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MATEMÁTICA: TEMAS: 1. Matrizes, 2. Sistemas, 3. Arcos na circunferência, 4. Ciclo trigonométrico, 5. Funções trigonométricas, 6. Probabilidade, 7. Área e Volume de Sólidos - Geometria espacial, Princípio Fundamental da Contagem. Tema 1 → Matrizes O que é? Matriz é uma tabela organizada em linhas e colunas no formato m x n, onde m representa o número de linhas (horizontal) e n o número de colunas (vertical). Elementos? As matrizes organizam os elementos de maneira lógica para facilitar a consulta das informações. Uma matriz qualquer, representada por m x n, é composta por elementos aij, em que i representa o número da linha e j o número da coluna que localizam o valor. Tipos de matriz? MATRIZ LINHA: Matriz de uma linha. Exemplo: Matriz linha 1 x 2. MATRIZ COLUNA: MATRIZ NULA: MATRIZ QUADRADA: MATRIZ IDENTIDADE: Os elementos da diagonal principal são iguais a 1 e os demais elementos são iguais a zero. Exemplo: Matriz identidade 3 x 3. Matriz de uma coluna. Exemplo: Matriz coluna 2 x 1. Matriz de elementos iguais a zero. Exemplo: Matriz nula 2 x 3. Matriz com igual número de linhas e colunas. Exemplo: Matriz quadrada 2 x 2. MATRIZ INVERSA: Uma matriz quadrada B é inversa da matriz quadrada A quando a multiplicação das duas matrizes resulta em uma matriz identidade In, ou seja, . Exemplo: A matriz inversa de B é B-1. A multiplicação das duas matrizes resulta em uma matriz identidade, In. MATRIZ TRANSPOSTA: É obtida com a troca ordenada das linhas e colunas de uma matriz conhecida. Exemplo: Bt é a matriz transposta de B. MATRIZ OPOSTA OU SIMÉTRICA: É obtida com a troca de sinal dos elementos de uma matriz conhecida. Exemplo: – A é a matriz oposta de A. A soma de uma matriz com a sua matriz oposta resulta em uma matriz nula. OPERAÇÕES ENTRE MATRIZES? ADIÇÃO: Uma matriz é obtida pela soma dos elementos de matrizes do mesmo tipo. Exemplo: A soma entre os elementos da matriz A e B produz uma matriz C. Propriedades ● Comutativa: ● Associativa: ● Elemento oposto: ● Elemento neutro: , se 0 for uma matriz nula de mesma ordem que A. SUBTRAÇÃO: Uma matriz é obtida pela subtração dos elementos de matrizes de mesmo tipo. Exemplo: A subtração entre elementos da matriz A e B produz uma matriz C. Neste caso, realizamos a soma da matriz A com a matriz oposta de B, pois . MULTIPLICAÇÃO: A multiplicação de duas matrizes, A e B, só é possível se o número de colunas de A for igual ao número de linhas de B, ou seja, . Exemplo: Multiplicação entre a matriz 3 x 2 e a matriz 2 x 3. Propriedades ● Associativa: ● Distributiva à direita: ● Distributiva à esquerda: ● Elemento neutro: , onde In é a matriz identidade MULTIPLICAÇÃO POR UM NÚMERO REAL: Obtém-se uma matriz onde cada elemento da matriz conhecida foi multiplicado pelo número real. Exemplo: Propriedades Utilizando números reais, m e n, para multiplicar matrizes do mesmo tipo, A e B, temos as seguintes propriedades: ● ● ● ● DETERMINANTE? DE ORDEM 1: Uma matriz quadrada de ordem 1 possui apenas uma linha e uma coluna. Sendo assim, o determinante corresponde ao próprio elemento da matriz. Exemplo: O determinante da matriz é 5. DE ORDEM 2: Uma matriz quadrada de ordem 2 possui duas linhas e duas colunas. Uma matriz genérica é representada por: A diagonal principal corresponde aos elementos a11 e a22. Já a diagonal secundária tem os elementos a12 e a21. O determinante da matriz A pode ser calculado da seguinte forma: Exemplo: O determinante da matriz M é 7. DE ORDEM 3: Uma matriz quadrada de ordem 3 possui três linhas e três colunas. Uma matriz genérica é representada por: O determinante da matriz 3 x 3 pode ser calculado utilizando a Regra de Sarrus. Exercício resolvido: Calcule o determinante da matriz C. https://www.todamateria.com.br/regra-de-sarrus/ 1º passo: Escrever os elementos das duas primeiras colunas ao lado da matriz. 2º passo: Multiplicar os elementos das diagonais principais e somá-los. O resultado será: 3º passo: Multiplicar os elementos das diagonais secundárias e trocar o sinal. O resultado será: 4º passo: Juntar os termos e resolver as operações de adição e subtração. O resultado é o determinante. Quando a ordem de uma matriz quadrada é superior a 3, geralmente, utiliza-se o Teorema de Laplace para calcular o determinante. Vídeo aula de matrizes Vídeo aula de determinante Tema 2 → Sistemas Lineares O QUE É? Sistemas lineares é um conjunto de equações lineares, com m equações e n incógnitas. A solução de um sistema linear é a solução de todas as equações lineares. Equação linear é qualquer equação da forma: a1x1 + a2x2 + a3x3 + … + anxn = b onde a1, a2, a3, …, an são números reais e b é um termo independente. Caso b = 0, a equação é chamada de linear homogênea. Exemplo: 2x1 + 5x2 – x3 + 3x4 = -2 Forma? Um sistema linear é formado por um conjunto de equações lineares e tem a seguinte forma: https://www.todamateria.com.br/teorema-de-laplace/ https://youtu.be/ktr4wfXi9xg https://youtu.be/iXUGadXsBd0 https://matematicabasica.net/sistema-de-equacoes/ https://matematicabasica.net/sistema-de-equacoes/ Cuja solução pertence aos números reais e o conjunto solução do sistema é solução de todas as equações lineares do sistema. Exemplo: SOLUÇÃO? O conjunto ordenado dos números (a1, a2, a3, …, an) é solução do sistema linear nas incógnitas x1, x2, x3, …, xn, para x1 = a1, x2 = a2, …, xn = an, então as equações do sistema são verdadeiras. MATRIZ E UM SISTEMA LINEAR? Podemos associar a um sistema linear algumas matrizes, onde os seus coeficientes ocuparão linhas e colunas da matriz. Seja o sistema: Matriz incompleta: formada apenas pelos coeficientes do sistema. Exemplo: Matriz completa: formada pelos coeficientes do sistema mais os temos independentes. Exemplo: EQUAÇÃO MATRICIAL? A equação matricial de um sistema linear é formada pelos coeficientes das equações, pelas variáveis e pelos termos independentes após a igualdade. A solução para o sistema que forma essa equação linear é encontrar valores para as variáveis x e y. CLASSIFICAÇÕES? Os sistemas lineares são classificados de acordo com o número de soluções apresentados por ele. Assim, os sistemas lineares podem ser classificados como: ● SPD – Sistema Possível e Determinado – possui uma única solução. ● SPI – Sistema Possível e Indeterminado – possui infinitas soluções. ● SI – Sistema Impossível – não possui solução. O fluxograma a seguir mostra como as soluções dos sistemas são divididas: COMO SABER SE O SISTEMA TEM SOLUÇÃO? Para sabermos se um sistema possui solução, basta calcularmos o determinante da matriz associada ao sistema, assim: ● SPD (Sistema Possível e Determinado): se o determinante for diferente de zero; ● SPI (Sistema Possível e Indeterminado) se o determinante for igual a zero; ● SI (Sistema Impossível) se o determinante principal for igual a zero e o determinante secundário for diferente de zero. COMO RESOLVER OS SISTEMAS LINEARES? Existem diferentes formas para a resolução de sistemas, no entanto vamos mostrar apenas duas: Regra de Cramer e Escalonamento. REGRA DE CRAMER: A Regra de Cramer é utilizada na resolução de sistemas SPD (sistemas possíveis e determinados). Tem os seguintes passos: Para calcular o determinante principal, formamos uma matriz com os coeficientes das variáveis; https://matematicabasica.net/matrizes-e-determinantes/ Para calcular os determinantes secundários, substituímos as colunas das variáveis pela coluna do termo independente; Obtemosas soluções para o sistema pela fórmula: Exemplo: Considere o sistema: Então, o determinante principal é: [3 . 3 . (-2)] + [2 . 1 . 2] + [(-1) . 1 . 2] – [2 . 1 . (-2)] – [3 . 1 . 2] – [(-1) . 3 . 2] = -18 + 4 – 2 + 4 – 6 + 6 = -12 Os determinantes secundários são: [0 . 3 . (-2)] + [2 . 1 . 2] + [(-1) . 1 . 2] – [2 . 1 . (-2)] – [0 . 1 . 2] – [(-1) . 3 . 2] = 0 + 4 – 2 + 4 – 0 + 6 = 12 [3 . 1 . (-2)] + [0 . 1 . 2] + [(-1) . 1 . 2] – [0 . 1 . (-2)] – [3 . 1 . 2] – [(-1) . 1 . 2] = – 6 + 0 – 2 – 0 – 6 + 2 = -12 [3 . 3 . 2] + [2 . 1 . 2] + [0 . 1 . 2] – [2 . 1 . 2] – [3 . 1 . 2] – [0 . 3 . 2] = 18 + 4 + 0 – 4 – 6 – 0 = 12 Para calcular o determinante utilizamos a Regra de Sarrus para matrizes quadradas de ordem 3. Logo, A solução do sistema é (-1, 1, -1). ESCALONAMENTO: Escalonar um sistema é uma forma de resolvê-lo transformando o sistema em outro equivalente que possua uma resolução mais fácil. Os passos para escalonar um sistema são: 1.Somar ou subtrair uma equação pela outra; 2.Multiplicar uma das equações inteira por um número real diferente de zero; 3.Trocar duas equações de posições entre si; https://matematicabasica.net/matrizes-e-determinantes/#determinantes-de-matriz-de-ordem-3 https://matematicabasica.net/matrizes-e-determinantes/#determinantes-de-matriz-de-ordem-3 4.Multiplicar um das equações por um número real e somá-la ou subtraí-la a outra; 5.Dividir uma equação inteira por um número real diferente de zero. Seguindo esses passos podemos escalonar um sistema e encontrar os valores para as variáveis que resolvem o sistema. Este tipo de escalonamento é chamado de forma escalonada ou de redução à forma escada, pois quando vamos escalonando um sistema, uma “escada” vai se formando. Observação: os passos indicados acima não precisam ser executados necessariamente nessa ordem, nem executar todos os passos. É apenas um norte a ser seguido. Exemplo: Considere o sistema abaixo: Para fazermos o escalonamento devemos transformar o sistema acima em uma matriz. Assim, pegamos os valores dos coeficientes e do termo independente após a igualdade. Com a matriz montada, o primeiro passo é fazer uma operação (adição, subtração, multiplicação ou divisão) que anula pelo menos um elemento da matriz. Ao analisar a matriz, percebe-se que se subtrairmos a linha 2 com a linha 1, anulamos um elemento. O resultado dessa subtração é colocado na linha 2, como mostra L’2 do lado direito da matriz abaixo: Próximo passo, anulamos mais um elemento subtraindo a linha 3 pelo dobro da linha 1, colocando o resultado na linha 3. Veja: Agora, se somarmos a linha 2 com a linha 3, anulamos mais um elemento. A diagonal principal não pode ser nula, então temos que transformar o número 2 em 1, para isso basta dividirmos a linha 3 por 2. Veja: Neste passo já temos a forma escalonada, aqui já é possível encontrar os valores das variáveis x, y e z. Fazendo a substituição nas equações do sistema, pois já sabemos que a variável z é igual a 1. Vamos prosseguir para ver o processo até o final. O intuito agora é anularmos os elementos acima da diagonal principal. Perceba que se subtrairmos a linha 2 com a linha 3, anulamos um elemento. Veja: Continuando, vamos anular mais um elemento que não está na diagonal principal, para isso devemos subtrair a linha 1 com a linha 3. Por fim, vamos anular o último elemento que não está na diagonal principal. Então subtraímos a linha 1 pela linha 2. Portanto, essa é a matriz escalonada. Os valores encontrados no termo independente são os valores que atribuídos as variáveis x, y e z formam o conjunto solução do sistema. A matriz abaixo é a escalonação reduzida à forma escada. Montando o sistema novamente, temos um sistema equivalente fácil de resolver: Assim, x = 3, y = 2 e z = 1. Vídeo aula de regra de Cramer Vídeo aula de sistemas lineares Vídeo aula de escalonamento Tema 3 → arcos na circunferência Introdução? Na determinação dos arcos de uma circunferência podemos ter dois tipos de medições: a linear e a angular. A medida linear de um arco qualquer é a distância entre dois pontos A e B, postulados na extremidade da circunferência. Observe: https://youtu.be/-tdj_vMekdg https://youtu.be/7csw_j35F5A https://youtu.be/40LjiTXFuyY Com base na ilustração notamos que a medida do arco AB é igual à medida da reta EF (arco esticado), e a medida angular do arco AB corresponde à medida do ângulo central do arco, ou seja, a medida angular do arco AB é a mesma medida do ângulo central: m(AB) = m(AÔB). Para representar a medida angular de arcos de circunferência utilizamos as seguintes unidades: grau e radiano. unidades? Graus A medida em graus de uma circunferência consiste em dividi-lá em 360 partes congruentes entre si, dessa forma, cada parte equivalerá a um arco de medida igual a 1º (um grau). Se dividirmos esse arco de 1º em 60 partes teremos cada parte medindo 1’(um minuto) e esse arco de 1’ minuto dividido em 60 partes iguais formam arcos correspondentes a 1” (um segundo). Assim, concluímos que: 1º = 60’ e 1’= 60”. Radianos Outra unidade de medida de arcos muito usual é o radiano, que consiste no arco cujo comprimento é igual à medida do raio da circunferência que o contém. Por exemplo, um arco de 3 rad corresponde ao arco de comprimento igual a 3 raios da circunferência, veja: Comprimento AB = 3r → m(AB) = m(AÔB) = 3 rad Ao dividirmos o comprimento do arco (l) de uma circunferência pelo seu raio (r), determinamos a medida do ângulo central em radianos. relação? Existe uma relação entre as medidas em grau e radiano, podemos destacar a seguinte relação: 360º → 2π radianos (aproximadamente 6,28) 180º → π radiano (aproximadamente 3,14) 90º → π/2 radiano (aproximadamente 1,57) 45º → π/4 radiano (aproximadamente 0,785) As medidas de arcos de circunferências em graus e em radianos são diretamente proporcionais, dessa forma podemos realizar as conversões utilizando uma regra de três simples: Exemplo: Faça as seguintes transformações: a) 100º em radianos b) 7π/15 rad em graus Medida em graus Medida em radianos x α 180 π arcos? Arco de uma circunferência é, de uma maneira mais formal, uma parte do comprimento de uma circunferência que é delimitado por dois pontos quaisquer que pertence à circunferência. Veja como é feita essa representação: Considere uma circunferência de centro P e com A e B pontos pertencentes a essa circunferência: As partes delimitadas da circunferência pelos pontos A e B são chamadas de arcos da circunferência. Esses arcos possuem medidas de comprimentos. Dois pontos quaisquer pertencentes a uma circunferência formam dois arcos. O arco de medida x é representado por e . O arco de medida y é representado por . Sabemos que um arco de circunferência é delimitado por dois pontos que pertencem à circunferência, se esses pontos forem iguais, ou seja, estiverem localizados no mesmo lugar na circunferência, o arco será nulo ou de uma volta completa. Ângulo central? Todo ângulo é formado pela abertura de dois segmentos de reta. O ângulo central é formado por duas retas que partem do centro e vão de encontro com os dois pontos da circunferência. A abertura dessas duas retas determina a medida do ângulo. O arco subtende o ângulo central , formado pelos segmentos de reta AP e PB, ou seja: med ( ) = med ( ). Vídeo aula de arcos na circunferência Vídeo aula de comprimento de um arco https://youtu.be/24Vklpl4EgU https://youtu.be/KnZY0jrk6pQ Tema 4 → ciclo trigonométrico o que é? O Círculo Trigonométrico, também chamado de Ciclo ou Circunferência Trigonométrica, é uma representação gráfica que auxilia no cálculo das razões trigonométricas.Deacordo com a simetria do círculo trigonométrico temos que o eixo vertical corresponde ao seno e o eixo horizontal ao cosseno. Cada ponto dele está associado aos valores dos ângulos.] Ângulos notáveis? hamamos de ângulos notáveis aqueles mais conhecidos (30°, 45° e 60°). As razões trigonométricas mais importantes são seno, cosseno e tangente: Relações Trigonométricas 30° 45° 60° Seno 1/2 √2/2 √3/2 Cosseno √3/2 √2/2 1/2 Tangente √3/3 1 √3 RADIANOS? A medida de um arco no círculo trigonométrico pode ser dada em grau (°) ou radiano (rad). ● 1° corresponde a 1/360 da circunferência. A circunferência é dividida em 360 partes iguais ligadas ao centro, sendo que cada uma delas apresenta um ângulo que corresponde a 1°. ● 1 radiano corresponde à medida de um arco da circunferência, cujo comprimento é igual ao raio da circunferência do arco que será medido. Figura do Círculo Trigonométrico dos ângulos expressos em graus e radianos Para auxiliar nas medidas, confira abaixo algumas relações entre graus e radianos: ● π rad = 180° ● 2π rad = 360° ● π/2 rad = 90° ● π/3 rad = 60° ● π/4 rad = 45° Obs: Se quiser converter essas unidades de medidas (grau e radiano) utiliza-se a regra de três. Exemplo: Qual a medida de um ângulo de 30° em radianos? π rad -180° x – 30° x = 30° . π rad/180° x = π/6 rad quadrantes? Quando dividimos o círculo trigonométrico em quatro partes iguais, temos os quatro quadrantes que o constituem. Para compreender melhor, observe a figura abaixo: https://www.todamateria.com.br/regra-de-tres-simples-e-composta/ ● 1.° Quadrante: 0º ● 2.° Quadrante: 90º ● 3.° Quadrante: 180º ● 4.° Quadrante: 270º sinais? De acordo com o quadrante em que está inserido, os valores do seno, cosseno e tangente variam. Ou seja, os ângulos podem apresentar um valor positivo ou negativo. Para compreender melhor, veja a figura abaixo: com fazer? Para fazer um círculo trigonométrico, devemos construí-lo sobre o eixo de coordenadas cartesianas com centro em O. Ele apresenta um raio unitário e os quatro quadrantes. razões trigonométricas? As razões trigonométricas estão associadas às medidas dos ângulos de um triângulo retângulo. Representação do triângulo retângulo com seus catetos e a hipotenusa Elas são definidas pelas razões de dois lados de um triângulo retângulo e do ângulo que forma, sendo classificadas em seis maneiras: Seno (sen) Lê-se cateto oposto sobre a hipotenusa. Cosseno (cos) Lê-se cateto adjacente sobre a hipotenusa. https://www.todamateria.com.br/razoes-trigonometricas/ Tangente (tan) Lê-se cateto oposto sobre cateto adjacente. Cotangente (cot) Lê-se cosseno sobre seno. Cossecante (csc) Lê-se um sobre seno. Secante (sec) Lê-se um sobre cosseno Vídeo aula de ciclo trigonométrico https://youtu.be/OPsqOAgxR4g Tema 5 → funções trigonométricas O que é? As funções trigonométricas, também chamadas de funções circulares, estão relacionadas com as demais voltas no ciclo trigonométrico. As principais funções trigonométricas são: ● Função Seno ● Função Cosseno ● Função Tangente No círculo trigonométrico temos que cada número real está associado a um ponto da circunferência. funções periódicas? As funções periódicas são funções que possuem um comportamento periódico. Ou seja, que ocorrem em determinados intervalos de tempo. O período corresponde ao menor intervalo de tempo em que acontece a repetição de determinado fenômeno. Uma função f: A → B é periódica se existir um número real positivo p tal que f(x) = f (x+p), ∀ x ∈ A O menor valor positivo de p é chamado de período de f. Note que as funções trigonométricas são exemplos de funções periódicas visto que apresentam certos fenômenos periódicos. Função seno? A função seno é uma função periódica e seu período é 2π. Ela é expressa por: função f(x) = sen x No círculo trigonométrico, o sinal da função seno é positivo quando x pertence ao primeiro e segundo quadrantes. Já no terceiro e quarto quadrantes, o sinal é negativo. Além disso, no primeiro e quarto quadrantes a função f é crescente. Já no segundo e terceiro quadrantes a função f é decrescente. O domínio e o contradomínio da função seno são iguais a R. Ou seja, ela está definida para todos os valores reais: Dom(sen)=R. Já o conjunto da imagem da função seno corresponde ao intervalo real [-1, 1]: -1 < sen x < 1. Em relação à simetria, a função seno é uma função ímpar: sen(-x) = -sen(x). O gráfico da função seno f(x) = sen x é uma curva chamada de senoide: Função cosseno? A função cosseno é uma função periódica e seu período é 2π. Ela é expressa por: função f(x) = cos x No círculo trigonométrico, o sinal da função cosseno é positivo quando x pertence ao primeiro e quarto quadrantes. Já no segundo e terceiro quadrantes, o sinal é negativo. Além disso, no primeiro e segundo quadrantes a função f é decrescente. Já no terceiro e quarto quadrantes a função f é crescente. O domínio e o contradomínio da função cosseno são iguais a R. Ou seja, ela está definida para todos os valores reais: Dom(cos)=R. Já o conjunto da imagem da função cosseno corresponde ao intervalo real [-1, 1]: -1 < cos x < 1. Em relação à simetria, a função cosseno é uma função par: cos(-x) = cos(x). O gráfico da função cosseno f(x) = cos x é uma curva chamada de cossenoide: Função tangente? A função tangente é uma função periódica e seu período é π. Ela é expressa por: função f(x) = tg x No círculo trigonométrico, o sinal da função tangente é positivo quando x pertence ao primeiro e terceiro quadrantes. Já no segundo e quarto quadrantes, o sinal é negativo. Além disso, a função f definida por f(x) = tg x é sempre crescente em todos os quadrantes do círculo trigonométrico. O domínio da função tangente é: Dom(tan)={x ∈ R│x ≠ de π/2 + kπ; K ∈ Z}. Assim, não definimos tg x, se x = π/2 + kπ. Já o conjunto da imagem da função tangente corresponde a R, ou seja, o conjunto dos números reais. Em relação à simetria, a função tangente é uma função ímpar: tg(-x) = -tg(-x). O gráfico da função tangente f(x) = tg x é uma curva chamada de tangentoide: Vídeo aula sobre funções trigonométricas Tema 6 → probabilidade Experimento aleatório É qualquer experiência cujo resultado não seja conhecido. Por exemplo: ao jogar uma moeda e observar a face superior, é impossível saber qual das faces da moeda ficará voltada para cima, exceto no caso em que a moeda seja viciada (modificada para ter um resultado mais frequentemente). Suponha que uma sacola de supermercado contenha maçãs verdes e vermelhas. Retirar uma maçã de dentro da sacola sem olhar também é um experimento aleatório. Ponto amostral Um ponto amostral é qualquer resultado possível em um experimento aleatório. Por exemplo: no lançamento de um dado, o resultado (o número que aparece na face superior) pode ser 1, 2, 3, 4, 5 ou 6. Então, cada um desses números é um ponto amostral desse experimento. Espaço amostral O espaço amostral é o conjunto formado por todos os pontos amostrais de um experimento aleatório, ou seja, por todos os seus resultados possíveis. Dessa maneira, o resultado de um experimento aleatório, mesmo que não seja previsível, sempre pode ser encontrado dentro do espaço amostral referente a ele. https://youtu.be/Jf579Sgn1BE https://brasilescola.uol.com.br/matematica/conjunto.htm Como os espaços amostrais são conjuntos de resultados possíveis, utilizamos as representações de conjuntos para esses espaços. Por exemplo: O espaço amostral referenteao experimento “lançamento de um dado” é o conjunto Ω, tal que: Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6} Esse conjunto também pode ser representado pelo diagrama de Venn ou, dependendo do experimento, por alguma lei de formação. O número de elementos dos espaços amostrais é representado por n(Ω). No caso do exemplo anterior, n(Ω) = 6. Lembre-se de que os elementos de um espaço amostral são pontos amostrais, ou seja, resultados possíveis de um experimento aleatório. Evento Os eventos são subconjuntos de um espaço amostral. Um evento pode conter desde zero a todos os resultados possíveis de um experimento aleatório, ou seja, o evento pode ser um conjunto vazio ou o próprio espaço amostral. No primeiro caso, ele é chamado de evento impossível. No segundo, é chamado de evento certo. Ainda no experimento aleatório do lançamento de um dado, observe os seguintes eventos: A = Obter um número par: A = {2, 4, 6} e n(A) = 3 B = Sair um número primo: B = {2, 3, 5} e n(B) = 3 C = Sair um número maior ou igual a 5: C = {5, 6} e n(C)= 2 D = Sair um número natural: https://brasilescola.uol.com.br/matematica/diagrama-de-venn.htm https://brasilescola.uol.com.br/matematica/diagrama-de-venn.htm D = {1, 2, 3, 4, 5, 6} e n(D) = 6 Espaços equiprováveis Um espaço amostral é chamado equiprovável quando todos os pontos amostrais dentro dele têm a mesma chance de ocorrer. É o caso de lançamentos de dados ou de moedas não viciados, escolha de bolas numeradas de tamanho e peso idênticos etc. Um exemplo de espaço amostral que pode ser considerado não equiprovável é o formado pelo seguinte experimento: escolher entre tomar sorvete ou fazer caminhada. Cálculo de probabilidades As probabilidades são calculadas dividindo-se o número de resultados favoráveis pelo número de resultados possíveis, ou seja: P = n(E) n(Ω) Nesse caso, E é um evento que se quer conhecer a probabilidade, e Ω é o espaço amostral que o contém. Por exemplo, no lançamento de um dado, qual a probabilidade de sair o número um? Nesse exemplo, sair o número um é o evento E. Assim, n(E) = 1. O espaço amostral desse experimento contém seis elementos: 1, 2, 3, 4, 5 e 6. Logo, n(Ω) = 6. Desse modo: P = n(E) n(Ω) P = 1 6 P = 0,1666… P = 16,6% Outro exemplo: qual a probabilidade de obtermos um número par no lançamento de um dado? Os números pares possíveis em um dado são 2, 4 e 6. Logo, n(E) = 3. P = n(E) n(Ω) P = 3 6 P = 0,5 P = 50% Observe que as probabilidades sempre resultarão em um número dentro do intervalo 0 ≤ x ≤ 1. Isso acontece porque E é um subconjunto de Ω. Dessa maneira, E pode conter desde zero até, no máximo, o mesmo número de elementos que Ω. Vídeo aula de probabilidade Tema 7 → Área e Volume de Sólidos - Geometria espacial, Princípio Fundamental da Contagem. ● Poliedros https://youtu.be/blEUTcx16N8 Sólidos fechados que possuem faces poligonais, compostos por vértices, arestas e faces, são eles: os prismas, as pirâmides e os sólidos de Platão (tetraedro, cubo, dodecaedro, icosaedro, cubo, dodecaedro). Aresta: é o segmento de reta que liga dois vértices de um poliedro.Vértice: é o encontro de uma ou mais arestas, denotado pelos pontos A, B, C, D, E, F, G e H neste caso.As faces de um poliedro são os polígonos que compõem o sólido.Relação de Euler Sobre os poliedros, o matemático Euler percebeu uma relação entre o número de vértices (V), faces (F) e arestas (A), conhecida como relação de Euler, dada pela expressão: V – A + F = 2 Logo, é possível descobrir, com base na equação, a quantidade de arestas que um sólido possui pelo número de faces e de vértices. Para entender de forma mais detalhada essa expressão Conhecidos também como sólidos de revolução, são sólidos que possuem como base um círculo (no caso do cone e cilindro) ou que são construídos sobre a rotação de um círculo. Fórmulas dos principais sólidos geométricos As principais fórmulas da geometria espacial são para os cálculos da área total (At) e do volume (V) de cada um dos sólidos. Cada fórmula depende do sólido. ● Cubo Cubo de aresta a. V = a3 At = 6 . a2 ● Paralelepípedo Paralelepípedo de dimensões a, b, c. V = a . b . c At = 2ab + 2ac + 2bc O volume e a área total do prisma e da pirâmide dependem do polígono que está na base de cada um dos sólidos, por isso usamos Ab: área da base e Al: área lateral. ● Prisma Prismas de base triangular e hexagonal Note que a base do prisma pode ser diferente de um caso para o outro, logo, o volume depende diretamente da área da base. V = Ab . h At = 2Ab + Al ● Pirâmide Pirâmides de base quadrada e pentagonal. Assim como os prismas, a base da pirâmide pode ser diferente, logo, o volume depende diretamente da base. At = Ab + Al ● Cilindro Cilindro de raio r e altura h. V = πr2 . h At = 2πr (r+h) ● Cone Cone de raio r e altura h. At = πr (g + r) ● Esfera Esfera de raio r. At = 4 πr2 Princípio fundamental da contagem? O princípio fundamental da contagem é o principal conceito ensinado na análise combinatória. É a partir dele que se desenvolveram os demais conceitos dessa área e as fórmulas de fatorial, combinação, arranjo, permutação. Entender esse princípio é essencial para compreender situações que envolvem contagem. Esse princípio afirma que, se eu preciso tomar mais de uma decisão e cada uma delas pode ser tomada de x, y, z maneiras, para sabermos a quantidade de formas que essas decisões podem ser tomadas simultaneamente, basta calcular o produto dessas possibilidades. O princípio fundamental da contagem é uma técnica para calcularmos de quantas maneiras decisões podem combinar-se. Se uma decisão pode ser tomada de n maneiras e outra decisão pode ser tomada de m maneiras, o número de maneiras que essas decisões podem ser tomadas simultaneamente é calculado pelo produto de n · m. Analisar todas as combinações possíveis sem utilizar o princípio fundamental da contagem pode ser bastante trabalhoso, o que faz com que a fórmula seja muito eficiente. Exemplo Em um restaurante, é oferecido o famoso prato feito. Todos os pratos possuem arroz, e o cliente pode escolher uma combinação entre 3 possibilidades de carne (bovina, de frango e vegetariana), 2 tipos de feijão (caldo ou tropeiro) e 2 tipos de bebida (suco ou refrigerante). De quantas maneiras distintas um cliente pode fazer o pedido? https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-permutacao.htm Note que há 12 possibilidades de escolha, mas era possível chegar a esse número realizando a simples multiplicação das possibilidades por meio do princípio fundamental da contagem, logo o número de combinações de pratos possíveis poderia ser calculado por: 2 · 3 · 2 = 12. Perceba que, quando meu interesse é saber somente o total de possibilidades, realizar a multiplicação é muito mais rápido do que construir qualquer esquema para analisar, o que pode ser bastante trabalhoso, caso haja mais e mais possibilidades. Existem várias aplicações do princípio fundamental da contagem. Ele pode ser aplicado, por exemplo, em várias decisões da informática. Um exemplo são as senhas que exigem o uso de pelo menos um símbolo,o que faz com que o número de https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/matematica/o-que-e-multiplicacao.htm combinações possíveis seja muito maior, deixando o sistema mais seguro. Outra aplicação é no estudo das probabilidades. Para calculá-las, precisamos saber a quantidade de casos possíveis e a quantidade de casos favoráveis. A contagem dessa quantidade de casos possíveis e favoráveis pode ser feita por meio do princípio fundamental da contagem. Esse princípio gera também as fórmulas de permutação, combinação e arranjo. Vídeo aula area e volume de sólidos formulas Vídeo aula area e volume de sólidos Vídeo aula de principio fundamental da contagem https://brasilescola.uol.com.br/matematica/probabilidade.htm https://brasilescola.uol.com.br/matematica/arranjo-ou-combinacao.htm https://youtu.be/Yzic-W9Q3N0 https://youtu.be/9O_lwAkJ2Z0 https://youtu.be/a0GcRAWcoUY
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