução, que é o valor desconhecido da incógnita. Dividimos ambos os membros por 11, o que equivale a multiplicá -los por 1 11 . Adicionamos (23x) a ambos os membros da equação, que equivale a subtrair 3x em ambos os membros. Adicionamos 3 aos dois membros da igualdade. Multiplicamos os dois membros da igualdade por 1 4 , que equivale a dividir os dois membros por 4. Lembre -se: uma equação é do 1o grau com uma incógnita (x) quando pode ser escrita na forma ax 5 b, com a e b reais e a ± 0. Eliminamos os parênteses usando a propriedade distributiva. Adicionamos 9x e 210 a ambos os membros. Álgebra 5 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 5 2/12/16 4:01 PM c) Vamos obter a solução real da equação 2 2 1 5 2x x x1 4 2 1 2 2 1 8 2 1. 2 2 1 5 2x x x1 4 2 1 2 2 1 8 2 1 2 2 1 5 2 2 x x x2( 1) 8 4(2 1) 8 2 1 8 8 8 2(x 2 1) 2 4(2x 1 1) 5 2x 2 1 2 8 2x 2 2 2 8x 2 4 5 2x 2 1 2 8 28x 5 21 2 8 1 2 1 4 28x 5 29 1 6 28x 5 23 ? (21) 8x 5 3 x 5 3 8 Portanto, 3 8 Ž a solução real da equação. Reduzimos todos os termos ao mesmo denominador. Multiplicamos todos os termos por 8, eliminando os denominadores. Daqui para a frente, o procedimento Ž an‡logo ao da equação do item a. Multiplicamos ambos os membros por 21. Para construir: Exerc’cios 1 a 10 (p. 6 e 7) Exercícios 1. Resolva as seguintes equações do 1o grau com uma incógnita em R: a ) 3x 1 7 5 x 2 3 b ) 4x 2 1 5 3x 1 2 c ) 2(x 2 1) 5 71 x d ) 2(x 2 1) 2 2(x 2 2) 5 2(x 2 3) e ) 3 2 (2x 2 1) 5 3(22x 2 1) 2. Determine a solução real de cada uma das equações: a ) y 4 1 1 5 7 2 y 2 b ) 2 1 2 5 2 1x x x x2 4 3 2 1 3 6 c ) 2 2 1 52 1x x x2( 1) 3 3( 1) 2 ( 2) 6 x 525 x 5 3 x 5 9 x 5 1 x 1 3 4 5 2 y 5 8 20 3 ou 6 2 3 5x x 5 11 4 2 çlgebra6 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 6 2/12/16 4:01 PM 3. Para qual valor real de y a expressão 1 1y y 2 2( 1) 3 é igual a 23? 4. Em uma sala retangular, o comprimento é 3 metros maior do que a largura. Sabendo que seu perímetro é de 26 metros, quanto medem a largura e o comprimento dessa sala? 5. Na classe de Fábio, 1 3 dos alunos pratica esportes, 1 6 dos alunos cuida das festividades e os 15 alunos restantes cuidam da biblioteca. Qual é o total de alunos dessa classe? 6. Em um dia, Rosângela gastou 20% do seu dinheiro em uma loja, 30% no supermercado e 10% na farmácia. Ainda ficou com R$ 24,00. Quanto Rosângela possuía inicialmente? 7. Um número acrescido de 30% do seu valor dá como resultado 195. Qual é o número? 8. A área de uma região triangular é igual a 12 cm2. Sabendo que a medida da altura é de 3 cm, qual é a medida da base dessa região triangular? 9. Calcule as medidas de EPFˆ e .EPHˆ 10. Avaliação de resultados Na resolução da atividade anterior, Renata chegou a esses valores: 40º e 80º. Converse com os colegas sobre como ela poderia perceber que a resposta estava incorreta. 2 2( 1) 3 31 1 52 y y ⇒ 3y 1 4(y 1 1) 5 218 ⇒ 3y 1 4y 1 4 5 218 ⇒ 7y 5 222 ⇒ y 5 2 22 7 Largura: 5 m; comprimento: 8 m (largura: x; comprimento: x 1 3; 2x 1 2(x 1 3) 5 26 ⇒ x 5 5; 5 1 3 5 8). Total: x 3 6 1 x x 1 15 5 x ⇒ 2x 1 x 1 90 5 6x ⇒ 3x 5 90 ⇒ x 5 30 Na classe há 30 alunos. Possuía: x 5 3 10 10 1 1 x x x 1 24 5 x ⇒ 2x 1 3x 1 x 1 240 5 10x ⇒ 4x 5 240 ⇒ x 5 60 Rosângela possuía inicialmente R$ 60,00. x 1 0,30x 5 195 ou x 1 3 10 x 5 195 ⇒ 10x 1 3x 5 1 950 ⇒ 13x 5 1 950 ⇒ x 5 150 O número é 150. 3 2 12 8= ⇒ = x x A medida da base é 8 cm. 2x 2 70º E P HF x 2 2 x 1 (2x 2 70) 5 180 ⇒ x 1 4x 2 140 5 360 ⇒ 5x 5 500 ⇒ x 5 100 Logo: :µEPF 5 2 100º 2 x 5 50º µEPH : 2x 2 70º 5 2 ? 100º 2 70º 5 130º P H E F 2x 2 70º x 2 Resposta pessoal. Por exemplo: os dois ângulos não podem ser ambos agudos; ou que 40º 1 1 80º não resulta 180º. Álgebra 7 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 7 2/12/16 4:01 PM Equações literais do 1o grau com incógnita x As equa•›es: 2bx 5 8 ax 1 3a 5 bx mx 1 n 5 p cont•m outras letras alŽm da inc—gnita x. Tais letras representam nœmeros reais co- nhecidos que s‹o chamados de constantes, coeficientes ou par‰metros. A essas equa- •›es damos o nome de equações literais do 1o grau com incógnita x. Resolução de uma equação literal Vejamos alguns exemplos de resolu•‹o desse tipo de equa•‹o. a ) Vamos resolver a equa•‹o literal 3x 1 2m 5 x 1 6m, sendo x a inc—gnita. 3x 1 2m 5 x 1 6m 3x 2 x 5 6m 2 2m 2x 5 4m x 5 m4 2 5 2m Portanto, x 5 2m Ž a solu•‹o da equa•‹o. b ) Vamos resolver a equa•‹o literal 2ax 2 4(ax 1 b) 5 3b 1 x, sendo x a inc—gnita. 2ax 2 4 (ax 1 b) 5 3b 1 x 2ax 2 4ax 2 4b 5 3b 1 x 2ax 2 4ax 2 x 5 3b 1 4b 22ax 2 x 5 7b 2x(2a 1 1) 5 7b ? (21) x(2a 1 1) 5 27b x 5 2 1 b a 7 2 1 , para 2a 1 1 Þ 0, ou seja, para a Þ 2 1 2 , pois n‹o há divis‹o por zero. Portanto, x 5 2 1 b a 7 2 1 a � 2 1 2( ) Ž a solu•‹o da equa•‹o. c ) Vamos resolver a equa•‹o literal x m 2 n 5 m 2 x n (m Þ 0; n Þ 0), sendo x a inc—gnita. 2 5 2 x m n m x n 2 5 2 nx mn mn mn m n mn mx mn 2 2 nx 2 mn2 5 m2n 2 mx nx 1 mx 5 m2n 1 mn2 (n 1 m)x 5 m2n 1 mn2 5 1 1 5 1 1 5x m n mn n m mn m n n m mn ( ) ( ) , 2 2 para n 1 m Þ 0 Portanto x 5 mn Ž a solu•‹o da equa•‹o, para m Þ 0, n Þ 0 e n 1 m Þ 0. Álgebra8 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 8 2/12/16 4:01 PM Exercícios 11. Resolva as seguintes equa•›es literais sendo x a inc—gnita: a ) ax 2 2x 5 a 1 2 b ) ax 5 3 1 bx c ) x 2 a 5 x a (a ? 0) 12. Resolva as equa•›es literais, sendo x a inc—gnita: a ) 5 2x a ab x b 1 (a Þ 0; b Þ 0) b ) 2 5 2 1 x a b x a b 2 (a ? b; a ? 2b) c ) 5 1 2ax b b bx a 1 1 (a ? 0; b ? 0) Para construir: Exerc’cios 11 a 16 (p. 9 e 10) ax 2 2x 5 a 1 2 ⇒ ⇒ x(a 2 2) 5 a 1 2 ⇒ ⇒ x 5 2 2 1 2 a a , a Þ 2 ax 5 3 1 bx ⇒ ax 2 bx 5 3 ⇒ ⇒ x(a 2 b) 5 3 ⇒ ⇒ x 5 3 2a b , a Þ b x 2 a 5 x a ⇒ xa 2 a2 5 x ⇒ ⇒ xa 2 x 5 a2 ⇒ x(a 2 1) 5 a2 ⇒ ⇒ x 5 1 2 2 a a , a Þ 1 1 5 2 x a ab x b (a Þ 0, b Þ 0) 1 1 1 1 1 5 1 5( )⇒ ⇒x a x b ab x a b ab 1 1 1 1 1 ,5 1 5 1 5 1 ⇒ ≠ −x ab a b ab b a ab b a a b 2 x 2 2 5 2 1 2 1 1 5⇒ ⇒x a b a b x a b x a b 1 1 ( )( ) 2 2 1 1 5 1 1 2 2 1 5⇒ ⇒x a b a b x a b a b a b a b 2 2 2 2 2 2 , 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5 5 2 5 ? 2 5 2⇒ ⇒ ≠x aa b x a a b a b a a b a a Þ 5 1 2 2 5 2 2 5 2 5 2 2 5 2 2 5 2 2 1 5 1 2 ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ ⇒ x x x ax b b bx a ax b bx a b a a b b a b a b a a b b a a b ab a b ba a b a b a b a b a b 1 1 1 1 1 1 1 1 ( )( ) 1 , 2 2 çlgebra 9 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 9 2/12/16 4:01 PM 13. Qual deve ser o valor de x para que 1x m x n seja igual a 1 mn ? 14. Qual Ž o nœmero real x que torna a express‹o a2 1 bx igual ˆ express‹o ax 2 b2 1 2ab? 15. Resolva a equa•‹o literal: 2x 1 2a 5 20, de inc—gnita x. 16. Sendo x a inc—gnita, resolva a equa•‹o literal: 1 2 5 2 1 1 2 x a a b x a a b a a b 4 2 2 2 (a ? b; a ? 2b) 1 1 1 1 1 1 1 , 0, 0 e 0 + = ⇒ + = ⇒ ⇒ + = ⇒ = + = + ≠ ≠ + ≠ x x m x n mn x m n mn n m mn mn x mn n m mn n m m n m n a2 1 bx 5 ax 2 b2 1 2ab ⇒ a2 1 b2 2 2ab 5 ax 2 bx ⇒ x(a 2 b) 5 a2 2 2ab 1 b2 ⇒ ⇒ ( ) 2 5 2 2 x a b a b 5 a 2 b, a Þ b 2x 1 2a 5 20 ⇒ 2x 5 20 2 2a ⇒ ⇒ x 5 20 2 2 2 a 5 10 2 a 4 4 ( )( ) ( )( ) ( )( ) 4 4 4 2 2 2 2 ; ; ; 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 = + + ⇒ + = ⇒ ⇒ + + = ⇒ ⇒ + + + + = ⇒ ⇒ = ⇒ = ⇒ ⇒ = ⇒ = ≠ ≠ ≠ b x a a b x a a b a a b x a a b x a a b a a x a a b x a a b a b a b a a b ax bx a ab ax bx a ab a bx bx a a a bx a x a b x a b a b a b b çlgebra10 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 10 2/12/16 4:01 PM Equações fracionárias Acompanhe a situação a seguir. A massa de 68 gramas de mercúrio ocupa certo volume, em cm3, e a massa de 39 gramas de vidro ocupa o triplo desse volume. Veja como calcular a densidade do mercúrio e a densidade do vidro sabendo que a diferença entre elas é de 11 g/cm3. Densidade de um material eu já estudei: é a razão entre sua massa (em g) e seu volume (em cm3). Representações: ¥ Volume do mercúrio (em cm 3): x ¥ Volume do vidro (em cm 3): 3x ¥ Densidade do mercúrio (em g/cm 3): x 68 ¥ Densidade do vidro (em g/cm 3): x 39 3 Equação correspondente à situação dada: 2 5 x x 68 39 3 11 Essa equação recebe o nome de equação fracionária, pois apresenta incógnita no denominador. A resolução dessa equação deve ser feita da mesma maneira que a resolução de uma equação inteira. Apenas devemos tomar o cuidado de observar as restrições referentes ao problema e as restrições para não termos divisão por zero. No exemplo acima, a restrição é x . 0. Vamos resolver a equação: 2 5 2 5 2 5 5 5 5 x x x x x x x x x 68 39 3 11 204 3 39 3 33 3 204 39 33 33 165 165 33 5 Reduzimos ao mesmo denominador. Eliminamos os denominadores, multiplicando ambos os membros por 3x. Como 5 . 0, a solução da equação é 5. ¥ Densidade do mercúrio: 68 5 g/cm3 5 13,6 g/cm3 ¥ Densidade do vidro: 39 15 g/cm3 5 2,6 g/cm3 Neste estudo vamos resolver equações fracionárias que, eliminados os deno- minadores, ficam reduzidas a equações do 1o grau com as devidas restrições ao valor da incógnita. Alerte os alunos de que o mercúrio é uma substância tóxica. Álgebra 11 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 11 2/12/16 4:01 PM Resolução de equações fracionárias Acompanhe mais dois exemplos: a) Vamos calcular o valor de x da equação fracionária: 1 5 x 3 4 2 1 3 , para x real e x Þ 0. 3 4 2 1 3 9 12 24 12 4 12 9 24 4 9 4 24 5 24 24 5 x x x x x x x x x x x x 1 5 1 5 1 5 2 5 2 5 2 5 2 Reduzimos ao mesmo denominador e depois o eliminamos, usando o princípio multiplicativo da igualdade. Usamos o princípio aditivo da igualdade. Como 2 24 5 Þ 0, então 52x 24 5 é a solução da equação. b) 2 5 1 1 1 2 x x x x x3 1 3 1 9 2 2 , para x Þ 3 e x Þ 23. 1 2 1 5 2 2 1 1 1 2 1 x x x x x x x x x x ( 3) ( 3)( 3) 3 ( 3)( 3) 1 ( 3)( 3) 2 x(x 1 3) 5 x 2 3 1 x2 1 1 x 2 1 3x 5 x 2 3 1 x2 1 1 2 1 2 52 1x x x x3 3 12 2 2x 5 22 52 52x 2 2 1 Como 21 Þ 3 e 21 Þ 23, a solução da equação é x 5 21. Exercícios 17. Resolva as seguintes equações fracionárias: a ) 1 5 x 3 2 5 3 4 (x ? 0) b ) 1 1 5 x 1 3 2 1 1 6 (x ? 21) 8 4 7 5x x 5 213 Para construir: Exercícios 17 a 25 (p. 12 a 14) Álgebra12 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 12 2/12/16 4:01 PM c ) 1 5 2 2 )( x x x x? ? 3 2 1 2 1 1 2 ; 1 d ) 2 5 2 1x x 2 4 1 22 (x ? 2; x ? 22) e ) 2 5 2 1 1x x x 1 3 2 9 3 32 (x ? 23; x ? 3) f ) 2 5 2 1 x x x x 2 2 5 2 3 2 (x ? 2; x ? 0) 18. Determine o nœmero real x, de modo que: a ) seu inverso adicionado a 3 d• 3,25; b ) o triplo do seu inverso mais 4 seja igual a 31 7 . 19. V‹o ser repartidas igualmente 96 figurinhas em um grupo de crian•as. Se chegarem mais duas crian•as, a quantidade que cada uma vai receber ser‡ 3 4 da quantidade da situa•‹o inicial. Quantas crian•as h‡ no grupo? 20. Fa•a a verifica•‹o da situa•‹o anterior. 21. Um carro, com certa velocidade mŽdia, percorre os 400 km que separam TaubatŽ (SP) de Ribeir‹o Preto (SP) em x horas. Outro carro, com a mesma velocidade mŽdia do primeiro, percorre os 800 km de Araraquara (SP) a Bras’lia (DF) em (x 1 4) horas. Determine o nœmero x de horas. x 5 25 x 5 0 x 5 5 x 5 1 4 1 3 3,255 1 5( )x x 7 3 1 4 31 7 5 ? 1 5( )x x M a u ro S o u za /A rq u iv o d a e d it o ra Crian•as: ;x x x x x x 96 2 3 4 96 96 2 72 6 1 24 1 5 ? 1 5 5⇒ ⇒ 96 ; 6 5 16 (para cada); 6 1 2 5 8 e 96 ; 8 5 12; 3 4 de 16 5 12 4 horas 400 800 4 5 1 ( ) x x Álgebra 13 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 13 2/12/16 4:01 PM 22. Uma torneira enche um tanque em 9 horas e outra enche o mesmo tanque em x horas. Juntas, elas enchem o tanque em 4 horas. Descubra o nœmero x de horas que a segunda torneira demora para encher o tanque. 23. Uma torneira enche um tanque em 3 horas. Outra torneira enche o mesmo tanque em 6 horas. Juntas, elas demorar‹o quanto tempo para encher o tanque? 24. Uma empresa executou um trabalho em 8 dias. Outra empresa executou o mesmo trabalho em x dias. Juntas, elas executaram o mesmo trabalho em 4 dias. Qual Ž o valor de x? 25. Uma f‡brica produzia diariamente 200 pe•as. Com a admiss‹o de mais 20 funcion‡rios, a produ•‹o di‡ria passou a ser de 240 pe•as. Quantos fun- cion‡rios trabalhavam nessa f‡brica antes dessa admiss‹o? 1 9 1 5 5 5 1 1 4 7 1 5 h 7 h e 12min x x⇒ 1 3 1 5 5 1 6 1 2 x x⇒ horas 1 8 1 5 5 1 1 4 8 x x⇒ dias Funcion‡rios trabalhando em f‡brica. L e v e n t K o n u k /S h u tt e rs to ck /G lo w I m a g e s 200 x x x5 1 5 240 20 100⇒ funcion‡rios 3 Equações do 1o grau com duas incógnitas Observe estas equa•›es: x 1 y 5 10 x 2 y 5 3 x 5 5y 1 5 3y 5 x 1 2 Elas s‹o equações do 1o grau com duas incógnitas, pois podem ser escritas, na forma geral, assim: ax 1 by 5 c, com a ± 0 e b ± 0 çlgebra14 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 14 2/12/16 4:01 PM Esse tipo de equa•‹o Ž chamado do 1o grau porque, na forma geral, o expoente das inc—gnitas Ž 1 (um): x 5 x1 e y 5 y1. Exerc’cios 26. Escreva, para cada item, cinco pares ordenados que sejam soluções da equação correspondente: a ) x 2 y 5 2 Por exemplo: (10, 8); (6, 4); (4, 2); (2, 0); (1, 21); 2 1 2 , 1 2( ); etc. b ) 2x 1 y 5 12 Por exemplo: (1, 10); (2, 8); (3, 6); (6, 0); (0, 12); (21, 14); etc. 27. Escreva cinco pares ordenados que sejam soluções de cada uma das equações: a ) x 1 y 5 8 (1, 7); (2, 6); (3, 5); (4, 4); (5, 3); etc. b ) x 1 2y 5 20 (2, 9); (4, 8); (6, 7); (8, 6); (10, 5); etc. c ) x 2 y 5 5 (5, 0); (6, 1); (7, 2); (3, 22); (4, 21); etc. d ) x 2 1 y 5 4 (0, 4); (2, 3); (4, 2); (6, 1); (8, 0); etc. e ) 5x 1 y 5 20 (4, 0); (2, 10); (0, 20); (1, 15); (3, 5); etc. f ) x 1 y 3 5 1 (1, 0); (0, 3); (21, 6); (22, 9); (23, 12); etc. g ) 2x 1 2y 5 10 (2, 3); (3, 2); (5, 0); (0, 5); (4, 1); etc. h ) y 5 x 5 (0, 0); (5, 1); (10, 2); (15, 3); (25, 21); etc. 28. Determine três soluções para cada uma das equações: a ) 2x 1 3y 5 12 (6, 0); (0, 4); (3, 2); etc. b ) 3x 2 y 5 6 (2, 0); (0, 26); (3, 3); etc. c ) 5x 1 6y 5 60 (12, 0); (0, 10); (6, 5); etc. 29. Indique apenas os pares ordenados que são soluções da equação 2x 1 3y 5 7. a ) X (2, 1) b ) X (5, 21) c ) X (21, 3) d ) (1, 1) e ) (3, 3) f ) X 22, 11 3( ) 30. Cálculo mental Determine em cada item o par ordenado que é, ao mesmo tempo, solução das duas equações. Anote o resultado. a ) x 1 y 5 11 e x 2 y 5 5: (8, 3) b ) x 1 y 5 11 e x 2 y 5 3: (7, 4) c ) x 1 y 5 12 e y 5 2x: (4, 8) Para construir: Exercícios 26 a 30 (abaixo) Respostas pessoais. Por exemplo: Por exemplo: a ) x 1 y 5 10 ⇒ a 5 1, b 5 1 e c 5 10 b ) x 2 y 5 3 ⇒ a 5 1, b 5 21 e c 5 3 c ) x 5 5y 1 5 ⇒ x 2 5y 5 5 ⇒ a 5 1, b 5 25 e c 5 5 d ) 3y 5 x 1 2 ⇒ 2x 1 3y 5 2 ⇒ a 5 21, b 5 3 e c 5 2 Lembre-se de que as soluções de uma equação do 1o grau com duas incógnitas são pares ordenados. Por exemplo, a equação x 1 y 5 10 tem como soluções os pares ordenados (1, 9); (2, 8); 3 2 , 17 2 ;( ) (21, 11); (4, 6); etc. çlgebra 15 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 15 2/12/16 4:01 PM Fazendo x 5 0: 3 ? 0 1 2y 5 10 0 1 2y 5 10 2y 5 10 y 5 10 2 y 5 5 Logo, o par ordenado (0, 5) é uma solução de 3x 1 2y 5 10. Fazendo x 5 3: 3 ? 3 1 2y 5 10 9 1 2y 5 10 2y 5 10 2 9 2y 5 1 y 5 1 2 Outra solução de 3x 1 2y 5 10 é o par ordenado 3, 1 2 .( ) Fazendo y 5 0: 3x 1 2 ? 0 5 10 3x 1 0 5 10 3x 5 10 x 5 10 3 O par ordenado 10 3 ,0( ) é outra solução de 3x 1 2y 5 10. Fazendo y 5 21: 3x 1 2 ? (21) 5 10 3x 2 2 5 10 3x 5 10 1 2 3x 5 12 x 5 12 3 x 5 4 O par ordenado (4, 21) é mais uma solução de 3x 1 2y 5 10. Exercícios 31. Determine três soluções para cada equação: a ) 7x 2 4y 5 14: Por exemplo: 0, 7 2 2( ); (2, 0); 1, 5 142 2( ); etc. b ) 1 5x y2 3 3 4 1 6 : Por exemplo: 20, 2 9 ; 1 4 , 0 ; 1, 2 3( ) ( )( ) ; etc. 32. Calcule e complete os pares ordenados. a ) (3, 2 ) é solução da equação 2x 1 5y 5 16. (6 1 5y 5 16 ⇒ y 5 2) b ) ( 1 2 , 3) é solução da equação 2x 1 5y 5 16. (2x 115 5 16 ⇒ x 5 1 2 ) c ) ( 0 , 21) é solução da equação 3x 2 y 5 1. (3x 1 1 5 1 ⇒ x 5 0) d ) (21, 24 ) é solução da equação 3x 2 y 5 1. (23 2 y 5 1 ⇒ y 5 24) Para construir: Exercícios 31 e 32 (abaixo) Como determinar soluções de equações do 1o grau com duas incógnitas Para encontrar pares ordenados que são soluções de equações do 1o grau com duas incógnitas, atribuímos qualquer valor a uma das incógnitas e encontramos o valor da outra. Examine o exemplo. Vamos determinar quatro pares ordenados que sejam soluções da equação 3x 1 2y 5 10. Álgebra16 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 16 2/12/16 4:01 PM Exerc’cios 33. Determine algumas soluções no conjunto dos números reais da equação x 2 y 5 2. Represente os pares ordenados em um gráfico e verifique em que posição ficaram. x y (0,22) (1,21) (2, 0) (3, 1) (5, 3) x 2 y 5 2 (22,24) Possíveis pares: (2, 0); (0, 22); (3, 1); (1, 21); (5, 3); (22, 24); etc. Os pontos correspondentes aos pares ordenados ficaram alinhados. Gráfico das soluções de uma equação do 1o grau com duas incógnitas Vamos determinar algumas soluções da equação 3x 1 y 5 1, sendo x e y núme- ros reais, e representar graficamente os pares ordenados obtidos em um sistema de eixos cartesianos. ¥ Para x 5 0, temos y 5 1 e o par ordenado (0, 1). ¥ Para x 5 1, temos y 5 22 e o par ordenado (1, 22). ¥ Para x 5 21, temos y 5 4 e o par ordenado (21, 4). ¥ Para x 5 1 3 , temos y 5 0 e o par ordenado 1 3 ,0 .( ) ¥ Para x 5 22, temos y 5 7 e o par ordenado (22, 7). Logo, (0, 1); (1, 22); (21, 4); 1 3 ,0( ) e (22, 7) são algumas soluções da equação 3x 1 y 5 1. Observe, no gráfico, que os pontos que correspondem a esses pares ordenados estão alinhados, ou seja, estão sobre uma mesma reta. O que ocorreu neste exemplo os matemáticos já provaram que ocorre com todas as equações do 1o grau com duas incógnitas. Como x e y são números reais, podemos escrever: Os pontos correspondentes a todos os pares de números reais que são soluções de uma equação do 1o grau com duas incógnitas formam uma reta. Observação: Como bastam dois pontos para traçar uma reta, precisamos apenas de duas soluções de uma equação do 1o grau com duas incógnitas para traçar a reta que contém todas as soluções. x y 21222324 10 1 2 3 4 24 23 22 21 5 2 3 4 5 (1, 22) (21, 4) (22, 7) (0, 1) x y 6 7 8 1 3 , 0( ) 3x 1 y 5 1 Para construir: Exercícios 33 e 34 (p. 17 e 18) çlgebra 17 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 17 2/12/16 4:01 PM 4 Sistemas de duas equações do 1o grau com duas incógnitas Veja se você conhece este problema tradicional. “Em um quintal há galinhas e coelhos. Há 7 cabeças e 22 pernas. Quantas são as galinhas? E os coelhos?” Há várias maneiras de resolver esse problema. Observe o que cada aluno fez. 1o) Luís fez por tentativas: 2 galinhas e 5 coelhos → 7 cabeças (2 1 5) 2 3 2 5 4 e 5 3 4 5 20 → 4 1 20 5 24 pernas (não) 3 galinhas e 4 coelhos → 7 cabeças (3 1 4) 3 3 2 5 6 e 4 3 4 5 16 → 6 1 16 5 22 pernas (sim) 2o) Cibele construiu um quadro: Galinhas Coelhos Cabeças Pernas 6 1 7 16 não 5 2 7 18 não 4 3 7 20 não 3 4 7 22 SIM V a le n ti n a _ S /S h u tt e rs to ck / G lo w I m a g e s Z h u k o v O le g /S h u tt e rs to ck / G lo w I m a g e s Coelho As imagens desta página não estão representadas em proporção. Galinha Assim organizo as informações. 34. Faça o que se pede nos itens a seguir. a ) Determine duas soluções da equação 4x 1 2y 5 12. Resposta possível: (0, 6) e (3, 0). b ) Trace o gráfico das soluções no conjunto dos números reais. c ) O ponto (3, 0) pertence ao gráfico? Sim d ) O ponto (0, 4) pertence ao gráfico? Não e ) O par ordenado (1, 4) é solução da equação? Sim f ) O par ordenado (217, 40) é solução da equação? Sim (4 ? (217) 1 2 ? 40 5 268 1 80 5 12) x y (0, 6) (3, 0) 4x 1 2y 5 12 Comente com os alunos que, se nestes exercícios o conjunto numérico considerado fosse o dos números inteiros, os gráficos não seriam uma reta, mas pontos alinhados sem formar uma linha contínua. Álgebra18 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 18 2/12/16 4:01 PM 3o) Gustavo montou um sistema de equa•›es: Chame a aten•‹o dos alunos para o fato de que, neste caso, x e y s‹o nœmeros naturais, pois representam respectivamente a quantidade de galinhas e a de coelhos. x: nœmero de galinhas y: nœmero de coelhos x 1 y 5 7 (S‹o 7 cabe•as, ou seja, 7 animais ao todo.) Cada galinha tem duas pernas: 2x. Cada coelho tem 4 pernas: 4y. Ent‹o, 2x 1 4y 5 22 (total de pernas). As duas equa•›es t•m de ser satisfeitas ao mesmo tempo: x 1 y 5 7 e 2x 1 4y 5 22 ou 1 5 1 5 x y x y 7 2 4 22 ⇒ x 5 3 e y 5 4 C a s a d e T ip o s /A rq u iv o d a e d it o ra Montei um sistema de duas equações do 1o grau com duas incógnitas (x e y). Dependendo dos nœmeros envolvidos na situa•‹o, o procedimento de Gustavo Ž mais pr‡tico e mais eficiente. Voc• vai agora recordar e aprofundar o que j‡ estudou sobre os sistemas de equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas e resolver problemas com eles. Soluções de um sistema de duas equações do 1o grau com duas incógnitas Ao equacionar o problema sobre galinhas e coelhos, Gustavo chegou a duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas (as mesmas para as duas equa•›es). Por isso, ele montou um sistema de equa•›es. 1 5 1 5 x y x y 7 2 4 22 Solução de um sistema de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas Ž um par ordenado que satisfaz, simultaneamente, as duas equações. No sistema acima, temos: ¥ Solu•›es da equa•‹o x 1 y 5 7 → (1, 6); (2, 5); (3, 4) ; (4, 3); (5, 2); (6, 1); etc. ¥ Solu•›es da equa•‹o 2x 1 4y 5 22 → (1, 5); (3, 4) ; (5, 3); (7, 2); (9, 1); etc. O par ordenado (3, 4) Ž a solução do sistema, pois Ž o único par ordenado que Ž solução, ao mesmo tempo, das duas equações. Sistema: 1 5 1 5 x y x y 7 2 4 22 Verifica•‹o: 1 5 ? 1 ? 5 1 5 3 4 7 2 3 4 4 6 16 22 Vamos considerar este mesmo sistema, mas agora com x e y nœmeros reais e ver, gr‡fica ou geometricamente, que a solu•‹o de um sistema de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas Ž o ponto de intersecção das duas retas corresponden- tes ˆs duas equa•›es. çlgebra 19 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 19 2/12/16 4:01 PM Observe o gráfico a seguir, que mostra a solução do sistema 1 5 1 5 x y x y 7 2 4 22 : x 1 y 5 7 x y 0 7 7 0 Pares ordenados: (0, 7); (7, 0) 2x 1 4y 5 22 x y 1 5 5 3 Pares ordenados: (1, 5); (5, 3) 10 1 2 3 4 5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6 7 8 (3, 4) (solu•‹o do sistema) 2x 1 4y 5 22 x 1 y 5 7 x y Solu•‹o de um sistema usando c‡lculo mental Podemos resolver alguns sistemas mentalmente. Por exemplo, para resolver mentalmente o sistema 1 5 2 5 x y x y 9 1 , basta pensar em dois números cuja soma é 9 e cuja diferença é 1. São os números 5 e 4, pois 5 1 4 5 9 e 5 2 4 5 1. Solução gráfica do sistema Assim, a solução do sistema é o par ordenado (5, 4). Álgebra20 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 20 2/12/16 4:01 PM Exerc’cios 35. Determine mentalmente as solu•›es dos sistemas para x e y nœmeros naturais e registre o par ordenado. a ) 1 5 2 5 x y x y 12 2 (7, 5) b ) 5 1 5 x y x y 2 12 (8, 4) c ) 1 5 1 5 x y x y 5 3 11 (2, 3) d ) 5 2 52 y x x y 3 6 (3, 9) 36. Construa as duas retas e encontre graficamente a solu•‹o de cada um dos sistemas para x e y nœmeros reais. a ) 1 5 2 52 x y x y 7 2 1 b ) 1 5 1 52 x y x y 2 5 2 2 37. Atividade em dupla Dos pares ordenados abaixo, sendo x e y nœmeros inteiros, qual Ž a solu•‹o do sistema 1 52 2 5 x y x y 2 5 14 4 3 24 ? a ) (2, 1) b ) (23, 4) c ) X (3, 24) d ) (23, 24) Comparem com a resposta de outra dupla e vejam como foi a resolu•‹o. 38. Crie um sistema de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas cuja solu•‹o Ž o par ordenado (1, 2). 39. Arredondamentos, cálculo mental e resultado aproximado Teresa gastou R$ 19,60 na compra de 1 metro de tecido e 1 metro de fita. O metro de tecido custa R$ 9,90 a mais do que o metro de fita. Fa•a arredondamentos, monte um sistema, resolva-o mentalmente e registre usando os valores aproxima- dos obtidos. Qual dos valores abaixo Ž o pre•o de 2 metros de tecido e 3 metros de fita? a ) R$ 42,05 b ) R$ 39,05 c ) X R$ 44,05 d ) R$ 48,05 Para construir: Exerc’cios 35 a 39 (abaixo) x � y � 7 2x � y � � 1 (0, 7) (0, 1) (3, 7) (2, 5) solu•‹o: (2, 5) (7, 0) Eixo x Eixo y x 1 y 5 7 2x 2 y 5 21 x y x y 0 7 0 1 7 0 3 7 (2, 5) x 1 2y 5 5 2x 1 y 5 22 x y x y 1 2 0 22 25 5 24 6 x 1 2y � 5 2 x 1 y � � 2 (�4, 6) (�5, 5) (�3, 4) (0, �2) (1, 2) Eixo x Eixo y solu•‹o: (23, 4) (23, 4) (6 2 20 5 214 e 12 1 12 5 24) Resposta pessoal. Por exemplo: 3 1 1 5 2 52 x y x y ou 3 4 11 2 3 4 1 5 2 52 x y x y . 20 10 1 5 5 1 t f t f → t 5 15 e f 5 5; 2 ? 15 1 3 ? 5 5 30 1 15 5 45 Álgebra 21 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 21 2/12/16 4:01 PM MŽtodos de resolu•‹o de um sistema de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas Nem sempre podemos resolver mentalmente um sistema de equa•›es. Por isso, alŽm do mŽtodo geomŽtrico (gr‡fico), foram desenvolvidos outros mŽtodos de reso- lu•‹o. A seguir, vamos estudar o mŽtodo da substitui•‹o, o mŽtodo da compara•‹o e o mŽtodo da adi•‹o, que s‹o mŽtodos algŽbricos de resolu•‹o. MŽtodo da substitui•‹o Considere o seguinte problema: A soma das idades de Jana’na e Marisa Ž 55 anos. A idade de Jana’na mais o dobro da idade de Marisa resulta 85 anos. Qual Ž a idade de cada uma? 1o) Representamos: ¥ idade de Jana’na: x ¥ idade de Marisa: y 2o) Montamos o sistema a partir das informa- •›es do problema: 1 5 1 5 x y x y 55 2 85 3o) Resolvemos o sistema pelo mŽtodo da substitui•‹o: A solu•‹o do sistema Ž o par ordenado (25, 30). Logo, Jana’na tem 25 anos e Marisa tem 30 anos. Verificando: ¥ A soma das idades: 25 1 30 5 55 anos. ¥ A idade de Jana’na mais o dobro da idade de Marisa: 25 1 60 5 85 anos. Jana’na A n d re s r/ S h u tt e rs to ck /G lo w I m a g e s Marisa A ri w a s a b i/ S h u tt e rs to ck /G lo w I m a g e s 1a etapa ÒIsolamosÓ, no 1o membro, uma das inc—gnitas em uma das equa•›es. Por exemplo, o x na 1a equa•‹o: x 1 y 5 55 x 5 55 2 y 2a etapa Na outra equa•‹o, substitu’mos x por (55 2 y) e determinamos o valor de y: x 1 2y 5 85 55 2 y 1 2y 5 85 2y 1 2y 5 85 2 55 y 5 30 3a etapa Voltamos a x 5 55 2 y, substitu’- mos y por 30 e determinamos o valor de x: x 5 55 2 y x 5 55 2 30 x 5 25 çlgebra22 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 22 2/12/16 4:01 PM Examine agora mais alguns exemplos de resolu•‹o de sistemas pelo mŽtodo da substitui•‹o. Considere x e y nœmeros reais. a ) { x yx y1 52 53 4 12 5 16 A solu•‹o do sistema Ž o par ordenado (3, 22). b ) 3( 1) 4( 3) 4 3 6 1 2 1 2 5 1 5 x y x y Neste exemplo, Ž conveniente transformar inicialmente as equa•›es para a forma ax 1 by 5 c. 1a equa•‹o: 3(x 2 1) 1 4(y 2 3) 5 4 3x 2 3 1 4y 2 12 5 4 3x 1 4y 5 4 1 3 1 12 3x 1 4y 5 19 2a equa•‹o: 1x y 3 6 5 1 1 5 x y2 6 6 6 6 2x 1 y 5 6 1a etapa 3x 1 4y 5 1 3x 5 1 2 4y x 5 y1 421 4 3 2a etapa 2x 2 5y 5 16 2 y 2 1 4 3 2 5y 5 16 2 y2 8 3 2 5y 5 16 2 2 y y2 8 3 15 3 5 48 3 2 2 8y 2 15y 5 48 28y 2 15y 5 48 2 2 223y 5 46 ? (21) 23y 5 246 y 5 246 23 y 5 22 3a etapa x 5 1 4y 3 2 e y 5 22 x 5 1 4( 2) 3 2 2 x 5 1 8 3 1 x 5 9 3 x 5 3 Nesta etapa da resolu•‹o, Ž bom escolher a equa•‹o e a inc—gnita mais convenientes. Agora, podemos resolver o sistema x y x y 1 5 1 5 3 4 19 2 6 , que Ž equivalente ao primeiro. çlgebra 23 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 23 2/12/16 4:01 PM Nesse caso, é mais conveniente começar obtendo o valor de y na segunda equação: A solução do sistema é o par ordenado (1, 4). c ) 4 3 10 8 6 5 x y x y x y x y 1 2 2 5 1 1 2 5 Inicialmente, preparamos o sistema, transformando cada uma das suas equações em uma equação da forma ax 1 by 5 c: Agora, resolvemos o sistema x y x y 7 120 7 120 2 1 5 2 5 , formado com as equações obtidas, que é equivalente ao primeiro: A solução do sistema é o par ordenado (20, 20). 1a etapa 2x 1 y 5 6 y 5 6 2 2x 2a etapa 3x 1 4y 5 19 3x 1 4(6 2 2x) 5 19 3x 1 24 2 8x 5 19 3x 2 8x 5 19 2 24 25x 5 25 ? (21) 5x 5 5 x 5 5 5 x 5 1 3a etapa y 5 6 2 2x e x 5 1 y 5 6 2 2 ? 1 y 5 6 2 2 y 5 4 Converse com os alunos sobre por que é conveniente começar pelo y da segunda equação. 1a equação: x y x y 4 3 10 1 2 2 5 x y x y3( ) 12 4( ) 12 120 12 1 2 2 5 3(x 1 y) 2 4(x 2 y) 5 120 3x 1 3y 2 4x 1 4y 5 120 2x 1 7y 5 120 2a equação: x y x y 8 6 5 1 1 2 5 x y x y3( ) 24 4( ) 24 120 24 1 1 2 5 3x 1 3y 1 4x 2 4y 5 120 7x 2 y 5 120 1a etapa 2x 1 7y 5 120 2x 5 120 2 7y ? (21) x 5 7y 2 120 2a etapa 7x 2 y 5 120 7(7y 2 120) 2 y 5 120 49y 2 840 2 y 5 120 49y 2 y 5 120 1 840 48y 5 960 y 5 960 48 y 5 20 3a etapa x 5 7y 2 120 e y 5 20 x 5 7 ? 20 2 120 x 5 140 2 120 x 5 20 Álgebra24 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 24 2/12/16 4:01 PM Exerc’cios 40. Carlos estava resolvendo um sistema pelo mŽtodo da substituiç‹o quando interrompeu seu trabalho. Ajude -o a retomar seu estudo e a encontrar a soluç‹o desse sistema. 3x 2 2(10 2 2x) 5 1 →1 5x y y x5 2y xy x5 2 x y 2 11 52 12 11 5x y2 12 1x y1 5x yx y1 52 12 11 5x yx y1 5 0 1→0 10 1→ y x0 10 1y x5 2y xy x5 20 10 15 2y xy x5 20 2y x0 20 2y x5 2y xy x5 20 20 25 2y xy x5 2 3 2 12 53 2 13 2 12 5x y3 2 13 2 1x y2 5x yx y2 53 2 13 2 12 5x yx y2 5 41. Determine a soluç‹o de cada um dos seguintes sistemas de equações pelo mŽtodo da substituiç‹o: a ) x y x y 5 1 3 4 13 1 52 1 5 b ) x y x y x y 2 12 2 3 10 1 5 1 1 2 5 c ) x y x x y 2( 3) 15 4 6 2 3 2 1 52 5 1 1 d ) x y x y y 2 5 4 7 3 2 5 2 2 5 1 42. Resolva os problemas a seguir: a ) A diferença entre dois nœmeros reais Ž 7. Sabe -se tambŽm que a soma do dobro do primeiro com o qu‡druplo do segun- do Ž 11. Quais s‹o esses nœmeros? 7 2 4 11 6 1 2 e 1 2 2 5 1 5 5 52 ⇒ x y x y x y Os nœmeros s‹o 6 1 2 e 1 2 .2 Para construir: Exerc’cios 40 a 42 (p. 25 e 26) 3x 2 20 1 4x 5 1 ⇒ 3x 1 4x 5 1 1 20 ⇒ 7x 5 21 ⇒ x 5 21 7 ⇒ x 5 3 y 5 10 2 2x ⇒ y 5 10 2 6 ⇒ y 5 4 Logo, a soluç‹o do sistema dado Ž (3, 4). M a u ro S o u za / A rq u iv o d a e d it o ra P a u lo M a n zi / A rq u iv o d a e d it o ra (21, 4) (12, 0) (22, 25) 1 3 , 1 3 2( ) çlgebra 25 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 25 2/12/16 4:02 PM b ) Josias comprou 5 canetas e 3 lápis e gastou R$ 21,10. Mariana comprou 3 canetas e 2 lápis e gastou R$ 12,90. Fernando comprou 2 canetas e 5 lápis. Quanto ele gastou? Lápis Canetas N o o m H H /S h u tt e rs to ck /G lo w I m a g e s A fr ic a S tu d io /S h u tt e rs to ck / G lo w I m a g e s c ) Em uma sala de aula retangular, o perímetro é de 44 metros e a diferença entre a metade da medida do comprimento e a quarta parte da medida da largura é 5 metros. Determine a área dessa sala de aula. d ) Caneta: x Lápis: y 5 3 21,10 3 2 12,90 3,50 1 5 1 5 5 ⇒ x y x y x e y 5 1,20 Logo: 2 ? 3,5 1 5 ? 1,20 5 7 1 6 5 13 Fernando gastou R$ 13,00. x y 2 2 44 2 4 5 22 2 20 1 5 2 5 1 5 2 5 ⇒ ⇒ x y x y x y x y ⇒ x 5 14 e y 5 8 Área: 14 ? 8 5 112 Logo a área dessa sala é de 112 m2. 127 49 1 5 2 5 ⇒ x y x y x 5 88 e y 5 39 Esses números são 88 e 39. A soma de dois números é 127 e a diferença entre eles é 49. Quais são esses números? Bate-papo Converse com seus colegas sobre esta afirmação: Quando adicionamos os membros correspondentes de duas igualdades, obtemos uma nova igualdade. 2 1 3 5 5 7 2 3 5 4 9 1 0 5 9 9 5 9 3 1 7 5 10 4 1 5 5 9 7 1 12 5 19 19 5 19 x 1 3 5 5 x 1 1 5 3 2x 1 4 5 8 Álgebra26 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 26 3/1/16 10:20 AM Método da adição Examine a seguinte situa•‹o: quando Ricardo nasceu, seu pai tinha 23 anos. Hoje, a soma das idades de Ricardo e de seu pai Ž 59. Qual a idade atual de cada um? 1o) Representamos: • idade atual do pai: x • idade atual de Ricardo: y 2o) Escrevemos o sistema x y x y 59 23 1 5 2 5 3o) Vamos usar o método da adição para encontrar a solu•‹o desse sistema. Observe: x y x y x x 59 23 2 82 82 2 1 5 2 5 5 5 x 5 41 → idade do pai Pai segurando filho recŽm -nascido. Pr o fi m e d ia I n te rn a c io n a l S . R . O ./ A la m y /O th e r Im a g e s Exercícios 43. Resolva estes sistemas pelo mŽtodo da adi•‹o. a ) x y x y 3 2 10 5 2 22 2 5 1 5 b ) a b a b 2 7 3 9 2 1 5 2 52 c ) a b a b 3 5 2 3 8 1 5 2 52 d ) a b a b 2 3 6 7 2 52 1 5 Para construir: Exerc’cios 43 a 47 (p. 27 a 29) (4, 1) (23, 2) (21, 2) 1 2 ,4( ) Substituindo x por 41 em uma das equa•›es do sistema, temos: x 1 y 5 59 41 1 y 5 59 y 5 59 2 41 y 5 18 → idade de Ricardo Portanto, Ricardo tem hoje 18 anos, e seu pai, 41 anos. Na soma de (x 1 y) com (x 2 y), 1y e 2y se anulam e x 1 x 5 2x. A soma de 59 com 23 Ž 82. Como você viu no Bate-papo, adicionando os membros correspondentes de duas igualdades, obtemos uma nova igualdade. Álgebra 27 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 27 2/12/16 4:02 PM 44. Transforme o sistema abaixo em um sistema equivalente mais simples e resolva -o pelo mŽtodo da adi•‹o. x y x y x y 8 3 5 3 2 1 1 5 1 52 2 45. O professor de Cibele retomou com a classe uma importante propriedade da igualdade: Quando adicionamos ou subtra’mos valores iguais em ambos os membros de uma igualdade ou quando multiplicamos ou dividimos ambos os membros por um nœmero diferente de zero, obtemos uma nova igualdade. Veja como Cibele usou essa propriedade e transformou o sistema de equa•›es abaixo em um sistema equivalente para depois resolv• -lo pelo mŽtodo da adi•‹o, eliminando uma das inc—gnitas. 1 5a b1 5a ba b1 5 a b2 5a ba b2 5 3 5a b3 53 5a b1 5a ba b1 53 53 51 5a ba b1 514 2 12 52 12 12 5a b2 12 1a b2 5a ba b2 52 12 12 5a ba b2 5 1 5 2 1 52 a b1 5a ba b1 5 a b 3 5a b3 53 5a b1 5a ba b1 53 53 51 5a ba b1 514 3 62 13 63 62 1a b3 63 6a b2 1a ba b2 13 63 62 1a ba b2 1 3 ? (23) Agora ajude Cibele. Determine a solu•‹o do sistema de equa•›es que ela criou. 5 5 0 5 6 3 2 2 5 1 52 x y x y → (3, 23) Multipliquei os dois membros da segunda equa•‹o por 23, obtendo uma equa•‹o equivalente. Com isso, em uma equa•‹o, ficou 3a e, na outra, 23a. P a u lo M a n zi /A rq u iv o d a e d it o ra (3, 1) çlgebra28 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 28 2/12/16 4:02 PM 46. Vamos resolver este sistema de equa•›es x y x y 2 5 11 3 6 3 2 5 1 5 pelo mŽtodo da adi•‹o. Pense um pouco: por quanto devemos multiplicar os dois membros da primeira equa•‹o e por quanto devemos multiplicar os dois membros da segunda equa•‹o para obtermos 6x na primeira equa•‹o e 26x na segunda? Veja como indicar: x y x y 2 5 11 3 3 6 3 ( 2) 2 5 ? 1 5 ? 2 ⇒ x y x y 6 15 33 6 12 6 2 5 2 2 52 Adicionamos membro a membro para Òeliminar o xÓ: x y x y y 6 15 33 6 12 6 27 27 2 5 2 2 52 2 5 Agora voc• termina. Determine a solu•‹o desse sistema. 47. Resolva os sistemas a seguir pelo mŽtodo da adi•‹o: a ) x y x y 3 4 11 4 3 2 2 52 1 5 c ) x y x y 3 4 10 5 3 2 2 5 2 5 e ) 7 2 13 (2 ) 14 1 5 2 1 5 x y x y x y b ) x y x y 2 3 5 5 6 28 1 52 2 5 d ) x y x y 2 3 31 3 4 2 1 2 1 5 2 52 f ) x y x y x y 2( 5) 7(3 ) 3 4 37 12 2 5 2 2 2 1 5 2 (3, 21) Converse com os alunos sobre o fato de que podemos escolher qualquer uma das inc—gnitas na primeira parte da resolu•‹o. Por isso, devemos analisar qual delas Ž mais conveniente. (21, 2) (22, 24) 5 9 0 14 2 5 1 5{ x yx y → (9, 5) (2, 23) 2 3 31 2 2 1 5 2 52{ x yx y → (8, 5) 2 7 317 371 52 52{ x yx y → (22, 5) çlgebra 29 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 29 2/12/16 4:02 PM Método da comparação Um sistema de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas pode ser resolvi- do pelo mŽtodo da compara•‹o. Nesse mŽtodo determinamos o valor de uma mesma inc—gnita em ambas as equa•›es e, depois, igualamos os resultados. Acompanhe como resolver o sistema de equa•›es a seguir pelo mŽtodo da compara•‹o: x y x y 3 5 1 2 3 7 2 5 1 5 Determinamos o valor de x na primeira equa•‹o: 3x 2 5y 5 1 ⇒ 3x 5 1 1 5y ⇒ x y1 5 3 5 1 I Determinamos o valor de x na segunda equa•‹o: 2x 1 3y 5 7 ⇒ 2x 5 7 2 3y ⇒ x 5 y7 3 2 2 II Igualamos os valores de x obtidos em I e II para obter o valor de y: y y1 5 3 7 3 2 1 5 2 y y( )2 1 5 6 3(7 3 ) 6 1 5 2 2(1 1 5y) 5 3(7 2 3y) 2 1 10y 5 21 2 9y 10y 1 9y 5 21 2 2 19y 5 19 y 5 1 Substitu’mos esse valor em x y1 5 3 5 1 e obtemos o valor de x: x 1 5 1 3 1 5 3 6 3 25 1 ? 5 1 5 5 ⇒ x 5 2 Portanto, a solu•‹o do sistema Ž o par ordenado (2, 1). Álgebra30 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 30 2/12/16 4:02 PM Exercícios 48. Resolva os sistemas abaixo pelo mŽtodo da compara•‹o. a ) x y x y 3 1 5 7 5 2 52 1 b ) y x x y 2 1 2 3 27 5 1 1 5 c ) x y x y 3 4 0 5 7 41 2 5 1 5 d ) x y x y 2 5 21 3 11 1 5 2 52 49. Crie, no espa•o abaixo, um sistema de equa•›es cuja solu•‹o seja (10, 7). Compare com o do seu colega. 50. Resolva os sistemas de equa•›es abaixo utilizando o mŽtodo que considerar mais conveniente. Considere nœmeros reais para x e y. a ) x y x y 2 3 2 3 2 1 2 52 2 5 c ) x y x y 2 3 0 4 3 3 2 5 1 5 e ) y x x y 4(2 ) 3 4 5 2 2 5 2 5 b ) x y x y 5 3 2 15 2( 3) 3( 2) 12 1 5 2 1 2 52 d ) x y x y 3 1 2 5 3 15 2 3 0 2 1 2 5 2 5 f ) x y x y 1 3 3 1 4 2 7 2 5 1 5 Para construir: Exerc’cios 48 a 52 (p. 31 e 32) (2, 1) (3, 7) (4, 3) (22, 5) Resposta pessoal. 2 3 6 (3, 1) 1 5 2 5 2{ →x yx y 1 2 , 1 3( ) 3 4 85 2 4 (0, 2)1 51 5{ →x yx y 3 5 2 2 3 0 ( 6, 4) 1 5 1 5 2{ →x yx y 9 2 583 0 (6, 2)1 52 5{ →x yx y 3 9 8 28 (4, 3) 2 5 1 5{ →x yx y çlgebra 31 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 31 2/12/16 4:02 PM Resolva a situa•‹o abaixo de duas maneiras: usando uma equa•‹o com uma inc—gnita e usando um sistema de duas equa- •›es com duas inc—gnitas. Em um concurso, a prova era constitu’da por 80 testes. Todos os testes deveriam ser respondidos. Cada resposta certa valia 13 pontos e cada resposta errada valia 22 pontos. Se um candidato fez 155 pontos, quantos testes ele acertou e quantos ele errou? Com equa•‹o: acertos: x; erros: 80 2 x; 3x 2 2(80 2 x) 5 155 ⇒ x 5 63; 80 2 63 5 17. Com sistema: acertos: x; erros: y; 80 3 2 155 1 5 2 5{x yx y ⇒ x 5 63 e y 5 17. Desafio 51. Determine os valores escondidos no sistema que o professor escreveu no quadro de giz: 52. C‡lculo mental Lu’s estava escrevendo sistemas de equa•›es e as solu•›es correspondentes. Mas, distra’do, misturou as equa•›es. Fa•a os c‡lculos mentalmente e registre os quatro sistemas e suas respectivas solu•›es. 3a 1 2b 5 1 a 1 6b 5 3 5a 1 b 5 3 a 2 4b 5 0 10a 2 b 5 0 3a 2 3b 5 2 2a 1 b 5 1 5a 1 2b 5 11 Soluções: (15 , 2); (2, 1 2); (1, 21); (1, 13) ? (3(21) 2 a(22) 5 1 ⇒ a 5 2; b(21) 2 3(22) 5 1 ⇒ b 5 5) 3 2 1 5 3 1 2 5 2 5 x y x y P a u lo M a n zi /A rq u iv o d a e d it o ra (1, 21): 1 5 1 5 2 5 1 5 1 5 2 5 1 5 2 5 3 2 1 2 1 ; 2, 1 2 : 4 0 5 2 11 ; 1 5 ,2 : 5 3 10 0 ; 1, 1 3 : 6 3 3 3 2 a b a b a b a b a b a b a b a b( ) ( )( ) Para aprimorar: Desafio (abaixo) Uma dica: a solu•‹o desse sistema Ž (21, 22). C a s a d e T ip o s /A rq u iv o d a e d it o ra x y x y 2 5 2 5 3 1 3 1 çlgebra32 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 32 2/12/16 4:02 PM Classifica•‹o de sistemas de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas quanto ao nœmero de solu•›es Vamos analisar algumas situa•›es -problema que nos levar‹o aos v‡rios tipos de sistemas. 1a) Ant™nio comprou tela de arame para cercar um terreno de formato retangular. Gastou 48 metros para cerc‡ -lo e verificou que o comprimento do terreno tinha o triplo da largura. Quais s‹o as dimens›es desse terreno? Para resolver essa situa•‹o, podemos represent‡ -la por meio de um sistema de duas equa•›es do 1o grau com duas inc—gnitas, considerando apenas nœ- meros reais positivos para x e y: y (comprimento do terreno) x (largura do terreno) x y y x 2 2 48 3 1 5 5 ⇒ x y y x 24 3 1 5 5 Esse sistema pode ser resolvido utilizando um dos mŽtodos algŽbricos ou o mŽtodo gr‡fico. Vamos faz• -lo das duas maneiras. M au ro S ou za /A rq ui vo d a ed ito ra MŽtodo algŽbrico Vamos usar o mŽtodo de substitui•‹o: x y y x 24 3 1 5 5 Substituindo y por 3x na primeira equa•‹o, podemos obter o valor de x. Depois, com esse valor, obtemos y usando a segunda equa•‹o: x 1 3x 5 24 4x 5 24 x 5 6 y 5 3x y 5 3 ? 6 y 5 18 O par ordenado (6, 18) Ž, portanto, a solu•‹o do sistema x y y x 24 3 . 1 5 5 çlgebra 33 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 33 2/12/16 4:02 PM MŽtodo gr‡fico Vamos fazer dois quadros, um para cada equação: x 1 y 5 24 x y 12 12 10 14 y 5 3x x y 0 0 3 9 Representando no plano cartesiano apenas as partes das retas correspon- dentes a x e y nœmeros reais positivos, temos: 10 1 2 3 4 5 2 3 4 5 x y 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (3, 9) (12, 12) (0, 0) (10, 14) (6, 18) y 5 3x x 1 y 5 24 O par ordenado (6, 18) Ž a solu- ção do sistema (seu ponto Ž comum ˆs duas retas). Assim, o terreno de Ant™nio tem 6 m por 18 m. Veja que o per’metro Ž de 48 m (6 1 18 1 6 1 18 5 48) e que o comprimento mede o triplo da largura (18 5 3 ? 6). Dizemos que o sistema x y y x 2 2 48 3 1 5 5 Ž poss’vel e determinado, pois tem uma œnica solução. As retas que representam as equações se intersectam em um œnico ponto, que indica a solução do sistema. Como voc• j‡ sabe, o ponto de intersecção das retas corresponde ˆ solução do sistema. çlgebra34 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 34 2/12/16 4:02 PM 2a) Vamos analisar agora o sistema x y x y 5 2 2 6 1 5 1 5 , para x e y reais. x 1 y 5 5 ⇒ x 5 5 2 y 2x 1 2y 5 6 ⇒ 2(5 2 y) 1 2y 5 6 ⇒ 10 2 2y 1 2y 5 6 ⇒ 10 5 6 (senten•a falsa) Quando isso ocorre, dizemos que n‹o existe solu•‹o para o sistema ou que o sistema Ž imposs’vel. MŽtodo gr‡fico x 1 y 5 5 x y 0 5 5 0 2x 1 2y 5 6 x y 0 3 3 0 Quando o sistema Ž imposs’vel, as retas que representam as equa•›es s‹o distintas e paralelas (n‹o t•m ponto comum). 10 1 2 3 4 5 2 (0, 5) (0, 3) 3 4 5 x y 6 6 2x 1 2y 5 6 x 1 y 5 5 (5, 0)(3, 0) 3a) Vamos resolver agora o sistema 1 5 1 5 x y x y 2 5 2 4 10 , para x e y reais. 1 5 ? 2 1 5 ⇒ x y x y 2 5 ( 2) 2 4 10 2 2 52 1 5 1 5 x y x y x y 2 4 10 2 4 10 0 0 0 Note que qualquer par de nœmeros reais (x, y) satisfaz a equa•‹o 0x 1 0y 5 0. H‡, portanto, infinitas solu•›es. Nesse caso, dizemos que o sistema Ž poss’vel e indeterminado ou apenas que o sistema Ž indeterminado. MŽtodo gr‡fico x 1 2y 5 5 x y 5 0 1 2 2x 1 4y 5 10 x y 5 0 1 2 x y x y 1 5 1 5 2 5 2 4 10 Equa•›es equivalentes (basta verificar que a 2a equa•‹o Ž a 1a multiplicada por 2). Quando o sistema Ž indeterminado, as retas que representam as equa•›es s‹o retas coincidentes. 10 1 2 3 4 2 3 4 5 x y 6 (5, 0) (1, 2) çlgebra 35 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 35 2/12/16 4:02 PM Exerc’cios 53. Classifique cada um dos sistemas abaixo em determinado, indeterminado ou imposs’vel, para x e y nœmeros reais. a ) 2 5 2 5 x y x y 2 3 3 6 9 b ) 2 5 2 5 x y x y 3 2 1 6 4 3 c ) 2 5 1 5 x y x y 2 3 2 7 d ) 2 5 2 1 52 x y x y 2 5 2 5 54. Avalia•‹o de resultados Ao resolver um sistema proposto pelo professor, Alex usou um processo algŽbrico e chegou ˆ solu•‹o (3, 1). Mauro usou o processo geomŽtrico e construiu o gr‡fico abaixo. Troquem ideias com os colegas e respondam: h‡ a possibilidade de os dois terem acertado? Justifique. N‹o. Se Alex acertou, as retas teriam que se cruzar em (3,1) e, se Mauro acertou, o sistema n‹o teria solu•‹o. Para construir: Exerc’cios 53 e 54 (abaixo) Indeterminado Imposs’vel Determinado: solu•‹o (5, 1) Indeterminado x y Problemas 55. Uma heran•a de R$ 50 000,00 foi deixada para dois irm‹os. No testamento, ficou estabelecido que o mais novo deveria receber R$ 18 000,00 a mais do que o mais velho. Qual a parte de cada um? Mais novo: x Irm‹o: y 1 5 5 1 ⇒ x y x y 50000 18000 x 5 34 000 e y 5 16 000 Ao irm‹o mais novo cabe a quantia de R$ 34 000,00 e ao irm‹o mais velho, R$ 16 000,00. Resolu•‹o de problemas que envolvem sistemas de equa•›es Voc• utilizou sistemas de equa•›es para encontrar a solu•‹o de v‡rios problemas. Resolva mais algumas situa•›es. Acesse o portal e veja o conteœdo ÒResolu•‹o de problemas em Matem‡ticaÓ. Para construir: Exerc’cios 55 a 70 (p. 36 a 40) çlgebra36 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 36 2/12/16 4:02 PM 56. Leia o que afirmaram Cibele, Mariana e Gustavo sobre compras de cadernos e canetas em uma papelaria: Cibele Comprei dois cadernos e uma caneta e paguei R$ 14,00. Mariana Eu comprei um caderno e duas canetas e paguei R$ 10,00. Gustavo Ent‹o, cada caderno custa R$ 5,00, e cada caneta, R$ 4,00. a ) Escreva um sistema correspondente às duas primeiras afirmações. b ) Será que a afirmação de Gustavo está correta? Não, porque 2 ? 5 1 4 5 14 e 5 1 2 ? 4 5 13 e 13 Þ 10. c ) Determine o preço de cada caderno e de cada caneta. Caderno: R$ 6,00; caneta: R$ 2,00. 57. O “peso” de Camila e de seu gato Tico, juntos, é de 32 kg. O “peso” de Camila é 7 vezes o de Tico. Qual o “peso” de cada um? 58. Sandra comprou um conjunto de calça e blusa. Pela calça, pagou o dobro do preço que pagou pela blusa. Deu em pagamento uma nota de R$ 50,00 e duas de R$ 10,00, recebendo de troco uma nota de R$ 5,00 e duas moedas de R$ 1,00. Quanto custou cada peça de roupa comprada por Sandra? 59. Em um triângulo isósceles, o perímetro é de 15 centímetros. Sabe -se que um dos lados tem a metade da medida de cada um dos outros dois. Quanto medem os lados desse triângulo? Desenhe -o. 60. Determine o comprimento (c) e a largura (,) de um retângulo áureo cujo perímetro é 26 centímetros. Tico: 4 kg; Camila: 28 kg 32 7 1 5 5{( )x yx y . 2 50 2 10 5 2 1 2 63 5 1 5 1 ? 2 2 ? 5 1 5{ {⇒c bc b c bc b Calça: R$ 42,00; blusa: R$ 21,00. C ry s ta lf o to /S h u tt e rs to ck /G lo w I m a g e s 2 15 2 1 5 5 ⇒ a b a b a 5 6 e b 5 3 6 cm 3 cm 6 cm 6 cm, 6 cm e 3 cm. c 5 8 cm e , 5 5 cm, aproximadamente. 2 2 26 1,6 13 1,6 8 e 5 1 5 5 1 5 5 5 5 l l l l l ⇒ ⇒ c c c c c Lembre os alunos de que, no retângulo áureo, c ; � . 1,6. Logo, o comprimento mede 8 cm e a largura, 5 cm aproximadamente. 2 14 2 10 1 5 1 5{ x yx y Manequim de loja çlgebra 37 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 37 2/12/16 4:02 PM 61. Beto fez uma prova de Matem‡tica com o seguinte sistema de avalia•‹o: em cada quest‹o certa, o aluno ganha 5 pontos e, em cada quest‹o errada, s‹o descontados 3 pontos. Na prova com 10 quest›es, a pontua•‹o de Beto foi de 26 pontos. Responda: a ) Quantas quest›es Beto acertou? Quantas ele errou? b ) Qual foi a pontua•‹o m‡xima dessa prova? c ) Qual seria a pontua•‹o de Beto se ele acertasse 5 quest›es e errasse 5? 62. Reginaldo criava 75 animais em sua fazenda, entre cabras e marrecos. Quando um visitante perguntava quantos animais de cada espŽcie ele tinha, ele respondia: ÒNa œltima contagem, havia registrado 210 pernas...Ó. Mostre como decifrar a charada de Regi- naldo usando um sistema de equa•›es e calcule o nœmero de cabras e de marrecos que Reginaldo criava. 63. Cibele e Mariana gostam muito de suas cole•›es de pulseiras. Trocam, destrocam, e a cole•‹o vai sempre aumentando e se diversificando. Elas conversam o tempo todo sobre a cole•‹o. Veja, por exemplo, o di‡logo das duas e descubra quantas pulsei- ras tem cada uma. Você me dá 5 de suas pulseiras, e assim ficamos com a mesma quantidade. Cibele Mariana Nada disso! Você me dá 5 das suas, assim fico com o triplo das que você tem! Quest›es certas: x Quest›es erradas: y 10 5 3 26 1 5 2 5 ⇒ x y x y x 5 7 e y 5 3 Logo, Beto acertou 7 quest›es e errou 3. Acertou 7 quest›es e errou 3. 50 pontos A pontua•‹o m‡xima ser‡ atingida quando x 5 10 e y 5 0. Portanto, essa pontua•‹o Ž de 50 pontos. 5 ? 5 2 3 ? 5 5 25 2 15 5 10 A pontua•‹o de Beto seria 10 pontos. 10 pontos Cabras: c Marrecos: m 75 4 2 210 1 5 1 5 ⇒ c m c m c 5 30 e m 5 45 Portanto, Reginaldo criava 30 cabras e 45 marrecos. 30 cabras e 45 marrecos M a u ro S o u za /A rq u iv o d a e d it o ra Cibele: x Mariana: y 5 5 5 3 5 10 3 20 1 5 2 1 5 2 2 5 2 2 1 5 2( ) ⇒ ⇒ x y y x x y x y ⇒ x 5 15 e y 5 25 Cibele tem 15 pulseiras e Mariana, 25. M a u ro S o u za / A rq u iv o d a e d it o ra çlgebra38 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 38 2/12/16 4:02 PM 64. Uma fração é equivalente a 4 6 . Diminuindo 1 no seu numerador e aumentando 2 no seu denominador, obtém -se uma nova fração, equivalente a 3 5 . Quais são as duas frações citadas no problema? 65. A soma de dois nœmeros é 1 1 4 , e a diferença entre eles é 1 4 . Quais são esses nœmeros? 66. No terreno retangular abaixo, o per’metro é de 78 metros, e a diferença entre as medidas do comprimento e da largura é de 11 metros. Qual é a ‡rea desse terreno? Pa ulo M an zi/A rqu ivo da ed ito ra x y 67. Em um aqu‡rio h‡ 8 peixes, entre pequenos e grandes. Se o nœmero dos peixes pequenos aumentasse mais um, eles seriam o dobro dos grandes. Quantos são os pequenos? E os grandes? 68. Lu’s comprou um livro e um DVD para seu neto e pagou R$ 35,00. Roberto comprou dois livros e um DVD do mesmo tipo e pagou R$ 55,00. Qual o preço do DVD? E do livro? Numerador: x Denominador: y 4 6 1 2 3 5 6 4 0 5 3 11 5 2 1 5 2 5 2 5 ⇒ ⇒ x y x y x y x y ⇒ x 5 22 e y 5 33 22 2 1 5 21 33 1 2 5 35 As frações citadas no problema são 22 33 e 21 35 . 5 4 1 4 1 5 2 5 x y x y 2 6 4 5x ⇒ 3 4 5x ⇒ 3 4 5 4 1 5y ⇒ 2 4 1 2 5 5y ⇒ 3 4 e 1 2 5 5x y 2 2 78 11 25 e 14 1 5 2 5 5 5 ⇒ x y x y x y çrea 25 ? 14 5 350 m2 In n a p h o to /S h u tt e rs to ck /G lo w I m a g e s 8 1 2 2 2 16 2 1 5 3 + = + = ⇒ + = − = − ⇒ = = p g p g p g p g p e g No aqu‡rio existem 5 peixes pequenos e 3 peixes grandes. Peixes em aqu‡rio 35 2 55 15 e 20 1 5 1 5 5 5 ⇒ l d l d d l O DVD custa R$ 15,00 e o livro, R$ 20,00. Livro DVD G ri n ta n /S h u tt e rs to ck / G lo w I m a g e s D is c p ic tu re /S h u tt e rs to ck / G lo w I m a g e s As imagens desta p‡gina não estão representadas em proporção. çlgebra 39 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 39 2/12/16 4:02 PM 69. Ane e Marcelo economizaram suas mesadas para comprar um presente para seu pai. Juntando a quantia dos dois, Ž poss’vel comprar um par de t•nis e n‹o sobra troco. A quantia que Ane tem ultrapassa em R$ 21,00 a quantia de Marcelo. Quan- tos reais tem cada um? 70. Ronaldo foi ao banco e retirou R$ 270,00 para pagar o aluguel. Ao todo, o caixa eletr™nico lhe deu 11 cŽdulas, entre cŽdulas de R$ 10,00 e R$ 50,00. Quantas cŽdulas de R$ 10,00 o caixa lhe deu? O caixa poderia ter lhe dado uma cŽdula de R$ 50,00 a mais? Qual seria ent‹o o nœmero de cŽdulas de R$ 50,00 e de R$ 10,00? 55 21 1 5 5 1 a m a m ⇒ m 5 17 e a 5 38 Marcelo: R$ 17,00 Ane: R$ 38,00 T•nis S é rg io D o tt a J r. /A rq u iv o d a e d it o ra T•nis S é rg io D o tt a J r. /A rq u iv o d a e d it o ra Il o v e im a g e s /D io m e d ia Rapaz utilizando caixa eletr™nico. ƒ poss’vel fazer v‡rias transa•›es financeiras em um caixa eletr™nico. No in’cio de uma reuni‹o, o nœmero de homens era 3 a menos do que o de mulheres. Duas horas depois, o nœmero de homens havia aumentado em 8, o de mulheres havia dobrado e a quantidade de homens e de mulheres era a mesma. Quantos homens e quantas mulheres havia no in’cio da reuni‹o? h 1 3 5 m h 1 8 5 2m h 5 2m 5 3 2 homens e 5 mulheres. Desafio Para aprimorar: Desafio (abaixo) ? 10 50 270 11 10 50 270 50 50 550 7 4 7 cŽdulas de 10 reais e 4 cŽdulas de 50 reais 10 5 50 270 20 10 2 O caixa tambŽm poderia ter dado 2 cŽdulas de 10 reais e 5 cŽdulas de 50 reais. e x y x y x y x y x y x x x + = + = ⇒ + = − − = − ⇒ = = + = ⇒ = ⇒ = çlgebra40 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 40 2/12/16 4:03 PM Sistemas com equa•›es fracion‡rias Considere estas duas situações: 1a) Uma dist‰ncia de 400 quil™metros foi percorrida por dois carros. Sabe -se que o primeiro carro gastou 1 hora a mais do que o segundo e que a velocidade média do primeiro carro corresponde a 4 5 da velocidade do segundo. Descubra a velocidade média de cada carro. Representações: ¥ Tempo gasto pelo primeiro carro (em horas): x ¥ Tempo gasto pelo segundo carro (em horas): y Sistema com uma equação fracionária: 5 1 5 ? x y x y 1 400 4 5 400 2a) A soma de dois números é 60 e o produto dos dois é 675. O quociente do 5 pelo primeiro número mais o quociente do 9 pelo segundo número é 8 15 . Quais são esses números? Representações: ¥ Primeiro número: x ¥ Segundo número: y ¥ Quociente do 5 pelo primeiro número: x 5 ¥ Quociente do 9 pelo segundo número: y 9 Sistema de equações: 1 5 1 5 x y x y 60 5 9 8 15 , sabendo que x ? y 5 675. M a u ro S o u za /A rq u iv o d a e d it o ra Quando pelo menos uma das equações do sistema contém incógnita no denomi- nador, o sistema é chamado de sistema com equa•›es fracion‡rias. çlgebra 41 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 41 2/12/16 4:03 PM Resoluç‹o de sistemas com equações fracionárias Veja mais exemplos de como resolver sistemas com equações fracionárias. a) Vamos resolver este sistema: 1 5 1 2 5 x y x y x 2 3 21 5 1 2 1 5 6 Devemos impor as restrições y Þ 0, x Þ 0 e y Þ 1. Preparamos o sistema escrevendo as equações na forma ax 1 by 5 c: 1 5 x y 2 3 21 5 1 5 x y y y y y 10 5 15 5 21 5 10x 1 15y 5 21y 10x 1 15y 2 21y 5 0 10x 2 6y 5 0 1 2 5 x y x 1 2 1 5 6 2 2 1 2 5 2 2 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) y x y x x y y x y 6 1 6 1 12 6 1 5 1 6 1 6(y 2 1) 1 12x 5 5(y 2 1) 6y 2 6 1 12x 5 5y 2 5 12x 1 6y 2 5y 5 25 1 6 12x 1 y 5 1 Resolvemos, agora, o sistema 2 5 1 5 x y x y 10 6 0 12 1 , que é equivalente ao primeiro, dentro das restrições impostas. 2 5 1 5 2 5 1 5 5 ? ⇒ x y x y x y x y x 10 6 0 12 1 10 6 0 72 6 6 82 6 ( 6) 5x 6 82 5x 3 41 10x 2 6y 5 0 10 ? 3 41 2 6y 5 0 30 41 5 6y 30 5 246y 5y 30 246 5y 5 41 Como 3 41 Þ 0, 5 41 Þ 0 e 5 41 Þ 1, a solução do sistema é o par ordenado 3 41 , 5 41 .( ) Aqui usamos o método da adição. Álgebra42 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 42 2/12/16 4:03 PM b) Vamos retomar o sistema da segunda situaç‹o da p‡gina 41: 1 5 1 5 x y x y 60 5 9 8 15 , sabendo que x ? y 5 675. Restrições: x Þ 0 e y Þ 0. Como 15 Þ 0 e 45 Þ 0, a soluç‹o do sistema Ž o par ordenado (15, 45). Assim, os nœmeros procurados s‹o 15 e 45. Note que 15 1 45 5 60, 15 ? 45 5 675 e 5 15 9 45 15 45 9 45 8 15 .1 5 1 5 c) Vamos resolver o sistema 1 5 2 5 2 x y x y 2 3 3 1 5 2 3 , com x Þ 0 e y Þ 0. Nesse caso, precisamos usar um artif’cio: substituir 1 x por a e 1 y por b, recaindo, ent‹o, em outro sistema. Veja: ÒPreparandoÓ a 2a equaç‹o: 1 5 x y 5 9 8 15 1 5 y xy x xy xy xy 75 15 135 15 8 15 75y 1 135x 5 8 xy 135x 1 75y 5 8 ? 675 135x 1 75y 5 5 400 ; 15 9x 1 5y 5 360 Ficamos, ent‹o, com o sistema: 1 5 1 5 x y x y 60 9 5 360 Vamos resolv• -lo pelo mŽtodo da substituiç‹o: x 1 y 5 60 y 5 60 2 x 9x 1 5y 5 360 9x 1 5(60 2 x) 5 360 9x 1 300 2 5x 5 360 4x 5 60 x 5 15 y 5 60 2 x y 5 60 2 15 y 5 45 xy 5 675 1 5 2 52 a b a b 2 3 3 5 2 3 ⇒ 1 5 2 52 ? a b a b 2 3 3 3 15 2 5 ⇒ 1 5 2 52 5 5 a b a b a a 10 15 15 3 15 2 13 13 13 13 2a 1 3b 5 3 2 ? 1 1 3b 5 3 2 1 3b 5 3 3b 5 3 2 2 3b 5 1 5b 1 3 a 5 1 Agora, calculamos x e y: 5 x a1 ⇒ 5 x 1 1 ⇒ x 5 1 5 y b1 ⇒ 5 y 1 1 3 ⇒ y 5 3 Como 1 Þ 0 e 3 Þ 0, a soluç‹o do sistema inicial Ž o par ordenado (1, 3). çlgebra 43 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 43 2/12/16 4:03 PM Exerc’cios 71. Resolva os seguintes sistemas de equações fracionárias: a ) 1 5 5 x y x y 6 1 2 b ) 1 5 1 2 5 x y x y x 3 1 14 5 1 3 1 13 4 c ) 2 5 2 2 5 x y x y 2 2 10 3 3 4 11 72. Retome e resolva o sistema que aparece na primeira situação da página 41. 73. Determine a solução (x, y) dos sistemas, sabendo que xy 5 6. a ) 2 52 1 52 x y x y 1 1 5 4 3 2 5 2 b ) 1 5 1 5 x y x y 10 9 8 4 6 4 74. A diferença entre dois números é 2 e o quociente do segundo pelo primeiro é 3. Quais são esses números? (2, 4) (3, 5) (1, 22) 1 4 5 0 5 e 4; 1 carro: 400 5 80; 2 carro: 400 4 100 o o 5 1 2 5 5 5 5 5 { ⇒x yx y x y Aqui, n‹o se esque•a de usar o artif’cio, fazendo 1 x a5 e 1 y b5 . (21, 4) (2, 3) x y y x x y x y x 2 3 2 3 0 2 5 5 2 5 2 5 5 ⇒ { ⇒ 1 e 32 52y 21 e 23 Para construir: Exercícios 71 a 74 (abaixo) Álgebra44 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 44 2/12/16 4:03 PM 5 Revendo as inequa•›es e sistemas de inequa•›es do 1o grau Você já estudou anteriormente inequa•›es e sistemas de inequa•›es. Agora, vamos rever esses assuntos com exemplos e exercícios. a) 3 2 2x > x 2 12, em R. 3 2 2x > x 2 12 22x 2 x > 212 2 3 23x > 215 ? (21) 3x < 15 x < 15 3 x < 5 O conjunto solução é dado por S 5 hx [ R tal que x < 5j. Representação na reta numerada: 23 22 21 0 1 2 3 4 5 6 x b) 2x3 1 2 2 x . 1x 4 3 , em R. 2x3 1 2 2 x . 1x 4 3 2x3(3 1) 6 2 x6 6 . 1x2( 4) 6 3(3x 2 1) 2 6x . 2(x 1 4) 9x 2 3 2 6x . 2x 1 8 9x 2 6x 22x . 8 1 3 x . 11 O conjunto solução é dado por S 5 hx [ R tal que x . 11j. Representação na reta numerada: 1098 131211 16 171514 x Exercícios 75. Resolva as inequações em R. a ) 5(2 2 x) > 4(2x 2 7) 2 1 b ) 2(x 2 3) . 5(x 1 1) c ) 3x 2 4(2x 1 1) . 10 2 x 1 2 d ) 3(2 2 x) , 5x 2 (4x 1 1) 1 2 Para construir: Exercícios 75 a 82 (p. 45 a 48) {x [ R tal que x < 3} x x[ tal que 11 3 R ,2{ } {x [ R tal que x , 24} tal que 1 1 4 .[R{ }x x Álgebra 45 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 45 2/12/16 4:03 PM e ) 4(x 1 1) 2 2(2 2 x) < 5 1 x f ) 22(x 1 1) 1 5x , 4 2 3(2x 1 1) 76. Resolva em � as seguintes inequa•›es: a ) � 2 1 1x x2 3 3 1 3 1 5 b ) 1 . 1x x x2 4 2 4 c ) 1 1 1 ù 1x x x2 3 3 1 4 2 1 6 d ) 2 . 2 1x x4 3 8 1 3 2 e ) 2 2 ø ( )x x 4 3 1 10 1 f ) 2 < 2 1x x3 1 4 2 2 1 2 g ) �2 2 1 1( )x x x1 2 2 2 3 3 1 6 h ) 2x2 1 5 2 3(4 2 x) , 212 1 1x5 1 3 {x � R tal que x < 1j tal que 1 3 �� �{ }x x hx � R tal que x . 21,8j hx � R tal que x , 1j hx � R tal que x > 21j x x� � tal que 1 8 � 2{ } hx � R tal que x > 214j hx � R tal que x < 1j hx � R tal que x . 23j � � �{ }x xtal que 413 çlgebra46 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 46 2/12/16 4:03 PM 77. Um comerciante teve uma despesa de R$ 230,00 na compra de algumas unidades de certa mercadoria. Ele vai vender cada unidade por R$ 5,00. a ) Quantas unidades deve vender para ter um lucro de R$ 315,00? b ) Quantas unidades deve vender para que seu lucro seja maior do que R$ 280,00? 78. As medidas do triângulo abaixo são dadas em centímetros. Sabendo -se que em todo triângulo a medida de cada lado é menor que a soma das medidas dos outros dois lados, determine: a ) os possíveis valores para x; b ) os possíveis valores para o perímetro do triân gulo. 79. Quais são os valores possíveis para x na figura abaixo para que o seu perímetro seja maior ou igual a 40 cm? 109 unidades (5x 5 230 1 315 ⇒ x 5 109) Mais de 102 unidades (5x 2 230 . 280 ⇒ x . 102) x x14 8 x , 2 cm Perímetro menor do que 16 cm. (p , 2 1 6 1 8) x > 2 cm 15 cm x13 (2x 1 36 > 40 ⇒ x > 2) çlgebra 47 M A T E M ç T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 47 2/12/16 4:03 PM 80. Uma locadora A de ve’culos de passeio cobra R$ 50,00 pela di‡ria e mais R$ 0,50 por quil™metro rodado. J‡ a locadora B cobra R$ 80,00 pela di‡ria e mais R$ 0,20 por quil™metro rodado. Em uma di‡ria, quantos quil™metros deve percorrer um carro para que seja mais vantajoso para um cliente optar pela locadora B? 81. Duas empresas de telefonia, Fale Muito e Fale Demais, apresentam os seguintes planos mensais: ¥ Fale Muito → R$ 30,00 (por 100 minutos de utiliza•‹o) 1 R$ 0,20 por minuto excedente; ¥ Fale Demais → R$ 20,00 (por 100 minutos de utiliza•‹o) 1 R$ 0,25 por minuto excedente. Quantos minutos deve utilizar um cliente para que seja mais vantajoso para ele optar pela operadora Fale Muito? 82. Em 2014, a japonesa Misao Okawa foi eleita pelo Guinness Book (Livro dos Recordes) a mulher viva mais velha do mundo, com 116 anos. Quantos anos precisa ter uma pessoa no dia 31/12/2015 para que ela tenha nascido no sŽculo XIX? As express›es que fornecem o gasto de um cliente que aluga um carro durante um dia nas locadoras A e B s‹o, respectivamente, A(x) 5 50x 1 0,5x e B(x) 5 80 1 0,2x, em que x Ž o nœmero de quil™metros rodados. Queremos que o gasto realizado na locadora B seja menor que o gasto realizado na locadora A, logo: B(x) , A(x) 80 1 0,2x , 50 1 0,5x 20,3x , 230 0,3x . 30 x . 100 km As express›es que fornecem o gasto de um cliente que contrata um plano nas operadoras Fale Muito e Fale Demais s‹o, respectivamente, A(x) 5 30 1 0,20x e B(x) 5 20 1 0,25x, em que x Ž um nœmero de minutos utilizados acima de 100. Queremos que o gasto realizado na operadora Fale Muito seja menor que o gasto realizado na operadora Fale Demais, logo: A(x) , B(x) 30 1 0,20x , 20 1 0,25x 20,05x , 210 0,05x . 10 x . 200 minutos excedentes. Assim, o cliente dever‡ utilizar mais de 100 (minutos regulares) e 200 (minutos excedentes), ent‹o mais de 300 minutos. Pelo menos 115 anos. (x 1 1 900 > 2 015 ⇒ x > 115 anos) Misao Okawa, oficialmente a pessoa mais velha do mundo em 2014, com 116 anos. Foto de 2014. K y o d o /R e u te rs /L a ti n s to ck Álgebra48 SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 48 2/12/16 4:03 PM Sistemas de inequações Veja alguns exemplos de resolu•‹o de sistemas de inequa•›es. a) Vamos resolver o sistema .2 2 1 > x x 3 4 0 5 0 , para x [ R. A solu•‹o do sistema ser‡ dada pela intersec•‹o das solu•›es das duas inequa•›es, ou seja, pelos nœmeros reais que satisfazem as duas inequa•›es ao mesmo tempo. Solu•›es da 1a inequa•‹o (S 1 ) → 3x 2 4 . 0 ⇒ 3x . 4 ⇒ x . 4 3 Portanto, S 1 5 .{ }x x[R tal que 43 . Solu•›es da 2a inequa•‹o (S 2 ) → 2x 1 5 > 0 ⇒ 2x > 25 ? (21) ⇒ x < 5 Portanto, S 2 5 hx [ R tal que x < 5j. A intersec•‹o de S 1 e S 2 Ž dada por S: 4 3 5 S 1 x 5 S 2 x 4 3 5 S x S 5 tal que 4 3 e 5[ . <�{ }x x x ou, escrevendo de outra maneira: S 5 [ , <� { }x xtal que 43 5 b) Vamos resolver o sistema 23 < x 1 2 < 5 para x [ R. Essas desigualdades simult‰neas constituem uma outra maneira de escrever o sistema: 2 3 2 5 1 •2 1 <{xx x 1 2 > 23 ⇒ x > 25 → S 1 5 hx [ R tal que x > 25} x 1 2 < 5 ⇒ x < 3 → S 2 5 hx [ R tal que x < 3j A intersec•‹o de S 1 e S 2 Ž dada por S: 25 25 S 1 x S 2 x 3 3 S x S 5 hx [ R tal que x > 25 e x < 3j ou S 5 hx [ R tal que 25 < x < 3j çlgebra 49 M A T E M Á T IC A SER_EF2_Matematica8_M3_C1_001_064.indd 49 2/12/16 4:03 PM 1a inequação: x 3 1 2 > 1x 1 2 x2 6 1 12 6 > 1x3( 1) 6 2x 1 12 > 3(x 1 1) 2x 1 12 > 3x 1 3 2x 2 3x > 3 2 12 2x > 29 ? (21) x < 9 Logo, S 1 5 hx [ R tal que x < 9j. 2a inequação: 2 x 1 4 x , 5 4 2 4 x 1 4 x , 5 4 2x 1 x , 5 x , 5 3 Logo, S 2 5 tal que 5 3 ,R{ }x x[ . A intersecção de S 1 com S 2 é dada por S: 9 S 1 x S 2 x S x 5 3 5 3 Portanto, S 5 [ ,R{ }x xtal que 53 , ou seja, as soluções do sistema são os números reais menores do
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