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Conjuntos, Expresões numéricas, Racionalização e Fatoração Raphael Donisete Ferreira Gomes Pré-Vestibular Comunitário Dom Bosco Matemática I 26 de março de 2020 Números Decimais Além de frações podemos representar números fracionários pela sua forma decimal. Nessa forma o número a esquerda da vı́rgula representa a parte inteira e o número a direita da vı́rgula representa a parte fracionária. Para encontrar uma fração na sua forma decimal basta dividir o numerador pelo denominador. Exemplo 3 2 = 1,5 (1) (UFSJ) PVCDB 2 / 23 Transformação de Decimais em frações Como foi visto, podemos transformar frações em números decimais, agora vamos ver como é feito o processo inverso, transformar números decimais em frações. Existem três casos em que podemos transformar números decimais em frações, são eles: com números decimais normais, com dı́zimas periódicas simples, e com dı́zimas periódicas compostas O primeiro caso se trata de um número decimal qualquer que seja finito. Nessa transformação basta dividir o número visto ignorando a vı́rgula por um múltiplo de 10 que tenha o número de zeros igual ao número de casas depois da vı́rgula. Figura 1: Soma de Decimais. (UFSJ) PVCDB 3 / 23 Transformação de Decimais para fração O segundo caso se trata das dı́zimas periódicas simples simples. Esses números decimais possuem um elemento depois da vı́rgula que se repete infinitamente. O exemplo dessa transformação é dado a seguir. Figura 2: Transformação de Decimais para frações(UFSJ) PVCDB 4 / 23 Transformação de Decimais para fração O terceiro caso se trata das dı́zimas periódicas Compostas. Esses números decimais possuem elementos que não se repetem depois da vı́rgula além do número que se repete infinitamente. O exemplo dessa transformação é dado a seguir. Figura 3: Transformação de Decimais para frações (UFSJ) PVCDB 5 / 23 Adição e Subtração de Decimais Na soma e subtração de decimais é de extrema importância organizar os números em relação a vı́rgula. Dica: Vı́rgula sempre embaixo de vı́rgula. Figura 4: Soma de Decimais. (UFSJ) PVCDB 6 / 23 Multiplicação de Decimais A multiplicação de números decimais é semelhante a multiplicação de números inteiros, a diferença é que no produto devemos ter o número de casas decimais igual a soma de casas decimais das parcelas. Figura 5: Multiplicação de Decimais. (UFSJ) PVCDB 7 / 23 Divisão de Decimais O segredo para se fazer uma divisão de números decimais é deixar ambos números com o mesmo número de casas decimais. Figura 6: (UFSJ) PVCDB 8 / 23 Potenciação e radiciação de números decimais A potenciação com números decimais é semelhante a dos números inteiros, basta multiplicar a base com o numero de vezes definido pelo expoente. Exemplo : 0,42 = 0,4×0,4 = 0,16 (2) Para realizar a radiciação de um número decimal é preciso os mesmos conhecimentos necessários para realizar em números inteiros. Dica: Transforme o número decimal em fração. Exemplo : √ 0,64 = √ 64 100 = √ 82 102 = 8 10 = 0,8 (3) (UFSJ) PVCDB 9 / 23 Números Decimais em notação cientı́fica Números decimais também podem ser representados por meio de potências. Sabendo que A−m = 1Am , ou usando exemplos númericos. 5−2 = 1 52 = 1 25 , 2−1 = 1 2 , 3−3 = 1 33 = 1 27 (4) Podemos representar números muito pequenos em potências de 10. Exemplo: suponha que queremos representar o número 0,000025 em potência de 10. Para isto basta contar os zeros da esquerda para direita. Como é apresentado na figura a seguir. (UFSJ) PVCDB 10 / 23 Números Decimais em notação cientı́fica Figura 7: Contando os zeros Assim podemos representar o número 0,000025 por 0,000025 = 2,5×10−5 (5) (UFSJ) PVCDB 11 / 23 Notações Cientı́ficas Figura 8: Notações Cientı́ficas (UFSJ) PVCDB 12 / 23 Conjuntos numéricos Conjuntos numéricos são formas de classificação de números. São usadas letras maiúsculas para representação, os conjuntos numéricos que iremos estudar são: Números Naturais: São aqueles números que podemos contar usando os dedos. Se existe um ”*”em frente da letra que representa o conjunto, o conjunto não considera o número 0. N = [0, 1, 2, 3, 4, 5,...] (6) N∗ = [1, 2, 3, 4, 5,...] (7) (UFSJ) PVCDB 13 / 23 Conjuntos Numéricos Números Inteiros: Englobam os números naturais N e os negativos. Z = [...,−3,−2,−1, 0, 1, 2, 3, 4, 5,...] (8) Z∗ = [...,−3,−2,−1, 1, 2, 3, 4, 5,...] (9) Números Racionais: São os números fracionários e decimais, e englobam os números naturais N e os números Inteiros Z. Pode ser dito que são os números que podem ser representados por frações. Q = [...,−2,−1.5,−1,−0.5, 0, 0.5, 1, 1.5, 2,...] (10) (UFSJ) PVCDB 14 / 23 Conjuntos Numéricos Números Irracionais:São os números que não conseguimos representá-los por frações. I = [e, √ 5, π, 3,78754875984...] (11) Números Reais: É o conjunto que engloba todos os outros anteriores, a imagem a baixo facilita a visualização desse conjunto. Figura 9: Conjuntos Numéricos (UFSJ) PVCDB 15 / 23 Expressões Numéricas Expressões numéricas são encontradas em toda parte. Devemos conhecer suas regras para resolve-las corretamente. Exemplo : 30− √ 100×2+4×62 +10 =? (12) A principal regra de expressões numéricas é a prioridade de algumas funções. Abaixo podemos ver a relação de prioridade entre as funções matemáticas que já estudamos xx √ x >> ∗ : >> + − (13) Outra relação de prioridade esta entre parenteses, colchetes e chaves, essa relação é dada abaixo. ( ) >> [ ] >> { } (14) Exemplo : (30− √ 100)×2+{4×62 +[10×2]}=? (15) (UFSJ) PVCDB 16 / 23 Racionalização de denominadores Tentativa de eliminar todos radicais (raı́zes) que aparecem na forma de denominadores em frações, sem alterar o valor numérico das frações. Dentro desse método podemos encontrar três casos principais. Raiz quadrada: Para racionalizar, bastar multiplicar o numerador e o denominador pelo mesmo valor, esse valor tem que eliminar a raiz no denominador. Repare que fazendo isso a fração continua a mesma. 3√ 2 = (3)× ( √ 2) ( √ 2)× ( √ 2) = 3 √ 2√ 2×2 = 3 √ 2√ 22 = 3 √ 2 2 (16) (UFSJ) PVCDB 17 / 23 Racionalização Raiz não quadrada: Nesse caso a fração multiplicada não é igual a raiz do primeiro denominador, a diferença está no expoente, o método é apresentado a seguir: Figura 10: Racionalização de raı́zes não quadradas (UFSJ) PVCDB 18 / 23 Racionalização Soma ou subtração dom raı́zes: Semelhante aos casos anteriores, porém agora a multiplicação é feita pela conjugado, Na imagem abaixo podemos ver como é esse método. Figura 11: Racionalização de raı́zes não quadradas(UFSJ) PVCDB 19 / 23 Produtos Notáveis No nosso estudo vamos deparar com equações do 2o grau (ou 3o, 4o e assim por diante), por isso devemos conhecer as regras e as propriedades para transformar essas equações para uma forma mais simples. Fatoração por Termo em Evidência ou Fator Comum: Quando existem termos que se repetem em algumas ou todas as parcelas de uma expressão é possı́vel realizar a fatoração deles. Exemplo : 2a2 + 2ab (17) Veja acima que tanto o 2 quanto o a aparecem nas duas parcelas (fator comum). Podemos transformar essa expressão colocando os termos que se repetem em evidência, multiplicando com o que resta. Exemplo : 2a2 + 2ab = 2a(a+b) (18) (UFSJ) PVCDB 20 / 23 Produtos Notáveis Quadrado da Soma: Quando existem a soma (ou subtração) de dois termos elevados ao quadrado devemos seguir o método abaixo para resolver a equação: Exemplo : (a+b)2 = (a+b)(a+b) (19) Produto da Soma pela Diferença: Multiplicação de uma soma pelo seu conjugado, nesse caso temos a seguinte definição. Exemplo : (a+b)(a−b) = a×a−a×b+b×a−b×b (20) (a+b)(a−b) = a2 +0−b2 (21) (a+b)(a−b) = a2−b2 (22) (UFSJ) PVCDB 21 / 23 Produtos Notáveis Cubo da Soma: Quandotemos termos somados elevados ao cubo, basta seguir os seguintes passos: (a+b)3 = (a+b)(a+b)2 (23) (a+b)3 = (a+b)(a2 +2ab+b2) (24) Agora basta aplicar a distributiva para encontrar o resultado. Figura 12: Distributiva (UFSJ) PVCDB 22 / 23 Produtos Notáveis Reparem que usando o método acima podemos realizar somas ou subtrações de temos elevados a qualquer número. (a−b)4 = (a−b)2(a−b)2 (25) (a−b)4 = (a2−2ab+b2)(a2−2ab+b2) (26) (a−b)4 = a4−2a3b+a2b2−2a3b+4a2b2−2ab3 +a2b2−2ab3 +b4 (27) (a−b)4 = a4−4a3b+6a2b2−4ab3 +b4 (28) (UFSJ) PVCDB 23 / 23 Números Decimais e suas Propriedades Conjuntos Numéricos Expressões Numéricas Produtos Notáveis
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