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Capítulo 1 POTENCIAÇÃO Existe outra forma de representar o produto x.x.x.x.x.x, que é x6 (x elevado a sexta potência). O fator repetido x é denominado base, o número 6, que determina o número de vezes que a base se repete, é chamado expoente e o resultado fi nal x6 é denominado potência. Exemplo: a) Expoente 34 = 8 Potência Base Potenciação Leitura no Quadro Sinóptico Valor 40 Quatro elevado a zero 1 41 Quatro elevado a primeira potência 4 42 Quatro elevado a segunda potência ou quatro elevado ao quadrado 16 43 Quatro elevado a terceira potência ou quatro elevado ao cubo 64 44 Quatro elevado a quarta potência 256 45 Quatro elevado a quinta potência 1.024 . . . . . . . . . etc. etc. etc. 1. Casos especiais de potência Toda potência de expoente 1 é igual à própria potência. Exemplos: a) 31 = 3 b) 12 2 3 3 Toda potência de expoente zero é igual ao número 1. Exemplos: a) x0 = 1 b) 03 1 7 c) (256)0 = 1 Toda potência de um número positivo resulta em número positivo. Exemplos: a) (+x)2 = +x2 b) (+3)3 = +27 c) (+2)3 = +8 Toda potência de um número negativo resulta em número negativo se o expoente for ímpar. Exemplos: a) (–x)3 = –x3 b) (–2)3 = –8 c) (–3)3 = –27 Toda potência de um número negativo resulta em número positivo se o expoente for par. Exemplos: a) (–x)2 = + x2 b) (–3)4 = + 81 c) (–2)6 = + 64 Para toda potência elevada a um expoente negativo devemos inverter a base e trocar o sinal do expoente. Exemplos: 2 2 2 2 2 3 3 9 3 2 42 1 1 1 12 2 2 Toda potência elevada a um expoente fracionário resulta em uma raiz, visto que a radiciação é a operação inversa da potenciação. Exemplo: 3 23 2 xx 7 37 3 yy 5 2 5 2 7 3 7 3 UNIDADE 2 ÁLGEBRA ELEMENTAR 68 2. Propriedades das potências 1ª Propriedade Produto de potência de mesma base: repete-se a base e somam-se os expoentes. Exemplos: a) x4. x3 = x4 + 3 = x7 b) 32. 38 = 310 c) (a + b)1. (a + b)1 = (a + b)2 d) (x + y)1. (x + y)1. (x + y)1 = (x + y)3 2ª Propriedade Divisão de potência de mesma base: repete-se a base e subtraem-se os expoentes. Exemplos: a) x6: x2 = x6 – 2 = x4 b) y2: y5 = y2 – 5 = y–3 c) k2: k–3 = k2 – (–3) = k2 + 3 = k5 d) 358 3 2 3 2 : 3 2 3ª Propriedade Potência de uma potência: multiplicam-se os expoentes, repetindo a base. Exemplos: a) (x3)4 = x3. 4 = x12 b) 52 10 3 3x x c) 543 60x x 4ª Propriedade Potência de um produto ou de um quociente: multiplica- mos a potência por expoente dos fatores. Exemplos: a) (x3. y2)4 = x12. y8 b) (a–2. b+3)–4 = a8. b–12 c) 32 6 4 12 x x y y d) 13 3 1 a a b b 3. Potenciação de base 10 com expoente positivo É o número 1 seguido de tantos zeros quantos forem as unidades do expoente. Exemplos: a) 100 = 1 b) 110 10 c) 210 100 d) 310 1000 4. Potenciação de base 10 com expoente negativo É o número 1 posposto de tantos zeros quantos forem as unida- des do expoente acrescido de uma vírgula após o primeiro zero. Exemplos: a) 10–1 = 0,1 b) 10–4 = 0,0001 c) 10–2 = 0,01 5. Caso especial de adição e subtração de potências de expoentes diferentes Devemos igualar os expoentes e em seguida adicionar ou subtrair as potências. Exemplos: a) 67 + 69 = 1 67 + 62 67 = 1 67 + 36 67 = 37 67 b) 912 – 99 = 93 99 – 1 99 = 729 99 – 1 99 = 728 99 Fique Ligado! Nos exemplos, poderíamos também colocar em evidência a potência de menor expoente dividindo todos os termos por ela e fazer as operações necessárias em seguida. Exemplos: a) 67 + 69 = 67. (1 + 62) = 67. (1 + 36) = 37. 67 b) 912 – 99 = 99 (93 – 1) = 99 (93 – 1) = 99 (729 – 1) = 728. 99 Exercícios Resolvidos 1. Calcule x na potência. 2x. 5x = 1.000 UNIDADE 2 69 Resolução 2x. 5x = 103 (2. 5)x = 103 x 3(10) = 10 x = 3 2x. 5x ou 23. 53 1.000 2 23Logo: 500 2 250 2 x = 3 125 5 5325 5 5 5 1 2. Simplifi que a) 1212 14 13 16 14 15 33 3 3 3 3 3 Fatorando em fator comum 2 14 1 3 3 3 2 22 1 3 33 1 3 b) 4(0,0003).(0,24) 3 . 10 (80000).0,0001 . 24 2. 10 8 4 4. 10 . 10 2 6 4 Transformando em potência de 10 9 . 10 9 . 10 10 6. Notação científi ca • Tem a fi nalidade de representar números muito grandes ou extremamente pequenos. • São números que são colocados na forma do produto de dois fatores. 1º fator É um número x, sendo 1 x 9 2º fator É uma potência de 10 Exemplos: a) 2,4. 10–3 b) 8,7. 10–4 etc. Exercício Resolvido 1. Colocar em notação científi ca: a) 240000000 = 2,4. 108 b) 0,324 = 3,24. 10–1 c) 693,5 = 6,935. 102 d) 30000 = 3,0. 104 e) 0,00002 = 2,0. 10–5 f) 0,03 = 3,0. 10–2 g) 42,5. 103 = 4,25. 104 h) 325. 104 = 3,25. 106 i) 0,00000007 = 7,0. 10–8 Exercício 1. Colocar na forma de notação científi ca: a) 0,0000025 = f) 48519 = b) 0,0031 = g) 20000000000 = c) 249,3 = h) 0,32 = d) 3496 = i) 0,0046 = e) 42,51 = j) 4000 = Gabarito 1. a) 2,5. 10–6 f) 4,8519. 104 b) 3,1. 10–3 g) 2. 1010 c) 2,493. 102 h) 3,2. 10–1 d) 3,496. 103 i) 4,6. 10–3 e) 4,251. 101 j) 4. 103 Exercícios sobre Potências 1. Calcule transformando em uma só potência. a) ax. ay = g) bx: by = b) a6. a3 = h) (45: 42) (45: 43) = c) k2. k10 = i) (xp. x3): (x2. xp) = d) k. k = j) 3y + 1: 3y + 2 = e) 220. 230 = k) (x + y)3. (x + y)4. (x + y)1 = f) 640: 610 = l) 32 2 1 : 2 1 = 2. Calcule: a) 1500 = b) 0100 = c) (x + y)0 = d) 4010: 4010 = 3. Calcule aplicando a propriedade. a) 3 2 1 g) 322 b) 3 3 2 h) 322 c) 1 b a i) 21/2 = d) 32 3 2 j) x2/3 = e) 432 2 3 k) 5 2 k f) 322 ÁLGEBRA ELEMENTAR 70 4. Transforme em uma só potência de base 2. a) (42x + 3)4 = e) 2x 128 b) 23x 116 f) 2x 134 c) 32x 18 g) 2x 11 16 d) 213x 132 5. Transforme em uma só potência de base 3. a) (81–x – 1) –1 = d) x 11 27 b) 322x 127 e) 12x 11 243 c) 2x 21 81 6. Calcule: a) 815 – 814 = b) 217 + 216 = c) 820 – 819 = d) 410 – 48 = 7. Identifi car a igualdade verdadeira. a) x x yya a d) –42 = 16 b) 1 3 134 4 e) 23 4 2 9 c) 12 2 7 7 8. Simplifi que: 2210 . 0,001 .27 0,3.0,0001.100 9. (ETFQ) Considerando a expressão (6a. 6a. 2a. 3a)2 = 46.656, concluímos que o valor numérico de “a” é igual a: 10. (EEAr) A expressão 22 7 10 2 3 5 n .n .n n .(n ) , para n 0, é igual a: a) n5 b) n6 c) n–5 d) n12 11. (ETFQ) Calcule o valor de 2 1 2 4 1 2 2 2 1 2 1 4 a.b .(a .b ) .(a.b )E a .b.(a .b ) .(a .b) , sendo a = 3 e b = 2. 12. (Faetec) Simplifi que a expressão 12 13 23 2 0 (2) .(2) : (2) (2) (2) . a) 1 b) 28/3 c) 4/3 d) 0 e) 3/4 13. (EEAr/2001) Dados os números racionais m = 0,03. 10–20, k = 0,3. 10–21, P = 300. 10–22, é correto afi rmar que: a) m < k < P b) m = k > P c) k < m < P d) m = k < P 14. (EEAr/2001) Efetuando 4 23 5 0542 3.( 1 ) 5 , obtemos: a) 10 b) 12 c) 4 d) –12 15. (UFF/2000) A expressão 10 20 30 20 30 40 10 10 10 10 10 10 é equivalente a: a) 1 + 1010 d) 1010 b) 1010 2 e) 1010 1 2 c) 10–10 Sugestão Fatorar o numerador e o denominador por fator comum. 16. (EPJV/2003) Em sua tese de doutorado, Albert Eistein calculou, a partir de dados experimentais, o diâmetro de uma molécula de açúcar: aproximadamente um nanômetro. Com a extensão de 10átomos de hidrogênio colocados lado a lado, o nanômetro corresponde a um milésimo do comprimento de uma bactéria típica, um milionésimo da ponta de um alfi nete, um bilionésimo do metro. Com os dados do texto, podemos afi rmar que o diâmetro do átomo de hidrogênio mede: a) 10–7 m d) 10–10 m b) 10–8 m e) 10–11 m c) 10–9 m 17. (EEAr/2003 – Adaptado) O valor da raiz da equação 2x + 1 + 2x – 1 = 40 é um número: a) inteiro positivo. b) Irracional. c) inteiro negativo. d) solução em R. 18. (CN/2003) Dada a equação (x2 + 1)2 + (x2 + 3x – 17)2 = 0, pode-se afi rmar que, no universo dos números reais, o seu conjunto solução é: a) vazio. b) tem apenas um elemento. c) tem apenas dois elementos. d) tem apenas três elementos. e) tem apenas quatro elementos. UNIDADE 2 71 Sugestão Potência de base positiva ou negativa elevada ao quadrado sempre será positiva. Não existem dois números que elevados ao quadrado e somados em seguida resultem em zero. 19. (CTUR/2003) O valor da expressão 7 7 7 7 7 7 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 é: a) 3 b) 2 c) 12 d) 3/4 e) 4 Sugestão 27 + 27 + 27 + 27 + 27 + 27 = 6. 27 = 3. 28 43 + 43 + 43 + 43 = 4. 43 = 44 = 28 20. (EEAr/2002) Se a2 = 996, b3 = 997 e c4 = 998, então (abc)12 é igual a: a) 9912 b) 9921/2 c) 9928 d) 9988 Sugestão a2 = 996 = elevar a 6ª potência. b3 = 997 = elevar a 4ª potência. c4 = 998 = elevar a 3ª potência. Em seguida, multiplicar as três equações. 21. (EEAr/2003) Se 8x – 9 = 16x/2, então x é um múltiplo de: a) 2 b) 3 c) 5 d) 7 Sugestão Passar 8 e 16 para base 2. 22. (EAM/2003) O presidente Jacques Chirac, da França, foi eleito com 32 milhões de votos e Luiz Inácio Lula da Silva, com 52 milhões. Se x é a metade da diferença de votos entre os dois presidentes, então x. 10–4 é igual a: a) 100 d) 100.000 b) 1.000 e) 1.000.000 c) 10.000 23. (Unifi cado) O número de algarismos do produto 517. 49 é igual a: a) 17 b) 18 c) 26 d) 34 e) 35 Sugestão Devemos procurar transformar esse produto em uma potência de base 10 517. (22)9 = 517. 218 = 517. 217. 2 = (10)17. 2 24. (UNI-Rio) Se P = 20,00001. (0,01) . 10000 0,0001 , então: a) P = 0,1 d) P = (0,1)4 b) P = (0,1)2 e) P = (0,1)5 c) P = (0, 1)3 25. (Escola Naval/2005) O valor de 2 26 x y onde x e y são números inteiros que satisfazem a equação 2x + 1 + 2x = 3y + 2 – 3y é: a) 8 b) 3 c) 11 d) 14 e) 4 Sugestão 2x. 21 + 2x = 3y. 32 – 3y 2x(2 + 1) = 3y(32 – 1) x y 2 9 - 1= 2 +13 x 3 y 1 2 2= 3 3 26. (Cefet/2004) Sendo a0,123 = 5; a0,369 é igual a: a) 50,248 b) 5/3 c) 3 5 d) 15 e) 125 27. (EEAr/2005) Decompondo-se o número natural 3.500 em fatores primos a, b, c, obtém-se o produto am. bn. cp. Se a < b < c, então é falso afi rmar que: a) m + p + n c) n – m = p b) mn = m + n + p d) n: m = p Sugestão Atenção: 2 3 1 Já está na ordem a < b < c 3.500 = 2 . 5 . 7 28. (Cefet/2005) Um livro tem 3 cm de espessura desprezando- -se a capa. Considerando-se que o livro tem um total de 200 folhas, a espessura, em metros, de uma folha desse livro é: a) 1,5. 10–2 d) 6. 10–4 b) 6. 10–2 e) 1,5. 10–3 c) 1,5. 10–4 Sugestão e = 0,03/200 29. (EPJV/2006) Um mol de objetos indica 602 000 000 000 000 000 000 000, isto é, 602 sextilhões de objetos. Este número que vamos chamar de A é conhecido como número de Avogadro, em homenagem ao físico italiano Amadeu Avogadro (1776-1856). Com base nessas informações, indique qual dos números a seguir é a metade de A. a) 6,02. 1011 d) 3,01. 1022 b) 6,02. 1012 e) 3,01. 1023 c) 3,01. 1018 ÁLGEBRA ELEMENTAR 72 30. (Cefet/Discursiva/2005) Um adulto apresentava um quadro de anemia com 3,5 bilhões de glóbulos vermelhos por litro de sangue. Determine, em notação científi ca, a quantidade de glóbulos vermelhos deste adulto considerando que ele tem 5.400 ml de sangue. Sugestão Fazer a regra de três 3,5. 109 glóbulos vermelhos 1 x 5,4 31. (UFF/2006) O nanômetro é a unidade de medida de com- primento usada em Nanotecnologia (“nano”), vem do grego e signifi ca “anão”. Sabe-se que um metro equivale a 1 bilhão de nanômetros. Considerando o diâmetro da terra com 13.000 km, conclui- se que a medida do diâmetro da terra, em nanômetro, é igual a: a) 1,3. 1016 d) 1,3. 109 b) 1,3. 10–16 e) 1,3. 104 c) 1,3. 10–4 Sugestão Passar 13.000 km para metros e, em seguida, multi- plicar por 109. 32. (Cefet/2007) O quociente de 5050 por 2525 é igual a: a) 2525 b) 1025 c) 10025 d) 225 e) 2. 2525 Sugestão Passar para potência de base 5 o que puder do nume- rador e do denominador. 33. (Cefet/2007) Calcule o valor da expressão 2 3 101 80 0 8 2. 2 9 3E 2( 1) ( 1) ( 1) 3 34. (Cefet/2ª Fase/2007) A intensidade da força F de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes Q1 e Q2 é diretamente proporcional ao produto do valor dessas car- gas e inversamente proporcional ao quadrado da distância “d” que as separa. Esse enunciado é conhecido como Lei de Coulomb e pode ser escrito da seguinte forma: 1 2 0 2 Q . QF K d Em que K0 é uma constante de proporcionalidade que depende do meio onde estão as cargas. Determine a intensidade da força F, sabendo-se: K0 = 9. 109 Q1 = 2,5. 10–6 Q2 = 10–6 d = 0,01 35. (Magistério Município-RJ/2007) O número 10100 é deno- minado gugol, que se representa por G. O número de algarismos da potência GG é: a) 1.001 algarismos. c) 101001 + 1 algarismos. b) 2.001 algarismos. d) 10102 + 1 algarismos. Sugestão Sabemos que: 100 = 1 1 algarismo 101 = 10 2 algarismos 102 = 100 3 algarismos 10k = (k + 1) algarismo G = 10100 e pede-se GG = 1001010010 • Pela propriedade da potência, de potência, temos: 100 100 100 210100 10 .100 10 .1010 = 10 = 10 • 10100 tem 101 algarismos (o número 1 seguido de cem zeros) • 102 tem 3 algarismos (o número 1 seguido de dois zeros), portanto: 100 210 .1010 = 10(101 algarismos). (100) = 10103 algarismos • 10103 = 104 algarismos 36. (UFRRJ/2008) Os indianos tinham uma paixão por números longos. Em textos de literatura védica datados de 1500 a.C. a 500 a.C., cada uma das potências de dez até um trilhão recebia um nome diferente. No mundo ocidental, tais nomes específi cos começaram a ser de uso comum séculos depois, embora operações com grandes números sejam frequentes. Sabe-se que o algarismo das unidades de uma potência inteira positiva de 10 é sempre 0. Observando as potências inteiras positivas de 11, por exemplo, percebe-se que o algarismo das unidades é sempre 1. Considere as potências inteiras positivas do número 3. O algarismo das unidades do número 32007 é: a) 9 b) 3 c) 1 d) 5 e) 7 Sugestão Pela propriedade da potência, temos: 5002.077 2.000 7 4 500 73 = 3 .3 = (3 ) .3 == (81) .(2.187) .......1 .(2.187) O fi nal do desenvolvimento desta potência é igual a um UNIDADE 2 73 37. (UFF/2009) Admitindo-se que um DVD comum é capaz de armazenar 4 gigabytes (na verdade, ele armazena um pouco mais), então o número de DVDs necessários para se armazenar 3 petabytes é: a) menor que 217 e maior que 216. b) maior que 220. c) menor que 219 e maior que 218. d) menor que 218 e maior que 217. e) menor que 220 e maior que 219. Sugestão Pelo enunciado: 1 DVD = 4 gigabytes 3 Petabyte = 3. 220 gigabytes Fazer a regra de três: 1 DVD _____ 4 gigabytes x DVD _____ 3. 220 gigabytes 20 20 2 3 . 2 1,5 . 2 . 2x = x = 4 2 38. (Enem/2010) Técnicos concluem mapeamento do aquífero Guarani O aquífero Guarani localiza-se no subterrâneo dos territó- rios da Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai, com exten- são total de 1.200.000 quilômetros quadrados, dos quais 840.000 estão no Brasil. O aquífero armazena cerca de 30 mil quilômetros cúbicos de água e é considerado um dos maiores do mundo. Na maioria das vezes em que são feitas referências à água, são usadas as unidades metro cúbico e litro e não as unidades já descritas. A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) divulgou, por exemplo, um novoreservatório cuja capacidade de arma- zenagem é de 20 milhões de litros. Comparando as capacidades do aquífero Guarani e des- se novo reservatório da Sabesp, a capacidade do aquífe- ro Guarani é: a) 1,5 x 10² vezes a capacidade do reservatório novo. b) 1,5 x 10³ vezes a capacidade do reservatório novo. c) 1,5 x 106 vezes a capacidade do reservatório novo. d) 1,5 x 108 vezes a capacidade do reservatório novo. e) 1,5 x 109 vezes a capacidade do reservatório novo. Sugestão • 30.000 km³ = 3 104 109 = 3 1013 m3 = 3 1013 103 = 3 1016 litros. • No novo reservatório, temos: 20.000.000 litros = 2 107 litros. • Dividir o 1º pelo 2º resultado. 39. (Enem/2010) A resolução das câmeras digitais modernas é dada em megapixels, unidade de medida que represen- ta um milhão de pontos. As informações sobre cada um desses pontos são armazenadas, em geral, em 3 bytes. Porém, para evitar que as imagens ocupem muito espa- ço, elas são submetidas a algoritmos de compressão, que reduzem em até 95% a quantidade de bytes necessários para armazená-las. Considere 1 KB = 1.000 bytes, 1 MB = 1.000 KB, 1 GB = 1.000 MB. Utilizando uma câmera de 2.0 megapixels cujo algoritmo de compressão é de 95%, João fotografou 150 imagens para seu trabalho escolar. Se ele deseja armazená-las de modo que o espaço restante no dispositivo seja o menor espaço possível, ele deve utilizar: a) um CD de 700 MB. b) um pendrive de 1 GB. c) um HD externo de 16 GB. d) um memory stick de 16 MB. e) um cartão de memória de 64 MB. Sugestão • 1 megapixel = 1.000.000 de pontos = 3.000.000 de bytes. • 2 megapixels = 2.000.000 de pontos = 6.000.000 de bytes. • Reduzindo → 5 100 6.000.000 = 300.000 bytes. • 300.000 bytes = 300 KB. • Multiplicando por 150, temos: 300 Kb 150 = 45.000 KB. • 300.000 bytes = 0,3 MB. 0,3 . 150 = 45 MB. Texto para as questões 40 e 41 A população mundial está fi cando mais velha, os índices de natalidade diminuíram e a expectativa de vida aumentou. No gráfi co seguinte, são apresentados dados obtidos por pesqui- sa realizada pela Organização das Nações Unidas (ONU), a respeito da quantidade de pessoas com 60 anos ou mais em todo o mundo. Os números da coluna da direita representam as faixas percentuais. Por exemplo, em 1950 havia 95 milhões de pessoas com 60 anos ou mais nos países desenvolvidos, número entre 10% e 15% da população total nos países de- senvolvidos. ÁLGEBRA ELEMENTAR 74 40. (Enem/2010) Em 2050, a probabilidade de se escolher, aleatoriamente, uma pessoa com 60 anos ou mais de idade, na população dos países desenvolvidos, será um número mais próximo de: a) 1 2 b) 7 20 c) 8 25 d) 1 5 e) 3 25 Sugestão • Ver sugestão do exercício posterior. • x = 50 => ano 2050. • Substituindo x. y = 363 e 0,03 50 . y = 363 (e0,3)0,1 50 . y = 363 (e0,3)5 . y = 363 (e0,3)5 . • Probabilidade = 461 y ou pelo gráfi co, percebemos que: 30% < P < 35%. 41. (Enem/2010) Suponha que o modelo exponencial y = 363e0,03x, em que x = 0 corresponde ao ano 2000, x = 1 corresponde ao ano 2001, e assim sucessivamente, e que y é a população em milhões de habitantes no ano x, seja usado para estimar essa população com 60 anos ou mais de idade nos países em desenvolvimento entre 2010 e 2050. Desse modo, considerando e0,3 = 1,35, estima-se que a população com 60 anos ou mais estará, em 2030, entre: a) 490 e 510 milhões. b) 550 e 620 milhões. c) 780 e 800 milhões. d) 810 e 860 milhões. e) 870 e 910 milhões. Sugestão • Pelo anunciado, temos: X = 0 ano 2000 X = 1 ano 2001 X = 30 ano 2030 • Temos também pelo anunciado: y = 363 e0,03x e substituindo x = 30, teremos: y = 363 e0,03 � 30 • Importante: e0,9 = (e0,3)3 42. (EPCAr/2011) Simplifi cando a expressão S = 2 22 2 3 3 2 1 2 2 2 3 2 2 3 3 (x ) ( x ) x ( x ) , onde x � 0, x � 1 e x � - 1, obtém-se: a) -x-94 c) x94 b) x-94 d) -x94 Sugestão Desenvolvendo as potências acima, temos: ( ) ( ) ( ) 2 16 2 81 8 3 72 x xS x x x ( ) 32 162 8 216 xS x x 43. (Enem/2011) Um dos grandes problemas da poluição dos mananciais (rios, córregos e outros) ocorre pelo hábito de jogar óleo utilizado em frituras nos encanamentos que estão interligados com o sistema de esgoto. Se isso ocor- rer, cada 10 litros de óleo poderão contaminar 10 milhões (107) de litros de água potável. Manual de etiqueta. Parte integrante das revistas Veja (ed. 2055), Cláudia (ed. 555), National Geographic (ed. 93) e Nova Escola (ed. 208) (adaptado). Suponha que todas as famílias de uma cidade descartem óleos de frituras através dos encanamentos e consumam 1 000 litros de óleo em frituras por semana. Qual seria, em litros, a quantidade de água potável conta- minada por semana nessa cidade? a) 10-2. b) 103. c) 104. d) 106. e) 109. Gabarito 1. a) ax + y b) a9 c) k12 d) k2 e) 250 f) 630 g) bx – y h) 45 i) x j) 3–1 k) (x + y)8 l) 2 2. a) 1 b) 0 c) 1 d) 1 UNIDADE 2 75 3. a) 8 b) 27/4 c) b/a d) 26/36 e) 243 2 f) –256 g) 256 h) 64 i) 2 j) 3 2x k) 5 3 5 2 1 kou kk 4. a) 216x + 24 b) 2–24x + 24 c) 2–18x – 18 d) 2–30x + 10 e) 2–12x + 12 f) 2–12x + 12 g) 2–8x – 8 5. a) 34x + 4 b) 3–36x + 18 c) 38x – 8 d) 33x – 3 e) 3–10x + 10 6. a) 7. 814 b) 3. 216 c) 7. 819 d) 15. 48 7. e) 4/9 8. 9. 10–1 9. a = 1 10. c) n–5 11. E = 96 12. c) 4/3 13. d) m = k < P 14. c) 4 15. c) 10–10 16. d) 10–10 m 17. a) inteiro positivo 18. a) vazio 19. a) 3 20. d) 9988 21. b) 3 22. b) 1.000 23. b) 18 24. a) P = 0,1 25. e) 4 26. e) 125 27. d) n: m = p 28. e) 1,5. 10–3 29. e) 3,01. 1023 30. 1,89. 1010 glóbulos vermelhos 31. a) 1,3. 1016 32. c) 10025 33. E = –51/8 34. F = 2,25 35. d) 10102 + 1 algarismo. 36. e) 7 37. e) menor que 220 e maior que 219. 38. e) 39. e) 40. c) 41. e) 42. a) –x-94 43. e) 109 Capítulo 1 PRODUTOS NOTÁVEIS Existem alguns produtos que aparecem frequentemente em álgebra, aritmética e geometria; por essa razão, regras especiais foram criadas para trabalhar com eles. Calcular produtos notáveis é transformar um produto de fatores em uma adição de parcelas. 1º Caso O quadrado da soma de dois termos (a + b)2. Regra: O quadrado do primeiro termo mais duas vezes o produto do primeiro pelo segundo termo mais o quadrado do segundo termo. Exemplos: a) (a + b)2 = a2 + 2 . a . b + b2 Dica: (10 + 20)2 = (10)2 + 2 . 10 . 20 + (20)2 b) (x + 6)2 = x2 + 2 . x . 6 + 62 = x2 + 12x + 36 c) (x3 + 4)2 = (x3)2 + 2 . x3 . 4 + 42 = x6 + 8x3 + 16 2º Caso O quadrado da diferença de dois termos (a – b)2. Regra: O quadrado do 1º termo menos duas vezes o produto do primeiro pelo segundo termo mais o quadrado do segundo termo. Exemplos: a) (a – b2) = a2 – 2 . a . b + b2 Dica: (10 – 20)2 = (10)2 – 2 . 10 . 20 + (20)2 b) (3x – 5)2 = (3x)2 – 2 . 3x . 5 + 52 = 9x2 – 30x + 25 3º Caso O quadrado da soma ou a diferença de três termos (a + b + c)2. Separar os três termos em dois. Em seguida, aplicar regra do 1º ou 2º caso duas vezes. Exemplos: a) (a + b + c)2 = [(a + b) + c]2 (a + b + c)2 = [(a + b)]2 + 2 . (a + b) . c + c2] (a + b + c)2 = [a2 + 2ab + b2 + 2ac + 2bc + c2] Logo: (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2(ab + ac + bc) Dica: (a + b + c)2 = (10)2 + (20)2 + (30)2 + 2 . (10 . 20 + 10 . 30 + 20 . 30) 1º 2º 3º Exercício Resolvido 1. Calcule pela fórmula: (a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2(ab + ac + bc) a) (x + 2y – 3)2 Resolução x2 + (2y)2 + (–3)2 + 2.[x . 2y + x . (–3) + 2y . (–3)] (x + 2y – 3)2 = x2 + 4y2 + 9 + 4xy – 6x – 12y 4º Caso O produto da soma pela diferença de dois termos ou vice- -versa (a + b) (a – b). Regra: O quadrado do primeiro menos o quadrado do segundo termo. Exemplos: a) (a – b) . (a + b) = a2 – b2 Dica: (10 . 20) . (10 + 20) = (10)2 – (20)2 b) (6x3 + 3y) . (6x3 – 3y) = (6x3)2 – (3y)2 = 36x6 – 9y2 5º Caso Produto tipo (a + b)m . (a – b)m. Regra: O quadrado do primeiro termo menos o quadrado do segundo termoelevado ao expoente comum “m”. UNIDADE 3 ÁLGEBRA ELEMENTAR 78 Exemplos: a) (a + b)m . (a – b)m = (a2 – b2)m Dica: (10 + 20)m . (10 – 20)m = [(10)2 – (20)2]m 800800 800 2 2 3 2 . 3 2 3 2 = = (3 – 2)800 = 1800 = 1 b) (a + b)3 . (a – b)3 = (a + b) . (a + b) . (a + b) . (a – b) . (a – b) . (a – b) (a2 – b2) (a2 – b2) (a2 – b2) Logo: (a + b)3 . (a – b)3 = (a2 – b2)3 (a – b2)1 . (a2 – b2)1 (a + b)3 . (a – b)3 = (a2 – b2)3 6º Caso Produto tipo (xn + p) . (xn + q). Exemplos: a) (xn + p) . (xn + q) = x2n + (p + q)xn + p . q b) (x – 4) . (x + 1) = x2 . 1 + (–4 + 1) x (–4) . (+1) (x – 4) . (x + 1) = x2 – 3x – 4 c) (x3 + 8) . (x3 – 5) = x2 . 3 + (8 – 5)x3 + (+8) . (–5) (x3 + 8) . (x3 – 5) = x6 + 3x3 – 40 7º Caso Produto tipo (a + b) . (a2 – a . b + b2). Exemplos: a) (a + b) . (a2 – a . b + b2) = a3 + b3 Dica: (10 + 20) . [(10)2 – 10 . 20 + (20)2] = (10)3 + (20)3 b) (2x + 5) . (4x2 – 10x + 25) = (2x3) + 53 (2x + 5) . (4x2 – 10x + 25) = 8x3 + 125 8º Caso Produto tipo (a – b) . (a2 + a . b + b2). Exemplos: a) (a – b) . (a2 + a . b + b2) = a3 – b3. Dica: (10 – 20) . [(10)2 + 10 . 20 + (20)2] = (10)3 – (20)3 b) (3x – 2) . (9x2 + 6x + 4) = (3x)3 – 23 (3x – 2) . (9x2 + 6x + 4) = 27x3 – 8 9º Caso O cubo da soma de dois termos (a + b)3. Regra: O cubo do primeiro termo mais o triplo do quadrado do primeiro pelo segundo termo mais o triplo do primeiro pelo quadrado do segundo termo, mais o cubo do segundo termo. Exemplos: a) (a + b)3 = a3 + 3a2 . b + 3ab2 + b3 Dica: (10 + 20)3 = (10)3 + 3 . (10)2 . 20 + 3 . 10 (20)2 + (20)3 b) (3x + 4)3 = (3x)3 + 3 . (3x)2 . 4 + 3 . 3x . 42 + 43 3x + 4 = 27x3 + 108x2 + 144x + 64 10º Caso O cubo da diferença de dois termos (a – b)3. Regra: O cubo do primeiro termo menos o triplo do quadrado do primeiro pelo segundo termo mais o triplo do primeiro pelo quadrado do segundo termo menos o cubo do segundo termo. Exemplos: a) (a – b)3 = a3 – 3a2b + 3a . b2 – b3 (10 – 20)3 = (10)3 – 3 . (10)2 . 20 + 3 . 10 (20)2 – (20)3 b) (2x – 1)3 = (2x)3 – 3 . (2x)2 . 1 + 3 . 2x . 12 – 13 (2x – 1)3 = 8x3 – 12x2 + 6x – 1 Exercícios 1. Desenvolva os produtos notáveis: a) (x + 3)2 b) (3x + 5)2 c) (2x3 + 1)2 d) (a2 + b2)2 2. Calcule os produtos notáveis: a) (x – 1)2 b) (3x – 2)2 c) (3x3 – 1)2 d) (2ab – a)2 UNIDADE 3 79 3. Desenvolva os produtos notáveis: a) (3x + 2y + z)2 b) (3a – 2b – 4c)2 4. Calcule os produtos notáveis: a) (2ab – x) . (2ab + x) b) (3a + 1) . (3a – 1) c) (4ab – 2) . (4ab + 2) d) (5a2x3 – 4) . (5a2x3 + 4) 5. Resolva os produtos notáveis: a) 13 135 2 . 5 - 2 b) 3 37 - 5 . 7 5 c) 3 32 2 2 2x - y . x y d) 2 22 3 2 3k - 2b . k 2b 6. Desenvolva os produtos notáveis: a) (x – 6) . (x + 9) b) (y + 5) . (y – 4) c) (x + 3) . (x + 1) d) (y – 6) . (y + 5) 7. Desenvolva os produtos notáveis: a) (x + a) (x2 – ax + a2) b) (x + 5) (x2 – 5x + 25) c) (2x + 3a) (4x2 – 6ax + 9a2) d) (x – 6) (x2 + 6x + 36) 8. Calcule os produtos notáveis: a) (x + 2)3 b) (2x + 4)3 c) (3x – 1)3 d) (4x5 – 2)3 9. A expressão 3 32 23 3 3a b a ab b equivale a: a) a3 – b3 b) a – b c) a3 + b3 d) (a + b)3 10. (EPCAr) Encontre a expressão correspondente a M – N, considerando A = x3 + M + 8 como cubo de uma soma e B = x3 + N – 27 como cubo de uma diferença: a) 18x(x + 1) b) 15x(x – 1) c) 3x(13 – x) d) 2x(x – 3) e) 2x(13 – x) Sugestão Desenvolver (x + 2)3 e igualar a “A”. Desenvolver (x – 3)3 e igualar a “B”. 11. (EsSA) A expressão (a + b)2 . (a – b)2 é equivalente a: a) a4 – b4 b) a4 + b4 d) a4 – 2a2b2 + b4 c) a4 + 2a2b2 + b4 e) a4 – 2a2b2 – b4 Sugestão (a + b)2 . (a – b)2 = [(a + b)(a – b)]2 = [a2 – b2]2 12. (Cefet) O resultado de 2x 2 é: a) 2x 2 x 2 b) 2x 2 2x 2 c) x 2 x 2 d) x2 – 2 e) x2 + 2 13. (EsSA) Sendo 89x 2 3 e 89 y 2 3 , então o procedimento x . y é igual a: a) 894 2 3 b) 290 c) 1 d) 2198 e) 894 2 3 Sugestão Idem à questão 11. 14. (EsSA) A forma simplifi cada da expressão (x – y)2 – (x + y) (x – y) é: a) –2xy b) 2xy c) 2x2 – 2xy d) y2 – 2xy e) 2y (y – x) 15. (Cefet) O produto (a + b)2 (a – b)2 é igual a: a) (a2 – b2)2 b) a4 – b4 c) (a – b)4 d) (a2 – 2ab + b2)2 e) (a2 + b2) (a2 – b2) ÁLGEBRA ELEMENTAR 80 Gabarito 1. a) x2 + 6x + 9 b) 9x2 + 30x + 25 c) 4x6 + 4x3 + 1 d) a4 + 2a2b2 + b4 2. a) x2 – 2x + 1 b) 9x2 – 12x + 4 c) 9x6 – 6x3 + 1 d) 4a2b2 – 4a2b + a2 3. a) 9x2 + 4y2 + z2 + 12xy + 4yz + 6xz b) 9a2 + 4b2 + 16c2 – 12ab + 16bc – 24ac 4. a) 4a2b2 – x2 b) 9a2 – 1 c) 16a2b2 – 4 d) 25a4x6 – 16 5. a) 1 b) 8 c) x12 – 3x8y4 + 3x4y8 – y12 d) k8 – 8k4b6 + 16b12 6. a) x2 + 3x – 54 b) y2 + y – 20 c) x2 + 4x + 1 d) y2 – y – 30 7. a) x3 + a3 b) x3 + 125 c) 8x3 + 27a3 d) x3 – 216 8. a) x3 + 6x2 + 12x + 8 b) 8x3 + 48x2 + 96x + 64 c) 27x3 – 27x + 9x – 1 d) 64x15 – 96x10 + 48x5 – 8 9. b) a – b 10. d) 2x (x – 3) 11. d) a4 – 2a2b2 + b4 12. 2x 2 2x 2 13. c) 1 14. e) 2y (y – x) 15. a) (a2 – b2)2 Capítulo 2 FATORAÇÃO 1. Fatoração de um polinômio É a transformação de duas ou mais parcelas em um produto de dois ou mais fatores. Exemplo: 2x + 6 = 2(x + 3) 2. Fatoração de um monômio É a transformação de um número com ou sem variáveis em dois ou mais fatores. Exemplos: a) 6 = 2 . 3 b) 15x2 = 3 . 5 . x . x c) 8x2y3 = 2 . 2 . 2 . x . x . y . y . y 1º Caso: Fator Comum É formado pelo m.d.c. (máximo divisor comum) entre os coe- fi cientes e/ou pelas variáveis comuns com menores expoentes. Colocamos o fator comum em evidência (em destaque) e, em seguida, dividimos todos os termos do polinômio por ele mesmo. Exemplos: Fatore: a) 6x3y5 – 9x2y8 + 12x6y7 = 3x2y5 . (2x – 3y3 + 4x4y2) Fator comum: 3x2y5 b) x3 + x2 + x = x(x2 + x + 1) Fator comum: x c) 2x2 + 4y = 2(x2 + 2y) Fator comum = 2 2º Caso: Agrupamento Agrupamos os termos de dois em dois, três em três etc. e aplicamos a regra do fator comum duplamente. Exemplos: a) 6xy2 – 3xy – 4y + 2 = 3xy (2y – 1) – 2(2y – 1) = (2y – 1) (3xy – 2) b) 2a + 2b + 2c + ax + bx + cx = 2(a + b + c) + x(a + b + c) = (a + b + c) (2 + x) 3º Caso: Diferença de dois quadrados (a2 – b2) Ver 3º caso de Produtos Notáveis. UNIDADE 3 81 Exemplos: a) a2 – b2 = (a – b) (a + b) 2 2a a e b b b) 9x2 – 16y2 = (3x – 4y) (3x + 4y) 2 29x 3x e 16y 4y c) (5x – a)2 – (5k + b)2 = [(5x – a) – (5k + b)] [(5x – a) + (5k + b)] d) (x4 – 1) = (x2 – 1) (x2 + 1) = (x – 1) (x + 1) (x2 + 1) 4º Caso: Trinômio do quadrado perfeito ax2 + bx + c(a, b e c) 0, a e c são quadrados perfeitos e b 2. a.c Exemplos: a) x2 + 2xy + y2 = (x + y) 2 2x x e y y b) 9x2 – 24x + 16 = (3x – 4)2 29x 3x e 16 4 5º Caso: Trinômio do 2º grau Tipo ax2 + bx + c, sendo a = 1, b e c 0 Ver 6º caso de produtos notáveis, tipo (xn + p) (xn + q). Exemplos: a) x2 – 8x + 12 = ? Fique Ligado! Ver todas as possibilidades do produto de dois núme- ros que seja 12. 1ª possibilidade 12 e 1 12 . 1 = 12 2ª possibilidade 3 e 4 3 . 4 = 12 3ª possibilidade 2 e 6 2 . 6 = 12 Selecionar a possibilidade em que a soma ou a diferença entre os dois números seja igual à soma 8, no caso a 3ª, pois 6 + 2 = 8. Logo: x2 – 8x + 12 = (x – 2) (x – 6) b) x4 – 2x2 – 15 = (x2 + 3) (x2 – 5) 1ª possibilidade: 15 e 1 (não serve) 2ª possibilidade: 3 e 5 (serve) 6º Caso: Trinômio do 2º grau Tipo: (ax2 + bx + c) a, b e c 0 e a 1 Exemplos: a) 6x2 + 8x – 8 = ? Transformar o termo central em dois termos sem alterar o polinômio e tentar uma fatoração por agrupamento. Logo: 2 26x 8x 8 6x 12x 4x 8 6x2 + 8x – 8 = 6x (x + 2) – 4(x + 2) = (x + 2) (6x – 4) b) 12x2 – 10x + 2 = 12x2 – 4x – 6x + 2 12x2 – 10x + 2 = 4x (3x – 1) – 2 (3x – 1) 12x2 – 10x + 2 = (3x – 1) (4x – 2) 7º Caso: A soma de dois cubos (a3 + b3) Ver 7º caso de produtos notáveis. Exemplos: a) a3 + b3 = (a + b) (a2 – ab + b2) Dica: (10)3 + (20)3 = (10 + 20) [(10)2 – 10 . 20 + (10)2] b)8x3 + 125 = (2x + 5) (4x2 – 10x + 25) 3 3 38x 2x e 125 5 8º Caso: A diferença de dois cubos (a3 – b3) Ver 8º caso de Produtos Notáveis. Exemplos: a) a3 – b3 = (a – b) (a2 + ab + b2) Dica: (10)3 – (20)3 = (10 – 20) [(10)2 + 10 . 20 + (20)2] b) 64k6 – 8x3 = (4k2 – 2x) (16k4 + 8k2x + 4x2) 3 36 2 364k 4k e 8x 2x Casos Especiais de Fatoração Ver 9º caso de Produtos Notáveis. I. a) a3 + 3a23ab2 + b3 = (a + b)3 3 33 3a a e b b ÁLGEBRA ELEMENTAR 82 b) 8a3 – 12a2 + 6a – 1 = (2a – 1)3 3 38a 2a e 1 1 II. n 1 e n = ímpar yn + 1 = (y + 1) (yn–1 – yn–2 + yn–3 – yn–4, ..., + yn–n) Exemplo: y7 + 1 = (y + 1) (y6 – y5 + y4 – y3 + y2 – y + 1) III. n 1 e n = ímpar yn – 1 = (y – 1) (yn–1 + yn–2 + yn–3 + yn–4, ..., + yn–n) Exemplo: y5 – 1 = (y – 1) (y4 + y3 + y2 + y + 1) Exercícios 1. Fatore os polinômios: a) 6x3y2 + 9x2y + 12x4y6 b) x6 – x5 + x4 – x3 – x2 c) (x + 1)b + (x + 1)c + (x + 1)d d) (x + 3)3y + (x + 3)1k 2. Decomponha em fatores: a) x3 + x2 – x – 1 b) ax2 + ay + kx2 + ky 3. Fatore os binômios: a) 9 – a2 c) 4a4b4 – 9a6b6 b) x8 – 1 d) 25x4 – 1 4. Fatore: a) 6x2 + 13x + 6 b) 3x2 + 10x + 8 5. Fatore: a) x2 + 6x + 9 c) 4 – 12x + 9x2 b) 16x4 + 24x2 + 9 d) 1 – 10x2 + 25x4 6. Transforme em produto: a) x2 + 9x – 10 c) x2 – 12x + 27 b) x2 – 4x – 12 d) x2 – 10x – 11 7. Fatore: a) x3 + 9x2 + 27x + 9 b) 27x3 – 81x2 + 81x – 27 8. Transforme em produto: a) a3 + 64 b) 27 + 8a6 c) 125 – a3 9. Transforme em um produto de dois fatores: a) y9 + 1 b) y9 – 1 10. Sendo a = x2 – 2x + 1, pode-se afi rmar que a2 – 2a + 1 é igual a: a) x2(8x – 2) d) x2(x – 2)2 b) 64x2(2x – 1)2 e) 8x2(2x – 1) c) x3(x – 1)2 11. A expressão (a3 + 3a2b + 3ab2 + b3) (a3 + b3) equivale a: a) (a + b)6 c) (a + b)4 . (a2 – ab + b2) b) a6 + b6 d) (a – b)5 12. Sendo (x3 – a3) = 4 e x2 + ax + a2 = 2. Calcule x – a: a) 3 b) 2 c) 1 d) 4 Sugestão Fatorar (x3 – a3). 13. Sendo x + y = 3 e x2 – xy + y2 = 5. Calcule x3 + y3: a) 10 b) 3 c) 5 d) 15 Sugestão Fatorar (x3 + y3). 14. (UFPR) Se 2x + 2–x = 3, o valor de 8x + 8–x é: a) 12 b) 18 c) 21 d) 24 e) 27 Sugestão Pelo problema, temos: 2x + 2–x = 2x + x 1 2 = 3 3 x x 3 x 2x x x x x 2x Fatorando 1 1 1 18 + 8 - x = (2 ) + = 2 + 2 - 2 . + 2 2 2 2 Elevando ao quadrado, temos: 2 2x 2x x x 12 + = 3 Þ 2 + 2 × 2 2 x 1× 2 2x 1+ = 9 2 2x 2x 2x 2x 1 12 + = 9 - 2 Þ 2 + = 7 2 2 Substituir e em 15. Sendo 3 2 23 33 3 1x y 4 e x xy y 2 , calcule x + y: a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 Sugestão Fatorando (x + y), temos: 3 2 23 33 3(x + y) = x + y . x - x . y + y 16. (EPCAr) Se 1 3a a 5 , então 3 3 1a a vale: a) 27 125 b) 198 125 c) 128 125 d) 252 125 e) 9 5 UNIDADE 3 83 Sugestão a + 1 3= a 5 Elevando ao quadrado, temos: 2 22 22 22 2 1 1 9 1 91 1 9 1 9 a 2 a a 2a 2 a a 2 a 25 25a 25 25a aa a 2 2 1 41a + = - 25a Fatorando 3 3 1a + a temos: 2 2 1 1 1a + a - a . + a a a Substituir e em . 17. (EEAr) Se 1a 30 a , então 2 2 1a a é igual a: a) 896 b) 898 c) 900 d) 902 Sugestão Elevar ao quadrado: 1a - = 30 a 18. (CN) Se 21x 3 x , então 3 3 1x x é igual a: a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 Sugestão Idem à sugestão do exercício 16. 19. (EsPCEx) Sendo 1x m x , então 2 2 1x x é igual a: a) m2 b) 2m c) m – 2 d) m2 – 2 e) n.r.a. Sugestão Idem à sugestão do exercício 17. 20. A expressão (x3 – y3) (x2 – 2xy + y2) equivale: a) (x – y)5 b) (x – y)3 . (x + y)2 c) (x – y)3 (x2 + xy + y2) d) (x – y)4 Sugestão Fatorar (x3 – y3). Fatorar (x2 – 2xy + y2). 21. (CN) Decomponha em fatores do 1º grau y = x3 + x2 – x – 1: a) y = (x – 1)3 b) y = (x + 1)3 c) y = (x + 1) (x + 1) (x – 1) d) y = x3 e) y = (x2 – 1) (x + 1) 22. (CN) Decomponha em fatores do 1º grau x3yz + y3xz – z3xy + 2x2y2z: a) xyz (x + y + z) (x + y – z) b) (x + y – z) (x + y – z) xyz c) (x + y – z)2 xyz d) xyz (x + y) (x – y) e) xyz (x – y) (x – y – z) 23. (CN) Decompor em fatores de 1º grau 4a2b2 – (a2 + b2 – c2)2 a) (a + b + c)2 (a – b – c)2 b) (a + b + c) (a + b – c)2 c) (a + b + c) (a + b – c) (a – b + c) (–a + b + c) d) (a + b – c)2 (a + b + c)2 Sugestão Fatorando o exposto por diferença de dois quadrados, temos: [4a2b2 – (a2 + b2 – c2)2] = [2ab – (a2 + b2 – c2)] [2ab + (a2 + b2 – c2)] 24. (Química Têxtil) Se 1 1a x y e b = x–1 + y–1, o valor de a2 – b2 é: a) –4/x2y2 d) (x2 – y2)/x2y2 b) –4/xy e) 0 c) 2(x2 + y2)/x2y2 25. (EsSA) Se a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 = 125 e a3 – 3a2b + 3ab2 – b3 = 1, tem-se que 2a – 3b vale: a) 0 b) 6 c) –1 d) 5 e) 8 26. (EAM/2000) Fatorando a expressão: x2 – 4xy + 4y2, obtemos: a) (x – 2y)2 d) (x + 2y)2 b) (2x – y)2 e) (x + y) (x – 4y) c) (x – y)2 ÁLGEBRA ELEMENTAR 84 27. (EEAr/2000) Fatorando a expressão x2 + 4x + 3 – y2 + 2y, obtemos: a) (x + y + 1) (x + y – 1) c) (x + y + 3) (x – y + 1) b) (x + y + 1) (x – y + 3) d) (2x – y) (x – 3y) Sugestão A expressão x2 + 4x + 3 – y2 + 2y pode também ser escrita como - Fatorar por Fatorar por Colocar 1 fator comum fator comum em evidência x2 + 4x + 3 - y2 + 2y = x2 xy + 3x + xy - y2 + 3y + x - y + 3 Em seguida, fatorar novamente por fator comum. 28. (CMRJ) Na fatoração do polinômio x3 – x2y – xy2 + y3, um dos fatores é: a) x6y6 d) x2 –xy + y2 b) x2 + y2 e) (x – y)2 c) x3 + y3 29. (EPCAr/2005) Se x for inteiro positivo, então x3 − x = x(x2 − 1) = (x −1) . x . (x +1) será o produto de três números inteiros consecutivos. Daí se conclui que x3 − x será sempre: a) número primo. c) divisível por 4. b) múltiplo de 5. d) múltiplo de 6. Sugestão (x – 1) . x . (x + 1) = x3 – x Fazer as considerações 1 . 2 . 3 = 6 2 . 3 . 4 = 24 3 . 4 . 5 = 60 Múltiplos de 6 4 . 5 . 6 = 120 5 . 6 . 7 = 210 30. (CN/2005) Sabendo-se que a equação x2(x2 + 13) – 6x (x2 + 2) + 4 = 0 pode ser escrita como um produto de binômio do primeiro grau, a soma de duas de suas raízes reais e distintas é igual a: a) –3 b) –2 c) –1 d) 2 e) 3 Sugestão A equação pode ser escrita: x4 + 13x2 – 6x3 – 12x + 4 = 0 ou Fatorando por agrupamento: x2(x2 – 3x + 2) – 3x(x2 – 3x + 2) + 2(x2 – 3x + 2) = 0 (x2 – 3x + 2) . [x2 – 3x + 2] = 0 (x – 2) (x – 1) (x – 2) (x – 1) = 0 31. (CEFETQ/2007) Escreva verdadeiro (V) ou falso (F) para cada sentença abaixo: a) 3 . 106 + 5 . 102 = 8 . 108 b) 217 + 2–17 = 20 = 1 c) 7 + 8 . 5 = 75 d) 100002 – 99992 = 19999 Sugestão Fatorando a2 – b2 = (a – b) (a + b), ou seja, 100002 – 99992 = (10000 – 9999) . (10000 + 9999) 32. (CN/2008) Sabe-se que a3 – 3a + 1 = 93 e k = a4 – 6a +1. Logo, k também pode ser expresso por: a) 3a2 + 86a + 1 b) 3a2 + 84a + 1 c) 6a2 + 86a + 1 d) 6a2 + 84a + 1 e) 9a2 + 86a + 1 Sugestão Na 1ª equação, temos a3 = 93 + 3a – 1 Na 2ª equação, fatorando, temos: K = a(a3 – 6) + 1 Substituir em 33. (CN/2008) Se x + y = 2 e (x2 + y2) / (x3 + y3) = 4, então xy é igual a: a) 12/11 b) 13/11 c) 14/11 d) 15/11 e) 16/11 Sugestão x + y = 2 Elevando ao quadrado x + y = 2, temos: x2 + y2 = 4 – 2xy Fatorando 2 2 3 3 x + y = 4 x + y , temos: 2 2 2 2 x + y = 4 x + y x - xy + y Substituir e em . 34. (EPCAr/2011) Sabendo que y = (2010)2 2000 – 2000 (1990)2, o valor de 7 y 10 é igual a: a) 8. c) 20. b) 16. d) 32. Sugestão Fatorando a expressão acima, y = 2000 (20102 – 19902). Fatorar a expressão acima por diferença de dois quadrados. UNIDADE 3 85 Gabarito 1. a) 3x2y (2xy + 3 + 4x2y5) b) x2 (x4 – x3 + x2 – x – 1) c) (x + 1) (b + c + d) d) (x + 3) [(x + 3)2y + k] 2. a) (x – 1) (x + 1) (x + 1) b) (a + k) (x2 + y) 3. a) (3 – a) (3 + a) b) (x – 1) (x + 1) (x2 + 1) (x4 + 1) c) (2a2b2 – 3a3b3) (2a2b2 + 3a3b3) d) (5x2 – 1) (5x2 + 1) 4. a) (3x + 2) (2x + 3) b) (x + 2) (3x + 4) 5. a) (x + 3)2 b) (4x2 + 3)2 c) (2 – 3x)2 d) (1 – 5x2)2 6.a) (x + 10) (x – 1) b) (x + 2) (x – 6) c) (x – 3) (x – 9) d) (x – 11) (x + 1) 7. a) (x + 3)3 b) (3x – 3)3 8. a) (a + 4) (a2 – 4a + 16) b) (3 + 2a2) (9 – 6a2 + 4a4) c) (5 – a) (25 + 5a + a2) 9. a) (y + 1) (y8 – y7 + y6 – y5 + y4 – y3 + y2 – y + 1) b) (y – 1) (y8 + y7 + y6 + y5 + y4 + y3 + y2 + y + 1) 10. d) x2 (x – 2)2 11. c) (a + b)4 . (a2 – ab + b2) 12. b) 2 13. d) 5 14. b) 18 15. a) 2 16. b) –198/125 17. d) 902 18. a) 0 19. d) m2 – 2 20. c) (x – y)3 (x2 + xy + y2) 21. c) y = (x + 1) (x + 1) (x – 1) 22. a) xyz (x + y + z) (x + y – z) 23. c) (a + b + c) (a + b – c) (a – b + c) (–a + b + c) 24. b) –4/xy 25. a) zero 26. a) (x – 2y)2 27. b) (x + y + 1) (x – y + 3) 28. e) (x – y)2 29. d) múltiplo de 6. 30. e) 3 31. F, F, V, V 32. a) 3a2 + 86a + 1 33. c) 14/11 34. b) 16 Capítulo 1 EQUAÇÃO DO 1º GRAU 1. Sentenças matemáticas abertas e fechadas a) Sentença É um conjunto de palavras que exprime um sentido completo. Exemplo: “O Botafogo foi campeão brasileiro no ano de 1998”. b) Sentença matemática aberta Apresenta partes não conhecidas denominadas incógnitas ou variáveis. Exemplos: 1) x – 7 = 10 2) 2x + 4 = 20 c) Sentença matemática fechada Apresenta apenas números. Exemplos: 1) 14 + 5 = 19 2) 13 – 3 = 10 d) Conjunto universo Quando resolvemos um problema de matemática, geral- mente nomeamos (escolhemos) um conjunto que pode ser conhecido (N, Z, Q, R, I) ou não para darmos a resposta fi nal. Exemplo: Considerando o conjunto universo U = {0, 1, 2, 3, 4}, resolva a equação abaixo sem cálculo. x + 4 = 8 Percebemos que x pode ser 4, pois pertence ao conjunto universo U. e) Conjunto verdade É o conjunto dos valores do conjunto universo que atende ao problema em questão. Exemplos: Considerando U = {0, 1, 2, 3, 4}, resolva: 1) x + 4 = 8 x = 4 V = {4}, pois 4 U 2) x + 10 = 30 x = 20 V = , pois 20 U f) Equação do 1º grau É toda sentença matemática aberta composta por uma igualdade cujo grau da variável principal é igual a um. Exemplo: 1º membro 2º membro 3x 8 20 11 x = parte liberal 3 = coefi ciente da variável x g) Raiz de uma equação do 1º grau São os valores da variável procurada que torna a equação verdadeira, considerando o conjunto universo quando indicado. Exemplo: Sendo U = Z, verifi car se: a) –2 é raiz da equação 2x + 4 = 0. Resolução Basta substituir a variável x por –2: 2 . (–2) + 4 = 0 –4 + 4 = 0 (sim, –2 é raiz) b) +3 é raiz da equação 3x – 6 = 9. Resolução Basta substituir a variável x por 3. 3 . 3 – 6 = 9 9 – 6 = 9 3 9 (não, 3 não é raiz) Resposta: –2 é raiz da primeira e 3 não é raiz da segunda equação. h) Termos semelhantes São aqueles que possuem mesma incógnita com o mesmo expoente ou não possuem incógnita. Exemplos: 1) 6x e 3x (são semelhantes) 2) 2xy e 3x (não são semelhantes) 3) 3y2 e –4y2 (são semelhantes) 4) 6x2 e 6x (não são semelhantes) 5) –10 e 12 (são semelhantes) i) Redução de termos semelhantes Basta adicionarmos os coefi cientes dos termos semelhantes. UNIDADE 4 ÁLGEBRA ELEMENTAR 88 Exemplos: 1) 6x – 10x – 13x = –17x 2) –2k + 3x – 6k + x = –8k + 4x 3) –3x2 – 6x + 3 – 4x2 + 2x – 1 = –7x2 – 4x + 2 j) Resolução prática de uma equação do 1º grau • Calcular o m.m.c. entre os denominadores, quando houver. • Dividir o m.m.c. por cada denominador. • Multiplicar o resultado pelos seus respectivos numeradores. • Isolar as variáveis no primeiro ou no segundo membro da equação. • Trocar o sinal de um termo qualquer quando o passamos de um membro para outro da equação. • Reduzir os termos semelhantes nos dois membros. • Multiplicar o coefi ciente da variável procurada pelo deno- minador do outro membro da equação. • Simplifi car quando possível, chegando ao resultado fi nal. • Considerar o conjunto universo para a solução fi nal. Exemplos: Sendo U = Z, calcule: 1) 4x 3 x 8 3 2 Resolução m.m.c. (3, 2) = 6 4x 3 x 8 3 2 32 2 (4x + 3) = 3 (x + 8) 8x + 6 = 3x + 24 8x – 3x = 24 – 6 5x = 18 x = 18/5 Z V = { } ou V = 2) 8x – 5 = 2x – 41 Resolução 8x – 2x = –41 + 5 6x = –36 x = –36/6 x = –6 Z V = {–6} Fique Ligado! Uma equação não se altera quando multiplicamos os dois membros dela pelo mesmo valor. Exemplos: Sendo U = Q, calcule: 1) 4x – 2x = 6 V = {3} Multiplicamos a equação por 2: 4x – 2x = 6 x(2) 8x – 4x = 12 4x = 12 x = 12/4 x = 3 V = {3} (mesmo resultado) 2) –3x + 2x = –5 V = {5} Multiplicando a equação por (–1): –3x + 2x = –5 x(–1) 3x – 2x = 5 x = 5 V = {5} (mesmo resultado) k) Equações equivalentes São aquelas que possuem o mesmo conjunto verdade. Exemplos: Considerando as equações 2x + a = 3 e 3x + 5 = 9 equiva- lentes, determine o valor de “a”. Resolução 2x + a = 3 2x = 3 – a x = 3 a 2 1 3 aV 2 3x + 5 = 9 – x 3x + x = 9 – 5 4x = 4 4x 1 4 V2 = {1} V1 = V2 –a = 2 – 3 3 a 1 2 1 1 2 –a = –1 . (–1) 3 – a = 2 a = 1 Exercícios Resolvidos 1. Considerando U = Q, calcular o valor de x em: a) 2 x 4x 3 3x 1 x 1 2 6 2 9 Resolução m.m.c. (2, 6, 2, 9) = 18 2 x 4x 3 3x 1 x 1 2 6 2 9 1 9 9 183 2 9(x – 3) – 3(3x + 1) + 9x = 4 (x – 4) + 18 UNIDADE 4 89 9x – 27 – 9x – 3 + 9x = 4x – 16 + 18 9x – 4x = –16 + 18 + 27 + 3 5x = 32 x = 32/5 Q. Logo: 32V 5 2. Determine o valor de K para que –2 seja raiz de a) 2xk 1 k x 1 6 3 12 Resolução m.m.c. (6, 3, 12) = 12 2xk 1 k x 1 6 3 12 1 1 122 4 2 (2xk + 1) – 4k = x + 12 4xk + 2 – 4k = x + 12 Substituindo x = –2 (raiz), temos: 4 . (–2) . k + 2 – 4k = –2 + 12 –8k + 2 – 4k = 10 –12k = 10 – 2 –12k = 8 x(–1) 12k = –8 4 4 8k 12 2k 3 Exercícios 1. Considerando U = Q, resolva as equações. a) 6x – 8 = 4x – 18 b) 9x – 10 – 3x = x + 10 c) 8x x 2 7 14 d) x x x 1 4 2 6 9 e) 6x 1 4(3x 2) x 3x 1 4 2 2 f) 3x 10 7,5x 3 2 15 2. Sendo U = Z, resolva a equação 2 x 1x 1 x 6 9 a) 22V 17 b) 14V 17 c) V = d) V = –6 e) V = –2 3. As equações x 3x 32 2 5 e kx – x = 40 são equivalentes. Calcule o valor de k. 4. As equações –2ax + x = 2 e 2x – 6 = x + 1 são equivalentes. Calcule “a”. 5. (EsSA) As equações 2x 1 x 1 5 3 2 6 e x 2 + mx = x + 5 são equivalentes se m for igual a: a) 10 b) 0 c) –1 d) 1 e) –5 6. (EsSA) Se a equação 2ax – 3 = x + 3 é equivalente a equação 2 1 3 5 x 1 x 2 x 3x 2 , calcule o valor de a. a) a = –2 b) a = 2 c) 1 = –1 d) a = 1 e) a = –4/5 7. Sabendo-se que –1 é raiz de –2kx + x 2 = 3, calcule k. 8. Verifi car se –3 é raiz de 2x x 2 6 3 . 9. (EPSJV/2000) A raiz da equação x 2 x 1 5 2 é: a) 1 b) 0 c) –1 d) –2 e) –3 10. (EPCAr/2002) O valor de x que é solução da equação 3x – 2(x – 5) – 5 3x 0 2 é tal que: a) –6 < x < 0 c) 3 < x < 10 b) –12 < x < –8 d) 12 < x < 18 11. (ETFQ) Calcular o valor numérico do parâmetro “a” de modo que a raiz da equação (x – 1) + a(x – 1) = a – 1 seja 15 10 . 12. (EsSA) Uma das raízes da equação 3x2 – px – q = 0, na qual x é a variável, é o elemento –1. O valor de p – q é: a) –1 b) 0 c) –3 d) 3 e) 1 13. (Cefet) Dada a sentença y = x/3 – 2, se você trocar o x pelo y, a nova expressão y será: a) y = x + 2 d) y = –2x + 3 b) y = 2x – 6 e) y = 3x + 6 c) y= 6x + 3 ÁLGEBRA ELEMENTAR 90 14. (Cefet) A sentença y x 1 1 2 3 pode, também, ser escrita na forma: a) 3y + 2x – 4 = 0 d) 3y + 2x + 4 = 0 b) 3y – 2x + 4 = 0 e) 3y – 2x – 8 = 0 c) 3y – 2x – 4 = 0 15. (ETFQ) Considere as equações x/y = 0; x + y = 2 e yz = 1. Calcule z. 16. (EPCAr/2005) Com base na igualdade 5x 3 4 2x 19x 8 1 2 5 3 6 2 , é possível afi rmar que: a) tem apenas uma solução e esta é um número par. b) tem apenas uma solução e esta é um número ímpar. c) tem uma fi nidade de solução. d) não tem nenhuma solução. Gabarito 1. a) V = {–5} d) V = {45/4} b) V = {4} e) V = {11/32} c) V = {28/15} f) V = {4} 2. c) V = 3. k = 1 4. a = {5/14} 5. d) 1 6. c) a= –1 7. k = 7/4 8. Sim, –3 é raiz. 9. e) –3 10. a) –6 < x < 0 11. a = 3 12 c) –3 13. e) y = 3x + 6 14. c) 3y – 2x – 4 = 0 15. z = 0 16. d) não tem nenhuma solução. Capítulo 2 INEQUAÇÃO DO 1º GRAU É toda desigualdade do tipo ax < b, ax > b, ax b ou ax b, e a, b R e a 0. Uma balança em desequilíbrio pode ser considerada uma inequação do 1º grau. 4 + 8 > x + 3x ou x + 3x < 4 + 8 4x < 12 = x = 12/4 x < 3kg 1. Resolução de uma inequação do 1º grau O procedimento da resolução de uma inequação do 1º grau é o mesmo da equação do 1º grau, com a pequena diferença do sinal da desigualdade (>, , < e ). Exercício Resolvido 1. Resolver as inequações a seguir em IN*. a) 3x 1 3 6 Resolução 3x 1 3 6 1 1 6 61 3x + 6 < 18 = 3x < 18 – 6 3x < 12 = x < 12/3 x < 4 V = {x IN* / x < 4} ou V = {1, 2, 3} b) 3x – 4x < 5 + x Resolução 3x – 4x – x < 5 –2x < 5 x(–1) 2x > –5 x > –5/2 Logo: V = {1, 2, 3, 4, ...} ou V = IN* x 3x 4kg 8kg UNIDADE 4 91 Importante Quando multiplicamos uma inequação qualquer por um número negativo, trocamos o sinal também da desigualdade. Exemplo: +8 + 4 > 10 x(–1) –8 – 4 < –10 –12 < –10 Caso não trocássemos o sinal de desigualdade, a inequação fi caria errada. c) Qual é o menor valor inteiro que satisfaz a inequação? 2x 1 3 3 Resolução m.m.c. 2x 1 3 3 1 1 3 31 –2x – 3 < – 9 = –2x < – 9 + 3 –2x < – 6 x(–1) 2x > 6 = x > 6/2 x > 3 Resolução na reta numérica: Resposta: {4} Exercícios 1. (EsSA) Sendo U = IN, o conjunto verdade da inequação 8 – 3x > 2 é: a) V = d) V = {…, –1, 0, 1, 2} b) V = {0, 1, 2} e) V = {1, 2} c) V = {0, 1} 2. (EAM/2002) Resolva a inequação, sendo U = Q, x 1 x 5 3 2 e encontre o conjunto verdade. a) x > 13 d) x < –12 b) x < –13 e) x > 0 c) x > 12 3. (ETFQ) Resolva a inequação: 4 x 3 2x 1 3 4 6 . 4. (EEAr) O conjunto solução da inequação x 7 x 1 5 10 , sendo U = Q, contém o conjunto: a) {–3, 0, 3, 8} c) {–3, 0, 3, 9} b) {–3, 0, 3, 7} d) {9, 10, 11, 12} 5. (EAM) O menor múltiplo de 4 que satisfaz a inequação x + 5 < 2x – 1 é: a) 4 b) 6 c) 8 d) 10 e) 12 6. (EsSA) O menor valor inteiro de x que torna positiva a expressão 4x + 7.(0,25)–1/2 é: a) 0 b) 4 c) –4 d) 3 e) –3 7. (ETFQ) Determine o maior valor inteiro de x que satisfaz a inequação 2x – 4 > 5 (x – 1) + 3. 8. (ETFQ) Determine o maior valor inteiro de x que satisfaz a inequação x 1 2x 5 x 3 3 2 . 9. (Cefet/2ª Fase) Resolva a inequação 1 x 2(x 1) 8 4 . 10. (Cefet) O menor número inteiro x que satisfaz a inequação abaixo é: 9 x 7 3x4 5 4 a) 0 b) 1 c) 2 d) –1 e) –9 11. (EsSA) O maior número inteiro que satisfaz a inequação x/4 – x / 3 > 1/12, sendo U = IR, é: a) 1 b) –2 c) 0 d) –1 e) 2 12. (ETFQ) Determine o maior número inteiro que satisfaz a inequação abaixo: x 3 x 2 x 2 6 4 8 13. (Faetec) Indique a alternativa cujo número é o menor inteiro que satisfaz a inequação 3x 7 x 53x 8 2 3 a) 2 b) –3 c) –1 d) 0 e) 3 14. (EPCAr/2000) O conjunto solução da inequação –3x + a > 7 é {x R / x < 2}. Então tem-se, necessariamente, que “a” é um número real: a) primo. b) menor que 2. c) par menor que 10. d) ímpar menor que 10. Sugestão Resolver a primeira inequação e igualar o resultado a 2. 15. (Cefet/2ª Fase/2000) Um dado elevador pode transportar, com segurança, no máximo uma tonelada. Supondo-se que esse elevador esteja transportando três pessoas com 67 kg cada, seis pessoas com 74 kg cada e três pessoas com 82 kg cada, qual o número máximo de pessoas com 56 kg cada que ainda poderiam ser trans- portadas sem risco ou sobrecarga? ÁLGEBRA ELEMENTAR 92 Sugestão x = número de pessoas de 56 kg Resolver a inequação 3 . 67 + 6 . 74 + 3 . 82 + 56x < 1.000 16. (EAM/2004) A solução da inequação x 5 2x 2 3 é: a) {x R / x –15} b) {x R / x –15} c) {x R / x 15} d) {x R / x 15} e) {x R / x 15} 17. (Ctur/2003) O maior valor de x Z* que satisfaz a inequa- ção 1 4 3x(x 2) (x 1) 2x 4 3 5 2 é: a) 2 b) 1 c) –1 d) –2 e) –3 Gabarito 1. c) V = {0, 1} 2. b) x < –13 3. S = x IR / x < 9/10} 4. b) {–3, 0, 3, 7} 5. e) 12 6. e) –3 7. x = –1 8. x = 2 9. S = {x IR / x > 5} 10. b) 1 11. b) –2 12. x = 5 13. c) –1 14. a) primo 15. Uma pessoa. 16. b) {x R / x –15} 17. e) –3 Capítulo 3 INEQUAÇÕES SIMULTÂNEAS DO 1º GRAU Quando há mais de uma inequação, resolvemos separada- mente cada uma e, em seguida, verifi camos a interseção das soluções delas. Exercício Resolvido 1. A soma dos números inteiros do conjunto solução das inequações abaixo em IR é: 3x 1 x 2 1 2 3 Resolução 3x 1 x 2 2 3 e x 2 1 3 Resolução da inequação 3x 1 x 2 2 3 1 3 62 –9x + 3 < 2x – 12 –9x – 2x < – 12 – 3 –11x < – 15 x(–1) 11 > 15 x > 15/11 Resolução da inequação x 2 1 3 1 1 3 31 x – 6 3 x 3 + 6 x 9 Resolução na reta numérica: 60 1 4 102 3 5 987 210 543 876 9 210 543 876 9 15/11 1 2 21 SOLUÇÃO 15/11 SOLUÇÃO PARCIAL Solução (soma das soluções inteiras) Soma = 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 = 44 UNIDADE 4 93 Exercícios 1. Resolva em IR as inequações: a) –4 x + 1 < 6 b) 1 3x x x1 1 3 2 3 c) x x2 3x 1 6 4 2 2. (FGV-SP) O número de soluções inteiras da inequação –3 < x + 2 4 é: a) 6 b) 7 c) 8 d) 9 e) 0 3. (EPCAr) Os valores reais de x, para que se tenha simulta- neamente x 4 2 > 3 e 1 + x 9 – x, pertencem ao conjunto a) {x IR / 2 < x 4} b) {x IR / –4 x < 2} c) {x IR / x –4 ou x > 2} d) {x IR / x < 2 ou x 4} e) {x IR / x < –2 ou x 4} 4. (ETFQ) Sendo U = Z–, determinar a soma dos elementos do conjunto solução da inequação x 3x 26 2x 201 2 6 3 . 5. (Cefet) O conjunto verdade do sistema abaixo é: 3 2x x 1 x x a) {x | lR / x > 1} b) {x | lR / x < –1/2 } c) {x | lR / x < –1/2 ou x > 1} d) {x | lR / –1/2 < x < 1} e) 6. (Cefet/2ª Fase) Resolver o sistema: x 1 1 x 1 1 7. Resolver o sistema de inequação de 1º grau: x 2 0 x 1 0 8. Resolver: 1 x 0 x 3 0 9. (EEAr) A solução do sistema 2(x 1) 3(x 2) 3 x 1 x 4 2 , é: a) x < –7 b) x > –5 c) –7< x < –5 d) –7 x –5 10. (ETFQ) O conjunto universo da variável x é Z. Determine o conjunto solução do sistema de inequações: x 3x 1 3 3x 12x 3 5 11. (EsPCEx) Determinar o valor de x pertencente a IR, que satisfaz ao sistema: 3x 6 0 7x 14 0 12. (EEAr/2004) A quantidade de números inteiros positivos que verifi cam as inequações 3x – 8 < x/2 e x + 20 > 10x, ao mesmo tempo, é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 13. (EEAr/2006) Dada a inequação 2 – x < 3x + 2 < 4x + 1, o menor valor inteiro que a satisfaz é um número múltiplo de: a) 3 b) 2 c) 7 d) 5 14. (EEAr/2004) A quantidade de números inteiros positivos que verifi cam as inequações 3x – 8 < x/2 e x + 20 > 10x, ao mesmo tempo, é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 15. (EPCAr/2005) Para que o número x satisfaça simultanea- mente as desigualdades 3x + 2 < 7 – 2x, 48x 3x + 10 e 11 – 2 (x – 3) > 1 – 3 (x – 5) é sufi ciente que: a) –1 < x 2/9 b) 2/9 x < 1 c) –1 < x < 1 d) –1 < x < 2/9 ÁLGEBRA ELEMENTAR 94 Gabarito 1. a) S = {x IR / –5 x < 5} b) S = c) S = {x IR / 4/11 < x < 2} 2. b) 7 3. a) {x IR / 2 < x 4} 4. S = {–6} 5. d) {x | R / –1/2 < x < 1} 6. S = {x IR / x 0} 7. S = {x IR / –2 x 1} 8. S = {x IR / 1 < x 3} 9. b) x > –5 10. S = {x Z / –3 < x < 2} 11. S = {–2} 12. b) 2 13. b) 2 14. b) 2 15. a) –1 < x 2/9 CAPÍTULO 1 SISTEMA DE EQUAÇÃO DO 1º GRAU COM DUAS VARIÁVEIS É o conjunto de duas equações do 1° grau formadas por duas variáveis. Exemplo: a) 3x 4y 17 x y 5 b) x y 6 x y 2 Fique Ligado! • Toda equação do 1º grau com duas variáveis é uma reta no gráfi co. • Dois pontos defi nem uma reta. 1. Resoluçãode um sistema É o par ordenado (x, y) que satisfaz simultaneamente cada equação, ou seja, é o ponto de interseção dos gráfi cos das duas equações. Existem três formas de resolvê-los: 1º Método: Adição Devemos somar algebricamente as duas equações com a fi nalidade de eliminar uma variável. Desse modo, podemos en- contrar o valor de uma das incógnitas e, uma vez substituída em qualquer das duas equações, podemos achar o valor da outra. Exercício Resolvido 1. Resolva: x y 6 x y 2 2x = 8 x = 8/2 x = 4 Substituindo x = 4 em 4 + y = 6 y = 6 – 4 y = 2 S = {(4,2)} Prova Real x y 6 4 2 6 x y 2 4 2 2 No gráfi co Considerando x = 0 e y = 0, temos: Equação: x + y = 6 x Cálculo y Par ordenado 0 0 + y = 6 6 (0, 6) 6 X + 0 = 6 0 (6, 0) Equação: x – y = 2 x Cálculo y Par ordenado 0 0 – y = 2 –2 (0, –2) 2 x – 0 = 2 0 (2, 0) Grafi camente, temos: Fique Ligado! Existem casos em que não há a necessidade de multi- plicar a(s) equação(ões) por determinado número para eliminar uma variável; porém, há casos em que existe essa necessidade, multiplicar por números diferentes, pois multiplicando os dois membros de uma equação qualquer pelo mesmo número, ela não se altera. Exercício Resolvido 1. Resolva: 3x 4y 17 x y 5 .( 3) Resolução 3x 4y 17 3x 3y 15 y = 2 UNIDADE 5 ÁLGEBRA ELEMENTAR 96 Substituindo y = 2 em , temos: 3x + 4y = 17 3x + 4.2 = 17 3x = 17 – 8 3x = 9 x = 9/3 x = 3 S = {(3, 2)} No gráfi co Considerando x = 0 e y = 0, temos: Equação: 3x + 4y = 17 x Cálculo y Par ordenado 0 3.0 + 4y = 17 17/4 (0, 17/4) 17/3 3.x + 4.0 = 17 0 (17/3, 0) Equação: x + y = 5 x Cálculo y Par ordenado 0 0 + y = 5 5 (0, 5) 5 X + 0 = 5 0 (5, 0) Grafi camente, temos: 2º Método: Substituição Basta encontrar o valor de uma das variáveis em uma das equações e substituí-la na outra. Em seguida, encontramos o valor da próxima variável e, ao ser novamente substituída em qualquer das equações, podemos encontrar o valor da última variável. Exercício Resolvidos 1. Resolva o sistema: x y 3 x y 3 2x 3y 4 Resolução Substituindo em , temos: 2x – 3y = 4 2.(– y – 3) – 3y = 4 –2y – 6 – 3y = 4 –5y = 4 + 6 –5y = +10.(–1) 5y = –10 y = –10/5 y = –2 Substituindo y = –2 em , temos: x = –y – 3 x = –(–2) – 3 x = 2 – 3 x = –1 S = {(–1, –2)} No gráfi co Considerando x = 0 e y = 0, temos: Equação: x = –y – 3 x Cálculo y Par ordenado 0 0 = –y – 3 –3 (0, –3) –3 x = –0 – 3 0 (–3, 0) Equação: 2x – 3y = 4 x Cálculo y Par ordenado 0 2.0 – 3y = 4 –4/3 (0, –4/3) 2 2x – 3.0 = 4 0 (2, 0) 3º Método: Comparação Tiramos o valor da “mesma” variável nas duas equações. Em seguida, ao igualá-las, encontramos o valor de uma das incógnitas e, substituindo-a em qualquer das equações, pode- mos achar o valor da outra. UNIDADE 5 97 Exercício Resolvidos 1. Resolva o sistema: 5 5x y x y 6 6 1 1x y x y 6 6 Resolução Igualando e , temos: 5 y 1 y 6 1 6 1 6 61 1 5 – 6y = 1 + 6y –6y – 6y = 1 – 5 –12y = –4.(–1) 12y = 4 44y 414 1y 3 Substituindo 1y 3 em , temos: 1 1x 6 3 1 2 1 2x 6 33X 36 1x 2 1 1S , 2 3 No gráfi co Considerando x = 0 e y = 0, temos: Equação: x = 5 y 6 x Cálculo y Par ordenado 0 0 = 5 y 6 5/6 (0, 5/6) 5/6 5x 06 0 (5/6, 0) Equação: x = 1 y 6 x Cálculo y Par ordenado 0 10 y 6 1/6 (0, –1/6) 1/6 1x 0 6 0 (1/6, 0) Exercícios 1. Resolva os sistemas: a) 1yx 3yx d) x2y 4yx b) 5yx 3yx e) 6 1 yx 6 5 yx c) 4yx 11y3x2 f) 2y3x 1y2x 2. (ETFQ) Sabendo que 4x – y = 5 e que 2x – 3y = 1/2, calcule x + y. 3. (Cefet) A solução do sistema abaixo será o par ordenado (3; –2), se tivermos: 2x ay 0 bx y 8 a) a = 3 e b = 2 d) a = –3 e b = –2 b) a = 2 e b = 3 e) a = 1 e b = 0 c) a = b = –5 4. (EEAr) Seja o sistema 5yx3 4y2x . O valor de x – y é: a) 3 b) 1 c) 0 d) –1 5. (CTUR/2000) No sistema x y 2 5 10 7yx 9 5 , o conjunto verdade é dado por v = {(x, y)}. O valor de x – y é: a) 3 b) 4 c) –4 d) 5 e) –5 ÁLGEBRA ELEMENTAR 98 6. (CMRJ) Na solução do sistema x 1y 1 2 x y x y 1 4 3 , a soma dos valores de x + y é: a) 12 5 b) 27 5 c) 8 d) 12 e) 0 7. (CN) Dois sistemas de equação são equivalentes quando toda solução de um é solução de outro e vice-versa. Qual é a soma dos valores de a e b, tais que os sistemas abaixo sejam equivalentes? x y 0 ax by 1 e x y 2 bx ay 1 a) 1 b) 2 c) –1 d) –2 e) zero 8. (CM/2000) Em um laboratório de matemática, há triângu- los e quadrados no total de 30 polígonos e 108 vértices. Assim, temos que o número de triângulos e quadrados é, respectivamente: a) 10 e 20 b) 12 e 18 c) 14 e 16 d) 16 e 14 e) 18 e 12 9. (EsPCEx/2001) José e Maria, acompanhados de seu fi lho Pedro, queriam se pesar. Para tanto, utilizaram uma balança defeituosa que só indicava corretamente pesos superiores a 60Kg. Dessa forma, eles se pesaram, dois a dois, e obtiveram os seguintes resultados: José e Pedro: 87 kg José e Maria: 123 kg Maria e Pedro: 66 kg Diante desses resultados, pode-se concluir que: a) cada um deles pesa menos que 60 Kg. b) dois deles pesam mais que 60 Kg. c) José é mais pesado que Maria e Pedro juntos. d) Maria é a mais pesada dos três. e) o peso de Maria é a média aritmética dos pesos de José e Pedro. 10. (Cefet/2ª Fase) Na fi gura 1, encontram-se três balanças, das quais as balanças A e B estão em equilíbrio, sendo: “Peso” em forma de pirâmide “Peso” em forma de cubo “Peso” em forma de esfera. Quantos “Pesos” em forma de esfera devem ser coloca- dos no prato da direita da balança C, para que fi que em equilíbrio? A B C 11. (Magistério) A balança que se segue está em equilíbrio. Sabendo-se que = é correto afi rmar que esta balança está marcando: + 9 a) 12 unidades de massa. b) 15 unidades de massa. c) 18 unidades de massa. d) 21 unidades de massa. e) 20 unidades de massa. 12. (Magistério) Três maçãs e uma pera equilibram-se em uma balança, com treze ameixas. Cinco ameixas e uma maçã, juntas, equilibram-se com uma pera. Considerando que todas as frutas de mesma natureza têm mesma massa, o número de ameixas necessário para equilibrar-se a pera é: a) 2 b) 8 c) 6 d) 7 e) 4 13. (UERJ/2001) Um técnico de laboratório, suspeitando de uma desigualdade no tamanho dos braços x e y de sua balança, adota o procedimento abaixo para estabelecer com precisão o valor de um peso P: 1. Coloca P no prato esquerdo da balança e o equilibra com um peso conhecido Q. x y P Q 2. Coloca P no prato direito da balança e o equilibra com um peso conhecido R. x y R P UNIDADE 5 99 Dessa forma, o técnico conclui que o valor preciso de P, em função de R e Q, é determinado pela seguinte relação: a) R Q b) R Q c) RQ d) RQ 14. (UERJ) Nas fi guras abaixo, as embalagens de mesmo formato têm pesos iguais. Essas embalagens se equilibram conforme indicam as balanças representadas pelas fi guras 1 e 2. Fig. 1 Fig. 2 Assim, as embalagens do tipo têm o mesmo peso de: a) c) b) d) Sugestão Considerar = x, = y, = z e resolver o sistema. 15. (ETFQ) Calcular k de modo que a solução (x, y) do sistema 3yx2 k1y2x , satisfaça a relação x – y = 0. Sugestão Substituir x por y ou y por x no sistema e resolvê-lo. 16. (ETFQ) Resolva o sistema: x 3 y 1 0 2 4 1 1 0 x y 17. (CN) Determine o valor de k no sistema a seguir, de modo que as incógnitas sejam simétricas: kx 2 x y x ky 1 y 18. (CN) No sistema 3 2 2 3 2 2 2 2 x 3x y 3xy y 8 x y x 2xy y 12 a soma dos valores x e y é: a) 1 b)3/4 c) 2/3 d) 4/3 e) 3/2 19. (UFRJ/2ª Fase) Na pirâmide a seguir, para as camadas acima da base, o número colocado em cada tijolo é a soma dos números dos dois tijolos nos quais ele se apoia e que estão imediatamente abaixo dele. 104 44 60 2 6 10 Determine o número do tijolo situado na base da pirâmide apontado pela seta. Sugestão Considerar os dois retângulos da parte inferior x e y e, a partir disso, preencher os demais formando o sistema. 20. (CM/2000) A fi gura abaixo mostra quinze retângulos, sendo seis numerados e nove não numerados. Cada retângulo dado está apoiado em dois outros, excluindo-se os cinco que formam a base da fi gura. Sabendo-se que o número natural em cada retângulo fora da base é igual ao produto dos dois números naturais observados nos dois retângulos em que ele se apoia (exemplo: 7.776 = 108.72), a soma dos números que estão faltando na fi gura é: 7776 108 72 2 1 3 a) 28 b) 38 c) 48 d) 58 e) 68 21. (Cefet/2ª Fase/2000) Sabendo-se que x + y = 1 e xy = –1/2, qual é o resultado da adição y x x y ? Sugestão Elevar a 1ª equação ao quadrado, substituir a 2ª na 1ª equação e quanto à 3ª, tirar o m.m.c. e substituir o encontrado na operação inicial. 22. (UFRJ/2000) Na fi gura a seguir, cada um dos sete quadros contém a medida de um ângulo expressa em graus. Em quaisquer três quadros consecutivos, temos os três ângulos internos de um triângulo. 100° x 65° Determine o valor do ângulo x. ÁLGEBRA ELEMENTAR 100 Sugestão Considerar o retângulo inferior igual a y e preencher os outros de baixo para cima e resolver o sistema em seguida, procurando as equações que não se anulem. 23. (ETFQ) O par ordenado (x, y), solução do sistema kx 6y k 1 2x 3y 10 , satisfaz a relação x – y = 0. Calcular o valor numérico de k. Sugestão Substituir no sistema x por y ou y por x e resolver o sistema encontrando k. 24. (EAM/2000) Resolvendo-se o sistema 2 2x y 61 xy 30 , temos (x + y)2 é igual a: a) 113 b) 115 c) 117 d) 119 e) 121 Sugestão Desenvolver (x + y)2 e, em seguida, substituir as duas equações nela. 25. (Faetec) No sistema 2 2 x y 7 x y 25 , podemos afi rmar que: a) xy = –12 b) xy = 6 c) xy = 12 d) xy = –6 e) xy = 10 Sugestão Elevar a 1ª equação ao quadrado e, em seguida, substituir a 2ª na 1ª equação ou resolver por sistema de 2º grau. 26. (ETFQ) Se (x, y) é solução do sistema x y 5 xy 4 1 1 3 y x 4 , cal- cular o valor de x2 + y2. 27. (ETFQ) Resolvendo o sistema 4 3 8 x y 5 6 12 x y , encontramos para solução: a) 13 39; 28 8 d) 28 39; 13 8 b) 28 8; 13 39 e) 10 8; 13 5 c) 28 39; 13 8 28. (ETFQ) Determine a soma dos valores de x e y no sistema: 3 5 7 x y 2 3 49 x y 29. (ETFQ) As raízes da equação do 2° grau ax2 + bx + c = 0 são as soluções do sistema 3 5 7 x y 2 4 2 7 x y 2 . Calcule a + b + c. 30. (EPCAr/2004) Os valores de x e y no sistema x 2k k 0 3x 4y 11 0 serão ambos negativos quando k for tal que a) 11/5 < k < 11/2 c) 0,666... < k < 8,666... b) 11/3 < k < 11/2 d) 3, 6 < k < 5,2 Sugestão Resolvendo o sistema, encontramos y = 3k 11 2 e x = 2k – 11. Em seguida, resolvemos y < 0 e x < 0. 31. (CN/2007) Observe o sistema de equações lineares abaixo: 1 x 2 y 3 12S : 2x 7y 4 Sendo (x1, y1) solução de S1, o resultado de (6 + 2 )x1’ + (21 + 3 )y1 é igual a: a) 18 b) 21 c) 24 d) 28 e) 32 Sugestão Substituir x por x1 e y por y1 resulta na equação abaixo. : 1 11 1 1 1 11 1 x 2 y 3 12x 2 y 3 12 S 2x 7y 42x 7y 4 Multiplicar a equação 2 por 3. Somando e e fatorando o resultado, encontramos o pedido pelo problema. 32. (EEAr/2008) Se ax 2y 1 2x y 1 e 3x by 3 x y 4 são siste- mas equivalentes, então o valor de a + b é: a) 11 b) 9 c) –5 d) –7 Sugestão Os sistemas equivalentes possuem mesma solução para as variáveis principais x e y. UNIDADE 5 101 33. (EEAr/2010) As retas y = kx + 2 e y = –x + m interceptam-se no ponto (1, 4). Assim, o valor de k + m é: a) 8 b) 7 c) 6 d) 5 Sugestão Substituir (x, y) (1, 4), ou seja, x = 1 e y = 4 em y = kx + 2 e y = –x + m. Resolver o sistema somando as duas equações. Gabarito 1. a) S = {(2, 1)} b) S = {(4, –1)} c) S = {(–1, –3)} d) S = {(–4, –8)} e) S = {(1/2, 1/3)} f) S = {(–1, –1)} 2. x + y = 9/4 3. a) a = 3 b = 2 4. a) 3 5. e) –5 6. d) 12 7. a) 1 8. b) 12 e 18 9. c) José é mais pesado que Maria e Pedro juntos. 10. S = 6 pesos em forma de esfera. 11. d) 21 unidades de massa. 12. d) 7 13. c) RQ 14. b) 15. k = –2 16. S = {(5; 5)} 17. d) –2 18. e) 3/2 19. R = 5 tijolos. 20. d) 58 21. y/x + x/y = –4 22. x = 15 23. k = 11 24. e) 121 25. c) xy = 12 26. S = 17 27. a) 13 39; 28 8 28. S = 3/14 29. a + b + c = 1 30. b) 11/3 < k < 11/2 31. c) 24 32. b) 9 33. b) 7 CAPÍTULO 2 DISCUSSÃO DE UM SISTEMA DO 1º GRAU COM DUAS VARIÁVEIS 1 1 1 2 2 2 a x b y c a b y c • a1 e a2 = coefi cientes de x. • b1 e b2 = coefi cientes de y. • c1 e c2 = termos independentes. 1. O sistema é possível e determinado O sistema apresenta uma única solução e as retas com- postas pelas equações do sistema são concorrentes, ou seja, encontram-se em um único ponto. Exercícios Resolvidos 1. Resolva o sistema abaixo: 4yx 2yx Resolução x y 2 x y 4 2x = –2 x = –2/2 = x = –1 Substituindo x = –1 em –1 + y = 2 y = 2 + 1 y = 3 S = {(–1, 3)} No gráfi co Considerando x = 0 e y = 0, temos: Equação: x + y = 2 x Cálculo y Par ordenado 0 0 + y = 2 2 (0, 2) 2 X + 0 = 2 0 (2, 0) Equação: x – y = –4 x Cálculo y Par ordenado 0 0 – y = –4 4 (0, 4) –4 x – 0 = –4 0 (–4, 0) ÁLGEBRA ELEMENTAR 102 Sempre será verifi cada a relação: 2 1 2 1 b b a a , que independe de c1 e c2. Considerando o sistema: 1 1 1 2 2 2 a 1,b 1,c 2x y 2 x y 4 a 1,b 1,c 4 Logo: 1 1 2 2 a b 1 1 a b 1 1 (verdadeira) 2. Encontrar o valor de k no sistema seguinte para que seja possível e determinado. 1 1 1 2 2 2 a 2,b 1,c 102x y 10 kx 2y 6 a k,b 2,c 6 Resolução 1 1 a b 2 1 a b k 2 k –4 2. O sistema é impossível O sistema não apresenta solução, e as retas compostas pelas equações do sistema são paralelas (nunca se encontram). As retas possuem mesmo coefi ciente angular. Exercícios Resolvidos 1. Resolva o sistema abaixo: 2x 6y 10 4x 12y 12 Resolução É impossível resolver esse sistema por não haver encontro das suas retas. No gráfi co Atribuindo valores para x = 0 e y = 0. Equação: 2x + 6y = 10 x Cálculo y Par ordenado 0 2.0 + 6y = 10 5/3 (0, 5/3) –4 2.x + 6.0 = 10 0 (5, 0) Equação: 4x + 12y = 12 x Cálculo y Par ordenado 0 4.0 + 12y = 12 1 (0, 1) 3 4.x + 12.0 = 12 0 (3, 0) Sempre será verifi cada a relação: 1 1 1 2 2 2 a b c a b c Considerando o sistema: 1 1 1 2 2 2 a 2,b 6,c 102x 6y 10 4x 12y 12 a 4,b 12,c 12 1 1 1 2 2 2 a b c 2 6 10 a b c 4 12 12 (verdadeira) 2. Encontrar os valores dos parâmetros (variáveis não prin- cipais) k e z para que o sistema abaixo seja impossível. 3x 5y 16 kx 6y z Resolução 1 1 1 2 2 2 a b c 3 5 16 a b c k 6 z Pegando as duas primeiras frações, temos: 3 5 185k 18 k k 6 5 Pegando as duas últimas frações, temos: 5 16 965z 96 z 6 z 5 UNIDADE 5 103 3. O sistema é possível e indeterminado O sistema apresenta infi nitas soluções, e as retas compostas pelas equações do sistema são coincidentes. Exercícios Resolvidos 1. Resolva o sistema: 4y2x2 2yx Resolução O sistema apresenta infi nitas soluções. Equação: x + y = 2 x Cálculo y Par ordenado 1 1 + y = 2 1 (1, 1) –1 –1 + y = 2 3 (–1, 3) 2 2 + y = 2 0 (2,0) –2 –2 + y = 2 4 (–2, 4) Etc. ... Etc. ... Equação: 2x + 2y = 4 x Cálculo y Par ordenado 1 2.1 + 2y = 4 1 (1, 1) –1 2.(–1)+ 2y = 4 1 (–1, 3) 2 2.2 + 2y = 4 0 (2, 0) –2 –2.(–2)+ 2y = 4 4 (–2, 4) Etc. ... Etc. ... Infinitas soluções S = {(1, 1), (-1, 3), (2, 0), (-2, 4) ...} No gráfi co 0 3 y X 2 2x + 2y =4 – 1 2 – 2 4 1 1 Sempre será verifi cada a relação: 1 1 1 2 2 2 a b c a b c Considerando o sistema: 1 1 1 2 2 2 a 1,b 1,c 2x y 2 2x 2y 4 a 2,b 2,c 4 1 1 1 1 2 2 2 2 Verdadeira a b c c 1 1 2 a b c c 2 2 4 2. Encontrar os valores dos parâmetros k e z para que o sistema abaixo tenha infi nitas soluções. kx 2y 6 6x 8y z Resolução 1 1 1 2 2 2 a b c k 2 6 a b c 6 8 z k 2 12 38k 12 k k 6 8 8 2 2 6 482z 48 z z 24 8 z 2 Exercícios 1. (EsPCEx) Determine o valor de “a” real, para que as equações do sistema abaixo sejam incompatíveis. 2ax 10y 29 4x 5y 23 2. (Cefet) Dado o sistema 3x y 4 12x 2y 15 2mx , o valor de m que torna esse sistema impossível é: a) 3 b) 6 c) 9 d) 12 e) 13 3. (EsPCEx) O sistema de equações x my 5 mx y 5 é impos- sível para: a) m = 1 d) m = 5 b) m = –1 e) m = 0 c) m = 1 4. (CN) Determine k para que seja impossível o sistema kx y 2 4x kx 4 . a) –2 b) k = 1 c) 2 d) ½ e) –1/2 5. (CN) O sistema 2x 2y b 3x ay 4 é indeterminado. O produto a . b é: a) 12 b) 24 c) 8 d) 6 e) 18 ÁLGEBRA ELEMENTAR 104 6. (CN) Para que valores de k e P, o sistema kx 6y 5k 3p (k 4)x 2y 4k 3 é indeterminado? a) k = 20 e p = 3 d) k = 3 e p = 20 b) k = 10 e p = 6 e) k = 3 e p = 10 c) k = 10 e p = 3 7. (CN) Determine m para que sejam incompatíveis as equa- ções mx y x 2 0 2mx 3y x 4 0 . a) 1 b) 2 c) 3 d) –2 e) –1 8. (CN) Determine a de modo que seja determinado o sistema ax y 1 ax ay 2 . a) a = 1 d) a = +1 b) a = –1 e) a = 2 c) a 1 9. (Cefet) Considerando que duas retas paralelas e distintas são a representação do gráfi co do sistema y ax b y cx d , em que (a, b, c, d) IR*, podemos afi rmar que: a) a = c e b d b) a = mc e b = –d, em que {m} lR – {1} c) a = c e b = d d) a = mc e b = d, em que {m, n} lR – {1} e) a c e b = d y X b d y=ax+b y=cx+d Sugestão Usar a fórmula 2 1 2 1 2 1 c c b b a a 10. (PUC) Considere o sistema a 2 y x 1yx2 , em que a é uma constante. a) Para que valores de a o sistema tem solução? b) Represente grafi camente o conjunto solução do siste- ma, nos casos em que esse conjunto solução não for vazio. 11. (EPCAr) O valor de m para que o sistema mx y 0 x y 0 seja indeterminado é: a) –1 b) 0 c) 1 d) 2 12. (AEPST) O maior valor de m para que o sistema (m 1)x 2y m 3 3x (4 m)y 2m 4 seja impossível é: a) 5 b) 4 c) 2 d) –2 e) –3 13. (CN) Analise as seguintes afi rmativas sobre um sistema S de duas equações do 1° grau com duas incógnitas x e y. I. S sempre terá ao menos uma solução, se os seus termos independentes são iguais a zero. II. Se a razão entre os coefi cientes de x for igual a dos de y, S terá infi nitas soluções. III. Se a razão entre os coefi cientes de x for diferente da dos de y, S terá apenas uma solução Assinale a alternativa correta. a) Apenas a afi rmativa I é verdadeira. b) Apenas a afi rmativa II é verdadeira. c) Apenas a afi rmativa III é verdadeira. d) Apenas as afi rmativas I e III são verdadeiras. e) As afi rmativas I, II e III são verdadeiras. 14. (EEAr/2004) Sendo abcd 0, para que o sistema ax by c px qy d seja indeterminado, é necessário que p e q sejam respectivamente iguais a: a) da/c e bd/c c) ab/c e d/c b) bd/c e da/c d) d/c e ab/c Sugestão Usar a fórmula a/p = b/q = c/d. 15. (EEAr/2005) Considere as afi rmações: I. As retas (r) x – 3y + 1 = 0 e (s) –2x + 6y + 1 = 0 são paralelas distintas. II. As retas (t) –2x + y + 5 = 0 e (u) –6x + 3y + 15 = 0 são coincidentes. III. As retas (v) –5x – 4y – 3 = 0 e (w) –10x + 8y + 6 = 0. Das afi rmações anteriores, é(são) verdadeira(s): a) apenas duas. c) nenhuma. b) apenas uma. d) todas. 16. (CN/2006) Observe o sistema linear “S”. É correto afi rmar, em relação aos parâmetros reais a, b e c, que: 2x 3y 7 S 3x 2y 9 ax by c a) quaisquer que sejam, S será possível e determinado. b) existem valores desses parâmetros que tornam S possível e determinado. UNIDADE 5 105 c) quaisquer que sejam, S, será possível e indeterminado. d) existem valores desses parâmetros que tornam S indeterminado. e) quaisquer que sejam, S será impossível. 17. (EEAr/2008) Se (r) x + 6y – 2 = 0 e (s) 8x + (t – 1) y – 2 = 0 são duas retas paralelas, então t é múltiplo de: a) 3 b) 5 c) 7 d) 9 18. (CN/2009) Sabendo-se que 2x + 3y = 12 e que mx + 4y = 16 são equações sempre compatíveis, com x e y reais, quan- tos são os valores de m que satisfazem essas condições? a) Um. d) Quatro. b) Dois. e) Infi nitos. c) Três. Sugestão Pelo enunciado: 2x 3y 12 mx 4y 16 / 2 3 8 8m m R m m 4 3 3 19. (ITA/2009) O sistema 1 1 1 2 2y 2 a x b y c a x b c a1, a2, b1, b2, c1, c2 R Com (c1, c2) ≠ (0, 0), a1c1 + a2c2 = b1c1 + b2c2 = 0, é: a) determinado. b) determinado somente quando c1 ≠ 0 e c2 ≠ 0. c) determinado somente quando c1 ≠ 0 e c2 = 0 ou c1 = 0 e c2 ≠ 0. d) impossível. e) indeterminado. Sugestão Considerar: 1 1 1 2 2y 2 a x b y c a x b c Multiplicar por c1, encontrando a equação . Multiplicar por c2, encontrando a equação . Somar e fatorando por fator comum, encontrando: (a1c1 + a2c2)x + (b1c1 + b2c2)y = 2 2 2 1 cc . Sabe-se pelo enunciado que a1c1 + a2c2 = b1c1 + b2c2 = 0 . Substituir em , encontrando: 2 2 1 20x 0y c c 0 Impossível Gabarito 1. a) a = 4 2. a) 3 3. b) m = –1 4. a) –2 5. c) 8 6. d) k = 3 P = 20 7. b) 2 8. c) a 1 9. a) a = c e b d 10. a) a = –1/2 b) y X -1 1/2 11. a) –1 12. a) 5 13. d) Apenas as afi rmativas I e III são verdadeiras. 14. a) d/a e bd/c 15. d) todas. 16. b) existem valores desses parâmetros que tornam S pos- sível e determinado. 17. c) 7 18. e) Infi nitos. 19. d) impossível. Capítulo 1 PROBLEMAS DE 1º GRAU São problemas que são resolvidos por uma equação do 1° grau ou por um sistema de 1° grau. Há, em seguida, algumas representações para o bom aprendizado sobre o assunto. • Um número qualquer = x • O dobro de um número = 2x • O triplo de um número = 3x • O quádruplo de um número = 4x • O quíntuplo de um número = 5x • A metade de um número = x/2 • A terça parte de um número = x/3 • A quarta parte de um número = x/4 • A quinta parte de um número = x/5 • Três números inteiros consecutivos = x, x + 1 e x + 2 • O sucessor de um número inteiro = x + 1 • O antecessor de um número inteiro = x – 1 • Um número par = 2x • Um número ímpar = 2x + 1 • Três números pares consecutivos = (2x), (2x + 2) e (2x + 4) • Três números ímpares consecutivos = (2x + 1), (2x + 3) e (2x + 5) • O quadrado de um número = x2 • Três quintos de um número = 3x/5 • Etc. Exercícios Resolvidos 1. Um número adicionado a sua metade, a sua terça parte e a dois quintos do mesmo excede 7 unidades o seu dobro. Calcule esse número. Resolução Considerando o número = x x + x x 2x 2 3 5 = 2x + 7 m.m.c. (2, 3, 5) = 30 x x x 2x 2x 7 1 2 3 5 1 1 30 15 30 3010 6 30x + 15x + 10x + 12x = 60x + 210 67x=60x+210 67x – 60x = 210 7x = 210 x = 210/7 x = 30 Resposta: o número é 30. 2. A soma das idades de Pedro e Maria é hoje 62 anos. Há 10 anos, a idade de Pedro era igual ao triplo da idade de Maria subtraído de 6 anos. Calcule suas idades. Resolução Idade de Pedro = P (hoje) Idade de Maria = M (hoje) Idade de
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