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1. NÚMEROS REAIS 1.1 CONJUNTOS NUMÉRICOS O número surgiu da necessidade que as pessoas tinham de contar objetos e coisas. No início para contar, eram usados os dedos, pedras, os nós de uma corda, com o passar do tempo, este sistema foi se aperfeiçoando até dar origem ao número. Devido a necessidade de contar objetos foi estabelecido o primeiro conjunto numérico, denominado conjunto dos números naturais e denotado por }{ ,...,...,2,1,0 n=Ν . Com a necessidade de realizar subtrações, ou melhor, representar algo que está faltando, o conjunto dos números naturais foi estendido, surgindo então o conjunto dos números inteiros: Z={ },...,...,2,1,0,1,2,...,..., nn −−− . Com o passar do tempo apareceram os números fracionários que eram escritos como uma razão de dois números naturais. A palavra razão em matemática significa divisão. Desta forma, fica claro que os números inteiros e os números fracionários podem ser expressos como uma razão de dois números naturais. Por isso, são chamados de números racionais: ≠∈∈== 0b e Z,a com, bZ b a xQ , onde em Q só é impossível a divisão por zero. Devido tentativas frustradas de representar alguns números através de frações, como por exemplo 2 , surgiram os números chamados irracionais Ir , isto é, números não racionais. Onde da união dos números racionais com os números irracionais surge o ‘grandioso’ conjunto dos números reais: .rQUI=ℜ Algumas Notações: R = Reais R* = R – {0} = {x∈R / x ≠ 0}= Reais não nulos * +R = { x∈R / x>0}, conjunto dos reais positivos. +R = { x∈R / x ≥0}, conjunto dos reais não negativos. * −R = { x∈R / x<0}, conjunto dos reais negativos. −R = { x∈R / x ≤0}, conjunto dos reais não positivos As equações de segundo grau apareceram na matemática aproximadamente 1700 anos antes de Cristo. Uma equação era vista como a formulação matemática de um problema real; PROF. WALÉRIA AD. GONÇALEZ CECÍLIO Página 2 desta forma, se no processo de resolução aparecia uma raiz quadrada de um número negativo, como por exemplo 01 2 =+x , isto era interpretado apenas como uma indicação de que o problema original não tinha solução, dado que se .0, 2 ≥ℜ∈ xx Com as equações cúbicas estudadas por Cardano e Bombelli, estudiosos foram motivados a estudar e utilizar esses números. A partir daí, denominados números complexos. { }1,,/ −=ℜ∈+== ibabiazC Através do diagrama de Euler-Venn, pode-se visualizar a relação entre os conjuntos numéricos: REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DOS NÚMEROS REAIS Representaremos os números reais através de uma reta, onde cada ponto da reta será relacionado a um número real e vice-versa. Tomando o ponto zero da reta como origem, à sua direita os números positivos e à sua esquerda os números negativos. RELAÇÃO DE ORDEM NO CONJUNTO DOS REAIS Dados dois números reais, apenas uma das três sentenças é verdadeira: a=b ou a<b ou a>b. Então temos: 0=−⇔= baba ; 0<−⇔< baba ; 0>−⇔> baba 0 1 2 3 4 -1 -2 -3 -4 + _ PROF. WALÉRIA AD. GONÇALEZ CECÍLIO Página 3 Propriedades: 1. ∀ a,b,c ∈ R (a < b e b < c) ⇒ a < c 2. ∀ c ∈ R a < b ⇔ a + c < b + c (soma) 3. Se c > 0 a < b ⇔ ac < bc (produto) 4. Se c < 0 a < b ⇔ ac > bc (produto) 1.2 INTERVALOS Alguns subconjuntos dos números reais são chamados de intervalos. Desta forma, dados dois números reais a e b, com a < b, temos: • Intervalo fechado: [a;b] = }/{ bxaRx ≤≤∈ • Intervalo aberto: (a;b) = }/{ bxaRx <<∈ • Intervalo fechado à esquerda e aberto à direita: [a;b) = }/{ bxaRx <≤∈ • Intervalo fechado à direita e aberto à esquerda: (a;b] = }/{ bxaRx ≤<∈ • Outros intervalos: (a) );(}/{ aooaxRx −=<∈ (b) ];(}/{ aooaxRx −=≤∈ (c) );(}/{ ooaaxRx +=>∈ (d) );[}/{ ooaaxRx +=≥∈ (e) );( ooooR +−= PROF. WALÉRIA AD. GONÇALEZ CECÍLIO Página 4 Exercício: Com base nas propriedades, resolva as inequações: a) 9873 +<+ xx b) 9357 ≤+< x SOLUÇÃO DE INEQUAÇÕES Uma solução de uma inequação é o conjunto dos números reais que verifica a desigualdade. Exemplos de inequações: • Inequação racional inteira de grau n: 0: 01 2 2 ≥ ≤+++ axaxaxa nn K • Inequação fracionária: 0 : : )( )( 01 2 2 01 2 2 ≥ ≤ +++ +++ = bxbxbxb axaxaxa xM xN m m n n K K Onde ai e bi são os coeficientes e x é a incógnita. • Para encontrar a solução de uma inequação racional inteira de grau n, deve-se: Passo 1: Transformar a inequação em equação; Passo 2: Encontrar as raízes da equação obtida no passo 1; Passo 3: Realizar análise de sinal para determinar o conjunto solução da inequação original. • Para encontrar a solução de uma inequação fracionária, deve-se: Passo 1: Transformar o numerador N(x) e denominador D(x) em equações; Passo 2: Encontrar as raízes das equação N(x) e D(x) obtida no passo 1; Passo 3: Realizar análise de sinal separadamente em N(x) e D(x). Passo 4: Utilizar a regra de sinais da divisão para definir o sinal de N(x) / D(x), onde as raízes de D(x) não podem fazer parte do conjunto solução da inequação original. EXERCÍCIO: 1) Resolva as seguintes inequações: a) xx 3102 >− � ),5()2,( ∞∪−−∞=s b) 2 7 > x � = <<ℜ∈= 2 7 ,0 2 7 0/ xxs c) 5 7 < +x x , x ≠ -7� ( )∞−∪ −∞−= ,7 4 35 , d) 0)3)(5( >−+ xx � ( ) ( )∞∪−∞−= ,35,s e) 0)1)(2( ≥−+ xx � ( ] [ )∞∪−∞−= ,12,s f) 0102 >+x � ( )∞−= ,5s g) 03 ≤− xx � ( ] [ ]1,01, ∪−∞−=s h) 062 ≤−+ xx � [ ]2,3−=s i) 0122 ≤+− xx � { }1=s j) 012 ≤+− xx �s={ } φ= k) 04 2 ≥− x � [ ]2,2−=s l) 01 3 <− x �s= ( )∞,1 m) 1 3 52 ≥ − − x x , x ≠ 3�s { }3 2/ ≥≤ℜ∈= xouxx n) 0 12 3 < − + x x � <<−ℜ∈= 2 1 3/ xxs o) 1 1 32 ≤ + − x x � { }41/ ≤<−ℜ∈= xxs p) 096x 2 ≥+− x � ℜ=s PROF. WALÉRIA AD. GONÇALEZ CECÍLIO Página 6 1.3 VALOR ABSOLUTO DE UM NÚMERO REAL Dado um número real x, definimos: <− ≥ = 0, 0, xsex xsex x • Geometricamente o valor absoluto ou módulo de um número real é a distância entre a origem e o ponto que representa x na reta. Exemplo: 5 = 5 e 5− = - (-5) = 5 Propriedades: Para todos os reais x e y valem as propriedades: 1. x 0≥ 2. 2xx = , representa a distância entre 0 (origem) e x. 3. xx =− 4. 22 2 xxx == 5. )0(,.. ≠== y y x y x eyxyx 6. yxyx +≤+ , desigualdade triangular. 7. yx = ⇔ )( yxouyx −== 8. Sendo 0>a , axouaxax −==⇔= 9. Sendo 0>a , axaax <<−⇔< 10. Sendo ,0>a )( axouaxax −<>⇔> PROF. WALÉRIA AD. GONÇALEZ CECÍLIO Página 7 EXERCÍCIO: Encontre a solução para as equações e inequações modulares: a) 779 −=+x b) 735 =−x c) 372 >−x d) |52|17 +=− xx e) 4,2 |4| |27| −≠≤ + − x x x f) 352 >−x g) 352 <−x h) |3|5 +<+ xx i) |32|3 +≥+ xx j) 2,4 |2| |23| −≠≤ + − x x x k) |7x – 2| < 4 Respostas: a) não existe solução b) −= 5 4 ,2s c) ( ) ( )+∞∪∞−= ,52,s d ) =s − 9 4 , 5 6 e) +∞−= , 4 1 s f) ( ) ( )∞∪∞−= ,41,s g) ( )4,1=s h) ( )4,−∞−=s i) [ ]0,2−=s j) +∞−∪ −∞−= , 6 5 2 11 ,s k) −= 7 6 , 7 2 s PROF. WALÉRIA AD. GONÇALEZ CECÍLIO Página 8
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