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98 Teoria de Conjuntos De uso corrente em Matemática, a noção básica de conjunto não é definida, ou seja, é aceita intuitivamente e, por isso, é chamada noção primitiva. Ela foi utilizada primeiramente por Georg Cantor (1845-1918), matemático nascido em São Petersburgo, mas que passou a maior parte de sua vida na Alemanha. Segundo Cantor, a noção de conjunto designa uma coleção de objetos bem definidos e discerníveis, chamados elementos do conjunto. Pretendemos aqui introduzir alguns conceitos que também consideramos primitivos: A. Definições a) Conjunto – é uma coleção de objetos, números, letras, etc. b) Elementos - são os componentes do conjunto c) Relação de pertinência – quando um elemento faz ou não parte de um determinado conjunto, diz- se que ele pertence ou não pertence a tal conjunto. pertence não pertence Um conjunto é formado por elementos. Um objeto a qualquer pode ser elemento de um determinado conjunto A. Quando for, dizemos que: Caso contrário, dizemos que a não pertence a A e escrevemos a A. Exemplo: Consideremos o conjunto: A = {0, 2, 4, 6, 8} O algarismo 2 pertence ao conjunto A, então: 2 A. O algarismo 7 não pertence ao conjunto A, então: 7 A. B. Tipos de conjuntos / conjuntos especiais Embora conjunto nos ofereça a ideia de “reunião” de elementos, podemos considerar como conjunto agrupamentos formados por um só elemento ou agrupamentos sem elemento algum. - Conjunto Unitário: Chamamos de conjunto unitário aquele formado por um só elemento. Exemplos: 1º) Conjunto dos números primos, pares e positivos: {2} 2º) Conjunto dos satélites naturais da Terra: {Lua} 3º) Conjunto das raízes da equação x + 5 = 11: {6} - Conjunto Vazio: Chamamos de conjunto vazio aquele formado por nenhum elemento. Obtemos um conjunto vazio, considerando um conjunto formado por elementos que admitem uma propriedade impossível. Exemplo: Conjunto das raízes reais da equação: x2 + 1 = 0 O conjunto vazio pode ser apresentado de duas formas: ou { }. Não podemos confundir as duas notações representando o conjunto vazio por { } , pois estaríamos apresentando um conjunto unitário cujo elemento é o . O conjunto vazio está contido em qualquer conjunto e, por isso, é considerado subconjunto de qualquer conjunto, inclusive dele mesmo. - Conjunto Universo: Quando desenvolvemos um determinado assunto dentro da matemática, precisamos admitir um conjunto ao qual pertencem os elementos que desejamos utilizar. Este conjunto é chamado de conjunto universo e é representado pela letra maiúscula U. Uma determinada equação pode ter diversos conjuntos solução de acordo com o conjunto universo que for estabelecido. Exemplo: A equação 2x3 – 5x2 – 4x + 3 = 0 apresenta: Subconjuntos - Relação de Inclusão Dizemos que o conjunto A está contido no conjunto B se todo elemento que pertencer a A, pertencer também a B. Indicamos que a pertence a A e escrevemos a A 99 o conjunto A está contido em B por meio da seguinte simbologia: Obs.: Podemos encontrar em algumas publicações uma outra notação para a relação de inclusão: O conjunto A não está contido em B quando existe pelo menos um elemento de A que não pertence a B. Indicamos que o conjunto A não está contido em B desta maneira: Exemplos: Se o conjunto A está contido no conjunto B, dizemos que A é um subconjunto de B. Como todo elemento do conjunto A pertence ao conjunto A, dizemos que A é subconjunto de A e, por extensão, todo conjunto é subconjunto dele mesmo. Conjunto das Partes Dado um conjunto A, dizemos que o seu conjunto de partes, representado por P (A), é o conjunto formado por todos os subconjuntos do conjunto A. 1 Determinação do Conjunto de partes Vamos observar, com o exemplo a seguir, o procedimento que se deve adotar para a determinação do conjunto de partes de um dado conjunto A. Seja o conjunto A = {2, 3, 5}. Para obtermos o conjunto de partes do conjunto A, basta escrevermos todos os seus subconjuntos: 1º) Subconjunto vazio: , pois o conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto. 2º) Subconjuntos com um elemento: {2}, {3}, {5}. 3º) Subconjuntos com dois elementos: {2, 3}, {2, 5} e {3, 5}. 4º) Subconjuntos com três elementos:A = {2, 3, 5}, pois todo conjunto é subconjunto dele mesmo. Assim, o conjunto das partes do conjunto A pode ser apresentado da seguinte forma: P(A) = { , {2}, {3}, {5}, {2, 3}, {2, 5}, {3, 5}, {2, 3, 5}}. 2 Número de Elementos do conjunto de partes Podemos determinar o número de elementos do conjunto de partes de um conjunto A dado, ou seja, o número de subconjuntos do referido conjunto, sem que haja necessidade de escrevermos todos os elementos do conjunto P(A). Observemos o exemplo anterior: o conjunto A = {2, 3, 5} apresenta três elementos e, portanto, é de se supor, pelo uso da relação apresentada, que P (A) = 23 = 8, o que de fato ocorreu. Notas: a) todo conjunto é subconjunto de si próprio. ( A A ) b) o conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto. ( A) c) se um conjunto A possui m elementos então ele possui 2n subconjuntos. d) o conjunto formado por todos os subconjuntos de um conjunto A é denominado conjunto das partes de A e é indicado por P(A). Assim, se A = {c, d} , o conjunto das partes de A é dado por P(A) = { , {c}, {d}, {c,d}} e) um subconjunto de A é também denominado parte de A. Importante A relação de pertinência relaciona um elemento a um conjunto e a relação de inclusão refere-se, sempre, a dois conjuntos. Exemplo 1: Considerando P o conjunto dos números naturais pares e N o conjunto dos números naturais, temos: P = {0, 2, 4, 6, 8, 10, ...} e N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, ...} Neste caso P N, pois todos os elementos de P pertencem a N. Representação por diagrama: Exemplo 2: Se A é o conjunto dos retângulos e B é o conjunto dos quadriláteros, então A B, pois todo retângulo é um quadrilátero. Se A tem n elementos, P(A) tem 2n elementos. 100 Representação por diagrama: Exemplo 3:Dados os conjuntos A = {0, 1, 2, 3}, B = {0, 1, 2, 3, 4, 5} e C = {0, 2, 5}, temos: a) A B, pois todo elemento de A pertence a B; C A, pois 5 C e 5 A; B C, pois todo elemento de C pertence a B. b) Um diagrama de Venn que representa os conjuntos A, B e C é o seguinte: Igualdade de Conjuntos Dois conjuntos são iguais se, e somente se, eles possuírem os mesmos elementos, em qualquer ordem e independentemente do número de vezes que cada elemento se apresenta. Veja o exemplo abaixo: {1, 3, 7} = {1, 1, 1, 3, 7, 7, 7, 7} = {7, 3, 1} Por isso, convencionamos não repetir elementos de um conjunto. Observação 1: Se o conjunto A está contido em B (A B) e B está contido em A (B A), podemos afirmar que A = B. Observação 2: Se A não é igual a B, então A é diferente de B e escrevemos A ≠ B. C. Notação e Representação A representação de um conjunto pode ser feita de diversas maneiras, como veremos a seguir. 1 Listagem dos Elementos Apresentamos um conjunto por meio da listagem de seus elementos quando relacionamos todos os elementos que pertencem ao conjunto considerado e envolvemos essa lista por um par de chaves. Os elementos de um conjunto, quando apresentados na forma de listagem, devem ser separados por vírgula ou por ponto-e-vírgula, caso tenhamos a presença de números decimais. O tipo de representação abaixo é conhecido como representação tabular. Exemplos: a) Seja A o conjunto das cores da bandeira brasileira, então: A = {verde, amarelo, azul, branco} b) Seja B o conjunto das vogais do nosso alfabeto, então: B = {a, e, i, o, u} c) Seja C o conjunto dos algarismos do sistema decimal de numeração,então: C = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} 2 Uma Propriedade de seus elementos A apresentação de um conjunto por meio da listagem de seus elementos traz o inconveniente de não ser uma notação prática para os casos em que o conjunto apresenta uma infinidade de elementos. Para estas situações, podemos fazer a apresentação do conjunto por meio de uma propriedade que sirva a todos os elementos do conjunto e somente a estes elementos. Exemplos: a) Seja B o conjunto das vogais do nosso alfabeto, então: B = {x / x é vogal do nosso alfabeto} b) Seja C o conjunto dos algarismos do sistema decimal de numeração, então: C = {x/x é algarismo do sistema decimal de numeração} 3 Diagrama de Venn A apresentação de um conjunto por meio do diagrama de Venn é gráfica e, portanto, muito prática. Os elementos são representados por pontos interiores a uma linha fechada não entrelaçada. Dessa forma, os pontos exteriores à linha representam elementos que não pertencem ao conjunto considerado. Exemplo: Seja B o conjunto das vogais do nosso alfabeto. 101 4 Intervalo Real Intervalo aberto em a e aberto em b, ]a,b[ , {xЄR/a < x < b} Aberto à esquerda e aberto à direita Intervalo aberto em a e fechado em b, ]a,b], {xЄR/a < x ≤ b} Aberto à esquerda e fechado à direita Intervalo fechado em a e aberto em b, [a,b[, {xЄR/a ≤ x < b} Fechado à esquerda e aberto à direita Intervalo fechado em a e fechado em b, [a,b], {xЄR/a ≤ x ≤ b} Fechado à esquerda e fechado à direita Intervalos infinitos {xЄR/x > a} {xЄR/x<a} {xЄR/x≥a} {xЄR/≤a} Intervalos numéricos Dados dois números reais p e q, chama- se intervalo a todo conjunto de todos números reais compreendidos entre p e q, podendo inclusive incluir p e q. Os números p e q são os limites do intervalo, sendo a diferença p – q, chamada amplitude do intervalo. Se o intervalo incluir p e q , o intervalo é fechado e caso contrário, o intervalo é dito aberto. A tabela abaixo, define os diversos tipos de intervalos. Operações com Conjuntos - União de Conjuntos: Dados dois conjuntos A e B, a união (ou reunião) é o conjunto formado pelos elementos de A mais os elementos de B. E é indicado por A B (lê-se: A união B ou A reunião B). Representamos a união de dois conjuntos da seguinte forma: Exemplo: Dados os conjuntos A = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} e B = {2, 4, 6, 8, 10}, calcular A B . Sol.: A B = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10} Graficamente, temos: Observe que os elementos comuns não são repetidos. - Intersecção de Conjuntos: Dados dois conjuntos A e B, a intersecção é o conjunto formado pelos elementos que pertencem simultaneamente a A e B. E é indicado por 102 A B (lê-se: A intersecção B ou, simplesmente, A inter B). Representamos a intersecção de dois conjuntos da seguinte forma: Exemplo 1: Sendo A = {2, 3, 5, 6, 8} e B = {3, 5, 8, 9}, determinar A B . Sol.: A B = {3, 5, 8}, apenas os elementos comuns a A e B. Graficamente: Exemplo 2: Calcule M N onde M = {2, 3, 5} e N = {4, 6}. Sol.: M N , não há elementos comuns. Nesse caso, dizemos que os conjuntos são disjuntos. - Diferença de Conjuntos: Dados os conjuntos A e B, podemos determinar um conjunto cujos elementos pertencem ao conjunto A e não pertencem ao conjunto B. Esse conjunto é chamado diferença entre A e B e indicado por A – B, que se lê “A menos B”. Assim, define-se: A – B = {x | x A e x B} Graficamente, temos: Exemplo 1: Calcular A – B, sabendo que A = {3, 4, 6, 8, 9} e B = {2, 4, 5, 6, 7, 10}. Sol.: A – B = {3, 8, 9}, elementos que estão em A mas não estão em B. Graficamente: Exemplo 2: Sendo A = {1, 3, 5} e B = {0, 1, 3, 5, 6}, calcule A – B. Sol.: A – B = , não existe elemento de A que não pertença a B. Produto Cartesiano de Conjuntos Outra operação útil entre conjuntos é o produto cartesiano que se baseia no conceito de par ordenado. Ao escrevermos um par ordenado (x, y), a ordem dos elementos é fundamental: x é o primeiro elemento do par e y é o segundo elemento do par. O produto cartesiano dos conjuntos A e B é o conjunto A x B cujos elementos são todos os pares ordenados (x, y) tal que x é elemento de A e y é elemento de B. Portanto: A x B = { (x,y) | x A e y B}. Obs.: 1) Dados dois pares ordenados (x, y) e (a, b), dizemos que: (x, y) = (a, b) x = a e y = b 2) Se o conjunto A tem m elementos e B n elementos, então A x B terá m.n elementos. Exemplo: Dados os conjuntos A = {5,6} e B = {2,3,4}, vamos determinar o produto cartesiano AXB; a) forma tabular: AXB = {(5,2), (5,3), (5,4), (6,2), (6,3), (6,4)} c) forma gráfica: 103 Alguns Símbolos Matemáticos Exercícios 01. Indique se cada um dos elementos – 4 ; 1 3 ; 3 e 0,25 pertence ou não a cada um destes conjuntos. A = {x | x é um número inteiro} B = {x | x < 1} C = {x | 15x – 5 = 0} D = {x |- 2 ≤ x ≤ 1 4 } 02. Considerando que F = {x | x é estado do sudeste brasileiro} e G = {x | x é capital de um país sulamericano}, quais das sentenças seguintes são verdadeiras? a) Rio de Janeiro F b) México G c) Lima G d) Montevidéu G e) Espírito Santo F a) São Paulo F 03. Se H = {-1, 0, 2, 4, 9}, reescreva cada um dos conjuntos seguintes enumerando seus elementos. A = {x | x H e x < 1} B = {x | x H e 2𝑥−1 3 = 1} C = {x | x H e x é um quadrado perfeito} D = {x | x H e x < 0} 04. Represente, na forma tabular, os seguintes conjuntos: a) A = {x Z | -3 ≤ x ≤ 3} b) B = {x Z | x2 = 9} c) C = {x N | x2 = 9} d) D = { x N | 9 ≤ x < 100} e) E = {x N | x > 54} 05. Represente, na forma de diagrama, os seguintes conjuntos: a) A = {x N | 2 < x ≤ 12} b) B = {x N | 4 < x < 8} 06. Escreva o conjunto expresso pela propriedade: a) x é um número natural par. b) x é um número natural múltiplo de 5 e menor que 31. c) x é um quadrilátero que possui 4 ângulos retos. 07. Escreva uma propriedade que define o conjunto: a) {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8} b) {0, 2, 4, 6} 08. Sejam A = { x N | x é número par compreendido entre 3 e 15}, B = { x N | x é um número par menor que 15} e C = {x N | x é um número par diferente de 2}. Usando os símbolos ou , relacione entre si os conjuntos: a) A e B b) A e C d) B e C 09. Dado os conjuntos A = {1, 2}, B = {1, 2, 3, 4, 5}, C = {3, 4, 5} e D = {0, 1, 2, 3, 4, 5}, classifique em verdadeiro (V) ou falso (F): ( ) A B ( ) C A ( ) B D ( ) D B ( ) C A ( ) A D 10. Considere que: A é o conjunto dos números naturais ímpares menores do que 10; B é o conjunto dos dez primeiros números naturais; < (é menor que) > (é maior que) ≤ (é menor ou igual a) ≥ (é maior ou igual a) { } ou (conjunto vazio) (“para todo” ou “para qualquer que seja) (pertence) (não pertence) (existe) (está contido) (não está contido) (contém) | (tal que) 104 C é o conjunto dos números primos menores do que 9. Use os símbolos ou e relacione esses conjuntos na ordem dada: a) A e B b) C e A c) C e B d) A e C 11. Represente na forma de diagrama, os silogismos: a) * Todo retângulo é paralelogramo. * Todo paralelogramo é quadrilátero. * Então, todo retângulo é quadrilátero. b) * Todo aluno pertence a uma classe. * Toda classe pertence a uma escola. * Então, todo aluno pertence a uma escola. 12. Todo atleta é bondoso. Nenhum celta é bondoso. Daí pode-se concluir que: a) algum atleta é celta; b) nenhum atleta é celta; c) nenhum atleta é bondoso; d) alguém que seja bondoso é celta; e) ninguém que seja bondoso é atleta. 13. São dados os conjuntos A = {x | x é um número ímparpositivo} e B = {y | y é um número inteiro e 0 < y ≤ 4}. Determine o conjunto dos elementos z, tais que z B e z A. 14. Considere as premissas: P1 – Algum A é B. P2 – Nenhum C é B. Se P1 e P2 são verdadeiras então, é necessariamente verdadeiro que: a) Algum A é C. b) Algum C é A. c) Nenhum A é C. d) Nenhum C é A. e) Algum A não é C. 15. Classifique como conjunto vazio ou conjunto unitário, considerando o universo dos números naturais: a) A = { x | x é menor do que 1} b) B = {x | x é maior do que 10 e menor do que 11} c) C = {x | x é par maior do que 3 e menor do que 5} d) D = {x | x é primo maior do que 7 e menor do que 11} e) E = {x | x + 7 = 4} f) F = {x | x < 0} g) G = { x | 5x = 60} 16. Considerando U = {-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4} como conjunto universo, determinar o conjunto solução de: a) {x U | x + 4 = 2} b) {x U | 3x = 5} 17. Dados A = {0,1} e B = {1, 3, 5}, determine: a) P(A) b) P(B) c) o número de elementos de P(A) d) o número de elementos de P(B) 18. Se P(A) tem 64 elementos, quantos elementos tem o conjunto A? 19. Dados os conjuntos X = {1, 2, 3, 4}, Y = {0, 2, 4, 6, 8} e Z = {0, 1, 2}: a) Determine todos os subconjuntos de X que têm três elementos cada um. b) Dê três exemplos de subconjuntos de Y, cada qual com quatro elementos. c) Determine o conjunto P(Z). 20. Obtenha x e y de modo que: {0, 1, 2} = {0, 1, x} e {2, 3} = {2, 3, y}. 21. (Unirio-RJ) Sendo x e y números tais que {1, 2, 3} = {1, x, y}, pode-se afirmar que: a) x = 2 e y = 3 b) x + y = 5 c) x < y d) x ≠ 2 e) y ≠ 2 22. Dados os conjuntos A = {p, q, r}, B = {r, s} e C = {p, s, t}, determine os conjuntos: a) A B b) A C c) B C d) A B e) A C f) B C 105 23. Sendo A, B e C os conjuntos dados no exercício anterior, determine: a) (A B) C b) A B C c) (A C) (B C) d) (A C) (B C) 24. Dado U = {- 4, - 3, - 2, - 1, 0, 1, 2, 3, 4}, sejam A = {x U | x < 0}, B = {x U | - 3 < x < 2} e C = { x U | x ≥ 1}. a) A B C b) A B C c) C (B A) d) (B A) C 25. Sabendo que A B = {2, 5}, B = {2, 5, 9} e A B = {2, 3, 5, 8, 9}, represente os conjuntos A e B por meio de um diagrama. 26. Represente os conjuntos A = {1, 2, 3, 5, 12}, B = {1, 2, 7, 8, 11} e C = {2, 4, 5, 8, 9} por meio de um diagrama. A seguir, hachure a região que representa (A C) B. 27. Para avaliar a quantidade de pessoas que se mantêm em postos de trabalho na população de uma pequena cidade, foi realizada uma pesquisa cujos resultados são apresentados na tabela a seguir. Em relação ao conjunto universo U das pessoas entrevistadas nessa pesquisa, considere os conjuntos: A = {x U | x é empregado}, B = {x U | x é aposentado}, C = {x U | x é desempregado}, D = {x U | x é do sexo feminino}, E = {x U | x é do sexo masculino} e F = {x U | x é aprendiz}. Calcule o número de elementos de cada um dos conjuntos M, N, P e R. a) M = {x U | x A ou x B} b) N = A B c) P = {x U | x C e x D} d) Q = C D e) R = E (B F) 28. Considerando o conjunto universo U = {- 2, - 1, 0, 1, 2, 3, 4, 5} e dados A = {x U | x ≤ 3}, B = {x U | x é ímpar} e C = {x U | - 2 ≤ x < 1}, determine: a) A – C b) C – B c) (A C) – B d) C (A – B) 29. Classifique em verdadeira (V) ou falsa (F) e justifique: a) Se A tem 3 elementos e B tem 4 elementos, então A B tem 7 elementos. b) Se A tem 2 elementos e B tem 3 elementos, então A B tem 2 elementos. c) Se A B = , A tem 5 elementos e B tem 4 elementos, então A B tem 9 elementos. 30. Qual a região do diagrama representa peixes com caudas azuis e barbatanas amarelas que brilham no escuro, mas não vivem em água fria? 31 - Dados os conjuntos M = {1,3,5} e N = {2,4}, determinar o produto cartesiano M X N e N X M nas formas tabular e gráfica 32 - Determinar o produto cartesiano dos conjuntos abaixo, na forma gráfica. a. [2,5] X {1} b. {3,4} X [-1,3] c. [1,3] X [2,5] d. ]-2,1] X [3,5[ Exercícios 1) (Fatec – SP) O conjunto A tem 20 elementos, A B tem 12 elementos e A B tem 60 elementos. O número de elementos do conjunto B é: a) 28 b) 36 c) 40 d) 48 e) 52 2) Em um bairro existem 1800 pessoas associadas ao clube A ou ao clube B sendo 1200 106 são sócios de A e 800 são sócios de B. Quantos são sócios de A que não são sócios de B? 3) Feita uma pesquisa sobre as revistas que os estudantes leem mais tivemos o seguinte resultado: A B A e B 44% 40% 24% Responda: a) Quantos por cento leem apenas a revista A? b) Quantos por cento leem apenas a revista B? c) Quantos por cento não leem nenhuma das duas revistas? 4) (PUC – RJ) Uma população consome 3 marcas de sabão em pó: A, B e C. Feita uma pesquisa de mercado, colheram-se os resultados tabelados abaixo: Marca Número de consumidores A 105 B 200 C 160 A e B 25 B e C 40 A e C 25 A, B e C 5 Nenhuma das três 120 Determine o número de pessoas consultadas. 5) (PUC- PR) Em um levantamento com 100 vestibulandos da PUC, verificou-se que o número de alunos que estudou para as provas de Matemática, Física e Português foi o seguinte: Matemática, 47; Física, 32; Português, 21; Matemática e Física, 7; Matemática e Português, 5; Física e Português, 6; as três matérias, 2. Quantos dos 100 alunos incluídos no levantamento não estudaram nenhuma das três matérias? 6) O professor de Literatura do Cursinho Mil sugeriu a leitura dos livros Helena, Senhora e A Moreninha. Foi constatado que nos 1000 alunos consultados: Alunos Leitura 600 A Moreninha 400 Helena 300 Senhora 200 A Moreninha e Helena 150 A Moreninha e Senhora 100 Senhora e Helena 20 A Moreninha, Senhora e Helena Calcule: a) O número de alunos que leu apenas uma das obras b) O número de alunos que não leu nenhuma das três obras c) O número de alunos que leu duas ou mais obras. 7) Numa pesquisa realizada por técnicos da ONG ÁGUALIMPA, foram coletadas amostras do lago XORORÓ. Das 340 amostras coletadas, verificou- se que: • 100 apresentaram a bactéria A; • 150 apresentaram a bactéria B; • 120 apresentaram a bactéria C; • 40 apresentaram as bactérias A e B; • 25 apresentaram as bactérias A e C; • 30 apresentaram as bactérias B e C; • 55 não apresentaram nenhuma das três bactérias. Determine: a) Quantas amostras apresentaram as 3 bactérias. b) Quantas amostras apresentaram pelo menos 2 bactérias. 8) Em uma escola, 100 alunos praticam vôlei, 150 futebol, 20 os dois esportes e 110 alunos, nenhum esporte. O número total de alunos é a) 230 b) 300 c) 340 d) 380 9) No concurso para o CPCAR foram entrevistados 979 candidatos, dos quais 527 falam a língua inglesa, 251 a língua francesa e 321 não falam nenhum desses idiomas. O número de candidatos que falam as línguas inglesa e francesa é a) 778 b) 120 c) 658 d) 131 10) Uma pesquisa de mercado sobre a preferência de 200 consumidores por três produtos P1, P2 e P3 mostrou que, dos entrevistados, 20 consumiam os três produtos; 30 os produtos P1 e P2; 50 os produtos P2 e P3; 60 os produtos P1 e P3; 120 o produto P1; 75 o produto P2 Se todas as 200 pessoas entrevistadas deram preferência a pelo menos um dos produtos, pergunta-se: a) Quantas consumiam somente o produto P3? b) Quantas consumiam pelo menos dois dos produtos? 107 c) Quantas consumiam os produtos P1 e P2, e não P3? 11) ( Faap) Numa prova constituída de dois problemas, 300 alunos acertaram somente um deles, 260 o segundo, 100 alunos acertaram os dois e 210 erraram o primeiro, quantos alunos fizeram a prova? 12) Se o conjunto A tem 7 elementos, o conjunto B, 4 elementose A B tem 1 elemento, quantos elementos terá A B? 13) Numa pesquisa em que foram ouvidas crianças, constatou-se que: 15 crianças gostavam de refrigerante. 25 crianças gostavam de sorvete 5 crianças gostavam de refrigerante e de sorvete Quantas crianças foram pesquisadas? 14) Foram instaladas 66 lâmpadas para iluminar as ruas A e B, que se cruzam. Na rua A foram colocadas 40 lâmpadas e na rua B 30 lâmpadas. Quantas lâmpadas foram instaladas no cruzamento? 15) Numa concentração de atletas há 42 que jogam basquetebol, 28 voleibol e 18 voleibol e basquetebol, simultaneamente. Qual é o número de atletas na concentração? 16) Uma atividade com duas questões foi aplicada em uma classe de 40 alunos. Os resultados apontaram que 20 alunos haviam acertado as duas questões, 35 acertaram a primeira questão e 25, a segunda. Faça o diagrama e calcule o percentual de alunos que acertou apenas uma questão? 17) Uma pesquisa de mercado foi realizada para verificar a audiência de três programas de televisão, 1200 famílias foram entrevistadas e os resultados obtidos foram os seguintes: 370 famílias assistem ao programa A, 300 ao programa B e 360 ao programa C. Desse total, 100 famílias assistem aos programas A e B, 60 aos programas B e C, 30 aos programas A e C e 20 famílias aos 3 programas.Com base nesses dados, determine: a) quantas famílias não assistem a nenhum dos 3 programas? b) quantas famílias assistem ao programa A e não assistem ao programa C? c) qual o programa de maior fidelidade, ou seja, cujos espectadores assistem somente a esse programa? 18) Dado o conjunto M = {1, 3, 5, 7}, pede-se: a) Quantos elementos possui P(M)? b) Escreva os elementos de P(M). 19) (UFAL) Na figura abaixo têm-se representados os conjuntos A, B e C, não disjuntos. A região sombreada representa o conjunto: a) C - (A B) b) (A B) - C c) (A B) - C d) A B C e) A B C Conjuntos numéricos fundamentais Entendemos por conjunto numérico, qualquer conjunto cujos elementos são números. Existem infinitos conjuntos numéricos, entre os quais, os chamados conjuntos numéricos fundamentais, a saber: Conjunto dos números naturais Vamos começar nos primórdios da matemática. - Se eu pedisse para você contar até 10, o que você me diria? - Um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, oito, nove e dez. Pois é, estes números que saem naturalmente de sua boca quando solicitado, são chamados de números NATURAIS, o qual é representado pela letra . Foi o primeiro conjunto inventado pelos homens, e tinha como intenção mostrar quantidades. Obs.: Originalmente, o zero não estava incluído neste conjunto, mas pela necessidade de representar uma quantia nula, definiu-se este número como sendo pertencente ao conjunto dos Naturais. Portanto: N={0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ...} Como o zero originou-se depois dos outros números e possui algumas propriedades próprias, algumas vezes teremos a necessidade de representar o conjunto dos números naturais sem incluir o zero. Para isso foi definido que o símbolo * (asterisco) empregado ao lado do símbolo do conjunto, que representa a ausência do zero. Veja o exemplo: N* = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ...} http://www.paulomarques.com.br/arq11-1.htm 108 Números Pares e Ímpares Os pitagóricos estudavam à natureza dos números, e baseado nesta natureza criaram sua filosofia e modo de vida. Vamos definir números pares e ímpares de acordo com a concepção pitagórica: par é o número que pode ser dividido em duas partes iguais, sem que uma unidade fique no meio, e ímpar é aquele que não pode ser dividido em duas partes iguais, porque sempre há uma unidade no meio Uma outra caracterização, nos mostra a preocupação com à natureza dos números: número par é aquele que tanto pode ser dividido em duas partes iguais como em partes desiguais, mas de forma tal que em nenhuma destas divisões haja uma mistura da natureza par com a natureza ímpar, nem da ímpar com a par. Isto tem uma única exceção, que é o princípio do par, o número 2, que não admite a divisão em partes desiguais, porque ele é formado por duas unidades e, se isto pode ser dito, do primeiro número par, 2. Para exemplificar o texto acima, considere o número 10, que é par, pode ser dividido como a soma de 5 e 5, mas também como a soma de 7 e 3 (que são ambos ímpares) ou como a soma de 6 e 4 (ambos são pares); mas nunca como a soma de um número par e outro ímpar. Já o número 11, que é ímpar pode ser escrito como soma de 8 e 3, um par e um ímpar. Atualmente, definimos números pares como sendo o número que ao ser dividido por dois têm resto zero e números ímpares aqueles que ao serem divididos por dois têm resto diferente de zero. Por exemplo, 12 dividido por 2 têm resto zero, portanto 12 é par. Já o número 13 ao ser dividido por 2 deixa resto 1, portanto 13 é ímpar. Múltiplos e Divisores Divisibilidade Um número é divisível por 2 quando termina em 0, 2, 4, 6 ou 8. Ex.: O número 74 é divisível por 2, pois termina em 4. Um número é divisível por 3 quando a soma dos valores absolutos dos seus algarismos é um número divisível por 3. Ex.: 123 é divisível por 3, pois 1+2+3 = 6 e 6 é divisível por 3 Um número é divisível por 5 quando o algarismo das unidades é 0 ou 5 (ou quando termina em o ou 5). Ex.: O número 320 é divisível por 5, pois termina em 0. Um número é divisível por 10 quando o algarismo das unidades é 0 (ou quando termina em 0). Ex.: O número 500 é divisível por 10, pois termina em 0. Números Primos Um número natural é primo quando é divisível apenas por dois números distintos: ele próprio e o 1. Exemplos: • O número 2 é primo, pois é divisível apenas por dois números diferentes: ele próprio e o 1. • O número 5 é primo, pois é divisível apenas por dois números distintos: ele próprio e o 1. • O número natural que é divisível por mais de dois números diferentes é chamado composto. • O número 4 é composto, pois é divisível por 1, 2, 4. • O número 1 não é primo nem composto, pois é divisível apenas por um número (ele mesmo). • O número 2 é o único número par primo. Decomposição em Fatores Primos (Fatoração) Um número composto pode ser escrito sob a forma de um produto de fatores primos. Por exemplo, o número 60 pode ser escrito na forma: 60 = 2 . 2 . 3 . 5 = 22 . 3 . 5 que é chamada de forma fatorada. Para escrever um número na forma fatorada, devemos decompor esse número em fatores primos, procedendo do seguinte modo: Dividimos o número considerado pelo menor número primo possível de modo que a divisão seja exata. Dividimos o quociente obtido pelo menor número primo possível. Dividimos, sucessivamente, cada novo quociente pelo menor número primo possível, até que se obtenha o quociente 1. Exemplo: Portanto: 60 = 2 . 2 . 3 . 5 Na prática, costuma-se traçar uma barra vertical à direita do número e, à direita dessa barra, escrever os divisores primos; abaixo do número escrevem-se os quocientes obtidos. A decomposição em fatores primos estará terminada quando o último quociente for igual a 1. Exemplo: 60 30 15 5 1 2 2 3 5 109 Logo: 60 = 2 . 2 . 3 . 5 Divisores de um Número Consideremos o número 12 e vamos determinar todos os seus divisores Uma maneira de obter esse resultado é escrever os números naturais de 1 a 12 e verificar se cada um é ou não divisor de 12, assinalando os divisores. 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 10 - 11 - 12 Indicando por D(12) (lê-se: "D de 12”) o conjunto dos divisores do número 12, temos: D (12) = { 1, 2, 3, 4, 6, 12} Na prática, a maneira mais usada é a seguinte: 1º) Decompomos em fatores primos o número considerado. 12 6 3 1 2 2 3 2º) Colocamos um traço verticalao lado os fatores primos e, à sua direita e acima, escrevemos o numero 1 que é divisor de todos os números. 12 6 3 1 2 2 3 1 3º) Multiplicamos o fator primo 2 pelo divisor 1 e escrevemos o produto obtido na linha correspondente. 12 6 3 1 2 2 3 x1 2 4º) Multiplicamos, a seguir, cada fator primo pelos divisores já obtidos, escrevendo os produtos nas linhas correspondentes, sem repeti-los. 12 6 3 1 2 2 3 x1 2 4 12 6 3 1 2 2 3 x1 2 4 3, 6, 12 Os números obtidos à direita dos fatores primos são os divisores do número considerado. Portanto: D(12) = { 1, 2, 4, 3, 6, 12} Exemplos: 1) 18 9 3 1 2 3 3 1 2 3, 6 9, 18 D(18) = {1, 2 , 3, 6, 9, 18} 2) 30 15 5 1 2 3 5 1 2 3, 6 5, 10, 15, 30 D(30) = { 1, 2, 3, 5, 6, 10, 15, 30} Máximo Divisor Comum Recebe o nome de máximo divisor comum de dois ou mais números o maior dos divisores comuns a esses números. Um método prático para o cálculo do M.D.C. de dois números é o chamado método das divisões sucessivas (ou algoritmo de Euclides), que consiste das etapas seguintes: Esse processo prático costuma ser simplificado fazendo-se uma decomposição simultânea dos números. Para isso, escrevem-se os números, um ao lado do outro, separando-os por vírgula, e, à direita da barra vertical, colocada após o último número, escrevem-se os fatores primos comuns e não- comuns. Marca-se os fatores primos comuns 0 produto desses fatores comuns termina M.D.C dos números apresentados. Exemplo: Calcular o M.D.C. (90, 60) Mínimo Múltiplo Comum Recebe o nome de mínimo múltiplo comum de dois ou mais números o menor dos múltiplos (diferente de zero) comuns a esses números. Esse processo prático costuma ser simplificado fazendo-se uma decomposição simultânea dos números. Para isso, escrevem-se os números, um ao lado do outro, separando-os por vírgula, e, à direita da barra vertical, colocada após o último número, escrevem-se os fatores primos comuns e não- comuns. 0 calculo estará terminado quando a última linha do dispositivo for composta somente pelo 110 número 1. O M.M.C dos números apresentados será o produto dos fatores. Exemplo: Calcular o M.M.C (90, 60) Exemplo: Calcular o M.M.C (36, 48, 60) 36, 48, 60 18, 24, 30 9, 12, 15 9, 6, 15 9, 3, 15 3, 1, 5 1, 1 5 1, 1, 1 2 2 2 2 3 3 5 Resposta: M.M.C (36, 48, 60) = 24 . 32 . 5 = 720 Exercício 1) Uma indústria de tecidos fabrica retalhos de mesmo comprimento. Após realizarem os cortes necessários, verificou-se que duas peças restantes tinham as seguintes medidas: 156 centímetros e 234 centímetros. O gerente de produção ao ser informado das medidas, deu a ordem para que o funcionário cortasse o pano em partes iguais e de maior comprimento possível. Como ele poderá resolver essa situação? 2) Uma empresa de logística é composta de três áreas: administrativa, operacional e vendedores. A área administrativa é composta de 30 funcionários, a operacional de 48 e a de vendedores com 36 pessoas. Ao final do ano, a empresa realiza uma integração entre as três áreas, de modo que todos os funcionários participem ativamente. As equipes devem conter o mesmo número de funcionários com o maior número possível. Determine quantos funcionários devem participar de cada equipe e o número possível de equipes. 3) Numa linha de produção, certo tipo de manutenção é feita na máquina A a cada 3 dias, na máquina B, a cada 4 dias, e na máquina C, a cada 6 dias. Se no dia 2 de dezembro foi feita a manutenção nas três máquinas, após quantos dias as máquinas receberão manutenção no mesmo dia. 4) Um médico, ao prescrever uma receita, determina que três medicamentos sejam ingeridos pelo paciente de acordo com a seguinte escala de horários: remédio A, de 2 em 2 horas, remédio B, de 3 em 3 horas e remédio C, de 6 em 6 horas. Caso o paciente utilize os três remédios às 8 horas da manhã, qual será o próximo horário de ingestão dos mesmos? 5) Na transmissão de um evento esportivo, comerciais dos produtos A, B e C, todos de uma mesma empresa, foram veiculados durante um tempo total de 140 s, 80 s e 100 s, respectivamente, com diferentes números de inserções para cada produto. Sabe-se que a duração de cada inserção, para todos os produtos, foi sempre a mesma, e a maior possível. Assim, o número total de comerciais dessa empresa veiculados durante a transmissão foi igual a a) 32 b) 30 c) 24 d) 18 e) 16 6) No almoxarifado de uma Unidade do Tribunal Regional Eleitoral há disponível: 11 caixas de lápis, cada qual com 12 unidades; 9 caixas de borrachas, cada qual com 8 unidades; 8 caixas de réguas, cada qual com 15 unidades. Sabe-se que: a) todos os objetos contidos nas caixas acima relacionadas deverão ser divididos em pacotes e encaminhados a diferentes setores dessa Unidade; b) todos os pacotes deverão conter a mesma quantidade de objetos; c) cada pacote deverá conter um único tipo de objeto. Nessas condições, a menor quantidade de pacotes a serem distribuídos é um número compreendido entre: a) 10 e 20 b) 20 e 30 c) 30 e 40 d) 40 e 50 e) 50 e 60 7) Considere dois grupos de agentes censitários, um deles com 66 agentes e o outro, com 72. Os dois grupos serão divididos em equipes de trabalho. Essas equipes deverão ter o mesmo número de agentes, sendo que todos os agentes de cada equipe devem ser originários do mesmo grupo. Desse modo, o número máximo de agentes por equipe será a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 8) A tabela abaixo apresenta as dimensões do papel enrolado em duas bobinas B1 e B2. Todo o papel das bobinas será cortado de modo que, tanto o corte feito em B1 como em B2, resulte em folhas retangulares, todas com a 111 mesma largura do papel. Nessas condições, o menor número de folhas que se poderá obter é a) 135 b) 137 c) 140 d) 142 e) 147 9) Sistematicamente, dois funcionários de uma empresa cumprem horas-extras: um, a cada 15 dias, e o outro, a cada 12 dias, inclusive aos sábados, domingos ou feriados. Se em 15 de outubro de 2010 ambos cumpriram horas-extras, uma outra provável coincidência de horários das suas horas-extras ocorrerá em a) 9 de dezembro de 2010. b) 15 de dezembro de 2010. c) 14 de janeiro de 2011. d) 12 de fevereiro de 2011. e) 12 de março 2011. 10) Duas polias conectadas por uma correia têm comprimentos de 12 cm e 22 cm. O menor número de voltas completas que a polia menor deve dar para que a polia maior dê um número inteiro de voltas é a) 7 b) 8 c) 9 d) 10 e) 11 9) Um agente administrativo foi incumbido de tirar cópias das 255 páginas de um texto. Para tal ele só dispõe de uma impressora que apresenta o seguinte defeito: apenas nas páginas de números 8, 16, 24, 32, ... (múltiplos de 8) o cartucho de tinta vermelha falha. Considerando que em todas as páginas do texto aparecem destaques na cor vermelha, então, ao tirar uma única cópia do texto, o número de páginas que serão impressas sem essa falha é a) 226 b) 225 c) 224 d) 223 e) 222 Conjunto dos números inteiros Os números naturais foram suficientes para a sociedade durante algum tempo. Com o passar dos anos, e o aumento das "trocas" de mercadorias entre os homens, foi necessário criar uma representação numérica para as dívidas. Com isso inventaram-se os chamados "números negativos", e junto com estes números, um novo conjunto: o conjunto dos números inteiros, representado pela letra . Z = {..., -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...} O conjunto dos números inteiros é formado por todos os números NATURAIS mais todos os seus representantes negativos. Noteque este conjunto não possui início nem fim (ao contrário dos naturais, que possui um início e não possui fim). Assim como no conjunto dos naturais, podemos representar todos os inteiros sem o ZERO com a mesma notação usada para os NATURAIS. Z* = {..., -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...} Em algumas situações, teremos a necessidade de representar o conjunto dos números inteiros que NÃO SÃO NEGATIVOS. Para isso emprega-se o sinal "+" ao lado do símbolo do conjunto (vale a pena lembrar que esta simbologia representa os números NÃO NEGATIVOS, e não os números POSITIVOS, como muita gente diz). Veja o exemplo: Z+ = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...} Obs.: Note que agora sim este conjunto possui um início. E você pode estar pensando "mas o zero não é positivo". O zero não é positivo nem negativo, zero é NULO. http://www.paulomarques.com.br/arq11-10.htm 112 Ele está contido neste conjunto, pois a simbologia do sinalzinho positivo representa todos os números NÃO NEGATIVOS, e o zero se enquadra nisto. Se quisermos representar somente os positivos (ou seja, os não negativos sem o zero), escrevemos: Z*+ = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...} Pois assim teremos apenas os positivos, já que o zero não é positivo. Ou também podemos representar somente os inteiros NÃO POSITIVOS com: Z- = {..., -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0} Obs.: Este conjunto possui final, mas não possui início. E também os inteiros negativos (ou seja, os não positivos sem o zero): Z*- = {..., -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1 } Uma propriedade interessante dos números inteiros, que já foi mencionada neste texto (e que podemos representar em um diagrama) é a de ter em seu interior todos os números naturais. Veja o diagrama a seguir: Todo número natural é inteiro, isto é, N é um subconjunto de Z Operações com Números Inteiros I) Adição e Subtração I.a) Sinais iguais: Soma-se e conserva-se o mesmo sinal. I.b) Sinais diferentes: Diminui-se e dá-se o sinal do maior. II) Multiplicação e Divisão: Aplica-se a regra dos sinais: Obs.: Pela ordem, resolver ; ; . Exemplo: Conjunto dos números racionais Olhando ainda pela linha do tempo, em um determinado momento começou a ficar crucial a necessidade de se representar "partes" de alguma coisa. Ex.: fatia de um bolo, pedaço de um terreno,... e por essa necessidade foi inventado as frações. Para incluir os números ditos fracionários, junto com os já existentes, criou-se o conjunto dos números RACIONAIS ( ), que indica uma razão (divisão) entre dois números inteiros. Os números racionais são todos aqueles que podem ser representados por uma fração de números inteiros. Mas os números 6 e o 2,3 não têm o sinal de fração e são números racionais? - Ora, o 6 pode ser representado pela fração 2 12 ou até mesmo 1 6 , e o 2,3 pode ser 10 23 , portanto, se um número tem a possibilidade de ser escrito em fração de números inteiros, é considerado racional. Então me parece que todos os números com vírgula serão racionais?? - Não. Somente os que possuírem finitos algarismos após a vírgula, e as chamadas dízimas periódicas, que possuem infinitos algarismos após a vírgula mas são números racionais. Veja os exemplos a seguir: 3,1415926... Este não é um número Racional, pois possui infinitos algarismos após a vírgula (representados pelas reticências) 2,252 Este é um número Racional, pois possui finitos algarismos após a vírgula. http://www.paulomarques.com.br/arq11-11.htm 113 2,252525... Este número possui infinitos números após a vírgula, mas é racional, é chamado de dízima periódica. Reconhecemos um número destes quando, após a vírgula, ele sempre repetir um número (no caso 25). Portanto, o conjunto dos inteiros está "dentro" do conjunto dos Racionais. Representamos assim: Q = {x | x = p/q com p Z , q Z e q 0 }. (o símbolo | lê-se como "tal que"). Temos então que número racional é aquele que pode ser escrito na forma de uma fração p/q onde p e q são números inteiros, com o denominador diferente de zero. Lembre-se que não existe divisão por zero!. São exemplos de números racionais: 3 2 , 25,1 4 7 , 100 1 01,0 , ...272727,0 11 3 , etc. Notas: a) Transformando números decimais em fração: Podemos transformar números decimais em frações, conforme mostra os exemplos: 1000 1 001,0 100 1 01,0 10 1 1,0 1000 4173 173,4 100 39 39,0 Também podemos transformar frações por números decimais, para isso basta dividir o numerador pelo denominador. Veja: 125,189 8 9 875,04035 40 35 b) toda dízima periódica é um número racional, pois é sempre possível escrever uma dízima periódica na forma de uma fração. Exemplo: 0,4444... = 4/9 Dizíma periódica e Fração Geratriz Classificando as Dízimas Periódicas em Simples e Compostas A dízima periódica 0,1535353... é composta, pois ela possui um ante período que não se repete, no caso o número1, e um período formado pelo número 53, que se repete infinitamente. Se fosse apenas 0,535353... teríamos uma dízima periódica simples, pois ela possui apenas um período, 53, mas não um ante período. Veja abaixo alguns exemplos: Exemplos de Dízimas Periódicas Simples 0,111... período igual a 1 0,252525... período igual a 25 0,010101... período igual a 01 0,123123123... período igual a 123 Exemplos de Dízimas Periódicas Compostas 0,2333... ante período igual a 2 e período igual a 3 0,45222... ante período igual a 45 e período igual a 2 0,171353535... ante período igual a 171 e período igual a 35 0,32101230123... ante período igual a 32 e período igual a 0123 Transformando Dízimas Periódicas Simples em Frações Geratrizes Um método prático para se obter a fração geratriz no caso de dízimas periódicas simples, consiste em utilizarmos o período como numerador e utilizarmos como denominador um número formado por tantos dígitos 9, quantos forem os dígitos do período. Vejamos: 0,111... 9 1 0,252525... 99 25 0,010101... 99 1 0,123123123... 999 123 Repare no último exemplo que o numerador 123 e o denominador 999 não são primos entre si, de fato o seu máximo divisor comum não é 1, mas sim 3. Realizando a simplicação de ambos os http://www.matematicadidatica.com.br/NumerosPrimosEntreSi.aspx http://www.matematicadidatica.com.br/MDC.aspx 114 termos por 3, a fração 999 123 será transformada na fração irredutível equivalente 333 41 . Caso a dízima possua uma parte inteira, basta a destacarmos e calcularmos a parte decimal como já explicado: 5,7373... 99 73 5 Note que 99 73 5 é uma fração mista que pode ser transformada na fração imprópria 99 568 . Transformando Dízimas Periódicas Compostas em Frações Geratrizes São dízimas que na parte decimal possuem um ou mais números que não se repetem 12,65777777... (o 6 e o 5 não fazem parte do período de repetição) Ex.: 4,1222... 9 2 4110 ...222,04110 ...222,4110 ...1222,4 x x x x 90 371 37190 9 236990 x x x c) As notações para os "não positivos" e os "não negativos", utilizados para os inteiros, também podem ser usadas para os racionais. O zero é um número racional, pois podemos representá-lo pela fração: = {Todos os racionais sem o zero} = {Todos os racionais NÃO NEGATIVOS} = {Todos os racionais NÃO NEGATIVOS sem o zero, ou seja, os positivos} = {Todos os racionais NÃO POSITIVOS} = {Todos os racionais NÃO POSITIVOS sem o zero, ou seja, os negativos} ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO A soma ou a diferença de duas frações é uma outra fração, cujo calculo recai em um dos dois casos seguintes: 1º CASO: Frações com mesmo denominador. Observemos as figuras seguintes: 3 6 2 65 6 Indicamos por: 6 5 6 2 6 3 2 6 5 6 3 6 Indicamos por: 6 3 6 2 6 5 Assim, para adicionar ou subtrair frações de mesmo denominador, procedemos do seguinte modo: adicionamos ou subtraímos os numeradores e mantemos o denominador comum. simplificamos o resultado, sempre que possível. Exemplos: 5 4 5 13 5 1 5 3 3 4 9 12 9 84 9 8 9 4 3 2 6 4 6 37 6 3 6 7 0 7 0 7 22 7 2 7 2 Observação: A subtração só pode ser efetuada quando o minuendo é maior que o subtraendo, ou igual a ele. 2º CASO: Frações com denominadores diferentes: Neste caso, para adicionar ou subtrair frações com denominadores diferentes, procedemos do seguinte modo: • Reduzimos as frações ao mesmo denominador. • Efetuamos a operação indicada, de acordo com o caso anterior. • Simplificamos o resultado (quando possível). http://www.matematicadidatica.com.br/FracaoSimplificacao.aspx http://www.matematicadidatica.com.br/FracaoMistaImpropria.aspx http://www.matematicadidatica.com.br/FracaoMistaImpropria.aspx 115 Exemplos: 6 5 12 10 12 64 12 6 12 4 4 2 3 1 )1 8 9 24 27 24 1215 24 12 24 15 6 3 8 5 )2 Observações: Para adicionar mais de duas frações, reduzimos todas ao mesmo denominador e, em seguida, efetuamos a operação. Exemplos. 5 4 15 12 15 372 15 3 15 7 15 2 ) a 24 53 24 1232018 24 12 24 3 24 20 24 18 2 1 8 1 6 5 4 3 ) b Havendo número misto, devemos transformá-lo em fração imprópria: Exemplo: 2 1 3 5 12 3 1 6 7 3 5 12 19 6 28 12 5 12 38 12 28 5 38 12 71 12 Se a expressão apresenta os sinais de parênteses ( ), colchetes [ ] e chaves { }, observamos a mesma ordem: 1º) efetuamos as operações no interior dos parênteses; 2º) as operações no interior dos colchetes; 3º) as operações no interior das chaves. Exemplos: a) 12 11 12 6 12 17 2 1 12 17 2 1 12 9 12 8 2 4 2 5 4 3 3 2 b) 12 17 12 29 12 46 12 29 6 23 12 29 6 7 6 30 12 9 12 20 6 7 5 4 3 3 5 6 2 6 9 5 4 3 3 2 1 3 1 2 3 5 Exercícios 1 – Transforme as dízimas periódicas em frações: a) 2,5555... c) 3,4111111... b) 15,23333... d) 0,132132132... 2 - Dar a fração geratriz correspondente a cada dízima periódica simples: a) 0,3131... b) 0,2222... c) 7,131313... d) 0,258258... e) 0,1212121... f) 1,555555... 3 - Determine a fração geratriz de cada número decimal abaixo: a) 0,525252 ... = b) 0,666 ... = c) 0,32444 ... = d) 5,241241241 ... = e) 0,48121121121 ... = f) 34,212121 ... = g) 5,131131131 ... = h) 0,643777 ... = 4 - Transforme em números decimais as seguintes frações, indicando entre quais números inteiros elas se localizam e dê um referencial (sua posição entre os números inteiros). a) 5 2 b) 7 2 c) 10 4 d) 3 2 e) 9 2 f) 15 2 g) 9 2 116 5 - Calcule: 1 )0,777... 2 1 )1,222... 6 1 )0,777... 2 1 2 ) 0,222... : 3 3 a b c d 6 – Efetue: a) 2,1 1 2,0...1333,0 b) 18 9 3 2 54,3 ...444,1...555,1 2,1...777,0 7 – O valor de ...777,2 é: a) 1,2 b) 1,666... c) 1,5 d) 1,77... e) 3,49 8 – Resolvendo a expressão ...333,0)2(3,0 , obtemos: a) 30 41 b) 30 79 c) 30 14 d) 5 7 e) – 2 9 – Resolva a expressão a seguir, apresentando a resposta na sua forma mais simples. 2,0 7 10 10 59 3 10 ...333,04 10 – Dados A = [0, 3] e B = [1, 5[, calcule: a) A B b) A B c) B – A 11 – Dados A=]–1, 4] e B = [4, 6], determine: a) b) c) 12 - (Fuvest - SP) Dividir um número por 0,0125 equivale a multiplicá-lo por: 13 - A professora Fernanda passou uma lista com 40 exercícios para serem feitos durante o recesso de 10 dias. Paulo recebeu a lista e no primeiro dia resolveu 2/5 dos exercícios. No dia seguinte resolveu 1/3 do que sobrou e finalizou no terceiro dia a lista. Nesse último dia de trabalho, ele resolveu: a) 8 exercícios. b) 10 exercícios. c) 12 exercícios. d) 14 exercícios. e) 16 exercícios. Conjunto dos números irracionais I = {x | x é uma dízima não periódica}. (o símbolo | lê-se como "tal que"). Exemplos de números irracionais: = 3,1415926... (número pi = razão entre o comprimento de qualquer circunferência e o seu diâmetro) 2,01001000100001... (dízima não periódica) 3 = 1,732050807... (raiz não exata). Por exemplo: => Todos estes valores não podem ser representados por uma fração de números inteiros, portanto, são chamados de números irracionais. 2 3 Este número também não tem uma representação em forma de fração, por isso também é um número irracional. Ou seja, se somarmos um racional com um irracional teremos como resultado um irracional. 3 15 => Este também é irracional, pelo mesmo motivo do número acima. - Todas as raízes não exatas fazem parte do conjunto dos números irracionais. Mas não são só elas, também estão neste conjunto o número pi (π=3,141592...), o número de Euler (e = 2,71828...), e alguns outros. Portanto, se um número for racional, não pode ser irracional, e vice-versa. Por isso que, ao representarmos nos balões, devemos separá-los. Veja a figura a seguir: 117 Conjunto dos números reais Os números racionais e irracionais foram utilizados por séculos e até hoje são considerados os mais importantes. Por este motivo, foi dado um nome para o conjunto formado por todos estes conjuntos. O nome escolhido foi "CONJUNTO DOS NÚMEROS REAIS" que é a reunião do conjunto dos números irracionais com o dos racionais. R = { x | x é racional ou x é irracional }. Notas: a) é óbvio que N Z Q R b) I R c) um número real é racional ou irracional; não existe outra hipótese! Potenciação CONCEITO A notação (+2 )3 = (+2 ) . (+2 ) . (+2 ) é um produto de três fatores iguais Analogamente: ( -2 )4 = ( -2 ) . ( -2 ) . ( -2 ) . ( -2 ) é um produto de quatro fatores iguais Portanto potência é um produto de fatores iguais. Na potência (+5 )2 = +25, temos: +5 ---------- base 2 ---------- expoente +25 ---------- potência Observacões : (+2 ) 1 significa +2, isto é, (+2 )1 = +2 ( -3 )1 significa -3, isto é, ( -3 )1 = -3 Cálculos O expoente é par Calcular as potências 1) (+2 )4 = (+2 ) . (+2 ) . (+2 ) . (+2 ) = +16 isto é, (+2)4 = +16 2) ( -2 )4 = ( -2 ) . ( -2 ) . ( -2 ) . ( -2 ) = +16 isto é, (-2 )4 = +16 Observamos que: (+2)4 = +16 e (-2)4 = +16 Então, de modo geral, temos a regra: Quando o expoente é par, a potência é sempre um número positivo. Outros exemplos: (-1)6 = +1 (+3)2 = +9 O expoente é ímpar Calcular as potências: 1) (+2 )3 = (+2 ) . (+2 ) . (+2 ) = +8 isto é, (+2)3 = + 8 2) ( -2 )3 = ( -2 ) . ( -2 ) . ( -2 ) = -8 ou seja, (-2)3 = -8 Observamos que: (+2 )3 = +8 e ( -2 )3 = -8 Daí, a regra: Quando o expoente é ímpar, a potência tem o mesmo sinal da base. Propriedades: 1 – Produto de potências de mesma base Repetimos a base e somamos os expoentes nmnm aaa Exemplos: (+2 )3 . (+2 )2 = (+2 )3+2 = (+2 )5 ( -2 )2 . ( -2 )3 . ( -2 )5 = ( -2 ) 2 + 3 + 5 = ( -2 )10 Para multiplicar potências de mesma base, mantemosa base e somamos os expoentes. 2 – Quociente de potência de mesma base: Repetimos a base e subtraímos os expoentes nm n m nm a a a aa , 0a Exemplos: (+2 ) 5 : (+2 )2 = (+2 )5-2 = (+2 )3 ( -2 )7 : ( -2 )3 = ( -2 )7-3 = ( -2 )4 Para dividir potências de mesma base em que o expoente do dividendo é maior que o expoente do divisor, mantemos a base e subtraímos os expoentes. 3 – Potência de potência: Multiplicamos o expoente nmnm aa 118 Polinomios: Produtos Notáveis e Fatoração de Expressões Algébricas Exemplos: [( -4 )3]5 = ( -4 )3 . 5 = ( -4 )15 Para calcular uma potência de potência, conservamos a base da primeira potência e multiplicamos os expoentes . 4 – Potência de um produto: Elevamos cada fator ao expoente nnn baba Exemplos: [( -2 )3 . (+3 )2 . ( -5 )]4 = ( -2 )12 . (+3 )8 . ( -5 )4 Para calcular a potência de um produto, sendo n o expoente, elevamos cada fator ao expoente n. 5 – Potencia de um quociente: Elevamos o numerador e o denominador (ou dividendo e o divisor) ao expoente n nn n b a b a ba , 0b OBS.: POTÊNCIA DE EXPOENTE ZERO (+2 )5 : (+2 )5 = (+2 )5-5 = (+2 )0 e (+2 )5 : (+2 )5 = 1 Consequentemente: (+2 )0 = 1 ( -4 )0 = 1 Qualquer potência de expoente zero é igual a 1. Não confundir -32 com ( -3 )2, porque -32 significa -( 3 )2 e portanto -32 = -( 3 )2 = -9 enquanto que: ( -3 )2 = ( -3 ) . ( -3 ) = +9 Logo: -3 2 ( -3 )2 Notação científica A escrita dos valores acima pode tornar-se algo extremamente chato, especialmente quando se trabalha com várias casas antes da vírgula (como o número 0,00001, por exemplo) ou com vários “zeros” (como o número 1.000.000.000.000.000, por exemplo). Neste caso, a matemática, a física, a química, a biologia etc. dispõem de um artifício muito importante, denominado NOTAÇÃO CIENTÍFICA. E o que vem a ser, afinal, a tal da NOTAÇÃO CIENTÍFICA? A NOTAÇÃO CIENTÍFICA é uma maneira de se representar um número através de uma forma padrão, simplificando a escrita matemática quando os valores são muito grandes ou muito pequenos. Esta forma é: X . 10y , onde X = número entre 1 e 10, e 10y = uma potência de base dez. A potência de dez é utilizada para abreviar múltiplos (ou submúltiplos) de dez. Assim: 100 = 10 x 10; 1000 = 10 x 10 x 10; 100000 = 10 x 10 x 10 x 10 x 10. Para escrevermos estes números de uma maneira abreviada, basta indicar o número de dezenas envolvidas na multiplicação com um pequeno número (expoente) no alto da potencia de 10. Logo, se 100 = 10 x 10, podemos dizer que 100 = 102. Da mesma maneira 1000 = 103, e 100000 = 105. Nestes exemplos o expoente da base 10 é igual ao número de zeros. Para os submúltiplos de dez, também utilizamos o sistema exponencial. Assim: 0,01 = 1/10 x 1/10 ; 0,001 = 1/10 x 1/10 x 1/10 0,00001 = 1/10 x 1/10 x 1/10 x 1/10 x 1/10 Neste caso, para abreviar esses números indicamos o número de casas decimais com expoente negativo da potencia de 10. Assim, se 0,01 = 1/10 x 1/10, podemos dizer que 0,01 = 10-2 . Da mesma maneira, 0,001 = 10-3 e 0,00001 = 10-5. Vamos ver alguns exemplos: 40 é igual a 4 vezes 101, então em notação científica representa-se 40 = 4 x 101. 15000 é igual a 15 vezes 1000, ou 1,5 vezes 10000. Como 10000 que é igual 104, então em notação científica representa-se 15000 = 1,5x104. 0,2 corresponde a 2 dividido por 10, ou 2 multiplicado por 0,1 que corresponde a 1/10. Como 1/10 pode ser representado por 10-1, então em notação científica representa-se 0,2 = 2 x10-1. Notamos então que fica muito mais fácil de representar números muito grandes ou muito pequenos utilizando a notação científica e a potencia de dez. 1) DEFINIÇÃO: Polinômios são qualquer adição algébrica de monômios. MONÔMIOS: toda expressão algébrica inteira representada por um número ou apenas por 119 uma variável, ou por uma multiplicação de números e variáveis. Exemplos: a) m5 b) 2p c) xy2 d) my Geralmente o monômio é formado por uma parte numérica chamada de coeficiente numérico e por uma parte literal formada por uma variável ou por uma multiplicação de variáveis. Os monômios que formam os polinômios são chamados de termos dos polinômios. Obs. 1: O monômio ay4 é um polinômio de um termo só. Obs. 2: y4x2 é um polinômio de 2 termos: x2 e y4 . Obs. 3: 4abx2 é um polinômio de 3 termos: x2 , ab e 4. Operações com polinômios Para somarmos 2 ou mais polinômios, somamos apenas os termos semelhantes. Exemplo: a) Obter o perímetro do triângulo abaixo: Primeiro, eliminaremos os parênteses tomando cuidado quando houver sinal negativo fora dos parênteses. Multiplicação Algébrica de Polinômios A multiplicação de um polinômio por outro polinômio deve ser feita multiplicando-se cada termo de um deles pelos termos do outro (propriedade distributiva) e reduzindo-se os termos semelhantes. Exemplo: Divisão Algébrica de Polinômio Divisão de um polinômio por um monômio A divisão de um polinômio por um monômio deve ser feita dividindo-se cada termo do polinômio pelo monômio. Exemplo: 120 Produtos Notáveis 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. Exemplo: (x + 3y)2 = x2 + 6xy + 9y2 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. Exemplo: (a - b)2 = a2 – 2ab + b2 Produto da soma pela diferença de dois termos é igual ao quadrado do primeiro termo menos o quadrado do segundo termo. Exemplo: (7 – am).(7 + am) = 49 – a2 m2 Cubo da soma de dois termos é igual ao cubo do primeiro termo, mais três vezes o produto do quadrado do primeiro termo pelo segundo termo, mais três vezes o produto do primeiro termo pelo quadrado do segundo termo mais o cubo do segundo termo. Exemplo: (2a + 1)3 = 8a3 + 12a2 + 6a + 1 Cubo da diferença entre dois termos é igual ao cubo do primeiro termo, menos três vezes o produto do quadrado do primeiro termo pelo segundo termo, mais três vezes o produto do primeiro termo pelo quadrado do segundo termo menos o cubo do segundo termo. Exemplo: (2a - 1)3 = 8a3 - 12a2 + 6a - 1 Fatoração A fatoração surge como um recurso da Matemática para facilitar os cálculos algébricos; através dela conseguimos resolver situações mais complexas. Na fatoração por fator comum em evidência, utilizamos a ideia de fazer grupos de polinômios, ao fatorar escrevemos a expressão na forma de produto de expressões mais simples. O polinômio x² + 2x possui forma fatorada, veja: x² + 2x .: podemos dizer que o monômio x é comum a todos os termos, então vamos colocá-lo em evidência e dividir cada termo do polinômio x² + 2x por x. Temos: x (x + 2) Concluímos que x (x + 2) é a forma fatorada do polinômio x² + 2x. Para termos certeza dos cálculos, podemos aplicar a distribuição na expressão x (x + 2) voltando ao polinômio x² + 2x. Exemplos de fatoração utilizando fator comum em evidência: 1º Fator Comum e evidência Exemplo 1 8x³ - 2x² + 6x (fator comum: 2x) 2x (4x² - x + 3) Exemplo 2 a6 – 4a² (fator comum: a²) a² (a4 – 4) 2º fatoração: Agrupamento Agrupamento é o método pelo qual simplificamos uma expressão algébrica, agrupando os termos semelhantes (termos em comum). Ao usarmos o método do agrupamento, necessitamos fazer uso da fatoração: termo comum em evidência. Observe no exemplo a seguir: 4x² + 8x + 6xy + 12y 4x(x + 2) + 6y(x + 2) Colocamos novamente em evidência, pois os termos 4x e 6y possuem termos em comum: (x + 2) (4x + 6y) (x + 2) Exemplo 1 2xy – 12x + 3by – 18b 2x(y –6) + 3b(y – 6) (2x + 3b) . (y – 6) Exemplo 2 6x²b + 42x² – y²b – 7y² 6x²(b + 7) – y²(b + 7) (6x² – y²) (b + 7) 3 º Diferença de dois quadrados Para compreendermos melhor como e quando utilizarmos é necessário que saibamos que diferença na matemática é o mesmo que subtração e que quadrado é elevar um número, letra ou termos ao quadrado. A fatoração pela diferença de dois quadrados só poderá ser usada quando: - Tivermos uma expressão algébrica com dois monômios (sejam binômios). - Os dois monômios sejam quadrados. - A operação entre eles for de subtração. 121 Veja alguns exemplos de expressões algébricas que seguem esse modelo: • a2 - 1, a expressão algébrica tem apenas dois monômios, os dois estão ao quadrado e entre eles há uma operação de subtração. • 1 – a2 3 • 4x2 – y2 Como escrever a forma fatorada dessas expressões algébricas? Dada a expressão algébrica 16x2 – 25, veja os passos que devemos tomar para chegarmos a forma fatorada utilizando o 5º caso de fatoração. A forma fatorada será (4x – 5) (4x + 5). Veja alguns exemplos: Exemplo 1: A expressão algébrica x2 – 64 é uma expressão com dois monômios e as raízes quadradas são respectivamente x e 8, então a sua forma fatorada é (x – 8) (x + 8). Exemplo 2: Dada a expressão algébrica 25x2 – 81, a raiz dos termos 25x2 e 81 é respectivamente 5x e 9. Então, a forma fatorada é (5x – 9) (5x + 9). 4º Trinômio Quadrado Perfeito Veja um exemplo: Veja se o trinômio 16x2 + 8x + 1 é um quadrado perfeito, para isso siga as regras acima: Dois membros do trinômio têm raízes quadradas e o dobro delas é o termo do meio, então o trinômio 16x2+ 8x + 1 é quadrado perfeito. Então, a forma fatorada do trinômio é 16x2 + 8x + 1 é (4x + 1)2, pois é a soma das raízes ao quadrado. Exemplo: Dado o trinômio 1 + 9a2 – 6a. Devemos, antes de usar as regras do quadrado perfeito, colocar o trinômio em ordem crescente de expoentes, ficando assim: 9a2 – 6a + 1. Agora, tiramos a raiz dos termos 9a2 e 1, que serão respectivamente 3a e 1. O dobro dessas raízes será 2 . 3a . 1 = 6a, que é igual ao termo do meio (6a), então concluímos que o trinômio é quadrado perfeito e a forma fatorada dele é (3a – 1)2. Exercícios 1) Efetua, simplificando o máximo possível: a) aaxaaxax 325327 b) 57351034 abaabaab c) xyyxyxxyxy 22222 3 2 3 1 2 1 2 3 3 4 d 6314273 222 baabbaababab e) 4 1 8 3 28 4 222 x x x x x x f) 57351034 abaabaab g) byaybaybabya 2222 3 1 9 1 3 2 9 5 h) 63636 3155882 yyyyy i) zyxyxzzxyzxyxzyzxy 222 2 - Sendo: 22 2 aaxxA ; 22 435 aaxxB ; 22 2aaxxC ; 122 Calcule: a) CBA b) CBA c) BAC Exercícios 1) Calcule o valor das expressões numéricas a seguir: 2) Passe os números abaixo para a forma de notação científica: a) 32 000 000 b) 0,00032 c) 971000 d) 0,00568 e) 774,9 f) 5 000 000 3) Para resolver as potências a seguir é preciso fazer cada cálculo passo a passo, evitando assim erros com sinais: a) -2 ³ = b) -3² = c) -4³ = d) -5³ = e) -5² = f) – (-2)³ = g) – (-3)² = h) – (-5)² = i) - 3 4 5 = j) 32 1 = k) 43 1 = l) 52 1 = 4) Coloque V (verdadeiro) ou F (falso): ( ) 5 – 6 . 5 6 = 1 ( ) 6 -2 . 6 -5 = 6 10 ( ) 7³ : 7 5 = 7 -5 . 7³ ( ) 2 5 : 2³ = 1² ( ) 3³ . 3 5 = 9 8 ( ) 5 7 7 5 1 1 ( ) 23 23 32 32 1 ( ) 7 – 3 = 73 1 ( ) ( + 3) -2 = -2 + 3 -2 ( ) 7² + 7³ = 7 5 ( ) (3 5)² = 3 7 ( )(2³)² = 232 5) Simplifique as expressões, usando sempre que possível as propriedades da potência: a) (2xy²)³ = b) (3xy²) . (2x²y³) = c) (5ab²)² . (a²b)³ = d) xy yx 3 9 32 = e) 3 72 4 ba8 ab16 = 6) Simplifique as expressões: a) 11 2 33 33 nn nn = b) n nn 2 12 2 42 = 123 c) n nn 2 22 21 7) Usando potências de mesma base, e as propriedades das potências, resolva: a) 2 5 75,0 4 3 = b) 5 m + 2 : 5 m – 1 = c) 3 3 4 1 16. 2 1 = d) 2 m + 1 . 2 m + 2 : 4 m – 1 = e) (0,25) -1 . 3 4 1 = 8) Sabendo que m x 3 , o valor de 12 33 xx é: a) 12 m b) 13 m c) 3 28m d) 12 m e) 13 m 9) Sabendo que m x 3 , o valor de xxx 3927 é: a) mmm 23 b) m6 c) 6m d) m39 e) 63m 10) Simplificando 3 4 22 222 n nn , obtemos: a) 8 1 2 1 n b) 12 n c) n21 d) 8 7 e) 8 1 11) Simplificando a expressão 1 1 2 m xmmx , obtemos: a) 1 1 m x b) 1 1 m x c) 1 1 m x d) 1 1 m x e) 21 1 m x 12) Dado que 5ba e 2ab , o valor numérico de 22 ba é: a) 19 b) 20 c) 21 d) 22 e) n.d.a. 13) Considere o número a, tal que 0 < a < 1, e assinale a alternativa ERRADA. a) a3 > a2 b) a-3 > a-2 c) a0 > a d) (-a)2 > (-a)3 14) Considere os números m = 3 x 10-3, n = 2 x 10- 1 e p = n m . O valor de n – p é a) 1,85 x 10-2 b) 1,3 x 10-1 c) 5 x 10-2 d) 1,7 x 10-2 15) Determine o valor de x nas equações exponenciais abaixo: a) 4 1 2 x b) 85,0 2 x c) 27 9 1 x Radicais De modo geral, sendo n um número natural diferente de zero e a um número real, dizemos que ban , se, e somente se, ab n . O sinal é chamado de RADICAL. 6.1 Potência com expoente fracionária: relacionando radiciação com potenciação. 124 Se a é um número real positivo, m é um número inteiro e n é um número natural não-nulo, temos: n mn m aa Propriedades dos radicais 1ª propriedade: Para os radicais de índice n de uma potência com expoente também igual a n temos: se n é um número natural , aa n n 2ª propriedade: Dividindo-se o índice e o expoente do radicando por um mesmo número natural maior que zero, o valor do radical não se altera, ou seja: pn pmn m aa sendo a um número real positivo, m um número inteiro, n um número natural não-nulo e p divisor de m e n. obs.: Da mesma forma que podemos dividir o índice e o expoente por um número natural também podemos multiplicar, caso seja necessário. pn pmn m aa Essa propriedade permite simplificar certos radicais, isto é, transformá-lo em outros radicais mais simples e equivalentes aos radicais dados. Ex.: 4 528 2108 10 222 3ª propriedade: O radical de índice natural não-nulo n de um produto ba , com a e b números reais positivos, é igual ao produto dos radicais de mesmo índice n dos fatores (a e b) do radicando, ou seja: nnn baba Ex.: 55 3.23.2 4ª propriedade: O radical de índice natural não-nulo n de um quociente b a , com a e b números reais positivos, é igual ao quociente dos radicais de mesmo índice n dos termos a e b do radicando, ou seja: n n n b a b a Exs.: 5 4 5 16 25 256 25 256 3 2 243 32 243 32 5 5 5 5ª Propriedade nmm n aa . Exs.: 105 66 15 18 3 5 6 7 3 7 3 Expoente fracionário n mn m aa EX.: 22 2 1 Extração de fatores do radical Usando as propriedades, podemos simplificar radicais. 183.23.23.2324 24242 13.213.213.252 22 22222.22.64 5 55 55 65 Introdução de fatores no radical Elevamos o fator ao índicedo radical. 123.232 2 Radical de um produto Produto dos radicais Quociente dos radicais Radical de um quociente 125 333 33 1897.277.)3(7)3( 6 5 6 6 63 22. 2 1 2 2 1 2 2 1 Exemplos de aplicação: 1 - Reduzir ao mesmo índice os radicais 9 553 2 aaa ,, Solução 45 2545 945 30 45 5545 945 152 9 553 2 45953 aaa aaa cmm aaa ,, )(,,)( ),,(.. ,, 2 - Simplifique a expressão. 4 6 3 9 4 3 6 9 5 6 2.2 4831031 Solução: 8 1 16 2 4.4 32 2.2 131 2.2 91031 2.2 2831031 2.2 4831031 5 22 5 18 3618 36 5 6 4 18 9 4 18 9 5 6 4 6 3 9 4 3 6 9 5 6 Racionalização de Frações Racionalizar uma fração cujo denominador é um número irracional, significa achar uma fração equivalente a ela com denominador racional. Para isso, devemos multiplicar ambos os termos da fração por um número conveniente. Ainda podemos dizer que racionalizar uma fração significa reescrever a fração eliminando do denominador os radicais. Vejamos alguns exemplos: (1o caso) (2o caso) (3o caso) Exercícios 1)Calcule: a) 1649 b) 43 168 c) 169295 d) 333 224210 e) 50218 f) 43 812725 g) 63 646464 h) 56553 i) 5555 3323235 j) 45254 33 k) 55 33333232 l) 81850 m) 125272 n) 7634 o) 1087512 3 37 3 3 3 7 3 7 5 2 5 2 5 2 5 35 3 126 2 - Encontre o perímetro das figuras, cujas medidas de seus lados são dadas numa mesma unidade de medida de comprimento. a) b) 3 - Efetue as multiplicações: a) 33 65 b) 82 c) 362 d) 33 64 e) 515 f) 32223 4 - Calcule a área e o perímetro das figuras, cujas medidas indicadas são dadas numa mesma unidade de medida de comprimento. a) b) 5 - Efetue as divisões: a) 312 b) 250 c) 25 49 d) 3 3 23 612 6 - Calcule o valor das expressões: a) 8222009818 b) 3103102710 c) 2218101020 7 - Calcule as potências: a) 215 b) 273 c) 237 d) 273 8 - Calcule o valor da expressão 224 xxA para 3x . 9 - Transforme em radical: a) 2 3 9 = b) 4 3 16 = c) 1024 0,4 = d) 625 -0,25 = e) 2 1 4 = f) 3 2 64 = 10 - Reduza a um único radical. a) 10 b) 2 c) 3 3 d) 3 3 3 11 - Reduza a um único radical e em seguida simplifique, se possível: a) 6 35 b) 415 c) 3 422 d) 4 53 12 - (UFRGS) O valor da expressão é: (A) -4 (B) 1/9 (C) 1 (D) 5/4 (E) 9 127 13 - (UFRGS) A expressão é igual a: (A) (B) (C) (D) (E) 14 - (UFRGS) O valor de para e (A) (B) (C) (D) (E) 15 - (UFRGS) Sendo n > 1, a expressão é equivalente a: (A) (B) (C) (D) (E) 16 - A expressão 3 2 02222 8 18322 é igual a: (A) 164 (B) 83 (C) 82 (D) 45 (E) 41 17 - Simplificando encontramos: (A) (B) (C) (D) (E) 18 - O valor da expressão é: (A) 3.103 (B) 3 (C) 3.10 (D) 9.103 (E) 27.103 19 - O valor da expressão é: (A) (B) (C) (D) (E) 20 - Assinale a relação correta, das citadas abaixo. (A) se a > 1 (B) se 0 < a < 1 (C) se 0 < a < 1 (D) se 0 < a < 1 (E) se a > 0 21 - O valor da expressão (A) (B) (C) (D) (E) 22 - Qual o valor da expressão: para n pertencente aos naturais - {0, 1} (A) 5 (B) 1/5 (C) 1/25 (D) 5² (E) 5º 23 - (FUVEST) Dos números abaixo, o que está mais próximo de (A) 0,625 (B) 6,25 (C) 62,5 (D) 625 (E) 6250 128 24 – Racionalize os denominadores: 25 - O valor da expressão 3 22182 é: a) 6 7 2 b) 6 7 6 c) 5 3 2 d) 5 3 6 26 - Considere um retângulo de base igual a 122 cm e altura igual 8 cm ; e um quadrado de lado 32 cm. Determine qual das duas figuras possui maior perímetro. 27 - Resolva a expressão matemática a seguir. O resultado correto dessa expressão é um número: a) Ímpar b) Primo c) Decimal exato positivo d) Natural divisível por 4. 28 - Desenvolva os produtos notáveis a seguir: 29 – Qual o valor de 30 – Equações Introdução Um breve relato sobre a história das Equações. As equações foram introduzidas pelo conselheiro do rei da França, Henrique IV, o francês François Viète, nascido em 1540. Através da matemática Viète decifrava códigos secretos que era mensagens escritas com a substituição de letras por numerais. Desta forma Viète teve uma idéia simples, mas genial: fez o contrário, ou seja, usou letras para representar os números nas equações. O sinal de igualdade foi introduzido por Robert Recorde (matemático inglês) que escreveu em um de seus livros que para ele não existiam duas coisas mais parecidas que duas retas paralelas. Um outro matemático inglês, Thomas Harriot, gostou da idéia de seu colega e começou a desenhar duas retas para representar que duas quantidades são iguais. Observe: Assim, diminuiu-se um pouco este sinal, =, passando a usá-lo nas equações de Viète. Até o surgimento deste sistema de notação as equações eram expressas em palavras e eram resolvidas com muita dificuldade. A notação de Viète significou o passo mais decisivo e fundamental para construção do verdadeiro idioma da Álgebra: as equações. Por isso, Fraçois Viète é conhecido como o Pai da Álgebra. Podemos dizer que equação é uma igualdade entre duas expressões algébricas. Observe: Os termos localizados à esquerda do sinal de igualdade formam o 1º membro da equação, e os localizados à direita formam o 2º membro. Observe: 129 O valor atribuído à incógnita x para esta equação que torna verdadeira a igualdade é x = 4. Logo o 4 é a solução da equação, denominado raízes da equação. 2 Equação Polinomial do 1º Grau Denomina-se equação do 1º Grau na incógnita x, toda equação da forma: Solução da equação polinomial do 1º Grau. Resolver uma equação do 1º Grau significa determinar a suas raízes. Observe: Exercícios resolvidos: a) 2x - 1 = x + 3 2x – x = 3 + 1 x = 4 S = { 4 } b) 2(- 3 – y) + 4 = y + 6 - 6 – 2y + 4 = y + 6 – 2y – y = + 6 - 4 + 6 - 3y = + 8 . (- 1) 3y = - 8 8 3 y 8 3 S ` 4 9 x ` 4 9 S d) Qual é o número cujo dobro aumentado de 9 é igual ao seu quádruplo diminuído de 21? Representamos o número desconhecido por x. Então, 2x + 9 = 4x – 21 2x – 4x = - 21 – 9 - 2x = - 30 .(- 1) 2x = 30 30 2 x x = 15 S = { 15 } e) Um litro do vinho A custa R$ 6,00, e o litro do tipo B, R$ 4,80. Quantos litros de vinho A se deve misturar a 100 litros de vinho B para se obter um vinho C, que custe R$ 5,50 o litro? Sistema de equação do 1° Grau A soma de dois números é 12 e a diferença entre eles é 4. Quais são estes números? Para a resolução de problemas como este que apresenta duas incógnitas desconhecidas, utilizamos um sistema de equações. Chamamos de x o primeiro número (o maior) e de y o segundo número. Pelo enunciado: » soma de dois números é 12, ou seja: x+y = 12 ...I » a diferença entre eles é 4, isto é : x-y = 4 .....II A solução de um sistema de equações com duas variáveis é um par ordenado (x,y) de números reais que satisfaz as duas equações ( I e II ). Verificando o par ordenado (8,4), notamos que satisfaz as duas equações: 8+4=12 e 8-4=4 , logo a solução do sistema é (8,4)
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