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CONCEITOS BÁSICOS Prof. Wilson Francisco Julio Mogi das Cruzes 2018 2 REGRA DE SINAIS MULTIPLICAÇÃO DIVIS ÃO +=+⋅+ +=+÷+ −=−⋅+ −=−÷+ −=+⋅− −=−÷+ +=−⋅− +=−÷− ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO Se os valores têm o mesmo sinal, adicionar e conservar o sinal. EXEMPLOS a) 16115 +=++ b) 1073 −=−− Se os valores têm sinais contrários, efetue a diferença entre eles e conserve o sinal do maior. EXEMPLOS a) 8157 +=+− b) 5138 −=−+ EXPRESSÕES NUMÉRICAS Uma expressão numérica é uma seqüência de números associados por operações. Essas operações devem ser efetuadas respeitando-se a seguinte ordem: 1) Potenciações e radiciações, se houver. 2) Multiplicações e divisões, se houver. 3) Adições e subtrações EXEMPLO: 43144140418525100525510 03122 =−=−+=−⋅+÷=−⋅+÷ Em expressões numéricas com sinais de associação (parênteses, colchetes e chaves) efetuam-se, primeiro as operações dentro dos parênteses, depois as que estão dentro dos colchetes e, por último, as interiores as chaves, respeitando-se ainda, a prioridade das operações. EXEMPLO 104683634236}925{236 }]918[25{236}]3318[25{236}]3)25(18[25{236 =+=⋅+=++= =−++=⋅−++=−−++ 3 OUTRO EXEMPLO: 35155]123[5]1231[5]3363)2425([ 5]363)4625([5]3)713(3)265([ 2222 =÷=÷+=÷+⋅=÷÷+⋅−= =÷÷+⋅⋅−=÷÷−+⋅⋅− EXERCÍCIOS 1) Calcule o valor numérico das expressões: a) 11 + 32 + 4.9 – =÷ 315 b) =÷+⋅− 1326415109 c) =⋅−÷+ 125252525 d) =−÷+ )184(22 24 e) =+÷⋅÷ )215515(8 02 f) =−⋅÷⋅÷ )29(2]3)216([ 32 g) =+ 5 2 15 8 1 h) = ÷+⋅ 32 3 2 5 2 5 4 4 1 POTENCIAÇÃO Dado um número real a e um número natural n diferente de zero, a potência na é definida como: )(...... vezesnaaaaa n ⋅⋅⋅= , ou seja, o produto de n fatores iguais ao número a . Para 1=n , considera-se por definição que aa =1 , uma vez que não há produto com um único fator. EXEMPLO: 16 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 )8133333) 4 4 =⋅⋅⋅= =⋅⋅⋅= ba PROPRIEDADE FUNDAMENTAL De modo geral, para quaisquer *, Nnm ∈ , tem-se: aaa nmnm +=. Multiplicação de potências de mesma base: conserva-se a base e somam-se os expoentes. EXEMPLO: 10532532 22222 ==⋅⋅ ++ 4 POTÊNCIA DE POTÊNCIA ( ) nmnm aa = Conserva-se a base e multiplicam-se os expoentes EXEMPLO: 632 3)3( = Por convenção, todo número elevado à zero é igual a um (1). 10 =a . Observação : Esta regra não é válida se o número for o próprio zero . POTÊNCIA COM EXPOENTE INTEIRO NEGATIVO n n a a 1=− Vamos estender a noção de potência na , para Zn ∈ e Ra ∈ , com 0≠a , mantendo válida a propriedade fundamental nmnm aaa +=⋅ . 1, 00 ===⋅ +−− amasaaaa nnnn , portanto: n n a a 1=− com 0≠a Por exemplo, 16 1 4 1 4 2 2 ==− QUOCIENTE DE POTÊNCIAS DE MESMA BASE Observe que: aaa a aaa nmnm n m nm −− =⋅==÷ , com 0≠a e Za ∈ Logo: aaa nmnm −=÷ ou 0, ≠= − aa a a nm n m Divisão de potências de mesma base: conservam-se as bases e subtraem-se os expoentes. EXEMPLO: 822 2 2 325 2 5 === − ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO Na adição e subtração não tem nenhuma propriedade especial. 5 EXEMPLOS 1899)33()33(33 22 =+=+=+ xx 163216)22222()2222(22 54 −=−=−=− xxxxxxx POTÊNCIA COM EXPOENTE RACIONAL Quando uma potência tem expoente fracionário, podemos escrevê-la na forma de um radical. nn aa = 1 , com “a” real positivo e Ν∗∈n , e daí podemos estender esta definição para o caso geral. n mn m aa = , com a real e positivo e Ν∗∈n . POTÊNCIA DE UM PRODUTO OU UM QUOCIENTE nnn baba ⋅=⋅ )( Potência de um produto n nn n b a b a ba = =÷ )( Potência de um quociente EXEMPLOS 222 32)32()1 xx = 444 312)312()2 ÷=÷ POTÊNCIA DE BASE 10 Para que você guarde as regras quando aparecer potência de base 10, siga a tabela abaixo: Número de zeros que acompanha 1 (um) 1100 = (nenhum zero) 10101 = (um zero) 100102 = (dois zeros) ; 100000105 = (cinco zeros) Quando o número for decimal: contar as casas após a vírgula e colocar expoente negativo 6 EXEMPLOS 1101,0 −= (uma casa após a vírgula) 21010,0 −= (duas casas após a vírgula) 310001,0 −= (três casas após a vírgula), e assim por diante. Se o número que acompanhar os zeros ou o que vier a pós a vírgula não for igual a um (1), você deverá seguir a seguinte regra : EXEMPLOS 2107700 ⋅= (7 multiplicado por 10 elevado a 2, pois o número tem dois zeros). 41030003,0 −⋅= (3 multiplicado por 10 elevado a – 4, pois temos 4 casas após a vírgula). Na prática, escrevemos o valor de uma grandeza como um número compreendido entre 1 e 10, multiplicado pela potência de 10 conveniente. Quando representamos o número desta forma, dizemos que está em notação científica. 1º caso: um número muito maior que 1: 136 000 = 1,36. 105 5 casas EXEMPLOS 1) 2 000 000 = 2. 106 2) 33 000 000 000 = 3,3. 1010 3) 547 800 000= 5, 478. 108 O expoente da base dez indica o número de vezes que devemos deslocar a vírgula para a esquerda. 2º caso: um número muito menor que 1. 0, 000000412 = 4,12. 10 7− (7 casas) EXEMPLOS: 1) 0, 0034 = 3,4. 10 3− 2) 0, 0000008 = 8. 10 7− 3) 0, 0000000000517 = 5,17. 10 11− 7 O expoente negativo da base dez indica o número de vezes que devemos deslocar a vírgula para a direita. EXERCÍCIOS 1) Calcule o valor das potências com expoente inteiro =43)a =− 3)2()b =− 2)3()c =− − 4)2()d = − − 1 2 3 )e 2) Reduza a uma única potência =24 77) xa =273 222) xxb =÷ 29 55)c =4 10 3 3 )d =⋅− 4 37 2 22 )e ( ) =⋅ − 24 33)f =⋅7 9 8 4256 )g 3) Calcule =610)a =510)b =− 410)c =− 46 1010) xd 4) Escreva como potência de base 10 =10000)a = 100 100000 )b =00001,0)c OBSERVAÇÕES 1) Expoente par = resultado positivo, se a base estiver dentro de parênteses. 2) Expoente ímpar = repete-se o sinal da base. EXERCÍCIOS 1) Sabendo que ,1)1(,)1( 505050 −=−−=−= ceba calcule o valor número da expressão: cacbba −+ 2) Dados os números, responda: ,1,)1(,)1(,)1( 100201199200 −=+=−=−= dcba a) Quais desses números são inteiros positivos? b) Quais desses números são inteiros negativos? c) O produto ab é um número inteiro positivo ou negativo? d) O quociente db ÷ é um número inteiro positivo ou negativo? 8 3) Determine o valor de cada uma das seguintes expressões numéricas: a) =⋅−−− 40)3()11( 2 b) =−÷−⋅− 223 )6()2()3( c) =−−−− 022 10)7()8( d) =÷−− 5)10(12 22 e) =⋅−+−− 4)2()5( 53 f) =−÷⋅− 3237 )4(]2)1([ EXPRESSÕES ALGÉBRICAS As expressões matemáticas com números e letras que representam valores desconhecidos são chamadas de expressões algébricas ou literais. Termos semelhantes Em uma expressão algébrica, os termos semelhantes são aqueles que são formados por variáveis iguais e de mesmo expoente. EXEMPLOS São termos semelhantes 3x2 e 5x2 4abe 8ab 12y3z2 e - 5y3z2 OPERAÇÕES COM EXPRESSÕES ALGÉBRICAS: EXEMPLOS 1) Adicione as expressões algébricas abaixo a) =+ xx 35 b) =+++ tyxtyx 5332 22 c) =+− nmnm 718 2) Determine o produto das expressões algébricas a) =⋅ )2()3( xx b) =)9()( abab c) =−+ )32()3( yxyx 3) Calcule os quocientes a) = x x 25 b) = − ca ca 3 3 8 12 c) =22 54 7 35 yx yx VALOR NUMÉRICO DE UMA EXPRESSÃO ALGÉBRICA Valor numérico de uma expressão algébrica é o valor que a expressão passa a ter quando substituímos suas variáveis por números. OBSERVAÇÃO Utilize parênteses quando substituirmos letras por números negativos. 9 EXEMPLOS Calcule o valor numérico das expressões algébricas abaixo. a) 2a + 3b, para a = - 2 e b = 3 1 b) xy yx 5 23 + , para x = 1 e y = - 2 c) x2 + 3xy + y2, para x = 2 1 e y = - 3 d) yx 32 + , para 55 −== yex EXERCÍCIOS 1) Efetue as seguintes operações algébricas a) 14ab2 – 5ab2 + 6ab2+ 13ab2 = b) =+−−+ 84 3 3 3 xz xz xz xz xz c) 6x + 4y – 2x – 5x + 4y – 10y = d) =++− yxyx 2 522 3 e) =+− )12()152( xx f) =+− )32()5( baba g) =÷− )3()12( 224 baba h) ÷ 2 3 3 2 265 zxzx 2) Calcule o valor numérico das seguintes expressões algébricas. a) ba −+7 , para 2 1 3 2 −== bea b) y xxy 2− , para 100 1 10 1 =−= yex c) (x + y) 2 , para x = - 2 1 e y = - 4 1 d) z yx 22 + , para x = 3 , y = 4 e z = - 10 e) ab cba −+ , para a = 2 3 , b = 3 2 e c = 2 PRODUTOS NOTÁVEIS É muito comum nas expressões algébricas o aparecimento de produtos algébricos com incógnitas. Em vez de fazer a multiplicação de polinômios a cada vez que essas operações surgem, é indicado memorizar suas fórmulas. Trata-se dos produtos notáveis. 10 Produtos notáveis Exemplos 222 2)( bbaaba ++=+ 96)3( 22 ++=+ xxx 222 2)( bbaaba +−=− 96)3( 22 +−=− xxx 22)()( bababa −=−+ 9)3()3( 2 −=−+ xxx baxbaxbxax +++=++ )()()( 2 65)3()2( 2 ++=++ xxxx 32233 33)( bbabaaba +++=+ 8126)2( 233 +++=+ xxxx 32233 33)( bbabaaba −+−=− 8126)2( 233 −+−=− xxxx 3322 )()( babbaaba +=+−+ 8)42()2( 32 +=+−+ xxxx 3322 )()( babbaaba −=++− 8)42()2( 32 −=++− xxxx EXERCÍCIOS 1) Desenvolva: =+ 2)3() yxa = + 2 2 2 1 ) xb = + 2 5 2 4 3 ) yx c = − 2 23 2 ) yx d ( ) =− 223) yxe ( ) =+ 332) yxf = − + 5 4 3 2 5 4 3 2 ) yxyx g FATORAÇÃO Fatorar um número, significa decompô-lo num produto de fatores primos. Fatorar uma expressão algébrica significa decompô-la num produto de expressões algébricas primas. Uma expressão algébrica é chamada de prima quando admite como divisores apenas o número um e ela própria . 1º CASO: FATOR COMUM EM EVIDÊNCIA EXEMPLOS Fatorar as expressões algébricas )23(2462) zyxzyxa −+=−+ ( )322254223 257257) bbaababababab +−=+− 11 2º CASO: FATORAÇÃO POR AGRUPAMENTO EXEMPLOS: Fatorar as seguintes expressões ( ) ( ) ( )( )bxax axbaxxbaxbxaxa 2332 3223236496) 21 2 +−= =−+−=−+− 4342143421 ( ) ( ) ( )( )2 2 2 22 1 2 43 334)3(412) xaba baxbaaxbxabaab −−= =−−−=+−+− 44 344 214434421 3º CASO: TRINÔMIO QUADRADO PERFEITO ( )222 2 babbaa +=++ ( )222 2 babbaa −=+− EXEMPLOS ( )222 329124) yxyyxxa +=++ ( )222 396) yxyyxxb −=+− 4º CASO: DIFERENÇA DE QUADRADOS )()(22 bababa +−=− EXEMPLOS )3()3(9) 2 −+=− xxxa ( )( )bababab 54542516) 22 −+=− OUTROS CASOS IMPORTANTES ( )( )2233 bbaababa +−+=+ ( )( )2233 bbaababa ++−=− ( )33223 33 babbabaa +=+++ ( )33223 33 babbabaa −=−+− 12 EXERCÍCIOS Fatore as expressões algébricas 1) =−+− 52423222 751053015 xaxaxaxa 2) =+−− 22 33 ybyxayxbxa 3) =++ 6324 44 yyxx 4) =− 246 8116 zyx 5) =− 81 4 25 49 2x 6) =−+− 8365427 23 aaa 7) =+++ 32 81261 xxx SIMPLIFICAÇÃO DE EXPRESSÕES ALGÉBRICAS ......3 yyyy =++ , pois os monômios são semelhantes (as letras são iguais e os seus expoentes também). ........67 mmm −=− , pois os monômios são semelhantes (as letras são iguais e os seus expoentes também). ........,8)2(5 =−+⋅ xx Utilizando a propriedade distributiva .....8105 xx −+ são monômios semelhantes, então .....1038105 +−=−+ xxx como 103 +− x não são semelhantes, então não podem ser adicionados. Concluímos que: 1038)2(5 +−=−+⋅ xxx Você já aprendeu a fatorar expressões algébricas, binômios, trinômios etc., agora você vai aprender a simplificar expressões algébricas. Observe que, simplificando 10 8 obtemos 5 4 Qual é a forma simplificada de ? 10 8 3 x x xxexxx ⋅⋅=⋅⋅⋅= 5210428 23 Assim: 5 4 52 42 10 8 223 x x xx x x = ⋅⋅ ⋅⋅⋅= 13 Entre 108 e (coeficientes numéricos), o fator comum é o )10,8(cdm ⋅⋅ , que é igual a 2 e entre xex3 (partes literais), o fator comum é formado pelas variáveis comuns, com os menores expoentes, ou seja, entre xex3 o fator comum é x . Qual é a forma simplificada de ? 62 42 2 2 xx xx − + Fatorando o numerador e o denominador: )2(242 2 +=+ xxxx )3(262 2 −=− xxxx Assim: 3 2 )3(2 )2(2 62 42 2 2 − += − += − + x x xx xx xx xx EXERCÍCIOS 1) Simplifique as expressões fatorando o numerador e o denominador. a) =+ + xx xx 48 36 2 2 b) =+ ++ xx xx 2 2 12 c) =− +− xx xx 3 96 2 2 d) =− +−− 12 2 x yxyxx e) =++ − 9124 94 2 2 xx x f) =− +− 4 2 2 23 x xx 2) Simplifique as expressões: =−−+ 222)() yxyxa =+−+−+ )3()5()7()2() xxxxb ( ) =−−− )(42) 2 yxxyxc ( ) =+−+ 22 )32(24) xxxxd ( ) =+−+ 22 )9(19) yye ( ) =+−+ )3(432) 2 baabaf EQUAÇÕES DO 1º GRAU Toda sentença matemática que expressa uma relação de igualdade e que envolve números desconhecidos representados por letras é denominada equação. A equação que tem uma única variável, e essa variável têm expoente 1, é uma equação do 1º grau a uma variável. Resolver uma equação é encontrar o valor que transforma numa igualdade verdadeira. Esse valor é chamado de raiz ou solução da equação. 14 EXEMPLOS: Resolver as equações 1) 2x – 5 = - 17 2) 148 4 3 =+x 3) ( ) 8 14 4 123 2 3 +=+−+ xxx 4) 4 13 6 42 3 1 −=++− xxx EXERCÍCIOS Resolva as equações do 1º grau abaixo. 1) 4 32 2 9 xx +=− 2) 28 5 68 x x xx −=−+ 3) 24 5 4 3 12 45 3 1 −+=−−− xxx 4) 4 3 4 1 3 2 =+−− xx 5) 6 3 3 2 1 =−−− xx 6) xxx =−+− 3 12 5 1 7) 2 3 4 )5(3 3 +=−+ xxx 8) 1 3 6 43 2 3 +−−=++ xxxx 9) 2 46 6 18 2 12 +=−++ xxx 10) 4 7 12 17 3 1 2 ++=+−− xxxx EQUAÇÕES DO 2º GRAU Chama-se equação do 2º grau com uma variável, toda equação que pode ser colocada na forma: 02 =++ cxbxa , onde x é a variável, e a, b e c ∈R, com a ≠ 0. RAÍZES DE UMA EQUAÇÃO DO 2º GRAU Chamamos de raiz de uma equação do 2º grau o número real que, colocado no lugar da variável, torna a sentença verdadeira. O conjunto das raízes de uma equação do 2º grau é chamado de conjunto solução e indicaremos por S. EQUAÇÕES INCOMPLETAS DO 2º GRAU 1ºCaso : A equação tem a forma 02 =+ bxax EXEMPLOS a) 042 =− xx b) 9)5()3( 2 =++− xxx 15 2º Caso : A equação tem a forma 02 =+ cax EXEMPLOS a) 4x2 – 64 = 0 b) 5x2 – 10 = 0 EQUAÇÕES COMPLETAS DO 2º GRAU A equação tem a forma 02 =++ cxbxa , com a, b e c∈R e a ≠ 0 Para a resolução de uma equação completa do 2º grau aplicaremos a fórmula de Bhaskara. a cabb x 2 42 −±− = EXEMPLOS Resolver as equações do 2º grau a) 0652 =+− xx b) )4()4()23(3 −+=− xxx c) 6 2 2 23 3 12 2 − =−−− xxx d) 282)5( +=+ xxx EXERCÍCIOS Resolver as equações do 2º grau abaixo 1) )2(245 2 +=+ xx 2) 16)52()3( 22 −=+−− xx 3) 0369 2 =−x 4) 135)32()32( =−+ xx 5) )12(8)12( 2 +−=− xx 6) 205)1()4( +=−+ xxx 7) 3 1 3 )3( 2 1 +=−−− xxxx 8) 115)1()3( 222 +=−++ xxx Bibliografia: 1 - www.somatematica.com.br 2 - Giovanni, José Ruy, Matemática Fundamental. São Paulo: FTD 3 - Iezzi, Gelson, Matemática e Realidade: 6ª, 7ª e 8ª séries, São Paulo: Atual 4 – LAPA, Nilton. Matemática Aplicada. São Paulo: Saraiva, 2012.
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