Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
1 2 Governo do Estado do Rio de Janeiro Secretaria de Estado de Educação Comte Bittencourt Secretário de Estado de Educação Andrea Marinho de Souza Franco Subsecretária de Gestão de Ensino Elizângela Lima Superintendente Pedagógica Maria Claudia Chantre Coordenadoria de Áreas de conhecimento Assistentes Carla Lopes Fabiano Farias de Souza Roberto Farias Verônica Nunes Texto e conteúdo Prof.Evaldo de Lima C.E. Pastor Miranda Pinto Prof.ª Fátima Cristina R. dos S. Magalhães C.E. João Proença Prof. Herivelto Nunes Paiva C.E. Pandiá Calógeras Prof. Jonas da Conceição Ricardo CIEP 394 Cândido Augusto Ribeiro Neto Prof. Lucas José Ribeiro C.E. Professor José Accioli Prof. Luciano Silva Terencio de Jesus CEJA Petrópolis Prof.ª Mônica de Siqueira da Cunha C.E. Pastor Miranda Pinto 3 Capa Luciano Cunha Revisão de texto Prof ª Alexandra de Sant Anna Amancio Pereira Prof ª Andreia Cristina Jacurú Belletti Prof ª Andreza Amorim de Oliveira Pacheco. Prof ª Cristiane PóvoaLessa Prof ª Cristiane Ramos da Costa Prof ª Deolinda da Paz Gadelha Prof ª Elizabete Costa Malheiros Prof ª Ester Nunes da Silva Dutra Prof ª Isabel Cristina Alves de Castro Guidão Prof José Luiz Barbosa Prof ª Karla Menezes Lopes Niels Prof ª Kassia Fernandes da Cunha Prof ª Leila Regina Medeiros Bartolini Silva Prof ª Lidice Magna Itapeassú Borges Prof ª Luize de Menezes Fernandes Prof Mário Matias de Andrade Júnior Profª Regina Simões Alves Paulo Roberto Ferrari Freitas Prof ª Rosani Santos Rosa Prof ª Saionara Teles De Menezes Alves Prof Sammy Cardoso Dias Prof Thiago Serpa Gomes da Rocha Esse documento é uma curadoria de materiais que estão disponíveis na internet, somados à experiência autoral dos professores, sob a intenção de sistematizar conteúdos na forma de uma orientação de estudos. ©2021 - Secretaria de Estado de Educação. Todos os direitos reservados. 4 Matemática – Orientações de Estudos INTRODUÇÃO 6 2 Aula 1- Expressões Algébricas e Valor Numérico 6 3 Aula 2- Equação Polinomial do 1º grau 9 4 Aula 3 – Sistemas de equações de 1º grau 11 5 Aula 4 - Método da adição 12 6 Aula 5- . Método da substituição 14 7 Atividades Propostas 17 8 Resumo 18 9 Referências Audiovisuais 18 10 Referências Bibliográficas 18 5 ORIENTAÇÕES DE ESTUDOS para MATEMÁTICA 1º Bimestre de 2020 – Modulo I- Educação de Jovens e Adultos Ensino Médio META: Apresentar os Conceitos de expressões algébricas e valor numérico, equação polinomial do 1º grau e sistemas de equações do 1° grau. OBJETIVOS: Ao final destas Orientações de Estudos, você deverá ser capaz de: 1. Compreender a ideia de variável e a utilização de letras para representar números; 2. Representar expressões algébricas como modelo matemático de diferentes situações; 3. Calcular o valor numérico de uma expressão algébrica; 4. Resolver operações com monômios e binômios; 5. Calcular perímetros e de áreas utilizando expressões algébricas; 6. Determinar, caso exista, a solução de um sistema linear de equações polinomiais do 1º grau com duas incógnitas; 7. Resolver problemas que envolvam equações. 6 INTRODUÇÃO Hoje, aprenderemos sobre as expressões algébricas, equação linear do 1º grau, sua representação no plano cartesiano e sistemas de equações de 1º grau. As expressões algébricas apresentam números, letras e expoentes. Os números são chamados de coeficientes, as letras são chamadas de variáveis ou incógnitas e representam um valor desconhecido, os expoentes aparecem nas variáveis e determinam quantas vezes a variável está sendo multiplicada por ela mesma. Vale ressaltar também que, as expressões algébricas podem representar situações comuns no nosso cotidiano. 2- Aula 1 - Expressões Algébricas e Valor Numérico Simulamos uma situação problema que consiste em ir até uma padaria para fazer compras. Suponha que João tenha comprado quatro pães e três rosquinhas (o “a” simboliza o valor dos pães e “b” o valor das rosquinhas). Se quiséssemos saber o valor total da compra, teríamos que saber o preço unitário do pão e o preço unitário da rosquinha. Vamos supor que o preço de cada pão seja R$1,00 e de cada rosquinha seja R$3,00. Para saber o valor total da compra, teríamos que substituir esses valores nas variáveis a e b. Isso é o que chamamos de valor numérico de uma expressão algébrica. Solução do problema: 4a + 3b (expressão algébrica) Substituindo a=1 e b=3 na expressão, temos: 4x1 + 3x3 4 + 9 13 Portanto, pagaríamos R$13,00 pela compra de 4 pães e 3 rosquinhas. Monômios 7 Um monômio é uma expressão algébrica constituída por um coeficiente numérico e uma parte literal. Lembrete: As expressões algébricas são compostas por monômios Outros exemplos de expressões algébricas: • 2x – 5 • 6x + 5y + 2z • 3a + 2y • 4x3 – 6y4 • x² + 7x Obs.: Note, que nas expressões algébricas acima, não temos o valor de cada variável e, portanto, não podemos achar seus valores numéricos. Prosseguindo com os estudos... Para determinar os valores numéricos das expressões algébricas anteriores, vamos montar uma tabela e atribuir hipoteticamente números às incógnitas: 2x - 5, onde x = 1 2x1-5 2- 5 -3 Valor numérico: -3 3a + 2y, onde a = 7 e y=4 3x7 + 2x4 21 + 8 29 Valor numérico: 29 x² + 7x, onde x=10 102 + 7x10 100 + 70 170 Valor numérico: 170 8 6x + 5y, onde x = -2 e y=0 6x (-2) + 5x (0)x1-5 -12 + 0 -12 Valor numérico: -12 4x3 - 6y4, onde x=1 e y= - 1 4x13- 6x(-1)4 4x1 - 6x1 4 - 6 -2 Valor numérico: -2 9b, onde b=12 9x12 108 Valo numérico: 108 Obs.: Em algumas expressões algébricas podem aparecer expoentes nas variáveis. Neste caso, resolve-se primeiro a potenciação e depois as demais operações. As expressões algébricas podem ser utilizadas para representar outras situações problemas: 1 – Determine a expressão que representa o perímetro das figuras: Lembrete: perímetro é a soma das medidas dos lados de qualquer polígono. 4x + 1 + 2x + 4x + 1 + 2x 12x + 2 2x + 6 + 3x – 2 + x + 8 6x + 12 9 Lembrando que, nesse caso, queremos apenas saber a expressão algébrica. Para saber o valor do perímetro de cada polígono, deveríamos atribuir um valor real para a variável x. Por exemplo, se x=1, o perímetro das figuras seriam, respectivamente: Figura 1 = 12x + 2, como x=1, então 12 x 1 + 2 = 12 + 2 = 14 (perímetro) Figura 2 = 6x + 12, como x=1, então 6 x 1 + 12 = 6 + 12 = 18 (perímetro) 3- Aula 2 – Equação Polinomial do 1º grau Denominamos equação polinomial ou linear do 1º grau a toda equação do tipo ax + by = c, onde a, b e c são números reais sendo a≠0 e b≠0. Os expoentes das variáveis são sempre iguais a 1. Por exemplo, considere a equação 3x + 2y = 6. Neste caso, a=3, b=2 e c=6. Outro exemplo é: 4x + y = 1. Neste caso, a=4, b=1 e c=1. As equações lineares do 1º grau apresentam soluções, ou seja, valores que verificam a igualdade da equação. Vamos a um exemplo, Na equação x + y = 5, temos infinitas possibilidades para verificação desta sentença. • Se x = 1, y = 4, temos 1 + 4 = 5 (Verdadeiro), então (x, y)=(1, 4) é uma solução • Se x = 3 e y = 2, temos 3 + 2 = 5 (Verdadeiro), então (x, y)=(3,2) é uma solução • Se x = 0 e y = 5, temos 0 + 5 = 5 (Verdadeiro), então (x, y)=(0, 5) é uma solução • Se x = -2 e y = 7, temos -2 + 7 = 5 (Verdadeiro), então (x, y)=(-2, 7) é uma solução • Se x = 2 e y = 5, temos 2 + 5 ≠ 5 (Falso), então (x, y)=(2, 5) não é uma solução • Se x = 6 e y = 3, temos 6 + 3 ≠ 5 (Falso), então (x, y)=(6, 3) não é uma solução 10 Na prática, dois números serão a solução da equação x + y = 5 se ao substituirmos essesvalores de x e y, respectivamente, na equação, a sentença for verdadeira. Cada par de números é chamado de par ordenado (x, y). Vamos achar soluções para a equação 3x + y = 8? Atribuindo valores de x e y, temos: • Se x=1, y=5, temos 3.1 + 5 = 8 (Verdadeiro) então (x, y)=(1, 5) é uma solução • Se x = 2, y = 2, temos 3.2 + 2 = 8 (Verdadeiro) então (x, y)=(2, 2) é uma solução • Se x = 0, y = 8, temos 3.0 + 8 = 8 (Verdadeiro) então (x, y)=(0, 8) é uma solução • Se x = -1, y = 11, temos 3.(-1) + 11 = 8 (Verdadeiro) então (x, y)= (-1,11) é uma solução • Se x = 3, y = 2, temos 3.3 + 2 ≠ 8 (Falso) então (x, y)=(3, 2) não é uma solução • Se x = 4, y = 3, temos 3.4 + 3 ≠ 8 (Falso) então (x, y)=(4,3) não é uma solução A raiz da equação polinomial do 1º grau Raiz da Equação é o valor numérico que ao substituir a incógnita (letra que representa o valor desconhecido) torna a igualdade verdadeira. Para o caso das equações polinomiais do 1º grau, temos: 𝑎𝑥 + 𝑏 = 0 𝑎𝑥 = −𝑏 𝑏 𝑥 = − 𝑎 Exemplo, para resolver equações lineares, todos os termos que contém o x desconhecido devem ser passados para um lado da igualdade e os que não o têm são movidos para o outro lado, a fim de eliminá-lo e obter uma solução: 13x – 18 = 4x 13x = 4x + 18 11 13x – 4x = 18 9x = 18 x = 18/ 9 x = 2. Dessa forma, a equação dada tem apenas uma solução ou raiz, que é x = 2. 4- Aula 3 – Sistemas de Equações de 1º grau Um sistema linear é um conjunto de duas ou mais equações com duas ou mais incógnitas. A solução é o par ordenado (x, y) que satisfaz, ao mesmo tempo, essas equações. Considere o sistema: 𝑥 + 𝑦 = 4 { 𝑥 − 𝑦 = 8 O par ordenado (6,-2) é a solução do sistema, pois ao substituirmos x = 6 e y =-2 em ambas as equações, as sentenças tornam-se verdadeiras. Veja: x + y = 4, se x = 6 e y =-2, temos: 6 + (-2) = 4 (Verdadeiro) x – y = 8, se x = 6 e y =-2, temos 6 - (-2) = 8 (Verdadeiro) A forma de escrever a solução é: S={(6,-2)}, com chaves e parênteses O par ordenado (10,-6) não é a solução do sistema, pois ao substituirmos x = 10 e y =- 6 em ambas as equações, as sentenças não se tornam verdadeiras. Veja: x + y = 4, se x = 10 e y =- 6, temos: 10 + (-6) = 4 (Verdadeiro) x – y = 8, se x = 10 e y =- 6, temos 10 - (-6) = 16 (Falso) Para que tenhamos a solução do sistema se faz necessário que os valores encontrados sirvam simultaneamente a ambas as equações. Existem alguns métodos para resolver sistemas de duas equações e duas incógnitas, vamos aprender dois desses métodos, o método da adição e o método da substituição. 12 5- Aula 4 – Método da Adição Consiste em somar as duas equações que possuem sinais opostos das variáveis, determinando assim o valor da outra variável. Por exemplo: resolver o sistema: Note que a variável y tem sinais opostos nos coeficientes (1 e -1) e, por isso, ao somarmos ambas as equações do sistema, podemos eliminá-la. Com isso, determinamos o valor de x, dividindo 32 por 4. Logo, x = 8. Para encontrarmos o valor de y, devemos substituir o valor de x em qualquer uma das equações do sistema. x + y = 12, como x=8, temos 8 + y = 12, y = 12 - 8, então y = 4. Portanto, a solução do sistema é S={(8, 4)}. De fato, ao substituirmos os valores de x e y em ambas as equações, temos: x + y = 12, como x = 8 e y = 4, temos: 8 + 4 = 12 (Verdadeiro) 3x – y = 20, como x = 8 e y = 4, temos: 3.8 – 4 = 20 (Verdadeiro) Passo a passo do método da adição: ● Verificar se nas equações do sistema, são os mesmos coeficientes das variáveis com sinais opostos. ● Somar ambas as equações, eliminando uma das variáveis. ● Achar o valor de uma das variáveis. ● Substituir o valor de uma das variáveis em qualquer uma das equações e achar o valor da outra variável. 13 Atividade Resolvida: 1- Determine a solução do sistema linear { 𝑥 + 𝑦 = 11 𝑥 − 𝑦 = 3 Solução: Somando o termo da primeira linha com o da segunda linha temos: 𝑥 + 𝑦 = 11 { 𝑥 − 𝑦 = 3 ⟹ { 𝑥 + 𝑦 = 11 Determinando o valor de x temos: { 2𝑥 − 0𝑦 = 14 𝑥 + 𝑦 = 11 14 2𝑥 = 14 ⟹ 𝑥 = 2 = 7 Agora basta substituirmos na equação de cima, onde há as incógnitas x e y, ficando da seguinte forma: 𝑥 + 𝑦 = 11 { 14 7 + 𝑦 = 11 ⟹ 𝑦 = 11 − 7 = 4 ⟹ { 14 2𝑥 = 14 ⟹ 𝑥 = 2 = 7 2𝑥 = 14 ⟹ 𝑥 = 2 = 7 Portanto, a solução do sistema é S={(7, 4)} 𝑥 − 𝑦 = 16 2- Determine a solução do sistema linear { 𝑥 + 𝑦 = 74 Solução: Somando o termo da primeira linha com o da segunda linha temos: 𝑥 − 𝑦 = 16 { ⟹ { 𝑥 + 𝑦 = 16 𝑥 + 𝑦 = 74 Determinando o valor de x temos: 2𝑥 − 0𝑦 = 90 𝑥 − 𝑦 = 16 { 90 2𝑥 = 90 ⟹ 𝑥 = 2 = 45 Agora basta substituirmos na equação de cima, onde há as incógnitas x e y, ficando da seguinte forma: 14 𝑥 − 𝑦 = 16 { 90 45 − 𝑦 = 16 ⟹ −𝑦 = 16 − 45 = −29 ⟹ 𝑦 = 29 ⟹ { 90 2𝑥 = 90 ⟹ 𝑥 = 2 = 45 2𝑥 = 90 ⟹ 𝑥 = 2 = 45 Portanto, a solução do sistema é S={(45, 29)} 6- Aula 5 – Método da substituição Consiste em isolarmos uma das variáveis em qualquer uma das equações e substituirmos essa variável na outra equação. Vamos resolver o mesmo sistema anterior usando esse método: Isolamos a variável x da 1ª equação x + y = 12, isto é x = 12 - y e substituímos na outra equação 3x – y = 20. Como x = 12 - y, substituindo na equação 3x – y = 20, temos: 3(12 - y) – y = 20 (usamos a propriedade distributiva) 36 - 3y – y = 20 (juntamos as variáveis y) 36 - 4y = 20 (isolamos y) -4y = 20-36 -4y = -16 (multiplicamos a equação por -1) 4y = 16 (dividimos 16 por 4) y = 4. Escolhemos a primeira equação e substituímos o valor de y. x + y = 12 x + 4 = 12 x = 12 - 4 x = 8 Portanto, a solução do sistema é S={(8, 4)}, o que não deveria ser diferente, pois se trata do mesmo sistema. 15 Passo a passo do método da substituição: ● Escolhemos uma equação e isolamos uma das variáveis. ● Substituímos essa variável na segunda equação. ● Achamos o valor da variável que foi isolada ● Substituímos o valor da variável em uma das equações e achamos o valor da outra variável. Atividades Resolvidas: 1- Determine a solução do sistema linear { 𝑥 − 𝑦 = 1 𝑥 + 𝑦 = 9 Solução: Vamos primeiro escolher um termo para ser isolado, em qualquer linha. Para resolução dessa atividade iremos escolher isolar o x da primeira linha, e vamos substituir esse valor na linha de baixo, sendo assim temos: { 𝑥 − 𝑦 = 1 ⟹ { 𝑥 = 1 + 𝑦 𝑥 + 𝑦 = 9 Determinando o valor de y temos: 𝑥 = 1 + 𝑦 1 + 𝑦 + 𝑦 = 9 𝑥 = 1 + 𝑦 { 1 + 2𝑦 = 9 ⟹ { 8 2𝑦 = 9 − 1 ⟹ 𝑦 = = 4 2 Agora substituímos na equação de cima para determinar o valor de x. 𝑥 = 1 + 𝑦 𝑥 = 1 + 4 = 5 { 2𝑦 = 9 − 1 ⟹ 𝑦 = 8 = 4 ⟹ { 2𝑦 = 9 − 1 ⟹ 𝑦 = 8 = 4 2 2 Portanto, a solução do sistema é S={(5, 4)}, Os sistemas nos ajudam a resolver problemas do cotidiano. Vamos ver um exemplo? 16 Atividade Resolvida: 1- Cláudio usou notas de R$ 20,00 e de R$ 5,00 para fazer um pagamento de R$140,00. Quantas notas de cada tipo ele usou, sabendo que no total foram 10 notas? Solução: Chamamos de x = notas de 20 reais; Chamamos de y = notas de 5 reais; Equação do número de notas: x + y = 10 Equação da quantidade e valor das notas: 20x + 5y = 140 Sistema: x + y = 10 20x + 5y = 140 Isolando x na 1ª equação (Método da substituição) x + y = 10 x = 10 - y Substituindo o valor de x na 2ª equação 20x + 5y = 140 20(10 – y) + 5y = 140 200 – 20y + 5y = 140 - 15y = 140 – 200 - 15y = - 60 (multiplicar por -1) 15y = 60 y = 60/15 y = 4 Substituindo y = 4 na 1ª equação: x + y =10 x + 4 = 10 x = 10 – 4 x = 6 17 Portanto, ele usou 4 notas de R$5,00 e 6 notas de R$20,00. 7- Atividades Propostas1) Determine o valor numérico da expressão algébrica abaixo: 10y2+3a, onde y=1 e a=3 a) 17 b) 18 c) 19 d) 20 e) 21 2) Resolva o sistema abaixo e determine os valores de x e y. x - y = 16 x + y = 74 a) 16 e 74 b) 45 e 29 c) 28 e 53 d) 16 e 58 e) 74 e 90 3) A soma de dois números é igual a 37 e a diferença é 13. Quais são esses números? a) 13 e 37 b) 50 e 13 c) 24 e 38 d) 25 e 12 e) 42 e 17 4) Em um quintal existem porcos e galinhas, fazendo um total de 60 cabeças e 180 pés. Quantos são os animais de duas patas e quantos são os de quatro patas? a) 30 e 30 18 b) 90 e 90 c) 20 e 40 d) 60 e 120 e) 10 e590 5) Um tomate e um pepino pesam juntos 140g. Para fazer o equilíbrio da balança é preciso colocar 5 tomates de um lado e 2 pepinos do outro. Quanto pesa um tomate e um pepino? a) 70 e 70 b) 60 e 80 c) 50 e 90 d) 80 e 60 e) 40 e 100 8- Resumo Nestas orientações curriculares, vimos a importância e a aplicabilidade das expressões algébricas, equação linear do 1º grau e suas aplicações. Também falamos sobre variáveis e operações com monômios e binômios. Espera-se que tenha sido possível a assimilação dos conceitos e a importância do aprendizado dos conteúdos ministrados. 9- Referências Audiovisuais. Sistemas Lineares : https://pt.khanacademy.org/math/algebra/systems-of-linear- equations/solving-systems-of-equations-with- substitution/e/systems_of_equations_with_substitution 10- Referências Bibliográficas ANDRINI, Álvaro, VASCONCELLOS, Maria José Praticando Matemática.;. Praticando Matemática. 3.ed. São Paulo: 2012. (Série Didática, 8º ano). DANTE, Luiz Roberto. Matemática: contexto & aplicações. 3. ed. São Paulo: Ática, 2013. DEGENSZAJN, David; HAZZAN, Samuel. IEZZI, Gelson. Fundamentos de Matemática Elementar. São Paulo: Atual, 2004. https://pt.khanacademy.org/math/algebra/systems-of-linear-equations/solving-systems-of-equations-with-substitution/e/systems_of_equations_with_substitution https://pt.khanacademy.org/math/algebra/systems-of-linear-equations/solving-systems-of-equations-with-substitution/e/systems_of_equations_with_substitution https://pt.khanacademy.org/math/algebra/systems-of-linear-equations/solving-systems-of-equations-with-substitution/e/systems_of_equations_with_substitution
Compartilhar