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MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 1 1. Conjuntos Numéricos Não podemos ter um curso de Matemática sem falar sobre números. O engraçado é que definir o que é um número está fora do escopo deste curso. Para falar a verdade, é bem complicado definir o que são números... O professor Giuseppe Peano (1858-1932) era um matemático notável. Na introdução de seu trabalho intitulado Sul concetto de numero (1891), escreveu: “Uma criança, desde tenra idade, usa as palavras um, dois, três, etc., posteriormente usa a palavra número; somente muito mais tarde a palavra agregado aparece em seu vocabulário. E como a filologia nos ensina, o desenvolvimento dessas palavras ocorre na mesma ordem nas línguas indo- européias. Portanto, do ponto de vista prático, a questão me parece resolvida; ou seja, não há vantagem, no ensino, definir número. Esta ideia é muito clara para os alunos e qualquer definição iria somente confundi-los.” Por outro lado, mesmo sem definir os “números”, todos nós temos uma noção bem definida sobre esses objetos matemáticos. E não precisamos falar que os números estão ao nosso redor como bem disse Pitágoras: “Os números governam o mundo”. Nesta parte da aula, apresentaremos os chamados conjuntos numéricos e suas propriedades. Conjunto dos Números Naturais A noção de um número natural surge com a pura contagem de objetos. Ao contar, por exemplo, os livros de uma estante, temos como resultado um número do tipo: ℕ = {0,1,2,3 … } Obviamente não poderíamos ter um número negativo de livros. Também não poderíamos imaginar alguém falando: “Tenho 3,4231 livros na minha estante”. A este conjunto ℕ denominamos conjunto dos números naturais. Se por acaso houver a necessidade de excluir o número 0 (zero), indicaremos com um asterisco sobrescrito à letra N. 𝑁∗ = {1,2,3,4 … } MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 2 Este conjunto é chamado conjunto dos números naturais não-nulos. No conjunto dos números naturais, podemos definir apenas duas operações básicas: adição e multiplicação. Você deve estar se perguntando: “E por que não subtração e divisão?” A questão é a seguinte: dizemos que uma operação está bem definida quando sempre podemos operar naquele conjunto. Por exemplo: Será que é sempre possível somar dois números naturais? É claro que sim!! Podemos efetuar 2+3=5, 3+0=3 e assim por diante. Ou seja, a soma de dois números naturais também é um número natural. Por isso, dizemos que o conjunto dos números naturais é FECHADO em relação à adição. Será que é sempre possível multiplicar dois números naturais? É claro que sim!! Podemos efetuar 3 x 5 = 15, 4 x 1 = 4, 8 x 0 = 0... Podemos então concluir que o produto de dois números naturais é também um número natural. Ou seja, o conjunto dos números naturais é FECHADO em relação à multiplicação. Será que é sempre possível subtrair dois números naturais? Agora respondemos em alto e bom tom... NÃO!!! Podemos efetuar 5 – 3 = 2. Por outro lado, não podemos efetuar (no conjunto dos números naturais) 3 – 5. Isto porque o resultado desta operação é um número negativo. Podemos então dizer que o conjunto dos números naturais NÂO É FECHADO em relação à subtração. Da mesma maneira sabemos que o conjunto dos números naturais NÃO É FECHADO em relação à divisão. Podemos efetuar 8 : 2 = 4, mas não podemos efetuar 2 : 8 (o resultado desta operação, como iremos ver adiante, é uma fração que não é um número natural). Observe que falamos algumas expressões tipicamente matemáticas como soma, adição, multiplicação, produto, etc. Qual é a diferença entre soma e adição? É a mesma coisa? Vejamos... Operações com números naturais Como bem já dissemos, podemos definir apenas duas operações no conjunto dos números naturais: adição e multiplicação. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 3 Vamos aprender detalhadamente cada uma dessas operações. Considere o seguinte cálculo: 3 + 5 = 8. O símbolo “+” representa a operação de adição. O resultado da adição é chamado de soma. Portanto “adição” e “soma” não têm o mesmo significado. Adição é o nome da operação. Soma é o resultado da adição. Definimos então a operação de adição: a,b parcelas c soma a b c No nosso exemplo, os números 3 e 5 são as parcelas e 8 é a soma. Vejamos algumas propriedades importantes da adição. 1 Propriedade comutativa Esta propriedade afirma que alterar a ordem das parcelas não altera a soma. Em símbolos: para todos a,b Na b b a Obviamente sabemos que 3 + 5 = 8 e 5 +3 = 8, portanto 3 + 5 = 5 + 3. Ex.: 4 5 5 4 9 4 5 9 5 4 2 Propriedade associativa A adição de três números naturais pode ser feita associando-se as duas primeiras ou as duas últimas parcelas. Aqui, devemos obedecer à regra de que devemos primeiro efetuar as operações que se encontram dentro dos parêntesis. 5) (3 2 5 3) (2 10 8 2 5) (3 2 10 5 5 5 3) 2( 3 Existência do elemento neutro da adição Existe o número 0 (zero) que possui a seguinte propriedade. 𝑎 + 0 = 0 + 𝑎 = 𝑎 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 4 Desta forma, 5 + 0 = 0 + 5 = 5. Por esta razão, o número zero é chamado de elemento neutro da adição. 4 Propriedade do fechamento A soma de dois números naturais é um número natural. Como bem já explicamos acima, é por esta razão que dizemos que a adição é uma operação bem definida no conjunto dos números naturais. Vai adicionar dois números naturais? Com certeza o resultado (a soma) será um número natural!! Não tem como a soma ser um número negativo, um número irracional, etc. Vamos falar um pouquinho agora sobre a multiplicação. Observe o seguinte cálculo: 3 × 4 = 12 Podemos representar a operação da multiplicação por dois símbolos (ou nenhum como veremos adiante). Usualmente, utilizamos o × 𝑜𝑢 ∙. Assim, 3 × 4 = 3 ∙ 4 = 12. Quando estamos trabalhando com letras ou com expressões dentro de parêntesis é muito comum não utilizamos símbolo algum para representar a multiplicação. Assim, 3𝑎 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎 3 𝑣𝑒𝑧𝑒𝑠 𝑎. Ou seja, 3𝑎 = 3 ∙ 𝑎 = 3 × 𝑎. Vamos nos deparar muitas vezes com expressões do tipo: (𝑥 + 2)(𝑥 − 1). Observe que não há símbolo algum entre os parêntesis do meio. Esta expressão significa que devemos multiplicar as expressões que estão nos parêntesis. (𝑥 + 2)(𝑥 − 1) = (𝑥 + 2) ∙ (𝑥 − 1) = (𝑥 + 2) × (𝑥 − 1) Daqui por diante usaremos indistintamente os símbolos × 𝑒 ∙. Normalmente utilizaremos × quando estivermos trabalhando exclusivamente com números e utilizaremos ∙ quando houver letras na expressão. Mas não se preocupe... Você pode utilizar qualquer um dos dois símbolos. Veja o que fica melhor esteticamente e utilize... Ok? Podemos agora definir a operação da multiplicação, suas propriedades e nomenclaturas. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 5 a,b fatores c produto a b c Da mesma maneira que foi comentado na operação de adição, convém observar a diferença entre “multiplicação” e “produto”. Multiplicação é o nome da operação e produto é o resultado da multiplicação. 5 Propriedade comutativa A ordem dos fatores não altera o produto. É-me indiferente efetuar 3 x 4 ou efetuar 4 x 3. O resultado (produto) será o mesmo 12. Desta forma, podemos afirmar que para todos a,bab ba N . Lembre-se que 𝑎𝑏 significa a vezes b. Ou seja, 𝑎𝑏 = 𝑏𝑎 = 𝑎 ∙ 𝑏 = 𝑏 ∙ 𝑎 = 𝑎× 𝑏 = 𝑏 × 𝑎 2 7 7 2 14 2 7 14 7 2 6 Propriedade associativa A multiplicação de três números naturais pode ser feita associando-se os dois primeiros ou os dois últimos fatores. 5) (4 3 5 4) (3 60 20 3 5) (4 3 60 5 12 5 4) 3( 7 Existência do elemento neutro da multiplicação Existe o número 1 (um) que possui a seguinte propriedade: 𝑎 ∙ 1 = 1 ∙ 𝑎 = 𝑎 Ou seja, tanto faz efetuar 4 vezes 1 ou 1 vezes 4: o resultado é igual a 4. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 6 Por essa razão, o número 1 é chamado elemento neutro da multiplicação. 8 Propriedade do fechamento O produto de dois números naturais é um número natural. Como bem já explicamos acima, é por esta razão que dizemos que a multiplicação é uma operação bem definida no conjunto dos números naturais. Vai multiplicar dois números naturais? Com certeza o resultado (o produto) será um número natural!! Não tem como o produto ser um número negativo, um número irracional, etc. Temos ainda uma propriedade que relaciona a multiplicação e a adição. É a chamada propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição ou simplesmente propriedade distributiva. 9 Propriedade Distributiva Antes de enunciar a propriedade seja com palavras seja com símbolos, vejamos um exemplo. Efetue 2 ∙ (3 + 5). Existe uma hierarquia entre as operações matemáticas. Se não estivessem escritos os parêntesis, no caso, 2 ∙ 3 + 5, deveríamos efetuar primeiramente 2 ∙ 3 = 6 e em seguida adicionar o 5. No caso, 2 ∙ 3 + 5 = 6 + 5 = 11. Mas no nosso caso há os parêntesis. Devemos, portanto, ignorar a hierarquia das operações, pois devemos efetuar obrigatoriamente as operações que estão dentro dos parêntesis. 2 ∙ (3 + 5) = 2 ∙ 8 = 16 A propriedade distributiva nos diz que na multiplicação de uma soma por um número natural, multiplicam-se cada um dos termos por esse número e em seguida somamos os resultados. No caso, para efetuar 2 ∙ (3 + 5) podemos multiplicar 2 por 3, multiplicar 2 por 5 e finalmente somar os dois resultados. 2 ∙ (3 + 5) = 2 ∙ 3 + 2 ∙ 5 = 6 + 10 = 16 Utilizaremos bastante este fato ao trabalhar com “letras”... Por exemplo, a expressão 2 ∙ (𝑥 + 3) pode ser desenvolvida da seguinte maneira: 2 ∙ (𝑥 + 3) = 2 ∙ 𝑥 + 2 ∙ 3 = 2 ∙ 𝑥 + 6 Ou simplesmente: 2 ∙ (𝑥 + 3) = 2𝑥 + 6 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 7 01. (TCE/PB/2006/FCC) Perguntado sobre a quantidade de livros do acervo de uma biblioteca do Tribunal de Contas do Estado da Paraíba, o funcionário responsável pelo setor, que era aficionado em matemática, deu a seguinte resposta: “O total de livros do acervo é o resultado da adição de dois números naturais que, no esquema abaixo, comparecem com seus algarismos substituídos por letras.” M A R R A + M A R R A T O R T A Considerando que letras distintas correspondem a algarismos distintos, então, ao ser decifrado corretamente, o código permitirá concluir que o total de livros do acervo dessa biblioteca é um número a) menor que 70000. b) compreendido entre 70000 e 75000. c) compreendido entre 75000 e 80000. d) compreendido entre 80000 e 85000. e) maior que 85000. Resolução Vamos entender o enunciado. Ele simplesmente efetuou uma adição e trocou os algarismos por letras. Letras iguais correspondem a números iguais e letras distintas correspondem a algarismos distintos. Olhemos inicialmente para os algarismos das unidades. Devemos descobrir um número tal que A A A . Ou seja, qual é o número que somado com ele mesmo, é igual a ele mesmo?? Só pode ser o número zero!! Tem-se, então, que 0A . Observe que 0 + 0 = 0 (lembre-se que o número zero é o elemento neutro da adição). Já podemos substituir as letras A por 0. M 0 R R 0 M 0 R R 0 T O R T 0 Observe os algarismos das dezenas e das centenas. Aparentemente realizamos a mesma operação R R e obtemos dois resultados distintos. Isso se deve ao fato de a soma ser maior do que 10 e somos obrigados a acrescentar uma unidade na casa das centenas. Devemos testar R para o seguinte conjunto de valores: {5,6,7,8,9} (pois a soma deve ser maior do que 10). Será que R = 5? Rapidamente concluímos que R não pode ser 5, pois ao efetuar R + R = 10, temos que T = 0. Mas lembre-se que letras distintas correspondem MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 8 a algarismos distintos. E como A = 0, T não pode ser 0 e consequentemente R não pode ser 5. Será que R = 6? Vejamos o que acontece... Lembre-se que 6 + 6 =12. M 0 R=6 R=6 0 M 0 R=6 R=6 0 T O=1 R=3 T=2 0 Observe o absurdo. Ao efetuarmos 6 + 6 obtemos 12. Escrevemos o algarismo das unidades 2 no resultado e “subimos 1”. Na coluna do meio devemos efetuar R + R + 1 (este 1 é aquele que “subiu”). Temos que 6 + 6 + 1 = 13, então escrevemos o algarismo das unidades 3 e subimos 1. Temos agora que R = 3. Absurdo, já que estávamos supondo que R = 6. Da mesma maneira, testando R = 7 e R = 8 chegamos a absurdos parecidos com o caso R = 6. Chega-se a conclusão de que R=9. 0 9 9 0 0 9 9 0 9 8 0 Desse modo, sabemos que T=8. Logo, a soma será escrita da seguinte forma: 4 0 9 9 0 4 0 9 9 0 8 1 9 8 0 Logo, MARRA=81980. Letra D 02. (Senado Federal/2008/FGV) Na operação de multiplicação abaixo, cada letra representa um algarismo MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 9 O valor de A+B+C é: a) 10 b) 11 c) 12 d) 13 e) 14 Resolução 3 1 3, 3 2 6, 3 3 9 3 4 12, 3 5 15, 3 6 18 3 7 21, 3 8 24, 3 9 27 Ao multiplicarmos o algarismo C pelo número 3, obtemos um número cujo algarismo das unidades é igual a 4. Logo, . Como , ao efetuarmos o produto do número 3 pelo algarismo B, devemos adicionar 2 ao resultado. 1 A B 8 x 3 A B 8 4 O produto 3 B deverá ser um número cujo algarismo das unidades seja igual a 6, pois ao adicionarmos 2 teremos como resultado um número cujo algarismo das unidades é igual a 8. Logo, B=2, pois 3 2 6 . 1 A 2 8 X 3 A 2 8 4 Finalmente, o número A deve ser tal que 3 A termine em 2. Portanto, 4A . 1 4 2 8 X 3 4 2 8 4 Como 4A , 2B e 8C , temos que 14A B C . Letra E 8C 3 8 24 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 10 Conjunto dos números inteiros Vimos anteriormente que o conjunto dos números naturais é fechado em relação à adição e à multiplicação. Com o intuito de definir a operação “subtração” ampliaremos o conjunto dos números naturais. Criamos, portanto, o conjunto dos números inteiros que é representado pela letra Z (inicial de zahl - número em alemão). Chama-se conjunto dos números inteiros o conjunto Z = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,...} Dizemos que o número – 𝑥 é o simétrico ou oposto do número 𝑥. Por exemplo, o número −5 é o simétrico de 5 e reciprocamente: 5 é o simétrico de −5. Neste conjunto 𝑍 destacam-se os seguintes subconjuntos: (1) Conjunto 𝑍∗ dos inteiros não nulos (diferentes de zero): 𝑍∗ = {𝑥 ∈ 𝑍|𝑥 ≠ 0} = {… − 3, −2, −1,1,2,3, … } (2) Conjunto 𝑍− dos inteiros não positivos (menores ou iguais a zero): 𝑍− = {𝑥 ∈ 𝑍|𝑥 ≤ 0} = {… − 3, −2, −1,0} (3) Conjunto 𝑍+ dos inteiros não negativos (maiores ou iguais a zero): 𝑍+ = {𝑥 ∈ 𝑍|𝑥 ≥ 0} = {0,1,2,3,4 … } (4) Conjunto 𝑍− ∗ dos inteiros negativos (menores que zero): 𝑍− ∗ = {𝑥 ∈ 𝑍|𝑥< 0} = {… − 3, −2, −1} (5) Conjunto 𝑍+ ∗ dos inteiros positivos (maiores que zero): 𝑍+ ∗ = {𝑥 ∈ 𝑍|𝑥 > 0} = {1,2,3,4 … } Observe que o número 0 não pertence ao conjunto dos inteiros positivos e não pertence ao conjunto dos inteiros negativos. Portanto, o número 0 (zero) não é positivo e não é negativo. Dizemos que zero é neutro. Observe que sempre que efetuarmos a adição de um número com o seu oposto (simétrico) o resultado será igual a 0. Desta forma: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 11 5 + (−5) = 0 2 + (−2) = 0 −3 + 3 = 0 Podemos então definir a operação “subtração” da seguinte maneira: 𝑎 − 𝑏 = 𝑎 + (−𝑏) a minuendo b subtraendo c diferença a b c Rapidamente percebemos que a subtração não é uma operação comutativa. Basta olhar, por exemplo, que 5 – 3 = 2 e 3 – 5 = - 2. A subtração também não goza da propriedade associativa e não possui elemento neutro. Podemos afirmar que o conjunto dos números inteiros é FECHADO em relação à subtração. Ou seja, se você vai calcular a diferença entre dois números inteiros, com certeza o resultado será um número inteiro. Observe ainda que todos os números naturais são números inteiros, mas nem todos os números inteiros são naturais. Dizemos que o conjunto dos números naturais é subconjunto dos números inteiros. Regras dos sinais com números inteiros ( )a a ( ) ( ) ( )a b a b a b ab ( ) ( )a b ab As observações acima são conhecidas como “Regra dos sinais” para a multiplicação (e divisão) de inteiros. Sinais dos números Resultado iguais positivo diferentes negativo MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 12 Exemplos: Vejamos como operar a adição e a subtração com números inteiros. Se os números possuírem sinais iguais, devemos adicionar os números e repetir o sinal. +2 + 3 = +5 −2 − 3 = −5 Se os números possuírem sinais opostos, devemos subtrair os números e repetir o sinal do maior. +5 − 2 = +3 −5 + 2 = −3 03. (TRT/2006/FCC) O esquema abaixo representa a subtração de dois números inteiros, na qual alguns algarismos foram substituídos pelas letras X, Y, Z e T. Obtido o resultado correto, a soma X+Y+Z+T é igual a: a) 12 b) 14 c) 15 d) 18 e) 21 Resolução Podemos reescrever o enunciado da seguinte maneira: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 13 Onde a primeira linha representa o minuendo, a segunda linha o subtraendo e a terceira linha representa a diferença. Para descobrirmos o valor de Z, devemos perceber que 6 2 4 . Portanto, 2Z . Para descobrirmos o valor de X, devemos perceber que 17 9 8 . Portanto, 7X . Concluído esse raciocínio inicial, temos plenas condições de terminar a subtração. 7, 1, 2, 8 18 X Y Z T X Y Z T Letra D Conjunto dos números racionais Até o presente momento, conseguimos definir 3 operações básicas: adição, multiplicação e subtração. Com os números expostos não temos condições de definir a divisão. Isto porque com números inteiros podemos dividir 8 por 2, mas não podemos dividir 2 por 8. Para resolver este impasse, vamos definir o conjunto dos números racionais que é representado pela letra Q. ℚ = { 𝑝 𝑞 |𝑝 ∈ ℤ 𝑒 𝑞 ∈ ℤ∗} 4 9 6 0 9 3 8 4 4 9 7 6 0 9 2 3 8 4 4 9 7 6 1 0 9 2 3 8 8 4 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 14 O número p é chamado numerador da fração e o número q é chamado denominador da fração. O conjunto dos racionais é formado por todas as frações em que o numerador é inteiro e o denominador é um inteiro não-nulo e também por todos os números que podem ser representados desta forma. Todo número na forma de decimal finito ou de dízima periódica pode ser convertido à forma de fração. Todos os números naturais são números racionais, pois todos podem ser escritos na forma de fração. Basta colocar o denominador igual a 1. 2 = 2 1 Todos os números inteiros são números racionais, pois todos podem ser escritos na forma de fração. Basta colocar o denominador igual a 1. −2 = −2 1 Observe que o sinal – pode ser colocado em qualquer lugar da fração. Desta forma: −2 1 = 2 −1 = − 2 1 = −2 Além dos números naturais e números inteiros, todos os números decimais finitos e as dízimas periódicas também são números racionais. Números decimais finitos são números como 1,47 ; 2, 513 ; −3,0154. Para transformar números decimais finitos na forma de fração devemos seguir os seguintes passos: i) Colocar no numerador todo o número sem a vírgula. ii) Colocar no denominador o número 1 seguido de tantos zeros quantas forem as casas decimais. 1,47 = 147 100 2,513 = 2.513 1.000 −3,0154 = −30.154 10.000 Finalmente as dízimas periódicas. O que são dízimas periódicas? São números decimais com infinitas casas decimais. Só isso? Não... MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 15 É preciso que exista certo conjunto de números que se repitam periodicamente infinitas vezes. Vejamos alguns exemplos: 0,14141414141414141414141414141414141414141414 …. Observe que o conjunto de dígitos 14 se repete infinitas vezes. 32,021𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔 … Observe que o conjunto de dígitos 546 se repete infinitas vezes. Pense em uma raça preguiçosa... pensou? A raça mais preguiçosa que existe é a dos MATEMÁTICOS! Os Matemáticos são tão preguiçosos que adoram inventar abreviações, notações e símbolos... Tudo para escrever pouco. Imagine se estivéssemos dando esta aula em um quadro...Teríamos uma preguiça enorme de escrever 32,021𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔𝟓𝟒𝟔 … (Aqui no computador é muito fácil... Basta utilizar CTRL+C e CTRL+V!!) A notação é a seguinte: utiliza-se uma barra em cima dos dígitos que se repetem, ou seja, do período. Portanto, 32,021546546546546546 … = 32,021546̅̅ ̅̅ ̅ Muito mais simples, não? A pergunta que surge é a seguinte: se afirmamos que as dízimas periódicas são números racionais e os números racionais são representados por frações, como transformamos as dízimas periódicas em frações? Existem diversos métodos para fazer esta transformação. Há livros que costumam separar as dízimas periódicas em simples e compostas. Há livros que fazem esta transformação utilizando sistemas de equações. Há outros que utilizam P.G. (progressão geométrica). Pela experiência que temos, julgamos o método abaixo como o mais simples por diversas razões. i) Qual a utilidade de separar as dízimas periódicas em simples e compostas? ii) Você gosta armar sistemas de equações e resolvê-los? Um pouco trabalhoso para resolver uma simples questão de dízima periódica, não? iii) É realmente necessário aprender Progressão Geométrica para resolver uma simples questão de dízima periódica? MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 16 Vejamos um exemplo: transformar em fração o número 3,12851851851 … O primeiro passo é colocar naquela notação da barra que falamos anteriormente. 3,12851851851 … = 3,12851̅̅ ̅̅ ̅ Denominaremos “Número Completo” e abreviaremos por NC o número da dízima periódica sem a vírgula e sem a barra. No nosso exemplo, 𝑁𝐶 = 312.851. Denominaremos“Número fora da barra” e abreviaremos por NFB os números que estão fora da barra. No nosso exemplo, 𝑁𝐹𝐵 = 312. Meio caminho já foi andado. O numerador da fração é o número 𝑁𝐶 − 𝑁𝐹𝐵. Por enquanto, nossa fração está assim: 3,12851̅̅ ̅̅ ̅ = 312.851 − 312 E como fica o denominador? Você deve contar quantos algarismos estão embaixo da barra. No nosso caso, há 3 números embaixo da barra. A regra nos diz que devemos colocar no denominador tantos 9’s (noves) quantos forem os números embaixo da barra. Como são 3 números embaixo da barra, devemos colocar 3 noves no denominador. 3,12𝟖𝟓𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ = 312.851 − 312 𝟗𝟗𝟗 Pronto? Ainda não!! Falta só uma coisinha para terminar... Vamos olhar agora para os números que estão “entre a vírgula e a barra”. Quantos são eles? 2!!! A regra nos diz que devemos colocar tantos zeros quantos forem os algarismos entre a vírgula e a barra. 3, 𝟏𝟐𝟖𝟓𝟏̅̅ ̅̅ ̅̅ = 312.851 − 312 𝟗𝟗𝟗𝟎𝟎 Pronto!!! 3,12851̅̅ ̅̅ ̅ = 312.851 − 312 99.900 = 312.539 99.900 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 17 Se você só acredita vendo... pegue uma calculadora e divida 312.539 por 99.900. Muito fácil não?? E olhe que já colocamos como primeiro exemplo um número bem difícil. Vamos praticar um pouco mais. Transforme em fração o número 0,666666 … Vamos colocar na notação da barra. 0,666 … = 0, 6̅ 𝑁𝐶 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑜 = 6 𝑁𝐹𝐵 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑓𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 0 Quantos algarismos há na barra? Apenas um!! Portanto, colocamos apenas um 9 no denominador. Quantos algarismos há entre a barra e a vírgula? Nenhum!! Portanto, não colocamos zeros no denominador. 0,666 … = 6 − 0 9 = 6 9 = 2 3 Transforme em fração o número 0,13434343434 … Vamos colocar na notação da barra. 0,1343434 … = 0,134̅̅̅̅ 𝑁𝐶 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑜 = 134 𝑁𝐹𝐵 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑓𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 1 Quantos algarismos há na barra? Dois!! Portanto, colocamos dois 9’s no denominador. Quantos algarismos há entre a barra e a vírgula? Apenas um!! Portanto, colocamos um zero no denominador.. 0,1343434 … = 134 − 1 990 = 133 990 Transforme em fração o número 0,999 … Vamos colocar na notação da barra. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 18 0,999 … = 0, 9̅ 𝑁𝐶 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑜 = 9 𝑁𝐹𝐵 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑓𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 0 Quantos algarismos há na barra? Apenas um!! Portanto, colocamos apenas um 9 no denominador. Quantos algarismos há entre a barra e a vírgula? Nenhum!! Portanto, não colocamos zeros no denominador. 0,999 … = 9 − 0 9 = 9 9 = 1 Portanto, 0,999 … = 1 Observe que 0,99999999999... não é APROXIMADAMENTE 1!! É IGUAL a 1!! A bem da verdade, 0,999 … 𝑒 1 representam o mesmo número. Apenas estão escritos de maneiras diferentes. 04. (BNB 2003/ACEP) A expressão decimal 0,011363636... é uma dízima periódica composta e representa um número racional x. Se a geratriz desta dízima for escrita sob a forma de uma fração irredutível m/n, então m + n é igual a: A) 88 B) 89 C) 90 D) 91 E) 92 Resolução Para transformar a expressão decimal 0,011363636... em uma fração o primeiro passo é escrever na notação da barra. 0,011363636 … = 0,01136̅̅̅̅ 𝑁𝐶 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑙𝑒𝑡𝑜 = 1.136 𝑁𝐹𝐵 → 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑓𝑜𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎 = 11 Quantos algarismos há na barra? Dois!! Portanto, colocamos dois 9’s no denominador. Quantos algarismos há entre a barra e a vírgula? Três!! Portanto, colocamos três zeros no denominador. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 19 0,01136̅̅̅̅ = 1.136 − 11 99.000 = 1.125 99.000 A questão pede que coloquemos a resposta na forma de fração irredutível. Fração irredutível é aquela que não pode mais ser simplificada. Claramente podemos simplificar o numerador e o denominador por 5. 1.125 99.000 = 225 19.800 Na realidade, podemos simplificar o numerador e o denominador por 5 várias vezes. 225 19.800 = 45 3.960 = 9 792 Agora podemos simplificar o numerador e o denominador por 9. 9 792 = 1 88 Agora não dá para simplificar mais. Temos, portanto, uma fração irredutível. 0,011363636 … = 1 88 A questão pede para efetuar 𝑚 + 𝑛 onde 𝑚 = 1 𝑒 𝑛 = 88. 𝑚 + 𝑛 = 1 + 88 = 89 Letra B Agora que já definimos o conjunto dos números racionais, podemos falar na divisão propriamente dita. resto r quociente q divisor d dividendo D r q d D ou d | D q r Exemplo: 38 | ___9__ 2 4 Ou seja, 38 dividido por 9 é igual a 4 e resto 2. Isto porque 9 ∙ 4 + 2 = 38. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 20 Quando o resto de uma divisão é zero, dizemos que a divisão é exata. É importante frisar que é impossível dividir por 0. Ou seja, o divisor nunca pode ser 0. Assim, não há sentido na fração 5/0. 05. (ANVISA 2010/CETRO) Considere 𝑎 = 0,00003 e 𝑏 = 3.600.000. Desse modo, b/a vale a) cento e vinte trilhões. b) cento e vinte bilhões. c) um bilhão e duzentos milhões. d) cento e vinte milhões. e) um milhão, cento e vinte mil. Resolução Para efetuar a divisão, devemos igualar a quantidade de casas decimais e em seguida “apagar as vírgulas”. 𝑏 𝑎 = 3.600.000,00000 0,00003 = 360.000.000.000 3 = 120.000.000.000 Letra B Subconjuntos Notáveis dos Racionais Analogamente ao conjunto dos números inteiros, há certos subconjuntos do conjunto dos números racionais que merecem destaque. Ei-los: (1) Conjunto 𝑄∗ dos racionais não nulos (diferentes de zero): 𝑄∗ = {𝑥 ∈ 𝑄|𝑥 ≠ 0} (2) Conjunto 𝑄− dos racionais não positivos (menores ou iguais a zero): 𝑄− = {𝑥 ∈ 𝑄|𝑥 ≤ 0} (3) Conjunto 𝑄+ dos racionais não negativos (maiores ou iguais a zero): 𝑄+ = {𝑥 ∈ 𝑄|𝑥 ≥ 0} (4) Conjunto 𝑄− ∗ dos racionais negativos (menores que zero): 𝑄− ∗ = {𝑥 ∈ 𝑄|𝑥 < 0} MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 21 (5) Conjunto 𝑄+ ∗ dos racionais positivos (maiores que zero): 𝑄+ ∗ = {𝑥 ∈ 𝑄|𝑥 > 0} Conjunto dos números irracionais Não há unanimidade quanto ao símbolo para representar o conjunto dos irracionais. Existem números cuja representação decimal com infinitas casas decimais não é periódica. Tais números não são racionais e são denominados irracionais. Alguns exemplos famosos: √2 = 1,4142135 … 𝜋 = 3,1415926535 … 𝑒 = 2,718281 … 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶ℎ𝑎𝑚𝑝𝑒𝑟𝑛𝑜𝑤𝑛𝑒 = 0,12345678910111213141516 … A constante de Champernowne é a concatenação dos números naturais nas casas decimais. 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑝𝑒𝑟𝑙𝑎𝑛𝑑 − 𝐸𝑟𝑑ö𝑠 = 0,235711131719 … A constante de Coperland-Erdös é a concatenação dos números primos nas casas decimais. 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐸𝑢𝑙𝑒𝑟 − 𝑀𝑎𝑠𝑐ℎ𝑒𝑟𝑜𝑛𝑖 = 𝛾 = 0,5772156649 … Tais números não podem ser expressos como uma fração com numerador e denominador inteiros. Números reais Chama-se conjunto dos números reais - ℝ - aquele formado por todos os números com representação decimal (finita, ou infinita periódica ou infinita não periódica). Podemos dizer que o conjunto dos números reais é a união do conjunto dos números racionais com o conjunto dos números irracionais. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 22 Reta real Os números reais podem ser representados por pontos em uma reta orientada denominada Reta Real. 06. (TRT-SC 2007/CETRO) Considereos conjuntos: N, dos números naturais. Z, dos números inteiros. Q, dos números racionais. R, dos números reais. Assinale a alternativa correta. (A) a, b ∈ N temos a − b ∈ N (B) Existe um elemento em Z que é menor que qualquer número inteiro. (C) N ⊂Z ⊂ Q ⊂ R (D) a ∈ Z, b ∈ Z e b ≠0 ⇒ a/b ∈ Z (E) A equação 3x −1 = 0 não tem solução em Q. Resolução a) Falsa. A subtração não é uma operação nos Naturais, isto porque nem sempre a – b ∈ N. A subtração só é definida quando o minuendo (a) for maior ou igual ao subtraendo (b). Por exemplo, 3 – 5 = -2 e −2 ∉ N. b) Falsa. O conjunto Z = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ...} não possui um menor elemento nem um maior elemento. c) Verdadeiro. Todo número natural é um número inteiro, todo número inteiro é um número racional e todo número racional é um número real. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 23 d) Falsa. Se a ∈ Z, b ∈ Z e b ≠0, nem sempre a/b ∈ Z. Por exemplo, 8 ∈ Z, 5∈ Z e 8/5 = 1,6 ∉ 𝑍. e) Vamos resolver a equação 3x −1 = 0. 3𝑥 = 1 𝑥 = 1 3 ∈ 𝑄 Portanto, a alternativa E é falsa. Letra C 07. (Agente Administrativo – Ministério dos Transportes 2010/CETRO) Em relação ao estudo dos Conjuntos Numéricos, considere as seguintes afirmações: I. ℝ = ℚ ∪ 𝐼𝑟 II. N ⊂Z ⊂ Q ⊂ R III. ℚ ∪ 𝐼𝑟 = ∅ IV. ℚ ∩ 𝐼𝑟 = ℝ V. 𝐼𝑟 = ℝ − ℚ Considere: Ir = Conjunto dos números irracionais. N = Conjunto dos números naturais. Q = Conjunto dos números racionais. R = Conjunto dos números reais. Z = Conjunto dos números inteiros. As afirmações verdadeiras estão contidas em a) I apenas. b) I e III apenas. c) I, II e V apenas. d) II, III, IV e V apenas. e) I, II, III, IV e V. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 24 Resolução Nenhum número racional é irracional. Os números racionais são aqueles que podem ser escritos na forma a/b, onde a é inteiro e b é um inteiro diferente de zero. A união do conjunto dos números racionais (Q) com o conjunto dos números irracionais (Ir) é o conjunto dos números reais. Como vimos na questão anterior, N ⊂Z ⊂ Q ⊂ R. Assim, I é verdadeira, II é verdadeira. III é falsa, pois ℚ ∪ 𝐼𝑟 = ℝ . IV é falsa, pois ℚ ∩ 𝐼𝑟 = ∅. V é verdadeira pois o conjunto dos números irracionais é formado por todos os números reais que não são racionais. Letra C 08. (Tribunal Regional do Trabalho, 12a Região • Santa Catarina 2005/FEPESE) Considere os conjuntos: N dos números naturais, Q dos números racionais, Q+ números racionais não-negativos, R dos números reais. O número que expressa a) a quantidade de habitantes de uma cidade é um elemento de Q+, mas não de N. b) o valor pago, em reais, por um sorvete é um elemento de Q+. c) a medida da altura de uma pessoa é um elemento de N. d) a velocidade média de um veículo é um elemento de Q, mas não de Q+. e) a medida do lado de um triângulo é um elemento de Q. Resolução a) Falso, pois a quantidade de habitantes de uma cidade é um elemento de N. b) Verdadeiro, pois o valor pago por um sorvete é um racional não-negativo. Por exemplo, 2,37 reais. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 25 c) Falso, pois a medida da altura de uma pessoa não necessariamente é um elemento de N, pode ser um racional não-natural. Por exemplo, 1,72m. d) Falsa, pois, teoricamente, a velocidade média de um veículo pode ser um número irracional. e) Falsa, pois a medida do lado de um triângulo pode ser irracional. Letra B 09. (TCE-MG FCC 2007) Considere o número inteiro e positivo X4Y, em que X e Y representam os algarismos das centenas e das unidades, respectivamente. Sabendo que 15 480 : (X4Y) = 24, então X4Y é um número compreendido entre a) 800 e 1 000 b) 600 e 800 c) 400 e 600 d) 200 e 400 e) 100 e 200 Resolução A expressão 15.480 : (X4Y) pode ser escrita assim: 15.480 (𝑋4𝑌) Temos então: 15.480 (𝑋4𝑌) = 24 O número (X4Y) que está dividindo, pode “passar para o segundo membro” multiplicando. 15.480 24 24 ( 4 ) 15.480 ( 4 ) 645 ( 4 ) X Y X Y X Y Letra B 2. Potências A multiplicação de fatores iguais pode ser escrita na forma de potência. Observe: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 26 45 = 4 ∙ 4 ∙ 4 ∙ 4 ∙ 4 = 1.024 Na potência 45 → 4 é a base (fator que se repete) e 5 é o expoente (número de vezes que o fator se repete). Sendo 𝑎 um número real e 𝑛 um número inteiro maior que 1, define-se: 𝑎𝑛 = 𝑎 ∙ 𝑎 ∙ … ∙ 𝑎 (𝑛 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠) Exemplos: 53 = 5 ∙ 5 ∙ 5 = 125 (−8)2 = (−8) ∙ (−8) = 64 (− 2 3 ) 2 = (− 2 3 ) ∙ (− 2 3 ) = 4 9 (−2)3 = (−2) ∙ (−2) ∙ (−2) = −8 Toda potência de expoente 1 é igual a base. 𝑎1 = 𝑎 Toda potência de expoente 0 é igual a 1. 𝑎0 = 1, 𝑠𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑎 ≠ 0 Observação: 00 é 𝑢𝑚𝑎 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎çã𝑜 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑚á𝑡𝑖𝑐𝑎. Toda potência de expoente negativo é igual ao inverso da potência de expoente positivo. 𝑎−𝑛 = 1 𝑎𝑛 Exemplos: IMPORTANTE Se o expoente é um número par, o resultado da potência é positivo. Se o expoente é ímpar e a base é um número negativo, o resultado da potência é negativo. Se a base é positiva, o resultado da potência é positivo. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 27 51 = 5 ( 3 4 ) 0 = 1 ( 2 5 ) −3 = ( 5 2 ) 3 = 125 8 5−1 = ( 1 5 ) 1 = 1 5 Propriedades Operatórias 𝑥𝑎 ∙ 𝑥𝑏 = 𝑥𝑎+𝑏 𝑥𝑎 𝑥𝑏 = 𝑥𝑎−𝑏 (𝑥𝑚)𝑛 = 𝑥𝑚𝑛 Em palavras: Para multiplicar potências de mesma base, conserva-se a base e os expoentes são adicionados. Para dividir potências de mesma base, conserva-se a base e os expoentes são subtraídos. Para elevar uma potência a outra potência, conserva-se a base e os expoentes são multiplicados. Exemplos 52 ∙ 54 = 52+4 = 56 56 52 = 56−2 = 54 (52)6 = 52∙6 = 512 10. (RIO PREVIDENCIA 2010/CEPERJ) A soma dos algarismos do número 1010 − 3 é: a) 88 b) 89 c) 91 d) 95 e) 97 Resolução MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 28 Qual o significado de 𝑥10 = 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 ∙ 𝑥 Com dez fatores “x”. Portanto, 1010 = 10.000.000.000 1010 − 3 = 10.000.000.000 − 3 = 9.999.999.997 A soma dos algarismos é 9 + 9 + 9 + 9 + 9 + 9 + 9 + 9 + 9 + 7 = 88. Letra A 11. (SEE/RJ 2010/CEPERJ) Simplificando 220+219 218 , encontra-se: a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 221 Resolução Vamos relembrar algumas propriedades das potências. Lembre-se que para multiplicar duas potências de mesma base, repetimos a base e somamos os expoentes. Para dividir potências de mesma base, repetimos a base e subtraímos os expoentes. Assim, 𝒙𝒂 ∙ 𝒙𝒃 = 𝒙𝒂+𝒃 𝒙𝒂/𝒙𝒃 = 𝒙𝒂−𝒃 E da mesma forma que 𝒙𝒂 ∙ 𝒙𝒃 = 𝒙𝒂+𝒃 , temos que 𝒙𝒂+𝒃 = 𝒙𝒂 ∙ 𝒙𝒃 (óbvio não?). Como podemos utilizar estas propriedades para resolver esta questão? Observe que 20 = 18+2 e 19 = 18 +1. Portanto: 220 = 218+2 = 218 ∙ 22 219 = 218+1 = 218 ∙ 21 220 + 219 218 = 218 ∙ 22 + 218 ∙ 21 218 Podemos colocar 218 em evidência: 218 ∙ 22 + 218 ∙ 21 218 = 218 ∙ (22 + 21) 218 = 22 + 21 = 4 + 2 = 6 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 29 Letra C 12. (Pref. de Cantagalo 2010/CEPERJ) Simplificando a expressão 3𝑛−1+3𝑛−2+3𝑛−3 3𝑛+2+3𝑛+1+3𝑛 onde n pertence ao conjunto dos números inteiros, obtém-se oseguinte resultado: a) 1/3 b) 1/27 c) 3 d) 27 e) 1/9 Resolução Vamos resolver de duas maneiras. A primeira, utilizando as propriedades vistas na questão anterior. 3𝑛−1 + 3𝑛−2 + 3𝑛−3 3𝑛+2 + 3𝑛+1 + 3𝑛 = 3𝑛 ∙ 3−1 + 3𝑛 ∙ 3−2 + 3𝑛 ∙ 3−3 3𝑛 ∙ 32 + 3𝑛 ∙ 31 + 3𝑛 ∙ 30 Vamos colocar 3n em evidência no numerador e no denominador. 3𝑛 ∙ 3−1 + 3𝑛 ∙ 3−2 + 3𝑛 ∙ 3−3 3𝑛 ∙ 32 + 3𝑛 ∙ 31 + 3𝑛 ∙ 30 = 3𝑛 ∙ (3−1 + 3−2 + 3−3) 3𝑛 ∙ (32 + 31 + 30) = 3−1 + 3−2 + 3−3 32 + 31 + 30 3−1 + 3−2 + 3−3 32 + 31 + 30 = 1 3 + 1 9 + 1 27 9 + 3 + 1 = 9 + 3 + 1 27 13 = 13 27 13/1 = 13 27 ∙ 1 13 = 1 27 Ufa! Trabalhoso... Vejamos uma maneira bem mais fácil! Dê uma olhada para as alternativas. Percebeu que o valor de 𝑛 não influencia na resposta? Desta maneira, vamos escolher um valor arbitrário. É óbvio que vamos escolher um número bom! E qual seria um número bom? Eu escolheria o número 3 porque todos os expoentes deixam de ser negativos. 3𝑛−1 + 3𝑛−2 + 3𝑛−3 3𝑛+2 + 3𝑛+1 + 3𝑛 Esta é a expressão. Vamos substituir 𝑛 por 3. 33−1 + 33−2 + 33−3 33+2 + 33+1 + 33 = 32 + 31 + 30 35 + 34 + 33 = 9 + 3 + 1 243 + 81 + 27 = 13 351 Simplificando por 13... 13 351 = 1 27 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 30 Bem melhor, não?! Letra B 13. (Pref. de Resende 2007/CEPERJ) Considere-se que 100,477 = 3 . O valor de 𝑥 tal que 10𝑥 = 9.000 é: a) 3,628 b) 3,746 c) 3,882 d) 3,015 e) 3,954 Resolução Perceba que 9.000 = 9 ∙ 1.000 = 32 ∙ 103 Mas o enunciado nos disse que 3 = 100,477. Portanto: 9.000 = 9 ∙ 1.000 = 32 ∙ 103 = (100,477)2 ∙ 103 Lembre-se que para elevar uma potência a outra potência, devemos conservar a base e multiplicar os expoentes. 9.000 = (100,477)2 ∙ 103 = 100,477×2 ∙ 103 = 100,954 ∙ 103 = 100,954+3 = 103,954 10𝑥 = 9.000 10𝑥 = 103,954 𝑥 = 3,954 Letra E 1. Produtos Notáveis e fatoração Há alguns produtos de polinômios que ocorrem com muita frequência na álgebra e que são chamados de produtos notáveis. Quadrado da soma de dois termos (𝑎 + 𝑏)2 = (𝑎 + 𝑏) ∙ (𝑎 + 𝑏) = 𝑎2 + 𝑎𝑏 + 𝑏𝑎 + 𝑏2 = 𝑎2 + 2𝑎𝑏 + 𝑏2 (𝑎 + 𝑏)2 = 𝑎2 + 2𝑎𝑏 + 𝑏2 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 31 Concluímos que o quadrado da soma de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, mais duas vezes o produto do primeiro termo pelo segundo termo, mais o quadrado do segundo termo. (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 + 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 + 2 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) + (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 Exemplo 1. Desenvolva (2𝑥 + 3𝑦)2. Resolução (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 = (2𝑥)2 = 4𝑥2 2 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = 2 ∙ 2𝑥 ∙ 3𝑦 = 12𝑥𝑦 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = (3𝑦)2 = 9𝑦2 Resposta: (2𝑥 + 3𝑦)2 = 4𝑥2 + 12𝑥𝑦 + 9𝑦2 Exemplo 2. Desenvolva (4𝑥3 + 2𝑦)2. Resolução (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 = (4𝑥3)2 = 16𝑥6 → 𝑙𝑒𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑞𝑢𝑒 (𝑎𝑚)𝑛 = 𝑎𝑚∙𝑛 Neste caso, para calcular (4𝑥3)2, conservamos a base e multiplicamos os expoentes! 2 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = 2 ∙ 4𝑥3 ∙ 2𝑦 = 16𝑥3𝑦 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = (2𝑦)2 = 4𝑦2 Resposta: (4𝑥3 + 2𝑦)2 = 16𝑥6 + 16𝑥3𝑦 + 4𝑦2 IMPORTANTE Note que (𝑎 + 𝑏)2 ≠ 𝑎2 + 𝑏2 𝑎2 + 𝑏2 → 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜, 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑎𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑒 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑖𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠. (𝑎 + 𝑏)2 → 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜, 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑒 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜. Quadrado da diferença de dois termos (𝑎 − 𝑏)2 = (𝑎 − 𝑏) ∙ (𝑎 − 𝑏) = 𝑎2 − 𝑎𝑏 − 𝑏𝑎 + 𝑏2 = 𝑎2 − 2𝑎𝑏 + 𝑏2 (𝑎 − 𝑏)2 = 𝑎2 − 2𝑎𝑏 + 𝑏2 Concluímos que o quadrado da diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, menos duas vezes o produto do primeiro termo pelo segundo termo, mais o quadrado do segundo termo. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 32 (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 − 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 − 2 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) + (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 Exemplo 3. Desenvolva (4𝑚 − 3𝑛)2. Resolução (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 = (4𝑚)2 = 16𝑚2 2 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = 2 ∙ 4𝑚 ∙ 3𝑛 = 24𝑚𝑛 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = (3𝑛)2 = 9𝑛2 Resposta: (4𝑚 − 3𝑛)2 = 16𝑚2 − 24𝑚𝑛 + 9𝑛2 Produto da soma pela diferença de dois termos (𝑎 + 𝑏) ∙ (𝑎 − 𝑏) = 𝑎2 − 𝑎𝑏 + 𝑏𝑎 − 𝑏2 = 𝑎2 − 𝑏2 (𝑎 + 𝑏) ∙ (𝑎 − 𝑏) = 𝑎2 − 𝑏2 Concluímos que o produto da soma pela diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, menos o quadrado do segundo termo. (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 + 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 − 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 − (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 Exemplo 4. Desenvolva (2𝑎 + 3𝑏) ∙ (2𝑎 − 3𝑏). (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 = (2𝑎)2 = 4𝑎2 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = (3𝑏)2 = 9𝑏2 Resposta: (2𝑎 + 3𝑏) ∙ (2𝑎 − 3𝑏) = 4𝑎2 − 9𝑏2 Cubo da soma de dois termos Para calcular (𝑎 + 𝑏)3 basta multiplicar (𝑎 + 𝑏)2 por (𝑎 + 𝑏) (𝑎 + 𝑏)3 = (𝑎 + 𝑏)2 ∙ (𝑎 + 𝑏) (𝑎 + 𝑏)3 = (𝑎2 + 2𝑎𝑏 + 𝑏2) ∙ (𝑎 + 𝑏) (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 𝑎2𝑏 + 2𝑎2𝑏 + 2𝑎𝑏2 + 𝑎𝑏2 + 𝑏3 (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 + 𝑏3 Concluímos que o cubo da soma de dois termos é igual ao cubo do primeiro termo, mais três vezes o quadrado do primeiro termo vezes o segundo termo, mais três vezes o primeiro termo vezes o quadrado do segundo termo, mais o cubo do segundo termo. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 33 (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 + 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)3 = (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)3 + 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) + 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 + (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)3 Exemplo 5. Desenvolva (2𝑥 + 3𝑦)3. Resolução (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)3 = (2𝑥)3 = 8𝑥3 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = 3 ∙ (2𝑥)2 ∙ (3𝑦) = 36𝑥2𝑦 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = 3 ∙ 2𝑥 ∙ (3𝑦)2 = 54𝑥𝑦2 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)3 = (3𝑦)3 = 27𝑦3 Resposta: (2𝑥 + 3𝑦)3 = 8𝑥3 + 36𝑥2𝑦 + 54𝑥𝑦2 + 27𝑦3 Cubo da diferença de dois termos Para calcular (𝑎 − 𝑏)3 basta multiplicar (𝑎 − 𝑏)2 por (𝑎 − 𝑏) (𝑎 − 𝑏)3 = (𝑎 − 𝑏)2 ∙ (𝑎 − 𝑏) (𝑎 − 𝑏)3 = (𝑎2 − 2𝑎𝑏 + 𝑏2) ∙ (𝑎 − 𝑏) (𝑎 − 𝑏)3 = 𝑎3 − 𝑎2𝑏 − 2𝑎2𝑏 + 2𝑎𝑏2 + 𝑎𝑏2 − 𝑏3 (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 − 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 − 𝑏3 Concluímos que o cubo da soma de dois termos é igual ao cubo do primeiro termo, menos três vezes o quadrado do primeiro termo vezes o segundo termo, mais três vezes o primeiro termo vezes o quadrado do segundo termo, menos o cubo do segundo termo. O processo é praticamente igual ao caso anterior, só que os sinais vão se alternando. (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 + 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)3 = (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)3 − 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) + 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 − (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)3 Exemplo 6. Desenvolva (3𝑥 − 4)3 Resolução (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)3 = (3𝑥)3 = 27𝑥3 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = 3 ∙ (3𝑥)2 ∙ 4 = 108𝑥2 3 ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜) ∙ (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 = 3 ∙ 3𝑥 ∙ (4)2 = 144𝑥 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 34 (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)3 = 43 = 64 Resposta: (3𝑥 − 4)3 = 27𝑥3 − 108𝑥2 + 144𝑥 − 64 14. (Pref. de São Gonçalo/RJ 2007/CEPERJ) Dois números a e b são tais que 𝑎 + 𝑏 = 6 e 1 𝑎 + 1 𝑏 = 4 5 . Então, 𝑎2 + 𝑏2 é igual a: a) 12 b) 15 c) 18 d) 21 e) 24 Resolução 1 𝑎 + 1 𝑏 = 4 5 Dica: sempre que tivermos frações em uma equação, devemos multiplicar todos os termos pelo m.m.c (mínimo múltiplo comum) dos denominadores.No caso, 𝑚𝑚𝑐(𝑎, 𝑏, 5) = 5𝑎𝑏 Vamos multiplicar o primeiro termo por 5𝑎𝑏. 1 𝑎 ∙ 5𝑎𝑏 = 5𝑏 Vamos multiplicar o segundo termo por 5𝑎𝑏. 1 𝑏 ∙ 5𝑎𝑏 = 5𝑎 Finalmente, multiplicar o último termo por 5𝑎𝑏. 4 5 ∙ 5𝑎𝑏 = 4𝑎𝑏 E equação ficará assim: 5𝑏 + 5𝑎 = 4𝑎𝑏 Colocando o número 5 em evidência: 5 ∙ (𝑎 + 𝑏) = 4𝑎𝑏 Como o enunciado nos informou que 𝑎 + 𝑏 = 6: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 35 4𝑎𝑏 = 5 ∙ 6 4𝑎𝑏 = 30 𝑎𝑏 = 7,5 Agora vamos ao que nos interessa: calcular o valor de 𝑎2 + 𝑏2 Vamos utilizar um artifício muito comum em questões deste tipo. Notou a semelhança da expressão 𝑎2 + 𝑏2 com a expressão (𝑎 + 𝑏)2? 𝑎2 + 𝑏2 → 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜, 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑎𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑒 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑖𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠. (𝑎 + 𝑏)2 → 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜, 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑒 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜. Pois bem, esta expressão (𝑎 + 𝑏)2 é muito famosa em Matemática. É tão famosa e útil que é chamada de produto notável. Vamos lembrar o desenvolvimento desta expressão: (𝑎 + 𝑏)2 = 𝑎2 + 2𝑎𝑏 + 𝑏2 Você está lembrado qual é o valor de 𝑎 + 𝑏? O enunciado nos informou que 𝒂 + 𝒃 = 𝟔. E o valor de 𝑎𝑏, você está lembrado? Nós já calculamos e descobrimos que 𝒂𝒃 = 𝟕, 𝟓. (𝒂 + 𝒃)2 = 𝑎2 + 2𝒂𝒃 + 𝑏2 (𝟔)2 = 𝑎2 + 2 ∙ 𝟕, 𝟓 + 𝑏2 36 = 𝑎2 + 15 + 𝑏2 36 − 15 = 𝑎2 + 𝑏2 21 = 𝑎2 + 𝑏2 Portanto, 𝑎2 + 𝑏2 = 21. Letra D 15. (Pref. de Cantagalo 2010/CEPERJ) Sabendo-se que: 𝑎 + 𝑏 = 2 e 𝑎𝑏 = 1/2, 𝑎3 + 𝑏3 vale: a) 5 b) 5/2 c) 2/5 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 36 d) 3 e) 1/2 Resolução Questão muito parecida com a questão anterior. Mesma banca, 3 anos depois... A banca foi gentil e agressiva simultaneamente. Gentil porque forneceu diretamente os valores de 𝑎 + 𝑏 e de 𝑎𝑏. Agressiva porque trocou o expoente da expressão pedida. Para calcular 𝑎3 + 𝑏3 vamos ter um pouco mais de trabalho. A conversa é bem parecida com a da questão passada. Notou a semelhança da expressão 𝑎3 + 𝑏3 com a expressão (𝑎 + 𝑏)3? 𝑎3 + 𝑏3 → 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜, 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑎𝑜 𝑐𝑢𝑏𝑜 𝑒 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑖𝑑𝑎 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠. (𝑎 + 𝑏)3 → 𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜, 𝑠𝑜𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑠 𝑒 𝑒𝑚 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑖𝑑𝑎 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑜 𝑟𝑒𝑠𝑢𝑙𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑎𝑜 𝑐𝑢𝑏𝑜. Pois bem, esta expressão (𝑎 + 𝑏)3 é muito famosa em Matemática. É tão famosa e útil que é chamada de produto notável. Vamos lembrar o desenvolvimento desta expressão: (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 + 𝑏3 “Nunca vou lembrar-me deste desenvolvimento na hora da prova!” Calma... Há uma saída: utilizar a força braçal! Para calcular (𝑎 + 𝑏)3 basta multiplicar (𝑎 + 𝑏)2 por (𝑎 + 𝑏) (𝑎 + 𝑏)3 = (𝑎 + 𝑏)2 ∙ (𝑎 + 𝑏) (𝑎 + 𝑏)3 = (𝑎2 + 2𝑎𝑏 + 𝑏2) ∙ (𝑎 + 𝑏) (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 𝑎2𝑏 + 2𝑎2𝑏 + 2𝑎𝑏2 + 𝑎𝑏2 + 𝑏3 (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 + 𝑏3 Bom, vamos voltar ao problema. Queremos calcular o valor de 𝑎3 + 𝑏3. (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 + 𝑏3 Observe as duas parcelas do meio no segundo membro: 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 37 Podemos colocar a expressão 3𝑎𝑏 em evidência. 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 = 3𝑎𝑏 ∙ (𝑎 + 𝑏) Voltando ao produto notável: (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎2𝑏 + 3𝑎𝑏2 + 𝑏3 (𝑎 + 𝑏)3 = 𝑎3 + 3𝑎𝑏 ∙ (𝑎 + 𝑏) + 𝑏3 Sabendo que 𝒂 + 𝒃 = 𝟐 𝑒 𝒂𝒃 = 𝟏/𝟐: (𝒂 + 𝒃)3 = 𝑎3 + 3𝒂𝒃 ∙ (𝒂 + 𝒃) + 𝑏3 (𝟐)3 = 𝑎3 + 3 ∙ 𝟏 𝟐 ∙ (𝟐) + 𝑏3 8 = 𝑎3 + 3 + 𝑏3 𝑎3 + 𝑏3 = 5. Letra A 3. Radicais Se 𝑎 é um número não-negativo (𝑎 ≥ 0) e 𝑛 é um número natural maior que 1, então a raiz enésima de 𝑎 é um número 𝑏 não-negativo (𝑏 ≥ 0) tal que 𝑏𝑛 = 𝑎. Vamos recordar o resultado de algumas raízes para fixar o conceito. √9 = 3 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 32 = 9. √32 5 = 2 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 25 = 32. √0 6 = 0 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 06 = 0. √𝑎 𝑛 = 𝑏 → 𝑛 é 𝑜 í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒, 𝑎 é 𝑜 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑒 𝑏 é 𝑎 𝑟𝑎𝑖𝑧. Raízes de índice par Quando elevamos um número positivo ou negativo ao quadrado (ou a qualquer outro expoente par), o resultado é sempre um número positivo. Veja os exemplos: (+5)2 = 25 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 38 (−5)2 = 25 Mas isso não implica dizer que o número 25 tem duas raízes quadradas: 5 e -5. Na definição dada, foi dito que a raiz enésima de um número positivo é um número positivo. Portanto: √25 = 5 (𝑉𝑒𝑟𝑑𝑎𝑑𝑒𝑖𝑟𝑜) √25 = −5 (𝐹𝑎𝑙𝑠𝑜) Desta maneira, é falso afirmar que √49 = ±7. Por outro lado, podemos escrever que −√25 = −5. Não é o radical que “causa” o sinal, e sim o sinal que o antecede. É importante saber que não existe raiz de um número negativo se o índice do radical for par (trabalhando com números reais). Por exemplo, √−16 não existe porque não há um número real que elevado ao quadrado dê −16. Até porque todo número elevado ao quadrado não pode ser negativo. Note a diferença: −√16 = −4 √−16 → 𝑛ã𝑜 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒 𝑒𝑚 ℝ Raízes de índice ímpar Se o índice do radical é ímpar, admite-se a existência de raízes com radicando negativo. √8 3 = 2 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 23 = 8 √−8 3 = −2 𝑝𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 (−2)3 = −8 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑐𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑜 → 𝑟𝑎𝑖𝑧 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑣𝑎 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑐𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 → 𝑟𝑎𝑖𝑧 𝑛𝑒𝑔𝑎𝑡𝑖𝑣𝑎 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 39 Propriedades Considere 𝑎, 𝑏 números reais não-negativos (𝑎 ≥ 0 𝑒 𝑏 ≥ 0), 𝑛 um número natural maior que 1 e 𝑚 um número inteiro qualquer. √𝑎 𝑛 ∙ √𝑏 𝑛 = √𝑎𝑏 𝑛 √𝑎 𝑛 √𝑏 𝑛 = √ 𝑎 𝑏 𝑛 → 𝑎𝑞𝑢𝑖 𝑑𝑒𝑣𝑒𝑚𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑏 ≠ 0 ( √𝑎 𝑛 ) 𝑚 = √𝑎𝑚 𝑛 √ √𝑎 𝑛𝑚 = √𝑎 𝑚𝑛 Efetue √3 ∙ (√12 − 2√27 + 3√75) √3 ∙ √12 − 2√3 ∙ √27 + 3√3 ∙ √75 = √3 ∙ 12 − 2√3 ∙ 27 + 3√3 ∙ 75 = = √36 − 2√81 + 3√225 = 6 − 2 ∙ 9 + 3 ∙ 15 = 33 Estas propriedades ajudam a simplificar radicais, por exemplo: √28 = √4 ∙ 7 = √4 ∙ √7 = 2√7 √300 = √100 ∙ 3 = √100 ∙ √3 = 10√3 √0,444 … = √ 4 9 = √4 √9 = 2 3 Potência de expoente racional Se a é um número real positivo, m é um número inteiro e n é um número natural não nulo, temos: √𝑎𝑚 𝑛 = 𝑎 𝑚 𝑛 Observe: Exemplos: √𝑎𝑚 𝑛 = 𝑎 𝑚 𝑛 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 40 3 1 2 = √31 2 = √3 5 2 3 = √52 3 = √25 3 270,3333… = 27 1 3 = √27 3 = 3 Racionalização de Denominadores Racionalizar o denominador de uma fração significa eliminar os radicais que aparecem nesse denominador, sem alterar o valor da fração. Grosso modo, racionalizar é “tirar” o radical do denominador. Para racionalizar, devemos multiplicar o numerador e o denominador da fração por um número chamado fator racionalizante do denominador. 1º caso → Racionalizando quando o denominador é um radical de índice 2 Para racionalizar frações em que o denominador é uma raiz quadrada, multiplicamos ambos os termos da fração por essa mesma raiz quadrada e, assim, obtemos uma fração equivalente com denominador radical. Lembre-se que se 𝑎 é um número não-negativo, √𝑎 ∙ √𝑎 = √𝑎2 = 𝑎. Veja os exemplos: 8 √2 = 8 ∙ √𝟐 √2 ∙ √𝟐 = 8√2 2 = 4√2 10 2√5 = 10 ∙ √𝟓 2√5 ∙ √𝟓 = 10√5 2 ∙ 5 = 10√5 10 = √5O NÚMERO NÃO MUDOU!! MUDOU APENAS A FORMA DE ESCREVÊ-LO!! 2º caso → Racionalizando quando o denominador é um radical de índice diferente de 2 Lembre-se que se a é um número não-negativo, √𝑎𝑛 𝑛 = 𝑎. 8 √23 5 = 8 ∙ √𝟐𝟐 𝟓 √23 5 ∙ √𝟐𝟐 𝟓 = 8√4 5 √25 5 = 8√4 5 2 = 4√4 5 Observe que o expoente do fator racionalizante foi obtido assim: 5 − 3 = 2 3º caso → Racionalizando quando o denominador é uma soma ou diferença de dois termos, sendo pelo menos um dos termos um radical MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 41 Para ensinar este 3º caso, falarei sobre um “produto notável”. (𝑎 + 𝑏) ∙ (𝑎 − 𝑏) = 𝑎2 − 𝑏2 Concluímos que o produto da soma pela diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo, menos o quadrado do segundo termo. (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 + 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) ∙ (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜 − 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜) = (𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜)2 − (𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜)2 Pois bem, vamos ver um exemplo: 6 √5 + √2 = 6 ∙ (√𝟓 − √𝟐) (√5 + √2) ∙ (√𝟓 − √𝟐) = 6 ∙ (√5 − √2) (√5) 2 − (√2) 2 = 6 ∙ (√5 − √2) 5 − 2 = 6 ∙ (√5 − √2) 3 = = 2 ∙ (√5 − √2) = 2√5 − 2√2 7 4 − √3 = 7 ∙ (𝟒 + √𝟑) (4 − √3) ∙ (𝟒 + √𝟑) = 7 ∙ (4 + √3) (4)2 − (√3) 2 = 7 ∙ (4 + √3) 16 − 3 = 7 ∙ (4 + √3) 13 Observe que o fator racionalizante de √5 + √2 é √𝟓 − √𝟐 (troca o sinal). O fator racionalizante de 4 − √3 é 𝟒 + √𝟑. 16. (SEE/RJ 2010/CEPERJ) Na igualdade √7+√5 √7−√5 = 𝑎 + √𝑏 , o valor de 𝑎2 − 𝑏 é: a) 1 b) 3 c) 3 d) 5 e) 7 Vejamos alguns exemplos de racionalização de denominadores. Racionalizar o denominador significa transformar o denominador em um número racional. Ou seja, se o denominador apresenta um radical, nosso objetivo é eliminar o radical. 4 √2 Observe que o denominador é um número irracional. Racionalizar o denominador significar “acabar com o número irracional do denominador”. Neste caso, a saída é multiplicar o numerador e o denominador por √2. 4 √2 ∙ √2 √2 = 4√2 2 = 2√2 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 42 Desta forma: 4 √2 = 2√2 Vamos lembrar o seguinte produto notável: (𝑎 + 𝑏) ∙ (𝑎 − 𝑏) = 𝑎2 − 𝑏2 Este produto notável nos ajudará na racionalização de denominadores como o do enunciado. Sempre que tivermos uma soma de radicais no denominador, devemos multiplicar o numerador e o denominador pela diferença dos radicais. Sempre que tivermos uma diferença de radicais no denominador, devemos multiplicar o numerador e o denominador pela soma dos radicais. √7 + √5 √7 − √5 ∙ √7 + √5 √7 + √5 = √49 + √35 + √35 + √25 (√7) 2 − (√5) 2 = 7 + 2√35 + 5 7 − 5 = 12 + 2√35 2 √7 + √5 √7 − √5 = 6 + √35 Como √7+√5 √7−√5 = 𝑎 + √𝑏 , concluímos que 𝑎 = 6 𝑒 𝑏 = 35 O valor de 𝑎2 − 𝑏 é 62 − 35 = 36 − 35 = 1 Letra A 17. (APO/MPOG – 2008 – ESAF) Sabe-se que os números x,y e z são números racionais. Sabe-se, também, que 𝑧 = 𝑥 − 2√3 3 − 𝑦√3 . Com essas informações, conclui-se que: a) 𝑥 ∙ 𝑦 = −6 b) 𝑥 + 𝑦 = 6 c) 𝑥 ∙ 𝑦 = 0 d) 𝑥/𝑦 = 6 e) 𝑥 ∙ 𝑦 = 6 Resolução Racionalizando o denominador: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 43 𝑧 = 𝑥 − 2√3 3 − 𝑦√3 ∙ 3 + 𝑦√3 3 + 𝑦√3 𝑧 = 3𝑥 + 𝑥𝑦√3 − 6√3 − 6𝑦 9 − 3𝑦2 𝑧 = (3𝑥 − 6𝑦) + (𝑥𝑦 − 6) ∙ √3 9 − 3𝑦2 Para que z seja racional, o número que multiplica √3 deve ser igual a 0. Portanto, 𝑥𝑦 − 6 = 0 𝑥𝑦 = 6 Letra E Comparação de radicais Para comparar radicais (decidir quem é o maior ou o menor) devemos utilizar a seguinte propriedade: √𝑎𝑚 𝑛 = √𝑎𝑚𝑝 𝑛𝑝 Isto significa que podemos alterar o índice da raiz. Para tanto, devemos multiplicar (ou dividir) o índice por certo número p e, para não alterar o valor da raiz, devemos multiplicar (ou dividir) o expoente do radicando pelo mesmo número p. Exemplo: √24 3 = √24∙2 3∙2 = √28 6 Exemplo: Quem é maior: √2 5 ou √3 4 ? Ora, os índices são diferentes. Para fazer a comparação, devemos reduzir os radicais ao mesmo índice. Devemos pensar em um número que seja múltiplo de 4 e de 5. Que tal 20? Devemos raciocinar da seguinte maneira: Qual o número que multiplicado por 5 é igual a 20? Este número é 4. Portanto, devemos multiplicar o índice e o expoente do primeiro radical por 4. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 44 √2 5 = √24 5∙4 = √16 20 Vejamos o segundo radical. Qual o número que multiplicado por 4 é igual a 20? Este número é 5. Portanto, devemos multiplicar o índice e o expoente do segundo radical por 5. √35 4∙5 = √243 20 Desta forma: perguntar quem é maior: √2 5 ou √3 4 é o mesmo que perguntar quem é maior: √16 20 ou √243 20 ? Como √243 20 > √16 20 , então √3 4 > √2 5 18. (Secretaria Municipal de Fazenda 2005/FJG) Os valores √4 2 , √8 6 𝑒 √16 3 , quando ordenados de modo decrescente, têm a seguinte apresentação: a) √4 2 > √16 3 > √8 6 b) √4 2 > √8 6 > √16 3 c) √16 3 > √4 2 > √8 6 d)√8 6 > √4 2 > √16 3 Resolução Para comparar os radicais, devemos reduzi-los ao mesmo índice. Para começar, devemos pensar em um número que seja múltiplo dos índices. Qual um múltiplo comum de 2, 6 e 3? Que tal 6? Devemos multiplicar 2 por 3 para obter 6. Devemos multiplicar 6 por 1 para obter 6. Devemos multiplicar 3 por 2 para obter 6. Desta forma: √4 2 = √43 2∙3 = √64 6 √16 3 = √162 3∙2 = √256 6 Facilmente percebemos que: √256 6 > √64 6 > √8 6 Portanto: √16 3 > √4 2 > √8 6 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 45 Letra C Máximo Divisor Comum Se a divisão de um número natural por outro (não nulo) é exata, dizemos que o primeiro é divisível pelo segundo, ou que o segundo número é divisor do primeiro. Desta forma temos que: 15 é 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠í𝑣𝑒𝑙 𝑝𝑜𝑟 3 3 é 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 15 O conjunto dos divisores de um número é aquele que comporta todos os divisores do número em questão. Por exemplo, o conjunto dos divisores de 6 é: 𝐷6 = {1,2,3,6} O maior dos divisores comuns de dois ou mais números chama-se máximo divisor comum (m.d.c.). Vejamos... Qual é o m.d.c. entre 8 e 12? Vamos listar os divisores de cada número. 𝐷8 = {𝟏, 𝟐, 𝟒, 8} 𝐷12 = {𝟏, 𝟐, 3, 𝟒, 6,12} Os números em vermelho são os divisores comuns de 8 e 12. Dentre os divisores comuns, qual é o maior? A resposta é 4. Portanto, 𝑚𝑑𝑐(8,12) = 4. Vamos aprender um método mais rápido para calcular o m.d.c. na resolução das questões. 19. (Fundação CASA 2010/VUNESP) Um eletricista tem 4 rolos do fio X, com 84 m cada um, 3 rolos do fio Y, com 144 m cada um, e 5 rolos do fio Z, com 60 m cada um. Para fazer as ligações necessárias de uma obra, ele deverá cortar os fios dos 12 rolos em pedaços do mesmo tamanho, sendo esse tamanho o maior possível, de modo que não reste nenhum pedaço de fio nos rolos. Dessa maneira, ele deverá obter um número total de pedaços igual a (A) 24. (B) 36. (C) 49. (D) 64. (E) 89. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 46 Resolução Vejamos, por exemplo, o fio X. Cada rolo do fio X tem 84 metros. Será que podemos dividir o rolo do fio X em pedaços de 10 metros sem que haja resto? É óbvio que não! E por que não? Porque 10 não é um divisor de 84. Será que podemos dividir o rolo do fio X em pedaços iguais de 4 metros sem que haja resto? Sim! E por que sim? Porque 4 é um divisor de 84, ou seja, 84 dividido por 4 é igual a 21 e resto 0. Seguindo este raciocínio,o tamanho de cada pedaço deve ser um divisor do comprimento de cada rolo de fio. Ou seja, o tamanho do pedaço que estamos querendo calcular deve ser um divisor de 84, 144 e 60. Temos que calcular um número que seja divisor comum destes três números. O problema é que há vários divisores comuns, como por exemplo, 2 ou 4. O enunciado então determina que o tamanho de cada pedaço seja o maior possível. Resumindo: o tamanho de cada pedaço deve ser o maior divisor comum de 84, 144 e 60. Vocês conhecem este número como MDC: M de maior, D de divisor e C de comum. Vamos calcular o 𝑚𝑑𝑐(84,144,60). Utilizaremos o método da fatoração simultânea. Como bem diz o nome do método, devemos fatorar os três números simultaneamente, ou seja, de uma só vez. Para isto, devemos procurar números que dividam simultaneamente os três números. Pense em um número que divida 84, 144 e 60. Pensou? Que tal 2? 84 dividido por 2 é igual a 42, 144 dividido por 2 é igual a 72 e 60 dividido por 2 é igual a 30. Vamos pensar em um número que divida 42, 72 e 30. Que tal 2 novamente? 42 dividido por 2 é igual a 21, 72 dividido por 2 é igual a 36 e 30 dividido por 2 é igual a 15. 84, 144 , 60 2 42, 72 , 30 84, 144 , 60 2 42, 72 , 30 2 21, 36, 15 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 47 Pense em um número que divida 21, 36 e 15... Que tal 3? 21 divido por 3 é igual a 7, 36 dividido por 3 é igual a 12 e 15 dividido por 3 é igual a 5. Há algum número natural (diferente de 1) que divida 7, 12 e 5 simultaneamente? Não! Então devemos parar. Para calcular o MDC, devemos multiplicar 2 ∙ 2 ∙ 3 = 12. Conclusão: cada pedaço terá 12 metros. O rolo do fio X tem 84 metros. Se cada pedaço terá 12 metros, então cada rolo do fio X será dividido em: 84 12 = 7 𝑝𝑒𝑑𝑎ç𝑜𝑠 Como temos 4 rolos do fio X, então teremos no total 4 ∙ 7 = 𝟐𝟖 𝒑𝒆𝒅𝒂ç𝒐𝒔. O rolo do fio Y tem 144 metros. Se cada pedaço terá 12 metros, então cada rolo do fio Y será dividido em: 144 12 = 12 𝑝𝑒𝑑𝑎ç𝑜𝑠 Como temos 3 rolos do fio Y, então teremos no total 3 ∙ 12 = 𝟑𝟔 𝒑𝒆𝒅𝒂ç𝒐𝒔. O rolo do fio Z tem 60 metros. Se cada pedaço terá 12 metros, então cada rolo do fio Z será dividido em: 60 12 = 5 𝑝𝑒𝑑𝑎ç𝑜𝑠 Como temos 5 rolos do fio Z, então teremos no total 5 ∙ 5 = 𝟐𝟓 𝒑𝒆𝒅𝒂ç𝒐𝒔. Dessa maneira, ele deverá obter um número total de pedaços igual a 28 + 36 + 25 = 89. Depois de calculado o comprimento de cada pedaço, poderíamos seguir o seguinte raciocínio para calcular o total de pedaços. Temos 4 rolos do fio X, cada um com 84 metros. O comprimento total do fio X é igual a 4 ∙ 84𝑚 = 336 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠. 84, 144 , 60 2 42, 72 , 30 2 21, 36, 15 3 7, 12, 5 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 48 Temos 3 rolos do fio Y, cada um com 144 metros. O comprimento total do fio Y é igual a 3 ∙ 144𝑚 = 432 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠. Temos 5 rolos do fio Z, cada um com 60 metros. O comprimento total do fio Z é igual a 5 ∙ 60𝑚 = 300 𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜𝑠. O comprimento total de todos os rolos de fio é igual a 336 + 432 + 300 = 1.068 𝑚. Como cada pedaço de fio terá 12 metros, então teremos: 1.068 12 = 89 𝑝𝑒𝑑𝑎ç𝑜𝑠 Letra E 20. (SEAP-SP 2009/VUNESP) Em um presídio há 400 detentos, sendo 240 no setor X e 160 no setor Y. Para realizar atividades na oficina de artes, o total de detentos foi dividido em grupos com o mesmo número de integrantes, sendo esse número o maior possível, sem deixar nenhum detento de fora e sem misturar os detentos dos dois setores. Dessa forma, foram formados (A) 5 grupos. (B) 8 grupos. (C) 10 grupos. (D) 12 grupos. (E) 13 grupos. Resolução Para que os grupos tenham o mesmo número de integrantes, devemos encontrar um número que seja divisor de 240 e seja divisor de 160 (para que não haja resto). Além disso, este divisor deve ser o maior possível. Devemos, portanto, calcular o máximo divisor comum (MDC) dos números 240 e 160. O processo para o cálculo do MDC está descrito na questão anterior. Devemos fatorar os números apenas por números que dividam os dois números simultaneamente. Portanto, 𝑚𝑑𝑐(240,160) = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 5 = 80. Isto significa que cada grupo terá 80 detentos. 240, 160 2 120, 80 2 60, 40 2 30, 20 2 15, 10 5 3, 2 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 49 Dividindo os 400 detentos em grupos de 80, teremos 5 grupos (observe que 400 dividido por 80 é igual a 5). Letra A Mínimo Múltiplo Comum Para obtermos os múltiplos do número 4, multiplicamos cada elemento do conjunto dos números naturais pelo número 4. 4 × 0 = 0 4 × 1 = 4 4 × 2 = 8 4 × 3 = 12 4 × 4 = 16 ⋮ Os múltiplos de 4 são {0,4,8,12,16,20,24, … }. Percebe-se facilmente que esse conjunto tem infinitos elementos. Devemos nos lembrar dos seguintes fatos: O zero é múltiplo de qualquer número. Todo número é múltiplo de 1 e de si mesmo. O único múltiplo de zero é o próprio zero. O menor dos múltiplos comuns (excluído o zero) de dois ou mais números chama-se mínimo múltiplo comum (m.m.c.). Qual o m.m.c. entre 8 e 12? 𝑀ú𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 8 = {0,8,16, 𝟐𝟒, 32,40, 𝟒𝟖, 56,64, 𝟕𝟐, 80, … } 𝑀ú𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑒 12 = {0,12, 𝟐𝟒, 36, 𝟒𝟖, 60, 𝟕𝟐, 84, … } Observe que existem infinitos múltiplos comuns não-nulos. Dentre todos os múltiplos comuns não-nulos, o menor é 24. Portanto, 𝑚𝑚𝑐(8,12) = 24. Normalmente os problemas envolvendo mmc são aqueles que surgem periodicidades. Por exemplo: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 50 Imagine que Guilherme tenha folga no trabalho a cada 8 dias. Sua esposa Manuella folga no seu trabalho a cada 12 dias. Se os dois folgaram juntos hoje, quando folgarão juntos novamente? A resposta é dada pelo mmc. Os dois folgarão juntos novamente daqui a 24 dias! Obviamente eles não folgarão juntos APENAS daqui a 24 dias. Esta é apenas a PRÓXIMA vez em que folgarão juntos. Pelo conjunto dos múltiplos que escrevi anteriormente, percebemos que eles também daqui a 48 dias, daqui a 72 dias, etc. O processo para calcular o mmc é muito parecido com o processo para calcular o mdc, utilizando fatoração simultânea. A diferença é que no cálculo do mmc nós continuamos a fatoração até que não seja mais possível fatorar. Vejamos: Devemos pensar em um número que divida os dois simultaneamente. Que tal 2? Devemos agora pensar em um número que divida simultaneamente 4 e 6. Que tal 2? 8, 12 8, 12 2 4, 6 8, 12 2 4, 6 2 2, 3 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 51 Agora não temos mais como dividir 2 e 3 pelo mesmo número. Vamos continuar a fatoração. Dividindo por 2 (repetimos o 3). E agora dividimos por 3. Desta forma, 𝑚𝑚𝑐(8,12) = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 3 = 24 21. (Instituto Butantan 2010/VUNESP) Um paciente recebe 3 medicamentos, todos os dias. O primeiro, de 4 em 4 horas, o segundo, de 8 em 8 horas, e o terceiro, a cada 10 horas. Ele recebeu os medicamentos juntos às 7 horas do dia 27 de novembro de 2009. Receberá os 3 medicamentos juntos, novamente, no mês de novembro de 2009, dia (A) 28, às 19 horas. (B) 28, às 23 horas. (C) 29, às 7 horas. (D) 29, às 11 horas. (E) 30, às 7 horas. Resolução Para calcular o tempo decoincidência dos eventos (período comum) devemos calcular o mínimo múltiplo comum dos períodos. 8, 12 2 4, 6 2 2, 3 2 1, 3 8, 12 2 4, 6 2 2, 3 2 1, 3 3 1, 1 4, 8, 10 2 2, 4, 5 2 1, 2, 5 2 1, 1, 5 5 1, 1, 1 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 52 Desta forma, 𝑚. 𝑚. 𝑐. (4,8,10) = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 5 = 40 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠. Isto significa que os 3 medicamentos chegam juntos a cada 40 horas. Ele recebeu os medicamentos juntos às 7 horas do dia 27 de novembro de 2009. Ora, sabemos que 40 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 = 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 + 16 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 = 1 𝑑𝑖𝑎 + 16 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 7 horas do dia 27 de novembro de 2009 + 1 dia = 7 h do dia 28 de novembro de 2009. 7 h do dia 28 de novembro de 2009 + 16 horas = 23 h do dia 28 de Nov. de 2009. Letra B 22. (Agente Fiscalização Sanitária – Pref. de Sorocaba 2010/VUNESP) Antônio, Hélio e Emílio são três responsáveis pela fiscalização sanitária da dengue e fazem plantão, respectivamente, a cada 10, 15 e 18 dias. Eles trabalharam juntos no dia 27 de março. O próximo plantão, imediatamente após esse, que os três farão juntos, será no dia (A) 15 de maio (B) 26 de maio (C) 25 de junho (D) 30 de junho (E) 27 de julho Resolução Para calcular o período que os três trabalham juntos, devemos calcular o mínimo múltiplo comum de 10, 15 e 18. Assim, 𝑚𝑚𝑐(10,15,18) = 2 ∙ 3 ∙ 3 ∙ 5 = 90 dias. Observe que o problema não considera meses de 30 dias. Devemos considerar a quantidade de dias que cada mês realmente tem. Muita gente confunde os meses com 30 e os meses com 31 dias. Há um processo mnemônico muito fácil para a memorização destes meses. Primeiro, feche a sua mão conforme a figura abaixo. 10,15, 18 2 5, 15, 9 3 5, 5, 3 3 5, 5, 1 5 1, 1, 1 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 53 Para o nosso processo mnemônico, vamos da saliência do dedo indicador até a saliência do dedo mínimo, ignorando o polegar. Perceba que existem 4 saliências (dos ossos) e três reentrâncias (entre um dedo e outro), conforme a figura abaixo: Agora vamos fazer o seguinte: Vamos considerar a primeira saliência como sendo janeiro, a primeira reentrância, como fevereiro, e assim por diante, conforme a figura abaixo: MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 54 Marcados os meses de janeiro, fevereiro, março abril, maio, junho e julho, não tem mais “espaço” para marcarmos os outros meses. Faremos então a mesma coisa que fizemos com janeiro, começaremos do dedo mínimo: Todos os meses que estão em uma saliência, têm 31 dias. Todos os meses que estão em uma reentrância, têm 30 dias (exceto, claro, de fevereiro que tem 28 ou 29 dias). Eles trabalharam juntos no dia 27 de março. Como o mês de março possui 31 dias, então vamos contar 4 dias em março. O mês de abril tem 30 dias e o mês de maio tem 31 dias. Já contamos 4 + 30 + 31 = 65 𝑑𝑖𝑎𝑠. Para completar os 90 dias, precisamos de 90 − 65 = 25 dias, que serão contados em junho. Portanto, próximo plantão, imediatamente após esse, que os três farão juntos, será no dia 25 de junho. Letra C 23. (SEAP-SP 2009/VUNESP) Três agentes penitenciários fazem rondas noturnas em um determinado presídio. O primeiro tem que acionar o relógio de controle a cada 36 minutos; o segundo, a cada 24 minutos, e o terceiro, a cada MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 55 18 minutos. Dessa maneira, pode-se afirmar que eles acionam simultaneamente o relógio de controle a cada (A) 1 h 24 min. (B) 1 h 18 min. (C) 1 h 12 min. (D) 1 h 06 min. (E) 1 h. Resolução Para calcular o tempo de coincidência dos eventos (período comum) devemos calcular o mínimo múltiplo comum dos períodos. Desta forma, 𝑚. 𝑚. 𝑐. (36,24,18) = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 3 ∙ 3 = 72 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠. 72 𝑚𝑖𝑛 = 60 𝑚𝑖𝑛 + 12 𝑚𝑖𝑛 = 1ℎ 12 𝑚𝑖𝑛 Letra C 24. (Técnico Administrativo TRT 24ª Região 2011/FCC) Sabe-se que Vitor e Valentina trabalham como Auxiliares de Enfermagem em uma empresa e, sistematicamente, seus respectivos plantões ocorrem a cada 8 dias e a cada 6 dias. Assim sendo, se no último dia de Natal – 25/12/2010 – ambos estiveram de plantão, então, mantido o padrão de regularidade, uma nova coincidência NÃO ocorrerá em (A) 18 de maio. (B) 24 de abril. (C) 31 de março. (D) 10 de fevereiro. (E) 18 de janeiro. Resolução 36, 24, 18 2 18. 12, 9 2 9, 6, 9 2 9, 3, 9 3 3, 1, 3 3 1, 1 , 1 MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 56 O intervalo das coincidências é calculado a partir do M.M.C. dos períodos. 6, 8 2 3, 4 2 3, 2 2 3, 1 3 1,1 Assim, 𝑚𝑚𝑐(6,8) = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 3 = 24. Ou seja, os plantões coincidem a cada 24 dias. Houve uma coincidência no dia 25 de dezembro de 2010. Vamos avançar de 24 em 24 dias. A próxima coincidência será no dia 18 de janeiro (6 dias de dezembro mais 18 dias de janeiro = 24 dias). Em seguida, há uma coincidência no dia 11 de fevereiro (13 dias em janeiro mais 11 dias de fevereiro = 24 dias). Já podemos marcar a alternativa D. A próxima coincidência será no dia 7 de março (17 dias em fevereiro mais 7 dias de março = 24 dias). Como 7 + 24 = 31, então a próxima coincidência é no dia 31 de março. Correndo mais 24 dias, chegamos no dia 24 de abril. Finalmente, a próxima coincidência será no dia 18 de maio (6 dias em abril + 18 dias de maio = 24 dias). Gabarito: D Sistemas Métricos 25. (PUC-MG) Em metrologia, pé é uma unidade de medida linear equivalente a cerca de 30,48 cm. Um avião que trafega a 30000 pés do solo está voando a uma altura mais próxima de: a) 6km b) 7km c) 8km d) 9km e) 10km Resolução MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme Neves 57 30.000 pés = 30.000 x 30,48 cm = 914.440 cm. Para transformar de centímetro para metro devemos dividir o resultado por 100. Assim, 914.440 cm = 9.144,40 m. E para transformar de metro para quilometro devemos dividir o resultado por mil. Dessa forma, 9.144,40 m = 9,14440 km. Letra D Temos os seguintes múltiplos e submúltiplos do metro. Múltiplos: Decâmetro (dam), hectômetro (hm) e quilômetro (km). Submúltiplos: Decímetro (dm), centímetro (cm) e milímetro (mm). km hm dam m dm cm mm Para transformar as unidades da esquerda para a direita, multiplicamos por 10 a cada passagem. Para transformar as unidades da direita para esquerda devemos dividir por 10 a cada passagem. Então para 914.440 cm serem transformados em quilômetros, devemos dividir por 100.000 (5 casas). 914.440 cm = 9,14440 km. Significados dos prefixos: k quilo (1000) h hecto (100) da deca (10) d deci (1/10) c centi (1/100) m mili (1/1000) O mesmo processo pode ser usado para os múltiplos e submúltiplos do litro e grama. kl hl dal l dl cl ml kg hg dag g dg cg mg Para transformar as unidades da esquerda para a direita, multiplicamos por 10 a cada passagem. Para transformar as unidades da direita para esquerda devemos dividir por 10 a cada passagem. MATEMÁTICA PARA IBGE Aula 6 – Parte 2 Prof. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br | Prof. Guilherme
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