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HERINELTO DA FONSECA JOSEFA CASIMIRO
MATEMÁTICA
ELEMENTAR
CONJUNTOS, GRÁFICOS DAS FUNÇÕES
EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES
VOL. I
BELGOROD-RÚSSIA
2014
“A única maneira de aprender matemática é estudar matemática.”
Paul Halmos
MATEMÁTICA
ELEMENTAR
CONJUNTOS, GRÁFICOS DAS FUNÇÕES
EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES
VOL. I
Em homenagem a:
Maria Cristina Josefa
2014
УДК (UDC) 511.1 (07)
ББК (BBC) 22.10Я7
К 14 (C 14)
Рецензенты:
Г.Л.Окунева, кандидат технических наук, доцент кафедры высшей математики Института
экономики и менеджментаБелгородского государственного технологического университета им.
В.Г. Шухова;
В.В. Флоринский,кандидат физико-математических наук, доцент
кафедры «Программного обеспечения и вычислительной техники» Белгородского
государственного технологического университета им. В.Г. Шухова
Revisores:
Galina L. Okuneva, candidata a ciências técnicas, docente do departamento de matemática superior do
Instituto de economia e gestão da Universidade Estatal Técnica de Belgorod;
Vyacheslav V. Flarenkii, candidato a ciências físicas e matemáticas, docente do departamento de
Software e equipamento de computação da Universidade Estatal Técnica de Belgorod
Herinelto da Fonseca Josefa Casimiro
К 14 Matemática Elementar- Conjuntos, Gráficos das funções, Equações e Inequações /
Casimiro Herinelto da Fonseca Josefa. Belgorod-Rússia: LitKaravan, 2014. – 215 pág.
ISBN 978-5-902113-84-3
Determinado manual «Matemática Elementar - Conjuntos, Gráficos das funções, Equações
e Inequações» será muito útil para o desenvolvimento académico dos alunos e estudantes, que
se encontram no curso preparatório. No determinado manual estão analisados as principais
temáticas da matemática elementar. Está constituído por 8 capítulos, começando com o estudo
dos conjuntos e terminando com as noções principais de equações e inequações. Recomenda-
se para uso no processo de ensino durante a elaboração de aulas e no trabalho individual dos
alunos.
Казимиру Эринелту да Фонсека Жозефа
Данное пособие «Элементарная Математика- Множества, Графики функций,
Уравнения и Неравенства» будет полезно для академического развития школьников и
студентов, учащихся на подготовительном курсе.
В данном пособии были рассмотрены основные разделы элементарной математики.
Оно состоит из 8 глав, начиная с изучения множеств и завершая с основными
понятиями уравнений и неравенств.
ISBN 978-5-902113-84-3
© Herinelto da Fonseca Josefa Casimiro
© LitKaravan
3
ÍNDICE
INTRODUÇÃO ......................................................................................... 07
AGRADECIMENTOS ............................................................................. 08
I. TEORIA DOS CONJUNTOS
1.1. Noção de um conjunto ............................................................. 09
1.2. Tipos de conjuntos ................................................................... 10
1.3. Subconjunto de um conjunto .................................................. 11
1.4. Operações com conjuntos ....................................................... 12
II. CONJUNTOS NUMÉRICOS
2.1. Conceito de conjuntos numéricos ........................................... 17
III. NOÇÃO SOBRE OS NÚMEROS
3.1. Tipos de números .................................................................... 20
3.2. Critérios da divisibilidade dos números ................................. 22
3.3. Decomposição dos números em factores simples .................. 23
3.3.1. Máximo divisor comum (m.d.c) .......................................... 23
3.3.2. Mínimo múltiplo comum (m.m.c) ....................................... 24
IV. FRACÇÃO
4.1. Noção de uma fracção ............................................................ 27
4.2. Tipos de fracções .................................................................... 27
4.3. Simplifição de fracções .......................................................... 29
4.4. Comparação de fracções ......................................................... 29
4
4.5. Operações com fracções comuns ............................................ 31
V. POTÊNCIA
5.1. Noção de potência ................................................................... 34
5.2. Principais propriedades de potência ........................................ 34
VI. EXPRESSÕES ALGÉBRICAS
6.1. Definição de expressões algébricas .......................................... 37
6.2. Expressões com variáveis ....................................................... 38
6.2.1. Monómios, Binómios e Polinómios numa variável ............. 40
6.2.1.1. Monómio ........................................................................... 40
6.2.1.2. Binómio ............................................................................. 40
6.2.1.3. Polinómios ......................................................................... 40
6.2.1.3.1. Domínio de um polinómio ............................................. 41
6.2.1.3.2. Grau de um polinómio ................................................... 41
6.2.1.3.3. Polinómios ordenados ................................................... 41
6.2.1.3.4. Operações com polinómio ............................................. 42
6.3. Expressões racionais ................................................................ 47
6.3.1. Definições ............................................................................. 47
6.3.2. Domínio de expressões racionais fraccionárias ................... 47
6.4. Simplifição de fracções algébricas .......................................... 48
6.4.1. Operações com fracções algébricas racionais ..................... 48
VII. FUNÇÃO
7.1. Conceito de função ................................................................... 51
5
7.2. Formas de definição de uma função ........................................ 51
7.3. Monotonia das funções ........................................................... 53
7.4. Raiz de uma função ................................................................ 54
7.5. Intervalo do sinal de uma função ............................................ 55
7.6. Funções pares e ímpares ......................................................... 56
7.7. Funções numéricas ................................................................. 58
7.8. Funções com módulo .............................................................. 85
7.9. Função potência ....................................................................... 105
7.10. Função exponencial ............................................................... 109
7.11. Função inversa ....................................................................... 112
VIII. EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES
8.1. Equações .................................................................................. 119
8.1.1. Equações lineares ................................................................ 119
8.1.2. Equações equivalentes ......................................................... 121
8.1.3. Equações quadráticas ........................................................... 123
8.1.4. Sistema de duas equações com duas variáveis ................... 129
8.1.4.1. Métodos de resolução dos sistemas de duas equações
com duas variáveis .......................................................................... 131
8.2. Inequações ..............................................................................141
8.2.1. Inequações lineares ............................................................ 142
8.2.2. Inequações quadráticas ...................................................... 144
8.2.3. Inequações fraccionárias ...................................................... 159
6
TESTE E EXERCÍCIOS PROPOSTOS .................................................... 190
I. BLOCO – TESTE .................................................................................. 190
II. BLOCO – EXERCÍCIOS PROPOSTOS .............................................. 196
RESPOSTAS DO TESTE .......................................................................... 203
RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS .................................... 205
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................... 214
» outros Volumes da séria .................................................................. 215
7
Introdução
Matemática é uma das ciências práticas e usada diariamente pelas
pessoas, mesmo não sabendo as principais regras e normas.
Este manual contribuirá precisamente no desenvolvimento académico dos
alunos, visto que o mesmo contém métodos simples e científicos para resolução
e percepção de exercícios básicos de matemática.
Neste manual estão resumidamente escritas as principais sessões do curso de
matemática elementar para os alunos do ensino secundário (I e II ciclos do
sistema educacional angolano), concretamente a partir da 7ª classe a 12ª classe e
para os estudantes estrangeiros nas faculdades de ciclo preparatório, que têm
como língua oficial o português.
O Presente trabalho está constituído por 8 capítulos, tendo como primeiro,
estudo dos conjuntos e por conclusão noções fundamentais de equações e
inequações. O mesmo apresenta exemplos claros e com métodos de explicação a
nível de linguagem acessível.
O presente trabalho também pode ser útil para os estudantes do ensino
superior, que apresentam insuficiências em resolver exercícios básicos.
8
Agradecimentos
Em primeiro lugar, gostaria de agradecer ao nosso Senhor todo-poderoso, por
me dar forças e decisão de escrever este manual, para ajudar aquelas pessoas
necessitadas. Aos meus pais pela força, não se esquecendo pela plena ajuda dos
meus orientadoresres científicos russos e angolanos, na correção e análise de
certos exercícios,a ajuda oferecida pelos meus amigos e colegas quer financeira
como espiritual.
Obrigado a todos pelo vosso carinho e amor, porque essa obra não foi só
escrita por mim, mas sim por todos nós.
9
I. TEORIA DOS CONJUNTOS
1.1. Noção de um conjunto
A noção de um conjunto em matemática é praticamente a mesma que se usa
na linguagem comum, isto é: agrupamento, classe, colecção, sistema. Todo
objecto que precisamente se encontra na formação de um conjunto é chamado
de elemento.
𝐴 = {𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑑} assim: 𝑎, 𝑏, 𝑐, 𝑑 são elementos do conjunto 𝐴.
Um conjunto em geral é representado por uma letra maiúscula do alfabeto
𝐴 , 𝐵 , 𝐶 , … e os seus elementos são representados por letras menúsculas, como
acima o conjunto representado.
Se na representação de um conjunto usarmos um círculo, estaremos assim
usando o chamado diagrama de Venn.
Fig.1.1. Representação de um conjunto num diagrama de Venn
Se na representação de um conjunto, o número dos seus elementos for finito e
suficientemente pequeno enumerando explicitamente todos os seus elementos
colocados entre chaves e separados por vírgulas, estaremos perante a
representação extensiva de um conjunto.
Ex.1:
10
𝐴 = { 𝐽𝑎𝑛𝑒𝑖𝑟𝑜,𝑀𝑎𝑟ç𝑜,𝑀𝑎𝑖𝑜, 𝐽𝑢𝑛ℎ𝑜, 𝐴𝑔𝑜𝑠𝑡𝑜, 𝑂𝑢𝑡𝑢𝑏𝑟𝑜, 𝐷𝑒𝑧𝑒𝑚𝑏𝑟𝑜 }
↓
Conjunto dos meses de 31 dias.
Ex.2:
𝐵 = { 𝑎, 𝑒, 𝑖, 𝑜, 𝑢 }
↓
Conjunto das vogais.
Se na representação de um conjunto é enunciada uma propriedade
característica dos seus elementos, isto é, uma propriedade que os seus e só os
seus elementos possuam, então, estaremos perante a representação
compreensiva de um conjunto.
Ex.3:
a) 𝐴 = {𝑙𝑒𝑡𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑜 𝑎𝑙𝑓𝑎𝑏𝑒𝑡𝑜}
b) 𝐵 = {𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 𝑑𝑜 𝑎𝑛𝑜 }
Assim, podemos definir um conjunto como agrupamento de elementos que
possuem propreidades comuns.
1.2. Tipos de conjuntos
1- Conjunto finito
Todo conjunto onde podemos determinar o primeiro e o último elemento.
A = {𝟏, 2, 3, 4, 5, 𝟔}
Último elemento
Primeiro elemento
2- Conjunto infinito
Todo conjunto onde é sempre impossível determinar o primeiro e o último
elemento.
11
𝐴 = {… − 3,−2,−1, 0, 1, 2, 3 … }
3- Conjunto vazio
Todo conjunto que não tem elementos.
𝐴 = {∅}
4- Conjunto idênticos
Todo conjunto com elementos iguais.
𝐴 = {1, 2, 3, 4}, 𝐵 = {2, 3, 4, 1}
5- Conjunto unitário
Todo aquele conjunto que só possui um elemento.
Ex.1: conjunto dos divisores de 1, inteiros e positivos:
𝐴 = {1}.
1.3. Subconjunto de um conjunto
Dados conjuntos 𝐴 e 𝐵 , o conjunto 𝐴 é considerado o subconjunto de
conjunto 𝐵, somente se os elementos do conjunto 𝐴 pertencem também ao
conjunto 𝐵.
Fig.1.2. Conjunto 𝐵 e o seu subconjunto 𝐴
A notação 𝐴 ⊆ 𝐵, indica-nos, que o conjunto 𝐴 é o subconjunto de 𝐵 ou 𝐴
está contido em 𝐵.
O símbolo ⊆ é denominado como sinal de inclusão, pela definição teremos:
𝐴 ⊆ 𝐵 = {𝑥: 𝑥 ∈ 𝐴 → 𝑥 ∈ 𝐵}
12
Ex.1:
𝐴 = {𝒎, 𝒏, 𝒐, 𝒑 }, 𝐵 = {𝒎, 𝑙, 𝒏, 𝒑, 𝑞, 𝒐 }
↓
𝐴 ⊆ 𝐵
↓
{𝒎, 𝒏, 𝒐, 𝒑 } ⊂ {𝒎, 𝑙, 𝒏, 𝒑, 𝑞, 𝒐 }
A notação 𝐴 ⊈ 𝐵 indica-nos que o conjunto 𝐴 não está contido no conjunto
𝐵.
Ex.2:
𝐴 = {𝑑, 𝑒} , 𝐵 = {𝑎, 𝑏, 𝑐}
↓
𝐴 ⊈ 𝐵.
No caso em que, o conjunto 𝐴 possuir somente um elemento que também
possui o conjunto 𝐵, de qualquer modo, indica-nos exclusão → 𝐴 ⊈ 𝐵.
Ex.3:
𝐴 = {𝑎, 𝒃, 𝒄} , 𝐵 = {𝒃, 𝒄, 𝑑, 𝑒 }
↓
𝑎 ∉ {𝒃, 𝒄, 𝑑, 𝑒 }
↓
𝐴 ⊈ 𝐵.
Nota: conjunto vazio considera-se subconjunto de qualquer conjunto.
1.4. Operações com conjuntos
1- Intersecção ∩
Conjunto de elementos comuns, isto é, agrupamento de elementos que
possuem ambos conjuntos em que consideram-se comuns.
Podemos desenhar a intersecção:
𝐴 ∩ 𝐵 = {𝑥: 𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵}
13
Fig.1.3 - Intersecção dos conjuntos 𝐴 e 𝐵
Ex.1:
𝐴 = {𝒎, 𝒏, 𝒐, 𝑒 }, 𝐵 = {𝒎, 𝑙, 𝒏, 𝑝, 𝑞, 𝒐 }
↓
𝐴 ∩ 𝐵 = {𝒎, 𝒏, 𝒐}
Ex.2:
𝐴 = {1,2, 𝟑, 𝟒}, 𝐵 = {𝟑, 𝟒, 5,6,7}
↓
𝐴 ∩ 𝐵 = {𝟑, 𝟒}.
2- União ∪
Conjunto de todos elementos.
Podemos desenhar a União:
𝐴 ∪ 𝐵 = {𝑥: 𝑥 ∈ 𝐴 ∨ 𝑥 ∈ 𝐵}
Fig.1.4. União dos conjuntos 𝐴 e 𝐵
14
Ex.1:
𝐴 = {𝑚, 𝑛, 𝑜, 𝑒 }, 𝐵 = {𝑚, 𝑙, 𝑛, 𝑝, 𝑞, 𝑜 }
↓
𝐴 ∪ 𝐵 = {𝑚, 𝑛, 𝑙, 𝑜, 𝑒, 𝑝, 𝑞}
Ex.2:
𝐴 = {1,2,3,4}, 𝐵 = {3,4,5,6,7}
↓
𝐴 ∪ 𝐵 = {1,2,3,4,5,6,7}.
3- Diferença \
Conjunto de elementos que pertencem somente diminuendo.
Podemos desenhar a diferença:
𝐴\𝐵 = {𝑥: 𝑥 ∈ 𝐴, 𝑥 ∉ 𝐵}
Fig.1.5. Diferença dos conjuntos A e B
Ex.1:
𝐴 = {𝒎, 𝒏, 𝒐, 𝑒 }, 𝐵 = {𝒎, 𝑙, 𝒏, 𝑝, 𝑞, 𝒐 }
↓
𝐴 \ 𝐵 = {𝑒}
Ex.2:
𝐴 = {1,2, 𝟑, 𝟒}, 𝐵 = {𝟑, 𝟒, 5,6,7}
↓
15
𝐴 \ 𝐵 = {1,2}.
4- Diferença simétrica ∆
A deferença simétrica dos conjuntos 𝐴 e 𝐵 chama-se o conjunto 𝐴 𝛥 𝐵 (
diferença ), que é considerado como a união dasdiferenças dos conjuntos 𝐴\𝐵 𝑒
𝐵\𝐴, isto é:
𝐴 𝛥 𝐵 = (𝐴\𝐵) 𝑈 (𝐵\𝐴)
Podemos desenhar a Diferença Simétrica:
Fig.1.6. Diferença Simétrica dos conjuntos 𝐴 e 𝐵
Ex.1:
𝐴 = {𝒎, 𝒏, 𝒐, 𝑒 }, 𝐵 = {𝒎, 𝑙, 𝒏, 𝑝, 𝑞, 𝒐 }
↓
𝐴 \ 𝐵 = {𝑒} , 𝐵\ 𝐴 = {𝑙, 𝑝, 𝑞}
↓
𝐴 𝛥 𝐵 = (𝐴\𝐵) 𝑈 (𝐵\𝐴)
↓
𝐴 𝛥 𝐵 = {𝑒, 𝑙, 𝑝, 𝑞}.
Ex.2:
𝐴 = {1,2, 𝟑, 𝟒}, 𝐵 = {𝟑, 𝟒, 5,6,7}
↓
𝐴 \ 𝐵 = {1,2} , 𝐵 \ 𝐴 = {5,6,7}
16
↓
𝐴 𝛥 𝐵 = (𝐴\𝐵) 𝑈 (𝐵\𝐴)
↓
𝐴 𝛥 𝐵 = {1,2,5,6,7}.
Nas operações sobre os conjuntos são válidas as seguintes propriedades:
1) Propriedade comutativa da união;
𝐴 ∪ 𝐵 = 𝐵 ∪ 𝐴
2) Propriedade comutativa da intersecção,
𝐴 ∩ 𝐵 = 𝐵 ∩ 𝐴
3) Propriedade associativa da união;
(𝐴 ∪ 𝐵) ∪ 𝐶 = 𝐴 ∪ (𝐵 ∪ 𝐶)
4) Propriedade associativa da intersecção;
(𝐴 ∩ 𝐵) ∩ 𝐶 = 𝐴 ∩ (𝐵 ∩ 𝐶)
5) Propiredade distribuitiva da intersecção em relação à união;
𝐴 ∩ (𝐵 ∪ 𝐶) = (𝐴 ∩ 𝐵) ∪ (𝐴 ∩ 𝐶)
6) Propriedade distribuitiva da união em relação à intersecção;
𝐴 ∪ (𝐵 ∩ 𝐶) = (𝐴 ∪ 𝐵) ∩ (𝐴 ∪ 𝐶)
7) Propriedades das operações – união e intersecção;
𝐴 ∪ (𝐴 ∩ 𝐵) = 𝐴;
𝐴 ∩ (𝐴 ∪ 𝐵) = 𝐴;
𝐴 ∪ 𝐴 = 𝐴;
𝐴 ∩ 𝐴 = 𝐴.
8) Propriedade do conjunto vazio;
𝐴 ∪ Ø = 𝐴; 𝐴 ∩ Ø = Ø.
17
II. CONJUNTOS NUMÉRICOS
2.1. Conceito de conjuntos numéricos
Considera-se conjunto numérico todo conjunto constituído por números.
Esses conjuntos, por sua vez, podem ser:
1- Conjunto dos números naturais (𝑁)
𝑁 = {1,2,3,4… }
Primeiro elemento do conjunto dos números naturais é o número 1 e o
último elemento ou número é impossível determinar.
Neste conjunto são definidas duas operações fundamentais: adição e
multiplicação, que apresentam as seguintes propriedades:
a. Associativa da adição
(𝑎 + 𝑏) + 𝑐 = 𝑎 + (𝑏 + 𝑐) → para todos a , b, c ∈ 𝑁
b. Comutativa da adição
𝑎 + 𝑏 = 𝑏 + 𝑎 → para todos 𝑎, 𝑏 ∈ 𝑁
c. Elemento neutro da adição
𝑎 + 0 = 𝑎 → para todo 𝑎 ∈ 𝑁
d. Associativa da multiplicação
(𝑎𝑏)𝑐 = 𝑎 (𝑏𝑐) → para todos 𝑎, 𝑏, 𝑐 ∈ 𝑁
e. Comutativa da multiplicação
𝑎𝑏 = 𝑏𝑎 → para todos 𝑎, 𝑏 ∈ 𝑁
f. Elemento neutro da multiplicação
𝑎 ∙ 1 = 𝑎 → para todo 𝑎 ∈ 𝑁
g. Elemento obsorvente da multiplicação
18
𝑎 ∙ 0 = 0 → para todo 𝑎 ∈ 𝑁
h. Distribuitiva da multiplicação em relação à adição
𝑎(𝑏 + 𝑐) = 𝑎𝑏 + 𝑎𝑐 → para todos 𝑎, 𝑏, 𝑐 ∈ 𝑁
Veremos que os próximos conjuntos numéricos que serão apresentados são
ampliados de 𝑁, isto é, contem 𝑁 e apresentam uma adição e multiplicação com
as propriedades formais já apresentadas e outras mais, que constituem
justamente o motivo da ampliação.
Assim, dado um número natural 𝑎 ≠ 0, o simétrico de 𝑎 não existe em 𝑁,
isto é, a subtração não é uma operação em 𝑁. Venceremos esta dificuldade
introduzindo um novo conjunto numérico.
2- Conjunto dos números inteiros (𝑍)
Esq. 2.1. Tipos de números inteiros
Assim podemos escrever que: 𝑍 = {…− 4,− 3,−2,−1,0,1,2,3,4 … }
Logo, conjunto de números inteiros consideram-se todos números positivos
e negativos. Os números positivos 𝑍+ são chamados de naturais 𝑁.
No conjunto 𝑍, são definidas as operações de adição e multiplicação, como
em 𝑁, mas acrescentando a propriedade de simetria ou oposto para adição.
Para todo 𝑎 ∈ 𝑍 , existe −𝑎 ∈ 𝑍 , tal que : 𝑎 + (−𝑎) = 0 . Divido a esta
propriedade podemos definir em Z , a operação de subtração, estabelecendo a
relação: 𝑎 − 𝑏 = 𝑎 + (−𝑏), para todos, a, b ∈ 𝑍.
N ⊆ 𝑍 → Conjunto dos números naturais está incluso no conjunto de
números inteiros.
Em 𝑍 , o inverso não existe :
1
𝑞
∄ 𝑍, por isso não podemos definir em 𝑍 a
operaração de divisão, porque nem sempre é possivel, dar signifigado na
19
expressão
𝑝
𝑞
. Vamos superar essa dificuldade introduzindo um outro conjunto
numérico.
3- Conjunto dos números racionais (𝑄)
Conjunto em que, todos os números podem ser representados por uma
fracção de dois números inteiros, isto é, a divisão é sempre possível.
𝑄 = {
𝑄+ → 𝑐𝑜𝑛𝑗𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑖𝑠 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠
𝑄− → 𝑐𝑜𝑛𝑗𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑖𝑠 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠
Esq. 2.2. Tipos de números racionais
𝑍 ⊆ 𝑄 → Conjunto dos números inteiros está incluso no conjunto de
números racionais.
4- Conjunto de números irracionais (𝐼)
Conjunto formado por números reais que não podem ser obtidos pela divisão
de dois números inteiros, ou seja, são números reais, mas não racionais.
5- Conjunto de números reais (𝑅)
Conjunto de todos números . Assim podemos escrever:
𝑁 ⊆ 𝑍 ⊆ 𝑄 ⊆ 𝑅; 𝐼 ⊆ 𝑅
ou ainda em forma de diagrama:
Fig.2.1. Representação dos conjuntos númericos num diagrama
20
III. NOÇÃO SOBRE NÚMEROS
3.1. Tipos de números
1- Números pares
São todos números divisíveis por dois e que resulta um número inteiro, isto é,
números que possuem a característica de um número inteiro.
Ex.1: {2,4,6,8… }
2 ∙ 𝑛 onde 𝑛 ∈ 𝑁 → fórmula dos números pares (3.1)
2- Números ímpares
Ex.1: {1,3,5,7,9… }
2 ∙ 𝑛 − 1 onde 𝑛 ∈ 𝑁 → fórmula dos números ímpares. (3.2)
3- Algarismos ou dígitos
São símbolos usados na representação de números Inteiros ou Reais.
Ex.1: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 . . . }
4- Números com vários algarismos
Esses números podem ser:
Números com vários algarismos
{
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚 𝑑𝑜𝑖𝑠 𝑎𝑙𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠𝑚𝑜𝑠: 17; 32; 43; 76…
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚 𝑡𝑟ê𝑠 𝑎𝑙𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠𝑚𝑜𝑠: 144; 256; 314…
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑚 𝑞𝑢𝑎𝑡𝑟𝑜 𝑎𝑙𝑔𝑎𝑟𝑖𝑠𝑚𝑜𝑠: 1024; 6174. ..
Esq. 3.1. Tipos de números com vários algarismos
5- Números simples
Números naturais que possuem exactamente dois diferentes divisores
naturais: 1 e si mesmo.
Ex.1: {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19. . . }
21
6- Números compostos
Números naturais maiores que 1 e divisíveis por si, por 1 e por outros
números.
Ex.1: {4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 24. . . }
7- Números opostos
Os números opostos também são denominados simétricos, isto é, números
que quando representados na recta numérica possuem a mesma distância da
origem.
-2 0 2 𝑅
Observe que a distância entre os números 2 e – 2 até a origem (zero) é
correspondente a uma unidade. A esse facto damos o nome de valor absoluto ou
módulo do número. Por exemplo, o módulo dos números 2 e – 2 é representado
da seguinte forma:
|2| = 2 ; |−2| = 2
Considerando que a distância entre 0 ↔ 2 e 0 ↔ – 2 são as mesmas e
que o módulo de – 2 é o mesmo que o de 2, dizemos que esses números são
opostos ou simétricos.
8- Números positivos
Todos os números que se encontram a direita de zero.
0 +∞
9- Números negativos
Números que se encontram a esquerda de zero.
- ∞ 0
22
3.2. Critérios da divisibilidade dos números
1- Divisibilidade por: 1
Por 1 dividem todos números.
2- Divisibilidade por: 2
Por 2 dividem todos números pares.
3- Divisibilidade por: 3
Por 3 dividem todos os números em que a soma dos algarismos seja divisível
por 3.
Ex. 711 → 7 + 1 + 1 = 9 → é divisível por 3, logo 711→ é divisível por
3.
4- Divisibilidade por: 4
Por 4 dividem todos números em que:
₌₌ Os dois últimos algarismos 00,
₌₌ Números formados por dois últimos algarismos que são divisíveis por 4.
Ex. 312 → 12 é divisível por 4, logo 312 é divisível por 4
5- Divisibilidade por: 5
Por 5 divide números em que o último algarismo seja 0 ou 5.
6- Divisibilidade por: 9
Por 9 dividem todos números em que a soma dos algarismos seja divisível
por 9.
Ex. 774 → 7 + 7 + 4 = 18 → é divisível por 9, logo 774 é divisível por 9.
7- Divisibilidade por: 10
Por 10 todos números em que o último algarismo seja 0.
8- Divisibilidade por: 25
Por 25 dividem todos números em que:
₌₌ Dois últimos algarismos sejam 00,
₌₌ Números compostos de dois últimos algarismos que dividem por 25.
23
Todas provas de critérios da divisibilidade dos números, vocês podem ver no
livro “ No mundo dos números1 ”.
3.3. Decomposição dos números em factores simples
O teorema fundamental da aritmétrica, afirma que, todo número natural maior
que 1 pode ser apresentado por um produto de números simples ( primos ).
Ex.1:
12 2 12 = 2 × 2 × 3 × 1
6 2 produto dos factores primos ( simples )
3 3
1
3.3.1. Máximo divisor comum ( m.d.c )
O máximo divisor comum, significa que entre dois ou mais números inteiros é
o maior número inteiro que é o factor ( divisor ) de tais números.
Para determinarmos o m.d.c, por exemplo dos números 264 e 488, são
válidos os seguintes passos:
1- Decompor os números em factores ou em multiplicadores simples;
2- Escrever o produto dos factores obtidos na forma potencial;
246 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 11 = 23 ∙ 3 ∙ 11
1 No mundo dos números, livro escrito por Herinelto Casimiro e Tran Quang Vuong.
24
488 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 61 = 23 ∙ 61
3- Pegar somente a potência com menor expoente entre os elementos
comuns;
4- Escrever o seu produto.
m.d.c (264 , 488) = 23 = 8
3.3.2. Mínimo múltiplo comum (m.m.c)
O mínimo múltiplo comum de dois números inteiros ou mais, considera-se o
menor número inteiro positivo não nulo que é mútiplo dos ambos números.
Para determinarmos o m.m.c, devemos:
1- Decompor os números em factores;
2- Escrever o produto dos factores obtidos na forma potencial;
264 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 11 = 23 ∙ 3 ∙ 11
488 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 61 = 23 ∙ 61
3- Pegar a potência de maior expoente (elementos comuns) e os não comuns
com os expoentes que tiverem;
23 ∙ 3 ∙ 11 ∙ 61
4- Escrever os seus produtos.
m.m.c (264, 488) = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 11 ∙ 61 = 16104
Existe uma relação entre o m.d.c e m.m.c de dois ou mais números naturais
𝑎 e 𝑏. A relação em que, o valor do m.d.c multiplicando com o valor do m.m.c é
igual a multiplicação dos ambos números, isto é:
25
𝒎.𝒅. 𝒄 (𝑎, 𝑏) × 𝒎.𝒎. 𝒄 (𝑎, 𝑏) = 𝑎 × 𝑏
↓
(𝒎. 𝒅. 𝒄 (264 𝑒 488) → 8) × (𝒎.𝒎. 𝒄 (264 𝑒 488) → 16104) = 264 × 488
8 × 16104 = 264 × 488
128832 = 128832.
Existem ainda outros métodos para determinar o mdc e m.m.c. O m.d.c por
exemplo, pode ser determinado com ajuda do método Algoritmo de Euclides.
Método que consiste na determinação do resto zero, por intermédio de uma série
de divisões. Exemplo:
Suponhamos que 𝑎 = 264 e 𝑏 = 488, analisando que 𝑏 > 𝑎, então para
determinar o m.d.c, temos que ter em conta o seguinte:
a) O 𝑏 será divido por 𝑎, neste caso o importante é o resto:
≫ Se o resto for zero, na primeira operação, então o 𝑎 é mdc;
≫ Se o resto não for zero, então o processo continuará conforme as regras:
b÷ a ↔ 488 264
264 1
224
resto ≠ 0
continuaremos:
264 224
224 1
40
resto ≠ 0
continuaremos:
224 40
200 5
24
resto ≠ 0
26
continuaremos:
40 24
24 1
16
resto ≠ 0
continuaremos:
24 16
16 1
8
resto ≠ 0
continuaremos:
16 8
16 2
0
Logo o m.d.c ( 264 𝑒 488 ) = 8
Para determinarmos o m.m.c, com ajuda de um outro método, só temos que
multiplicar 264 com 488 e dividir com o valor de m.d.c dos mesmos, isto é:
𝒎.𝒎. 𝒄 =
𝒂×𝒃
𝒎𝒅𝒄(𝒂;𝒃)
↓
𝑚.𝑚. 𝑐 =
264 × 488
8
= 16104
Exercícios adicionais ( trabalho individual ):
Determine o m.d.c e o m.m.c dos seguintes números:
1) 1268 e 326
2) 225 e 15
3) 64 ; 256 e 96
27
IV. FRACÇÃO
4.1. Noção de uma fracção
Fracção considera-se número escrito na forma
𝑎
𝑏
ou 𝑎 𝑏⁄ , ou ainda 𝑎 𝑏⁄ ,
onde: 𝑎 → numerador, 𝑏 → denominador.
4.2. Tipos de fracções
As fracções de modo geral, podem ser classificadas dea seguinte maneira,
conforme o esquema (4.1):
Esq. 4.1. Classificação das fracções
Segundo o esquema (4.1) acima escrito, temos as seguintes difinições sobre
os tipos de fracções classificadas:
1- Fracções próprias: fracções em que, o denominador é maior do que o
numerador, isto é:
𝑎
𝑏
→ 𝑎 < 𝑏.
Ex.1:
3
6
;
1
4
2- Fracções impróprias: fracções em que, o numerador é igual ou maior
igual do que denominador, isto é:
𝑎
𝑏
→ 𝑎 ≥ 𝑏.
Ex.1:
10
7
;
5
2
28
3- Fracções decimais finitas: são todas fracções correspondidas por números
decimais exactos. Números decimais são compostos por uma parte inteira (
números antes da vírgula ) e por uma parte decimal ( números após a vírgula ).
Por exemplo: o número 1,22 corresponde a fracção 122/100.
122/100 = 1,22 , onde 1 representa a parte inteira e 22 representa a parte
decimal, assim a fracção apresentada pode ser decomposta da seguinte forma:
122/100 = (100 + 22)/100 = 100/100 + 22/100 = 1 + 0,22 = 1,22.
4- Fracções decimais infinitas periódicas: são fracções cujo resultado da
divisão do numerador com o denominador é uma dízima periódica. Uma dízima
periódica é um número que quando escrito no sistema decimal apresenta uma
série infinita de algarismos decimais que, a partir de um certo algarismo, se
repetem em grupos de um ou mais algarismos, ordenados sempre na mesma
disposição e chamados de período.
Se o período aparecer imediatamente após a vírigula, chamam-se infinitas
periódicas simples. Se aparecer um ou mais algarismos entre a virgula e o
período, que não entram na composição do período, chamam-se infinitas
periodicas compostas.
Ex.1: 2/3=0,666…
Infinita periódica simples
Periodo → 6
Ex.2: 5/6= 0,8333 ...
Infinita periódica composta
Periodo → 3
5- Número misto: é número quepossui uma parte inteira (número inteiro) e
uma fracção própria, isto é, fracção da forma: 𝒅
𝒂
𝒃
.
29
Para desfazermos um número misto só temos que multplicar o denominador
(𝑏) com a parte inteira (𝑑) e somar com o numerador (𝑎) , mantendo-se o
mesmo denominador.
Ex. 5
3
4
=
(4×5)+3
4
=
23
4
.
Para transformar uma fracção imprópria em um número misto, temos que:
1) Dividir o numerador com o denominador ,
2) O resultado (quociente) da divisão é a parte inteira ,
3) O resto da divisão é o novo numerador,
4) O denominador não mudará.
Ex.
22
7
22 7
21 3 Parte inteira (𝑞𝑢𝑜𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒)
1 Resto
Assim teremos: 3
1
7
.
4.3. Simplificação de fracções
Simplificar uma fracção, significa dividir o numerador e o denominador pelo
número que seja divisível com os mesmos, até encontramos uma fracção
inredutível ( fracção que não admite mais simplifições ).
Ex.1:
𝑎÷𝑑
𝑏÷𝑑
→ a é divisível por 𝑑, assim como 𝑏 é divisível por 𝑑 .
Ex.2: Simplifica a fracção
25
15
Resolução:
1) Localize um número divisível por 25 e 15
2) Realize facilmente a divisão.
25÷5
15÷5
=
5
3
4.4. Comparação de fracções
Para comparar fracções, temos que ter em conta as seguintes condições:
30
a) Se os denominadores forem iguais, a fracção maior será aquela que o
numerador for maior;
Ex.1:
2
5
e
6
5
logo:
2
5
<
6
5
b) Se os numeradores forem iguais, a fracção maior será aquela que o
denominador for menor;
Ex.2:
4
3
e
4
7
logo:
4
3
>
4
7
c) Se os numeradores e denominadores forem diferentes, para tal temos que
calcular o mínimo múltiplo comum (m.m.c) e teremos a condição 𝑎.
Ex.3:
2
3
e
1
2
; m.m.c de 3 e 2 → 6, teremos as seguintes operações:
≫ 6 ÷ 3 = 𝟐; 6 ÷ 2 = 𝟑;
≫
2
3
e
1
2
→
4
6
e
3
6
; logo:
4
6
>
3
6
(2) (3)
d) Se os numeradores e denominadores forem diferentes, a comparação pode
ser feita com ajuda de um certo número.
Ex.4:
4
3
e
6
7
, vamos comparar com ajuda do número 1.
Pelo que:
4
3
>
3
3
→
4
3
> 1;
6
7
<
6
6
→
6
7
< 1
Então:
4
3
> 1 >
6
7
, logo
4
3
>
6
7
Ex.5:
5
9
e
6
13
, com ajuda da fracção
1
2
.
Pelo que:
×
31
5
9
>
5
10
, sabendo que:
5
10
=
1
2
, então
5
9
>
1
2
6
13
<
6
12
, sabendo que:
6
12
=
1
2
, então
6
13
<
1
2
Então:
5
9
>
1
2
>
6
13
, logo
5
9
>
6
13
Exercícios adicionais ( trabalho individual )
Compare as seguintes fracções:
a)
3
4
e
7
4
;
4
7
e
3
7
;
1
8
e
11
8
.
b)
1
4
e
1
2
;
4
3
e
4
7
;
10
3
e
10
11
.
c)
3
4
e
4
3
→ com ajuda de 1 ;
3
5
e
4
9
→ com ajuda de
1
2
;
2
7
e
3
8
→ com
ajuda de
1
3
.
4.5. Operações com fracções comuns
As fracções comuns, em geral são desenvolvidas com as seguintes
operações:
1) Adição e subtração
Para subtrair ou somar uma fracção com a outra, temos que, em primeiro
lugar, verificar se ambas possuem mesmos denominadores, para simplesmente
realizar a operação. Se os denominadores forem diferentes, temos que determinar
o m.m.c e por fim efectuar a operação e simplificar caso seja possível.
Ex.1: calcule:
8
3
−
5
3
;
2
3
+
1
2
O primeira exercício, como os denominadores são iguais, teremos:
8 − 5
3
=
3
3
= 1
32
Na resolução do segundo exercício, será necessário determinar o m.m.c
( 3 𝑒 2 que é 6 ), teremos:
2
3
+
1
2
=
4+3
6
=
7
6
.
2) Multiplicação
Para multipar duas fracções é necessário por e simplesmente, multiplicar o
numerador com o numerador e denominador com o denominador e simplificar a
fracção caso seja possível.
𝑎
𝑏
×
𝑐
𝑑
=
𝑎 × 𝑐
𝑏 × 𝑑
Ex.2:
3
4
×
5
2
3
4
×
5
2
=
3×5
4×2
=
15
8
Ex.3:
3
8
× 4
3
8
× 4 =
3 × 4
8
=
12
8
=
12 ÷ 4
8 ÷ 4
=
3
2
= 1
1
2
Ex.4: 1
2
5
× 3
1
2
5
× 3 =
7
5
× 3 =
7×3
5
=
21
5
= 4
1
5
.
3) Divisão
Como a divisão é uma operação inversa da multiplicação, implica dizer que:
para dividir uma fracção na outra, temos que transformar a divisão numa
multiplicação, mas mediante uma transformação na segunda fracção, isto é: o
numerador tornar-se-á o denominador e o denominador tornar-se-á numerador (o
inverso ).
𝑎
𝑏
÷
𝑐
𝑑
=
𝑎
𝑏
×
𝑑
𝑐
=
𝑎×𝑑
𝑏×𝑐
.
Ex.5:
3
4
÷
5
2
33
3
4
÷
5
2
=
3
4
×
2
5
=
6
20
simplificando teremos o seguinte:
6÷2
20÷2
=
3
10
.
Ex.6:
1
4
÷
1
8
1
4
÷
1
8
=
1
4
×
8
1
=
8
4
=
8÷4
4÷4
=
2
1
= 2.
Ex.7: 20 ÷
8
7
20 ÷
8
7
= 20 ×
7
8
=
20×7
8
=
140
8
=
140÷4
8÷4
=
35
2
= 17
1
2
.
Existe uma série de exercícios em que podemos encontrar todas operacções
apresentadas e para resolver, só temos que aplicar todas técnicas já explicadas.
Ex.8: (
2
9
+
3
4
) × (
1
3
− 2
6
8
)
Ex.9: [(4
5
12
− 3
13
24
) ×
4
7
+ (3
1
13
− 2
7
12
) × 1
1
11
] × 2
3
5
.
34
V. POTÊNCIA
5.1. Noção de potência
Uma potência de expoente natural é o resultado da multiplicação de um dado
número por si mesmo um certo número de vezes, ou seja, é uma forma de
representar sucessivas multiplicações de um só factor, repetido um determinado
número de vezes. Assim, podemos representar uma Potência de um expoente
natural de seguinte forma:
𝐚𝐧 = 𝒂 × 𝒂 × 𝒂 × 𝒂… onde: 𝑎 → base, 𝑛 → expoente
𝑛 – vezes
elevação do número « 𝒂 » no expoente « 𝒏 » .
5.2. Principais propriedades de potência
Seja 𝑎 base da potência em que 𝑎 ∈ 𝑅 e o seu expoente 𝑛 ∈ 𝑅, são válidas
as seguintes propriedades:
1) Toda potência de base 𝑎 positiva e com expoente 𝑛 par ou ímpar também
positivos, o resultado depois da operação será um número positivo;
22 = 4 ; 23 = 8
2) Toda potência de base 𝑎 negativa e com expoente 𝑛 par e positivo, o
resultado depois da operação será um número positivo;
(−2)2 = 4
3) Toda potência de base 𝑎 negativa e de expoente n ímpar, teremos um
número negativo;
(−2)3 = −8
4) Toda potência de base 𝑎 positiva ou negativa e com expoente 𝑛 zero, será
igual a 1;
35
a0 = 1 ; (−𝑎)0 = 1 → 300 = 1 ; 1000 0 = 1.
5) Divisão de duas potências de bases iguais e de expoentes diferentes,
mantem-se uma só base e subtrair-se os expoentes;
𝑎𝑛
𝑎𝑚
= 𝑎𝑛−𝑚 → 37/34 = 37−4= 33 = 27.
6) Multiplicação de duas potências de bases iguais, mantem-se uma só base e
soma-se os expoentes;
𝑎𝑛 × 𝑎𝑚 = 𝑎𝑛+𝑚 → 23 × 22= 23+2= 25= 32.
7) Potência de expoente 𝑛, em caso da existência de um outro expoente m que
se encontra ao lado do expoente n, mas fora de parenteses da expressão
exponencial, multiplica-se ambos expoentes;
(𝑎𝑛)𝑚 = 𝑎𝑛×𝑚 → (23)2 = 23×2= 26 = 64.
8) Toda potência de base 𝑎 e com expoente 𝑛 par ou ímpar negativos, neste
caso escreve-se o inverso de 𝑎 e o 𝑛 torna-se-á positivo;
𝑎−𝑛 =
1
𝑎𝑛
→ 3−2 =
1
32
; (
𝑎
𝑏
)
−𝑛
= (
𝑏
𝑎
)
𝑛
→ (
2
3
)
−2
= (
3
2
)
2
9) Multiplicação de duas potências de bases 𝑎 e 𝑏 diferentes e expoentes𝑛
iguais, multiplica-se as bases mantendo um só expoente;
𝑎𝑛 ∙ 𝑏𝑛 = (𝑎 ∙ 𝑏)𝑛 → 23 ∙ 53 = (2 ∙ 5)3 = 103.
Nota: veremos na segunda edição do manual a propriedade √𝑎𝑛
𝑚
, depois de
estudarmos os radicais detalhadamente.
Ex.1: Resolve a expressão:
1410
26×79
×
136×84
268
Para resolvermos esse tipo de exercício, temos os seguntes passos:
≫ Igualar as bases, isto é, decompor em factores ( as bases );
36
210×710
26 ×79
×
136×212
138 ×28
≫ Aplicar as propriedades.
210×710
26 ×79
×
136×212
138 ×28
= 2(10−6) ∙ 7(10−9) ∙ 13(6−8) ∙ 2(12−8) =
= 24 ∙ 71 ∙ 13−2 ∙ 24=2(4+4) ∙ 7 ∙ 13−2 =
28.7
132
=
1792
169
= 10
102
169
Exercícios adicionais ( trabalho individual )
Resolve:
a)
37×56
34×58
×
63×29
65×24
; b)
9
3+
1
2
34
÷
8
7−
1
3
274
.
37
VI. EXPRESSÕES ALGÉBRICAS
6.1. Definição de expressões algébricas
Chama-se expressões algébricas todas as expressões constituídas por
números em que não incidem outras operações além de: adições, multiplicações,
divisões e extracções de raizes ( com um número finito de dados ).
Ex.1: 4 + (6 ÷ 2) × 3 ; 3(4 × 5) × (4 ÷ 2).
As expressões algébricas classificam-se em racionais e irracionais,
esquematicamente teremos:
Esq. 6.1. Classificação de expressões algébricas
Expressões algébricas racionais são todas aquelas expressões que não
indicam nenhuma extracção de raiz em que o radicando contenha variável.
Ex.2: (𝑥 − 2) × 2 ; 𝑥2 + 𝑥 − 2
Expressões algébricas irracionais são todas as expressões que não são
racionais.
Ex.3: √𝑥
3
;
2𝑥+2
√𝑥2+1
Expressões algébricas racionais inteiras são aquelas que não indicam
nenhuma divisão em que a variável figura no divisor.
Expressões algébricas racionais fraccionárias são todas expressões que não
forem inteiras, isto é, indicam uma divisão em que a variável figura no divisor.
38
Ex.4:
2
𝑥+4
;
3𝑥−2
𝑥2
6.2. Expressões com variáveis
Expressões com variáveis consideram-se todas aquelas expressões
constituídos por números, operações ( divisão, multiplicação, adição e subtração
), parênteses, potências e variáveis.
Ex.1:
1
𝑥+1
; (3𝑥 − 2)/𝑥
Todas expressões com variáveis possuem domínio de números admissíveis ou
conjunto de solução ou ainda domínio da expressão ( números que podemos
escrever no lugar das variáveis ).
Para determinar o domínio de uma expressão com variável, temos a seguinte
tabela (6.1) de apoio:
Tabela 6.1
Tabala de apoio para determinar o domínio de uma expressão com variável
Nomeclatura Desenho Descrição
Intervalo numérico
- ∞ + ∞
(−∞ ;+∞)
Segmento ou interseção
- Intervalo fechado
[ ]
a b
[𝐚 ; 𝐛]
Intervalo
- Intervalo aberto
( )
a b
(𝐚 ; 𝐛)
Intervalo misto
- Semi-aberto à esquerda
- Semi-aberto à direita
( ]
a b
[ )
a b
(𝐚 ; 𝐛]
[𝐚 ; 𝐛)
39
Continuação da tabela 6.1
Intervalo que tende ao
infinito:
- Aberto tendendo ao +∞
- Fechado tendendo ao +∞
- Aberto tendendo ao −∞
- Fechado tendendo ao −∞
(
a
[
a
)
a
]
a
(𝒂 ; +∞)
[𝒂 ; +∞)
(−∞ ; 𝒂)
(−∞ ; 𝒂]
Assim, o exercício:
1
𝑥+1
, para determinarmos os números que são
admissíveis para a variável x, temos que diferenciar em primeiro lugar o
denominador a zero, assim teremos:
1
𝑥+1
→ 𝑥 + 1 ≠ 0 ⇒ 𝑥 ≠ −1
Assim, o domínio dos números admissiveis será : 𝐷 = (−∞;− 1) ∪
(−1;+∞) ou
𝐷𝑜𝑚𝑖𝑛𝑖𝑜 = {𝑥 ∈ 𝑅: 𝑥 ≠ −1}, isto é, a variável 𝑥 admite qualquer número real,
excepto −1.
Ex.2: Determine os números admissíveis da expressão: 𝑥2
Resolução: 𝑥 ∈ 𝑅
𝑅
𝐷 = (−∞;+∞)
Pela representação apresentada acima, resume-se que, a variável 𝑥 admite
qualquer número real.
40
OBS: O domínio de uma expressão racional fraccionária é o conjunto de
números reais que não anulam nenhum dos denomoinadores.
A tabela acima apresentada, nos será útel mais a diante, quando trataremos de
inequações e inequações quadráticas.
6.2.1. Mоnómios, Binómios e Polinómios numa variável
6.2.1.1. Monómio
Definição:
Chama-se monómio, uma constante ou uma expressão racional, pelo qual
estão indicadas por multiplicação.
Ex.1:
20
7
𝑥2 ; 4 ; 7𝑥
O grau de um monómio, considera-se o expoente da variável.
Ex.2:
20
7
𝑥2 → monómio de grau 2
OBS: Quando o monómio for uma constante ( número ), o grau desse
monómio será igual a zero.
Ex.3: 4 → monómio de grau 0, pelo que: 4 = 4𝑥0.
6.2.1.2. Binómio
Definição:
Chama-se binómio, duas expressões inteiras não semelhantes em que estão
indicadas por adição ou subtração.
Ex.1: 4𝑥 + 8𝑥𝑦 ; 𝑥 − 4𝑦𝑧.
6.2.1.3. Polinómios
Como é do nosso conhecimento que, entre as expressões racionais inteiras
contam-se os polinómios, isso permite-nos apresentar a seguinte definição de
polinómios.
Definição:
41
No universo 𝑅 , considera-se polinómio na variável real 𝑥, toda expressão do
tipo:
𝑎0𝑥
𝑛 + 𝑎1𝑥
𝑛−1 + 𝑎2𝑥
𝑛−2 +⋯ 𝑎𝑛−1 𝑥 + 𝑎𝑛
Onde: 𝑎0 ; 𝑎1 ; 𝑎2…𝑎𝑛−1 , 𝑎𝑛 → são considerados números Reais e 𝑛 →
designação dos elementos em 𝑁0 ( conjunto de números naturais incluindo o
zero ), assim:
𝑎0𝑥
𝑛 ; 𝑎1𝑥
𝑛−1 … 𝑎𝑛 ( monómios ), são chamados de termos do polinómios
e os números 𝑎0 ; 𝑎1 ; 𝑎2 … 𝑎𝑛 , são chamados de coificientes.
Ao termo 𝑎𝑛 , dá-se o nome de termo independente .
Ex.1: 4𝑥5 + 2𝑥4 + 6𝑥3 −
3
2
𝑥2 + 4 ; Polinómio que possui 5 termos, entre
os quais: 4 ; 2 ; 6 ;−
3
2
→ são os coeficientes e 4 → termo independente.
6.2.1.3.1. Domínio de um polinómio
Visto que as operações de adição, subtração e divisão são possíveis em 𝑅 e
todas estas operações são precisamente indicadas nos polinómios. Conclui-se
que o domínio de um polinómio é em 𝑅.
6.2.1.3.2. Grau de um polinómio
No caso em que o polinómio não se reduz, o grau do polinómio considera-se
maior dos graus dos seus termos ( monómios ) não nulos.
Ex.1: 8𝑥4 + 2𝑥 + 3 → polinómio de grau 4.
6.2.1.3.3. Polinómios ordenados
Dado polinómio: 𝑥2 + 2 + 4𝑥3 + 𝑥 ; temos como termos: 𝑥2 → cujo grau 2;
2 → cujo grau 0 ; 4𝑥3 → cujo grau 3 ; 𝑥 → cujo grau 1.
Podemos deste modo organizar ou ordenar segundo as potências crescentes
de 𝑥, assim teremos:
42
4𝑥3 + 𝑥2 + 𝑥 + 2
Logo, diz-se que o polinómio está ordenado segundo as potências crescentes
de variável 𝑥.
O polinómio acima representado tem como grau 3. E como todos os termos
de grau inferior ao terceiro nãosão nulos, o polinómio diz-se completo.
6.2.1.3.4. Operações com polinómio
1) Adição
Ex.1: Consideremos dados polinómios:
𝑥4 + 2𝑥 + 3
𝑥2 + 4 − 𝑥
Considerando que o primeiro polinómio seja igual 𝑓(𝑥) e o segundo
polinómio 𝑔(𝑥), teremos: 𝑓(𝑥) = 𝑥4 + 2𝑥 + 3 e 𝑔(𝑥) = 𝑥2 + 4 − 𝑥
Para calcular a soma 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥), temos que em primeiro lugar ordenar os
termos dos polinómios, por formas que fiquem em coluna de termos semelhantes
ordenados. Assim, teremos:
𝑓(𝑥) = 𝑥4 + 2𝑥 + 3
𝑔(𝑥) = 𝑥2 − 𝑥 + 4
𝑓(𝑥)
+
𝑔(𝑥)
} = 𝑥4 + 𝑥2 + 𝑥 + 7
Na adição dos polinómios são válidas as seguintes propriedades:
a) 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥) = 𝑔(𝑥) + 𝑓(𝑥) ⇒ propriedade comutativa;
b) (𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥)) + ℎ(𝑥) = 𝑓(𝑥) + (𝑔(𝑥) + ℎ(𝑥)) ⇒ propriedade
associativa;
c) 𝑓(𝑥) + 0 = 𝑓(𝑥) ⇒ propriedade do elemento neutro da adição.
2) Subtração
43
Considera-se diferença de dois polinómios 𝑓(𝑥) e 𝑔(𝑥), que representa-se
por 𝑓(𝑥) – 𝑔(𝑥), o polinómio que se obtém somando o polinómio 𝑓(𝑥) com
o simétrico de 𝑔(𝑥), isto é:
𝑓(𝑥) – 𝑔(𝑥) = 𝑓(𝑥) + (−𝑔(𝑥))
Ex.2: 𝑓(𝑥) = 4𝑥2 − 𝑥 + 2 e g(𝑥) = 3𝑥2 + 4𝑥
Pelo que: −𝑔(𝑥) = −3𝑥2 − 4𝑥
𝑓(𝑥) − 𝑔(𝑥) = 4𝑥2 − 𝑥 + 2 + (−3𝑥2 − 4𝑥) = 4𝑥2 − x + 2 − 3𝑥2 − 4𝑥
= 𝑥2 − 5x + 2
3) Multiplicação
Para multiplicar dois polinómios é necessário:
a) Multiplicar cada monómio do primeiro polinómio com cada monómio do
segundo polinómio;
b) Agrupar os termos semelhantes e simplificar os termos simétricos.
Ex.3: (𝑥 − 2) × (𝑥 − 3) = 𝒙𝟐 − 3𝑥 − 2𝑥 + 𝟔 = 𝑥2 − 5𝑥 + 6
4) Divisão
Dividir um polinómio 𝑓(𝑥) por um outro 𝑔(𝑥) , significa encontrar os
polinómios 𝑚(𝑥) → quociente e 𝑟(𝑥) → o resto, que satisfazem as seguintes
exigências ( condições ):
a) 𝑔(𝑥) × 𝑚(𝑥) + 𝑟(𝑥) = 𝑓(𝑥);
b) O expoente do polinómio 𝑟(𝑥) é menor que o expoente do polinómio
𝑔(𝑥).
Ex.4: Divide os seguintes polinómios:
(16𝑥3 + 8𝑥2 − 5𝑥 + 2) ÷ (4𝑥2 − 𝑥 + 2);
Orientações metodológica:
44
≫ Dividir o monómio 16𝑥2 por primeiro monómio do divisor;
16𝑥3
4𝑥2
= 4𝑥
≫ Multiplicar a expressão obtida com o divisor;
4𝑥 × (4𝑥2 − 𝑥 + 2) = 16𝑥3 − 4𝑥2 + 8𝑥
≫ Meter o resultado da multiplicação por baixo do dividendo em
correspondência com os expoentes;
≫ O sinal menos (−) multiplicará com o polinónomio 16𝑥3 − 4𝑥2 + 8𝑥;
−(16𝑥3 − 4𝑥2 + 8𝑥)= −16𝑥3 + 4𝑥2 − 8𝑥
≫ Realize facilmente as operações de adição e subtração e assim
sucessivamente até encontrarmos uma expressão 𝑟(𝑥) de expoente menor que
𝑔(𝑥).
≫ Verificar o resultado, isto e multiplicando o valor do quociente com o
valor do divisor e somar com o resto e tem que ser igual ao valor do dividendo.
A divisão pode ser feito da seguinte forma:
16𝑥3 + 8𝑥2 − 5𝑥 + 2 4𝑥2 − 𝑥 + 2
-(16𝑥3 − 4𝑥2 + 8𝑥) 4𝑥 + 3
12𝑥2 − 13𝑥 + 2
-(12𝑥2 − 3𝑥 + 6)
−10𝑥 − 4
Verificando o resultado:
((4𝑥2 − 𝑥 + 2) ∗ (4𝑥 + 3)) + (−10𝑥 − 4) = 16𝑥3 + 8𝑥2 − 5𝑥 + 2
Existe uma outra maneira para verificar o resultado obtido na divisão de dois
polinómios, só temos que meter qualquer número no lugar da variável 𝑥, o valor
do membro esquerdo e direito devem ser iguais.
45
Na prática pegaremos: 𝑥 = 0 ou 𝑥 = 1
Quando 𝑥 = 0, obteremos:
Membro esquerdo
↓
((4𝑥2 − 𝑥 + 2) ∗ (4𝑥 + 3)) + (−10𝑥 − 4)
↓
((4. 02 − 0 + 2) ∗ (4.0 + 3)) + (−10.0 − 4)
↓
2 ∗ 3 − 4 = 2
Membro direito
↓
16𝑥3 + 8𝑥2 − 5𝑥 + 2 → 16. 03 + 8. 02 − 5.0 + 2 = 2
Quando 𝑥 = 1, obteremos:
Membro esquerdo
↓
((4𝑥2 − 𝑥 + 2) ∙ (4𝑥 + 3)) + (−10𝑥 − 4)
↓
((4. 12 − 1 + 2) ∙ (4.1 + 3)) + (−10.1 − 4)
↓
5 ∙ 7 − 14 = 35 − 14 = 21.
Membro direito
↓
16𝑥3 + 8𝑥2 − 5𝑥 + 2 → 16. 13 + 8. 12 − 5.1 + 2 = 16 + 8 − 5 + 2 = 21.
Analisando que o valor do membro direito igual a membro esquerdo,
podemos concluir que a divisão foi bem realizada.
4) Factorização de um polinómio
46
Sabendo que um polinómio é uma soma de monómios não semelhantes, mas
num dado polinómio pode-se encontrar o chamado factor comum.
Chama-se factor comum dum polinómio ao número divisível por todos os
números que constituem o polinómio e que no qual podem ou não possuir a
mesma parte literal (variável).
Ex.1: 6𝑎𝑥 − 3𝑎2𝑥2 + 9𝑎3𝑥 = 𝟑𝒂𝒙 (2 − 𝑎𝑥 + 3𝑎2)
Factor comum
5) Fórmulas de simplificação da multiplicação de expressões
a) Diferença de quadrados
𝑥2 − 𝑎2 = (𝑥 − 𝑎)(𝑥 + 𝑎)
b) Quadrado perfeito da soma
O quadrado perfeito da soma é quadrado do primeiro termo, mais o dobro do
produto do primeiro pelo segundo, mais quadrado do segundo termo.
(𝑥 + 𝑎)2 = 𝑥2 + 2𝑎𝑥 + 𝑎2
c) Soma de cubos
(𝑥3 + 𝑎3) = (𝑥 + 𝑎)(𝑥2 − 𝑎𝑥 + 𝑎2)
d) Cubo perfeito da soma
(𝑥 + 𝑎)3 = 𝑥3 + 3𝑥2𝑎 + 3𝑥𝑎2 + 𝑎3
e) Cubo perfeito da diferença
(𝑥 − 𝑎)3 = 𝑥3 − 3𝑥2𝑎 + 3𝑥𝑎2 − 𝑎3
f) Diferença de cubos
(𝑥3 − 𝑎3) = (𝑥 − 𝑎)(𝑥2 + 𝑎𝑥 + 𝑎2)
g) Quadrado de 3 membros
(𝑥 + 𝑦 + 𝑎)2 = 𝑥2 + 𝑦2 + 𝑎2 + 2𝑥𝑦 + 2𝑎𝑥 + 2𝑎𝑦
h) Quadrado perfeito da diferença
47
(𝑥 − 𝑎)2 = 𝑥2 − 2𝑎𝑥 + 𝑎2
Exercícios de aplicação:
1) (𝑥 + 3)2 − 16 = (𝑥 + 3)2 − 42 = (𝑥 + 3 − 4)(𝑥 + 3 + 4) =
= (𝑥 − 1)(𝑥 + 7)
Diferença de quadrado
2) 4𝑥3 − 4𝑦3 = 4(𝑥3 − 𝑦3) = 4(𝑥 − 𝑦)(𝑥2 + 𝑥𝑦 + 𝑦2)
Diferença de cubos
3) 6𝑥2 + 24𝑥𝑦 + 24𝑦2 = 6(𝑥2 + 4𝑥𝑦 + 4𝑦2) = 6(𝑥 + 2𝑦)2
Quadrado perfeito da soma
6.3. Expressões racionais
6.3.1. Definições
Chama-se fracção algébrica toda 𝑎 expressão da forma
𝑎
𝑏
, em que 𝑎 e 𝑏 são
considerados termos da fracção, no qual 𝑎 → numerador e 𝑏 → denominador.
Ex.1:
𝑥+2
(𝑥+1)2
;
𝑥+4
(𝑥+3)(𝑥+1)
;
2
𝑥+1
Toda fracção, em que o numerador e o denominador são polinómios, como
nos exemplos acima, toma o nome de fracção racional (denominador não nulo).
6.3.2. Domínio de expressões racionais fraccionárias
No domínio em 𝑅, a divisão só é possível se o divisor for diferente de zero.
Assim, o domínio de uma expressão racional fraccionária é um conjunto de
números que não anulam nenhum dos denominadores. E com ajuda da tabela
(5.1), apresentada nas expressões com variáveis, permite-nos determinar o
domínio de uma determinada expressão racional fraccionária dada.
48
Ex.2: Determine o domínio da fracção raccional:
1
𝑥 + 3
+
2
𝑥 + 1
Para determinarmos o domínio dessa fracção, temos que:
≫ Diferenciar os numeradores a zero, caso tiverem variáveis;
𝑥 + 3 ≠ 0 ⇒ 𝑥 ≠ −3 ; 𝑥 + 1 ≠ 0 ⇒ 𝑥 ≠ −1 ; assim o domínio será:
Domínio = { 𝑥 ∈ 𝑅: 𝑥 ≠ −3 ; 𝑥 ≠ −1} ou D = (−∞ , −3) ∪ (−3,−1) ∪
(−1 ,+ ∞).
6.4. Simplifição de fracções algébricas
Dada expressão fraccionária algébrica,
𝑥+2
𝑥2+3𝑥+2
, para simplificar é
necessário:
1) Decompor em factores o numerador e o denominador, caso seja possível;
𝑥+2
(𝑥+2)(𝑥+1)
2) Simplificar os termos semelhantes.
𝑥+2
(𝑥+2)(𝑥+1)
=
1
𝑥+1
Exercícios adicionais ( trabalho individual )
Simplifique as expressões:
a)
𝑥+1
𝑥2+𝑥
;
b)
𝑥3+𝑥2+𝑥
𝑥
6.4.1. Operações com fracções algébricas racionais1) Adição e subtração
Para efectuar uma adição ou uma subtração de duas fracções racionais, é
necessário:
49
a) Diferenciar os denominadores a zero, caso tenham variáveis;
b) Determinar o denominador comum;
c) Reduzir o numerador,isso é, agrupando os termos semelhantes e
efectuando a subtração ou adição;
d) Decompor a fracção e simplificá-la, caso for possível.
Ex.1:
𝑥
𝑥+2
+
4
𝑥2+3𝑥+2
;
𝑥 + 2 ≠ 0 ⇒ 𝑥 ≠ −2
𝑥2 + 3𝑥 + 2 ≠ 0⇔(𝑥 + 2)(𝑥 + 1) ≠ 0 ⇨ {
𝑥 + 2 ≠ 0
𝑥 + 1 ≠ 0
⇔ {
𝑥 ≠ −2
𝑥 ≠ −1
𝑥
𝑥+2
+
4
(𝑥+2)(𝑥+1)
=
𝑥(𝑥+1)+4
(𝑥+2)(𝑥+1)
=
𝑥2+𝑥+4
(𝑥+2)(𝑥+1)
(𝑥 + 1) (1)
2) Multiplicação
Para multiplicar duas fracções algébricas, temos que ter em conta o seguinte:
a) Numerador é o produto dos numeradores;
b) Denominador é o produto dos denominadores;
c) Diferenciar o denominador a zero, caso tenha variável;
d) Simplificar a fracção, caso seja possível.
Ex.2:
𝑥
𝑥+1
×
𝑥2−1
𝑥2+2𝑥
=
𝑥
𝑥+1
×
(𝑥−1)(𝑥+1)
𝑥(𝑥+2)
=
𝑥−1
𝑥+2
3) Divisão
Como a divisão é a operação inversa da multiplicação,isso quer dizer que,
perante uma divisão de duas expressões algébricas temos que aplicar essa
inversabilidade, cujo segundo termo escreveremos o seu recíproco. Deste modo
,teremos o seguinte:
50
Ex.3:
4𝑥
𝑥+2
÷
𝑥2
𝑥3+8
Resolução:
Transformando a divisão em multiplicação, teremos:
4𝑥
𝑥+2
÷
𝑥2
𝑥3+8
=
4𝑥
𝑥+2
×
𝑥3+8
𝑥2
=
4𝑥
𝑥+2
×
𝑥3+23
𝑥.𝑥
=
=
4𝑥
𝑥+2
×
(𝑥+2)(𝑥2−2𝑥+4)
𝑥.𝑥
=
𝟒 (𝑥2−2𝑥+4)
𝒙
=
4𝑥2−8𝑥+16
𝒙
= 4𝑥 − 8 +
16
𝑥
.
51
VII. FUNÇÃO
7.1. Conceito de função
Função considera-se a dependência da variável 𝑦 na variável 𝑥, mediante a
qual, para cada elemento da variável 𝑥 corresponde a um único elemento da
variável 𝑦.
Uma função representa-se da seguinte maneira: 𝑓(𝑥) → 𝑦 ou ainda 𝑓(𝑥) =
𝑦, lê-se função 𝑓 de 𝑥.
Para resolver uma função, temos que ter em conta o seguinte:
1) 𝐷(𝑥): domínio da função (constituído por elementos da variável x);
2) 𝐸(𝑥): conjunto imagem (constituído por todos elementos da variável y);
3) 𝑥: variável independente;
4) 𝑦: variável dependente;
5) (X0Y): eixos;
6) 𝑓(𝑥0): valor da função no ponto 𝑥0.
7.2. Formas de definição de uma função
Formas de definição de uma função
{
Analítica: 𝑐𝑜𝑚 𝑎𝑗𝑢𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑚𝑎 𝑓ó𝑟𝑚𝑢𝑙𝑎
Tabular: 𝑐𝑜𝑚 𝑎𝑗𝑢𝑑𝑎 𝑑𝑒 𝑢𝑚𝑎 𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙𝑎
Gráfica: com ajuda de um gráfico
Esq. 7.1. Formas de definição de uma determinada função em 𝑅
Ex.1: Resolve:
𝑦 = 2𝑥 + 1
52
Para resolver teremos de ter em conta o seguinte:
1) Construir uma tabela de valores;
2) Atribuir quaisquer elementos na variável 𝑥 ( dois, três elementos ou mais)
e substitui-los na fórmula, por formas a determinar os valores da variável 𝑦;
3) Construir o gráfico.
Resolvendo, teremos a seguinte tabela e gráfico:
𝑥 −2 −1 0 1 2
𝑦 = 𝑓(𝑥) −3 −1 1 3 5
𝑥 = −2 → 𝑓(−2) = 2. (−2) + 1 = −3;
𝑥 = −1 → 𝑓(−1) = 2(−1) + 1 = −1;
𝑥 = 0 → 𝑓(0) = 2 ∙ 0 + 1 = 1;
𝑥 = 1 → 𝑓(1) = 2 ∙ 1 + 1 = 3
𝑥 = 2 → 𝑓(2) = 2 ∙ 2 + 1 = 5
Gráf. 7.1. Representação gráfica da função 𝑦 = 2𝑥 + 1
53
7.3. Monotonia das funções
Quanto a monotonia, as funções podem ser:
1- Função crescente
Consideramos a 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1, pelo que : 𝑥 ∈ 𝑅 . Pela representação
gráfica (𝑔𝑟𝑎𝑓. 1 ), vimos que é visível uma recta. Para melhor análise da
monotonia da função pegaremos os pontos: A(𝑥1; 𝑦1) e B(𝑥2; 𝑦2) → 𝐴(−2;−3)
e 𝐵(1; 3),
{
𝑥1 = −2
𝑥2 = 1
e {
𝑦1 = −3
𝑦2 = 3
Comparando dadas coordenadas: 𝑥1 < 𝒙𝟐 e 𝑦1 < 𝒚𝟐 , vê-se que, o maior
valor da abcissa (eixo horizontal) corresponde o maior valor da ordenada (eixo
vertical), isto é, os valores de x aumentam e os valores de y também aumentam.
Definição: uma função chama-se crescente no intervalo numérico de 𝑥, se o
maior valor da abcissa corresponde precisamente o maior valor da ordenada.
2- Função decrescente
Dada função : 𝑓(𝑥) = −2𝑥 + 1, apresentando graficamente:
𝑥 −2 −1 0 1 2
𝑦 = 𝑓(𝑥) 5 3 1 −1 −3
𝑥 = −2 → 𝑓(−2) = −2 ∙ (−2) + 1 = 5;
𝑥 = −1 → 𝑓(−1) = −2(−1) + 1 = 3;
𝑥 = 0 → 𝑓(0) = −2 ∙ 0 + 1 = 1;
𝑥 = 1 → 𝑓(1) = −2 ∙ 1 + 1 = −1
𝑥 = 2 → 𝑓(2) = −2 ∙ 2 + 1 = −3
54
Gráf.7.2. Representação gráfica da função 𝑦 = −2𝑥 + 1
A(𝑥1; 𝑦1) e B(𝑥2; 𝑦2) → 𝐴(−2; 5) e 𝐵(1;−1),
{
𝑥1 = −2
𝑥2 = 1
e {
𝑦1 = 5
𝑦2 = −1
Veremos que: 𝑥1 < 𝒙𝟐 𝑒 𝒚𝟏 > 𝑦2 , em que, o maior valor da abcissa (eixo
horizontal) corresponde o menor valor da ordenada (eixo vertical ), isto é,
valores de 𝑥 aumentam e os valores de 𝑦 diminuem.
Definição: uma função chama-se decrescente, aquela que decresce no
intervalo numérico de 𝒙, se o maior valor da abcissa corresponde precisamente
o menor valor da ordenada.
7.4. Raiz de uma função
Considera-se raiz de uma função a intercepção do gráfico de uma função na
recta 0𝑋. Em outras palavras mais simples, a raiz de uma funções qualquer,
aparece nas condições, quando o valor da variável dependente 𝑦 for igual a zero,
pois no momento em que a recta intersecta o eixo 0𝑋, 𝑦 = 0.
55
Gráf. 7.3. Demonstração gráfica das raízes da função 𝑦 = 𝑥3 + 2𝑥2 − 5𝑥 − 6
7.5. Intervalo do sinal de uma função
Intervalo do sinal de uma função, considera-se os intervalos onde a função
conserva o seu sinal.
Por exemplo a função:
𝑦 = 𝑥3 + 2𝑥2 − 5𝑥 − 6
Conforme o 𝑔𝑟𝑎𝑓. 7.3, podemos notar que uma parte do gráfico encontra-se
abaixo do eixo 0𝑋, então a função conserva sinal menos ( − ) nos intervalos:
𝑥 ∈ (−∞;−3) ∪ (−1; 2)
Conforme o 𝑔𝑟𝑎𝑓. 7.3, podemos notar ainda que uma parte do gráfico
encontra-se acima do eixo 0𝑋, então a função conserva sinal mais ( + ) nos
intervalos:
𝑥 ∈ (−3;−1) ∪ (2;+∞)
Nos pontos 𝐴(−3; 0), 𝐵(−1; 0), 𝐶(2; 0), gráfico interseta o eixo 0𝑋. Então
podemos concluir que: 𝑥 = {−3,−1,2} , são as raízes da equação:
56
𝑥3 + 2𝑥2 − 5𝑥 − 6 = 0
Graficamente teremos:
Gráf. 7. 4. Representação gráfica dos sinais da função 𝑦 = 𝑥3 + 2𝑥2 − 5𝑥 − 6
7.6. Funções pares e ímpares
Definição: Chamam-se Funções pares todas funções em que cumpri-se a
seguinte condição:
𝑓(−𝑥) = 𝑓(𝑥) (7.1)
O gráfico da função par é simétrico na recta 0𝑌.
Exemplo. Dada função, 𝑓(𝑥) = 𝑥2, verificaremos a condição acima
apresentada, 𝑓(𝑥) = 𝑦 = 𝑥2, substituindo na condição 3 obteremos:
𝑓(− 𝑥)2 = (−𝑥)2 = 𝑥2 = 𝑓(𝑥)
Vimos que, a condição da função par e aceitável, então dada função
considera-se par. Agora veremos o seu gráfico:
𝑥 −2 −1 0 1 2
𝑦 = 𝑓(𝑥) 4 1 0 1 4
x
y
57
𝑥 = −2 → 𝑓(−2) = (−2)2 = 4;
𝑥 = −1 → 𝑓(−1) = (−1)2 = 1;
𝑥 = 0 → 𝑓(0) = (0)2 = 0.
𝑥 = 1 → 𝑓(1) = (1)2 = 1;
𝑥 = 2 → 𝑓(2) = (2)2 = 4;
Gráf. 7.5. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥2
Definição: Consideram-se funções ímpares todas funções em que cumpri-se
a condição:
𝑓(−𝑥) = −𝑓(𝑥) (7.2)
O grafico da função ímpar é relativamente simétrico no começo das
coordenadas (0,0).
Exemplo: Dada função, 𝑓(𝑥)3 , verficando a condição, teremos:
𝑓(−𝑥) = (−𝑥)3 = −𝑥3 = −𝑓(𝑥),
a condição é aceitável e teremos o seguinte gráfico:
58
𝑥 = −2 → 𝑓(−2) = (−2)3 = −8;
𝑥= −1 → 𝑓(−1) = (−1)3 = −1;
𝑥 = 0 → 𝑓(0) = (0)3 = 0;
𝑥 = 1 → 𝑓(1) = (1)3 = 1;
𝑥 = 2 → 𝑓(2) = (2)3 = 8.
Gráf. 7.6. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥3
7.7. Funções numéricas
Consideram-se Funções numéricas, todas as funções em que são aplicadas as
seguintes condições:
𝐷(𝑓) ⊂ 𝑅 e 𝐸(𝑓) ⊂ 𝑅
Assim, as funções numéricas podem ser:
1- Função linear
Função dada pela fórmula:
𝑥 −1 −2 0 1 2
𝑦 −8 −1 0 1 8
59
𝑎1𝑥 + 𝑎2𝑦 + 𝑎3 = 0 (7.3)
Onde: 𝑎1, 𝑎2, 𝑎3 ∈ 𝑅
Com ajuda da fórmula acima escrita, obteremos:
𝑎2𝑦 = −𝑎1𝑥 − 𝑎3
Sabendo que 𝑎2 ≠ 0 , as duas partes serão dividas por 𝑎2, obteremos:
𝑦 = −
𝑎1
𝑎2
𝑥 −
𝑎3
𝑎2
Vamos designar:
{
𝑎 = −
𝑎1
𝑎2
𝑏 = −
𝑎3
𝑎2
, (7.4)
Então obteremos equação da recta na forma canónica:
𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 (7.5)
Onde 𝑥 e 𝑦 consideram-se variáveis, 𝑎 e 𝑏 números reais, em que 𝑎
coeficiente do ângulo.
Gráfico será uma recta e para construção necessita-se de dois importantes
pontos:
≫ Primeiro ponto 𝐴(𝑥0; 0) → ponto de intersecção do gráfico no eixo 0𝑋.
Analisando que 𝐴(𝑥0; 0) ∈ gráfico 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏, então:
0 = 𝑎 ∙ 𝑥0 + 𝑏 → 𝑥0 = −𝑏/𝑎
≫ Segundo ponto 𝐵(0; 𝑦0) → ponto de intersecção do gráfico no eixo 0𝑌.
Analisando que 𝐵(0; 𝑦0) ∈ o gráfico 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏, então:
𝑦0 = 𝑎 ∙ 0 + 𝑏 → 𝑦0 = 𝑏
Conclusão:
60
{
𝐴(𝑥0; 0)
𝐵(0; 𝑦0)
= {
𝐴 (−
𝑏
𝑎
; 0)
𝐵(0; 𝑏)
Ex.1: 2𝑥 + 3𝑦 + 6 = 0
Essa determinada equação encontra-se na forma geral, agora vamos
transformá-la na forma canónica:
2𝑥 + 3𝑦 + 6 = 0
3𝑦 = −2𝑥 – 6
𝑦 = −
2
3
𝑥 − 2
Com ajuda desses dois pontos traça-se a recta.
O primeiro ponto 𝐴 (𝑥0, 0 ) ∈ y = −
2
3
𝑥 − 2 → ponto de intersecção do
gráfico no eixo 0𝑋:
0 = −
2
3
𝑥0 − 2
𝑥0 = −3
O segundo ponto 𝐵(0,𝑦0) ∈ y = −
2
3
𝑥 − 2 → ponto de intersecção do gráfico
no 0𝑌.
𝑦0 =
2
3
∙ 0 − 2
𝑦0 = −2
Gráfico da determinada função passa nos dois pontos 𝐴(−3; 0) e 𝐵(0;−2),
logo teremos a seguinte tabela e representação gráfica:
𝑥 −3 0
𝑦 0 −2
61
Gráf. 7.7. Representação gráfica da função y = −
2
3
𝑥 − 2
Notamos que a direcção do gráfico da função depende do coeficiente do
ângulo 𝑎:
a) Se 𝑎 > 0, gráfico da função terá uma direcção positiva no eixo 0𝑋 (função
crescente) formando um ângulo menor de 90 graus (agudo).
Ex.2: 2𝑥 − 𝑦 + 1 = 0
Essa determinada equacação encontra-se na forma geral, agora vamos
transformá-la na forma canónica:
2𝑥 − 𝑦 + 1 = 0
−𝑦 = −2𝑥 − 1
𝑦 = 2𝑥 + 1
Primeiro ponto 𝐴(𝑥0, 0):
0 = 2 ∙ 𝑥0 + 1
𝑥 −1 2⁄ 0
𝑦 0 1
62
𝑥0 = −1/2
Segundo ponto 𝐵(0, 𝑦0):
𝑦0 = 2 ∙ 0 + 1
𝑦0 = 1
b) Se 𝑎 < 0, gráfico da função terá uma direcção positiva no eixo O𝑥 (
função descrecente), formando um ângulo obtuso, maior de 90 graus.
Ex.3: 2𝑥 + 𝑦 − 1 = 0
Esta determinada equação encontra-se na forma geral, agora vamos
trnsformá-la na forma canónica:
2𝑥 + 𝑦 − 1 = 0
𝑦 = −2𝑥 + 1
Primeiro ponto 𝐴(𝑥0, 0):
0 = −2 ∙ 𝑥0 + 1
𝑥0 = 1/2
Segundo ponto 𝐵(0, 𝑦0):
𝑦0 = −2 ∙ 0 + 1
𝑦0 = 1.
A recta da determinada função 𝑦 = −2𝑥 + 1 passa nos dois pontos principais
- 𝐴(1/2; 0) 𝑒 𝐵(0; 1) e a recta da função 𝑦 = 2𝑥 + 1 passa nos dois pontos
principais - 𝐴(−1/2; 0) 𝑒 𝐵(0; 1) , logo teremos as seguintes representações
gráficas:
𝑥 1/2 0
𝑦 0 1
63
Gráf. 7.8. Representação gráfica da função 𝑦 = 2𝑥 + 1 linear crescente com
𝑎 = 2
Gráf. 7. 9. Representação gráfica da função 𝑦= −2𝑥 + 1 linear descrescente com
𝑎 = −2
Casos especiais:
Analisaremos mais uma vez equação da recta na forma geral:
𝑎1𝑥 + 𝑎2𝑦 + 𝑎3 = 0
64
São possíveis 3 casos especiais:
1) Quando 𝑎3 = 0 ; a partir da expressão (7.4) que possui 𝑏 = −
𝑎3
𝑎2
, daí
obteremos 𝑏 = 0, então a função (7.5) terá a seguinte forma:
𝑦 = 𝑎𝑥
Gráfico será uma recta e para construção necessita-se de dois importantes
pontos:
≫ Quando 𝑥 = 0 , 𝑦 = 𝑎 ∙ 0 = 0, a recta da função sempre passa no ponto
(0,0);
≫ Quando 𝑥 = 1 , 𝑦 = 𝑎 ∙ 1 = 𝑎, a recta da função sempre passa no ponto
(1, 𝑎).
Ex.4: −3𝑥 + 2𝑦 = 0
Segundo a comparação da determinada funcão do exemplo acima com a
equação canónica da recta:
𝑎1𝑥 + 𝑎2𝑦 + 𝑎3 = 0
Notaremos que: 𝑎1 = −3 , 𝑎2 = 2 , 𝑎3 = 0 , a partir da expressão (7.4),
obteremos:
{
𝑎 = −
𝑎1
𝑎2
= −
−3
2
=
3
2
𝑏 = −
𝑎3
𝑎2
= −
0
2
= 0
Então a equacão (7.5) terá a forma:
𝑦 =
3
2
x (*)
Na prática podemos fazer de seguinte maneira:
– 3𝑥 + 2𝑦 = 0
2𝑦 = 3𝑥
65
𝑦 =
3
2
x
Gráf. 7.10. Representação gráfica da função y =
3
2
x
2) Quando 𝑎2 = 0 ; a partir da equação (7.3), obteremos:
𝑎1𝑥 + 𝑎3 = 0
𝑎1𝑥 = −𝑎3
𝑥 = −
𝑎3
𝑎1
Ex.5: 2𝑥 − 5 = 0
2𝑥 − 5 = 0
2𝑥 = 5
𝑥 =
5
2
𝑥 0 1
𝑦 0 3 2⁄
66
Gráf. 7.11. Representação gráfica da função x =
5
2
3) Quando 𝑎1 = 0 ; a partir da equação (7.3), obteremos:
𝑎2𝑦 + 𝑎3 = 0
𝑎2𝑦 = −𝑎3
𝑦 = −
𝑎3
𝑎2
Ex.6: 2𝑦 − 5 = 0
2𝑦 − 5 = 0
2𝑦 = 5
𝑦 =
5
2
.
67
Gráf. 7.12. Representação gráfica da função y =
5
2
2- Função quadrática
Funcão quadrática na forma canónica, possui a forma:
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐
Para melhor compreensão e interpretação por parte dos leitores, vamos
analisar muito detalhadamente os três principais e essencias casos que
frequentemente aparecem nos estudos das funções quadráticas. Deste modo,
temos:
≫ Primeiro caso, quando 𝑏 = 𝑐 = 0, função quadrática apresenta-se na
forma simples:
𝑦 = 𝑎𝑥2 (7.6)
Notamos que função (7.6) é par, porque:
𝑦(−𝑥) = 𝑎(−𝑥)2 = 𝑎𝑥2 = 𝑦(𝑥).
Quando 𝑎 > 0, gráfico será do tipo:
68
Quando 𝑎 < 0, gráfico será do tipo:
Vimos que gráfico da função sempre passa no ponto inicial (0; 0) e
relativamente simétrico ao eixo 0𝑌.
Para a contrução do gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥2 são necessários no mínimo 5
pontos simétricos:
(−2; −1; 0; 1; 2)
Ex.1: 𝑦 =
3
2
𝑥2
𝑥 −2 −1 0 1 2
𝑦 6 3 2⁄ 0 3 2⁄ 6
Parábola
Vértice da parábola
Parábola
Vértice da parábola
69
Gráf. 7.13. Representação gráfica da função 𝑦 =
3
2
𝑥2
≫ Segundo caso, quando b = 0, função quadrática apresenta-se na forma
simples:
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑐
𝑦 − 𝑐 = 𝑎𝑥2
Substituindo:
{
𝑋 = x
𝑌 = 𝑦 − 𝑐
Obteremos:
𝑌 = 𝑎 ∙ 𝑋2 (7.7)
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = x
0 = 𝑦 − 𝑐
↔ {
𝑥 = 0
𝑦 = 𝑐
O gráfico da função (7.7), constrói-se igualmente como o gráfico da função
(7.6) e relativamente simétrico ao eixo 0𝑌. A diferença entre ambos é que o
gráfico da função (7.6) possui vértice no ponto (0;0), e gráfico da função (7.7)
possui vértice no ponto 𝐴(0; 𝑐 ).
70
Agora mostraremos no gráfico a movimentação (transferência) paralela dos
eixos:
𝑂(0; 0)→ 𝐴(0; 𝑐)
Gráf. 7.14. Demonstração da movimentação paralela dos eixos
Para a contrução do gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑐 são necessários no
mínimo 5 pontos simétricos relativamente ao ponto 𝟎:
(−2; −1; 𝟎; 1; 2)
Ex.2: 𝑦 = 2𝑥2 − 3
𝑦 = 2𝑥2 − 3
𝑦 + 3 = 2𝑥2
Substituindo:
{
𝑋 = 𝑥
𝑌 = 𝑦 + 3
Obteremos:
𝑌 = 2 ∙ 𝑋2
71
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = x
0 = 𝑦 + 3
↔ {
𝑥 = 0
𝑦 = −3
Para a contrução do gráfico da função 𝑦 = 2𝑥2 − 3 são necessários no
mínimo 5 pontos simétricos relativamente ao ponto 0:
(−2;−1; 𝟎; 1; 2)
x -2 -1 0 1 2
y 5 -1 -3 -1 5
𝑦 = 2𝑥2 − 3
𝑥 = −2 → 𝑓(−2) = 2(−2)2 − 3 = 5;
𝑥 = −1 → 𝑓(−1) = 2(−1)2 − 3 = −1;
𝑥 = 0 → 𝑓(0) = 2(0)2 − 3 = −3;
𝑥 = 1 → 𝑓(1) = 2(1)2 − 3 = −1;
𝑥 = 2 → 𝑓(2) = 2(2)2 − 3 = 5.
Gráf. 7.15. Representação gráfica da função 𝑦 = 2𝑥2 − 3
72
Na prática faz-se de uma forma mais simples e simplificada:
Ex.3: 𝑦 = 2𝑥2 − 3
Determinar as coordenadas do vértice 𝐴(0; 𝑐) → 𝐴(0;−3)
Para a contrução do gráfico da função 𝑦 = 2𝑥2 − 3, são necessários no
mínimo 5 pontos simétricos relativamente ao ponto 0:
(−2;−1; 𝟎; 1; 2)
𝑥 −2 −1 𝟎 1 2
𝑦 5 −1 −3 −1 5
O gráfico constrói-se igualmente como construímos acima.
≫ Terceiro caso, analisaremos a função quadrática completa:
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 (7.8)
onde: 𝑎, 𝑏, 𝑐 consideram-se constante em 𝑅, pelo que 𝑎 ≠ 0.
Para construir gráfico da função (7.8), utilizaremos a forma canónica da
própria função (7.8), de seguinte modo:
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐
𝑦 = 𝑎(𝑥2 + 2
𝑏
2𝑎
𝑥 +
𝑏2
4𝑎2
) −
𝑏2
4𝑎
+ c
𝑦 = 𝑎(𝑥 +
𝑏
2𝑎
) 2 + 𝑐 −
𝑏2
4𝑎
𝑦 = 𝑎(x +
𝑏
2𝑎
) 2 +
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
𝑦 −
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
= 𝑎(𝑥 +
𝑏
2𝑎
) 2
Substituindo:
{
𝑋 = 𝑥 +
𝑏
2𝑎
𝑌 = 𝑦 −
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
73
Obteremos:
𝑌 = 𝑎 ∙ 𝑋2 (7.9)
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = 𝑥 +
𝑏
2𝑎
0 = 𝑦 −
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
↔ {
𝑥 = −
𝑏
2𝑎
𝑦 =
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
Gráfico da função (7.9), constrói-se igualmente como o gráfico da função
(7.6). A diferença entre ambos é que o gráfico da função (7.6) possui vértice no
ponto (0,0) e relativamennte simétrico ao eixo 0𝑌, e gráfico da função (7.8)
possui vértice no ponto 𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
) e relativamennte simétrico a recta 𝑥 =
−
𝑏
2𝑎
.
Agora mostraremos no gráfico a movimentação (transferência) paralela dos
eixos:
𝑂(0; 0) → 𝐴(−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
)
Gráf. 7.16. Demonstração da movimentação paralela dos eixos
74
Para construir gráfico da determinada função 𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ,
construiremos da função 𝑌 = 𝑎 ∙ 𝑋2 , com o começo da coordenada no ponto
𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
). O gráfico dessa função é relativamente simétrico a recta 𝑥 =
−
𝑏
2𝑎
. O gráfico será construído com ajuda de 5 pontos simétricos relativamente
a recta −
𝑏
2𝑎
.
(−
𝑏
2𝑎
− 2;−
𝑏
2𝑎
− 1;−
𝒃
𝟐𝒂
; −
𝑏
2𝑎
+ 1;−
𝑏
2𝑎
+ 2).
Ex.4: 𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3
𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3
𝑦 = (𝑥2 − 2𝑥 + 1) − 4
𝑦 = (𝑥 − 1)2 − 4
𝑦 + 4 = (𝑥 − 1)2
Substituindo:
{
𝑋 = 𝑥 − 1
𝑌 = 𝑦 + 4
Obteremos:
𝑌 = 𝑋2
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = x − 1
0 = 𝑦 + 4
↓
{
𝑥 = 1
𝑦 = −4
75
Para construir o gráfico da determinada função 𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3 ,
construiremos da função 𝑌 = 𝑋2, com o começo da coordenada no ponto
𝐴(1,−4). O gráfico dessa função é relativamente simétrico a recta 𝑥 = 1. O
gráfico será construído com ajuda de 5 pontos simetricos relativamente
simétricos a 1:
(1 − 2; 1 − 1; 𝟏; 1 + 1; 1 + 2) ↔ (−1; 0; 𝟏; 2; 3)
x -1 0 1 2 3
y 0 -3 -4 -3 0
Gráf. 7.17. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3
Ex.5: 𝑦 = −
2
3
𝑥2 −
2
3
𝑥 + 4
𝑦 = −
2
3
𝑥2 −
2
3
𝑥 + 4
𝑦 = −
2
3
(𝑥2 + 2 ∙
1
2
𝑥 +
1
4
) +
25
6
76
𝑦 = −
2
3
(𝑥 +
1
2
) 2 +
25
6
𝑦 −
25
6
= −
2
3
(𝑥 +
1
2
) 2
Substituindo:
{
𝑋 = 𝑥 +
1
2
𝑌 = 𝑦 −
25
6
Obteremos:
Y = −
2
3
𝑋2
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = 𝑥 +
1
2
0 = 𝑦 −
25
6
↓
{
𝑥 = −
1
2
𝑦 =
25
6
Para construir gráfico da determinada função 𝑦 = −
2
3
𝑥2 −
2
3
𝑥 + 4 ,
construiremos gráfico da função 𝑌 = 𝑋2, com o começo da coordenada no
ponto 𝐴 (−
1
2
;
25
6
). O gráfico dessa função é relativamente simétrico a recta 𝑥 =
−
1
2
. O gráfico será construído com ajuda de 5 pontos simétricos relativamente
simétricos a recta −
𝟏
𝟐
:
77
(−
1
2
-2;−
1
2
-1;−
𝟏
𝟐
;−
1
2
+1;−
1
2
+2) ↔ (−
5
2
; −
3
2
; −
𝟏
𝟐
;
1
2
;
3
2
)
𝑥 −5 2⁄ −3 2⁄ −1 2⁄ 1/2 3/2
𝑦 3/2 7/2 25 6⁄ 7/2 3/2
Gráf. 7.18. Representação gráfica da função 𝑦 = −
2
3
𝑥2 −
2
3
𝑥 + 4
Na prática podemos analisar a função quadrática completa, de seguinte
maneira:
Ex.6: 𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3
≫ Utilizaremos a fórmula 𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
), para encontramos as
coordenadas do vértice:
𝐴(−
−2
2 ∙ 1
;
4 ∙ 1 ∙ (−3) − (−2)2
4 ∙ 1
)
↓
𝐴(1;−4 )
≫ Escolher o conjunto de 5 pontos relativemente simétricos a recta −
𝑏
2𝑎
=−
−2
2∙1
= 𝟏;
78
≫ Utilizaremos a fórmula:
(−
𝑏
2𝑎
− 2; −
𝑏
2𝑎
− 1; −
𝒃
𝟐𝒂
; −
𝑏
2𝑎
+ 1; −
𝑏
2𝑎
+ 2)
↓
(1 − 2; 1 − 1; 𝟏 ; 1 + 1; 1 + 2)
↓
(−1; 0; 𝟏; 2; 3)
Agora é só construir a tabela e o gráfico, como fizemos acima!
O gráfico da função quadrática depende do coeficiente 𝑎 e como se não
bastasse, a função quadrática apresenta algumas especialidades, tabela (7.1):
Tabela 7.1
Especialidades da função quadrática
Coeficiente
e direcção
Especialidades nas
raizes
Coeficiente
a pode ser:
Direcção dos
ramos da
parábola
∆> 0 → 𝑥1 ≠ 𝑥2
a função tem duas
raízes
∆= 0 → 𝑥1 = 𝑥2
a função tem uma só
raiz
∆< 0 → ∄ 𝑥,
a função não tem raízes
𝒂 > 0
Os ramos da
parábola
estarão
direccionados
para cima
𝒂 < 0
Os ramos da
parábola
estarão
direccionados
para baixo
79
3- Funções inversamente proporcionais
𝑦 =
𝑘
𝑥−𝑎
+ 𝑏 (7.10)
Em casos simples quando 𝑎 = 𝑏 = 0 , obteremos a função inversamente
proporcional dada pela forma:
𝑦 =
𝑘
𝑥
(7.11)
Onde: 𝑥 , 𝑦 consideram-se variáveis e 𝑘 coeficiente da inversabilidade da
variável 𝑥 da proporcionalidade, em que:
𝐷(𝑓) = (−∞; 0) ∪ (0;+∞), isso é: 𝑓(𝑥) = (−∞;0) ∪ (0;+∞)
O gráfico dessas funções não podem intersectar o eixo das coordenadas 𝑥 e 𝑦,
isso é, o gráfico será uma hipérbole, para construção, necessita-se de 10 pontos
simétricos:
(−3; −2; −1; −
1
2
; −
1
4
;
1
4
;
1
2
; 1; 2; 3).
Tudo isso porque, a hipérbole é constituídapor duas parábolas e cada
parábola para estabilidade da construção nessecita de 5 pontos, como afirmamos
anteriormente.
O gráfico depende precisamente do coeficiente angular 𝑘:
a) Se 𝑘 > 0 , os ramos das hipérboles inclinam-se no I e no III quadrantes
ou coordenadas dos ângulos.
b) Se 𝑘 < 0, os ramos das hipérboles inclinam-se no II e IV quadrantes ou
coordenadas dos ângulos.
Ex.1: dada função 𝑦 =
1
𝑥
, onde 𝑘 = 1 > 0, resolvendo teremos:
𝑥 −3 −2 −1 −1 2⁄ −1 4⁄ 1/4 1/2 1 2 3
𝑦 −1 3⁄ −1 2⁄ −1 −2 −4 4 2 1 1/2 1/3
80
Gráf. 7.19. Representação gráfica 𝑦 = 2/𝑥 inversamente proporcional
Ex.2: dada função: 𝑦 = −
1
𝑥
, onde 𝑘 = −1 < 0, assim teremos:
𝑥 −3 −2 −1 −1 2⁄ −1 4⁄ 1/4 1/2 1 2 3
𝑦 1/3 1/2 1 2 4 −4 −2 −1 −1 2⁄ −1 3⁄
Gráf. 7.20. Representação gráfica 𝑦 = −1/𝑥
Conforme os gráficos (7.19) e (7.20), as linhas indicam os pontos simétricos.
E agora mostraremos a forma geral em 𝑓(𝑥) =
𝑘
𝑥2𝑛+1
, é considerado uma função
ímpar:
III
II
I
IV
81
𝑓(−𝑥) =
𝑘
(−𝑥)2𝑛+1
= −
𝑘
𝑥2𝑛+1
= − 𝑓(𝑥)
Em casos concretos quando 𝑛 = 0 obteremos 𝑓(𝑥) =
𝑘
𝑥
, que ja foi analisada
anteriomente.
Analisaremos a função inversamente proporcional na forma geral:
𝑦 =
𝑘
𝑥 + 𝑎
+ 𝑏
↓
𝑦 − 𝑏 =
𝑘
𝑥 + 𝑎
Substituindo:
{
𝑋 = x + a
𝑌 = 𝑦 − 𝑏
Obteremos:
𝑌 =
𝑘
𝑋
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = x + a
0 = 𝑦 − 𝑏
↔ {
𝑥 = −𝑎
𝑦 = 𝑏
O gráfico da função (7.10), constrói-se igualmente como o gráfico da função
(7.11). A diferença entre ambos, é que o gráfico da função (7.11) possui ponto
simétrico (0; 0) e gráfico da função (7.10) possui ponto simétrico 𝐴(−𝑎; 𝑏 ).
Agora mostraremos no gráfico a movimentação (transferência) dos eixos:
𝑂(0; 0) → 𝐴(−𝑎; 𝑏 )
Para construir o gráfico da função (7.10) são necessários 10 pontos
simétricos relativamente ao ponto – 𝑎.
82
(−𝑎 − 3; −𝑎 − 2; −𝑎 − 1; −𝑎 −
1
2
;−𝑎 −
1
4
;−𝑎 +
1
4
;−𝑎 +
1
2
; −𝑎 + 1; −𝑎 +
+2;−𝑎 + 3)
Gráf. 7.21. Demonstração da movimentação dos eixos
Ex.3: 𝑦 =
1
𝑥−2
+
3
2
𝑦 −
3
2
=
1
𝑥 − 2
Substituindo:
{
𝑋 = x − 2
𝑌 = 𝑦 −
3
2
Obteremos:
Y =
1
𝑋
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = x − 2
0 = 𝑦 −
3
2
↔ {
𝑥 = 2
𝑦 =
3
2
83
Agora mostraremos no gráfico a movimentação (transferência) dos eixos:
𝑂(0; 0) → 𝐴 (𝟐;
3
2
)
Na prática só há necessidade de encontrar a movimentação dos eixos.
𝐴(−𝑎; 𝑏) → 𝐴(𝟐;
3
2
)
(𝟐 − 3; 𝟐 − 2; 𝟐 − 1; 𝟐 −
1
2
; 𝟐 −
1
4
; 𝟐 +
1
4
; 𝟐 +
1
2
; 𝟐 + 1; 𝟐 + 2; 𝟐 + 3)
(−1; 0; 1;
3
2
;
7
4
;
9
4
;
5
4
; 3; 4; 5)
𝑥 −1 0 1 3/2 7/4 9/4 5/2 3 4 5
𝑦 7/6 1 1/2 −1 2⁄ −5 2⁄ 11 2⁄ 7/2 5/2 2 11 6⁄
Gráf. 7.22. Representação gráfica 𝑦 =
1
𝑥−2
+
3
2
A função inversamente proporcional é considerada par, se for apresentada na
forma:
𝑓(𝑥) =
𝑘
𝑥2𝑛
𝑓(−𝑥) =
𝑘
(−𝑥)2𝑛
=
𝑘
𝑥2𝑛
= 𝑓(𝑥)
84
Quando 𝑛 = 1, teremos uma função do tipo 𝑦 =
𝑘
𝑥2
, onde: 𝑥 , 𝑦
consideram-se variáveis e 𝑘 coeficiente da inversabilidade da variável 𝑥 da
proporcionalidade, em que:
𝐷(𝑓) = (−∞;0) ∪ (0;+∞)
O gráico dessas funções não podem intersectar o eixo das coordenadas 𝑥 e 𝑦,
isso é, o gráfico será uma hipérbole, para constração, necessita-se de 10 pontos
simétricos:
(−3; −2,−1; −
1
4
; −
1
2
;
1
4
;
1
2
; 1; 2; 3)
Tudo isso porque, a hipérbole é constituída por duas parábolas e cada
parábola para estabilidade da construção são necessários 5 pontos.
O gráfico depende precisamente do coeficiente angular 𝑘:
a) Se 𝑘 > 0 , os ramos das hipérboles inclinam-se no I e no II quadrantes
ou coordenadas dos ângulos.
Ex.4: dada função y =
1
𝑥2
, em que 𝑘 = 1 > 0, resolvendo teremos:
𝑥 −3 −2 −1 −1 2⁄ −1 4⁄ 1/4 1/2 1 2 3
𝑦 1/9 1/4 1 4 16 16 4 1 1/2 1/3
Gráf. 7.23. Representação gráfica 𝑦 = 1/𝑥2
85
b) Se 𝑘 < 0 , os ramos das hipérboles inclinam-se no III e no IV quadrantes
ou coordenadas dos ângulos.
Ex.5: dada função 𝑦 = −
1
𝑥2
, em que 𝑘 = 1 > 0, resolvendo teremos:
x −3 −2 −1 −1 2⁄ −1 4⁄ 1/4 1/2 1 2 3
y −1 9⁄ −1 4⁄ −1 −4 −16 −16 −4 −1 −1 2⁄ −1 3⁄
Gráf. 7.24. Representação gráfica 𝑦 = −1/𝑥2
OBS: Nas funções inversamente proporcionais quanto menor for o
coeficiente k, mais próximas estarão as hipérboles do eixos das coordenadas.
7.8. Funções com módulo
As funções com módulo apresentam-se de seguinte forma:
𝑦 = |𝑓(𝑥)| + 𝑔(𝑥)
Primeiramente analisaremos os casos mais simples de funções lineares com
módulo:
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + 𝑐 (7.12)
Onde 𝑎, 𝑏, 𝑐 ∈ 𝑅.
86
1) Quando 𝑐 = 0 , função linear com módulo apresenta-se da seguinte
maneira:
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| (7.13)
Para construir o gráfico da função linear com módulo, é necessário:
a) Escrever a função sem o módulo;
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| → 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏
b) Aplicar os métodos de construição do gráfico de uma função linear, isto é,
o gráfico será uma recta e para tal serão necessários 2 pontos importantes.
Recordemos que estes pontos são pontos de intersecção do gráfico da recta
com os eixos 0𝑋 e 0𝑌.
c) O gráfico dessa função sempre se encontra em cima do eixo 0𝑋, porque
y ≥ 0. E para construir o gráfico da função com módulo, pegaremos a parte do
gráfico da função sem módulo que se encontra abaixo do eixo 0𝑋 , no seu
simétrico relativamente ao eixo 0𝑋.
≫ Determinar as coordenadas do ponto de passagem;
𝑦 = 0
0 = 𝑎𝑥 + 𝑏
𝑥 = −
𝑏
𝑎
𝐴 = (−
𝑏
𝑎
; 0) → coordenadas do ponto de passagem
≫ Adicionar mais um ponto na variável independente, que se encontra mais
abaixo do gráfico relativamente ao eixo 0𝑋, esse ponto consideremos de ponto
𝐵;
≫ Agora localizaremos o ponto 𝐵1 , que é simétrico ao ponto 𝐵 e
relativamente ao eixo 0𝑋;
≫ Unir o ponto de passagem 𝐴 com o ponto 𝐵1.
87
Conclusão: a parte da recta que se encontra acima do eixo 0𝑋 é o que se
considera gráfico da função linear com módulo.
Ex.1: 𝑦 = |𝑥 + 1|
𝑦 = |𝑥 + 1| → 𝑦 = 𝑥 + 1
Determinar as coordenadas do ponto de passagem;
𝑦 = 0
0 = 𝑥 + 1
𝑥 = −1
𝐴 = (−1; 0) → coordenadas do 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚
𝑥 0 −1 −2
𝑦 1 0 −1
Gráf. 7.25. Representação gráfica da função 𝑦 = |𝑥 + 1| e a demonstração da
sua construção
Na prática função linear com módulo, pode ser apresentada de seguinte
forma:
𝑦 = −|𝑎𝑥 + 𝑏| (7.14)
B
𝑩𝟏
A
88
A construção do gráfico da função (6.14) é a mesma como a construição da
função (6.13), a diferença é que o gráfico da função (6.13) encontra-se acima do
eixo 0𝑋 e gráfico da função (6.14) encontra-se abaixo do eixo 0𝑋 e simétricos
relativamente ao eixo 0𝑋.
Ex.2: 𝑦 = −|𝑥 + 1|
Gráf. 7.26. Representação gráfica da função 𝑦 = −|𝑥 + 1| e a demonstração da
sua construção
2) Quando 𝑐 ≠ 0, mostraremos como construir o gráfico dessa função.
Com forma geral:
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + 𝑐
𝑦 − 𝑐 = |𝑎𝑥 + 𝑏|
Substituindo:
{
𝑋 = 𝑥
𝑌 = 𝑦 − 𝑐
Obteremos:
𝑌 = |𝑎𝑋 + 𝑏|
Quando:
B
𝑩𝟏
A
89
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = 𝑥
0= 𝑦 − 𝑐
↓
{
𝑥 = 0
𝑦 = 𝑐
Gráf. 7.27. Movimentação dos eixos O(0,0) → 𝐴(0; 𝑐).
Para construir o gráfico da função linear com módulo na forma geral, é
necessário:
a) Escrever a função sem o módulo;
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + 𝑐 → 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 + 𝑐
b) Aplicar os métodos de construção do gráfico de uma função linear, isto é,
o gráfico será uma recta e para tal serão necessários 2 pontos importantes.
Recordemos, que estes pontos são pontos de intersecção do gráfico da recta
com os eixos 0𝑋 e 0𝑌.
c) O gráfico dessa função sempre se encontra em cima da recta 𝑦 = 𝑐, porque
y ≥ c. E para construir o gráfico da função com módulo, pegaremos a parte do
gráfico da função sem módulo que se encontra abaixo da recta 𝑦 = 𝑐, no seu
simétrico relativamente ao recta 𝑦 = 𝑐.
90
≫ Determinar as coordenadas do ponto de passagem;
𝑦 = 𝑐
𝑐 = 𝑎𝑥 + 𝑏 + 𝑐
0 = 𝑎𝑥 + 𝑏
𝑥 = −
𝑏
𝑎
𝐴 = (−
𝑏
𝑎
; 0) → coordenadas do 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚
≫ Adicionar mais um ponto na variável independente, que se encontra mais
abaixo do gráfico relativamente a recta 𝑦 = 𝑐, esse ponto consideremos de ponto
𝐵;
≫ Agora localizaremos o ponto 𝐵1 , que é simétrico ao ponto 𝐵 e
relativamente a recta 𝑦 = 𝑐;
≫ Unir o ponto de passagem 𝐴 com o ponto 𝐵1.
Conclusão: a parte que se encontra acima da recta 𝑦 = 𝑐 é o que se
considera gráfico da função linear com módulo.
Ex.3: 𝑦 = |𝑥 + 1| + 2
𝑦 − 2 = |𝑥 + 1|
Substituindo:
{
𝑋 = 𝑥
𝑌 = 𝑦 − 2
Obteremos:
𝒀 = |𝑿 + 1|
Quando:
{
𝑋 = 0
𝑌 = 0
→ {
0 = 𝑥
0 = 𝑦 − 2
↓
91
{
𝑥 = 0
𝑦 = 2
Movimentação dos eixos O(0,0) → 𝐴(0; 2).
a) Escrever a função sem o módulo;
𝑦 = |𝑥 + 1| + 2 → 𝑦 = 𝑥 + 1 + 2
↓
𝑦 = 𝑥 + 3
b) Aplicar os métodos de construção do gráfico de uma função linear, isto é,
o gráfico será uma recta e para tal serão necessários 2 pontos importantes.
𝑥 0 −3
𝑦 3 0
c) Determinar as coordenadas do ponto de passagem;
𝑦 = 𝑐
↓
𝑦 = 2
↓
2 = 𝑥 + 1 + 2
↓
0 = 𝑥 + 1
↓
𝑥 = −1
𝐴 = (−1; 2) → coordenadas do 𝑝𝑜𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑎𝑔𝑒𝑚
≫ Adicionar mais um ponto na variável independente, que se encontra mais
abaixo do gráfico relativamente a recta 𝑦 = 2, esse ponto consideremos de ponto
→ 𝐵(−2,1) ∈ 𝑦 = 𝑥 + 3;
92
≫ Agora localizaremos o ponto 𝐵1(-2,3), que é simétrico ao ponto 𝐵(−2,1)
e relativamente a recta 𝑦 = 2;
≫ Unir o ponto de passagem 𝐴 = (−1; 2) com o ponto 𝐵1(−2; 3).
Conclusão: a parte que se encontra acima da recta 𝑦 = 2 , é o que se
considera gráfico da função linear com módulo.
Gráf. 7.28. Representação gráfica da função 𝑦 = |𝑥 + 1| + 2
As funções lineares com módulo podem ser ainda apresentadas de seguinte
forma:
𝑦 = −|𝑎𝑥 + 𝑏| + c
Construiremos o gráfico da função 𝑦 = −|𝑎𝑥 + 𝑏| + c, do mesmo jeito como
se construiu gráfico da função 𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + c, a diferença é que, com a função
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + c pegaremos a parte do gráfico mais abaixo da recta 𝑦 = 𝑐 no
seu simétrico relativamente a própria recta e com a função 𝑦 = −|𝑎𝑥 + 𝑏| + c
pegaremos a parte do gráfico acima da recta 𝑦 = 𝑐 no seu simétrico
relativamente a própria recta.
Ex.4: 𝑦 = −|𝑥 + 1| + 2
93
Escrever a função sem o módulo;
𝑦 = −|𝑥 + 1| + 2 → 𝑦 = −𝑥 − 1 + 2
↓
𝑦 = −𝑥 + 1
𝑥 0 1
𝑦 1 0
Gráf. 7.29. Representação gráfica da função 𝑦 = −|𝑥 + 1| + 2
Na prática podemos construir os gráficos das funções lineares com módulo,
de seguinte modo:
𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + 𝑐
↓
{
𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 + 𝑐 → 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −
𝑏
𝑎
𝑦 = −𝑎𝑥 − 𝑏 + 𝑐 → 𝑠𝑒 𝑥 < −
𝑏
𝑎
Para construir o gráfico da função com módulo 𝑦 = |𝑎𝑥 + 𝑏| + c, nós temos
que somente construir gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 + 𝑐 e pegaremos a parte do
94
gráfico que se encontra a direita da recta relativemente a 𝑥 = −
𝑏
𝑎
, em seguida
construiremos gráfico da função 𝑦 = −𝑎𝑥 − 𝑏 + 𝑐 e pegaremos a parte do
gráfico que se encontra a esquerda da recta relativamente a 𝑥 = −
𝑏
𝑎
.
Ex.5: 𝑦 = |𝑥 + 1| + 2
𝑦 = |𝑥 + 1| + 2
↓
{
𝑦 = 𝑥 + 1 + 2 → 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −1
𝑦 = −𝑥 − 1 + 2 → 𝑠𝑒 𝑥 < −1
↓
{
𝑦 = 𝑥 + 3 → 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −1
𝑦 = −𝑥 + 1 → 𝑠𝑒 𝑥 < −1
Gráf. 7.30. Representação gráfica da função 𝑦 = |𝑥 + 1| + 2
2) Quadráticas com módulo
Analisaremos a função Quadrática com módulo na forma:
𝑦 = |𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐| (7.15)
95
Onde: 𝑎 , 𝑏 , 𝑐 ∈ 𝑅.
Suponhamos que 𝑎 > 0:
a) Escrever a função sem módulo;
𝑦 = |𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐|
↓
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 (7.16)
As coordenadas do vértice do gráfico da função (7.16) são dadas pela
fórmula:
𝐴(−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐 − 𝑏2
4𝑎
)
≫ Se
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
≥ 0, então o gráfico da função (7.16) totalmente encontra-se
acima do eixo 0𝑋, portanto os gráficos das funções (7.15) e (7.16) coincidem.
≫ Se
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
< 0, então o gráfico da função (7.16) interseta o eixo 0𝑋 em
dois pontos, isto é, o gráfico da (7.16) é constituído por duas partes: primeira
parte encontra-se acima do eixo 0𝑋 e segunda parte abaixo do eixo 0𝑋. Portanto
para construção do gráfico função (7.15), temos que:
● Ou pegaremos a parte de baixo da parábola relativamente ao eixo 0𝑋 no
simétrico,
● Ou podemos construir gráficos de duas funções:
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐
𝑦 = −𝑎𝑥2 − 𝑏𝑥 − 𝑐
Conclusão: a parte que se encontra acima do eixo 0𝑋, é o gráfico da função
quadrática com módulo.
Ex.1: 𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 + 2|
Na função vemos que: 𝑎 > 0.
a) Escrever a função sem módulo;
𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 + 2|
96
↓
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 + 2
As coordenadas do vértice do gráfico da função 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 + 2, é dada
pela fórmula:
𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
) → 𝐴 (−
2
2.1
;
4.1.2− 22
4.1
)
↓
𝐴(−1 ; 1 )
≫ Como
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
= 1 ≥ 0 , então o gráfico da função 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 + 2
totalmente encontra-se acima do eixo 0𝑋, portanto os gráficos das funções 𝑦 =
|𝑥2 + 2𝑥 + 2| e 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 + 2 coincidem.
b) O gráfico será uma parábola e para contrução são necessários não menos
de 5 pontos;
Vamos recordar como escolher os 5 pontos simétricos relativamente ao ponto
−𝟏.
𝑥 −3 −2 −𝟏 0 1
𝑦 5 2 1 2 5
Gráf. 7.31. Representação gráfica da função 𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 + 2|
Ex.2: 𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 − 3|
𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 − 3|
97
↓
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3
As coordenadas do vértice do gráfico da função 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3 , é
dada pela fórmula:
𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
) → 𝐴 (−
2
2.1
;
4.1.(−3)−22
4.1
)
↓
𝐴(−1 ; −4 )
≫ Como
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
= −4 < 0, então o gráfico da função 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3,
interseta o eixo OX em dois pontos, isto é, o gráfico da 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3, é
constituído por duas partes: primeira parte encontra-se acima do eixo 0𝑋 e
segunda parte abaixo do eixo 0𝑋. Portanto para construção do gráfico função
𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 − 3|, podemos fazer de seguinte maneira:
● Ou pegaremos a parte de baixo da parábola relativamente ao eixo 0𝑋 no
simétrico,
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 0 −3 −4 −3 0
Gráf. 7.32. Representação gráfica da função 𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥 − 3|
98
● Com ajuda das duas funções:
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 0 -3 -4 -3 0
𝑦 = −𝑥2 − 2𝑥 + 3
x −3 −2 −1 0 1
y 0 3 4 3 0
Gráf. 7.33. Representação gráfica da função 𝑦 = |𝑥2 + 2𝑥− 3|
Suponhamos que 𝑎 < 0:
a) Escrever a função sem módulo;
𝑦 = |𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐|
↓
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 (7.17)
As coordenadas do vértice do gráfico da função (7.17) é dada pela fórmula:
𝐴(−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐 − 𝑏2
4𝑎
)
99
≫ Se
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
≤ 0, então o gráfico da função (7.17) totalmente encontra-se
abaixo do eixo 0𝑋 , Portanto para construção do gráfico da função (7.15),
pegaremos o gráfico inteiro no simétrico relativamente 0𝑋.
≫ Se
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
> 0, então o gráfico da função (7.17) interseta o eixo 0𝑋 em
dois pontos, isto é, o gráfico da (7.17) é constituído por duas partes: primeira
parte encontra-se acima do eixo 0𝑋 e segunda parte abaixo do eixo 0𝑋. Portanto
para construção do gráfico da função (7.15), podemos fazer de seguinte maneira:
● Ou pegaremos a parte de baixo da parábola relativamente ao eixo 0𝑋 no
simétrico,
● Ou podemos construir gráficos de duas funções:
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐
𝑦 = −𝑎𝑥2 − 𝑏𝑥 − 𝑐
Conclusão: a parte que se encontra acima do eixo 0𝑋, é o gráfico da função
quadrática com módulo.
Ex.3: y = |−𝑥2 + 2𝑥 + 2|
Escrever a função sem módulo;
𝑦 = |−𝑥2 + 2𝑥 − 2|
↓
𝑦 = −𝑥2 + 2𝑥 − 2
As coordenadas do vértice do gráfico da função 19 é dada pela fórmula:
𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
) → 𝐴(−
2
2(−1)
;
4(−1)(−2)− 22
4(−1)
)
↓
𝐴(1; −1)
100
≫ Como
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
= −1 < 0, então o gráfico da função 𝑦 = −𝑥2 + 2𝑥 − 2
totalmente encontra-se abaixo do eixo 0𝑋, Portanto, para construção do gráfico
função 𝑦 = | − 𝑥2 + 2𝑥 − 2| , pegaremos o gráfico inteiro no simétrico
relativamente 0𝑋.
𝑦 = −𝑥2 + 2𝑥 − 2
𝑥 −1 0 1 2 3
𝑦 −5 −2 −1 −2 −5
Gráf. 7.34. Representação gráfica da função 𝑦 = | − 𝑥2 + 2𝑥 − 2|
Ex.4: 𝑦 = | − 𝑥2 − 2𝑥 + 3|
𝑦 = | − 𝑥2 − 2𝑥 + 3|
↓
𝑦 = −𝑥2 − 2𝑥 + 3
As coordenadas do vértice do gráfico da função 𝑦 = −𝑥2 − 2𝑥 + 3:
𝐴 (−
𝑏
2𝑎
;
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
) → 𝐴 (−
−2
2.(−1)
;
4.(−1).3−(−2)2
4.(−1)
)
↓
𝐴(−1 ; 4 )
101
≫ Como
4𝑎𝑐− 𝑏2
4𝑎
= 4 > 0, então o gráfico da função 𝑦 = −𝑥2 − 2𝑥 + 3,
interseta o eixo 0𝑋 em dois pontos, isto é, o gráfico da 𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3, é
constituído por duas partes: primeira parte encontra-se acima do eixo 0𝑋 e
segunda parte abaixo do eixo 0𝑋. Portanto para construção do gráfico função
𝑦 = | − 𝑥2 − 2𝑥 + 3|, podemos fazer de seguinte maneira:
● Pegaremos a parte de baixo da parábola relativamente ao eixo 0𝑋 no
simétrico,
𝑦 = −𝑥2 − 2𝑥 + 3
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 0 5 4 3 0
Gráf. 7.35. Representação gráfica da função 𝑦 = | − 𝑥2 − 2𝑥 + 3|
● Com ajuda das duas funções:
𝑦 = −𝑥2 − 2𝑥 + 3
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 0 3 4 3 0
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 0 −3 −4 −3 0
102
Gráf. 7.36. Representação gráfica da função 𝑦 = | − 𝑥2 − 2𝑥 + 3|
Analisaremos agora alguns tipos de exercícios de funções quadráticas com
módulo:
● 𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏|𝑥| + 𝑐
Para construir o gráfico dessa função:
≫ Primeiro passo, escrever a função sem módulo:
{
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0
𝑦 = 𝑎𝑥2 − 𝑏𝑥 + 𝑐, 𝑠𝑒 𝑥 < 0
≫ Segundo passo, construir o gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, e
pegaremos a parte do gráfico que se encontra a direita, simétrico relativamente
ao eixo 0𝑌. Depois construiremos o gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥2 − 𝑏𝑥 + 𝑐, e
pegaremos a parte gráfica que se encontra a esquerda, simétrico relativamente ao
eixo 0𝑌.
Ex.5: 𝑦 = 𝑥2 + 2|𝑥| − 3
Escrever a função sem módulo:
{
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ 0
𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3, 𝑠𝑒 𝑥 < 0
103
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 0 −3 −4 −3 0
𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 − 3
𝑥 −1 0 1 2 3
𝑦 0 −3 −4 −3 0
Gráf. 7.37. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥2 + 2|𝑥| − 3
● 𝑦 = 𝑎𝑥2 + |𝑏𝑥 + 𝑐| + 𝑑
Para construir o gráfico dessa função:
≫ Primeiro passo, escrever a função sem módulo:
{
𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 + 𝑑, 𝑠𝑒 𝑥 ≥ −
𝑐
𝑏
𝑦 = 𝑎𝑥2 − 𝑏𝑥 − 𝑐 + 𝑑, 𝑠𝑒 𝑥 < −
𝑐
𝑏
≫ Segundo passo, construir o gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 + 𝑑, e
pegaremos a parte do gráfico que se encontra a direita, simétrico relativamente a
recta 𝑥 = −
𝑐
𝑏
. Depois construiremos o gráfico da função 𝑦 = 𝑎𝑥2 − 𝑏𝑥 − 𝑐 +
104
𝑑, e pegaremos a parte gráfica que se encontra a esquerda, simétrico
relativamente a recta 𝑥 = −
𝑐
𝑏
.
Ex.6: 𝑦 = 𝑥2 + |2𝑥 − 3| + 1
{
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 3 + 1, 𝑠𝑒 𝑥 ≥
3
2
𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 + 3 + 1, 𝑠𝑒 𝑥 <
3
2
↓
{
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 2, 𝑠𝑒 𝑥 ≥
3
2
𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 + 4, 𝑠𝑒 𝑥 <
3
2
𝑦 = 𝑥2 + 2𝑥 − 2
𝑥 −3 −2 −1 0 1
𝑦 1 −2 −3 −2 1
𝑦 = 𝑥2 − 2𝑥 + 4
𝑥 −1 0 1 2 3
𝑦 7 4 3 4 7
Gráf. 7.38. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥2 + |2𝑥 − 3| + 1
105
3) Inversamente proporcionais com módulo
Funções dadas pela fórmula:
𝑦 = |
𝑘
𝑥
| (7.18)
Para construir gráfico da (7.18), só temos que construir gráfico dessa função
sem módulo, depois pegaremos a parte do gráfico que se encontra abaixo eixo
0𝑋, no seu simétrico.
Ex.1: 𝑦 = |
1
𝑥
|
𝑦 =
1
𝑥
𝑥 −3 −2 −1 −1 2⁄ −1 4⁄ 1/4 1/2 1 2 3
𝑦 −1 3⁄ −1 2⁄ −1 −2 −4 4 2 1 1/2 1/3
Gráf. 7.39. Representação gráfica da função 𝑦 = |
1
𝑥
|
7.9. Função potência
Considera-se função de uma potência, a função dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥𝑛, e
que são válidas as seguintes variantes de análise:
1) Função dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥𝑛, onde 𝑛 ∈ 𝑁;
106
a) Se 𝑛 = 1, então a função será dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥. Essa é uma função
linear, gráfico será uma recta que é bissectrice das coordenadas dos ângulos,
gráfico do tipo:
y
x
Gráf. 7.40. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥
Propriedades:
1) 𝐷(𝑓) = (−∞ ,+∞);
2) 𝐸(𝑓) = (−∞ ,+∞);
3) Uma função ímpar e possui ponto simétrico (0,0).
b) Se n = 2, então a função será dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥2. Essa é uma função
quadrática e o gráfico será uma parábola do tipo:
y
x
Gráf. 7.41. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥2
L1
L2
L1 = L2
107
Propriedades:
1) 𝐷(𝑓) = (−∞ ;+∞);
2) 𝐸(𝑓) = [0;+∞)
3) Uma função par e possui eixo simétrico 0𝑌.
c) Se 𝑛 = 3, então será dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥3, gráfico será uma parábola
cúbica do tipo:
y
x
Gráf. 7.42. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥3
Propriedades:
1) 𝐷(𝑓) = (−∞ ,+∞);
2) 𝐸(𝑓) = (−∞ ,+∞);
3) Uma função ímpar e possui ponto simétrico (0,0).
2) Função dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥𝑛, onde 𝑛 ∈ 𝑍−;
a) Se 𝑛 = −1, a função será dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥−1 → 𝑦 =
1
𝑥
. Essa é
uma função inversamente proporcional e o gráfico será uma hipérbole, com
inclinações habituais dos ramos, do tipo:
108
y
x
Gráf. 7.43. Representação gráfica da função 𝑦 =
1
𝑥
Propriedades:
1) 𝐷(𝑓)= (−∞,0) ∪ (0 ,+∞);
2) 𝐸(𝑓) = (−∞,0) ∪ (0 , +∞);
3) Uma função ímpar e possui ponto simétrico (0,0).
b) Se 𝑛 = −2, a função será dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥−2 → 𝑦 =
1
𝑥2
. Essa é
uma função inversamente proporcional, gráfico será uma hipérbole, mas não
com inclinações habituais dos ramos, do tipo:
y
x
Gráf. 7.44. Representação gráfica da função 𝑦 =
1
𝑥2
109
Propriedades:
1) 𝐷(𝑓) = (−∞,0) ∪ (0 ,+∞);
2) 𝐸(𝑓) = (0 ,+∞);
3) Uma função par e possui eixo simétrico OY.
3) Função dada pela fórmula 𝑦 = 𝑥𝑛, onde 𝑛 = 0, teremos a função 𝑦 =
𝑥0 = 1, gráfico será uma recta do tipo:
y
1
x
Gráf. 7.45. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑥0 = 1
Propriedades:
1) 𝐷(𝑓) = (−∞,0) ∪ (0 ,+∞);
2) 𝐸(𝑓) = 1;
3) Gráfico será paralelo ( || ) ao eixo 0X e possui ponto simétrico (0,1).
7.10. Função exponencial
Considera-se função exponencial, função dada pela fórmula:
𝑦 = 𝑎𝑥 (7.19)
Onde a ∈ (0; 1) ∪ (1;+∞).
Notaremos que, quando 𝑥 = 0 , logo 𝑦 = 𝑎0 = 1 , o gráfico da função
sempre passa no ponto 𝐴(0,1).
110
Analisaremos dois casos:
1) Se a base 𝒂 > 1, a função é crescente, para construção são necessários 5
pontos simétrico relativamente ao ponto 0.
(−2;−1 ; 0; 1; 2)
Ex.1: 𝑦 = 2𝑥
𝑦 = 2𝑥
𝑥 −2 −1 0 1 2
𝑦 1/4 1/2 1 2 4
A tabela preenche-se de seguinte maneira:
𝑥 = −2 → 𝑦 = 2−2 =
1
4
;
𝑥 = −1 → 𝑦 = 2−1 =
1
2
;
𝑥 = 0 → 𝑦 = 20 = 1;
𝑥 = 1 → 𝑦 = 21 = 2;
𝑥 = 2 → 𝑦 = 22 = 4.
Gráf. 7.46. Representação gráfica da função 𝑦 = 𝑎𝑥
OBS: Quando x tende à −∞ , gráfico da função estará muito próximo do eixo 0𝑋, mas de
maneira alguma cruzará o eixo. Nestas condições dizemos que, 0𝑋 é assimptota horizontal.
111
2) Se a base 𝑎 for um número real entre 0 e 1, (0 < 𝑎 < 1) a função é
decrescente, para construção são necessário 5 pontos simétrico relativamente ao
ponto 0.
(−2;−1; 0 ; 1; 2)
Ex.2: 𝑦 = (
1
2
)
𝑥
𝑦 = (
1
2
)
𝑥
x −2 −1 0 1 2
y 4 2 1 1/2 1/4
A tabela preenche-se de seguinte maneira:
𝑥 = −2 → 𝑦 = (
1
2
)
−2
= 4;
𝑥 = −1 → 𝑦 = (
1
2
)
−1
= 2;
𝑥 = 0 → 𝑦 = (
1
2
)
0
= 1;
𝑥 = 1 → 𝑦 = (
1
2
)
1
=
1
2
;
𝑥 = 2 → 𝑦 = (
1
2
)
2
=
1
4
.
Gráf. 7.47. Representação gráfica da função 𝑦 = (
1
2
)
𝑥
112
OBS: Quando x tende à −∞, gráfico da função estará muito próximo do eixo 0𝑋, mas
não cruzará o eixo. Nestas condições dizemos que, 0𝑋 é assimptota horizontal.
7.11. Função inversa
Função 𝑔(𝑥) considera-se função inversa da função 𝑓(𝑥) se 𝑓(𝑔(𝑥)) = 𝑥.
Para determinar a função 𝑔(𝑥), vamos expressar 𝑥 atravez 𝑓(𝑥) (meter x a
esquerda e f(x) a direita) e obteremos 𝑥 = 𝑓−1(𝑦), e depois vamos substituir 𝑥
que se encontra a esquerda com 𝑔(𝑥) e 𝑦 que se encontra a direita vamos
substituir com 𝑥.
𝑓(𝑥) → 𝑥 = 𝑓−1(𝑦),
↓
𝑔(𝑥) = 𝑓 −1(𝑥) (7.20)
Propriedade: os gráficos das funções 𝑓(𝑥) 𝑒 g(𝑥) são simétricos
relativamente a recta da função 𝑦 = 𝑥.
Ex.1: Determine a função inversa 𝑓(𝑥) = −2𝑥 + 1, e constroi o gráfico.
𝑓(𝑥) = −2𝑥 + 1
↓
2𝑥 = −𝑓(𝑥) + 1
↓
𝑥 =
−𝑓(𝑥) + 1
2
↓
𝑥 = −
𝑓(𝑥)
2
+
1
2
113
↓
𝑔(𝑥) = −
1
2
𝑥 +
1
2
Graf. 7.48. Representação gráfica das funções: 𝑓(𝑥) = −2𝑥 + 1 e 𝑔(𝑥) =
−
1
2
𝑥 +
1
2
Ex.2: Determine a função inversa 𝑓(𝑥) = 𝑥2, e constroi o gráfico.
𝑓(𝑥) = 𝑥2
↓
𝑥2 = 𝑓(𝑥)
↓
[
𝑥 = √𝑓(𝑥)
𝑥 = −√𝑓(𝑥)
114
↓
[
𝑔(𝑥) = √𝑥
𝑔(𝑥) = −√𝑥
Gráf. 7.49. Representação gráfica das funções: 𝑓(𝑥) = 𝑥2, 𝑔(𝑥) =
√𝑥 𝑒 𝑔(𝑥) = −√𝑥
Ex.3: Determine a função inversa 𝑓(𝑥) =
1
8
𝑥3, e constroi o gráfico.
𝑓(𝑥) =
1
8
𝑥3
↓
𝑥3 = 8𝑓(𝑥)
↓
𝑥 = √8𝑓(𝑥)
3
115
↓
𝑥 = 2√𝑓(𝑥)
3
↓
𝑔(𝑥) = 2√𝑥
3
Gráf. 7.50. Representação gráfica das funções: 𝑓(𝑥) =
1
8
𝑥3 𝑒 𝑔(𝑥) = 2√𝑥
3
Ex.4: Determine a função inversa 𝑓(𝑥) =
1
𝑥
+ 1 , e constroi o gráfico.
𝑓(𝑥) =
1
𝑥
+ 1
↓
𝑓(𝑥) − 1 =
1
𝑥
↓
1
𝑥
= 𝑓(𝑥) − 1
116
↓
𝑥 =
1
𝑓(𝑥) − 1
↓
𝑔(𝑥) =
1
𝑥 − 1
Gráf. 7.51. Representação gráfica das funções: 𝑓(𝑥) =
1
𝑥
+ 1 𝑒 𝑔(𝑥) =
1
𝑥−1
Ex.5: Determine a função inversa 𝑓(𝑥) =
4
𝑥2
, e constroi o gráfico.
𝑓(𝑥) =
4
𝑥2
↓
𝑥2 =
4
𝑓(𝑥)
↓
117
[
𝑥 = √
4
𝑓(𝑥)
𝑥 = −√
4
𝑓(𝑥)
↓
[
𝑥 =
2
√𝑓(𝑥)
𝑥 = −
2
√𝑓(𝑥)
↓
[
𝑔(𝑥) =
2
√𝑥
𝑔(𝑥) = −
2
√𝑥
Gráf. 7.52. Representação gráfica das funções: 𝑓(𝑥) =
4
𝑥2
, 𝑔(𝑥) =
2
√𝑥
e
𝑔(𝑥) = −
2
√𝑥
118
Ex.6: Determine a função inversa 𝑓(𝑥) = 𝑒𝑥, e constroi o gráfico.
𝑓(𝑥) = 𝑒𝑥
↓
𝑒𝑥 = 𝑓(𝑥)
↓
𝑙𝑛 𝑒𝑥 = 𝑙𝑛 𝑓(𝑥)
𝑙𝑛 𝑒𝑥 = 𝑥
↓
𝑥 = 𝑙𝑛 𝑓(𝑥)
↓
𝑔(𝑥) = ln 𝑥
Gráf. 7.53. Representação gráfica das funções: 𝑓(𝑥) = 𝑒𝑥 e 𝑔(𝑥) = ln 𝑥
119
VIII. EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES
8.1. Equações
Consideram-se equações as igualdades entre duas funções:
𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) (8.1)
Onde 𝑓(𝑥) e 𝑔(𝑥) → funções, 𝑥 → variável.
O domínio de função dessa equação:
𝐷 = 𝐷(𝑓) ∪ 𝐷(𝑔)
Ex.1: √−4𝑥 + 1 + 2 = 2𝑥2 +
3
𝑥
+ 1
Onde: 𝑓(𝑥) = √−4𝑥 + 1 + 2 e 𝑔(𝑥) = 2𝑥2 +
3
𝑥
+ 1
Logo: 𝐷(𝑓) = {𝑥 | − 4𝑥 + 1 ≥ 0} → 𝐷(𝑓) = {𝑥 | 𝑥 ≤
1
4
} → le-se: O
domínio da função 𝑓(𝑥) é igual ao conjunto dos valores da variável x, que
satisfazem a desigualdade −4𝑥 + 1 ≥ 0.
Igualmente localizaremos o domínio da função 𝐷(𝑔):
𝐷(𝑔) = {𝑥 | 𝑥 > 0}
Fazendo, 𝐷(𝑓) ∪ 𝐷(𝑔) = {𝑥 | 𝑥 ≤
1
4
; 𝑥 > 0} → {𝑥| 0 < 𝑥 ≤
1
4
} , então o
domínio de função da equação acima será 𝐷 = {𝑥| 0 < 𝑥 ≤
1
4
}.
( ]
0 1/4
8.1.1. Equações lineares
Quando 𝑓(𝑥) , 𝑔(𝑥) são apresentadas na forma:
𝑓(𝑥) = 𝑎1𝑥 + 𝑏1
𝑔(𝑥) = 𝑎2𝑥 + 𝑏2
120
Obteremos equação linear com uma variável (Monovariável ):
𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥)
↓
𝑎1𝑥 + 𝑏1 = 𝑎2𝑥 + 𝑏2
↓
𝑎1𝑥 − 𝑎2𝑥 = 𝑏2 − 𝑏1
↓
(𝑎1 − 𝑎2)𝑥 = 𝑏2 − 𝑏1
Quando 𝑎1 − 𝑎2 = 0, obteremos:
0𝑥 = 𝑏2 − 𝑏1
Quando 𝑎1 − 𝑎2 ≠ 0
↓
𝑥 =
𝑏2−𝑏1
𝑎1−𝑎2
Se 𝑏2 − 𝑏1 ≠ 0, a equação não possui solução: 𝑥 = ∅.
Se 𝑏2 − 𝑏1 = 0, a equação possui infinitas múltiplas soluções: 𝑥 = 𝑅.
Ex.1: 3𝑥 + 4 = 2𝑥 − 2
3𝑥 + 4 = 2𝑥 − 2
3𝑥 − 2𝑥 = −2 − 4
𝑥 = −6
Ex.2: 3𝑥 + 4 = 3𝑥 − 2
3𝑥 + 4 = 3𝑥 − 2
3𝑥 − 3𝑥 = −2 − 4
0𝑥 = −6
121
𝑥 = ∅.
Ex.3: 3𝑥 + 4 = 3𝑥 + 4
3𝑥 + 4 = 3𝑥 + 4
3𝑥 − 3𝑥 = 4 − 4
0𝑥 = 0
x = 𝑅.
8.1.2. Equações equivalentes
Consideram-se equações equivalentes, todas aquelas equações que têm as
mesmas raízes (soluções), isto é,possuem o mesmo conjunto solução.
Ex.1: 6𝑥 − 12 = 0 (I) e 2𝑥 − 4 = 0 (II)
(I) → 𝑥 = 2 ; (II) → 𝑥 = 2
Nota-se que as soluções dessas equações são iguais.
As igualdades numéricas apresentam as seguintes propriedades:
1) A igualdade numérica não será violada, se nos dois membros forem
adicionados um número 𝑐 ∈ 𝑁, que esteja adicionar ou subtrair;
𝑓(𝑥) ± 𝑐 = 𝑔(𝑥) ± 𝑐 (8.2)
Ex.2: 𝑥 + 2 = 4
𝑥 = 4 − 2
𝑥 = 2.
Adicionando número c = 4, usando a adição:
(𝑥 + 2) + 4 = 4 + 4
𝑥 + 6 = 8
𝑥 = 8 − 6
122
𝑥 = 2.
Usando a subtração:
(𝑥 + 2) − 4 = 4 − 4
𝑥 − 2 = 0
𝑥 = 2.
2) A igualdade numérica não será violada, se permutarmos os membros;
𝑓(𝑥) = 𝑔(𝑥) → 𝑔(𝑥) = 𝑓(𝑥) (8.3)
Ex. 𝑥 + 2 = 4 → 4 = 𝑥 + 2
4 = 𝑥 + 2
4 − 2 = 𝑥
2 = 𝑥.
3) A igualdade numérica não será violada, se nos dois membros da igualdade
forem multiplicados por um número 𝑐 ∈ 𝑁.
𝑓(𝑥) × 𝑐 = 𝑔(𝑥) × 𝑐 (8.4)
Ex. 𝑥 + 2 = 4
(𝑥 + 2) × 2 = 4 × 2
2𝑥 + 4 = 8
2𝑥 = 8 − 4
2𝑥 = 4
𝑥 =
4
2
𝑥 = 2.
Nos estudos das equações equivalentes é validado o seguinte teorema:
123
Se for dada a expressão 𝑓(𝑥) = 𝛾(𝑥), e se a função 𝑔(𝑥) ≠ 0, então são
justas as seguintes anotações:
1) 𝑓(𝑥) + 𝑔(𝑥) = 𝛾(𝑥) + 𝑔(𝑥);
2) 𝑓(𝑥). 𝑔(𝑥) = 𝛾(𝑥). 𝑔(𝑥);
3)
𝑓(𝑥)
𝑔(𝑥)
=
𝛾(𝑥)
𝑔(𝑥)
.
8.1.3. Equações quadráticas
Consideram-se de equações quadráticas, todas equações que possam ser
apresentadas na forma:
𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 (8.5)
onde: 𝑎; 𝑏; 𝑐 → números em R e 𝑎 ≠ 0, 𝑎; 𝑏 → coeficientes da variável x , c →
constante ( número sem variável ).
≫ Analisaremos o primeiro caso, quando 𝑐 = 0 , equação (8.5) chama-se
incompleta do primeiro tipo:
𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 = 0 → 𝑐 = 0 (8.6)
↓
𝑥(𝑎𝑥 + 𝑏) = 0 → {
𝑥 = 0
𝑎𝑥 + 𝑏 = 0
↔ {
𝑥1 = 0
𝑥2 = −
𝑏
𝑎
Ex.1: 2𝑥2 + 3𝑥 = 0
2𝑥2 + 3𝑥 = 0
𝑥(2𝑥 + 3) = 0 → {
𝑥 = 0
2𝑥 + 3 = 0
↔ {
𝑥1 = −
3
2
𝑥2 = 0
Ex.2: 3𝑥2 − 6𝑥 = 0
3𝑥2 − 6𝑥 = 0
124
3𝑥(𝑥 − 2) = 0 → {
3𝑥 = 0
𝑥 − 2 = 0
↔ {
𝑥1 = 0
𝑥2 = 2
≫ Analisaremos o segundo caso, quando 𝑏 = 0, equação (8.5) chama-se
incompleta do segundo tipo:
𝑎𝑥2 + 𝑐 = 0 → 𝑏 = 0 (8.7)
↓
𝑎𝑥2 = −𝑐 ↔ 𝑥2 = −
𝑐
𝑎
Quando −
𝑐
𝑎
≥ 0, a equação possui duas raízes
↓
{
𝑥1 = √−
𝑐
𝑎
𝑥2 = −√−
𝑐
𝑎
Quando −
𝑐
𝑎
< 0, a equação não possui raízes , 𝑥 = ∅.
Ex.3: 2𝑥2 − 3 = 0
2𝑥2 − 3 = 0
↓
2𝑥2 = 3 → 𝑥2 =
3
2
↔
{
𝑥1 = √
3
2
𝑥2 = −√
3
2
Ex.4: 3𝑥2 − 27 = 0
3𝑥2 − 27 = 0
↓
3𝑥2 = 27 → 𝑥2 =
27
3
↔ 𝑥2 = 9 ↔ {
𝑥1 = −√9
𝑥2 = √9
↔ {
𝑥1 = −3
𝑥2 = 3
125
Ex.5: 3𝑥2 + 4 = 0
3𝑥2 + 4 = 0
↓
3𝑥2 = −4 → 𝑥2 = −
4
3
↔ 𝑥 = ∅
Agora analisaremos o caso geral, quando: 𝑏, 𝑐 ≠ 0.
𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0
↓
𝑎 (𝑥2 + 2
𝑏
2𝑎
𝑥 +
𝑏2
4𝑎2
) −
𝑏2
4𝑎
+ 𝑐 = 0
↓
𝑎(𝑥 +
𝑏
2𝑎
)2 =
𝑏2
4𝑎
− 𝑐
↓
𝑎(𝑥 +
𝑏
2𝑎
)2 =
𝑏2−4𝑎𝑐
4𝑎
↓
(𝑥 +
𝑏
2𝑎
)2 =
𝒃𝟐−𝟒𝒂𝒄
4𝑎2
Vamos designar 𝒃𝟐 − 𝟒𝒂𝒄 acima por: ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 (discriminante)
Se ∆> 0, a equação possui duas raízes diferentes:
↓
{
𝑥 +
𝑏
2𝑎
= √
𝑏2−4𝑎𝑐
4𝑎2
𝑥 +
𝑏
2𝑎
= −√
𝑏2−4𝑎𝑐
4𝑎2
↔ {
𝑥 +
𝑏
2𝑎
=
√∆
2𝑎
𝑥 +
𝑏
2𝑎
= −
√∆
2𝑎
↔ {
𝑥1 =
−𝑏+√∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏−√∆
2𝑎
Ex.6: 2𝑥2 + 3𝑥 + 1 = 0
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= 32 − 4 ∙ 2 ∙ 1
126
↓
∆= 1
Como ∆> 0, então a equação possui duas raízes:
{
𝑥1 =
−𝑏+√∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏−√∆
2𝑎
→ {
𝑥1 =
−3+√1
2.2
𝑥2 =
−3−√1
2.2
↔ {
𝑥1 =
−3+1
4
𝑥2 =
−3−1
4
↔ {
𝑥1 =
−2
4
𝑥2 =
−4
4
↔ {
𝑥1 = −
1
2
𝑥2 = −1
Se ∆= 0, a equação possui duas raízes iguais ( 𝑥1 = 𝑥2 = −
𝑏
2𝑎
):
{
𝑥1 =
−𝑏+√∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏−√∆
2𝑎
→ {
𝑥1 =
−𝑏+√0
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏−√0
2𝑎
↔ {
𝑥1 = −
𝑏
2𝑎
𝑥2 = −
𝑏
2𝑎
Ex.7: 4𝑥2 + 4𝑥 + 1 = 0
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= 42 − 4 ∙ 4 ∙ 1 ↔ ∆= 0
Como ∆= 0, então equação possui duas raízes iguais:
𝑥1 = 𝑥2 = −
𝑏
2𝑎
→ 𝑥1 = 𝑥2 = −
4
2∙4
↔ 𝑥1 = 𝑥2 = −
1
2
.
Se ∆< 0, a equação não possui raízes ( 𝑥 = ∅ ).
Ex.8: 2𝑥2 + 𝑥 + 3 = 0
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= 12 − 4 ∙ 2 ∙ 3 ↔ ∆= −23.
Como ∆< 0, a equação não possui raízes.
Teorema de Viète: Com ∆≥ 0, a equação quadrática 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0,
possui duas raízes 𝑥1, 𝑥2 que satisfazem o sistema:
{
𝑥1 + 𝑥2 = −
𝑏
𝑎
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
127
Prova:
Com ∆≥ 0, equação quadrática a𝑥2 + b𝑥 + c = 0, possui duas raízes, que
são dadas na fórmula:
{
𝑥1 =
−𝑏 + √∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏 − √∆
2𝑎
Isso queira dizer que:
1) Soma das raízes
𝑥1 + 𝑥2 =
−𝑏+√∆
2𝑎
+
−𝑏−√∆
2𝑎
↔ 𝑥1 + 𝑥2 = −
𝑏
𝑎
2) Produto das raízes
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
−𝑏+√∆
2𝑎
∙
−𝑏−√∆
2𝑎
↔ 𝑥1 ∙ 𝑥2 =
(−𝑏)2−√∆
2
4𝑎2
↔ 𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑏2−∆
4𝑎2
↔
↔ 𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑏2−(𝑏2−4𝑎𝑐)
4𝑎2
↔ 𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
.
Ex.9: Dada equação quadrática 𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0 , localize a soma e
produto das raízes.
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= (−1)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−6) ↔ ∆= 25.
Como ∆> 0, então a determinada equação possui duas raízes 𝑥1 , 𝑥2 , que
satisfazem a condição:
{
𝑥1 + 𝑥2 = −
𝑏
𝑎
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
→ {
𝑥1 + 𝑥2 = −
−1
1
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
−6
1
↔ {
𝑥1 + 𝑥2 = 1
𝑥1 ∙ 𝑥2 = −6
Resposta: a soma da determinada equação é igual a 1 e produto é igual a −𝟔.
Ex.10: Dada equação quadrática 𝑥2 − 𝑥 + 6 = 0, localize a soma e produto
das raízes.
128
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= (−1)2 − 4 ∙ 1 ∙ 6 ↔ ∆= −23.
Como ∆< 0, a determinada equação não possui raízes.
Ex.11: Dada equação quadrática 𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, sabendo que a equação
possui duas raízes 𝑥1 = 1, 𝑥2 = −2 , localize b e c.
Conforme o teorema de Viète, teremos:
{
𝑥1 + 𝑥2 = −
𝑏
𝑎
𝑥1. 𝑥2 =
𝑐
𝑎
→ {
1 + (−2) = −
𝑏
1
1. (−2) =
𝑐
1
↔ {
−1 = −𝑏
−2 = 𝑐
↔ {
𝑏 = 1
𝑐 = −2
Determinada equação possui a forma:
𝑥2 + 𝑥 − 2 = 0.
Ex.12: Dada equação quadrática 𝑥2 − 5𝑥 + 6 = 0 , sabemos que essa
equação possui a raiz 𝑥1 = 2,
Localize 𝑥2.
Conforme o teorema de Viète, teremos:
𝑥1 + 𝑥2 = −
𝑏
𝑎
→ 2 + 𝑥2 = −
−5
1
↔ 2 + 𝑥2 = 5 ↔ 𝑥2 = 3.
Ou ainda podemos localizar o 𝑥2 de seguinte maneira:
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
→ 2 ∙ 𝑥2 =
6
1
↔ 2𝑥2 = 6 ↔ 𝑥2 = 3.
Teorema:
≫ Se determinada equação 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, possui raiz 𝑥1 = 1 , então
𝑎 + 𝑏 + 𝑐 = 0, e 𝑥2 =
𝑐
𝑎
;
≫ Se determinada equação 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 possui raiz 𝑥1 = −1, então
𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 0, e 𝑥2 = −
𝑐
𝑎
;
Prova:
● Como 𝑥1 = 1 é a raiz da equação 𝑎𝑥
2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, por isso que:
129
𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 → 𝑎 ∙ (1)2 + 𝑏 ∙ 1 + 𝑐 = 0 ↔ 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 = 0.
Conforme o teorema de Viète, teremos:
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
→ 1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
↔ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
.
● Como 𝑥1 = −1 é a raiz da equação 𝑎𝑥
2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, por issoque:
𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0 ↔ 𝑎 ∙ (−1)2 + 𝑏 ∙ (−1) + 𝑐 = 0 ↔ 𝑎 − 𝑏 + 𝑐 = 0
Conforme o teorema de Viète, teremos:
𝑥1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
→ −1 ∙ 𝑥2 =
𝑐
𝑎
↔ 𝑥2 = −
𝑐
𝑎
.
Ex.13: Dada equação 2𝑥2 + 𝑥 − 3 = 0, determine as raízes dessa equação.
Como 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 → 2 + 1 − 3 = 0, então a equação possui raízes 𝑥1 = 1 e
𝑥2 =
𝑐
𝑎
=
−3
2
= −
3
2
.
Ex.12: Dada equação −2𝑥2 + 𝑥 + 3 = 0, determine as raízes dessa equação.
Como 𝑎 − 𝑏 + 𝑐 → −2 − 1 + 3 = 0, então a equação possui raízes 𝑥1 =
−1 e 𝑥2 = −
𝑐
𝑎
= −
3
−2
=
3
2
.
8.1.4 . Sistema de duas equações com duas variáveis
Analisaremos sistema linear de duas equação com duas variáveis apresentado
na forma:
{
𝑎1𝑥 + 𝑏1𝑦 = 𝑐1
𝑎2𝑥 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2
(8.8)
onde: x e y → são variáveis; 𝒂𝟏, 𝒃𝟏 , 𝒂𝟐 , 𝒃𝟐 → coeficientes das variáveis; 𝒄𝟏, 𝒄𝟐
→ termos independentes (números sem variáveis).
Os sistemas de equações lineares, de um modo geral, podem ser (8.1):
130
Esq. 8.1. Tipos de sistemas de equações
Representando em notações algébricas teremos:
1)
𝑎1
𝑎2
≠
𝑏1
𝑏2
→ Consistente determinado;
y
x
Ponto de intersecção das rectas
Gráf. 8.1. Demonstração do sistema de equação consistente determinado num
gráfico
2)
𝑎1
𝑎2
=
𝑏1
𝑏2
=
𝑐1
𝑐2
→ Consistente inderminado;
131
y
x
As rectas coincidem
Gráf. 8.2. Demonstração do sistema de equação consistente indeterminado num
gráfico
3)
𝑎1
𝑎2
=
𝑏1
𝑏2
≠
𝑐1
𝑐2
→ Inconsistente.
y
x
As rectas são paralelas
Gráf. 8.3. Demonstração do sistema de equação inconsistente num gráfico
8.1.4.1. Métodos de resolução dos sistemas de duas equações
Existem vários métodos de resolução dos sistemas de equações, mas para o
ensino fundamental, temos os seguintes2:
2 Informações e métodos de resolução de sistemas lineares a nível superior, o leitor pode
encontrar no livro Álgebra linear para Economistas (2016), escrita pelo mesmo autor. Pág. 57.
132
1) Método de substituição;
Consiste em isolar uma das variáveis numas das equações do sistema, por
formas a encontrar uma expressão que será substituída na equação em que não
foi isolada a variável, obtendo neste caso uma equação de uma variável e com a
sua resolução teremos o valor da variável em causa. O outro valor será obtido a
partir da substituição do primeiro valor obtido numa das equações e assim
teremos o sistema resolvido.
{
𝑎1𝑥 + 𝑏1𝑦 = 𝑐1
𝑎2𝑥 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2
(8.9)
Isolando a variável x da primeira equação, obteremos:
𝑎1𝑥 + 𝑏1𝑦 = 𝑐1 → 𝑎1𝑥 = 𝑐1 − 𝑏1𝑦
𝑥 =
𝑐1−𝑏1𝑦
𝑎1
(8.10)
Substituindo a determinada expressão (8.10) na segunda equação, teremos:
𝑎2𝑥 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2
↓
𝑎2 (
𝑐1 − 𝑏1𝑦
𝑎1
) + 𝑏2𝑦 = 𝑐2 ↔
𝑐1 𝑎2 ∙ −𝑏1 𝑎2 ∙ 𝑦
𝑎1
+ 𝑏2𝑦 = 𝑐2 ↔
↔
𝑐1∙ 𝑎2
𝑎1
−
𝑏1∙𝑎2
𝑎1
𝑦 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2 ↔ −
𝑏1∙𝑎2
𝑎1
𝑦 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2 −
𝑐1∙ 𝑎2
𝑎1
↔
↔ (𝑏2 −
𝑏1.𝑎2
𝑎1
) 𝑦 = 𝑐2 −
𝑐1∙ 𝑎2
𝑎1
↔ (
𝑎1.𝑏2−𝑏1∙𝑎2
𝑎1
) 𝑦 =
𝑎1∙𝑐2−𝑐1∙ 𝑎2
𝑎1
↔
↔ (𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2)𝑦 = 𝑎1 ∙ 𝑐2 − 𝑐1 ∙ 𝑎2.
● Se a expressão 𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2 ≠ 0 → (
𝑎1
𝑎2
≠
𝑏1
𝑏2
), então:
133
𝑦 =
𝑎1𝑐2−𝑐1. 𝑎2
𝑎1.𝑏2−𝑏1.𝑎2
(8.11)
Colocando a expressão (8.11) na expressão (8.10), teremos:
𝑥 =
𝑐1 − 𝑏1𝑦
𝑎1
↓
𝑥 =
𝑐1−𝑏1
𝑎1𝑐2−𝑐1. 𝑎2
𝑎1.𝑏2−𝑏1.𝑎2
𝑎1
↔ 𝑥 =
𝑐1.𝑏2−𝑏1.𝑐2
𝑎1.𝑏2−𝑏1.𝑎2
Conclusão:
Solução do sistema (8.9) será:
{
𝑥 =
𝑐1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑐2
𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2
𝑦 =
𝑎1 ∙ 𝑐2 − 𝑐1. 𝑎2
𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2
● Se a expressão 𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2 = 0 , 𝑎1 ∙ 𝑐2 − 𝑐1 ∙ 𝑎2 = 0 → (
𝑎1
𝑎2
=
𝑏1
𝑏2
=
𝑐1
𝑐2
) , então sistema tem múltiplas soluções. (𝑥, 𝑦) = (
𝑐1−𝑏1𝑡
𝑎1
, 𝑡) , onde t é
parâmetro e 𝑡 ∈ 𝑅.
● Se a expressão 𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2 = 0 , 𝑎1𝑐2 − 𝑐1 ∙ 𝑎2 ≠ 0 → (
𝑎1
𝑎2
=
𝑏1
𝑏2
≠
𝑐1
𝑐2
), então sistema não tem solução.
Ex.1: {
5𝑥 + 4𝑦 = −3
3𝑥 − 2𝑦 = 7
Analisando que:
𝑎1
𝑎2
≠
𝑏1
𝑏2
→
5
3
≠
4
−2
, então o determinado sistema possui uma
única solução. Localizaremos a solução conforme as regras acima:
{
5𝑥 + 4𝑦 = −3
3𝑥 − 2𝑦 = 7
134
5𝑥 + 4𝑦 = −3 → 5𝑥 = −3 − 4𝑦 → 𝑥 =
−3−4𝑦
5
.
Substituindo na segunda equação no lugar da variável 𝑥 , teremos:
3𝑥 − 2𝑦 = 7
↓
3(
−3−4𝑦
5
) − 2𝑦 = 7 →
−9−12𝑦
5
− 2𝑦 = 7 → −
9
5
−
12
5
𝑦 − 2𝑦 = 7 →
→ −
12
5
𝑦 − 2𝑦 = 7 +
9
5
→ (−
12
5
− 2)𝑦 = 7 +
9
5
→
−
22
5
𝑦 =
44
5
→ 𝑦 = −
44
5
22
5
𝑦 = −
44
5
×
5
22
↓
𝑦 = −2
Agora localizaremos 𝑥 com ajuda da expressão:
𝑥 =
−3−4𝑦
5
→ 𝑥 =
−3−4(−2)
5
→ 𝑥 =
−3+8
5
→ 𝑥 = 1.
Resposta: determinado sistema possui solução (𝑥, 𝑦) = (1,−2).
Ex.2: {
2𝑥 + 3𝑦 = 1
4𝑥 + 6𝑦 = 2
Analisando que:
𝑎1
𝑎2
=
𝑏1
𝑏2
=
𝑐1
𝑐2
→
2
4
=
3
6
=
1
2
, então o determinado
sistema possui infinitas múltiplas soluções.
135
{
2𝑥 + 3𝑦 = 1
4𝑥 + 6𝑦 = 2
↓
2𝑥 + 3𝑦 = 1 → 2𝑥 = 1 − 3𝑦 → 𝑥 =
1−3𝑦
2
.
Substituindo na segunda equação no lugar da variável x, teremos:
4𝑥 + 6𝑦 = 2
↓
4 (
1 − 3𝑦
2
) + 6𝑦 = 2 → 2(1 − 3𝑦) + 6𝑦 = 2 → 2 − 6𝑦 + 6𝑦 = 2
↓
0𝑦 = 0.
Sistema possui múltiplas infinitas soluções, que possuem a forma:
(𝑥, 𝑦) = (
1 − 3𝑡
2
, 𝑡) , 𝑡 ∈ 𝑅
Por exemplo, quando 𝑡 = 0 , (𝑥, 𝑦) = (
1−3.0
2
, 0) = (
1
2
,0). Esta é uma das
múltiplas soluções do sistema.
Para verificação, só temos que colocar a determinada solução no sistema e
veremos uma igualdade:
{
2𝑥 + 3𝑦 = 1
4𝑥 + 6𝑦 = 2
↓
{
2 ×
1
2
+ 3 ∙ 0 = 1
4 ×
1
2
+ 6 ∙ 0 = 2
→ {
1 = 1
2 = 2
→ Verdadeiro
136
Igualmente verifique, quando 𝑡 = {1, 2, 3… }
Ex.3: {
3𝑥 − 2𝑦 = 1
6𝑥 − 4𝑦 = 3
Vendo que:
𝑎1
𝑎2
=
𝑏1
𝑏2
≠
𝑐1
𝑐2
→
3
6
=
−2
−4
≠
1
3
, o determinado sistema não
possui solução.
3𝑥 − 2𝑦 = 1 → 3𝑥 = 1 + 2𝑦 → 𝑥 =
1+2𝑦
3
.
Substituindo na segunda equação no lugar da variável x, teremos:
6𝑥 − 4𝑦 = 3
↓
6 (
1 + 2𝑦
3
) − 4𝑦 = 3 → 2(1 + 2𝑦) − 4𝑦 = 3 → 2 + 2𝑦 − 2𝑦 = 3
↓
0𝑦 = 1.
Sistema não possui solução.
Exercício adicional
1) {
3𝑥 + 4𝑦 = −5
𝑥 + 2𝑦 = −3
Analisando que:
𝑎1
𝑎2
≠
𝑏1
𝑏2
→
3
1
≠
4
2
, o determinado sistema possui uma
única solução.
Notaremos que 𝑎2 = 1, por isso comajuda da segunda equação isolaremos a
variável x:
𝑥 + 2𝑦 = −3 → 𝑥 = −3 − 2𝑦.
137
Substituindo na primeira equação no lugar da variável x, teremos:
3𝑥 + 4𝑦 = −5
↓
3(−3 − 2𝑦) + 4𝑦 = −5 → −9 − 6𝑦 + 4𝑦 = −5 → −6𝑦 + 4𝑦 = −5 + 9 →
→ −2𝑦 = 4 → 𝑦 = −2.
Agora localizaremos 𝑥 com ajuda da expressão:
𝑥 = −3 − 2𝑦
↓
𝑥 = −3 − 2(−2)
↓
𝑥 = 1
Resposta: determinado sistema possui solução (𝑥, 𝑦) = (1,−2).
Casos especiais:
≫ Quando a variável x ou y não estão numa das equações do sistema.
Ex.4: {
3𝑥 − 4𝑦 = 1
2𝑥 = 6
Com segunda equação, obteremos:
2𝑥 = 6
↓
𝑥 = 3
Substituindo na primeira equação no lugar da variável x, teremos:
3𝑥 − 4𝑦 = 1 → 3 ∙ 3 − 4𝑦 = 1 → 9 − 4𝑦 = 1 →
→ −4𝑦 = 1 − 9 → −4𝑦 = −8
𝑦 = 2
138
Resposta: determinado sistema possui solução (𝑥, 𝑦) = (3,2).
2) Método de redução ou adição;
Esse método consiste em formar termos simétricos de variáveis iguais, para
simplificá-las, por formas a obter uma só variável, obtendo uma equação linear.
Logo teremos o valor da variável não simplificada:
{
𝑎1𝑥 + 𝑏1𝑦 = 𝑐1
𝑎2𝑥 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2
↔ {
𝑎1 ∙ 𝒂𝟐𝑥 + 𝑏1 ∙ 𝒂𝟐𝑦 = 𝒂𝟐 ∙ 𝑐1
− 𝒂𝟏 ∙ 𝑎2𝑥 − 𝒂𝟏 ∙ 𝑏2𝑦 = − 𝒂𝟏 ∙ 𝑐2
Vamos reduzir as duas partes, teremos:
(𝑏1 ∙ 𝒂𝟐 − 𝒂𝟏 ∙ 𝑏2)𝑦 = 𝒂𝟐 ∙ 𝑐1− 𝒂𝟏 ∙ 𝑐2 .
Todos restantes passos faremos igualmente como no método acima analisado.
Agora utilizaremos este método para resolver alguns exercícios já resolvidos
acima.
Ex.1: {
5𝑥 + 4𝑦 = −3
3𝑥 − 2𝑦 = 7
{
5𝑥 + 4𝑦 = −3
3𝑥 − 2𝑦 = 7
↓
{
5 ∙ 𝟑𝑥 + 4 ∙ 𝟑𝑦 = −3 ∙ 𝟑
−𝟓 ∙ 3𝑥 − (−𝟓) ∙ 2𝑦 = 7 ∙ (−𝟓)
→ {
15𝑥 + 12𝑦 = −9
−15𝑥 + 10𝑦 = −35
Vamos reduzir as duas partes, teremos:
22𝑦 = −44 → 𝑦 = −2 .
Para determinar o valor da variável x , temos que colocar o valor da variável
y numa das equações do sistema:
139
5𝑥 + 4𝑦 = −3 → 5𝑥 + 4(−2) = −3 → 5𝑥 = −3 + 8 →
→ 5𝑥 = 5 → 𝑥 = 1 .
Resposta: determinado sistema possui solução (𝑥, 𝑦) = (1,−2).
Ex.2: {
2𝑥 + 3𝑦 = 1
4𝑥 + 6𝑦 = 2
{
2𝑥 + 3𝑦 = 1
4𝑥 + 6𝑦 = 2
↓
{
2 ∙ (−𝟐)𝑥 + 3 ∙ (−𝟐)𝑦 = 1 ∙ (−𝟐)
4𝑥 + 6𝑦 = 2
→ {
−4𝑥 − 6𝑦 = −2
4𝑥 + 6𝑦 = 2
Vamos reduzir as duas partes, teremos:
0𝑥 + 0𝑦 = 0.
Sistema possui sistema, tem múltiplas infinitas soluções.
Agora vamos isolar x na primeira equação do sistema, teremos:
2𝑥 + 3𝑦 = 1 → 2𝑥 = 1 − 3𝑦 → 𝑥 =
1−3𝑦
2
.
Sistema possui múltiplas infinitas soluções, que possuem a forma:
(𝑥, 𝑦) = (
1 − 3𝑡
2
, 𝑡) , 𝑡 ∈ R
Ex.3: {
3𝑥 − 2𝑦 = 1
6𝑥 − 4𝑦 = 3
{
3𝑥 − 2𝑦 = 1
6𝑥 − 4𝑦 = 3
→ {
3 ∙ (−𝟐)𝑥 − 2 ∙ (−𝟐)𝑦 = 1 ∙ (−𝟐)
6𝑥 − 4𝑦 = 3
→
140
→ {
− 6𝑥 + 4𝑦 = −2
6𝑥 − 4𝑦 = 3
Vamos reduzir as duas partes, teremos:
0𝑥 + 0𝑦 = −1
Sistema não possui solução.
3) Método de comparação;
Consiste em comparar as duas expressões, obtidas pelo o isolamento das
variáveis iguais das duas equações do sistema:
{
𝑎1𝑥 + 𝑏1𝑦 = 𝑐1
𝑎2𝑥 + 𝑏2𝑦 = 𝑐2
↓
𝑥 =
𝑐1 − 𝑏1𝑦
𝑎1
𝑥 =
𝑐2 − 𝑏2𝑦
𝑎2
↓
𝑥 = 𝑥
↓
𝑐1−𝑏1𝑦
𝑎1
=
𝑐2−𝑏2𝑦
𝑎2
↓
𝑎2 ∙ (𝑐1 − 𝑏1𝑦) = 𝑎1 ∙ (𝑐2 − 𝑏2𝑦)
↓
𝑐1 ∙ 𝑎2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2𝑦 = 𝑎1 ∙ 𝑐2 − 𝑎1 ∙ 𝑏2𝑦
↓
141
𝑎1 ∙ 𝑏2𝑦 − 𝑏1 ∙ 𝑎2𝑦 = 𝑎1 ∙ 𝑐2 − 𝑐1 ∙ 𝑎2
↓
(𝑎1 ∙ 𝑏2 − 𝑏1 ∙ 𝑎2)𝑦 = 𝑎1 ∙ 𝑐2 − 𝑐1 ∙ 𝑎2.
Todos restantes passos faremos igualmente como no primeiro método acima
analisado.
Ex.1: {
5𝑥 + 4𝑦 = −3
3𝑥 − 2𝑦 = 7
{
5𝑥 + 4𝑦 = −3
3𝑥 − 2𝑦 = 7
↓
{
𝑥 =
−3−4𝑦
5
𝑥 =
7+2𝑦
3
→
−3−4𝑦
5
=
7+2𝑦
3
→ 3 ∙ (−3 − 4𝑦) = 5 ∙ (7 + 2𝑦) →
→ −9 − 12𝑦 = 35 + 10𝑦 → −10𝑦 − 12𝑦 = 35 + 9 →
→ −22𝑦 = 44 → 𝑦 = −2.
Para determinar o valor da variável x , temos que colocar o valor da variável
y numa das equações do sistema:
5𝑥 + 4𝑦 = −3 → 5𝑥 + 4(−2) = −3 → 5𝑥 = −3 + 8 →
→ 5𝑥 = 5 → 𝑥 = 1.
Resposta: determinado sistema possui solução (𝑥, 𝑦) = (1,−2).
8.2. Inequações
Consideram-se inequações as desigualdades entre duas funções:
𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥) (8.12)
142
Onde 𝑓(𝑥) e 𝑔(𝑥) → funções, 𝑥 → variável.
As inequações possuem ainda os seguintes sinais: < ,≤ , > .
O domínio de função da inequação (8.12):
𝐷 = 𝐷(𝑓) ∪ 𝐷(𝑔)
Ex.1: √−4𝑥 + 1 + 2 ≥ 2𝑥2 +
3
𝑥
+ 1
Onde: 𝑓(𝑥) = √−4𝑥 + 1 + 2 e 𝑔(𝑥) = 2𝑥2 +
3
𝑥
+ 1
Logo: 𝐷(𝑓) = {𝑥 | − 4𝑥 + 1 ≥ 0} → 𝐷(𝑓) = {𝑥 | 𝑥 ≤
1
4
} → lê-se: O
domínio da função 𝑓(𝑥) é igual ao conjunto dos valores da variável x, que
satisfazem a desigualdade −4𝑥 + 1 ≥ 0.
De igual modo, localizaremos o domínio da função 𝐷(𝑔):
𝐷(𝑔) = {𝑥 | 𝑥 > 0}
Neste caso, temos: 𝐷(𝑓) ∪ 𝐷(𝑔) = {𝑥 | 𝑥 ≤
1
4
; 𝑥 > 0} → {𝑥| 0 < 𝑥 ≤
1
4
} ,
então o domínio da função da equação 𝐷 = {𝑥| 0 < 𝑥 ≤
1
4
}.
( ]
0 1/4
8.2.1. Inequações lineares
Quando 𝑓(𝑥) , 𝑔(𝑥) são apresentadas na forma:
𝑓(𝑥) = 𝑎1𝑥 + 𝑏1
𝑔(𝑥) = 𝑎2𝑥 + 𝑏2
Obteremos inequação linear com uma variável (monovariável ):
𝑓(𝑥) ≥ 𝑔(𝑥)
↓
𝑎1𝑥 + 𝑏1 ≥ 𝑎2𝑥 + 𝑏2
143
↓
𝑎1𝑥 − 𝑎2𝑥 ≥ 𝑏2 − 𝑏1 → (𝑎1 − 𝑎2)𝑥 ≥ 𝑏2 − 𝑏1.
Quando 𝑎1 − 𝑎2 > 0
↓
𝑥 ≥
𝑏2−𝑏1
𝑎1−𝑎2
Quando 𝑎1 − 𝑎2 < 0, obteremos:
𝑥 ≤
𝑏2−𝑏1
𝑎1−𝑎2
Ex.2: 3𝑥 + 4 ≥ 2𝑥 − 2
3𝑥 + 4 ≥ 2𝑥 − 2
3𝑥 − 2𝑥 ≥ −2 − 4
𝑥 ≥ −6
↓
𝑥 ∈ [−6 ; +∞).
[
−6 𝑥 +∞
Se pegarmos um número que se encontre no domínio (região, intervalo) do
valor 𝑥, então a inequação será verdadeira, e se pegarmos um número que não
se encontra no domínio (região, intervalo) do valor 𝑥, então a inequação será
falsa.
● 0 ∈ [−6 ; +∞)
3𝑥 + 4 ≥ 2𝑥 − 2
↓
144
3.0 + 4 ≥ 2.0 − 2
↓
4 ≥ −2 → verdadeira.
● −10 ∉ [−6 ; +∞)
3. (−10) + 4 ≥ 2. (−10) − 2
↓
−30 + 4 ≥ −20 − 2
↓
−26 ≥ −22 → falsa.
Ex.2: 3𝑥 + 4 ≥ 5𝑥 − 2
3𝑥 + 4 ≥ 5𝑥 − 2
↓
3𝑥 − 5𝑥 ≥ −2 − 4 → −2𝑥 ≥ −6 → 𝑥 ≤
−6
−2
↓
𝑥 ≤ 3
↓
𝑥 ∈ (−∞ ; 3]
]
−∞ x 3
8.2.2. Inequações quadráticas
Primeiramente, analisaremos função quadrática que possui a forma:
145
𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 (8.13)
Com designação dada, a variável 𝑥 pode possuir os seguintes sinais:
𝑓(𝑥) ≥ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0;
𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0;
𝑓(𝑥) > 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0;
𝑓(𝑥) < 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0;
𝑓(𝑥) = 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0.
Quando 𝑓(𝑥) = 0, obteremos uma equação quadrática e nos restantes casos
obteremos inequações quadráticas.
A posição do gráfico da função quadrática (8.13) possui 6 casos analíticos:
≫ Possui duas raízes se:
𝑥1 𝑥2
𝑥1 𝑥2
Caso 1 Caso 2
≫ Possui uma só raiz se:
𝑥1 = 𝑥2
𝑥1 =𝑥2
Caso 3 Caso 4
146
≫ Não possui raízes se:
Caso 5 Caso 6
Onde 𝑥1 𝑒 𝑥2 são as raízes da função quadrática 𝑎𝑥
2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, isto é,
quando 𝑓(𝑥) = 0.
≫ Vamos analisar o caso 1:
Conforme o gráfico e a presença dos pontos no eixo OX, podemos concluir
que a função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, possui as seguintes propriedades:
● A parábola possui o ponto do vértice mínimo, por isso 𝑎 > 0;
● 𝑓(𝑥) = 0 , a parábola interseta os pontos 𝑥1 , 𝑥2 (raízes);
● 𝑓(𝑥) , conserva o sinal positivo (isto é 𝑓(𝑥) > 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(−∞;𝑥1) ∪ (𝑥2; +∞);
● 𝑓(𝑥) , conserva o sinal negativo (isto é 𝑓(𝑥) < 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(𝑥1; 𝑥2).
147
Conclusão:
Quando 𝑎 > 0, ∆> 0, então 𝑏2 − 4𝑎𝑐 > 0, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, quando 𝑥 = 𝑥1 , 𝑥2;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0, quando 𝑥 ∈ (−∞; 𝑥1) ∪ (𝑥2; +∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 < 0, quando 𝑥 ∈ (𝑥1; 𝑥2);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ; 𝑥1] ∪ [ 𝑥2; +∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, quando 𝑥 ∈ [ 𝑥1; 𝑥2 ].
≫ Vamos analisar o caso 2:
Conforme o gráfico e a presença dos pontos no eixo OX, podemos concluir
que a função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, possui as seguintes propriedades:
● A parábola possui o ponto do vértice máximo, por isso 𝑎 < 0;
● 𝑓(𝑥) = 0, parábola interseta os pontos 𝑥1 , 𝑥2 (raízes);
● 𝑓(𝑥) conserva o sinal positivo (isto é 𝑓(𝑥) > 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(𝑥1; 𝑥2);
● 𝑓(𝑥) conserva o sinal negativo (isto é 𝑓(𝑥) < 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(−∞;𝑥1) ∪ (𝑥2; +∞).
Conclusão:
148
Quando 𝑎 < 0, ∆> 0, então 𝑏2 − 4𝑎𝑐 > 0, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, quando 𝑥 = 𝑥1 , 𝑥2;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0, quando 𝑥 ∈ (𝑥1; 𝑥2) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 < 0, quando 𝑥 ∈ (−∞; 𝑥1) ∪ (𝑥2; +∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0, quando 𝑥 ∈ [𝑥1; 𝑥2] ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞; 𝑥1] ∪ [𝑥2; +∞).
≫ Vamos analisar o caso 3:
Conforme o gráfico e a presença do ponto no eixo OX, podemos concluir que
a função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, possui as seguintes propriedades:
● A parábola possui o ponto do vértice mínimo, por isso 𝑎 > 0;
● 𝑓(𝑥) = 0, a parábola toca o ponto 𝑥1 = 𝑥2 = 𝑥0 = −
𝑏
2𝑎
;
● 𝑓(𝑥) conserva o sinal positivo (isto é 𝑓(𝑥) > 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(−∞;𝑥0) ∪ (𝑥0; +∞).
Conclusão:
Quando 𝑎 > 0, ∆= 0, então 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 0, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, quando 𝑥 = 𝑥0 ;
149
✓ 𝑓(𝑥) > 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0, quando 𝑥 ∈ (−∞; 𝑥0) ∪ (𝑥0; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 < 0, quando 𝑥 = ∅ ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0, quando 𝑥 = (−∞;+∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, quando 𝑥 = 𝑥0.
≫ Vamos analisar o caso 4:
Conforme o gráfico e a presença do ponto no eixo OX, podemos concluir que
a função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, possui as seguintes propriedades:
● A parábola possui o ponto do vértice máximo, por isso 𝑎 < 0;
● 𝑓(𝑥) = 0, a parábola toca o ponto 𝑥1 = 𝑥2 = 𝑥0 = −
𝑏
2𝑎
;
● 𝑓(𝑥) conserva o sinal negativo (isto é 𝑓(𝑥) < 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(−∞;𝑥0) ∪ (𝑥0; +∞).
Conclusão:
Quando 𝑎 < 0, ∆= 0, então 𝑏2 − 4𝑎𝑐 = 0, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, quando 𝑥 = 𝑥0;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0, quando 𝑥 = ∅ ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 < 0, quando 𝑥 ∈ (−∞; 𝑥0) ∪ (𝑥0; +∞) ;
150
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0 → 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0, quando 𝑥 = 𝑥0;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;+∞).
≫ Vamos analisar o caso 5:
Conforme o gráfico e ausência dos pontos no eixo OX, podemos concluir que
a função a função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, possui as seguintes propriedades:
● A parábola possui o ponto do vértice mínimo, por isso 𝑎 > 0;
● 𝑓(𝑥) conserva o sinal positivo (isto é 𝑓(𝑥) > 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(−∞ ; +∞)
Conclusão:
Quando 𝑎 > 0, ∆< 0, então 𝑏2 − 4𝑎𝑐 < 0, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, quando 𝑥 = ∅;
✓ 𝑓(𝑥) > 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 < 0, quando 𝑥 = ∅;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, quando 𝑥 = ∅.
≫ Vamos analisar o caso 6:
151
Conforme o gráfico e ausência dos pontos no eixo OX, podemos concluir que
a função 𝑓(𝑥) = 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐, possui as seguintes propriedades:
● A parábola possui o ponto do vertice maximo, por isso 𝑎 < 0;
● 𝑓(𝑥) conserva o sinal negativo (isto é 𝑓(𝑥) < 0) , no intervalo 𝑥 ∈
(−∞ ; +∞)
Conclusão:
Quando 𝑎 < 0, ∆< 0, então 𝑏2 − 4𝑎𝑐 < 0, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 = 0, quando 𝑥 = ∅;
✓ 𝑓(𝑥) > 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 > 0, quando 𝑥 = ∅;
✓ 𝑓(𝑥) < 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 < 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≥ 0, quando 𝑥 = ∅;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0,→ 𝑎𝑥2 + 𝑏𝑥 + 𝑐 ≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;+∞).
Mostraremos tudo que foi analisado acima numa tabela (8.1) de uma visão mais resumida
e bastante esclarecida:
152
Tabela 8.1
Tabela de análise dos sinais e intervalos das inequações quadráticas
𝒇(𝒙) 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄 > 𝟎 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄 ≥ 𝟎 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄 < 𝟎 𝒂𝒙𝟐 + 𝒃𝒙 + 𝒄 ≤ 𝟎
∆ < 𝟎
𝒂 > 𝟎 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞) 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞) 𝑥 = ∅ 𝑥 = ∅
𝒂 < 𝟎 𝑥 = ∅ 𝑥 = ∅ 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞) 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞)
∆ = 𝟎
𝒂 > 𝟎
𝑥 ∈
(−∞ ; 𝑥0) ∪ (𝑥0; +∞)
𝑥 ∈ (−∞ ; +∞) 𝑥 = ∅ 𝑥 = 𝑥0
𝒂 < 𝟎 𝑥 = ∅ 𝑥 = 𝑥0
𝑥 ∈
(−∞ ; 𝑥0) ∪ (𝑥0; +∞)
𝑥 ∈ (−∞ ; +∞)
∆ > 𝟎
𝒂 > 𝟎
𝑥 ∈
(−∞; 𝑥1) ∪ (𝑥2; +∞)
𝑥 ∈ (−∞; 𝑥1] ∪ [𝑥2; +∞) 𝑥 ∈ (𝑥1; 𝑥2) 𝑥 ∈ [𝑥1; 𝑥2]
𝒂 < 𝟎 𝑥 ∈ (𝑥1; 𝑥2)
𝑥 ∈ [𝑥1; 𝑥2]
𝑥 ∈
(−∞; 𝑥1) ∪ (𝑥2; +∞)
𝑥 ∈
(−∞; 𝑥1] ∪ [𝑥2; +∞)
153
Ex.1: 𝑥2 + 3𝑥 + 2 > 0
Como 𝑎 = 1 > 0, 𝑎 − 𝑏 + 𝑐 → 1 − 3 + 2 = 0, por isso que, a equação
quadrática 𝑥2 + 3𝑥 + 2 = 0 possui duas raízes, 𝑥1 = −1, 𝑥2 = −
𝑐
𝑎
= −
2
1
= −2.
Então a inequação 𝑥2 + 3𝑥 + 2 > 0, coincide com o primeiro caso, logo:
𝑥2 + 3𝑥 + 2 > 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (−1;+∞).
Na recta real juntamente com o sinal da inequação em que o coeficiente 𝑎 =
1 > 0, teremos:
−∞ -2 -1 + ∞
𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (−1;+∞).
Ex.2: 𝑥2 − 𝑥 − 6 ≤ 0
Em primeiro lugar vamos localizar as raízes da equação quadrática:
𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0
↓
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= (−1)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−6)
↓
∆= 1 + 24
↓
∆= 25
↓
+ + + +
154
{
𝑥1 =
−𝑏 + √∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏 − √∆
2𝑎
↓
{
𝑥1 =
−(−1) + √25
2.1
𝑥2 =
−(−1) − √25
2.1
↓
{
𝑥1 =
1 + 5
2
𝑥2 =
1 − 5
2
↓
{
𝑥1 = −2
𝑥2 = 3
Como 𝑎 = 1 > 0 , então a inequação 𝑥2 − 𝑥 − 6 ≤ 0, coincide com o
primeiro caso, logo:
𝑥2 − 𝑥 − 6 ≤ 0, quando 𝑥 ∈ [−2 ; 3 ].
Na recta real juntamente com o sinal da inequação em que o coeficiente 𝑎 =
1 > 0, teremos:
−∞ -2 3 + ∞
𝑥 ∈ [−2 ; 3 ].
−
+ +
155
Ex.3: Determine o domínio da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = √−𝑥2 + 3𝑥 − 2
Função 𝑦 = √−𝑥2 + 3𝑥 − 2, existe só e somente, quando: −𝑥2 + 3𝑥 − 2 ≥
0.
Em primeiro lugar, vamos localizaras raízes da equação quadrática:
−𝑥2 + 3𝑥 − 2 = 0
↓
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= 32 − 4 ∙ (−1) ∙ (−2)
↓
∆= 9 − 8
↓
∆= 1
↓
{
𝑥1 =
−𝑏 + √∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏 − √∆
2𝑎
↓
{
𝑥1 =
−3 + √1
2. (−1)
𝑥2 =
−3 − √1
2. (−1)
↓
{
𝑥1 =
−3 + 1
−2
𝑥2 =
−3 − 1
−2
↓
156
{
𝑥1 = 1
𝑥2 = 2
Como 𝑎 = −1 < 0, então a inequação −𝑥2 + 3𝑥 − 2 ≥ 0, coincide com o
segundo caso, logo:
−𝑥2 + 3𝑥 − 2 ≥ 0, quando 𝑥 ∈ [1 ; 2]
Na recta real juntamente com o sinal da inequação em que o coeficiente 𝑎 =
−1 < 0, teremos:
−∞ 1 2 + ∞
− −
𝑥 ∈ [1 ; 2 ].
Ex.4: Analise o sinal da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = −2𝑥2 + 7𝑥 − 5
Em primeiro lugar, vamos localizar as raízes da equação quadrática:
−2𝑥2 + 7𝑥 − 5 = 0
Como 𝑎 = −2 < 0, 𝑎 + 𝑏 + 𝑐 → −2 + 7 − 5 = 0, por isso que, a equação
quadrática
−2𝑥2 + 7𝑥 − 5 = 0, possui duas raízes, 𝑥1 = 1, 𝑥2 =
𝑐
𝑎
=
−5
−2
=
5
2
.
O gráfico da 𝑦 = −2𝑥2 − 3𝑥 + 5, coincide com segundo caso, logo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 → −2𝑥2 + 7𝑥 − 5 = 0, quando 𝑥 = {1 , 5/2};
✓ 𝑓(𝑥) > 0 → −2𝑥2 + 7𝑥 − 5 > 0, quando 𝑥 ∈ (1; 5/2) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 → −2𝑥2 + 7𝑥 − 5 < 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;1) ∪ (5/2;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→ −2𝑥2 + 7𝑥 − 5 ≥ 0, quando 𝑥 ∈ [1; 5/2] ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 → −2𝑥2 + 7𝑥 − 5 ≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;1] ∪ [5/2;+∞).
−
+
157
Ex.5: 𝑥2 + 4𝑥 + 4 > 0
Como 𝑎 = 1 e ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= 42 − 4.4.1 = 0, por isso que a equação
quadrática 𝑥2 + 4𝑥 + 4 = 0 possui a raiz 𝑥1 = 𝑥2 = 𝑥0 = −
𝑏
2𝑎
= −
4
2
= −2 .
Logo, as propriedades da inequação quadrática 𝑥2 + 4𝑥 + 4 > 0, coincidem
com o terceiro caso, isto é:
𝑥2 + 4𝑥 + 4 > 0, sabendo que 𝑥 ∈ (−∞ ; −2) ∪ (−2 ; +∞)
Pode-se analisar determinada inequação quadrática da seguinte maneira:
Como 𝑥2 + 4𝑥 + 4 = (𝑥 + 2)2 , então 𝑥2 + 4𝑥 + 4 > 0 → (𝑥 + 2)2 > 0,
com todos 𝑥 ≠ 0 , isto é:
𝑥2 + 4𝑥 + 4 > 0, sabendo que 𝑥 ∈ (−∞ ; −2) ∪ (−2 ; +∞).
−2
Ex.6: −
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 > 0
Como 𝑎 = −
1
4
e ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= 12 − 4. (−
1
4
). (−1) = 0, por isso
que a equação quadrática −
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 = 0, possui a raiz 𝑥1 = 𝑥2 = 𝑥0 =
−
𝑏
2𝑎
= −
1
2
−1
4
= 2.
Logo, as propriedades da inequação quadrática −
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 > 0 ,
coincidem com terceiro caso, isto é:
−
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 ≤ 0, sabendo que 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞)
↓
−
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 > 0, sabendo que 𝑥 = ∅ .
Pode-se analisar determinada inequação quadrática da seguinte maneira:
+ +
158
Como −
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 = −(
1
2
𝑥 − 1)2 , portanto −
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 > 0 →
−(
1
2
𝑥 − 1)
2
> 0, com 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞), isto é, −
1
4
𝑥2 + 𝑥 − 1 > 0 com 𝑥 =
∅.
2
Ex.7: Determine o domínio da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) =
1
𝑥2+𝑥+1
Função 𝑦 =
1
𝑥2+𝑥+1
, existe só e somente, quando: 𝑥2 + 𝑥 + 1 ≠ 0.
Como 𝑎 = 1 > 0 e ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= 12 − 4.1.1 = −3 < 0 , logo as
propriedades da inequação quadrática 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 𝑥 + 1, coincidem com o
quinto caso, isto é: 𝑥2 + 𝑥 + 1 > 0, com todos 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞), por isso que
𝑥2 + 𝑥 + 1 ≠ 0, com todos 𝑥 ∈ 𝑅.
Conclusão:
Função 𝑦 =
1
𝑥2+𝑥+1
, determina-se com todos 𝑥 ∈ 𝑅.
Ex.8: Analise o sinal da função 𝑦 = 𝑓(𝑥) = −2𝑥2 + 3𝑥 − 4
Como 𝑎 = −2 < 0, и ∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐 → ∆= 32 − 4. (−2). (−3) = −15 < 0
logo as propriedades da inequação quadrática 𝑓(𝑥) = −2𝑥2 + 3𝑥 − 4
coincidem com o sexto caso, isto é:
159
✓ 𝑓(𝑥) < 0,→ −2𝑥2 + 3𝑥 − 4 < 0, sabendo que 𝑥 ∈ (−∞ ;+∞).
Recordemos!
Tabela 8.2
Tabela de análise dos intervalos das inequações
Inequação Intervalo
x > a (𝑎;+∞)
x < a (−∞;𝑎)
x ≥ a [𝑎; +∞)
x ≤ a (−∞;𝑎]
a < x < b (𝑎; 𝑏)
a ≤ x ≤ b [𝑎; 𝑏]
a ≤ x < b [𝑎; 𝑏)
a < x ≤ b (𝑎; 𝑏]
A determinada tabela será útil no subtema que se segue!
8.2.3. Inequações fraccionárias
Inequações fraccionárias são aquelas inequações apresentadas de seguinte
forma:
160
𝑓(𝑥) =
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
≠ 0
Elas podem ser do tipo:
1) Inequação
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
> 0, equivalente a dois sistemas de inequações:
{
ℎ(𝑥) > 0
𝑔(𝑥) > 0
ou {
ℎ(𝑥) < 0
𝑔(𝑥) < 0
2) Inequação
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
< 0, equivalente a dois sistemas de inequações:
{
ℎ(𝑥) > 0
𝑔(𝑥) < 0
ou {
ℎ(𝑥) < 0
𝑔(𝑥) > 0
3) Inequação
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
≥ 0, equivalente a dois sistemas de inequações:
{
ℎ(𝑥) ≥ 0
𝑔(𝑥) ≥ 0
ou {
ℎ(𝑥) ≤ 0
𝑔(𝑥) ≤ 0
4) Inequação
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
≤ 0, equivalente a dois sistemas de inequações:
{
ℎ(𝑥) ≥ 0
𝑔(𝑥) ≤ 0
ou {
ℎ(𝑥) ≤ 0
𝑔(𝑥) ≥ 0
Exemplo: Inequação canónica fraccionária, constituída por duas equações
lineares.
𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥 + 𝑏1
𝑎2𝑥 + 𝑏2
Ex.1: 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
> 0
Esta é uma inequação equivalente a dois sistemas de inequações:
{
2𝑥 + 4 > 0
𝑥 − 3 > 0
ou {
2𝑥 + 4 < 0
𝑥 − 3 < 0
↓
{
2𝑥 > −4
𝑥 > 3
ou {
2𝑥 < −4
𝑥 < 3
↓
161
{
𝑥 > −2
𝑥 > 3
ou {
𝑥 < −2
𝑥 < 3
↓
{
𝑥 > −2
𝑥 > 3
ou {
𝑥 < −2
𝑥 < 3
↓
𝑥 > 3 ou 𝑥 < −2
↓
𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (3;+∞).
Ex.2: 𝑓(𝑥) =
2𝑥−3
3𝑥+4
≤ 0
Esta é uma inequação equivalente a dois sistemas de inequações:
{
2𝑥 − 3 ≤ 0
3𝑥 + 4 ≥ 0
ou {
2𝑥 − 3 ≥ 0
3𝑥 + 4 ≤ 0
↓
{
2𝑥 ≤ 3
3𝑥 ≥ −4
ou {
2𝑥 ≥ 3
3𝑥 ≤ −4
↓
{
𝑥 ≤
3
2
𝑥 ≥ −
4
3
ou {
𝑥 ≥
3
2
𝑥 ≤ −
4
3
↓
−
4
3
≤ 𝑥 ≤
3
2
ou 𝑥 = ∅
↓
𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
).
Ex.3:
−2𝑥+13
3𝑥+4
≥ 2
162
−2𝑥 + 13
3𝑥 + 4
≥ 2
↓
−2𝑥 + 13
3𝑥 + 4
− 2 ≥ 0
↓
−2𝑥 + 13 − 2(3𝑥 + 4)
3𝑥 + 4
≥ 0
↓
−2𝑥 + 13 − 6𝑥 − 8
3𝑥 + 4
≥ 0
↓
−8𝑥 + 5
3𝑥 + 4
≥ 0
Esta é uma inequação equivalente a dois sistemas de inequações:
{
−8𝑥 + 5 ≥ 0
3𝑥 + 4 ≥ 0
ou {
−8𝑥 + 5 ≤ 0
3𝑥 + 4 ≤ 0
↓
{
−8𝑥 ≥ −5
3𝑥 ≥ −4
ou {
−8𝑥 ≤ −5
3𝑥 ≤ −4
↓
{
𝑥 ≤
5
8
𝑥 ≥ −
4
3
ou {
𝑥 ≥
5
8
𝑥 ≤ −
4
3
↓
−
4
3
≤ 𝑥 ≤
5
8
ou 𝑥 = ∅
163
↓
𝑥 ∈ (−
4
3
;
5
8
).
Nota-se que esse método é eficiente quando os sinais das inequações são
determinados (>,<,≥,≤), por exemplo, no 1 e 2 exemplo. Quando os sinais
das inequações não são determinados, por exemplo, a função 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
, e
exige-se determinar em quais segmentos a função possui o sinal maior, menor,
maior ou igual e menor ou igual (>,<,≥,≤) . Para resolver essa situação,
utilizaremos o método da inequação canónica fraccionária, constituída por duas
equações lineares, que consiste em diferenciar o denominador a zero e
transformar a divisão numa multiplicação.
𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥 + 𝑏1
𝑎2𝑥 + 𝑏2
Domínio do denominador: 𝑎2𝑥 + 𝑏2 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ −
𝑏2
𝑎2
Essa função chama-se quadrática e os sinais da função
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
, com (𝑎1𝑥 +
𝑏1)(𝑎2𝑥 + 𝑏2) = 𝑎1𝑎2𝑥
2 + (𝑎1𝑏2 + 𝑎2𝑏1)𝑥 + 𝑏1𝑏2 , são iguais.
1) Se 𝑎1 ∙ 𝑎2 > 0 e −
b1
a1
< −
b2
a2
, então o gráfico da função 𝑓(𝑥), será de
seguinte modo:
164
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
= 0, quando 𝑥 = −
𝑏1
𝑎1
;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
𝑏1
𝑎1
) ∪ (−
𝑏2
𝑎2
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
< 0, quando 𝑥∈ (−
𝑏1
𝑎1
; −
𝑏2
𝑎2
) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−
𝑏1
𝑎1
] ∪ (−
𝑏2
𝑎2
, +∞ ) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ [−
𝑏1
𝑎1
; −
𝑏2
𝑎2
).
2) Se 𝑎1 ∙ 𝑎2 < 0 e −
𝑏1
𝑎1
< −
𝑏2
𝑎2
, então o gráfico da função 𝑓(𝑥), será de
seguinte modo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
= 0, quando 𝑥 = −
𝑏1
𝑎1
;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−
𝑏1
𝑎1
; −
𝑏2
𝑎2
) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
𝑏1
𝑎1
) ∪ (−
𝑏2
𝑎2
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≥ 0, quando 𝑥 ∈ [ −
𝑏1
𝑎1
; −
𝑏2
𝑎2
) ;
165
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−
𝑏1
𝑎1
] ∪ (−
𝑏2
𝑎2
, +∞ ).
3) Se 𝑎1 ∙ 𝑎2 > 0 e −
𝑏1
𝑎1
> −
𝑏2
𝑎2
, então o gráfico da função 𝑓(𝑥), será de
seguinte modo:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
= 0, quando 𝑥 = −
𝑏1
𝑎1
;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
𝑏2
𝑎2
) ∪ (−
𝑏1
𝑎1
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−
𝑏2
𝑎2
; −
𝑏1
𝑎1
) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−
𝑏2
𝑎2
) ∪ [−
𝑏1
𝑎1
, +∞ );
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−
𝑏2
𝑎2
; −
𝑏1
𝑎1
].
4) Se 𝑎1 ∙ 𝑎2 < 0 e −
𝑏1
𝑎1
> −
𝑏2
𝑎2
, então o gráfico da função 𝑓(𝑥), será de
seguinte modo:
166
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
= 0, quando 𝑥 = −
𝑏1
𝑎1
;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−
𝑏2
𝑎2
; −
𝑏1
𝑎1
) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
𝑏2
𝑎2
) ∪ (−
𝑏1
𝑎1
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−
𝑏2
𝑎2
; −
𝑏1
𝑎1
] ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−
𝑏2
𝑎2
) ∪ [−
𝑏1
𝑎1
, +∞ ).
As inequações fraccionárias, constituídas por duas equações lineares, ainda
podem ser:
● 𝑓(𝑥) =
𝑎𝑥+𝑏
𝑐𝑥+𝑑
+ 𝑒
𝑓(𝑥) =
𝑎𝑥 + 𝑏
𝑐𝑥 + 𝑑
+ 𝑒
↓
𝑓(𝑥) =
𝑎𝑥 + 𝑏 + 𝑒(𝑐𝑥 + 𝑑)
𝑐𝑥 + 𝑑
167
↓
𝑓(𝑥) =
𝑎𝑥 + 𝑏 + 𝑒𝑐𝑥 + 𝑒𝑑
𝑐𝑥 + 𝑑
↓
𝑓(𝑥) =
(𝑎 + 𝑒𝑐)𝑥 + 𝑏 + 𝑒𝑑
𝑐𝑥 + 𝑑
Substituindo, teremos:
{
𝑎1 = 𝑎 + 𝑒𝑐
𝑏1 = 𝑏 + 𝑒𝑑
e {
𝑎2 = 𝑐
𝑏2 = 𝑑
𝑓(𝑥) =
𝑎𝑥+𝑏
𝑐𝑥+𝑑
+ 𝑒 → 𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
● 𝑓(𝑥) =
𝑎
𝑏𝑥+𝑐
+ 𝑑
𝑓(𝑥) =
𝑎
𝑏𝑥 + 𝑐
+ 𝑑
↓
𝑓(𝑥) =
𝑎 + 𝑑(𝑏𝑥 + 𝑐)
𝑏𝑥 + 𝑐
↓
𝑓(𝑥) =
𝑎 + 𝑏𝑑𝑥 + 𝑐𝑑
𝑏𝑥 + 𝑐
↓
𝑓(𝑥) =
𝑏𝑑𝑥 + 𝑎 + 𝑐𝑑
𝑏𝑥 + 𝑐
Substituindo, teremos:
{
𝑎1 = 𝑏𝑑
𝑏1 = 𝑎 + 𝑐𝑑
e {
𝑎2 = 𝑏
𝑏2 = 𝑐
𝑓(𝑥) =
𝑎
𝑏𝑥+𝑐
+ 𝑑 → 𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
Mostraremos tudo que já foi analisado numa tabela (8.3) de apoio:
168
Tabela 8.3
Tabela de análise dos sinais e intervalos das inequações fraccionária do tipo: 𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎1𝑥+𝑏1
𝒇(𝒙)
𝒂𝟏𝒙 + 𝒃𝟏
𝒂𝟐𝒙 + 𝒃𝟐
> 𝟎
𝒂𝟏𝒙 + 𝒃𝟏
𝒂𝟐𝒙 + 𝒃𝟐
≥ 𝟎
𝒂𝟏𝒙 + 𝒃𝟏
𝒂𝟐𝒙 + 𝒃𝟐
< 𝟎
𝒂𝟏𝒙 + 𝒃𝟏
𝒂𝟐𝒙 + 𝒃𝟐
≤ 𝟎
𝒂𝟏𝒂𝟐 > 𝟎
−
𝐛𝟏
𝐚𝟏
< −
𝐛𝟐
𝐚𝟐
𝑥 ∈
(−∞;−
b1
a1
) ∪ (−
b2
a2
; +∞)
𝑥 ∈
(−∞;−
b1
a1
] ∪ (−
b2
a2
; +∞)
𝑥 ∈ (−
b1
a1
; −
b2
a2
) 𝑥 ∈ [−
b1
a1
; −
b2
a2
)
−
𝐛𝟏
𝐚𝟏
> −
𝐛𝟐
𝐚𝟐
𝑥 ∈
(−∞;−
b2
a2
) ∪ (−
b1
a1
; +∞)
𝑥 ∈
(−∞;−
b2
a2
) ∪ [−
b1
a1
; +∞)
𝑥 ∈ (−
b2
a2
; −
b1
a1
) 𝑥 ∈ (−
b2
a2
; −
b1
a1
]
𝒂𝟏𝒂𝟐 < 𝟎
−
𝐛𝟏
𝐚𝟏
< −
𝐛𝟐
𝐚𝟐
𝑥 ∈ (−
b1
a1
; −
b2
a2
) 𝑥 ∈ [−
b1
a1
; −
b2
a2
) (−∞;−
b1
a1
) ∪ (−
b2
a2
; +∞) (−∞;−
b1
a1
] ∪ (−
b2
a2
; +∞)
−
𝐛𝟏
𝐚𝟏
> −
𝐛𝟐
𝐚𝟐
𝑥 ∈ (−
b2
a2
; −
b1
a1
)
𝑥 ∈ (−
b2
a2
; −
b1
a1
]
𝑥 ∈
(−∞;−
b2
a2
) ∪ (−
b1
a1
; +∞)
𝑥 ∈
(−∞;−
b2
a2
) ∪ [−
b1
a1
; +∞)
169
Ex.1: 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
Domínio do denominador: 𝑥 − 3 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ 3
Teremos:
{
−
𝑏1
𝑎1
= −
4
2
−
𝑏2
𝑎2
= −
−3
1
→ {
−
𝑏1
𝑎1
= −2
−
𝑏2
𝑎2
= 3
Como 𝑎1 ∙ 𝑎2 = 2 ∙ 1 = 2 > 0 , −
𝑏1
𝑎1
< −
𝑏2
𝑎2
, → −2 < 3, então esta função
coincide com o primeiro caso:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥+4
𝑥+3
= 0, quando 𝑥 = −2
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+4
𝑥+3
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (3;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+4
𝑥+3
< 0, quando 𝑥 ∈ (−2; 3);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥+4
𝑥+3
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−2] ∪ (3 , +∞ );
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥+4
𝑥+3
≤ 0, quando 𝑥 ∈ [ −2; 3 ).
Ex.2: 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
−𝑥+3
Domínio do denominador: −𝑥 + 3 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ 3
Teremos:
{
−
𝑏1
𝑎1
= −
4
2
−
𝑏2
𝑎2
= −
−3
−1
→ {
−
𝑏1
𝑎1
= −2
−
𝑏2
𝑎2
= 3
Como 𝑎1 ∙ 𝑎2 = 2 ∙ (−1) = −2 < 0 , −
𝑏1
𝑎1
< −
𝑏2
𝑎2
, → −2 < 3, logo esta
função coincide com o segundo caso:
170
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+4
−𝑥+3
= 0, quando 𝑥 = −2;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+4
−𝑥+3
> 0, quando 𝑥 ∈ (−2; 3);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+4
−𝑥+3
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (3;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥+4
−𝑥+3
≥ 0, quando 𝑥 ∈ [ −2; 3)
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥+4
−𝑥+3
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−2] ∪ (3 ,+∞ ).
Ex.3: 𝑓(𝑥) =
2𝑥−3
3𝑥+4
Domínio do denominador: 3𝑥 + 4 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ −
4
3
Teremos:
{
−
𝑏1
𝑎1
= −
−3
2
−
𝑏2
𝑎2
= −
4
3
→ {
−
𝑏1
𝑎1
=
3
2
−
𝑏2
𝑎2
= −
4
3
Como 𝑎1 ∙ 𝑎2 = 2 ∙ 3 = 6 > 0, −
𝑏1
𝑎1
> −
𝑏2
𝑎2
, →
3
2
> −
4
3
, logo esta função
coincide com o terceiro caso:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥−3
3𝑥+4
= 0, quando 𝑥 =
3
2
;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥−3
3𝑥+4
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
4
3
) ∪ (
3
2
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥−3
3𝑥+4
< 0, quando 𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥−3
3𝑥+4
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−
4
3
) ∪ [
3
2
, +∞ );
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥−3
3𝑥+4
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
].
Ex.4: 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
171
Domínio do denominador: 3𝑥 + 4 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ −
4
3
Teremos:
{
−
𝑏1
𝑎1
= −
3
−2
−
𝑏2
𝑎2
= −
4
3
→ {
−
𝑏1
𝑎1
=
3
2
−
𝑏2
𝑎2
= −
4
3
Como 𝑎1 ∙ 𝑎2 = −2.3 = −6 < 0, −
𝑏1
𝑎1
> −
𝑏2
𝑎2
, →
3
2
> −
4
3
, logo esta função
coincide com o quarto caso:
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
−2𝑥+3
3𝑥+4
= 0, quando 𝑥 = −
3
2
;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
−2𝑥+3
3𝑥+4
> 0, quando 𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
)
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
−2𝑥+3
3𝑥+4
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
4
3
) ∪ (
3
2
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
−2𝑥+3
3𝑥+4
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
] ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
−2𝑥+3
3𝑥+4
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−
4
3
) ∪ [
3
2
, +∞ ).
Ex.5: 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
> −2
−2𝑥 + 3
3𝑥 + 4
> −2
↓
−2𝑥 + 3
3𝑥 + 4
+ 2 > 0
↓
−2𝑥 + 3 + 2(3𝑥 + 4)
3𝑥 + 4
> 0
↓
172
−2𝑥 + 3 + 6𝑥 + 8
3𝑥 + 4
> 0
↓
4𝑥 + 11
3𝑥 + 4
> 0
Domínio do denominador: 3𝑥 + 4 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ −
4
3
Teremos:
{
−
𝑏1
𝑎1
= −
11
4
−
𝑏2
𝑎2
= −
4
3
Como 𝑎1 ∙ 𝑎2 = 4 ∙ 3 = 12 > 0 , −
𝑏1
𝑎1
< −
𝑏2
𝑎2
, → −
11
4
< −
4
3
, logo esta
função coincide com o primeiro caso:
𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
> −2 →
2𝑥+4
𝑥+3
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
11
4
) ∪ (−
4
3
; +∞).
Ex.6: 𝑓(𝑥) =
−2
3𝑥+1
≤ 1
−2
3𝑥 + 1
≤ 1
↓
−2
3𝑥 + 1
− 1 ≤ 0
↓
−2 − 1(3𝑥 + 1)
3𝑥 + 1
≤ 0
↓
−2 − 3𝑥 − 1
3𝑥 + 1
≤ 0
↓
173
−3 − 3𝑥
3𝑥 + 1
≤ 0
↓
−3𝑥 − 3
3𝑥 + 1
≤ 0
Domínio do denominador: 3𝑥 + 1 ≠ 0,→ 𝑥 ≠ −
1
3
Teremos:
{
−
𝑏1
𝑎1
= −
−3
−3
−
𝑏2
𝑎2
= −
1
3
→ {
−
𝑏1
𝑎1
= −1
−
𝑏2
𝑎2
= −
1
3
Como 𝑎1. 𝑎2 = −3 ∙ 3 = −9 < 0 , −
𝑏1
𝑎1
< −
𝑏2
𝑎2
, → −1 < −
1
3
, logo esta
função coincide com o segundo caso:
𝑓(𝑥) =
−2
3𝑥+1
≤ 1 →
−3𝑥−3
3𝑥+1
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−1] ∪
(−
1
3
, +∞ ).
Podemos ainda fazer o estudo do sinal da função 𝑓(𝑥) =
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
≠ 0, com
ajuda de uma tabela.
Para determinar os sinais da função 𝑓(𝑥), temos que ter em conta as seguintes
regras:
≫ Determinar as raízes das equações ℎ(𝑥) = 0, 𝑔(𝑥) = 0;
≫ Meter essas raízes na tabela de estudo do sinal, por forma crescente entre
as raízes, isto é:
−∞ < 𝑥1 < 𝑥2 < 𝑥3 < 𝑥4 … < 𝑥𝑖 < 𝑥𝑖+1…+∞ ;
≫ Analisar os sinais das funções ℎ(𝑥), 𝑔(𝑥), em cada intervalo (𝑥𝑖 , 𝑥𝑖+1);
174
≫ 𝑓(𝑥) terá sinal (+) , isto é, 𝑓(𝑥) maior que 0, no intervalo (𝑥𝑖 , 𝑥𝑖+1), se
neste intervalo as funções ℎ(𝑥), 𝑔(𝑥), possuem sinais iguais ou (+) , ou (−)
≫ 𝑓(𝑥) terá sinal (– ) , isto é, 𝑓(𝑥) menor que 0, no intervalo (𝑥𝑖 , 𝑥𝑖+1), se
neste intervalo as funções ℎ(𝑥), 𝑔(𝑥), possuem sinais opostos.
Exemplos: Inequação canónica fraccionária, constituída por duas equações
lineares.
𝑓(𝑥) =
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
=
𝑎1𝑥 + 𝑏1
𝑎2𝑥 + 𝑏2
Ex.1: 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
Determinando as raízes: {
ℎ(𝑥) = 0
𝑔(𝑥) = 0
→ {
2𝑥 + 4 = 0
𝑥 − 3 = 0
→ {
𝑥 = −2
𝑥 = 3
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −2 3 +∞
2𝑥 + 4 − 0 + +
𝑥 − 3 − − 0 +
𝑓(𝑥) =
2𝑥 + 4
𝑥 − 3
+ 0 − || +
Orientações metodológicas:
1) Pegamos qualquer número, que se encontra no intervalo (−∞;−2). Por
exemplo −3 e colocamos no lugar da variável das duas equações:
a) 2(−3) + 4 = −6 + 4 = −2
b) −3 − 3 = −6
c) Ambos números possuem sinal negativo e foi feita a multiplicação dos
sinais, por isso que a função 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
, obteu (+) , isto é: (−) ∙ (−) = (+) ;
175
2) Pegamos −2, colocamos na primeira equação, obtemos zero. Na segunda
colocamos −2 obtemos −5. Como é bastante evidente que o zero quando se
divide com qualquer número real, será sempre igual a zero, por isso é que a
função é igual a zero, quando 𝑥 = −2;
3) Pegamos o número que se encontra no intervalo (−2; 3), número −1 e
colocamos no lugar da variável das duas equações:
a) 2(−1) + 4 = −2 + 4 = 2
b) −1 − 3 = −4
c) Vimos que, a primeira equação possui o valor positivo, a segunda possui o
valor negativo e foi feita a multiplicação dos sinais, por isso que a função
𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
, obteu o sinal (−) , isto é: (+) ∙ (−) = (−) ;
4) Pegamos o 3 colocamos na primeira (2 ∙ 3 + 4 = 10) e na segunda
equação (3 − 3 = 0), obtemos uma fracção do tipo
10
0
que é igual a um número
indeterminado (||) e a função neste ponto não é determinada;
5) Pegamos qualquer número, que se encontra no intervalo (3;+∞). Por
exemplo 4 e colocamos no lugar da variável das duas equações:
a) 2(4) + 4 = 12
b) 4 − 3 = 1
c) Ambos números possuem sinal positivo e foi feita a multiplicação dos
sinais, por isso é que a função 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
, obteu (+) , isto é: (+) ∙ (+) =
(+) .
Conforme a tabela, podemos concluir que:
✓ No ponto 𝑥 = 3 , 𝑓(𝑥) não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
= 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 = −2;
176
✓ 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
> 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (3;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
< 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−2; 3);
✓ 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
≥ 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞;−2] ∪ (3;∞);
✓ 𝑓(𝑥) =
2𝑥+4
𝑥−3
≤ 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ [−2; 3).
Ex.2: 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
Determinando as raízes: {
ℎ(𝑥) = 0
𝑔(𝑥) = 0
→ {
−2𝑥 + 3 = 0
3𝑥 + 4 = 0
→ {
𝑥 =
3
2
𝑥 = −
4
3
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞
−
4
3
3
2
+∞
−2𝑥 + 3 + + 0 −
3𝑥 + 4 − 0 + +
𝑓(𝑥)
=
−2𝑥 + 3
3𝑥 + 4
− || + 0 −
Conforme a tabela, podemos concluir que:
✓ No ponto 𝑥 = −
4
3
, 𝑓(𝑥) não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
= 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 = −
4
3
;
✓ 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
> 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
);
✓ 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
< 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞;−
4
3
) ∪ (
3
2
; +∞);
177
✓ 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
≥ 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−
4
3
;
3
2
];
✓ 𝑓(𝑥) =
−2𝑥+3
3𝑥+4
≤ 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞;−
4
3
) ∪ [
3
2
;∞).
Agora analisaremos a inequação canónica fraccionária, constituída por duas
equações: uma lineares e outra quadrática:
𝑓(𝑥) =
ℎ(𝑥)
𝑔(𝑥)
=
𝑎1𝑥 + 𝑏1
𝑎2𝑥
2 + 𝑏2𝑥 + 𝑐2
Ex.1: 𝑓(𝑥) =
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+3
Determinando as raízes: {
2𝑥 − 4 = 0
𝑥2 + 2𝑥 + 3 = 0
→ {
𝑥 = 2
𝑥2 + 2𝑥 + 3 = 0
≫ 𝑥2 + 2𝑥 + 3 = 0
Como:
𝑎2 = 1 > 0 𝑒 ∆ = 𝑏2
2 − 4𝑎2. 𝑐2 → 2
2 − 4.1.3 = −8 < 0
Do caso 5: 8.2.2. Inequações quadráticas, logo:
𝑥2 + 2𝑥 + 3 > 0 , 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞)
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ 2 +∞
2𝑥 − 4 − 0 +
𝑥2 + 2𝑥 + 3 + +
𝑓(𝑥) =
2𝑥 − 4
𝑥2 + 2𝑥 + 3
− 0 +
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+3
= 0, quando 𝑥 = 2;
178
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+3
> 0, quando 𝑥 ∈ (2;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+3
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;2);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+3
≥ 0, quando 𝑥 ∈ [2,+∞ );
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+3
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ; 2].
Ex.2: 𝑓(𝑥) =
2𝑥+5
−𝑥2+2𝑥−3
Determinando as raízes: {
2𝑥 + 5 = 0
−𝑥2 + 2𝑥 − 3 = 0
→ {
𝑥 = −
5
2
𝑥2 + 2𝑥 + 3 = 0
≫ −𝑥2 + 2𝑥 − 3 = 0
Como:
𝑎2 = −1 < 0, ∆ = 𝑏2
2 − 4𝑎2𝑐2 → 2
2 − 4(−1)(−3) = −8 < 0
Do caso 6: 8.2.2. Inequações quadráticas, logo:
−𝑥2 + 2𝑥 − 3 < 0 , 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞)
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −5/2 +∞
2𝑥 + 5 − 0 +
−𝑥2 + 2𝑥 − 3 − − −
𝑓(𝑥) =
2𝑥 + 5
−𝑥2 + 2𝑥 − 3
+ 0 −
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥+5
−𝑥2+2𝑥−3
= 0, quando 𝑥 = −
5
2
;
179
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+5
−𝑥2+2𝑥−3
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−
5
2
) ;
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+5
−𝑥2+2𝑥−3
< 0, quando 𝑥 ∈ (−
5
2
; +∞) ;
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥+5
−𝑥2+2𝑥−3
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ; −
5
2
] ;
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥+5
−𝑥2+2𝑥−3
≤ 0, quando 𝑥 ∈ [−
5
2
, +∞ ).
Ex.3: 𝑓(𝑥) =
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
Determinando as raízes: {
2𝑥 − 4 = 0
𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0
→ {
𝑥 = 2
𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0
≫ −𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0
Como:
𝑎2 > 0 𝑒 ∆ = 𝑏2
2 − 4𝑎2𝑐2 → 2
2 − 4.1.1 = 0
Do caso 3: 8.2.2. Inequações quadráticas, logo:
✓ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 = −
𝑏2
2𝑎2
= −
2
2.1
= −1
✓ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 > 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞ ;−1) ∪ (−1 ; +∞).
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −1 2 +∞
2𝑥 − 4 − − 0 +
𝑥2 + 2𝑥 + 1 + 0 + +
𝑓(𝑥) =
2𝑥 − 4
𝑥2 + 2𝑥 + 1
− || − 0 +
✓ No ponto 𝑥 = −1 , 𝑓(𝑥) não é determinada;
180
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
= 0, quando 𝑥 = −
𝑏1
𝑎1
= 2;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
> 0, quando 𝑥 ∈ (2;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−1) ∪ (−1 ; 2);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
≥ 0, quando 𝑥 ∈ [2,+∞ )
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞ ;−1) ∪ ( −1; 2].
Ex.4: 𝑓(𝑥) =
𝑥+3
−𝑥2+4𝑥−4
Determinando as raízes: {
𝑥 + 3 = 0
−𝑥2 + 4𝑥 − 4 = 0
→ {
𝑥 = −3
−𝑥2 + 4𝑥 − 4 = 0
≫ −𝑥2 + 4𝑥 − 4 = 0
Como:
a2 < 0 𝑒 ∆ = b2
2 − 4a2c2 → 2
2 − 4.1.1 = 0
Do ponto 4: 8.2.2. Inequações quadráticas, logo:
✓ −𝑥2 + 4𝑥 − 4 = 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 = −
𝑏2
2𝑎2
= −
4
2.(−1)
= 2
✓ −𝑥2 + 4𝑥 − 4 < 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞ ; 2) ∪ (2 ; +∞)
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −3 2 +∞
𝑥 + 3 − 0 + +
−𝑥2 + 4𝑥 − 4 − − 0 −
𝑓(𝑥) =
𝑥 + 3
−𝑥2 + 4𝑥 − 4
+ 0 − || −
181
✓ No ponto 𝑥 = 2 , 𝑓(𝑥), não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
𝑥+3
𝑥2−4𝑥+4
= 0, quando 𝑥 = −3;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
𝑥+3
𝑥2−4𝑥+4
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−3);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
𝑥+3
𝑥2−4𝑥+4
< 0, quando 𝑥 ∈ (−3; 2) ∪ (2;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
𝑥+3
𝑥2−4𝑥+4
≥ 0, quando 𝑥 ∈ ( −∞;−3];
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
𝑥+3
𝑥2−4𝑥+4≤ 0, quando 𝑥 ∈ [−3, 2) ∪ (2;+∞).
Ex.1: 𝑓(𝑥) =
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
Determinando as raízes: {
2𝑥 + 6 = 0
𝑥2 − 3𝑥 + 2 = 0
→ {
𝑥 = −3
𝑥2 − 3𝑥 + 2 = 0
≫ 𝑥2 − 3𝑥 + 2 = 0
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= (−3)2 − 4.12
↓
∆= 1
Como ∆> 0, então a equação possui duas raízes:
{
𝑥1 =
−𝑏+√∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏−√∆
2𝑎
→ {
𝑥1 =
3+√1
2.1
𝑥2 =
3−√1
2.1
↓
182
{
𝑥1 =
3 + 1
2
𝑥2 =
3 − 1
2
↓
{
𝑥1 = 2
𝑥2 = 1
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −3 1 2 +∞
2𝑥 + 6 − 0 + + +
𝑥2 − 3𝑥 + 2 + + 0 − 0 +
𝑓(𝑥) =
2𝑥 + 6
𝑥2 − 3𝑥 + 2
− 0 + || − || +
✓ Nos pontos 𝑥 = 1 𝑒 𝑥 = 2, 𝑓(𝑥) não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
= 0, quando 𝑥 = −3;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−3; 1) ∪ (2;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−3) ∪ (1 ; 2);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
≥ 0, quando 𝑥 ∈ [−3; 1) ∪ (2;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−3] ∪ (1 ; 2).
Vamos analisar a inequação canónica fraccionária, constituída por duas
equações quadrática:
𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥
2 + 𝑏1𝑥 + 𝑐1
𝑎2𝑥
2 + 𝑏2𝑥 + 𝑐2
Ex.1: 𝑓(𝑥) =
𝑥2+3𝑥−4
2𝑥2+𝑥+3
183
Determinando as raízes: { 𝑥
2 + 3𝑥 − 4 = 0
𝑥2 + 2𝑥 + 3 = 0
≫ 𝑥2 + 3𝑥 − 4 = 0
Como:
𝑎 + 𝑏 + 𝑐 → 1 + 3 − 4 = 0,
Logo a equação possui uma raiz igual a 1 e outra raiz igual a
𝑐
𝑎
=
−4
1
= −4;
≫ 𝑥2 + 2𝑥 + 3 = 0
Como:
𝑎2 = 1 > 0 e ∆ = 𝑏2
2 − 4𝑎2. 𝑐2 → 2
2 − 4.1.3 = −8 < 0
Do caso 5: 8.2.2. Inequações quadráticas , logo:
𝑥2 + 2𝑥 + 3 > 0 , 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞)
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −4 1 +∞
𝑥2 + 3𝑥 − 4 + 0 − 0 +
𝑥2 + 2𝑥 + 3 + + +
𝑓(𝑥) =
𝑥2 + 3𝑥 − 4
2𝑥2 + 𝑥 + 3
+ 0 − 0 +
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
= 0, quando 𝑥 = {−4; 1}
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−4) ∪ (1;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−4; 1).
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
≥ 0 quando 𝑥 ∈ (−∞;−4] ∪ [1;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ [−4; 1].
184
Ex.2: 𝑓(𝑥) =
−𝑥2+3𝑥−4
𝑥2−𝑥−6
Determinando as raízes: { −𝑥
2 + 3𝑥 − 4 = 0
𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0
≫ −𝑥2 + 3𝑥 − 4 = 0
Como:
𝑎2 = −1 < 0 e ∆ = 𝑏2
2 − 4𝑎2 ∙ 𝑐2 → 3
2 − 4 ∙ (−1) ∙ (−4) = −3 < 0
Do caso 6: 8.2.2. Inequações quadráticas , logo:
−𝑥2 + 3𝑥 − 4 < 0, 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞ ; +∞).
≫ 𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= (−1)2 − 4.1. (−6)
↓
∆= 25
Como ∆> 0, então a equação possui duas raízes:
{
𝑥1 =
−𝑏 + √∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏 − √∆
2𝑎
↓
{
𝑥1 =
1 + √25
2.1
𝑥2 =
1 − √25
2.1
185
↓
{
𝑥1 =
1 + 5
2
𝑥2 =
1 − 5
2
↓
{
𝑥1 = 3
𝑥2 = −2
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −2 3 +∞
−𝑥2 + 3𝑥 − 4 − − −
𝑥2 − 𝑥 − 6 + 0 − 0 +
𝑓(𝑥) =
−𝑥2 + 3𝑥 − 4
𝑥2 − 𝑥 − 6
− || + || −
✓ Nos pontos 𝑥 = {−2; 3}, 𝑓(𝑥) não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−2; 3);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (3;+∞).
Ex.3: 𝑓(𝑥) =
𝑥2+3𝑥−4
𝑥2+2𝑥+1
Determinando as raízes: { 𝑥
2 + 3𝑥 − 4 = 0
𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0
≫ 𝑥2 + 3𝑥 − 4 = 0
Como:
𝑎 + 𝑏 + 𝑐 → 1 + 3 − 4 = 0
186
Logo, a equação possui uma raiz igual a 1 e outra raiz igual a
𝑐
𝑎
=
−4
1
= −4
≫ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0
Como:
𝑎2 = 1 > 0 e ∆ = 𝑏2
2 − 4𝑎2. 𝑐2 → 2
2 − 4.1.1 = 0
Do ponto 4: 8.2.2. Inequações quadráticas , logo:
✓ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 = 0 , 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 = −
𝑏2
2𝑎2
= −
2
2∙1
= −1
✓ 𝑥2 + 2𝑥 + 1 > 0 , 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑥 ∈ (−∞ ;−1) ∪ (−1 ; +∞)
Formaremos a tabela:
↓
𝑥 −∞ −4 −1 1 +∞
𝑥2 + 3𝑥 − 4 + 0 − − 0 +
𝑥2 + 2𝑥 + 1 + + 0 + +
𝑓(𝑥) =
𝑥2 + 3𝑥 − 4
𝑥2 + 2𝑥 + 1
+ 0 − || − 0 +
✓ No ponto 𝑥 = −1, 𝑓(𝑥) não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
= 0, quando 𝑥 = {−4; 1};
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
> 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−4) ∪ (1;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
< 0, quando 𝑥 ∈ (−4;−1) ∪ (−1 ; 1);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
≥ 0, quando 𝑥 ∈ (−∞;−4) ∪ [1;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
2𝑥+6
𝑥2−3𝑥+2
≤ 0, quando 𝑥 ∈ [−4;−1) ∪ (−1; 1].
187
Ex.4: 𝑓(𝑥) =
𝑥2−2𝑥−8
𝑥2+8𝑥+15
Determinando as raízes: { 𝑥
2 − 2𝑥 − 8 = 0
𝑥2 + 8𝑥 + 15 = 0
≫ 𝑥2 − 2𝑥 − 8 = 0
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= (−2)2 − 4 ∙ 1 ∙ (−8)
↓
∆= 36.
Como ∆> 0, então a equação possui duas raízes:
{
𝑥1 =
−𝑏 + √∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏 − √∆
2𝑎
↓
{
𝑥1 =
2 + √36
2.1
𝑥2 =
2 − √36
2.1
↓
{
𝑥1 =
2 + 6
2
𝑥2 =
2 − 6
2
↓
{
𝑥1 = 4
𝑥2 = −2
≫ 𝑥2 + 8𝑥 + 15 = 0
188
Primeiro passo, localizar o discriminante ( ∆ )
∆= 𝑏2 − 4𝑎𝑐
↓
∆= 82 − 4.1.15
↓
∆= 4
Como ∆> 0, então a equação possui duas raízes:
{
𝑥1 =
−𝑏 + √∆
2𝑎
𝑥2 =
−𝑏 − √∆
2𝑎
↓
{
𝑥1 =
−8 + √4
2.1
𝑥2 =
−8 − √4
2.1
↓
{
𝑥1 =
−8 + 2
2
𝑥2 =
−8 − 2
2
↓
{
𝑥1 = −3
𝑥2 = −5
Formaremos a tabela:
↓
189
𝑥 −∞ −5 −3 −2 4 +∞
𝑥2 − 2𝑥 − 8 + + + 0 − 0 +
𝑥2 + 8𝑥 + 15 + 0 − 0 + + +
𝑓(𝑥)
=
𝑥2 − 2𝑥 − 8
𝑥2 + 8𝑥 + 15
+ || − || + 0 − 0 +
✓ Nos pontos 𝑥 = {−5; 3}, 𝑓(𝑥) não é determinada;
✓ 𝑓(𝑥) = 0 →
𝑥2−2𝑥−8
𝑥2+8𝑥+15
= 0, quando 𝑥 = {−2; 4};
✓ 𝑓(𝑥) > 0 →
𝑥2−2𝑥−8
𝑥2+8𝑥+15
> quando𝑥 ∈ (−∞; −5) ∪ (−3;−2) ∪ (4;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) < 0 →
𝑥2−2𝑥−8
𝑥2+8𝑥+15
< 0, quando 𝑥 ∈ (−5;−3) ∪ (−2; 4);
✓ 𝑓(𝑥) ≥ 0,→
𝑥2−2𝑥−8
𝑥2+8𝑥+15
≥, quando 𝑥 ∈ (−∞;−5) ∪ (−3;−2] ∪ [4;+∞);
✓ 𝑓(𝑥) ≤ 0 →
𝑥2−2𝑥−8
𝑥2+8𝑥+15
≤ 0, quando 𝑥 ∈ (−5; −3) ∪ (−2; 4].
190
TESTE E EXERCÍCIOS PROPOSTOS
I. BLOCO – TESTE
1.1- O que é um conjunto:
a) Agrupamento de vários objectos com propriedades diferentes
b) Agrupamento de objectos com propriedades comuns
1.2- Como se chama o objecto que se encontra na formação de um conjunto:
a) Número
b) Elemento
1.3- Que tipo de representação de conjunto é esta:
𝐴 = {Janeiro,Março,Maio, Junho, Agosto, Outubro, Dezembro}
a) Extensiva
b) Compreesiva
1.4- Qual dos conjuntos abaixo é considerado infinito:
a) 𝐴 = {4, 5, 6, 7, 11}
b) 𝐵 = {… 0, 3, 6, 9, 12 … }
1.5- Qual dos conjuntos abaixo é considerado finito:
𝐴 = {1, 2, 4, 5, 6, 7, 11}
𝐵 = {… 0, 3, 6, 9, 12 … }
1.6- Qual dos conjuntos é considerado vazio:
a) Números pares entre 10 e 11
191
b) Cidades de Angola
1.7- Qual das anotações nos indicam uma inclusão dos conjuntos:
a) ⊈
b) ⊆
1.8- Quando dois conjuntos estão constituidos por elementos iguais, são:
a) Conjuntos finitos
b) Conjuntos idênticos
1.9- Conjunto numérico é todo conjunto constituido por:
a) Letras do alfabedo
b) Números
1.10- É possível determinar o último elemento do conjunto dos números
Naturais?
a) Sim
b) Não
1.11- Quais são as operações definidas no conjunto dos números naturais:
a) Subtração
b) Divisão
c) Adição e multiplicação
1.12- Que propriedade nos indica a seguinte expressão → (𝒂 + 𝒃) + 𝒄 =
𝒂 + (𝒃 + 𝒄):
a) Comutativa da adição
192
c) Associativa da adição
d) Distribuitiva
1.13- Que propriedade nos indica a seguinte expressão → 𝒂 + 𝒃 = 𝒃 + 𝒂 :
a) Distribuitiva
c) Associativa da adiçãod) Comutativa da adição
1.14- Que propriedade nos indica a seguinte expressão → (𝒂𝒃)𝒄 = 𝒂 (𝒃𝒄):
a) Associativa da multiplicação
b) Comutativa da multiplicação
c) Distribuitiva
1.15- Que propriedade nos indica a seguinte expressão → 𝒂(𝒃 + 𝒄) = 𝒂𝒃 +
𝒂𝒄 :
a) Distribuitiva em relação com adição
b) Associativa da adição
c) Comutativa da adição
1.16- Com que letra do alfabeto o conjunto dos números Inteiros é
designado:
a) 𝑄
b) 𝐼
c) 𝑍
1.17- Quais são as operações definidades no conjunto dos números Inteiros:
193
a) Multiplicação e divisão
b) Adição e subtração
c) Multiplicação, adição e subtração
1.18- Com que letra do alfabeto o conjunto dos números Racionais é
designado:
a) 𝑄
b) 𝑍
c) 𝑅
d) 𝑃
1.19-A Operacação de divisão no conjunto dos números Racionais é sempre
possível?
a) Sim
b) Não
1.20- Os números Inteiros podem ser:
a) Somente positivos
b) Positivos e negativos
c) Somente negativos
1.21- O que é um conjunto dos números Reais:
a) Conjunto de todos números excluindo os números naturais
b) Conjunto de todos números excluindo os números irracionais
c) Conjunto de todos números excluindo os números racionais
194
d) Conjunto de todos números
1.22- Os números divisíveis por dois e que resultam um número inteiro são:
a) Pares
b) Ímpares
1.23- Os números naturais que possuem exactamente dois diferentes
divisores naturais: 1 e si mesmo, são números:
a) Compostos
b) Simples
c) Opostos
1.24- Todos os números que se encontram a direita de zero são considerados
números:
a) Positivos
b) Negativos
1.25- Dada a fracção →
𝟐
𝟑
; o 3 é considerado de:
a) Numerador
b) Denominador
1.26-As fracções em que, o denominador é maior do que o numerador, são
fracções:
a) Próprias
b) Impróprias
195
1.27- O quadrado do primeiro termo mais o dobro do produto do primeiro
pelo segundo mais quadrado do segundo termo é o quadrado:
a) Perfeito da soma
b) Diferença da soma
1.28- Domínio de uma função é designada por:
a) 𝐸(𝑥)
b) 𝐷(𝑦)
c) 𝐷(𝑓)
1.29- Numa função quadrática, quando o coeficiente 𝑎 > 0, os ramos da
parábola estaram:
a) Direccionadas para baixo
b) Direccionadas para cima
1.30- Numa função considera-se variável independete a variável:
a) 𝑦
b) 𝑥
196
II. BLOCO – EXERCÍCIOS PROPOSTOS
2.1- Dados conjuntos: 𝐴 = {1, 2, 4, 6, 7} e 𝐵 = {0, 3, 5, 6, 7, 8} , encontre:
a) ∪
b) ∩
c) \
2.2- Dados conjuntos: 𝐴 = {3, 4, 5, 10} e 𝐵 = {1, 2, 3, 4} , encontre:
a) \
b) ∪
c) ∩
2.3- Desenha os seguintes conjuntos:
a) A ∩ B
b) A ∪ B
c) A ∪ B ∩ C
d) A ∩ B ∩ C
e) A ∪ B ∪ C
f) A \ B
2.4- Dados conjuntos: 𝐴 = {1, 2, 3, 4,5}; 𝐵 = {2, 3, 5, 6, 8} e 𝐶 = {2, 4, 6, 9} ,
encontre:
a) A ∩ B \ C
b) A ∪ B ∩ C
197
c) A \ B ∪ C
d) A ∩ B ∩ C
e) C \ B ∪ A
f) B ∩ C \ B
g) A \ C \ B
h) A ∪ B ∪ C
i) B \ A ∪ C
j) C \ B ∩ A
2.5- Compare as fracções:
a)
1
3
2
8
b)
2
4
3
4
c)
3
4
3
2
d)
6
10
5
2
f)
3
5
3
2
2.6- Resolve as expressões:
a) [(x4. x7). ]. x5
b)
9𝑥+1
3𝑥
×
3𝑥
3𝑥−1
c) [(4
5
12
− 3
13
24
) ×
4
7
+ (3
1
13
− 2
7
12
) × 1
1
11
] × 2
3
5
198
d) (2
2
3
)2 − (2
1
2
)2
2.7- Multiplique os polinomios:
a) (𝑥 + 3)(𝑥2 − 2𝑥 + 1)
b) (𝑥3 − 4𝑥2 + 𝑥)(𝑥2 + 2𝑥 − 1)
c) (𝑥2 + 2𝑥 − 1)(𝑥2 + 2𝑥 − 1)
d) (𝑥3 − 4𝑥2 + 𝑥)(2𝑥 − 1)
2.8- Simplifique as seguintes expressões:
a)
𝑥+1
𝑥2+𝑥
b)
𝑥3+𝑥2+𝑥
𝑥
c)
𝑥2+2𝑥+1
𝑥2−1
d)
𝑥
2𝑥+𝑥2
2.9- Calcule o valor das expressões, quando 𝑥 = 2 e 𝑦 = 3:
a) 𝑥2 − 3𝑥𝑦 − 𝑦 + 4
b) 9(𝑥 − 2𝑦)
c) (𝑥 – 7𝑦)𝑥
d) 𝑥(𝑥 + 5𝑦3)
2.10- Faça a representação gráfica das seguintes funções:
a) 𝑓(𝑥) = 𝑥2 + 2
b) 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 1
199
c) 𝑓(𝑥) = 1/𝑥2
d) 𝑓(𝑥) = 𝑥3 + 2
2.11- Resolve as seguintes equações lineares:
a) 2𝑥 + 4 = 𝑥 + 8
b) 𝑥 + 3 = 5
c) 4𝑥 − 2 = 4 + 2𝑥
d) 3𝑥 − 3 = 0
e) 𝑥 + 4 = −2𝑥 − 2
f)
𝑥
2
+ 2 = 3𝑥
g) 𝑥2 + 4𝑥 = 𝑥2 − 2𝑥 + 6
2.12- Resolve os seguintes sistemas de equações:
a) {
2𝑥 + 𝑦 = 5
𝑥 + 3𝑦 = 5
b) {
𝑥 + 4𝑦 = 8
𝑥 + 3𝑦 = 6
c) {
2𝑥 − 𝑦 = 3
−𝑥 + 5𝑦 = 3
d) {
8𝑥 + 6𝑦 = 8
4𝑥 + 2𝑦 = 4
e) {
𝑥 − 2𝑦 = 1
2𝑥 + 2𝑦 = 5
f) {
𝑥 − 3𝑦 = 3
𝑥 + 4𝑦 = −4
200
g) {
−𝑥 + 𝑦 = 1
2𝑥 + 4𝑦 = 4
h) {
𝑥 − 2𝑦 = 1
𝑥 + 2𝑦 = 5
2.13- Resolve as seguintes equações quadráticas:
a) 𝑥2 − 2𝑥 − 3 = 0
b) 𝑥2 + 5𝑥 + 6 = 0
c) 𝑥2 + 2𝑥 − 3 = 0
d) 𝑥2 + 7𝑥 + 10 = 0
e) 2𝑥2 + 3𝑥 + 5 = 0
f) 𝑥2 − 𝑥 − 1 = 0
g) 𝑥2 − 4𝑥 + 3 = 0
h) −𝑥2 + 4𝑥 + 12 = 0
i) 𝑥2 − 𝑥 − 6 = 0
2.14- Resolve as seguintes inequações do tipo 𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥
2+𝑏1𝑥+𝑐1
𝑎2𝑥
2+𝑏2𝑥+𝑐2
, quando:
a)
2𝑥2+3𝑥+4
𝑥2+2𝑥+3
≥ 0
b)
𝑥2−2𝑥+1
𝑥2−𝑥+3
> 0
c)
−2𝑥2+𝑥−3
𝑥2−4𝑥+4
≤ 0
d)
𝑥2−4𝑥+3
𝑥2−𝑥+2
≥ 0
e)
2𝑥2+2𝑥+3
−𝑥2+𝑥+6
≥ 0
201
f)
𝑥2−3𝑥+2
𝑥2−2𝑥+1
≥ 0
g)
𝑥2−5𝑥+6
𝑥2+4𝑥+4
≥ 0
2.15- Analise os sinais das seguintes funções:
a) 𝑓(𝑥) =
𝑥2−4𝑥+3
𝑥2+3𝑥+2
b) 𝑓(𝑥) =
−𝑥2−𝑥+6
𝑥2−5𝑥+4
c) 𝑓(𝑥) =
𝑥2−4𝑥+3
𝑥2−𝑥+4
d) 𝑓(𝑥) =
2𝑥−3
3𝑥−1
−
𝑥−1
2𝑥+1
e) 𝑓(𝑥) =
𝑥−2
𝑥2+𝑥+2
f) 𝑓(𝑥) =
𝑥−1
𝑥2−4𝑥+3
2.16- Resolve as seguintes inequações do tipo 𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥
2+𝑏2𝑥+𝑐2
, quando:
a)
𝑥−2
𝑥2−𝑥+1
< 0
b)
2𝑥+1
𝑥2+𝑏2𝑥+𝑐2
> 0
c)
2𝑥+4
𝑥2+𝑥+1
< 0
2.17- Resolve as seguintes inequações dos tipos 𝑓(𝑥) =
𝑎1𝑥+𝑏1
𝑎2𝑥+𝑏2
e 𝑓(𝑥) =
𝑎
𝑏𝑥+𝑐
+ 𝑑
, quando:
a)
2𝑥+1
𝑥+2
> 0
b)
𝑥−3
2𝑥+3
< 0
202
c)
2𝑥+4
𝑥−3
≥ 0
d)
3𝑥+1
𝑥−3
≤ 0
e)
1
𝑥−2
> 0
f)
1
3𝑥+1
− 2 > 0
g)
𝑥−2
4𝑥+1
≥
2𝑥+1
4𝑥+1
2.18- Resolve as seguintes inequações do tipo 𝑓(𝑥) = 𝑎1𝑥 + 𝑏1, quando:
a) 2𝑥 + 3 > 𝑥 + 2
b) 𝑥 + 7 > 4𝑥 + 1
c) 3 > 2𝑥 + 2
d) 1 − 3𝑥 > 2𝑥 + 3
e) 2𝑥 + 5 > 2𝑥 + 3
f) −3𝑥 + 1 > 3𝑥 − 1
g) 4𝑥 + 1 > 4𝑥 + 3.
203
RESPOSTAS DO TESTE
Questões em ordem Variante certa
1.1 b
1.2 b
1.3 a
1.4 b
1.5 a
1.6 a
1.7 b
1.8 b
1.9 b
1.10 b
1.11 c
1.12 c
1.13 d
1.14 a
1.15 a
1.16 a
1.17 c
1.18 a
1.19 a
204
1.20 b
1.21 d
1.22 a
1.23 b
1.24 a
1.25 b
1.26 a
1.27 a
1.28 c
1.29 b
1.30 b
205
RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS
2.1-a → {0; 1; 2; 3; 5; 6,7; 8}
2.1-b → {6; 7}
2.1-c → {1; 2; 4}
2.2-a → {5; 10}
2.2-b → {1; 2; 3; 4; 5; 10}
2.2-c → {3; 4}
2.3-a →
2.3-b →
206
2.3-c →
2.3-d →
2.3-e →
207
2.3-f →
2.4-a → {3; 5}
2.4-b → {2; 4; 6}
2.4-c → {1; 2; 4; 6; 9}
2.4-d → {2}
2.4-e → {1; 2; 3; 4; 5; 9}
2.4-f → {∅}
2.4-g → {1}
2.4-h → {1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 9}
2.4-i → {2; 4; 6; 8; 9}
2.4-j → {4}
2.5-a →
1
3
>
2
8
2.5-b →
2
4
<
3
4
2.5-c →
3
4
<
3
2
208
2.5-d →
6
10
<
5
2
2.5-e →
3
5
<
3
2
2.6-a → 𝑥16
2.6-b → 33𝑥+3
2.6-c → -
1
10
2.6-d →
31
36
2.7-a → 𝑥3 + 𝑥2 − 5𝑥 + 3
2.7-b → 𝑥5 − 2𝑥4 − 8𝑥3 + 6𝑥2 − 𝑥
2.7-c → 𝑥4 + 4𝑥3 + 2𝑥2 − 4𝑥 + 1
2.7-d → 2𝑥4 − 9𝑥3 + 6𝑥2 − 𝑥2.8-a →
1
𝑥
2.8-b → 𝑥2 + 𝑥 + 1
2.8-c →
𝑥+1
𝑥−1
2.8-d →
1
2+𝑥
2.9-a → -13
2.9-b → -36
2.9-c → -38
2.9-d → 274
209
2.10- 𝑎 →
2.10-b →
2.10-c →
2.10-d →
210
2.11-a → 𝑥 = 4
2.11-b → 𝑥 = 2
2.11-c → 𝑥 = 3
2.11-d → 𝑥 = 1
2.11-e → 𝑥 = −2
2.11-f → 𝑥 =
4
5
2.11-g → 𝑥 = 1
2.12-a → 𝑥 = 2 ; 𝑦 = 1
2.12-b → 𝑥 = 0 ; 𝑦 = 2
2.12-c → 𝑥 = 2 ; 𝑦 = 1
2.12-d → 𝑥 = 1 ; 𝑦 = 0
2.12-e → 𝑥 = 2 ; 𝑦 =
1
2
2.12-f → 𝑥 = 0 ; 𝑦 = −1
2.12-g → 𝑥 = 0 ; 𝑦 = 1
2.12-h → 𝑥 = 3 ; 𝑦 = 1
2.13-a → 𝑥1 = 3 ; 𝑥2 = −1
2.13-b → 𝑥1 = −3 ; 𝑥2 = −2
2.13-c → 𝑥1 = 1 ; 𝑥2 = −3
2.13-d → 𝑥1 = −2 ; 𝑥2 = −5
2.13-e → 𝑥1 = −5/2 ; 𝑥2 = 1
211
2.13-f → 𝑥1 = 1/2 ; 𝑥2 = 1
2.13-g → 𝑥1 = 3 ; 𝑥2 = 1
2.13-h → 𝑥1 = −2 ; 𝑥2 = 6
2.13-i → 𝑥1 = 3 ; 𝑥2 = −2
2.14-a → 𝑥 ∈ 𝑅
2.14-b → 𝑥 ∈ (−∞;1) ∪ (1; +∞)
2.14-c → 𝑥 ∈ (−∞;2) ∪ (2; +∞)
2.14-d → 𝑥 ∈ (−∞;1] ∪ [3; +∞)
2.14-e → 𝑥 ∈ (−2; 3)
2.14-f → 𝑥 ∈ (−∞;1] ∪ [2; +∞)
2.14-g → 𝑥 ∈ (−2; −2) ∪ (−2; 2] ∪ [3; +∞)
2.15-a
↓
Nos pontos {−2; −1}, 𝑓(𝑥) não é determinada;
𝑓(𝑥) = 0 → 𝑥 = {1; 3}
𝑓(𝑥) > 0 → 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (−1; 1) ∪ (3; +∞);
𝑓(𝑥) < 0 → 𝑥 ∈ (−2;−1) ∪ (1 ; 3);
𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ [−1; 1] ∪ [3; +∞);
𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑥 ∈ (−2;−1) ∪ [1; 3].
2.15-b
↓
Nos pontos {1; 4}, 𝑓(𝑥) não é determinada;
𝑓(𝑥) = 0 → 𝑥 = {−3; 2}
𝑓(𝑥) > 0 → 𝑥 ∈ (−3; 1) ∪ (2; 4);
212
𝑓(𝑥) < 0 → 𝑥 ∈ (−∞;−3) ∪ (1 ; 2) ∪ (4;+∞);
𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑥 ∈ [−3; 1] ∪ [2; 4];
𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑥 ∈ (−∞;−3) ∪ [1; 2] ∪ (4;+∞).
2.15-c
↓
Nos pontos {−
1
2
;
1
3
} , 𝑓(𝑥) não é determinada;
𝑓(𝑥) = 0 → 𝑥 = {−2; 2}
𝑓(𝑥) > 0 → 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (−
1
2
;
1
3
) ∪ (2; +∞);
𝑓(𝑥) < 0 → 𝑥 ∈ (−2;−
1
2
) ∪ (
1
3
; 2) ∪ (4;+∞);
𝑓(𝑥) ≥ 0,→ 𝑥 ∈ (−∞; −2] ∪ (−
1
2
;
1
3
) ∪ [2; +∞);
𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑥 ∈ [−2; −
1
2
) ∪ [
1
3
; 2].
2.15-d
↓
Nos pontos {−1; −2}, 𝑓(𝑥) não é determinada;
𝑓(𝑥) = 0 → 𝑥 = {2}
𝑓(𝑥) > 0 → 𝑥 ∈ (−1;−2) ∪ (2;+∞);
𝑓(𝑥) < 0 → 𝑥 ∈ (−∞;−1) ∪ (−2 ; 2);
𝑓(𝑥) ≥ 0 → 𝑥 ∈ (−1;−2) ∪ [2; +∞);
𝑓(𝑥) ≤ 0 → 𝑥 ∈ (−∞;−1) ∪ (−2; 2].
2.15-e
↓
Nos pontos {3}, 𝑓(𝑥) não é determinada;
𝑓(𝑥) > 0 → 𝑥 ∈ (3;+∞);
𝑓(𝑥) < 0 → 𝑥 ∈ (−∞;3).
2.16-a → 𝑥 ∈ (−∞;1) ∪ (1; 2)
213
2.16-b → 𝑥 ∈ (−
1
2
; +∞)
2.16-c→ 𝑥 ∈ (2;+∞)
2.17-a → 𝑥 ∈ (−∞;−2) ∪ (−
1
2
; +∞);
2.17-b → 𝑥 ∈ (−
3
2
; 3);
2.17-c → (−∞; −2] ∪ (3; +∞);
2.17-d → [−
1
3
; 3)
2.17-e → 𝑥 ∈ (2; +∞)
2.17-f→ 𝑥 ∈ (−
1
3
; −
1
6
)
2.17-g→ 𝑥 ∈ [−3; −
1
4
)
2.18-a → 𝑥 ∈ (−1;+∞)
2.18-b → 𝑥 ∈ (−∞; 2)
2.18-c → 𝑥 ∈ (−∞;
1
2
)
2.18-d → 𝑥 ∈ (−∞;−2)
2.18-e → 𝑥 ∈ (−∞;+∞)
2.18-f → 𝑥 ∈ (−∞;
1
3
)
2.18-g → 𝑥 = ∅
214
Referências bibliográficas
[1]. Математика. 9-й класс. Подготовка к ГИА-2013: учебно-методическое
пособие / Под ред. Ф.Ф. Лысенко, С.Ю. Кулабухова. – Ростов-на-Дону:
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Rostov-em Donu: Legion, 2012.)
[2]. Подольский В.А., Суходский А.М., Мироненко Е.С. Сборник задач по
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1999. − 495 с. (Podolsky V. A., Suhodsky A. M., Mironenko E. S. Coleção de
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completado – M.: Escola superior, 1999. – 495 pag.)
[3]. Магазинников Л. И., Магазинников А. Л. Высшая математика.
Введение в математический анализ. Дифференциальное исчисление:
Учебное пособие. − Томск: Томский межвузовский центр дистанционного
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Matemática superior. Introdução à análise matemática. Cálculo diferencial:
Livro didático. – Tomck: Centro interuniversitário de Tomck Ensino à Distância,
2003.-191 pag.)
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“Просвешение”, 1999. ( Morshneva L. G. Material didático de matemática. –
M.: “Ensino”, 1999.)
[5] . Стойлова Л.П. Математика. – М.: Академия, 2002. (Stoilov L. P.
Matemática. – M.: Academia, 2002).
215
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