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Introdução a Produto Cartesiano Os estudos inerentes à 1º série do Ensino Médio são responsáveis pela abordagem das funções, suas aplicações e gráficos. Nesse estudo, o aluno precisa ter a noção sobre produto cartesiano, principalmente no estabelecimento das relações entre os conjuntos formadores de uma função, já que toda função é constituída de pares ordenados (x,y). Definição Produto Cartesiano É interessante que o professor defina produto cartesiano de uma forma bem simples, clara e objetiva. Considere os conjuntos A = {1, 2} e B = {3, 5, 7}. Denominamos produto cartesiano o conjunto de todos os pares (x,y), tais que x pertence a A e y pertence a B, indicado pela expressão A x B. Simbolicamente representamos da seguinte maneira: A x B = {(x,y) / X Є A e y Є B} Represente o produto cartesiano por outros meios, veja os seguintes modelos: Diagrama de flechas: Em cada par ordenado de A x B, uma flecha parte do 1º elemento e atinge o 2º elemento, estabelecendo a relação entre eles. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Conjunto de pares A x B = {(1,3), (1,5), (1,7), (2,3), (2,5), (2,7)} Gráfico cartesiano Representamos os elementos de A no eixo x e os elementos de B no eixo y. O gráfico de A x B é constituído pelos pontos pertencentes ao produto A x B. Considerando os conjuntos A e B, podemos ter as seguintes situações: B x A = {(3,1), (5,1), (7,1), (3,2), (5,2), (7,2)} A x A = {(1,1), (1,2), (2,2), (2,1)} B x B = {(3,3), (3,5), (3,7), (5,5), (5,3), (5,7), (7,7), (7,3), (7,5)} A boa explanação e demonstração sobre esse conteúdo, seguido de atividades de fixação e correções comentadas, será de extrema importância para a sequência dos estudos relacionados às funções matemáticas. Vale ressaltar que as orientações dadas servem como ferramenta auxiliar, ficando a critério do professor buscar meios plausíveis para o bom entendimento do aluno. Atividade de produto cartesiano (PUCC - 1982) Dados os conjuntos A={3,4,6}A={3,4,6}, B={1,2}B={1,2} e C={3,6,9,12}C={3,6,9,12}, determine o conjunto (C−A)×B(C−A)×B. resposta: (C−A)×B={9,12}×{1,2}={(9;1),(9;2),(12;1),(12;2)}(C−A)×B={9,12}×{1,2}={(9;1),(9;2),(12;1 ),(12;2)} Introdução a Relação Binária As relações binárias são basicamente relações entre os elementos de dois conjuntos que seguem uma propriedade. Para entendermos completamente esse conceito precisamos nos familiarizar rapidamente com o conceito de par ordenado, plano cartesiano e produto cartesiano. Definição da Relação Binária Uma relação binária é uma comparação entre dois objetos tomados em uma ordem definida. Os objetos podem estar ou não relacionados de acordo com alguma regra. Toda relação é um conjunto de pares ordenados onde o primeiro elemento pertence ao conjunto de partida, e o segundo elemento pertence ao conjunto de chegada. https://querobolsa.com.br/enem/matematica/conjuntos Uma relação binária r sobre dois conjuntos A e B é: Em outras palavras, uma relação binária é definida como sendo um subconjunto do produto cartesiano entre os conjuntos A e conjunto B. Isto é, uma relação R é um conjunto de pares ordenados. Um subconjunto de A x A pode ser chamado simplesmente de relação binária em A. Suponha que R é uma relação de A para B. Então R é um conjunto de pares ordenados onde cada primeiro elemento pertence a A e cada segundo elemento pertence a B. Isto é, para cada par (a,b), a ∈ A e b ∈ B. Então uma das seguintes afirmativas é verdadeira: (a,b) ∈ R: dizemos que “a é R-relacionado a b”, escrevendo aRb. (a,b) ∈ R: dizemos que “a não é R-relacionado a b”, escrevendo aRb. O domínio de uma relação R é o conjunto de todos os primeiros elementos de um par ordenado que pertence a R. A imagem de R é o conjunto dos segundos elementos. No caso descrito acima, o domínio é um subconjunto de A e a imagem é um subconjunto de B. Exemplos: Sejam A = {1, 2, 3} e B = { x, y, z} , e seja R = {(1,y), (1,z), (3,y)}. Então R é uma relação de A para B, uma vez que R é um subconjunto de A x B. Com respeito a esta relação, 1Ry, 1Rz, 3Ry, mas 1Rx, 2Rx, 2Ry, 2Rz, 3Rx, 3Rz. O domínio de R é {1,3} e a imagem é {y,z}. Seja A um conjunto qualquer. Uma relação importante em A é a relação de igualdade, {(a,a); a ∈ A}, que é usualmente denotada por =. Essa relação é também chamada de identidade ou relação diagonal em A e será também denotado por δ. Atividade de Relação Binária Considerando a relação R = {(a, b) ∈ IN x IN ; a + 2 b = 6}, o domínio e a imagem de R–1 são respectivamente: a) IN e IN b) {0, 1, 2} e {2, 4, 6} c) {0, 1, 2, 3} e {0, 2, 4, 6} d) {0, 2, 4, 6} e {0, 1, 2, 3} e) {0, 1, 2, 3} e {0, 1, 2, 3} Para estar na relação R é necessário que a abscissa mais o dobro da ordenada seja 6. Assim, os elementos de R são: R = {(0, 3); (2, 2); (4, 1); (6, 0)} e, portanto R–1 = {(3, 0); (2, 2); (1, 4); (0, 6)}. Logo, o domínio é D(R–1) = {0, 1, 2, 3} e a imagem é Im(R–1) = {0, 2, 4, 6}. Alternativa "c". https://pt.wikipedia.org/wiki/Subconjunto https://pt.wikipedia.org/wiki/Produto_cartesiano https://pt.wikipedia.org/wiki/Par_ordenado INTRODUÇÃO DE FUNÇÃO Uma função é uma regra que relaciona cada elemento de um conjunto a um único elemento de outro. O primeiro conjunto é chamado de domínio, e o segundo, contradomínio da função. DEFINIÇÃO DE NOÇÕES DE FUNÇÃO O professor de Matemática do 9º ano do ensino fundamental deve apresentar aos seus alunos as noções básicas de uma função, pois no ensino médio o aluno concluirá os estudos relacionados às funções. Então, devemos prepará-lo para os estudos mais complexos envolvendo tal conteúdo. Antes de ser apresentada em linguagem matemática, a ideia de função precisa ser trabalhada de forma intuitiva através de uma relação entre dois conjuntos. Um exemplo prático é a relação existente em um posto de gasolina entre a quantidade de litros de gasolina e o preço a pagar: Enfatize que existe uma relação lógica entre os dois conjuntos, o valor a ser pago depende da quantidade de litros de gasolina. Podemos perceber que o valor do litro da gasolina é R$2,50. Dizemos que o preço a pagar é dado em função da quantidade de litros. A linguagem matemática utilizada para expressar esse tipo de situação pode ser dada da seguinte maneira: Cada valor x de A corresponde a um único valor f(x) em B, dado pela função f. Demonstre a linguagem existente nas funções através de gráficos envolvendo os diagramas de flecha: domínio, contradomínio e imagem. Ressalte que A é o domínio, B é o contradomínio e C a imagem do conjunto A. Elemento y de B, associado ao elemento x de A, é denominado imagem de x. É importante dizer que para ser uma função, todos os elementos do domínio precisam estar associados a um único elemento do contradomínio, formando a imagem. Observe: Atividade de função Qual é o domínio da função y = √(x2 – 8x + 16)? Resposta: Sabendo que o radicando deve ser sempre um número não negativo, a função acima está definida para todo x real tal que x2 – 8x + 16 ≥ 0. Logo: x2 – 8x + 16 ≥ 0 (x – 4)2 ≥ 0 x – 4 ≥ 0 x ≥ 4 O domínio da função y = √(x2 – 8x + 16) é Df = {x R: x ≥ 4 }
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