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8º ANO MATEMÁTICA ATIVIDADE 2 Tema: Monômios polinômios; valor numérico de expressões algébricas, produtos notáveis, quocientes notáveis; operações envolvendo polinômios: adição, subtração e multiplicação operações envolvendo polinômios: divisão exata. Habilidades Essenciais: Associar os polinômios aos modelos geométricos de figuras planas (cálculo de perímetros e áreas), aos modelos de sólidos geométricos (cálculo de áreas da base e áreas laterais em planificações, cálculo de volumes) e os modelos que surgem em diversas situações do cotidiano como o valor a se pagar numa corrida de táxi, os valores de receita, custo e lucro de uma empresa dependendo da quantidade de produtos comercializados, entre outras. NOME: UNIDADE ESCOLAR: Expressões algébricas As expressões algébricas formadas por números (coeficientes) e letras (partes literais). A parte numérica representa o número de vezes que a parte literal que a acompanha aparece na expressão. A parte literal são valores particulares a serem atribuídos na expressão. Exemplos a) 5x2 b) x3 + 4xy - 7xy5 c) 6x - 7y + 8z Monômio, binômio e trinômio O sufixo “nômio” significa termo. Podemos notar que todos os elementos agrupados em um termo estão se multiplicando, assim temos: a) 2∙x3∙y∙z = 2x3yz, é um termo, com coeficiente “2” e parte literal “x3yz”; b) -4∙a∙b2∙c3 = -4ab2c3, é um termo, com coeficiente “-4” e parte literal “ab2c3” Quando temos um único temo chamamos a expressão de monômio. Quando temos a adição ou a subtração entre dos monômios dizemos que temos um binômio, por exemplo. a) x3 + 4xy - 7xy5 b) 2 + 3a2b - 7ab6 Quando temos três temos (três monômios) chamamos a expressão de trinômio. Note que temos a adição ou a subtração entre dos monômios, por exemplo. a) x2 + 3x + 7; b) 3ab - 4xy - 10y; c) m3n + m2 + n4. Para termos com quatro ou mais monômios, chamamos simplesmente de polinômios. Veja os exemplos: a) x3 + x2 + 3x + 7; b) 3ab - 4xy - 10y - 4; c) m3n + m2 + n4 + 3mn. O grau de um polinômio é dado pelos expoentes da parte literal. Para determinarmos o grau de um polinômio basta somar os expoentes das letras que compõem a parte literal de cada termo. A maior soma será o grau do polinômio. Veja os exemplos a seguir: Exemplos a) 3a4 + bc2, o expoente do primeiro termo é 4 e do segundo termo é 1+2 = 3. Como o maior é 4, o grau do polinômio é 4. b) -3x4y5z + 5x3y2z3 – 7xy3 – 2x6, em cada termo a soma dos expoentes é dada por: -3x4y5 => 4 + 5 +1 = 10 5x3y2 z3 => 3 + 2+ 3 = 8 – 7xy3 => 1 + 3 = 4 – 2x6 => 6 Como a maior soma é 10, o grau do polinômio é 10. Definimos como o Polinômio Nulo aquele que possui todos os coeficientes iguais a zero. Neste caso o grau do polinômio não é definido. Operações entre polinômios Adição e Subtração: Para trabalharmos as operações de adição e subtração entre polinômios temos que saber os que são termos semelhantes. São chamados de termos semelhantes aqueles monômios que possuem a mesma parte literal. Por exemplo: 2x3y e -13 x3y são monômios semelhantes, porque suas partes literais “x3y” são iguais; - 8abc e 125abc são monômios semelhantes, porque suas partes literais “x3y” são iguais. A adição e a subtração de polinômios são feitas somando-se ou subtraindo-se os coeficientes que acompanham os chamados termos semelhantes, ou seja, somando ou subtraindo-se os coeficientes de mesma parte literal. Veja o exemplo: a) (15x3 - 6x2 + 8x - 7) + (12x2 + 5x + 9) = 15x3 + (-6x2 + 12x2) + (8x + 5x) + (- 7 + 9) = 15x3 + 6x2 + 13x + 2; b) (4a2 – 16ab + b2) – (8a2 +26ab – 9b2) = 4a2 – (8a2) – 16ab – (26ab) + b2– (–9b2) = – 4a2+ 10ab +10b2; c) 5x3 – (6x3 + 8x2y – 7xy2 + y3) = (5x3 – 6x3) – 8x2y + 7xy2 – y3 = – x3– 8x2y + 7xy2 – y3. Multiplicação: A multiplicação polinomial é feita aplicando-se a propriedade distributiva entre todos os termos. Lembrando que para multiplicarmos termos literais iguais, repete-se a parte literal (a letra) e soma-se os expoentes. Veja os exemplos a seguir. a) (2x2 – 4x + 3)∙(3x2 – 2x + 1) = 6x4 – 4x3 + 2x2 – 12x3 + 8x2 – 4x + 9x2 – 6x + 3 = 6x4 – 16x3 + 19x2 – 10x + 3 b) (3x4y – 2xy2)∙(5x2y – 2xy3 + 1y4) = 15x6y2 – 6x5y4 + 3x4y5 – 10x3y3 + 4x2y5 – 2xy6 Divisão Polinomial: De maneira objetiva e pragmática voltaremos esta operação para polinômios com um só tipo de letra na parte literal, ou seja, não colocaremos duas ou mais letras distintas. Na divisão de polinômios utilizamos o Método da Chave. Chamaremos de P(x) o polinômio dividendo, D(x) o polinômio divisor, Q(x) o polinômio quociente e R(x) o polinômio resto. Primeiramente realizamos a divisão entre os coeficientes numéricos e depois a divisão de potências de mesma base. Para isso, conserva-se a base e subtraem-se os expoentes. Veja o exemplo: Assim como na Divisão Euclidiana, em que o “dividendo é igual ao divisor vezes o quociente mais o resto”, chamada de prova real, na divisão polinomial existe a relação: P(x) = D(x)∙Q(x) + R(x). Veja o exemplo: Dividir o polinômio P(x) = 2x4 + 5x3 + x2 – 7x + 1 por D(x) = 2x2 + x – 3. 1º Passo: Dividir o monômio de maior expoente no dividendo pelo monômio de maior expoente no divisor. Neste caso o resultado é “x2”. Agora se pega o termo encontrado e multiplica por todos os termos do divisor. Esse resultado vai ser colocado embaixo do dividendo com os sinais invertidos e então, somam-se os coeficientes. Desce o próximo coeficiente “ – 7x”. 2º Passo: É idêntico ao primeiro. Dividir o monômio de maior expoente no dividendo pelo monômio de maior expoente no divisor. Neste caso o resultado é “x2”. Agora se pega o termo encontrado e multiplica por todos os termos do divisor. Esse resultado vai ser colocado embaixo do dividendo com os sinais invertidos e então, somam-se os coeficientes. Desce o próximo coeficiente “1”. 3º Passo: É análogo aos dois anteriores. Dividir o monômio de maior expoente no dividendo pelo monômio de maior expoente no divisor. Neste caso o resultado é “1”. Agora se pega o termo encontrado e multiplica por todos os termos do divisor. Esse resultado vai ser colocado embaixo do dividendo com os sinais invertidos e então, somam-se os coeficientes. Observação (1): A divisão é executada até que o grau do dividendo seja menor que o grau do divisor; Observação (2): O grau do dividendo (P(x)) é igual à soma dos graus do divisor (D(x)) e do quociente (Q(x)); Observação (3): O grau do resto (R(x)) é sempre menor que o grau do divisor (D(x)). Note que se ocorre da divisão polinomial ser exata, R(x) = 0, teremos então, a diante, a seguinte relação: P(x) = D(x)∙Q(x) + R(x). P(x) = D(x)∙Q(x) + 0. P(x) = D(x)∙Q(x) Observe que o polinômio P(x) foi escrito com o produto de dois polinômios D(x)∙Q(x), e isso significa que P(x) foi fatorado e que D(x) e Q(x) são fatores de P(x). ATIVIDADES 01) Analise a figura a seguir. Suponha que o terreno comprado por um proprietário tenha a forma da figura acima e suas medidas sejam representadas, em unidades de comprimento, pelas variáveis m, n e p. A expressão algébrica que representa o perímetro desse terreno é: a) ( ) 2m + 3n + p b) ( )3m + 4n + 2p c) ( )3m + 3n + p d) ( )3m + 2n + 3p 02) Efetue a seguinte soma polinomial: (5x3 + x2 + 4x – 5) + (8x3– 3x2 + 12x – 1). 03) Após analisar as afirmações a seguir sobre produtos notáveis e fatoração, marque com (V) o que for verdadeiro e, com (F), o que for falso. ( ) (2x2 – y)2 = 9x4 – 4x2y + y2. ( ) (a + b)2 = a2 + b2. ( ) (3x + 2)(3x – 2) = 9x2 – 4. ( ) (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3ab2 – b3. Assinale a alternativa que contém a ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo. a) ( ) V-V-V-V. b) ( ) V-F-V-F. c) ( ) V-F-V-V. d) ( ) V-F-F-V. 04) Eliminando parênteses, colchetes, chaves e reduzindo os termos semelhantes, simplifique as expressões algébricas:a) m − (−2y + 3m) + (5m − 4y) = b) t2 − (−2t + 15) + t − (−3t2 + 4t − 1) = c) 10x3 − (x2 + 3x − 1) + (−6 x3 − 3x2 + 2) − (4x − 3) = d) 2a + [−5b + 2c − (a + 2b − c)] − (4b − 2c) = e) x2 − [2xy + x2 − (y2 + 3xy) + 2y2] − xy = f) 4ab − {−bc − [ac + (ab − ac − bc) + bc]} = 05) Determine as seguintes somas: a) (−4x + 7y + z) + (5x − y – 5z) = b) (5x2 − 3t) + (2t − 3x2) = c) (b − 4a) – (3b + 3a) = − + − 2 1 1 d) a b a b 3 3 5 = − + − 3 7 1 e) x y y x 5 10 3 = 06) Determine os seguintes produtos: a) (x2 − x − 1)(x + 1)= b) (a + b)(a − b − 1) = c) (3y2 − y + 1)(y2 − 1) = d) (m + n)(m2 − mn + n2) = e) (x2 + x + 1)(x2 − x − 1) = f) (a2 − b2)(a2 − ab + b2) = 07) Determine os seguintes quocientes: a) (−18a2c) : (+6a2) = b) (−12x3) : (−2x) = c) (+30a4b3) : (−6a4b)= d) (+10mn3) : (−5mn) = e) (+7a4b2c) : (−ab) = 08) O valor numérico de um polinômio é o valor obtidos quando substituímos sua variável (que é a parte literal) por um determinado valor, assim temos o valor numérico do polinômio para aquele número. Considerando o polinômio P(x) = 1 + x – 2x2 + 5x3, é correto afirmar que o valor da soma P(0) + P(1) + P(2) é um número localizado entre a) ( ) 10 e 20. b) ( ) 20 e 30. c) ( ) 30 e 40. d) ( ) 40 e 50. 09) Determine o quociente Q(x) e resto R(x) da divisão do polinômio P(x) = x3 + x – 2 pelo polinômio D(x) = x - 1 é a) ( ) Q(x) = x2 + x + 1 e R(x) = 0 b) ( ) Q(x) = x2 + x – 1 e R(x) = 1 c) ( ) Q(x) = x2 + x + 2 e R(x) = 0 d) ( ) Q(x) = x2 + x – 2 e R(x) = 1 10) Determine o quociente e o resto da divisão de x7 + 3x6 + x + 3 por x + 3. 11) Determine o resto da divisão do polinômio (x2 + x + 1)2 por x2 – x + 1, na forma fatorada é a) ( ) 4x. b) ( ) 4(x – 1). c) ( ) 4(x – 2). d) ( ) 4(x – 3). Respostas comentadas 01 Gabarito “B”. Para determinamos a expressão algébrica que representa o perímetro, devemos somar todos os lados da figura geométrica que representa o terreno. m + n + m + 2n + p + p + n + m = = 3 m + 4n + 2p A expressão algébrica que representa o perímetro do terreno é a da alternativa “b”. 02) (5x3 + x2 + 4x – 5) + (– 3x2 + 12x – 1) = 5x3 + x2 + 4x – 5 + 8x3– 3x2 + 12x – 1 = 13x3 – 2x2 + 16x – 6. 03) Gabarito “C” (V) (2x2 – y)2 = 9x4 – 4x2y + y2 (F) (a + b)2 = a2 + b2 (V) (3x + 2)(3x – 2) = 9x2 – 14 (V) (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 04. a) m − (−2y + 3m) + (5m − 4y) = 3m − 2y b) t2 − (−2t + 5) + t − (−3t2 + 4t − 1) = 4t2 − t − 4. c) 10x3 − (x2 + 3x − 1) + (x3 − 3x2 + 2) − (4x − 3) = 4x3 − 4x2 − 7x + 6. d) 2a + [−5b + 2c − (a + 2b − c)] − (4b − 2c) = a − 11b + 5c. e) x2 − [2xy + x2 − (y2 + 3xy) + 2y2] − xy = −y2. f) 4ab − {−bc − [ac + (ab − ac − bc) + bc]} = 4ab − {−bc − [ac + ab − ac − bc + bc]}= 4ab − {−bc − [ ab]}=4ab +bc +ab = 5ab + bc = b(5a + c) 5. Desenvolvendo as expressões algébricas: a) (−4x + 7y + z) + (5x − y – 5z) = x + 6y – 4z b) (5x2 − 3t) + (2t − 3x2) = 2x2 – t c) (b − 4a) – (3b + 3a) = – 2b − a d) (a – 2 3 b) – (– b + 1 4 a) = a – 2 3 b + b – 1 4 a = a – 1 4 a + b – 2 3 b = 3 4 a + 1 3 b. e) ( 𝑚 2 − 1 2 ) − ( − 𝑚 3 + 1 4 ) = 𝑚 2 + 𝑚 3 − 1 2 − 1 4 = 5𝑚 6 − 3 4 . 06. Efetuando os produtos através da propriedade distributiva, temos: a) (x2 − x − 1)(x + 1) = x3 − 2x − 1 b) (a + b)(a − b − 1) = a2 − a − b2 − b c) (3y2 − y + 1)(y2 − 1) = 3y4 − y3 − 2y2 + y − 1 d) (m + n)(m2 − mn + n2) = m3 + n3 e) (x2 + x + 1)(x2 − x − 1) = x4 − x2 -2x − 1 f) (a2 − b2)(a2 − ab + b2) = a4 − a3b + ab3 − b4 07. Fazendo os quocientes e aplicando a divisão de potências de mesma base: conservam-se as bases e subtraem-se os expoentes: a) (−18a2c) : (+6a2) = − 3c b) (−12x3) : (−2x) = + 6 x2 c) (+30a4b3) : (−6a4b) = − 5b2 d) (+10mn3) : (−5mn) = − 2n2 e) (−7a4b2c) : (−ab) = +7a3bc 08) Gabarito “D” Calculando os valores numéricos em P(x) = 1 + x – 2x2 + 5x3, temos: P(0) = 1 + 0– 2∙02 + 5∙03 =1; P(1) = 1 + 1– 2∙12 + 5∙13 =1 + 1 – 2 + 5 = 5; P(2) = 1 + 2– 2∙22 + 5∙23 = 1 + 2 – 8 + 40 = 35. Portanto P(0) + P(1) + P(2) = 1 + 5 + 35 = 41. Portanto está entre 40 e 50. 09) Aplicando o método da Chave temos Q(x) = x2 + x + 2 e R(x) = 0 10) Executando a divisão pelo Método da Chave temos : Q(x) = x6 + 1 e R(x) = 0. 11) Gabarito: “B” Sendo (x2 + x + 1)2 =(x2 + x + 1) (x2 + x + 1) = x4 + 2x3 +3x2 + 2x + 1, pelo Método da Chave, encontramos 4 3 2 2 4 3 2 2 3 2 3 2 2 2 x 2x 3x 2x 1 x x 1 x x x x 3x 5 3x 2x 2x 1 3x 3x 3x 5x x 1 5x 5x 5 4x 4 + + + + − + − + − + + + + + − + − − + − + − − Portanto, a resposta é 4x – 4 = 4(x – 1).
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