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F A C U L D A D E D E C IÊ N C IA S S O C IA IS A P L IC A D A S D E B E L O H O R IZ O N T E P r o f . P a u l a d e C a m p o s O l iv e ir a B elo H orizon te, 16 d e fevereiro d e 2012. L ista d e F ig u r a s 3.1 R 1 é um a função de A em B , p ois a cada elem ento do conjunto A corresp onde um único elem ento do conjunto B . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.2 R 3 é um a função de A em B , p ois a cada elem ento do conjunto A corresp onde um único elem ento do conjunto B . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.3 R 2 não é um a função de A em B , p ois o elem ento 4 do conjunto A p ossui dois corresp ondentes em B (2 e − 2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.4 R 4 não é um a função de A em B , p ois o elem ento 6 do conjunto A não p ossui corresp ondente em B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.5 C onvenção de um a função . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.6 E sb oços de funções quadráticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.1 R eceita T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.2 C usto T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.3 R eceita T otal e C usto T otal no M esm o P ar de E ixos . . . . . . . . . . . . . 120 4.4 F unção D em anda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 4.5 F unção D esp esa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.6 F unção O ferta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.1 N otação de L ogaritm os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.2 C ondições de E xistência dos L ogaritm os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 S u m á r io 1 R ev isão 1 1.1 N úm eros N aturais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 N úm eros P rim os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 N úm eros Inteiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.1 Introdução aos N úm eros Inteiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.2 A O rigem dos Sinais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.3 O C onjunto Z dos N úm eros Inteiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.4 M áxim o D ivisor C om um - M D C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.4.1 T écnica para o C álculo do M D C . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.5 M ínim o M últiplo C om um - M M C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2.5.1 T écnica para o C álculo do M M C . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 N úm eros R acionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.2 A Idéia de N úm ero F racionário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.3 F rações E quivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.4 O p erações com F rações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.4.1 A dição e Subtração de N úm eros F racionários . . . . . . . 9 1.3.4.2 M ultiplicação de N úm eros F racionários . . . . . . . . . . . 11 1.3.4.3 D ivisão de N úm eros F racionários . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.5 F rações e N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.5.1 O P ap el das F rações e N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . 12 1.3.5.2 E lem entos H istóricos Sobre os N úm eros D ecim ais . . . . . 12 1.3.5.3 F rações e N úm eros D ecim ais(P otências de 10) . . . . . . . 13 1.3.5.4 L eitura de N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3.6 T ransform ando F rações em N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . 14 1.3.7 T ransform ando N úm eros D ecim ais em F rações . . . . . . . . . . . . 14 1.3.8 P ropriedades dos N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.8.1 M ultiplicação p or um a p otência de 10 . . . . . . . . . . . 15 1.3.8.2 D ivisão p or um a p otência de 10 . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.9 O p erações com N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.9.1 A dição e Subtração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.9.2 M ultiplicação de núm eros decim ais . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.9.3 D ivisão de núm eros decim ais . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.10 D ízim a P eriódica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.10.1 A geratriz de um a dízim a p eriódica . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.10.2 A G eratriz de um a D ízim a Sim ples . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.10.3 A G eratriz de um a D ízim a C om p osta . . . . . . . . . . . . 19 1.3.10.4 D ica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.4 N úm eros Irracionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.5 N úm eros R eais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6 P otenciação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6.1 A lgum as P articularidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6.2 C onvenções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.6.3 O utras C onvenções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.6.4 P ropriedades da P otenciação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.6.4.1 M ultiplicação de P otências de M esm a B ase . . . . . . . . 23 1.6.4.2 D ivisão de P otências de M esm a B ase . . . . . . . . . . . . 24 1.6.4.3 P otência de P otências de M esm a B ase . . . . . . . . . . . 24 1.6.4.4 P otência com E xp oente N egativo . . . . . . . . . . . . . . 24 1.7 E xpressões N um éricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.8 R azões e P rop orções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.8.1 R azões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.8.1.1 R azões E quivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.8.2 P rop orções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.8.2.1 P ropriedade F undam ental das P rop orções . . . . . . . . . 30 1.8.2.2 P ropriedades G erais das P rop orções . . . . . . . . . . . . 30 1.8.2.3 N úm eros D iretam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . . 32 1.8.2.4 N úm eros Inversam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . . 32 1.8.3 G randezas P rop orcionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.8.3.1 G randezas D iretam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . 34 1.8.3.2 G randezas Inversam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . 34 1.9 R egra de T rês . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.9.1 R egra de T rês Sim ples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.9.2 R egra de T rês C om p osta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.10 P orcentagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 1.10.1 T axa P ercentual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 1.10.2 P roblem as de P orcentagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.11 E xpressões A lgébricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.11.1 M onôm io ou T erm o A lgébrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.11.2 O p erações com M onôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.11.2.1 A dição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.11.2.2 Subtração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.11.2.3 M ultiplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.11.2.4 D ivisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.11.2.5 P otenciação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.11.3 P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.11.3.1 A dição de P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.11.3.2 Subtração de P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 1.11.3.3 M ultiplicação de P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1.11.4 P rodutos N otáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 1.11.4.1 Q uadrado da Som a de D ois T erm os . . . . . . . . . . . . . 51 1.11.4.2 Q uadrado da D iferença de D ois T erm os . . . . . . . . . . 52 1.11.4.3 P roduto da Som a P ela D iferença de D ois T erm os . . . . . 53 1.11.5 F atoração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1.11.5.1 F ator C om um em E vidência . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.11.5.2 A grupam ento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 1.11.5.3 D iferença de D ois Q uadrados . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1.11.5.4 T rinôm io Q uadrado P erfeito . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 1.11.6 Sim plificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.12 E quações do 1 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.12.1 P rocesso de R esolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.13 Inequação do 1 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.14 Sistem as de E quações do 1 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.14.1 M étodos de R esolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.14.1.1 M étodo da Substituição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.14.1.2 M étodo da A dição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 1.15 E quações do 2 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.15.1 P rocesso de R esolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.15.1.1 E quações C om pletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.15.1.2 E quações Incom pletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 1.16 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2 C on ju n tos 75 2.1 C onceitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2.2 C onjuntos U nitários e C onjuntos V azios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.3 C onjuntos Iguais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.4 Sub conjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.5 C onjuntos N um éricos Im p ortantes (R evisão) . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.5.1 C onjunto dos N úm eros N aturais - N . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.5.2 C onjunto dos N úm eros Inteiros - Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.5.3 C onjunto dos N úm eros R acionais - Q . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.5.4 C onjunto dos N úm eros Irracionais - I . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.5.5 C onjunto dos N úm eros R eais - R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.6 Sub conj. D efinidos p or um a P ropriedade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7 O p erações com C onjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7.1 U nião . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7.2 Interseção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.7.3 D iferença . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.7.4 C om plem entação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.8 Sub conjuntos de R etas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.8.1 O p erações com Sub conjuntos de R etas . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.8.1.1 E X E M P L O S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.9 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3 F u n çõ es 99 3.1 D efinição e N otações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.1.1 V alor N um érico de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.2 D om ínio de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.3 Im agem de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2 G ráfico de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.1 P lano C artesiano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.2 F unção C onstante: f (x ) = k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.3 F unção L inear: f (x ) = a x + b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.3.1 C aracterísticas Im p ortantes da F unção L inear . . . . . . . 105 3.2.3.2 R epresentação G ráfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.3.3 E quação da R eta D ados D ois P ontos . . . . . . . . . . . . 106 3.2.3.4 E quação da R eta dados um P onto e o C oeficiente A ngular 108 3.2.3.5 Interseção de D uas F unções . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.2.4 F unção Q uadrática: f (x ) = a x 2 + bx + c . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.2.4.1 C aracterísticas Im p ortantes da F unção Q uadrática . . . . 109 3.2.4.2 R epresentação G ráfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.3 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4 A p licaçõ es d e F u n çõ es 115 4.1 R eceita T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.2 C usto T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.3 L ucro T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 4.3.1 P onto de E quilíbrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 4.3.2 E xem plo C om pleto E nvolvendo R eceita, C usto e L ucro T otal . . . . 118 4.4 D em anda de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.4.1 E xem plo de D em anda de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.5 O ferta de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.5.1 E xem plo de O ferta de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 4.6 L ei da O ferta e da P rocura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 4.7 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5 L ogaritm os 133 5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.2 D efinição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.3 C ondições de E xistência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.4 P ropriedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.4.1 P ropriedade do produto do logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.4.2 P ropriedades do quociente do logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.4.3 P ropriedade da p otência do logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.4.4 P ropriedade da raiz de um logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.4.5 P ropriedade da m udança de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.4.6 U m outro exem plo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.5 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 C a p ít u l o 1 R e v isã o 1 .1 N ú m e r o s N a t u r a is O conjunto dos núm eros naturais é representado p ela letra m aiúscula N e estes núm eros são construídos com os algarism os: 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, que tam b ém são conhecidos com o algarism os indo-arábicos. N o século V II, os árab es invadiram a Índia, difundindo o seu sistem a num érico. E m b ora o zero não seja um núm ero natural no sentido que tenha sido proveniente de ob jetos de contagens naturais, irem os considerá-lo com o um núm ero natural um a vez que ele tem as m esm as propriedades algébricas que os núm eros naturais. N a verdade, o zero foi criado p elos hindus na m ontagem do sistem a p osicional de num eração para suprir a deficiência de algo nulo. N a sequência considerarem os que os naturais têm início com o núm ero zero e escreverem os este conjunto com o: N = { 0,1,2,3,4,5,6,...} R epresentarem os o conjunto dos núm eros naturais com a letra N . A s reticências (três p ontos) indicam que este conjunto não tem fim . N é um conjunto com infinitos núm eros. E xcluindo o zero do conjunto dos núm eros naturais, o conjunto será representado p or: N ∗ = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,...} 1 .1 .1 N ú m e r o s P r im o s U m n ú m ero p rim o é u m n ú m ero n atu ral com ex atam en te d ois d iv isores n atu rais d istin tos, sen d o estes u m o n ú m ero 1 e o ou tro ele m esm o. A ssim , são n ú m eros p rim os:{ 2,3,5,7,9,11,13,17,19,23,29,31,···} C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O V ejam os os exem plos a seguir, onde D (n) indica todos os divisores de n . E x em p los: a) 1 não é prim o p ois D (1) = {1} b ) 2 é prim o p ois D (2) = {1, 2} c) 3 é prim o p ois D (3) = {1, 3} d ) 5 é prim o p ois D (5) = {1, 5} e) 7 é prim o p ois D (7) = {1, 7} f) 14 não é prim o p ois D (14) = {1,2,7,14} O b se rv a ç ã o : 1 não é prim o p ois tem ap enas 1 divisor e todo núm ero natural p ode ser escrito com o o produto de núm eros prim os, de form a única. 1 .2 N ú m e r o s In t e ir o s 1 .2 .1 In t r o d u ç ã o a o s N ú m e r o s In t e ir o s N a ép oca do R enascim ento, os m atem áticos sentiram cada vez m ais a necessidade de um novo tip o de núm ero, que pudesse ser a solução de equações tão sim ples com o: x + 2 = 0, 2x + 10 = 0, 4y + 4 = 0 A s C iências precisavam de sím b olos para representar tem p eraturas acim a e abaixo de 0 o C , p or exem plo. A strônom os e físicos procuravam um a linguagem m atem ática para expressar a atração entre dois corp os. Q uando um corp o age com um a força sobre outro corp o, este reage com um a força de m esm a intensidade e sentido contrário. M as a tarefa não ficava som ente em criar um novo núm ero, era preciso encontrar um sím b olo que p erm itisse op erar com esse núm ero criado, de m odo prático e eficiente. 1 .2 .2 A O r ig e m d o s S in a is A idéia sobre os sinais vem dos com erciantes da ép oca. O s m atem áticos encontraram a m elhor notação para expressar esse novo tip o de núm ero. V eja com o faziam tais com erciantes: 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.2. N Ú M E R O S IN T E IR O S Sup onha que um deles tivesse em seu arm azém duas sacas de feijão com 10 kg cada. Se esse com erciante vendesse num dia 8 K g de feijão, ele escrevia o núm ero 8 com um traço (sem elhante ao atualsinalde m enos) na frente para não se esquecer de que no saco faltava 8 K g de feijão. M as se ele resolvesse desp ejar no outro saco os 2 K g que restaram , escrevia o núm ero 2 com dois traços cruzados (sem elhante ao atual sinal de m ais) na frente, para se lem brar de que no saco havia 2 K g de feijão a m ais que a quantidade inicial. C om essa nova notação, os m atem áticos p oderiam , não som ente indicar as quantidades, m as tam b ém representar o ganho ou a p erda dessas quantidades, através de núm eros, com sinal p ositivo ou negativo. 1 .2 .3 O C o n ju n t o Z d o s N ú m e r o s In t e ir o s D efinim os o conjunto dos núm eros inteiros com o a reunião do conjunto dos núm eros naturais, o conjunto dos op ostos dos núm eros naturais e o zero. E ste conjunto é denotado p ela letra Z (Z ahlen = núm ero em alem ão). E ste conjunto p ode ser escrito p or: Z = { ...,− 4,− 3,− 2,− 1,0,1,2,3,4,...} E x e m p lo s d e su bco n ju n to s d o co n ju n to Z a) C onjunto dos núm eros inteiros excluído o núm ero zero: Z ∗ = { ...,− 4,− 3,− 2,− 1,1,2,3,4,...} b ) C onjunto dos núm eros inteiros não negativos: Z + = { 0,1,2,3,4,...} c) C onjunto dos núm eros inteiros não p ositivos: Z − = { ...,− 4,− 3,− 2,− 1,0} 1 .2 .4 M á x im o D iv is o r C o m u m - M D C C onsiderem os os conjuntos dos divisores resp ectivam ente dos núm eros 40 e 16. D (40) = {1, 2, 4, 5, 8, 10, 20, 40} D (16) = {1, 2, 4, 8, 16} O bservando que D (40)∩ D (16) = {1, 2, 4, 8}, p odem os afirm ar que: I) O s divisores com uns de 40 e 16 são 1, 2, 4, 8. II) O m aior divisor com um de 40 e 16 é 8. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E ntão, o núm ero 8 é cham ado m áxim o divisor com um de 40 e 16, que será representado p or M D C (40, 16) = 8. D aí p odem os dizer que: D ad os 2 ou m ais n ú m eros, n ão sim u ltan eam en te n u los, ch am a-se m áx im o d iv isor com u m d esses n ú m eros o m aior d os seu s d iv isores com u n s. 1.2.4.1 T é c n ic a p a r a o C á l c u l o d o M D C V am os determ inar o m áxim o divisor com um de 60 e 24. Já sab em os que: D (60) = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60} D (24) = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24} D (60)∩ D (24) = {1, 2, 3, 4, 6, 12} M D C (60,24) = 12. A gora, vam os obter o M D C p ela técnica de d ecom p osição em fatores p rim os. I) D ecom p õe-se cada núm ero em fatores prim os. II) o M D C será o produto dos fatores com uns,cada um deles elevado ao m enor exp oente. 60 2 30 2 15 3 5 5 1 24 2 12 2 6 2 3 3 1 60 = 2 2× 3× 5 24 = 2 3× 3 } −→ M D C (60,24) = 2 2× 3 = 12 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.2. N Ú M E R O S IN T E IR O S 1 .2 .5 M ín im o M ú lt ip l o C o m u m - M M C C onsiderem os os conjuntos dos m últiplos resp ectivam ente dos núm eros 6, 8 e 12. M (6) = {0, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60,...} M (8) = {0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 80,...} M (12) = {0, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 84,...} O bservando que M (6)∩ M (8)∩ M (12)= {0, 24, 48,...}, p odem os afirm ar que: I) O s m últiplos com uns de 6, 8 e 12 são 0, 24, 48,... II) O m enor m últiplo com um , diferente de zero, de 6, 8 e 12 é 24. E ntão,o núm ero 24 é cham ado m ínim o m últiplo com um de 6,8 e 12,que será representado p or M M C (6,8,12) = 24. D aí p odem os dizer que: D ad os 2 ou m ais n ú m eros, d iferen tes d e zero, ch am a-se m ín im o m ú ltip lo com u m d esses n ú m eros o m en or d os seu s m ú ltip los com u n s, d iferen tes d e zero. 1.2.5.1 T é c n ic a p a r a o C á l c u l o d o M M C P odem os determ inar o M M C de 2 ou m ais núm eros diferentes de 0, p elo processo de d ecom p osição em fatores p rim os, conform e a seguinte regra: I) D ecom p õe-se cada núm ero em fatores prim os. II) o M D C será o produto de todos os fatores com uns e não com uns, cada um deles elevado ao m aior exp oente. 6 2 3 3 1 8 2 4 2 2 2 1 12 2 6 2 3 3 1 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 6 = 2× 3 8 = 2 3 12 = 2 2× 3 } −→ M M C (6,8,12) = 2 3× 3 = 24 D e m odo prático, as decom p osições são feitas sim ultaneam ente, p ois desta m aneira já se obtém os fatores com uns e não com uns com o m aior exp oente, conform e o exem plo: 6, 8, 12 2 3, 4, 6 2 3, 2, 3 2 3, 1, 3 3 1, 1, 1 24 M M C (6,8,12) = 2 3× 3 = 24 1 .3 N ú m e r o s R a c io n a is H á 3000 antes de C risto, os geôm etras dos faraós do E gito realizavam m arcação das terras que ficavam às m argens do rio N ilo, para a sua p opulação. M as, no p eríodo de junho a setem bro, o rio inundava essas terras levando parte de suas m arcações. L ogo os proprietários das terras tinham que m arcá-las novam ente e para isso, eles utilizavam um a m arcação com cordas, que seria um a esp écie de m edida, denom inada estiradores de cordas. A s p essoas utilizavam as cordas, esticando-as e assim verificavam quantas vezes aquela unidade de m edida estava contida nos lados do terreno, m as raram ente a m edida dava correta no terreno, isto é, não cabia um núm ero inteiro de vezes nos lados do terreno; sendo assim eles sentiram a necessidade de criar um novo tip o de núm ero - o núm ero fracionário, onde eles utilizavam as frações. 1 .3 .1 In t r o d u ç ã o À s vezes, ao tentar partir algo em p edaços, com o p or exem plo, um a pizza, nós a cortam os em partes que não são do m esm o tam anho. 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS L ogo isso daria um a grande confusão, p ois quem ficaria com a parte m aior? O u quem ficaria com a parte m enor? É lógico que alguém sairia no prejuízo. P en sem os n este ex em p lo: D ois irm ãos foram juntos com prar chocolate. E les com praram duas barras de chocolate iguais, um a para cada um . Iam com eçar a com er quando chegou um a de suas m elhores am igas e vieram as p erguntas: Q uem daria um p edaço para a am iga? Q ualdeveria ser o tam anho do p edaço? E les discutiram e chegaram à seguinte conclusão: P ara que nenhum dos dois com esse m enos, cada um daria m etade do chocolate para a am iga. • V ocê concorda com esta divisão? P or quê? • C om o você p oderia resolver esta situação para que todos com essem partes iguais? • O que você acha desta frase: Q uem parte e reparte e não fica com a m elhor parte, ou é b ob o ou não tem arte. • E lem entos gerais para a construção de frações 1 .3 .2 A Id é ia d e N ú m e r o F r a c io n á r io R elacionando núm eros racionais com frações,um núm ero racionalé o que p ode ser escrito na form a: mn onde m e n são núm eros inteiros,sendo que n deve ser não nulo,isto é, n deve ser diferente de zero. F reqüentem ente usam os m /n para significar a divisão de m p or n . C om o p odem os observar, núm eros racionais p odem ser obtidos através da razão (em L atim : ratio= razão= divisão= quociente) entre dois núm eros inteiros, razão p ela qual, o conjunto de todos os núm eros racionais é denotado p or Q . A ssim , é com um encontrarm os C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O na literatura a notação: Q = { m /n : m e n em Z , n d if eren te d e zero} Q uando há interesse, indicam os Q + para entender o conjunto dos núm eros racionais p ositivos e Q − o conjunto dos núm eros racionais negativos. O núm ero zero é tam b ém um núm ero racional. P ara expressar,m atem aticam ente,um a parte ou algum as partes iguais de um todo,vam os usar um par ordenado de núm eros naturais. P ara representar os elem entos que não são tom ados com o partes inteiras de algum a coisa, utilizam os o ob jeto m atem ático denom inado fração. E ntão,cham a-se fração todo par ordenado de núm eros naturais,com o segundo6= 0,onde: • o prim eiro núm ero indica quantas partes estam os tom ando do inteiro. • o segundo núm ero indica em quantas partes iguais o inteiro foi dividido. N um a fração, o prim eiro núm ero cham a-se n u m erad or e o segundo núm ero cham a-se d en om in ad or; am b os constituem os term os de um a fração. A ssim : N a fração 12 , 1 é o num erador e 2 é o denom inador. N a fração 35 , 3 é o num erador e 5 é o denom inador. O conjunto dos núm eros naturais que não inclui o zero, tendo em vista que zero foi um núm ero criado para dar significado nulo a algo, é representado p elo conjunto N ∗ será representado p or: N ∗ = { 1,2,3,4,5,6,7,...} A ssim , todos os núm eros naturais, diferentes de zero, representam em partes foi dividido o inteiro, ou seja, representam os denom inadores. O s núm eros que não representam partes inteiras, m as que são partes de inteiros, constituem os núm eros racionais não-negativos, aqui representados p or Q + , onde esta 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS letra Q significa quociente ou divisão de dois núm eros inteiros naturais. Q + = { 0,..., 14 ,..., 12 ,...,1,...,2,... } 1 .3 .3 F r a ç õ e s E q u iv a l e n t e s D uas frações são equivalentes se representam a m esm a parte do inteiro. U m a fração eq u ivalen te é ob tid a m u ltip lican d o-se ou d iv id in d o-se (q u an d o p ossível) os term os d e u m a fração p or u m m esm o n ú m ero n atu ral, d iferen te d e zero. E x em p los: a) 12 = 24 → 1× 2 2× 2 = 24 b ) 12 = 36 → 1× 3 2× 3 = 36 c) 68 = 34 → 6÷ 2 8÷ 2 = 34 d ) 1620 = 45 → 16÷ 4 20÷ 4 = 45 1 .3 .4 O p e r a ç õ e s c o m F r a ç õ e s 1.3.4.1 A d iç ã o e S u b t r a ç ã o d e N ú m e r o s F r a c io n á r io s T em os de analisar dois casos: 1 o C aso : D en om in ad ores Igu ais P ara som ar ou su b trair fraçõ es com d en om in ad ores igu ais, b asta con servar o d en om in ad or e som ar ou su b trair os n u m erad ores. E x em p los: a) 47 + 27 = 4 + 2 7 = 67 b ) 57 − 27 = 5− 2 7 = 37 c) 25 + 125 = 2 + 12 5 = 145 d ) 199 − 119 = 19− 11 9 = 89 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 2 o C aso : D en om in ad ores D iferen tes P ara som ar ou subtrair frações com denom inadores diferentes, um a solução é obter frações equivalentes, de denom inadores iguais ao M M C dos denom inadores das frações. A ssim , P ara som ar ou su b trair fraçõ es com d en om in ad ores d iferen tes, p rim eiro calcu le o M M C , trasform e as fraçõ es em fraçõ es eq u ivalen tes com o d en om in ad or en con trad o n o M M C , e assim p ro ced a com o n a som a ou su b tração p ara d en om in ad ores iq u ais: con serve o d en om in ad or (M M C ) e som e ou su b traia o n u m erad or. E x em p lo 1 : Som ar as frações 45 e 52 . P rim eiro calculam os o M M C entre 5 e 2,que neste caso é a m ultiplicação dos dois denom inadores,assim obtem os M M C (5,2) = 10. D ep ois, transform am os as frações em frações equivalente, dividindo o resultado encontrado no M M C (5,2) p elos denom inadores e m ultiplicando p elos num eradores corresp ondentes: 45 = ?10 → (10÷ 5)× 4 = 8→ 810 52 = ?10 → (10÷ 2)× 5 = 25→ 2510 E ncontradas as equações equivalentes fazem os a som a, conform e o 1 o caso, conservam os o denom inador e som am os o num erador. 810 + 2510 = 8 + 25 10 = 3310 E x em p lo 2 : Subtrair as frações 712 e 1115 . P rim eiro calculam os o M M C entre 12 e 15, com o na seção 1.2.5, assim M M C (12,15) = 60. D ep ois, transform am os as frações em frações equivalente, dividindo o resultado encontrado no M M C (12,15) p elos denom inadores e m ultiplicando p elos num eradores corresp ondentes: 712 = ?60 → (60÷ 12)× 7 = 35→ 3560 1115 = ?60 → (60÷ 15)× 11 = 44→ 4460 E ncontradas as equações equivalentes fazem os a subtração, conform e o 1 o caso, conservam os o denom inador e subtraim os o num erador. 1 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS 3560 − 4460 = 35− 44 60 = − 960 R e su m in d o : utilizam os o M M C para obter as frações equivalentes e dep ois som am os norm alm ente as frações, que já terão o m esm o denom inador, ou seja, utilizam os o caso 1. 1.3.4.2 M u lt ip l ic a ç ã o d e N ú m e r o s F r a c io n á r io s P ara m u ltip licarm os n ú m eros fracion ários, d evem os m u ltip licar n u m erad or p or n u m erad or e d en om in ad or p or d en om in ad or. E x em p los: a) 83 × 43 = 8× 4 3× 3 = 329 b ) − 52 × 43 = − 5× 4 2× 3 = − 20 6 = − 206 = − 103 1.3.4.3 D iv is ã o d e N ú m e r o s F r a c io n á r io s P ara d iv id irm os n ú m eros fracion ários, d evem os efetu ar u m a m u ltip licação d e fraçõ es, con sid eran d o q u e a p rim eira fração é m u ltip licad a p ela segu n d a fração in vertid a (ou seja, o n u m erad or p assa p ara d en om in ad or e o d en om in ad or p ara n u m erad or). E x em p los: a) 8343 = 83 × 34 = 2412 = 2 b ) 119207 = 119 × 720 = 77 180 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1 .3 .5 F r a ç õ e s e N ú m e r o s D e c im a is 1.3.5.1 O P a p e l d a s F r a ç õ e s e N ú m e r o s D e c im a is A s frações decim ais e núm eros decim ais p ossuem notória im p ortância cotidiana. T ais conceitos são usados em m uitas situações práticas, em b ora, m uitas vezes passem desp ercebidas. Indo ao sup erm ercado com prar 1/2 K g de café p or R $ 2,80 e pagan do a com pra com um a nota de R $ 5,00, obtém -se R $ 2,20 de troco. N este exem plo, p odem os observar o uso de frações e núm eros decim ais. A través deste tip o de com pra, usam os o conceito de fração decim al juntam ente com o sistem a de p esagem (1/2 K g), núm eros decim ais juntam ente com o sistem a m onetário. M uitas outras situações utilizam de frações e núm eros decim ais. 1.3.5.2 E l e m e n t o s H is t ó r ic o s S o b r e o s N ú m e r o s D e c im a is H oje em dia é com um o uso de frações. H ouve tem p o, p orém que as m esm as não eram co-nhecidas. O hom em introduziu o uso de frações quando com eçou a m edir e representar m edidas. O s egíp cios usavam ap enas frações que p ossuíam o núm ero 1 dividido p or um núm ero inteiro, com o p or exem plo: 1/2, 1/3, 1/4, 1/5,... T ais frações eram denom inadas frações egíp cias e ainda hoje têm m uitas aplicações práticas. O s babilônios usavam em geral frações com denom inador 60. É provável que o uso do núm ero 60 p elos babilônios se deve ao fato que é um núm ero m enor do que 100 com m aior quantidade de divisores inteiros. O s rom anos, p or sua vez, usavam constantem ente frações com denom inador 12. P rovavelm ente os rom anos usavam o núm ero 12 p or ser um núm ero que em b ora p equeno, p ossui um núm ero expressivo de divisores inteiros. C om o passar dos tem p os, m uitas notações foram usadas para representar frações. A atual m aneira de representação data do século X V I. O s núm eros decim ais têm origem nas frações decim ais. P or exem plo,a fração 1/2 equivale à fração 5/10 que equivale ao núm ero decim al 0,5. Stevin (engenheiro e m atem ático holandês), em 1585 ensinou um m étodo para efetuar todas as op erações p or m eio de inteiros, sem o uso de frações, no qualescrevia os núm eros 1 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS naturais ordenados em cim a de cada algarism o do num erador indicando a p osição ocupada p ela vírgula no num eral decim al. E ste m étodo foi aprim orado e em 1617 N apier prop ôs o uso de um p onto ou de um a vírgula para separar a parte inteira da parte decim al. P or m uito tem p o os núm eros decim ais foram em pregados ap enas para cálculos astronôm icos em virtude da precisão prop orcionada. O s núm eros decim ais sim plificaram m uito os cálculos e passaram a ser usados com m ais ênfase ap ós a criação do sistem a m étrico decim al. 1.3.5.3 F r a ç õ e s e N ú m e r o s D e c im a is (P o t ê n c ia s d e 1 0 ) D entre todas as frações, existe um tip o esp ecial cujo denom inador é um a p otência de 10. E ste tip o é denom inado fração decim al. E xem plos de frações decim ais, são: 1/10, 3/100, 23/100, 1/1000, 1/100 T oda fração decim al p ode ser representada p or um núm ero decim al, isto é, um núm ero que tem um a parte inteira e um a parte decim al, separados p or um a vírgula. A fração 127/100 p ode ser escrita na form a m ais sim ples, com o: 127 100 = 1,27 onde 1 representa a parte inteira e 27 representa a parte decim al. E sta notação sub entende que a fração 127/100 p ode ser decom p osta na seguinte form a: 127 100 = 100 + 27 100 = 100 100 + 27 100 = 1 + 0,27 = 1,27 A fração 8/10 p ode ser escrita na form a 0,8,onde 0 é a parte inteira e 8 é a parte decim al. A qui observam os que este núm ero decim al é m enor do que 1 p orque o num erador é m enor do que o denom inador da fração. 1.3.5.4 L e it u r a d e N ú m e r o s D e c im a is P ara ler núm eros decim ais é necessário prim eiram ente, observar a localização da vírgula que separa a parte inteira da parte decim al. E x em p los: C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O • 0,6: Seis décim os • 0,37: T rinta e sete centésim os • 0,189: C ento e oitenta e nove m ilésim os • 3,7: T rês inteiros e sete décim os • 13,45: T reze inteiros e quarenta e cinco centésim os • 130,824: C ento e trinta inteiros e oitocentos e vinte e quatro m ilésim os. 1 .3 .6 T r a n s f o r m a n d o F r a ç õ e s e m N ú m e r o s D e c im a is P odem os escrever a fração decim al 1/10 com o: 0,1. E sta fração é lida “um décim o". N otam os que a vírgula separa a parte inteira da parte fracionária. U m a outra situação nos m ostra que a fração decim al 231/100 p ode ser escrita com o 2,31,que se lê da seguinte m aneira: “dois inteiros e trinta e um centésim os". E m geral, transform a-se um a fração decim al em um núm ero decim al fazendo com que o num e-rador da fração tenha o m esm o núm ero de casas decim ais que o núm ero de zeros do denom inador. N a verdade, realiza-se a divisão do num erador p elo denom inador. P or exem plo: a) 130/100 = 1,30 b ) 987/1000 = 0,987 c) 5/1000 = 0,005 1 .3 .7 T r a n s f o r m a n d o N ú m e r o s D e c im a is e m F r a ç õ e s T am b ém é p ossível transform ar um núm ero decim al em um a fração decim al. P ara isto, tom a-se com o num erador o núm ero decim al sem a vírgula e com o denom inador a unidade (1) seguida de tantos zeros quantas forem as casas decim ais do núm ero dado. C om o exem plo, tem os: a) 0,5 = 5/10 b ) 0,05 = 5/100 c) 2,41 = 241/100 d ) 7,345 = 7345/1000 1 .3 .8 P r o p r ie d a d e s d o s N ú m e r o s D e c im a is Z e ro s a p ó s o ú ltim o a lg a rism o sig n ifi ca tiv o : U m núm ero decim al não se altera quando se acrescenta ou se retira um ou m ais zeros à direita do últim o algarism o não nulo de sua parte decim al. P or exem plo: 1 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS a) 0,5 = 0,50 = 0,500 = 0,5000 b ) 1,0002 = 1,00020 = 1,000200 c) 3,1415926535 = 3,141592653500000000 d ) 20 = 20,00000 1.3.8.1 M u lt ip l ic a ç ã o p o r u m a p o t ê n c ia d e 1 0 P ara m ultiplicar um núm ero decim al p or 10, p or 100, p or 1000, basta deslocar a vírgula para a direita um a, duas, ou três casas decim ais, de acordo com o núm ero de zeros. E x em p los: a) 7,4× 10 = 74 b ) 7,4× 100 = 740 c) 7,4× 1000 = 7400 1.3.8.2 D iv is ã o p o r u m a p o t ê n c ia d e 1 0 P ara dividir um núm ero decim al p or 10, 100, 1000, etc, basta deslocar a vírgula para a esquerda um a,duas,três,... casas decim ais tam b ém de acordo com a quantidade de zeros. E x em p los: a) 247,5÷ 10 = 24,75 b ) 247,5÷ 100 = 2,475 c) 247,5÷ 1000 = 0,2475 1 .3 .9 O p e r a ç õ e s c o m N ú m e r o s D e c im a is 1.3.9.1 A d iç ã o e S u b t r a ç ã o P ara efetuar a adição ou a subtração de núm eros decim ais tem os que seguir alguns passos: a) Igualar a quantidade de casas decim ais dos núm eros decim ais a serem som ados ou subtraídos acrescentando zeros à direita de suas partes decim ais. b ) E screver os num erais observando as colunas da parte inteira (unidades, dezenas, centenas, etc), de form a que: i) o algarism o das unidades de um núm ero deverá estar em baixo do algarism o das unidades do outro núm ero, ii) o algarism o das dezenas de um núm ero deverá estar em baixo do algarism o das dezenas do outro núm ero, iii) o algarism o das centenas deverá estar em baixo do algarism o das centenas do outro núm ero, etc), C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O iv ) a vírgula deverá estar debaixo da outra vírgula, e v ) a parte decim al (décim os, centésim os, m ilésim os, etc) de form a que décim os sob décim os, centésim os sob centésim os, m ilésim os sob m ilésim os, etc. c) R ealizar a adição ou a subtração. E x em p los: a) 0,24 + 7,1 0, 24 + 7, 1 ⇒ 0, 24 + 7, 10 7, 34 b ) 3,4 + 11,175 3, 4 + 11, 175 ⇒ 3, 400 + 11, 172 14, 572 c) 20− 17,15 20 - 17 ,15 ⇒ 20, 00 - 17, 15 3, 85 d ) 103,50− 88,5 103, 50 - 88, 5 ⇒ 103, 50 - 88, 50 15, 00 1.3.9.2 M u lt ip l ic a ç ã o d e n ú m e r o s d e c im a is P odem os m ultiplicar dois núm eros decim ais transform ando cada um dos núm eros decim ais em frações decim ais, realizar a m ultiplicação de num erador p or num erador e denom inador p or denom inador, e dep ois novam ente transform á-los em núm eros decim ais, dividindo o num erador p elo denom inador. O u, p odem os tam b ém m ultiplicar os núm eros decim ais com o se fossem inteiros e dar ao produto tantas casas quantas forem as casas do m ultiplicando som adas às do m ultiplicador. E x em p los: a) 2,24× 1,7 224 100 × 1710 = 3808 1000 = 3,808 ou 2,24 × 1,7 1568 + 224 3,808 1 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS b ) 3,15× 0,25 315 100 × 25 100 = 7875 10000 = 0,7875 ou 3,15 × 0,25 1575 + 630 0,7875 1.3.9.3 D iv is ã o d e n ú m e r o s d e c im a is C om o visto anteriorm ente, se m ultiplicarm os tanto o dividendo com o o divisor de um a divisão p or 10, 100 ou 1000, o quociente não se alterará. U tilizando essas inform ações p oderem os efetuar divisões entre núm eros decim ais com o se fossem divisões de núm eros inteiros. A ssim , dividendo e divisor terão ap enas um a casa decim al, logo m ultiplicam os am b os p or 10 para que o quociente não se altere. A ssim tanto o dividendo com o o divisor serão núm eros inteiros. N a prática, dizem os que "cortam os"a vírgula. E x em p los: a) 7,65÷ 1,8 = 7,65 1,8 = 7,65× 100 1,8× 100 = 765 180 = 4,25 b ) 0,1÷ 23,458 = 0,1 23,458 = 0,1× 1000 23,458× 1000 = 100 23458 = 0,0043 1 .3 .1 0 D íz im a P e r ió d ic a U m a d ízim a p erió d ica é u m n ú m ero real d a form a: m ,n pppp... on d e m , n e p são n ú m eros in teiros, sen d o q u e o n ú m ero p se rep ete in d efi n id am en te, razão p ela q u al u sam os os três p on tos: ... ap ós o m esm o. A p arte q u e se rep ete é d en om in ad a p e río d o. E m alguns livros é com um o uso de um a barra sobre o p eríodo ou um a barra debaixo do p eríodo ou o p eríodo dentro de parênteses, m as,para nossa facilidade de escrita,usarem os reticências. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E x em p los: a) 0,3333333... = 0,3 b ) 1,6666666... = 1,6 c) 12,121212... = 12, 12 d ) 0,9999999... = 0,9 e) 7,1333333... = 7,1 3 U m a d ízim a p erió d ica é sim p le s se a p arte d ecim al é form ad a ap en as p elo p erío d o. A lgu n s ex em p los são: 0,333333... = 0,(3) = 0,3 3,636363... = 3,(63) = 3,63 U m a d ízim a p erió d ica é co m p o sta se p ossu i u m a p arte q u e n ão se rep ete en tre a p arte in teira e o p erío d o. P or ex em p lo: 0,83333333... = 0,8 3 0,72535353... = 0,7253 1.3.10.1 A g e r a t r iz d e u m a d íz im a p e r ió d ic a D ada um a dízim a p eriódica, qual será a fração que dá origem a esta dízim a? É p ossível determ inar a fração (núm ero racional) que deu origem a um a dízim a p eriódica. E sta fração é cham ada de geratriz da dízim a p eriódica. 1.3.10.2 A G e r a t r iz d e u m a D íz im a S im p l e s A geratriz d e u m a d ízim a sim p les é u m a fração q u e tem p ara n u m erad or o p erío d o e p ara d en om in ad or tan tos n oves q u an tos forem os algarism os d o p erío d o (lem b ran d o q u e p erío d o é a p arte q u e rep ete). E x em p los: 1 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS a) 0,777... = 79 O p eríodo é o valor 7, que é form ado p or ap enas um dígito, p or isso, ap enas um algarism o 9 no denom inador. b ) 0,2323... = 2399 O p eríodo é o valor 23,que é form ado p or dois dígitos,p or isso,tem os dois algarism os 9 no denom inador. c) 3,7575... = 3 + 0,7575... = 3 + 7599 = 297 + 75 99 = 372 99 N este caso tem os um a parte inteira, o valor 3,separam os a parte inteira da racional, geram os a fração da parte p eriódica e então fazem os a som a das duas partes, utilizando M M C . 1.3.10.3 A G e r a t r iz d e u m a D íz im a C o m p o s t a A geratriz d e u m a d ízim a com p osta é u m a fração d a form a nd , on d e n é form ad a p ela p arte n ão p erió d ica segu id a d o p erío d o, m en os a p arte n ão p erió d ica. d tan tos n oves q u an tos forem os algarism os d o p erío d o segu id os d e tan tos zeros q u an tos forem os algarism os d a p arte n ão p erió d ica. E x em p los: a) 0,12525... = 125− 1 990 = 124 990 O p eríodo é o valor 25, que é form ado p or dois dígitos (25), a parte não p eriódica é o valor 1, assim colocam os no num erador o valor 125 (parte não p eriódica seguida do p eríodo) m enos 1 (parte não p eriódica), no denom inador colocam os dois noves, referentes ao p eríodo (25) e um zero referente à parte não p eriódica (1). b ) 0,04777... = 047− 04 900 = 43 900 O p eríodo é o valor 7, que é form ado p or um dígito (7), a parte não p eriódica é o valor 04, assim colocam os no num erador o valor 47 (parte não p eriódica seguida do p eríodo) m enos 4 (parte não p eriódica), no denom inador colocam os um nove, referentes ao p eríodo (7) e dois zeros referentes à parte não p eriódica (04). c) 3,23555... = 3 + 0,23555... = 3 + 235− 23 900 = 3 + 212 900 = 2700 + 212 900 = 2912 900 N este caso tem os um a parte inteira, o valor 3,separam os a parte inteira da racional, geram os a fração da parte p eriódica e então fazem os a som a das duas partes, utilizando M M C . C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1.3.10.4 D ic a Q uando tem os um a dízim a p eriódica com parte inteira p odem os utilizar o m étodo da geratriz para dízim a com p osta, com a diferença que para a parte inteira não adicionam os zeros ao denom inador. E x em p los: a) 3,7575... = 375− 3 99 = 372 99 O p eríodo é o valor 75 e a parte não p eriódica é o valor 3, que neste caso é inteiro. A ssim colocam os no num erador o valor 375, que representa a parte não p eriódica seguida do p eríodo subtraím os a parte não p eriódica 3 e no denom inador colocam os dois noves que referem ao núm ero de algarism os do p eríodo e não adicionam os zeros p ois a parte p eriódica não é inteira. b ) 3,23555... = 3235− 323 900 = 2912 900 O p eríodo é o valor 5 e a parte não p eriódica é o valor 323, que neste caso contém um núm ero inteiro (3). A ssim colocam os no num erador o valor 3235,que representa a parte não p eriódica seguida do p eríodo subtraíndo a parte não p eriódica (323) e no denom inador colocam os um nove que refere ao núm ero de algarism os do p eríodo (5) e adicionam os som ente dois zeros, p ois a parte p eriódica é form ada p or um a parte inteira e outra não inteira, a parte não inteira é o valor 23 com dois algarism os e p or isso tem os dois zeros no denom inador. 1 .4 N ú m e r o s Ir r a c io n a is C om o já pudem os ver os racionais são aqueles núm eros que p odem ser escritos em form a de fração, onde o num erador é um núm ero inteiro e o denom inador tam b ém é um núm ero inteiro diferente de zero. A ssim , aqueles núm eros que não conseguim os escrevê-los em form a de fração são cham ados de núm eros irracionais. O conjunto dos núm eros irracionais é form ado p elos núm eros decim ais não-exatos, não p eriódicos e raízes não-exatas. T am b ém aparecem neste conjunto algum as constantes b em conhecidas com o o núm ero pi e o núm ero de E uler (e= 2,718). 2 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.5. N Ú M E R O S R E A IS 1 .5 N ú m e r o s R e a is Q ualquer núm ero racional ou irracional é cham ado de núm ero real. P odem os dizer, p ortanto que núm ero real é todo núm ero decim al, finito ou infinito. D esta form a, todo o núm ero que conhecem os é um núm ero real. 1 .6 P o t e n c ia ç ã o A p otên cia é u m p ro d u to d e fatores igu ais à b ase, sen d o tom ad os tan tos fatores q u an to for o ex p o en te. a n = n f a t o r e s ︷ ︸︸ ︷ a× ···× a, on d e a é a b ase e n é o ex p o en te. E x em p lo : 2 5 = 5 fa to res ︷ ︸︸ ︷ 2× 2× 2× 2× 2 = 32, onde 2 é a base, 5 o exp oente e 32 a p otência (resultado da op eração p otenciação). 1 .6 .1 A l g u m a s P a r t ic u l a r id a d e s P otên cia com ex p o en te ím p ar: con serva sin al d a b ase S im b olicam en te: (− a ) m = − a m e/ou a m = a m P otên cia com ex p o en te p ar: resu ltad o p ositivo S im b olicam en te: (− a ) m = a m e/ou a m = a m E x em p los: a) 11 3 = 11× 11× 11 = 1331 b ) 3 2 = 3× 3 = 9 c) (− 3) 2 = (− 3)× (− 3) = 9 d ) 10 4 = 10× 10× 10× 10 = 10000 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O e) (− 10) 4 = (− 10)× (− 10)× (− 10)× (− 10) = 10000 f) 4 3 = 4× 4× 4 = 64 g ) (− 4) 3 = (− 4)× (− 4)× (− 4) = − 64 h ) 7 3 = 7× 7× 7 = 343 i) (− 7) 3 = (− 7)× (− 7)× (− 7) = − 343 1 .6 .2 C o n v e n ç õ e s C onsideram os 2 1, 3 1, 4 1, 5 1, ...,2 0, 3 0, 4 0, 5 0, ..., com o p otências e convencionam os: 2 1 = 2, 3 1 = 3, 4 1 = 4, 5 1 = 5, ...,2 0 = 1, 3 0 = 1, 4 0 = 1, 5 0 = 1, ..., isto é: Q u alq u er n ú m ero elevad o ao ex p on te 1 (u m ) é igu al à b ase. S im b olicam en te: a 1 = a E x em p los: a) 5 1 = 5 b ) 8 1 = 8 c) (− 3) 1 = − 3 d ) (− 7) 1 = − 7 Q u alq u er n ú m ero, d iferen te d e 0, elevad o ao ex p on te 0 (zero) é igu al à 1(u m ). S im b olicam en te: a 0 = 1, a6= 0 O B S : N ão ex iste 0 0 E x em p los: a) 5 0 = 1 b ) 8 0 = 1 c) (− 3) 0 = 1 d ) (− 7) 0 = 1 1 .6 .3 O u t r a s C o n v e n ç õ e s P otên cia d e b ase 0(zero) e ex p o en te d iferen te d e zero é igu al a 0. S im b olicam en te: 0 n = 0, n 6= 0 O B S : N ão ex iste 0 0 2 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.6. P O T E N C IA Ç Ã O E x em p los: a) 0 2 = 0 b ) 0 3 = 0 c) 0 4 = 0 d ) 0 5 = 0 U m a p otên cia d e b ase 1 é sem p re 1 S im b olicam en te: 1 n = 1 E x em p los: a) 1 2 = 1 b ) 1 3 = 1 c) 1 4 = 1 d ) 1 5 = 1 Q u alq u er p otên cia d e 10 é igu al ao algarism o 1 segu id o d e tan tos zeros q u an tas forem as u n id ad es d o ex p o en te. S im b olicam en te: 10 0 = 1, 10 1 = 10, 10 2 = 100, 10 3 = 1000, ... E x em p los: a) 10 0 = 1 b ) 10 1 = 10 c) 10 2 = 100 d ) 10 3 = 1000 e) 10 4 = 10000 f) 10 5 = 100000 g ) 10 6 = 1000000 h ) 10 7 = 10000000 i) 10 8 = 100000000 1 .6 .4 P r o p r ie d a d e s d a P o t e n c ia ç ã o A s propriedades seguintes são válidas para p otências com base p ertencente aos núm eros reais e exp oente inteiro. 1.6.4.1 M u lt ip l ic a ç ã o d e P o t ê n c ia s d e M e s m a B a s e B asta con servar a b ase e som ar os ex p o en tes: S im b olicam en te: a m · a n = a m + n E x em p los: a) 10 4× 10 3 = 10 4 + 3 = 10 7 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O b ) a× a 4× a 2 = a 1 + 4 + 2 = a 7 c) (− 7) 2× (− 7) = (− 7) 2 + 1 = (− 7) 3 d ) (− 3) 2× (− 3) 1× (− 3) 0 = (− 3) 2 + 1 + 0 = (− 3) 3 = − 27 1.6.4.2 D iv is ã o d e P o t ê n c ia s d e M e s m a B a s e B asta con servar a b ase e su b trair os ex p o en tes: S im b olicam en te: a m ÷ a n = a m − n E x em p los: a) 2 5÷ 2 3 = 2 5− 3 = 2 2 = 4 b ) 10 6÷ 10 2 = 10 6− 2 = 10 4 = 10000 c) (− 3) 6÷ (− 3) 3 = (− 3) 6− 3 = (− 3) 3 = − 27 d ) (− 7) 1 0÷ (− 7) 8 = (− 7) 1 0− 8 = (− 7) 2 = 49 1.6.4.3 P o t ê n c ia d e P o t ê n c ia s d e M e s m a B a s e B asta con servar a b ase e m u ltip licar os ex p o en tes: S im b olicam en te: (a m ) n = a m × n E x em p los: a) (2 2) 3 = 2 2× 3 = 2 6 = 64 b ) (2 − 2) (− 5 ) = 2 (− 2 )× (− 5 ) = 2 1 0 = 1024 c) (10 2) 3 = 10 2× 3 = 10 6 = 1000000 d ) (3 3) 3 = 3 3× 3 = 3 9 = 19683 1.6.4.4 P o t ê n c ia c o m E x p o e n t e N e g a t iv o T o d o n ú m ero elevad o a u m ex p o en te n egativo é igu al a u m a fração on d e o n u m erad or é sem p re a u n id ad e e o d en om in ad or é o m esm o n ú m ero elevad o ao m esm o ex p o en te, p orém com sin al p ositivo. S im b olicam en te: a − m = ( 1a ) m , a6= 0 2 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.7. E X P R E SSÕ E S N U M É R IC A S E x em p los: a) 3 − 2 = 13 2 = 19 b ) (− 4) − 3 = 1 (− 4) 3 = − 164 c) 5 − 3 = 15 3 = 1125 d ) (− 2) − 6 = 1 (− 2) 6 = 164 T o d a fração elevad a a u m ex p o en te n egativo é igu al à su a fração in versa elevad a ao ex p o en te p ositivo. S im b olicam en te: ( ab ) − m = ( ba ) m , a ,b6= 0 E x em p los: a) ( 25 ) − 2 = ( 52 ) 2 = 254 b ) ( 23 ) − 1 = ( 32 ) 1 = 32 c) ( − 34 ) − 3 = ( − 43 ) 3 = − 6427 d ) ( − 58 ) − 2 = ( − 85 ) 2 = − 6425 1 .7 E x p r e ssõ e s N u m é r ic a s N o cotidiano, m uitas vezes usam os expressões sem p erceb er que as m esm as representam expressões num éricas. N um a pap elaria,quando calculam os o preço de um caderno som ado ao preço de duas canetas, usam os expressões com o 1,90 + 2× 2,50, onde 5,90 representa o preço do caderno e 2,50 o preço de cada caneta. E x p ressão n u m érica é u m a seq ü en cia d e op eraçõ es fu n d am en tais: d iv isão, m u ltip licação, su b tração e ad ição, q u e p o d em ser agru p ad as com o u so d e p arên teses, colch etes e ch aves. U m a ex p ressão é d ita n u m érica q u an d o p ossu i ap en as n ú m eros em su as op eraçõ es. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O P ara calcular corretam ente qualquer expressão num érica, é necessário ob edecer algum as prioridades. E ntão, devem os ter em m ente que devem os fazer os cálculos na seguinte ordem : 1 o: P arênteses ( ); 2 o: C olchetes [ ]; 3 o: C haves { }; 4 o: P otência e/ou raiz, na ordem em que aparecem ; 5 o: M ultiplicação e/ou divisão, na ordem em que aparecem ; 6 o: Som a e/ou subtração, na ordem em que aparecem . E x em p lo 1 : 2 + { 5[3− (5− 10) + 1]+ 4}− 3 D e acordo com a ordem apresentada, devem os com eçar com a op eração que se encontra dentro dos parênteses: 5− 10 = − 5, ficando assim a expressão: 2 + { 5[3− (− 5) + 1]+ 4}− 3 C om o tem os um sinal negativo do lado de fora do parênteses, tem os de inverter o sinal de dentro, deixando a expressão da seguinte form a: 2 + { 5[3 + 5 + 1]+ 4}− 3 Seguindo a ordem estab elecida, tem os de resolver as op erações que estão dentro dos colchetes: 2 + { 5[9]+ 4}− 3 C om o não é apresentado nenhum sinal antes do colchete, trata-se de um a m ultiplicação, 5[9] = 5× 9 = 45, assim : 2 + { 45 + 4}− 3 A próxim a op eração a ser feita é a que se encontra dentro das chaves: 2 + { 49}− 3 C om o o sinal do lado de fora das chaves é p ositivo, conserva-se o sinal de dentro: 2 + 49− 3 A gora, resolve-se prim eiro a adição, p ois esta aparece em prim eiro lugar: 51− 3 e p or últim o a subtração, dando assim o resultado da expressão: 48 2 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S E x em p lo 2 : [( 12 )( − 23 ) − ( − 43 )] 2÷ ( 32 ) − 1 R esolve-se prim eiro a m ultiplicação entre parênteses e o parênteses que se encontra ap ós o sinal de divisão: [( − 26 ) − ( − 43 )] 2÷ ( 23 ) Sim plifica-se a fração 26 p or 2, restando 13 : [( − 13 ) − ( − 43 )] 2÷ ( 23 ) R etira-se os parênteses, sinal p ositivo m antém sinal de dentro e sinal negativo inverte-se sinal de dentro: [− 13 + 43 ] 2÷ ( 23 ) R esolve-se a subtração [ 33 ] 2÷ ( 23 ) Sim plifica-se a fração 33 , chegando-se ao resultado 1: [ 1 ] 2÷ ( 23 ) E leva-se o 1 ao exp oente 2 resultando ao próprio 1: 1÷ 23 D ivisão com fração, m antém -se a prim eira e m ultiplica-se p ela segunda invertida: 11 × 32 F az-se a m ultiplicação direta, num erador p or num erador e denom inador p or denom inador, e assim chegam os ao resultado final: 32 1 .8 R a z õ e s e P r o p o r ç õ e s 1 .8 .1 R a z õ e s A nalise as situações seguintes: S itu ação 1 : R icardo, M aria C láudia e N ivaldo colecionam selos. O álbum do R icardo tem 240 selos, o de M aria C láudia tem 120 e o de N ivaldo tem 40. E stá claro que R icardo p ossui m ais selos que M aria C láudia e esta m ais que N ivaldo. O núm ero de C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O selos de R icardo é o dobro de M aria C láudia, ou seja, o quociente entre o núm ero de selos dele e dela é 2. n o¯ selos d e R ica rd o n o¯ selos d e M . C la´ u d ia = 240 120 = 2 O núm ero de M aria C láudia é o triplo do de N ivaldo, ou seja, o quociente entre os núm eros de selos dela e dele é: n o¯ selos d e M . C la´ u d ia n o¯ selos d e N iv a ld o = 120 40 = 3 N os dois casos observam os que o quociente indica m uito b em quanto um a coleção é m aior que a outra. S itu ação 2 : U m autom óvel A ,m ovido a gasolina,consom e 24 litros de com bustível para ir de um a cidade a outra. U m autom óvel B , m ovido a álcool gasta 36 litros de com bustível para fazer o m esm o p ercurso. É evidente que B gasta m ais que A , m as quanto? O quociente entre o com bustível gasto p or B e p or A : a´ lcool d e B g a solin a d e A = 3624 = 1,5 O quociente indica que para cada litro de com bustível gasto p or A , o carro B gasta 1,5 litros de com bustível. O C arro A ,em relação à quantidade de com bustível gasto, é m ais econôm ico que o B . P udem os notar nas duas situações anteriores que o quociente de um núm ero p or outro serve m uito b em para com pará-los. N a M atem ática o quociente de dois núm eros é cham ado de ra zã o. R azão en tre d u as gran d ezas é o q u o cien te in d icad o d os n ú m eros q u e m ed em essas gran d ezas n u m a m esm a u n id ad e. A razão de dois núm eros ou a razão entre dois núm eros é indicada p or a : b ou ab que se lê “razão de a para b "ou “razão entre a e b "ou “a está para b ". O prim eiro núm ero é cham ado de an teced en te e o segundo de con seq ü en te. 1.8.1.1 R a z õ e s E q u iv a l e n t e s D izem os que as razões, 12 , 24 , 36 , 510 , ... 2 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S são equivalentes e se indica: 12 ∼ 24 ∼ 36 ∼ 510 E stas razões são equivalentes p ois indicam a m esm a relação, ou seja, ao obterm os um núm ero decim al (dividirm os num erador p or denom inador) encontrarem os o m esm o valor. E x em p lo : C alcular a razão equivalente a 25 cujo conseqüente seja 30. Solução: 25 = x30 P erceb e-se que o denom inador foi m ultiplicado p or 6, então para se obter a razão equivalente a 25 basta m ultiplicar o num erador tam b ém p or 6: 25 = 2× 6 5× 6 = 1230 1 .8 .2 P r o p o r ç õ e s A razão de 12 para 4 e 124 , que é igual a 3. A razão de 18 para 6 e 186 , que é igual a 3. A ssim sendo, as razões 124 e 186 exprim em o m esm o quociente 3. P or esse m otivo dizem os que as razões 124 e 186 são iguais, ou seja, 124 = 186 . D u as razõ es são igu ais q u an d o elas ex p ressam q u o cien tes igu ais. U m a igualdade entre duas razões é cham ada um a prop orção. P or exem plo, as razões 124 e 186 são iguais. A igualdade 124 = 186 é um a prop orção C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O D ad o q u atro n ú m eros a, b, c e d, to d os d iferen tes d e zero, d izem os q u e form am n essa ord em u m a p ro p o rç ã o q u an d o a razão ab é igu al à razão cd , ou seja: ab = cd L ê-se “a está p ara b assim com o c está p ara d ”. 1.8.2.1 P r o p r ie d a d e F u n d a m e n t a l d a s P r o p o r ç õ e s T om em os p or exem plo, a prop orção 124 = 186 , sab em os que para reconhecer a validade ou não de um a prop orção, usam os a propriedade de que “nas razões iguais, os produtos do antecedente de um a p elo conseqüente da outra são iguais”, ou, “o produto das m ultiplicações cruzadas são iguais”, logo: 12 �� ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ 18 ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ 4 6 12× 6 ︸︷︷︸ e x tr e m o s = 4× 18 ︸ ︷︷︸ m e io s E sta propriedade, que serve para reconhecer a validade ou não de um a prop orção, é cham ada de p ro p ried a d e fu n d a m en ta l e p ode ser assim enunciada: E m to d a p rop orção ab = cd o p ro d u to d os ex trem os (a× d) é igu al ao p ro d u to d os m eios (b× c), ou seja, (a× d ) = (b× c). 1.8.2.2 P r o p r ie d a d e s G e r a is d a s P r o p o r ç õ e s V am os ver nesta seção algum as propriedades das prop orções que p odem ser úteis na resolução de exercícios. 1 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a som a dos dois prim eiros term os está para o prim eiro term o assim com o a som a dos dois últim os term os está para o terceiro. E m sím b olos: 3 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S se ab = cd , então a + b a = c + d c E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7 + 2 7 = 21 + 6 21 , ou seja, 97 = 2721 2 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a som a dos dois prim eiros term os está para o segundo term o assim com o a som a dos dois últim os term os está para o quarto. E m sím b olos: se ab = cd , então a + b b = c + d d E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7 + 2 2 = 21 + 6 6 , ou seja, 92 = 276 3 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a diferença dos dois prim eiros term os está para o prim eiro term o assim com o a diferença dos dois últim os term os está para o terceiro. E m sím b olos: se ab = cd , então a− b a = c− d c E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7− 2 7 = 21− 6 21 , ou seja, 57 = 1521 4 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a diferença dos dois prim eiros term os está para o segundo term o assim com o a diferença dos dois últim os term os está para o quarto. E m sím b olos: se ab = cd , então a− b b = c− d d E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7− 2 2 = 21− 6 6 , ou seja, 52 = 156 5 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a som a dos antecedentes está para a som a dos conseqüentes assim com o qualquer antecedente está para o seu conseqüente. E m sím b olos: se ab = cd , então a + c b + d = ab e a + c b + d = cd E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7 + 21 2 + 6 = 72 , ou seja, 288 = 72 6 a P rop ried ad e: E m toda prop orção,a diferença dos antecedentes está para a diferença dos conseqüentes assim com o qualquer antecedente está para o seu conseqüente. E m sím b olos: se ab = cd , então a− c b− d = ab e a− c b− d = cd E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7− 21 2− 6 = 72 , ou seja, − 14 − 4 = 72 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1.8.2.3 N ú m e r o s D ir e t a m e n t e P r o p o r c io n a is O bserve os núm eros da sucessão, 2,6,10,18 O bserve agora os núm eros da sucessão 1,3,5,9 V ocê notou certam ente que os núm eros da prim eira sucessão são exatam ente os dobros dos núm eros da segunda, ou seja, o quociente de cada term o da prim eira sucessão p elo tem o corresp ondente da segunda é sem pre o m esm o (é 2). 21 = 63 = 105 = 189 P or esse m otivo dizem os que os núm eros da sucessão 2, 6, 10, 18 são d ireta m en te p ro po rcio n a is aos núm eros da sucessão 1, 3, 5, 9 e que o fator de prop orcionalidade é 2. O s n ú m eros d a su cessão a ,b,c,d ,e,... são d ire ta m e n te p ro p o rc io n a is aos n ú m eros d a su cessão a ′,b ′,c ′,d ′,e ′,... q u an d o as razõ es (os q u o cien tes) d e cad a term o d a p rim eira su cessão p elo term o corresp on d en te d a segu n d a su cessão são to d os igu ais: aa ′ = bb ′ = cc ′ = dd ′ = ee ′ = ... O valor d esses q u o cien tes é ch am ad o fa to r d e p ro p o rc io n a lid a d e. 1.8.2.4 N ú m e r o s In v e r s a m e n t e P r o p o r c io n a is O bserve os núm eros da sucessão, 2,3,4,6 3 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S O bserve agora os núm eros da sucessão 12,8,6,4 V ocê notou certam ente que o produto de cada term o da prim eira sucessão p elo term o corresp ondente da segunda é sem pre o m esm o (é 24). 2× 12 = 3× 8 = 4× 6 = 6× 4 N ote ainda que o quociente de cada term o da prim eira sucessão p elo inverso do term o da segunda é sem pre o m esm o: 2112 = 318 = 416 = 614 P or esse m otivo dizem os que os núm eros da sucessão 2, 3, 4, 6 são in versa m en te p ro po rcio n a is aos núm eros da sucessão 12, 8, 6, 4 e que o fator de prop orcionalidade é 24. O s n ú m eros d a su cessão a ,b,c,d ,e,... são in v e rsa m e n te p ro p o rc io n a is aos n ú m eros d a su cessão a ′,b ′,c ′,d ′,e ′,... q u an d o os p ro d u tos d e cad a term o d a p rim eira su cessão p elo term o corresp on d en te d a segu n d a su cessão são to d os igu ais: a× a ′ = b× b ′ = c× c ′ = d× d ′ = e× e ′ = ... O valor d esses p ro d u tos é ch am ad o fa to r d e p ro p o rc io n a lid a d e. N ote q u e isto eq u ivale a afi rm ar: as razõ es (q u o cien tes) d e cad a term o d a p rim eira su cessão p elo in verso d o term o corresp on d en te d a segu n d a su cessão são to d as igu ais: a1a ′ = b1b ′ = c1c ′ = d1d ′ = e1e ′ = ... C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1 .8 .3 G r a n d e z a s P r o p o r c io n a is 1.8.3.1 G r a n d e z a s D ir e t a m e n t e P r o p o r c io n a is P ense na seguinte situação: R enata está na padaria do “seu Joaquim ” e pretende com prar uns biscoitos deliciosos que custam R $ 2,00 cada. Q uanto R enata vai gastar? B em , tudo vaidep ender do núm ero de biscoitos com prados. A tab ela abaixo m ostra com o p odem variar o núm ero de biscoitos e o preço. n o¯ de biscoitos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 preço(R $) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 V ocê observa que o núm ero de biscoitos que R enata p ode com prar é va riá vel e que R enata p ode gastar um a quantia va riá vel. E ntretanto, você observa que a quantia gasta é sem pre igual ao núm ero de biscoitos com prados vezes 2. A razão entre o núm ero de biscoitos e seu preço é sem pre a m esm a: 12 = 24 = 36 = 48 = ··· = 1224 P or esse m otivo dizem os que a gra n d eza núm ero de biscoitos e a gra n d eza preço dos biscoitos são gra n d eza s d ireta m en te p ro po rcio n a is. D u as gran d ezas variáveis são ch am ad as d e g ra n d e za s d ire ta m e n te p ro p o rc io n a is q u an d o a razão en tre os valores d a p rim eira gran d eza e os valores corresp on d en tes d a segu n d a é sem p re a m esm a. 1.8.3.2 G r a n d e z a s In v e r s a m e n t e P r o p o r c io n a is P ense agora na seguinte situação: R enata com prou 120 biscoitos na padaria do “seu Joaquim ”, levou para casa e distribuiu para os irm ãos, dando a m esm a quantidade para todos. Q uantos biscoitos cada um ganhou? A qui tam b ém a resp osta vai dep ender do núm ero de irm ãos de R enata. A tab ela abaixo m ostra com o varia o núm ero de biscoitos dep endendo do núm ero de irm ãos. 3 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.9. R E G R A D E T R Ê S n o¯ de irm ãos 1 2 3 4 5 6 n o¯ de biscoitos 120 60 40 30 24 20 V ocê observa que o núm ero de biscoitos dados a cada irm ão é va riá vel e que o núm ero de irm ãos que R enata p ode ter tam b ém é va riá vel. E ntretanto, você observa que o núm ero de irm ãos vezes o núm ero de biscoitos dados a cada um é sem pre 120: 1× 120 = 2× 60 = 3× 40 = 4× 30 = 5× 24 = 6× 20 P or esse m otivo dizem os que a gra n d eza núm ero de irm ãos e a gra n d eza núm ero de biscoitos são gra n d eza s in versa m en te p ro po rcio n a is. D u as gran d ezas variáveis são ch am ad as d e g ra n d e za s in v e rsa m e n te p ro p o rc io n a is q u an d o a p ro d u to en tre os valores d a p rim eira gran d eza e os valores corresp on d en tes d a segu n d a é sem p re a m esm o. 1 .9 R e g r a d e T r ê s M uitas vezes estam os diante de problem as que envolvem grandezas diretam ente ou inversam ente prop orcionais. P ara sua resolução é m uito im p ortante conhecer a regra prática cham ada regra d e três. 1 .9 .1 R e g r a d e T r ê s S im p l e s É um a regra prática que nos p erm ite com parar duas grandezas prop orcionais, A e B , relacionando dois valores de A e dois valores de B .E ssas grandezas form am um a prop orção em que se conhecem três term os e o quarto é o procurado. A regra de três sim ples consiste em m ontarm os um a tab ela, colocando cada coluna, ordenadam ente, os valores da m esm a grandeza e, daí, obterm os um a equação. E ssa equação terá “a m esm a form a” da tab ela quando as grandezas forem diretam ente prop orcionais. N o caso de grandezas inversam ente prop orcionais, a “m ontagem ” da equação será feita invertendo-se a razão de um a das grandezas. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E x em p lo 1 : C inco m etros de um tecido custam R $ 8,00. Q uanto custam nove m etros desse m esm o tecido? com prim ento(m ) preço(R $) 59 y 8x y A s grandezas consideradas são diretam ente prop orcionais (aum entando-se o com prim ento, aum enta-se tam b ém o preço, p or esse m otivo as setas ficaram para o m esm o lado). D aí: 59 = 8x ⇒ 5x = 9·8 ⇒ 5x = 72 ⇒ x = 725 ⇒ x = R $ 14,40 E x em p lo 2 : T rês torneiras com pletam ente ab ertas enchem um tanque em 1 hora e 30 m inutos. Q uantas torneiras iguais a essas seriam necessárias para encher o m esm o tanque em 54 m inutos? tem p o(m in) n o¯ de torneiras 9054 x 3x y A s grandezas consideradas são inversam ente prop orcionais (dim inuindo-se o tem p o para encher o tanque, precisa-se de m ais torneiras, p or esse m otivo as setas ficaram um a para cim a e outra para baixo). D aí: 5490 = 3x ⇒ 54x = 90·3 ⇒ 54x = 270 ⇒ x = 270 54 ⇒ x = 5 torn eira s E x em p lo 3 : A produção de um a tecelagem é de 8000 m etros de tecido/dia. C om a adm issão de m ais 300 op erários, a indústria passou a produzir 14000 m etros de tecido/dia. Q ual era então o núm ero de op erários antes da adm issão? C ham arem os de x o núm ero de funcionários antes da adm issão. n o¯ de op erários m etros/dia x x + 300 y 8000 14000 y A s grandezas consideradas são diretam ente prop orcionais (aum entando-se a produção aum enta-se o n o¯ de op erários, p or esse m otivo as setas ficaram para o m esm o lado). D aí: 8000 14000 = x x + 300 ⇒ 14000x = 8000· (x + 300) ⇒ 14000x = 8000x + 2400000 ⇒ 6000x = 2400000 ⇒ x = 2400000 6000 ⇒ x = 400 opera´ rios 3 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.9. R E G R A D E T R Ê S E x em p lo 4 : P ara transp ortar certo volum e de areia para um a construção foram utilizados 30 cam inhões, carregados com 4m 3 de areia cada um . A dquirindo-se cam inhões com capacidade para 5m 3 de areia,quantos cam inhões seriam necessários para fazer tal serviço? n o¯ de cam inhões m 3 de areia 30x y 45 x A s grandezas consideradas são inversam ente prop orcionais (aum entando-se a quantidade de m 3 de areia transp ortada p or cada cam inhão, precisar-se-á de m enos cam inhões para o serviço, p or esse m otivo as setas ficaram para lados op ostos). D aí: 30x = 54 ⇒ 5x = 30· 4 ⇒ 5x = 120 ⇒ x = 1205 ⇒ x = 24 ca m in h o˜es 1 .9 .2 R e g r a d e T r ê s C o m p o s t a É um a regra prática utilizada na resolução de problem as envolvendo um a grandeza com p osta 1. A regra de três com p osta é realizada da seguinte m aneira: • M ontam os um a tab ela, colocando em cada coluna, ordenadam ente, os valores de cada grandeza. • V erificam os se a grandeza que contém a incógnita (x)com p orta-se com prop orcionalidade direta ou inversa, em relação a cada um a das outras (quando sup õe-se constantes as dem ais grandezas). • C aso haja dep endência inversa, invertem os os elem entos da resp ectiva coluna. • M ontam os a equação, relacionando a grandeza que contém a variável x com as dem ais grandezas. E x em p lo 1 : T rês op erários,trabalhando durante 6 dias,produzem 400 p eças. Q uantas p eças desse m esm o tip o produzirão sete op erários, trabalhando 9 dias? n o¯ de op erários n o¯ de dias n o¯ de p eças 37 69 400 x V am os com parar a grandeza que contém a variável “n o¯ de p eças” a cada um a das outras: • P rim eiram ente colocarem os um a seta na variável “n o¯ de p eças”. 1É u m a gran d eza qu e varia em d ep en d ên cia com d u as ou m ais gran d ezas C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O n o¯ de op erários n o¯ de dias n o¯ de p eças 37 69 400 x y • Sup ondo o n o¯ de dias constante, ou seja, com o se o n o¯ de dias não estivesse presente no problem a, assim com o n o¯ de op erários aum entando o n o¯ de p eças produzidas tam b ém aum enta, p or isso, estas grandezas são diretam ente prop orcionais e as setas ficam para o m esm o lado. n o¯ de op erários n o¯ de p eças 37 y 400 x y • Sup ondo o n o¯ de op erários constante, ou seja, desconsidere a existência desta variável, com o n o¯ de dias aum entando o n o¯ de p eças produzidas tam b ém aum enta, p or isso, estas grandezas são diretam ente prop orcionais e as setas ficam para o m esm o lado. n o¯ de dias n o¯ de p eças 69 y 400 x y • Juntando todas as variáveis, tem os: n o¯ de op erários n o¯ de dias n o¯ de p eças 37 y 69 y 400 x y • P ara resolver o problem a colocam os em form a de fração os dados relativos a variável que contém a incógnita “x ” e igualam os à m ultiplicação em fração das outras variáveis, seguindo a direção das setas, deste m odo: 400 x = 37 × 69 • A gora é só resolver e achar o valor de “x ”: 400 x = 37 × 69 ⇒ 400 x = 1863 ⇒ 18x = 63·400 ⇒ 18x = 25200 ⇒ x = 25200 18 ⇒ x = 1400 p eças. E x em p lo 2 : U m ciclista p ercorre 120 km em 2 dias, dirigindo 3 horas p or dia. E m quantos dias p ercorrerá 500 km viajando 5 horas p or dia? km rodado horas p or dia n o¯ de dias 120 500 35 2x • V am os com parar a grandeza que contém a variável “n o¯ de dias” a cada um a das outras, p or isso colocarem os um a seta nesta variável: 3 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.10. P O R C E N T A G E M km rodado horas p or dia n o¯ de dias 120 500 35 2x y • Sup ondo o a quantidade de horas viajada p or dia constante, com o n o¯ de km aum entando o n o¯ de dias tam b ém aum enta, p or isso, estas grandezas são diretam ente prop orcionais e as setas ficam para o m esm o lado. km rodado n o¯ de dias 120 500 y 2x y • Sup ondo o n o¯ de km constante,com o n o¯ de horas viajadas p or dia aum entando o n o¯ de dias para p ercorrer o m esm o p ercurso dim inui,p or isso,estas grandezas são inversam ente prop orcionais e as setas ficam para lados op ostos. horas p or dia n o¯ de dias 35 x 2x y • Juntando-se todas as variáveis tem os: km rodado horas p or dia n o¯ de dias 120 500 y 35 x 2x y • P ara resolverm os o problem a colocam os os dados referentes à variável que contém a incógnita “x ” e igualam os as outras seguindo a direção das setas, assim igualam os o n o¯ de dias à m ultiplicação do n o¯ de km rodados p elo inverso do n o¯ de horas p or dia, assim : 2x = 120 500 × 53 • A gora é só resolver e achar o valor de “x ”: 2x = 120 500 × 53 ⇒ 2x = 600 1500 ⇒ 600x = 2· 1500 ⇒ 600x = 3000 ⇒ x = 3000 600 ⇒ x = 5 dias. 1 .1 0 P o r c e n ta g e m Sab em os que cada núm ero racional p ode ser representado p or m uitas frações, todas equivalentes entre si. P or exem plo, as frações: 12 , 24 , 36 , 48 , 510 ,... C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O são diferentes form as de representar o m esm o núm ero racional. Sab em os tam b ém que cada núm ero racional p ode ser representado p or um núm ero decim al. P or exem plo: 12 = 0,5, 34 = 0,75, 35 = 0,6, 47 100 = 0,47 A passagem da fração para o num erador decim al é feita dividindo-se o num erador p elo denom inador da fração. P or sua vez,cada num eraldecim alequivale a um a fração decim al, ou seja, a um a fração cujo denom inador é um a p otência de 10. 0,5 = 510 , 0,25 = 25 100 , 0,6 = 610 , 0,47 = 47 100 1 .1 0 .1 T a x a P e r c e n t u a l É m uito freqüente ouvir-se frases com estas: “G rande liqüidação, 40% de desconto...” “E m tal país, o índice de alfab etização é de 90% ...” “E m m eu serviço, ganho 10% de com issão...” A prim eira sentença significa que sobre cada R $ 100,00 de com pras é feita um a redução de R $ 40,00; a segunda, em cada 100 habitantes do país, 90 são alfab etizados; a terceira, sobre cada R $ 100,00 da m ercadoria vendida ganho R $ 10,00,... U m a fração cu jo d en om in ad or é 100, é ch am ad a d e fra ç ã o ce n te sim a l. São exem plos de frações centesim ais: 7100 , 19 100 , 30 100 , 80 100 , 115 100 , 201 100 É claro, que as frações centesim ais (com o qualquer fração) p odem ser representadas p or num erais decim ais. P or exem plo, as frações acim a p odem ser assim representadas: 0,07 0,19 0,30 0,80 1,15 2,01 4 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.10. P O R C E N T A G E M E xiste, entretanto, um a outra form a de representar as frações centesim ais, m uito usada no com ércio e nas atividades econôm icas em geral, que é a seguinte: 7100 = 7% (leia: sete p or cento) 19 100 = 19% (leia: dezenove p or cento) 30 100 = 30% (leia: trinta p or cento) 115 100 = 115% (leia: cento e quinze p or cento) 201 100 = 201% (leia: duzentos e um p or cento) C ada um dos num erais 7% , 19% , 30% , etc é cham ado de taxa p orcentual. A s taxas p orcentuais p odem não ser dadas p or núm eros inteiros. E x em p los: 3,5% 4,7% 62,3% . N esses casos devem os dar a seguinte interpretação: 3,5% = 3,5 100 = 35 1000 4,7% = 4,7 100 = 47 1000 62,3% = 62,3 100 = 623 1000 1 .1 0 .2 P r o b l e m a s d e P o r c e n t a g e m O s problem as de p orcentagem são resolvidos p or m eio de um a regra de três sim ples e direta. E x em p lo 1 : A o com prar um a televisão de R $ 1000,00, obtive um desconto de 12% . Q ual foi o desconto? E ste problem a é equivalente a este outro: “Q uanto é 12% de R $ 1000,00? P ara resolver este problem a form a-se a seguinte regra de três: R $ % 1000 x y 100 12 y C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1000 x = 100 12 ⇒ 100x = 1000× 12 ⇒ 100x = 12000 ⇒ x = 12000 100 ⇒ x = 120 reais de desconto . E x em p lo 2 : A o com prar um ob jeto cujo preço era de R $ 200,00, obtive um desconto de R $ 30,00. Q ual foi a taxa de desconto? E ste problem a é equivalente a este outro: “R $ 30,00 é quanto de R $ 200,00?” P ara resolver este problem a form a-se a seguinte regra de três: R $ % 200 30 y 100 x y 200 x = 100 x ⇒ 200x = 30× 100 ⇒ 200x = 3000 ⇒ x = 3000 200 ⇒ x = 15% . E x em p lo 3 : A o com prar um ob jeto obtive o desconto de R $ 80,00. Q ual o preço do ob jeto se a taxa de desconto é 20% ? E ste problem a é equivalente a este outro: “R $ 80,00 é 20% de que quantia?” F orm ando um a regra de três sim ples:R $ % 80x y 20 100 y 80x = 20 100 ⇒ 20x = 80× 100 ⇒ 20x = 8000 ⇒ x = 8000 20 ⇒ x = 400 reais. 1 .1 1 E x p r e ssõ e s A l g é b r ic a s 1 .1 1 .1 M o n ô m io o u T e r m o A l g é b r ic o T o d o p ro d u to d e n ú m eros reais, ex p resso ou n ão p or variáveis (letras); é ch am ad o e x p re ssã o m o n ô m ica ou ab rev iad am en te m on ôm io ou te rm o a lg é b rico. 4 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S A ssim , são m onôm ios ou term os algébricos: 3x ; a 2b;− 10x y 2; 12 a ;− 34 x y ; √ 2x N um m onôm io destacam os: a) o fator constante ou parte num érica, cham ado co efi cien te n u m érico . b ) a variávelou produto das variáveis,inclusive seus exp oentes,cham ado p arte literal. A ssim , p or exem plo: M onôm io C oeficiente P arte L iteral 2x 2 x 3a b 3 a b − 5x 2 -5 x 2 12 a 2b 2c 12 a 2b 2c C om o 1 é o elem ento neutro da m ultiplicação, tem os: + 1x = x − 1a = − a + 1x y 2 = x y 2 − 1a 2b 3 = − a 2b 3 O bservações: a) Se um m onôm io tem coeficiente zero, representa sem pre o núm ero real zero, neste caso, receb e o nom e de m on ôm io n u lo . E x em p los: 0x = 0; 0a 2b = 0; 0x y 3 = 0 b ) T odo núm ero real é um m onôm io sem parte literal. E x em p los: 2;− 12 ; √ 3 c) D ois m onôm ios são iguais se têm o m esm o valor num érico para quaisquer valores dados às variáveis. E x em p los: 3x 2y e 62 y x 2 D ois ou m ais m on ôm ios ou term os são ch am ad os sem elh an tes q u an d o têm a m esm a p arte literal ou n ão têm p arte literal. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O A ssim , os m onôm ios a seguir são sem elhantes p ois têm a m esm a parte literal: 2x e− 3x 2a 2b;− 12 a 2b;− 5a 2b − 4x 3; 2x 3;− 34 x 3 2pq 2 e− 75 pq 2 a m ;− 2a m ;− 13 a m 8; 9; 15 O s m onôm ios, a seguir, não são sem elhantes p ois não têm a m esm a parte literal: 2x 2 e 3x 5a 2b e 5a b − 12 x 3y 2 e 2x 2y 3 1 .1 1 .2 O p e r a ç õ e s c o m M o n ô m io s 1.11.2.1 A d iç ã o P ara ad icion ar term os sem elh an tes, som am os os co efi cien tes e con servam os a p arte literal. E x em p los: a) 3x + 7x = (3 + 7)x = 10x b ) 15y + 23y = (15 + 23)y = 38y c) 2x 2 + x 2 = (2 + 1)x 2 = 3x 2 d ) 2a b + 35 a b = (2 + 35 )a b = 1 35 a b 1.11.2.2 S u b t r a ç ã o P ara su b trairm os term os sem elh an tes, su b trairm os os co efi cien tes e con servam os a p arte literal. E x em p los: a) 3x− 7x = (3− 7)x = − 4x b ) 10y− 3y = (10− 3)y = 7y c) 2x 2− x 2 = (2− 1)x 2 = x 2 d ) 2a b− 35 a b = (2− 35 )a b = 75 a b 4 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S 1.11.2.3 M u lt ip l ic a ç ã o P ara m u ltip licarm os d ois m on ôm ios d evem os ob ed ecer a segu in te regra: I) C alcu la-se o p ro d u to d os co efi cien tes n u m éricos; II) C alcu la-se o p ro d u to d as p artes literais, ap lican d o a p rop ried ad e d o p ro d u to com p otên cias d e m esm a b ase. E x em p los: a) (5a 2b 3)· (− 3a b 2x ) = [(5)· (− 3)]·[a 2· a ]·[b 3·b 2]·x = − 15a 3b 5x b ) (− 6a bc)· (4a 2b) = [(− 6)·(4)]· [a·a 2]· [b· b]· c = − 24a 3b 2c c) (− 13 a x 3)· (− 12 a 4x ) = [(− 13 )· (− 12 )]· [a·a 4]· [x 3· x ] = 16 a 5x 4 1.11.2.4 D iv is ã o P ara d iv id irm os d ois m on ôm ios d evem os ob ed ecer a segu in te regra: I) C alcu la-se o q u o cien te d os co efi cien tes n u m éricos; II) C alcu la-se o q u o cien te d as p artes literais, ap lican d o a p rop ried ad e d o q u o cien te com p otên cias d e m esm a b ase. E x em p los: a) (− 12a 5b 3)÷ (4a 2b 2) = [(− 12)÷ (4)]· [a 5÷ a 2]· [b 3÷ b 2] = − 3a 3b b ) (− 5x 3y )÷ (− 2x y ) = [(− 5)÷ (− 2)]· [x 3÷ x ]· [y÷ y ] = 52 x 2 c) (− 23 a 2bx 2)÷ ( 43 a bx 5) = [(− 23 )÷ ( 43 )]·[a 2÷ a ]·[b÷ b]·[x 2÷ x 5] = [(− 23 )·( 34 )]·a·x − 3 = − a 2 x 3 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1.11.2.5 P o t e n c ia ç ã o P ara elevarm os à u m a p otên cia u m m on ôm io d evem os ob ed ecer a segu in te regra: I) C alcu la-se a p otên cia d os co efi cien tes n u m éricos; II) C alcu la-se a p otên cia d as p artes literais, ap lican d o a p rop ried ad e d a p otên cia d e u m a p otên cia. E x em p los: a) (− 2a b 3x 2) 3 = (− 2) 3· (a ) 3· (b 3) 3· (x 2) 3 = − 8a 3b 9x 6 b ) (3x 2y 3) 3 = (3) 3· (x 2) 3· (y 3) 3 = 27x 6y 9 c) (− x 2y 5z 3) 5 = (− x 2) 5· (y 5) 5·(z 3) 5 = − x 1 0y 2 5z 1 5 1 .1 1 .3 P o l in ô m io s U m p olin ôm io é u m a ex p ressão algéb rica form ad a p or som as d e m on ôm ios. E x em p los: a) 3x + 7y b ) a 2 + 2a− 3b− 35 c) 2x 2− 8x− 1 1.11.3.1 A d iç ã o d e P o l in ô m io s D en om in am os som a d e d ois ou m ais p olin ôm ios ao p olin ôm io q u e se ob tém ad icion an d o to d os os term os d os p olin ôm ios d ad os. Só p odem os adicionar term os sem elhantes e, essa op eração será feita sobre os coeficientes, m antendo-se a parte literal. O bserve que, se não houver term o sem elhante para op erar, ele ap enas será rep etido. 4 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S 1 o: E lim inam os os parênteses, que neste caso são precedidos p elo sinal de “m ais” (+ , ou sem sinal) conservando os sinais dos term os que estão dentro dos parênteses. 2 o: R eduzim os os term os sem elhantes. E x em p lo 1 : D ados os p olinôm ios: A = 3a + 4b− c e B = a− 7b + 8c,indicam os a som a A + B com o segue: A + B = (3a + 4b− c) + (a− 7b + 8c) V am os calcular essa som a: 1 o: E lim inar os parênteses:A + B = 3a + 4b− c + a− 7b + 8c 2 o: R eduzir os term os sem elhantes: A + B = (3a + a ) + (4b− 7b) + (− c + 8c) A + B = 4a− 3b + 7c C olocando em um a form a prática, observe a colocação dos term os sem elhantes um sob o outro: A → 3a + 4b − c + B → a − 7b + 8c A + B → 4a − 3b + 7c E x em p lo 2 : D ados os p olinôm ios A = x 2− 2x + 1, B = 3x 2− 1, C = − 2x + 3, vam os calcular a som a A + B + C : A + B + C = (x 2− 2x + 1) + (3x 2− 1) + (− 2x + 3) = x 2− 2x + 1 + 3x 2− 1− 2x + 3 = (1 + 3)x 2 + (− 2− 2)x + (1− 1 + 3) = 4x 2− 4x + 3 F orm a prática: A → x 2 − 2x + 1 + B → 3x 2 − 1 + C → − 2x + 3 A + B + C → 4x 2 − 4x + 3 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1.11.3.2 S u b t r a ç ã o d e P o l in ô m io s D en om in am os d iferen ça d e d ois p olin ôm ios ao p olin ôm io q u e se ob tém su b train d o o segu n d o d o p rim eiro. C om o na adição, a subtração tam b ém só p ode ser feita com term os sem elhantes, sendo essa op eração feita sobre os coeficientes, m antendo-se a parte literal. N ovam ente, observe que, se não houver term o sem elhante para op erar, ele ap enas será rep etido. 1 o: E lim inam os os parênteses, que neste caso são precedidos p elo sinal de “m enos” (− ), trocando os sinais de todos os term os que estão dentro dos parênteses. 2 o: R eduzim os os term os sem elhantes. E x em p lo 1 : D ados os p olinôm ios: A = 3a + 4b− c e B = a− 7b + 8c, indicam os a subtração A − B com o segue: A − B = (3a + 4b− c)− (a− 7b + 8c) V am os calcular essa som a: 1 o: E lim inar os parênteses:A + B = 3a + 4b− c− a + 7b− 8c 2 o: R eduzir os term os sem elhantes: A + B = (3a− a ) + (4b + 7b) + (− c− 8c) A + B = 2a− 11b− 9c C olocando em um a form a prática, observe a colocação dos term os sem elhantes um sob o outro: A → 3a + 4b − c − B → − a + 7b − 8c A + B → 2a + 11b − 9c 4 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S E x em p lo 2 : D ados os p olinôm ios A = x 2− 2x + 1, B = 3x 2− 1, C = − 2x + 3, vam os calcular a som a A − B − C : A − B − C = (x 2− 2x + 1)− (3x 2− 1)− (− 2x + 3) = x 2− 2x + 1− 3x 2 + 1 + 2x− 3 = (1− 3)x 2 + (− 2 + 2)x + (1 + 1− 3) = − 2x 2 + 0x− 1 = − 2x 2− 1 F orm a prática: A → x 2 − 2x + 1 − B → − 3x 2 + 1 − C → + 2x − 3 A − B − C → − 2x 2 + 0x − 1 A − B − C → − 2x 2 − 1 1.11.3.3 M u lt ip l ic a ç ã o d e P o l in ô m io s M o n ô m io × M o n ô m io O p ro d u to d e d ois m on ôm ios é o m on ôm io cu jo co efi cien te é o p ro d u to d os co efi cien tes d os m on ôm ios d ad os e cu ja p arte literal é o p ro d u to d as p artes literais d eles. E x em p los: a) (3x 2y 2)(2x 3) = 3· 2· x 2· x 3·y 2 = 6x 5y 2 b ) ( 65 a b 2 )( − 152 a 2b 3 ) = 65 · ( − 152 ) · a·a 2· b 2· b 3 = − 9010 a 3b 5 = − 9a 3b 5 M o n ô m io × P o lin ô m io C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O N a m u ltip licação d e u m m on ôm io p or u m p olin ôm io ap licam os a p rop ried ad e d istrib u tiva: m u ltip licam os o m on ôm io p or to d os os term os d o p olin ôm io e ad icion am os os resu ltad os. E x em p lo 1 : (3x )· (4x + 5) = 3x 66 88 · ( 4x + 5 ) = 3x· 4x + 3x· 5 = 12x 2 + 15x E x em p lo 2 :− x 2· (x 2− 3x + 4) = − x 2 66 55 66 · ( x 2 − 3x + 4 ) = (− x 2· x 2) + (− x 2)· (− 3x ) + (− x 2)· 4 = − x 4 + 3x 3− 4x 2 P o lin ô m io × P o lin ô m io P ara m u ltip licarm os d ois p olin ôm ios, m u ltip licam os cad a term o d e u m d eles p or to d os os term os d o ou tro e ad icion am os os resu ltad os. O p olin ôm io ob tid o é d en om in ad o p ro d u to d os p olin ôm ios d ad os. E x em p lo 1 : (2x + 3)· (3x− 4) = ( 2x 55 66 + 3 && && ) · ( 3x − 4 ) = 2x· 3x + 2x· (− 4) + 3· 3x + 3· (− 4) = 6x 2− 8x + 9x− 12 = 6x 2 + x− 12 5 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S E x em p lo 2 : (x 2− 2)· (x 2 + 3x− 1) = ( x 2 55 55 66 − 2 && '' && ) · ( x 2 + 3x − 1 ) = x 2· x 2 + x 2·3x + x 2· (− 1) + (− 2)· x 2 + (− 2)· 3x + (− 2)·(− 1) = x 4 + 3x 3− x 2− 2x 2− 6x + 2 = x 4 + 3x 3− 3x 2− 6x + 2 1 .1 1 .4 P r o d u t o s N o t á v e is P ro d u tos n otáveis são resu ltad os d e m u ltip licaçõ es d e p olin ôm ios em q u e a resp osta é con h ecid a sem ser n ecessário realizar a m u ltip licação term o a term o. 1.11.4.1 Q u a d r a d o d a S o m a d e D o is T e r m o s O quadrado da som a de dois term os a e b é indicado p or: (a + b) 2. P ara fazer esse cálculo basta m ultiplicar a + b p or a + b: (a + b) 2 = ( a 77 77 + b $$ $$ ) · ( a + b ) = a· a + a·b + b·a + b· b = a 2 + a b + ba + b 2 C om o a b = ba, tem os a b + a b = 2a b, assim : = a 2 + 2a b + b 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O R egra P rática ( a + b ) 2 = a 2 + 2a b + b 2 1 o¯ term o 2 o¯ term o qu a d ra d o d u a s v ezes qu a d ra d o d o o prod u to d o 1 o¯ term o d os term os 2 o¯ term o D aqui p odem os tirar a seguinte regra: O q u ad rad o d a som a d e d ois term os é igu al ao q u ad rad o d o p rim eiro, m a is d u as vezes o p ro d u to d o p rim eiro p elo segu n d o, m ais o q u ad rad o d o segu n d o. E x em p los: a) (x + 3) 2 = x 2 + 2· x·3 + 3 2 = x 2 + 6x + 9 b ) (2x + 1) 2 = (2x ) 2 + 2·2x· 1 + 1 2 = 4x 2 + 4x + 1 c) (5x + 3y ) 2 = (5x ) 2 + 2· 2x· 3y + (3y ) 2 = 25x 2 + 30x y + 9y 2 d ) (2x y + 4) 2 = (2x y ) 2 + 2· 2x y· 4 + 4 2 = 4x 2y 2 + 16x y + 16 1.11.4.2 Q u a d r a d o d a D if e r e n ç a d e D o is T e r m o s O quadrado da diferença de dois term os a e b é indicado p or: (a− b) 2. P ara fazer esse cálculo basta m ultiplicar a− b p or a− b: (a− b) 2 = ( a 66 77 − b $$ $$ ) · ( a − b ) = a· a + a· (− b) + (− b)· a + (− b)· (− b) = a 2− a b− ba + b 2 C om o a b = ba, tem os− a b− a b = − 2a b, assim : = a 2− 2a b + b 2 5 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S R egra P rática ( a − b ) 2 = a 2 − 2a b + b 2 1 o¯ term o 2 o¯ term o qu a d ra d o d u a s v ezes qu a d ra d o d o o prod u to d o 1 o¯ term o d os term os 2 o¯ term o D aqui p odem os tirar a seguinte regra: O q u ad rad o d a som a d e d ois term os é igu al ao q u ad rad o d o p rim eiro, m e n o s d u as vezes o p ro d u to d o p rim eiro p elo segu n d o, m ais o q u ad rad o d o segu n d o. E x em p los: a) (x− 3) 2 = x 2− 2·x· 3 + 3 2 = x 2− 6x + 9 b ) (2x− 1) 2 = (2x ) 2− 2· 2x· 1 + 1 2 = 4x 2− 4x + 1 c) (5x− 3y ) 2 = (5x ) 2− 2· 2x· 3y + (3y ) 2 = 25x 2− 30x y + 9y 2 d ) (2x y− 4) 2 = (2x y ) 2− 2· 2x y·4 + 4 2 = 4x 2y 2− 16x y + 16 1.11.4.3 P r o d u t o d a S o m a P e l a D if e r e n ç a d e D o is T e r m o s O produto da som a p ela diferença de dois term os a e b é indicado p or: (a + b)· (a− b). P ara fazer esse cálculo basta m ultiplicar a + b p or a− b: (a + b)· (a− b) = ( a 77 77 + b $$ $$ ) · ( a − b ) = a· a + a·(− b) + b· a + (− b)· (b) = a 2− a b + ba− b 2 C om o a b = ba, tem os− a b + a b = 0, assim : = a 2− b 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O R egra P rática ( a + b ) ( a − b ) = a 2 − b 2 1 o¯ term o 2 o¯ term o qu a d ra d o qu a d ra d o d o d o 1 o¯ term o 2 o¯ term o D aqui p odem os tirar a seguinte regra: O p ro d u to d a som a p ela d iferen ça d e d ois term os é igu al ao q u ad rad o d o p rim eiro m e n o s o q u ad rad o d o segu n d o term o. E x em p los: a) (x + 3)(x− 3) = x 2− 3 2 = x 2− 9 b ) (2x + 1)(2x− 1) = (2x ) 2− 1 2 = 4x 2− 1 c) (5x + 3y )(5x− 3y ) = (5x ) 2− (3y ) 2 = 25x 2− 9y 2 d ) (2x y + 4)(2x y− 4) = (2x y ) 2− 4 2 = 4x 2y 2− 16 1 .1 1 .5 F a t o r a ç ã o P ara fatorar um p olinôm io precisam os descobrir quais fatores devem ser m ultiplicados de m odo que o resultado seja o p olinôm io dado. a form a fatorada é o produto indicado desses fatores. F atorar u m a ex p ressão algéb rica con siste em tran sform ar essa ex p ressão n u m p ro d u to d e p olin ôm ios ou d e p olin ôm ios e m on ôm ios. E studarem os a seguir alguns casos de fatoração de p olinôm ios. 5 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S 1.11.5.1 F a t o r C o m u m e m E v id ê n c ia O bserve o p olinôm io a b + a c. E le é form ado de dois term os a b e a c que apresentam em com um o fator a. P ela propriedade distributiva, sab em os que: a b + a c = a· (b + c) O produto a·(b + c) é a fo rm a fa to ra d a do p olinôm io dado. N a form a fatorada,dizem os que o fa to r co m u m a está colocado em e v id ê n c ia . Q u an d o os term os d e u m p olin ôm io ap resen tam u m fator com u m , p o d em os colo cá-lo em ev id ên cia ob ten d o u m a form a fatorad a d o p olin ôm io. E x em p lo 1 : V am os fatorar k x + k y + k z. O fator com um a todos os term os é k. D ividindo o p olinôm io p or k, obtem os: x + y + z C olocando k em evidência, tem os: k x + k y + k z = k· (x + y + z) P ara verificarm os se estam os corretos, basta efetuar a m ultiplicação k·(x + y + z). k· (x + y + z) = k 99 << ;; · ( x + y + z ) = k x + k y + k z E x em p lo 2 : F atorar x 2 + 3x. x 2 + 3x = x · ( x + 3 ) f a tor x 2 : x 3x : x com u m E x em p lo 3 : F atorar 20a 2x 4 + 12a 3x 2− 4a 4x. P ara fazer a fatoração com pleta é preciso colocar todos os fatores com uns em evidência. Se caso um a variável aparecer em todos os term os com exp oentes diferentes,ela é p osta em evidência elevada ao m enor exp oente apresentado. Q uando há coeficientes num éricos, costum am os colocar o M D C (M áxim o D ivisor C om um ) em evidência. E ssas observações são m ostradas a seguir: C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 20a 2x 4 + 12a 3x 2− 4a 4x = 4a 2x · ( 5x 3 + 3a x − a 2 ) f a tor 20a 2x 4 4a 2x 12a 3x 2 4a 2x 4a 4x 4a 2x com u m 1.11.5.2 A g r u p a m e n t o P o d em os fatorar certos p olin ôm ios agru p an d o os seu s term os d e tal m an eira q u e: 1 o: em cad a gru p o h a ja u m fator com u m ; 2 o: fatoran d o cad a gru p o, ob serva-se q u e eles ap resen tam u m n ovo fator com u m q u e, ao ser colo cad o em ev id ên cia, com p leta a fatoração. O bserve os term os do p olinôm io: a x− m x + a y− m y O s dois prim eiros term os apresentam o fator com um x e os dois últim os o fator com um y. V am os agrupar os term os colocando em evidência os fatores com uns: (a x− m x ) + (a y− m y ) = x· (a− m ) + y· (a− m ) T em os a som a de dois produtos. N esses produtos, (a− m ) é o fator com um . C olocando (a− m ) em evidência tem os: (a− m )· (x + y ) E x em p lo 1 : F atorar: a x + a y + bx + by a x + a y + bx + by = (a x + a y ) + (bx + by ) = a· (x + y ) + b· (x + y ) = (x + y )· (a + b) E x em p lo 2 : F atorar: x 2 + x y− x− y x 2 + x y− x− y = (x 2− x ) + (x y− y ) = x· (x− 1) + y· (x− 1) = (x− 1)· (x + y ) 5 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S E x em p lo 3 : F atorar: a x− a− 3x + 3 a x− a− 3x + 3 = (a x− a )− (3x− 3) = a· (x− 1)− 3· (x− 1) = (x− 1)· (a− 3) L em bre-se que efetuando a m ultiplicação indicada,o resultado deve dar o p olinôm io inicial. U se esse fato para verificar se a resp osta está correta. 1.11.5.3 D if e r e n ç a d e D o is Q u a d r a d o s V ocê sab e quando um m onôm io é quadrado p erfeito? U m m on ôm io é d en om in ad o q u ad rad o p erfeito q u an d o ele é igu al ao q u ad rad o d e ou tro m on ôm io. E x em p los: 1 ) x 2 é quadrado p erfeito, p ois x 2 = (x ) 2. 2 ) 16a 2 é quadrado p erfeito, p ois 16a 2 = (4a ) 2. 3 ) y 4 é quadrado p erfeito, p ois y 4 = (y 2) 2. 4 ) x 4y 1 2 é quadrado p erfeito, p ois x 4y 1 2 = (x 2y 6) 2. A expressão a 2− b 2 representa a diferença de dois quadrados a 2 e b 2. A diferença de dois quadrados é um produto notável. Sab em os que a 2− b 2 é igual ao produto da som a (a + b) p ela diferença (a− b), isto é: a 2− b 2 = (a + b)· (a− b) A ssim , (a + b)·(a− b) é a form a fatorada de a 2− b 2. A form a fatorad a d e u m a d iferen ça d e q u ad rad os é o p ro d u to d a som a p ela d iferen ça d as b ases d ele n a ord em d ad a C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E x em p lo 1 : a 2− b 2 a 2− b 2 = (a + b)(a− b) E x em p lo 2 : x 2− 9 x 2− 9�� = x 2− 3 2 = (x + 3)(x− 3) 3 2 E x em p lo 3 : 16a 2− 1 16a 2 �� − 1�� = (4a ) 2− 1 2 = (4a + 1)(4a− 1) (4a ) 2 1 2 E x em p lo 4 : a 4− b 4 a 4�� − b 4�� = (a 2) 2− (b 2) 2 = (a 2 + b 2)(a 2− b 2) = (a 2 + b 2)(a + b)(a− b) (a 2) 2 (b 2) 2 1.11.5.4 T r in ô m io Q u a d r a d o P e r f e it o O trinôm io a 2 + 2a b + b 2 é denom inado trinôm io quadrado p erfeito, p orque é igual ao quadrado do binôm io a + b: a 2 + 2a b + b 2 = (a + b) 2 O trinôm io a 2− 2a b + b 2 tam b ém é um trinôm io quadrado p erfeito, p orque é igual ao quadrado do binôm io a− b: a 2− 2a b + b 2 = (a− b) 2 (a + b) 2 é a form a fatorada do trinôm io a 2 + 2a b + b 2. (a− b) 2 é a form a fatorada do trinôm io a 2− 2a b + b 2. 5 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.11. E X P R E SSÕ E S A L G É B R IC A S R econ h ecem os u m trin ôm io q u ad rad o p erfeito e ob tem os su a form a fatorad a n otan d o q u e: 1 o: tem três term os; 2 o: d ois d e seu s term os são q u ad rad os p erfeitos a 2 e b 2; 3 o: o ou tro term o é m ais, ou m en os, d u as vezes o p ro d u to d as b ases (+ 2a b ou − 2a b). O sin al d este term o (+ ou -) é m an tid o n a form a fatorad a ((a + b) 2 ou (a− b) 2, resp ectivam en te). E x em p lo 1 : x 2 + 10x + 25 �� x 2 + 10x + 25�� = x 2 + 2· 5· x + 5 2 = (x + 5) 2 5 2 E x em p lo 2 : a 2− 6a b + 9b 2 �� a 2− 6a b + 9b 2�� = x 2− 2· a· 3b + (3b) 2 = (a− 3b) 2 (3b) 2 E x em p lo 3 : 9a 2x 2− 6a x + 1 �� 9a 2x 2 �� − 6a x + 1�� = (3a x ) 2− 2· 3a x· 1 + 1 2 = (3a x− 1) 2 (3a x ) 2 1 2 1 .1 1 .6 S im p l if ic a ç ã o Já sab em os que o quociente de dois núm eros reais p ode ser escrito na form a fracionária. D a m esm a form a, p odem os assim representar o quociente de duas expressões p olinôm ias. E ntão, tem os a definição: C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O F raçõ es algéb ricas é u m q u o cien te d e d u as ex p ressõ es p olin ôm ias, in d icad a n a form a fracion ária. A ssim , são frações algébricas: x 2− y 2 x + a 5a x 8y a b 3x 1 x− y C om o as expressões p olinôm ias que constituem os term os da fração representam núm eros reais, valem para as frações algébricas as m esm as propriedades das frações aritm éticas. A ssim : I) Se o num erador e o denom inador são expressões p olinôm ias iguais, a fração é igual a 1. E x em p los: a) 3a3a = 1 b ) 2x y 2x y = 1 c) a + 2b a + 2b = 1 II) M ultiplicando-se ou dividindo-se o num erador e o denom inador de um a fração p or um m esm o núm ero, diferente de zero, obtém -se um a fração equivalente à fração dada, inclusive fazendo com que os term os da fração m udem de sinal. E x em p los: a) 8a 2· 5 6x· 5 = 40a 2 30x b ) 12x÷ 4 8y÷ 4 = 3x2y c) 2a· (− 1) − 3x· (− 1) = − 2a 3x III) Se o num erador for divisível p elo denom inador, a fração algébrica é igual a um m onôm io ou p olinôm io. E x em p los: a) 12a 2 4a = 3a b ) x 2 + 2x + 1 x + 1 = (x + 1) 2 x + 1 = x + 1 c) x 2− 4x + 4 x− 2 = (x− 2) 2 x− 2 = x− 2 d ) x 2− 4 x + 2 = (x + 2)(x− 2) x + 2 = x− 2 P ara sim p lifi carm os u m a fração algéb rica tem os d e d iv id ir o n u m erad or e o d en om in ad or d a fração p or d iv isores com u n s. 6 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.12. E Q U A Ç Õ E S D O 1 o G R A U E x em p los: a) 12a 2bx 2 8a x 3 = 612·6a· a· b·6x 2 68·6a·6x 2· x = 3a b 2x b ) 2m m 2 + m = 2·6m 6m ··(m + 1) = 2 m + 1 c) a 2− x 2 a 2 + 2a x + x 2 = (a− x )6(a + x ) (a + x ) 62 = a− x a + x 1 .1 2 E q u a ç õ e s d o 1 o G r a u U m a eq u ação com u m a in cógn ita x e con ju n to u n iverso R é d en om in ad a eq u a ç ã o d o 1 o g ra u , se p u d er ser red u zid a através d e op eraçõ es elem en tares à form a: a× x + b = 0 em q u e a e b são n ú m eros reais e a6= 0 N a equação a× x + b = 0, tem os: • x é a in cógn ita ; • a é o coefi cien te; • b é o term o in d epen d en te. 1 .1 2 .1 P r o c e s s o d e R e s o l u ç ã o C h am a-se solu ção ou raiz d e u m a eq u ação a u m valor real q u e, su b stitu íd o n a eq u ação, a torn e verd ad eira P ara obter com facilidade a solução de um a equação do 1 o grau, p odem os utilizar o processo dedutivo, que consiste em iso la r a v a riá v e l x , rea liza n d o p a ra isto o p e ra ç õ e s in v e rsa s n a o rd e m in v e rsa . E x em p lo 1 : 2x− 10 = 0 O bserve que no 1 o m em bro da equação que a m ultiplicação tem prioridade sobre C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 6 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O a subtração. P ara isolar x, devem os desfazer essas op erações na ordem inversa: prim eiro a subtração e dep ois a m ultiplicação. P ara desfazer a subtração, utiliza-se sua inversa que é a adição. Som ando em am b os os m em bros o núm ero 10: 2x− 10 + 10 = 0 + 10⇒ 2x = 10. P ara desfazer a m ultiplicação, utilizam os sua inversa que é a divisão. D ividindo am b os os m em bros p elo núm ero 2: 2x2 = 102 . L ogo, a solução da equação 2x− 10 = 0 é x = 5. E x em p lo 2 : 3x− 15 = 0 • 3x− 15 + 15 = 0 + 15⇒ 3x = 15, som a-se 15 em am b os os m em bros; • 3x3 = 153 ⇒ x = 5, divide-se am b os os m em bros p or 3. E x em p lo 3 : P opularm ente, troca-se os valores de m em bro, invertendo suas op erações: • 2(x + 1)− 3(x− 5) = 5(x + 1), prim eiro elim ina-se os parênteses: • 2x + 2− 3x + 15 = 5x + 5, então passa-se tudo que tem “x"para o 1 o m em bro e o que não tem “x"para o 2 o m em bro: • 2x− 3x− 5x = 5− 2− 15, realiza-se as op erações p ossíveis para reduzir: • − 6x = − 12, m ultiplica-se os dois m em bros p or− 1: • 6x = 12, passa-se o 6 para o 2 o m em bro dividindo: • x = 126 , realiza-se a op eração: • x = 2, assim a solução é x = 2. 1 .1 3 In e q u a ç ã o d o 1 o G r a u U m a in eq u ação com u m a in cógn ita x e o con ju n to u n iverso R é d en om in ad a in eq u ação d o 1 o grau se p u d er ser red u zid a, através d e op eraçõ es elem en tares, a u m a d as form as: a x + b < 0, a x + b > 0, a x + b≤ 0, a x + b≥ 0, em q u e a e b são n ú m eros reais e a6= 0. A s inequações são resolvidas de form a sem elhante às equações: tra n sfo rm a -se ca d a in equ a çã o em o u tra m a is sim p les e equ iva len te, a té qu e o co n ju n to so lu çã o fi qu e evid en te. E x em p lo 1 : R esolver a inequação: 3x− 12≤ 0: • P assa-se som ando o 12 para o 2 o m em bro: 3x≤ 12; • P assa-se dividindo o 3 para o 2 o m em bro: x≤ 123 ; • R ealiza-se a op eração: x≤ 4 6 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.14. SIST E M A S D E E Q U A Ç Õ E S D O 1 o G R A U • S = { x∈ R|x≤ 4} E x em p lo 2 : R esolver a inequação: 4x + 5≥ 2x− 9: • 4x− 2x ≥ − 9− 5 (passou-se o que tinha x para o 1 o m em bro, e o que não tinha x para o 2 o m em bro); • 2x≥ − 14 (realizou-se as op erações) • x≥ − 14 2 (passou-se o 2 dividindo o 2 o m em bro); • x≥ − 7; • S = { x∈ R|x≥ − 7} E x em p lo 3 : R esolver a equação:− 3x > 6 • N este caso, tem -se de m ultiplicar am b os os m em bros p or− 1, obtendo assim 3x < − 6 (quando m ultiplica-se p or− 1 inverte-se o sinal de desigualdade, e então resolve-se o restante norm alm ente), • x < − 63 , (passou-se o 3 dividingo o 2 o m em bro); • x < − 2; • S = { x∈ R|x < − 2} 1 .1 4 S ist e m a s d e E q u a ç õ e s d o 1 o G r a u D u as sen ten ças m atem áticas d o tip o x + y = 5 e 4x− y = 10 form am u m siste m a q u an d o, e som en te q u an d o p ro cu rar o p ar com u m (x ,y ) q u e d eve satisfazer am b as. N esse caso, u sa-se, p ara in d icar o sistem a, d a m an eira ab aix o. { x + y = 5 4x − y = 10 1 .1 4 .1 M é t o d o s d e R e s o l u ç ã o 1.14.1.1 M é t o d o d a S u b s t it u iç ã o { x + y = 5 4x − y = 10 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 6 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O T om a-se um a dessas equações (a prim eira, p or exem plo) e dela obtem os a expressão do valor de um a das incógnitas (x, p or exem plo): x + y = 5⇔ x = 5− y E ssa expressão do valor de x substituirá a incógnita x na 2 a equação. 4x− y = 10 ⇔ 4(5− y )− y = 10 ⇔ 20− 4y− y = 10 ⇔ − 4y− y = 10− 20 ⇔ − 5y = − 10 (− 1) ⇔ 5y = 10 ⇔ y = 105 ⇔ y = 2 Substituindo y = 2 na expressão do valor de x: x = 5− y⇒ x = 5− 2⇒ x = 3 P ortanto, a solução é o par (3,2). V erificação: x + y = 5⇒ 3 + 2 = 5 (verdadeiro) 4x− y = 10⇒ 4· 3− 2 = 10⇒ 12− 2 = 10 (verdadeiro) 1.14.1.2 M é t o d o d a A d iç ã o E ste processo consiste na elim inação de um a das incógnitas p ela adição das duas equações do sistem a. O bserve que,no sistem a a seguir,p ela adição das equações m em bro a m em bro, um a das incógnitas foi elim inada, p ois os coeficientes dessa incógnita (y) são sim étricos (m esm o valor, p orém sinais contrários). x + 6y = 5 4x − 6y = 10 5x = 15 L ogo, x = 3. A ssim , agora basta substituir o valor de x em qualquer um a das equações: x + y = 5 3 + y = 5 y = 5− 3 y = 2 E assim a solução é o par (3,2). Q uando os coeficientes não são sim étricos, deve-se em pregar alguns artifícios de cálculo 6 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.14. SIST E M A S D E E Q U A Ç Õ E S D O 1 o G R A U baseados nas propriedades das op erações. C om o p or exem plo, no sistem a a seguir: { 3x + 14y = − 8 4x + 3y = 5 N esse caso,não tem -se valor sim étrico,em nenhum a das incógnitas,nem ao m enos sim etria p or sinal. A ssim , para se elim inar a incógnita x, m ultiplica-se os term os da prim eira equação p or 4 e os term os da segunda equação p or− 3 (p oderia ser tam b ém ,− 4 e 3, ou ainda se fosse elim inar a incógnita y, m ultiplicar-se-ia a prim eira equação p or 3 e a segunda p or 14, sendo que um a das duas deveria ter sinal negativo para com pletar a sim etria). { 3x + 14y = − 8 (4) 4x + 3y = 5 (− 3) A ssim , 612x + 56y = − 32 − 612x − 9y = − 15 + 47y = − 47⇒ y = − 1 Substituindo y = − 1 em um a das equações do sistem a preparado, tem -se: 3x + 14y = − 8 3x + 14(− 1) = − 8 3x− 14 = − 8 3x = − 8 + 14 3x = 6 x = 63 x = 2 P ortanto, a solução é o par (2,− 1). V erificação: 3x + 14y = − 8⇒ 3· 2 + 14·(− 1) = − 8⇒ 6− 14 = − 8 (verdadeiro) 4x + 3y = 5⇒ 4· 2 + 3· (− 1) = 5⇒ 8 + (− 3) = 5⇒ 8− 3 = 5 (verdadeiro) C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 6 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1 .1 5 E q u a ç õ e s d o 2 o G r a u C h am a-se eq u ação d o 2 o grau to d a eq u ação d a form a a x 2 + bx + c = 0, on d e a, b e c são n ú m eros reais e a6= 0 • a é o co efi cien te d e x 2; • b é o co efi cien te d e x; • c é o co efi cien te in d ep en d en te; • x é a variáveil real. E q u a ç ã o a b c x 2− 5x + 6 = 0 1 -5 6 − x 2 + 12x− 15 = 0 -1 1 2 -1 5 x 2− 100 = 0 1 0 -1 0 0 3x 2 + 12x = 0 3 1 2 0 4x 2 = 0 4 0 0 − 2x 2− 7x + 12 = 0 2 -7 1 2 Q uando todos os coeficientes forem não nulos, a equação é denom inada eq u a ç ã o co m p le ta do 2 o grau. C h am a-se raiz d e u m a eq u ação d o 2 o grau o n ú m ero real, q u e, su b stitu íd o n o lu gar d a in cógn ita, torn a a sen ten ça m atem ática verd ad eira. 1 .1 5 .1 P r o c e s s o d e R e s o l u ç ã o 1.15.1.1 E q u a ç õ e s C o m p l e t a s N esse caso, o m elhor processo de determ inação das soluções da equação é a solução geral dada p or: 6 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.15. E Q U A Ç Õ E S D O 2 o G R A U x = − b± √ ∆ 2a , on d e ∆ = b 2− 4a c S e ∆ > 0, a eq u ação tem d u as raízes reais d iferen tes. S e ∆ = 0, a eq u ação tem d u as raízes reais igu ais. S e ∆ < 0, a eq u ação n ão ad m ite raízes reais. E x em p lo 1 : R esolva a equação: x 2− 5x + 6 = 0 • C alcula-se, prim eiro, o valor de ∆ , sendo nesta equação a = 1, b = − 5, c = 6. A ssim , ∆ = b 2− 4a c⇒ ∆ = (− 5) 2− 4· 1· 6⇒ ∆ = 25− 24 = 1 • A gora, encontra-se o valor de x: x = − b± √ ∆ 2· a ⇒ x = − (− 5)± √ 1 2· 1 ⇒ x = 5± 1 2 ⇒ x ′ = 5− 1 2 = 42 = 2 e x ′′ = 5 + 1 2 = 62 = 3 E x em p lo 2 : R esolva a equação: x 2− 7x + 12 = 0 • C alcula-se, prim eiro, o valor de ∆ ,sendo nesta equação a = 1, b = − 7, c = 12. A ssim , ∆ = b 2− 4a c⇒ ∆ = (− 7) 2− 4· 1·12⇒ ∆ = 49− 48 = 1 • A gora, encontra-se o valor de x: x = − b± √ ∆ 2· a ⇒ x = − (− 7)± √ 1 2· 1 ⇒ x = 7± 1 2 ⇒ x ′ = 7− 1 2 = 62 = 3 e x ′′ = 7 + 1 2 = 82 = 4 1.15.1.2 E q u a ç õ e s In c o m p l e t a s P ara um a equação de 2 o G rau se cham ada de incom pleta, precisam os que b = 0 ou c = 0 ou b = c = 0. A ssim , as form as gerais das equações incom pletas são: a x 2 + bx = 0 a x 2 + c = 0 a x 2 = 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 6 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1 o C aso : E quações do tip o a x 2 + bx = 0, onde b6= 0 e c = 0. T em os a x 2 + bx = 0 F atorando x: x (a x + b) = 0 U m p ro d u to d e d ois fatores é n u lo, ou seja, igu al a zero, q u an d o: x = 0 ⇔ x = 0→ é u m a raiz ouax + b = 0 ⇔ x = − ba → é ou tra raiz L ogo, S = { 0,− ba } E x em p lo : R esolva a equação x 2− 3x = 0. • x ′ = 0; • x ′′ = − ba = − − 31 = 3 2 o C aso : E quações do tip o a x 2 + c = 0, onde b = 0 e c6= 0. T em os a x 2 + c = 0. Isolando a variável x, vem : a x 2 = − c⇒ x 2 = − ca ⇒ x = ± √ − ca L ogo, x ′ = − √ − ca e x ′′ = √ − ca . O b s.: A equação terá raízes reais som ente se c < 0, e neste caso serão sem pre sim étricas. E x em p lo: R esolva a equação 4x 2− 16 = 0. • x ′ = − √ − ca = − √ − (− 16) 4 = − √ 164 = − √ 4 = − 2 • x ′′ = √ − ca = √ − (− 16) 4 = √ 164 = √ 4 = 2 3 o C aso : E quações do tip o a x 2 = 0, se b = 0 e c = 0, as duas raízes serão nulas, ou seja x = 0 T em os a x 2 = 0, isolando a variável x, vem x 2 = 0a ⇒ x 2 = 0⇒ x = ± √ 0⇒ x = 0 P ortanto, neste caso, x ′ = 0 e x ′′ = 0 6 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.16. E X E R C ÍC IO S 1 .1 6 E x e r c íc io s 1. C onverta em núm eros decim ais: a) 34 b ) 83 c) 511 d ) 11 200 e) 2775 f) 5099 g ) 13 125 h ) 150 i) 76 j) 1874 k ) 45 l) 120 m ) 13 n ) 2344 o ) 1013 p ) 1643 q ) 1533 r) 1535 s) 140 154 t) 29 145 2. E screva na form a fracionária os seguintes núm eros: a) 0,75 b ) 32,17 c) 0,0432 d ) 0,017 e) 3,292 f) 14,001 g ) 4,12 h ) 110,431 i) 213,79 j) 0,421 k ) 0,555... l) 0,666... m ) 2,333... n ) 12,777... o ) 0,431818... p ) 4,59222... q ) 12,344343... r) 0,777... s) 3,4545... t) 0,853434... u ) 2,033... v ) 5,1432121... w ) 0,001616... x ) 1,2022... y ) 0,0415415... 3. C alcule o valor das expressões num éricas: a) 45 (3 + 0,4)− 3,21 b ) 0,22(11− 0,3) + 47 c) 43 + 75 ( 12 + 49 ) − 15 d ) ( 4311 + 110 ) · ( 178 − 25 ) e) 1 4,3 + 0,25 + 4 f) 45 ( 73 − 1 ) 29 − 3 g ) − 3− √ 4 2(2) h ) 8− 5 + √ 16 2(− 1) i) { 4 + 2 [ 3 2− 14 ( 23 − 18 ) + 2 ] + 1 6 } + 1 j) 3 {− 1 + 12 [− 13 + 14 (1− 13 )− 1 ]− 1 } k ) 1− [( 1− 13 ) − ( 1− 34 )] l) [ 12 + ( 1− 34 × 49 )]× 37 m ) [( 2− 54 ) × 23 + 25 ]÷ ( 1 + 45 ) n ) [( 1− 12 ) 2 + ( 1− 34 ) 2 ]× 45 o ) [ 1− ( 13 − 16 )]÷ [( 16 + 12 ) + 32 ] p ) [( 12 + 13 ) − ( 1− 56 )] + 23 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 6 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 4. R esolva os seguintes problem as: a) Sab e-se que 8kg de café cru resultam em 6kg de café torrado. Q uantos kg de café cru devem ser levados ao forno para obterm os 27kg de café torrado? b ) U m autom óvel p ercorreu 300km com 20 litros de gasolina. Q uantos km esse autom óvel p ercorre com ap enas 1 litro de gasolina? c) D esejo ler um livro de 400 páginas. N as prim eiras duas horas, consegui ler 25 páginas. C ontinuando nesse ritm o, em quantas horas lerei o livro inteiro? d ) P ara transp ortar certo volum e de areia para um a construtora foram utilizados 30 cam inhões,carregados com 4m 3 de areia cada um . A dquirindo-se cam inhões com capacidade para 5m 3 de areia, quantos cam inhões seriam necessários para fazer tal serviço? e) U m a árvore de 4,2m de altura projeta um a som bra de 3,6m . N o m esm o instante, outra árvore projeta um a som bra de 2,8m . Q ual a altura da segunda árvore? f) U m terreno retangular tem 12m de com prim ento e 15m de largura. Se dim inuirm os 2m no com prim ento do terreno, quantos m etros devem os aum entar na largura para que a área p erm aneça a m esm a? g ) A distância entre duas cidades é de 800km . U m trem com velocidade constante p ercorreu em 3 horas os prim eiros 120km . Q uanto tem p o levará para p ercorrer os km s restantes? h ) U m a placa de chum b o de 8cm de com prim ento e 6cm de largura p esa 36g. Q uanto p esará outra placa do m esm o m aterial e da m esm a esp essura, só que quadrada, com 10cm de lado? i) N um a fazenda, 3 cavalos consom em 210kg de alfafa durante 7 dias. P ara alim entar 8 cavalos durante 10 dias, quantos kg de alfafa serão necessários? j) Se 20 op erários levam 10 dias para levantar um m uro de 2m de altura e 25m de com prim ento, quantos dias levarão 15 op erários para construir um outro(da m esm a largura), m as com 3m de altura e 40m de com prim ento? k ) C erta m áquina, trabalhando 12h p or dia, consom e, em 30 dias, 9780kg de carvão. Q ual o custo do carvão gasto p or essa m áquina durante 90 dias, sab endo que nesse p eríodo trabalhou 12h e 30m in p or dia e que cada tonelada de carvão custou R $ 800,00. l) 27 op erários, trabalhando 8h diárias, durante 15 dias, fizeram um m uro de 20m de com prim ento, 1,80m de altura e 30cm de esp essura. Q uantos op erários seriam necessários para a construção de outro m uro de 30m de com prim ento, 2m de altura, e 27cm de esp essura, se eles trabalhassem 9h p or dia, durante 18 dias? 7 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.16. E X E R C ÍC IO S 5. R esolva os problem as: a) C om prei um autom óvel p or R $ 20000,00. A lgum tem p o dep ois, vendi-o com um prejuízo de 15% . D e quanto foi o m eu prejuízo? b ) U m a conta no valor de R $ 7500,00 foi paga com atraso e sofreu u m a m ulta de 20% . Q ual o valor da m ulta? c) O salário de um a p essoa era de R $ 1400,00 até ser prom ovida e receb er um aum ento de 20% . D e quanto foi o aum ento de seu salário? d ) N a eleição do grêm io de um a escola, votaram 1500 alunos, dos quais 75% votaram na chapa A . Q uantos alunos votaram nessa chapa? e) N um a cidade,o preço da passagem de ônibus era R $ 40,00 e sofreu um aum ento de R $ 5,00. Q ual a taxa de aum ento? f) A o com prar um eletrodom éstico p or R $ 150,00 obtive um desconto de R $ 18,00. Q ual a taxa de desconto? g ) E m um a escola, as 1120 alunas representam 56% do total de alunos. Q ual é esse total? h ) D ep ositei em um a caderneta de p oupança R $ 800,00. D ep ois de um m ês m eu saldo era de R $ 980,00. Q ualfoia taxa p ercentual de rendim ento da p oupança naquele m ês. i) U m a p eça de tecido de 30m de com prim ento, ap ós ficar algum as horas de m olho,encolheu e ficou com 29,7m . Q ualfoia taxa p ercentualde encolhim ento desse tecido? j) U m fio de aram e subm etido a alta tem p eratura aum entou 0,3% do seu com prim ento, atingindo 36,05m . Q ual o com prim ento do fio antes do aquecim ento. 6. R eduza em term os sem elhantes as seguintes expressões algébricas: a) (4b + 3c− a ) + (4a− 3b− 2c) b ) (5a b− 3c + 4d ) + (− 2d + 3c− 4a b) c) (x y− 3x 2 + 1) + (3 + 5x 2− 3x y ) d ) (5x y− x 3+ 4y )+ (5 + 2x 3− 4y− 6x y ) e) (x y 3− 2x y + 1)− (4x y + 5 + 2x y 3) f) (x 2 + 2x y + 3y 2)− (x 2− 2x y + 3y 2) g ) (10x + 20y )− (5x + 5y ) h ) (− x 3 + 2x y + 4)− (2x 3 + 2x y + 8) i) (4 x 2− 3 y + x y )+ (3 y− x y + 2 x 2)− (x y− x 2) j) − 2(x− y + z 2)+ 4(z 2+ y− x )+ (1− x− y ) k ) (3x− 2y ) + (3y− x )− [3x− (4y− x )] l) 3 x 2− x y− { 2 x 2− x y + [z 2− (x y− y 2− x 2 )]+ z 2 + y 2} m ) (5a )(− 7c) n ) (4a 2b)(− 7a b 2) o ) (− 5x y 3)(− 7x 3y ) p ) (x + y 4)(x + 1) q ) (x 2 + 2y )(3x− 2y ) r) 4x 2(3x− 2y + 5) s) x y (x 2− y 2) t) (x 2y− 3x y 2)(4x y ) u ) (8x 2)÷ (4x 2) v ) (x y )(4x y 2) w ) (5x 2y 3 + 4x 4y− 3x y 2)÷ (2x y ) x ) (12x 3y 5− 16x 4y 3 + 20x 5y 2)÷ (4x 2y ) C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 7 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 7. C alcule o valor das p otências: a) 2 3 b ) (− 2) 3 c) 2 0 d ) 2 − 5 e) ( 25 ) 4 f) (2 3) 2 g ) ( 12 ) − 3 h ) 3 7 3 7 i) ((− 1) 3) 4 j) (0,5) 3 k ) (− 0,1) 3 l) − (− 1) 3 8. U sando as regras de produtos notáveis, determ ine: a) (x + 1) 2 b ) (2x + 5) 2 c) (1 + 2y ) 2 d ) (3x + 4y ) 2 e) (3a + x ) 2 f) (x 2 + 5) 2 g ) (1− x 2) 2 h ) (5x 2− 3y ) 2 i) (x− 1) 2 j) (1− 2y ) 2 k ) (3x− 5y ) 2 l) (4 + x )(4− x ) m ) (x− 3y )(x + 3y ) n ) (1− 3x )(1 + 3x ) o ) (− 3 + 5x )(3 + 5x ) p ) (5y 2− 1)(5y 2 + 1) q ) (a + 2b)(a− 2b) r) (a 2− b)(a 2 + b) 9. F atorar as expressões seguintes: a) 3a + 3b b ) 6x y 2− 3x 2y + 12x 3y c) a x + by + bx + a y d ) 12a 2− 3a− 20a b + 5b e) 9a 2− 6a + 1 f) a 2x 4− 2a b 2x 2y + b 4y 2 g ) x 2 + 6x y + 9y 2 h ) 25x 2− 10x + 1 i) p 2− 2p + 1 j) 4x 2− x y 2 + 3x k ) x 4− 3x 2 l) 4x y− 3x 2y 2 + 10x 3y m ) 7x y + 21x z + 2h y + 6h z n ) x y− 2x− 6 + 3y o ) 42x 3y− 70x 2y− 6x + 10 p ) 36x 2− 9 q ) 16y 4− 4x 2 r) a 4− b 4 s) 1− x 2 t) x 2− 1 u ) x 2 + 6x + 9 v ) x 2 + 2x + 1 w ) x 2− 2x + 1 x ) x 2− 8x + 16 y ) 4x 2− 4x y + y 2 10. Sim plifique as expressões seguintes: a) 4x + 6 2 b ) 3x 2 + 9x 3x c) 16x y 2− 24x 2y x y d ) 3x 4− 10x 2 x 5− x 2 e) x 2− 9 x− 3 f) x 2− 16 x + 4 g ) x + 7 x 2− 49 h ) x 2− 9 x 2− 6x + 9 i) (x + 3) 2 x 2− 9 j) x 2− 36 (x− 6) 2 k ) 2x− 2 (x− 1) 2 l) x 2− 36 x 2 + 6x m ) x− 1 x + 1 + x + 1 x− 1 n ) y− z x + w ÷ y 2− z 2 x 2− w 2 o ) ( 3a 2bc 5x y 2 ) 2÷ − 6a 3b 4c 2 25x 2y 3z 2 7 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.16. E X E R C ÍC IO S 11. D eterm ine a raiz das equações abaixo: a) x− 10 = 10− x b ) 3(x− 1) + 4(x− 2) = 3 c) x− 2 = 10− 2x d ) 5(1− 2x ) = 3x + 4− 12 e) 5(1− 4x ) + 3x− 7 = − 2(x + 1) f) x− 3(x− 1) = 2− 3(x + 1) g ) 3x = 9 h ) − 2x = 18 i) 4x = − 27 j) 0,24x = 0,72 k ) 10 + x = 9− 2x l) x [1 + 2(3− 1)] = 4x− 7 m ) 4 + [x− (2 + 1) 2 + 1] = 6− x (1− 2) 2 n ) 6(2x + 4) = 9 o ) 4− 10x 25 = 15 p ) 10x + 4 6 = 8x− 20 4 q ) 4 5x + 1 = 9 10x + 6 12. R esolva as desigualdades seguintes: a) 5x≥ 20 b ) 10x≥ 100 c) 2x≤ 8 d ) 3x≤ 6 e) − 4x≥ 16 f) − 2x≤ 10 g ) − 5x≥ − 10 h ) 5(x− 1) + 2 < 2(x + 2)− 1 i) 3(x− 1) + 2 < 3(x + 1) + x j) 2− 15x < 5 + 3(x + 1) 13. R esolva as equações abaixo: a) x 2− 5x + 6 = 0 b ) x 2 + 7x + 10 = 0 c) x 2− 2x + 10 = 0 d ) − x 2 + 10x− 21 = 0 e) x 2− 4x + 4 = 0 f) 4x 2 + 4x + 4 = 0 g ) x 2 + x = − 1 h ) 3x 2 = 5x− 10 i) x 2 = − x j) x 2 = 16 k ) 5x 2 + 1 = 0 l) x 2 = 0 m ) 3x 2 = 27 n ) x 2− 4x = 3x + 8 o ) x 2− 3x = 2x− 6 p ) 2x (x + 1) = 0 q ) x 2− 12 = 0 r) 3x 2 + 21x = 0 s) 24x− 6x 2 = 0 t) 2x 2− 6x = 4x− 12 u ) x 2− 6x + 10 = 0 v ) 2x 2− 3x + 1 = 0 w ) (x− 2)(x + 3) = 5x− 10 x ) (x + 3) 2 = 16 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 7 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 14. R esolva os sistem as abaixo: a) { 2x + y = 57 x − y = 3 b ) { x + y = 6 x − y = 2 c) { 3x − y = 5 x + 2y = 4 d ) { 2x − 3y = 9 5x + 4y = 11 e) { 2x + 5y = 12 3x + 2y = 7 f) { 2x − y = 1 2x + 3y = 21 g ) { 2x + 3y = 4 5x + 3y = 10 h ) { 3x + 5y = 2 4x − 7y = 30 i) { x − y = 4 2x + y = 8 j) { 7x + 3y = 1 x − 3y = 7 k ) { 4x − y = 5 10x − 2y = 11 l) { 5x − y = 16 7x + 3y = 18 7 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 C a p ít u l o 2 C o n ju n t o s 2 .1 C o n c e it o s N a linguagem usual, são sinônim os de conjunto: coleção, classe, grup o, fam ília, etc. O s conjuntos são indicados, na m aioria das vezes, p or letras m aiúsculas A , B , C , ... e p odem ser representados p or d iagram as,p ela n om eação de seus elem entos,um a um ,colocados entre chaves ou p ela p rop ried ad e d e seu s elem en tos. D ia g r a m a s A : conjunto das vogais B : conjunto dos núm eros pares m enores que 10 C : conjunto de instrum entos m usicais N o m e a ç ã o e P r o p r ie d a d e A = {a, e, i, o, u} (os elem entos do conjunto são a, e, i, o, u) ou A = vogais (propriedade dos elem entos do conjunto: vogais) B = {0, 2, 4, 6, 8} (elem entos do conjunto são 0, 2, 4, 6, 8) ou B = núm eros pares m enores que 10 (propriedade dos elem entos do conjunto: núm eros pares m enores que 10) C = {pianista, bateirista, guitarrista} C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S P ara indicar que um elem ento p ertence a um dado conjunto usa-se o sím b olo∈ que se lê: p erten ce. E x em p los: a∈ {a, e, i, o, u}; 4∈ {0, 2, 4, 6, 8}; b 6∈ {a, e, i, o, u}; 56∈ {0, 2, 4, 6, 8}. Im p o rta n te ! N a nom eação dos elem entos de um conjunto, usa-se reticências, quando se conhece a propriedade e o núm ero é m uito grande. E x em p lo : {0, 2, 4, 6, 8, ...}, conjunto dos núm eros naturais pares. 2 .2 C o n ju n t o s U n itá r io s e C o n ju n t o s V a z io s C onsiderem os os seguintes conjuntos: A = {satélites naturais da T erra} B = {núm eros pares m enores do que 1} C = {planetas cujos nom es com eçam p ela letra “A " } D = {notas m usicais que p ossuem a letra “g" } V em os que os conjuntos A e B p ossuem um só elem ento, a L u a e o núm ero 0 , resp ectivam ente. A ssim , um con ju n to u n itário é aquele que p ossui um único elem ento, com o os conjuntos A e B . V em os que os conjuntos C e D não p ossuem elem entos,isto é,são conjuntos sem elem entos. L ogo, um con ju n to vazio é aquele conjunto que não p ossui elem entos, e é representado p or um dos sím b olos ∅ ou { }. A T E N Ç Ã O : o conjunto vazio N U N C A deve ser representado p or {∅ }, p ois este é um conjunto que contém o sím b olo que representa o vazio. 7 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.3. C O N JU N T O S IG U A IS 2 .3 C o n ju n t o s Ig u a is C onsiderem os os conjuntos A = {a, m , o, r} e B = {r, o, m , a} com o se vê, todos os elem entos de A p ertencem a B e todos os elem entos de B p ertencem a A , isto é, os conjuntos p ossuem os m esm os elem entos. D iz-se, p or isso, que esses conjuntos são iguais e escreve-se A = B .P ara dois ou m ais conjuntos serem iguais é necessário que os conjuntos p ossuam os m esm os elem entos, não necessariam ente na m esm a quantidade e na m esm a ordem . P orém , para dois conjuntos serem considerados diferentes, basta que haja um único elem ento que p ertença a um conjunto e não p ertença ao outro. E x em p lo : Sejam A = {núm eros pares m enores que 10} e B = {0, 2, 4, 6, 8} ⇒ A = B (o sím b olo⇒ lê-se “im plica") A negação de A = B indica-se p or A 6= B , que lê-se “A é diferente de B ". 2 .4 S u b c o n ju n t o s T om em os os conjuntos: A = {1, 2, 3} e B = {1, 2, 3, 4}. O bserva-se que todos os elem entos de A p ertencem a B ,diz-se, neste caso, que “A está con tid o em B "(A ⊂ B ) ou “B con tém A "(B ⊃ A ). Q uando se diz que “A está contido em B "p ode-se, tam b ém , dizer: “A é parte de B "ou ainda “A é sub conjunto de B ". P ara se indicar que A é sub conjunto de B escreve-se: A ⊂ B que se lê: “A está con tid o em B " ou “A é sub conjunto de B ". P ara se indicar que B contém A indica-se B ⊃ A . A negação de⊂ (está contido) é6⊂ - “não está contido". A negação de⊃ (contém ) e6⊃ - “não contém ". C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 7 7 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S Im p o rta n te ! a) T odo conjunto é sub conjunto de sim esm o. A ⊂ A ,p ois todo elem ento de A p ertence a A . b ) O conjunto vazio é considerado sub conjunto de qualquer conjunto. ∅ ⊂ A . c) O s sím b olos∈ e6∈ relacionam elem ento com conjunto. d ) O s sím b olos = ,⊂ ,6⊂ ,⊃ e6⊃ relacionam conjunto com conjunto, e os sím b olos∈ e 6∈ relacionam um elem ento a um conjunto. 2 .5 C o n ju n t o s N u m é r ic o s Im p o r ta n t e s (R e v isã o ) 2 .5 .1 C o n ju n t o d o s N ú m e r o s N a t u r a is - N O con ju n to d os n ú m eros n atu rais é form ad o p elos n ú m eros in teiros p ositivos m ais o zero. N = { 0,1,2,3,4,5,6,···} 2 .5 .2 C o n ju n t o d o s N ú m e r o s In t e ir o s - Z O con ju n to d os n ú m eros in teiros é form ad o p elos n ú m eros in teiros p ositivos e n egativos m ais o zero. Z = {··· ,− 4,− 3,− 2,− 1,0,1,2,3,4,···} 7 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.5. C O N JU N T O S N U M É R IC O S IM P O R T A N T E S (R E V ISà O ) 2 .5 .3 C o n ju n t o d o s N ú m e r o s R a c io n a is - Q O con ju n to d os n ú m eros racion ais é form ad o p elos n ú m eros q u e p o d em ser escritos em form a d e fração. Q = { x|x = ab } N a d efi n ição acim a a e b n ão n ú m eros in teiros, sen d o q u e b6= 0. F azem p arte d este con ju n to os n ú m eros in teiros, d ízim as p erió d icas e d ecim ais fi n itos. 2 .5 .4 C o n ju n t o d o s N ú m e r o s Ir r a c io n a is - I O con ju n to d os n ú m eros irracion ais é form ad o p elos n ú m eros d ecim ais n ão-ex atos, n ão p erió d icos e raízes n ão ex atas. 2 .5 .5 C o n ju n t o d o s N ú m e r o s R e a is - R O con ju n to d os n ú m eros reais é form ad o p or to d os os n ú m eros q u e con h ecem os, ou seja, é a u n ião d os con ju n tos d os n ú m eros racion ais (Q ) e d os irracion ais (I). R epresentação dos conjuntos num éricos através de diagram as: C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 7 9 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 2 .6 S u b c o n j. D e f in id o s p o r u m a P r o p r ie d a d e U m sub conjunto definido p or um a propriedade é aquele conjunto que faz parte de um outro conjunto m aior, e que existe um a propriedade com um as seus elem entos que os distinguem dos dem ais. E x em p lo : A = { 1,3,5,···}, este conjunto é form ado p or núm eros naturais ím pares, logo a propriedade que o distingue do conjunto dos núm eros naturais é que ele só p ossuielem entos ím pares. P odem os representar com o:{ x∈ N|x m pa r}. B = {··· ,− 4,− 3,− 2,− 1}, este conjunto é form ado p or núm eros inteiros m enores que zero,logo a propriedade que o distingue do conjunto dos núm eros inteiros (conjunto m aior) é que só tem elem entos negativos. A ssim , p odem os representar com o:{ x∈ Z|x < 0}. 2 .7 O p e r a ç õ e s c o m C o n ju n t o s 2 .7 .1 U n iã o A união de dois ou m ais conjuntos é o conjunto form ado p or todos os elem entos p ertencentes a esses conjuntos, sem rep etição. N otação: A ∪ B A ∪ B : {x| x∈ A ou x∈ B } E x em p lo : A : {0, 2, 4, 6, 8, 10}; B = {0, 1, 3, 7, 10} e C = {3, 5} A ∪ B : {0, 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10} A ∪ C : {0, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10} B ∪ C : {0, 1, 3, 5, 7, 10} A ∪ B ∪ C : {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10} P R O P R IE D A D E S a) A ∪ B = B ∪ A (cum utativa); b ) (A ∪ B )∪ C = A ∪ (B ∪ C ) (associativa); c) A ∪ A = A ; d ) A ∪ ∅ = A . 8 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.7. O P E R A Ç Õ E S C O M C O N JU N T O S C onjuntos N ão-D isjuntos C onjuntos D isjuntos A ∪ B A ∪ C B ∪ C A ∪ B ∪ C C om o p odem os ver, para realizar um a união em form a de diagram as de V enn, basta m arcam os as áreas corresp ondentes aos conjuntos envolvidos. C om o p or exem plo, se querem os A ∪ B , basta m arcam os a área corresp ondente a A e dep ois com plem entarm os com a área corresp ondente a B , no caso de haver interseção(áreas com uns aos dois conjuntos) entre conjuntos basta m arcar a área um a única vez. Se desejam os A ∪ B ∪ C , m arcam os as áreas corresp ondentes aos três conjuntos,e se houver interseção entre dois ou três conjuntos, m arcam os a área som ente um vez. A T E N Ç Ã O : quando dizem os m arcar C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 8 1 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S a área corresp ondente a A , m arcam os toda a área referente a A , m esm o que p or esta área passem outros conjuntos, é com o se os outros conjuntos fossem invisíveis. 2 .7 .2 In t e r s e ç ã o A interseção de dois ou m ais conjuntos é o conjunto form ado p or todos os elem entos com uns a esses dois conjuntos,ou seja,é o conjunto form ado p elos elem entos que aparecem nestes conjuntos ao m esm o tem p o. N otação: A ∩ B A ∩ B : {x| x∈ A e x∈ B } E x em p lo : A : {0, 2, 4, 6, 8, 10}; B = {0, 1, 3, 7, 10} e C = {3, 5} A ∩ B : {0, 10} A ∩ C : { } ou ∅ B ∩ C : {3} A ∩ B ∩ C : { } ou ∅ P R O P R IE D A D E S : a) A ∩ B = B ∩ A (cum utativa); b ) (A ∩ B )∩ C = A ∩ (B ∩ C ) (associativa); c) A ∩ A = A ; d ) A ∩ ∅ = ∅ ; e) A ∪ (B ∩ C ) = (A ∪ B )∩ (A ∪ C ) (distributiva); f) A ∩ (B ∪ C ) = (A ∩ B )∪ (A ∩ C ) (distributiva). P ara conseguirm os a interseção de dois conjuntos, que estão representados p or diagram as, basta observar e m arcar a àrea que p ertence aos dois conjuntos ao m esm o tem p o, é com o se m arcássem os os dois conjuntos separadam ente e dep ois colocássem os um sobrep ondo o outro criando um a área “m ais escura". A ssim , um a dica para encontrarm os a interseção, p or exem plo A ∩ B , seria m arcar o conjunto A com linhas verticais e o conjunto B com linhas horizontais, assim se houver interseção, esta ficará tanto com as linhas verticais quanto com as horizontais, form ando um cruzam ento de linhas, a área onde estiver com esse cruzam ento é a interseção entre A e B . A T E N Ç Ã O : novam ente quando falam os de A ∩ B , esquecem os a existência dos outros conjuntos, com o se só existissem os conjuntos de interesse. 8 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.7. O P E R A Ç Õ E S C O M C O N JU N T O S C onjuntos N ão-D isjuntos C onjuntos D isjuntos A ∩ B A ∩ C B ∩ C A ∩ B ∩ C C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 8 3 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 2 .7 .3 D if e r e n ç a É o conjunto form ado p or todos os elem entos p ertencentes a A e que não p ertencem a B , ou seja,se houver elem entos com uns a A e B ,estes elem entos não p ertencerão ao conjunto A − B . N otação: A − B A − B : {x| x∈ A e x6∈ B } E x em p lo : A : {0, 2, 4, 6, 8, 10}; B = {0, 1, 3, 7, 10} e C = {3, 5} A − B : {2, 4, 6, 8} A − C : {0, 2, 4, 6, 8, 10} B − A : {1, 3, 7} B − C : {0, 1, 7, 10} C − A : {3, 5} C − B : {5} A − B − C : {2, 4, 6, 8} B − A − C : {1, 7} C − A − B : {5} N o caso de realizarm os um a diferença com conjuntos representados p or diagram as,é com o se m arcássem os o prim eiro conjunto e dep ois apagássem os a área que p ertence tam b ém ao outro conjunto. P or exem plo, A − B , m arcam os a área corresp ondente a A e dep ois retiram os a área que p ertence a B , assim sobrarão ap enas os elem entos que p ertencem a A e que não p ertencem a B . A T E N Ç Ã O : m ais um a vez, se houver interseções com outros conjuntos a não ser os de interesse, é com o se eles não existissem , fossem invisíveis. C onjuntos N ão-D isjuntos C onjuntos D isjuntos A − B 8 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.7. O P E R A Ç Õ E S C O M C O N JU N T O S C onjuntos N ão-D isjuntos C onjuntos D isjuntos B − A A − C C − A B − C C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 8 5 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S C onjuntos N ão-D isjuntos C onjuntos D isjuntos C − B A − B − C B − A − C C − A − B 8 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.7. O P E R A Ç Õ E S C O M C O N JU N T O S 2 .7 .4 C o m p l e m e n t a ç ã o É o conjunto form ado p or todos os elem entos que não p ertencem a A , em relação aos conjuntos apresentados, ou seja, referente à união dos conjuntos presentes. N otação: A A : {x| x6∈ A } E x em p lo : A : {0, 2, 4, 6, 8, 10}; B = {0, 1, 3, 7, 10} e C = {3, 5} A : {1, 3, 5, 7}, B : {2, 4, 5, 6, 8}, C : {0, 1, 2, 4, 7, 8, 10} A com plem entação de um conjunto representado p or um diagram a de V enn, é toda a área que está fora deste conjunto, é com o se m arcássem os todos os conjuntos envolvidos e dep ois apagássem os toda a área que corresp onde ao conjunto do qual quer se sab er o com plem ento. A ssim ,se tem os os conjuntos A , B e C ,para encontrarm os o com plem entar de A , basta m arcarm os todos os conjuntos e dep ois apagar a área que corresp onde ao A . C onjuntos N ão-D isjuntos C onjuntos D isjuntos ABC C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 8 7 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 2 .8 S u b c o n ju n t o s d e R e ta s O s su b con ju n tos d e retas são in tervalos d os n ú m eros reais. S ão caracterizad os p or d esigu ald ad es e rep resen tad os, geralm en te, com u m a reta on d e são rep resen tad os o in tervalo com os seu s ex trem os. D entre os intervalos reais, alguns m erecem um a consideração esp ecial. Sejam a e b dois núm eros reais, com a < b, e considerem os os seguintes intervalos: • O prim eiro sub conjunto é cham ado de intervalo fechado de extrem os a e b. • O segundo sub conjunto é cham ado de intervalo ab erto de extrem os a e b. • O terceiro e quarto sub conjuntos são cham ados de intervalos sem i-ab ertos à esquerda e à direita, resp ectivam ente. 8 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.8. SU B C O N JU N T O S D E R E T A S • O s intervalos restantes são cham ados de intervalos infinitos. C om estes sub conjuntos p odem os fazer todas as op erações citadas na seção anterior. 2 .8 .1 O p e r a ç õ e s c o m S u b c o n ju n t o s d e R e t a s • U n ião(A ∪ B ): sub conjunto form ado p or todo o intervalo p ertencente a A m ais o intervalo p ertencente a B , sem rep etir. D e form a prática, basta p egarm os o sub conjunto A e adicionarm os a parte de B que ainda não se encontra no intervalo. D ica: para representar em retas reais o sub conjunto gerado p ela união de dois sub conjuntos, quando se tem interseção entre estes conjuntos, basta com eçar p elo m enor valor extrem o à esquerda, e term inar no m aior valor extrem o à direita, m antendo suas representações (ab erto ou fechado). C aso não haja interseção basta representar os dois sub conjuntos de interesse na m esm a reta real. • In terseção(A ∩ B ): sub conjunto form ado p elo intervalo com um a A e B , ou seja, que p ertence aos dois conjuntos ao m esm o tem p o. D e form a prática, basta representarm os a parte dos dois sub conjuntos que aparecem “coloridas” ao m esm o tem p o. D ica: para representar em retas reais o sub conjunto gerado p ela interseção de dois sub conjuntos, basta com eçar p elo m aior valor extrem o à esquerda e term inar no m enor valor extrem o à direita,m antendo suas representações (ab erto ou fechado). C aso não haja interseção basta representar a reta real sem intervalos, p ois este será o conjunto vazio (∅ ). • D iferen ça(A− B ): sub conjunto form ado p elo intervalo de A que não p ertence a B . D e form a prática, basta representarm os a parte de A que não aparece “colorida” em B . D ica: para representar em retas reais o sub conjunto gerado p or um a diferença, prim eiro reproduza o conjunto A , logo ap ós “apague” de A todos os elem entos que p ertencem a B , inclusive o extrem o, se este p ertencer a B , isto quando houver interseção. Q uando não houver interseção, a diferença é dada p elo próprio A . • C om p lem en tação(A ): sub conjunto form ado p elo intervalo que não p ertence a A . D e form a prática, basta representar em um a reta real todo o com plem entar de A . D ica: para representar em retas reais o sub conjunto gerado p ela com plem entação, prim eiro torne toda a reta real um intervalo e dep ois apague a parte p ertencente a A . C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 8 9 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 2.8.1.1 E X E M P L O S Sejam os seguintes sub conjuntos de reta: U nião, intersecção e diferença, entre A , B e C . P ara entender direitinho com o funcionam estas op erações para sub conjuntos de retas, leia as explicações contidas na Seção 2.8.1. 9 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.8. SU B C O N JU N T O S D E R E T A S C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 9 1 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 2 .9 E x e r c íc io s 1. N om eando seus elem entos, determ ine o conjunto dos: (a) núm eros naturais ím pares m enores que 15; (b) núm eros naturais pares m enores que 20; (c) m eses do ano que com eçam com a letra m ; (d) dos E stados brasileiros que com eçam com a letra “a"; (e) núm eros pares m aiores que 6 e m enores que 10; (f) núm eros naturais m enores que 7; (g) dos m eses do ano que com eçam com a letra “a"; (h) dos E stados brasileiros não banhados p elo m ar; (i) dos núm eros pares com preendidos entre 10 e 20; (j) dos professores de seu p eríodo; (k) dos núm eros naturais m aiores ou iguais a 16 e m enores ou iguais a 20; (l) das letras da palavra “m atem ática"; (m ) das letras da palavra “F acisaB H ". 2. D ados os conjuntos determ inados p elos seus elem entos, expressá-los p or m eio de um a propriedade com um : (a) A = {0, 1, 2, 3, 4} (b) B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} (c) C = {12, 14, 16, 18} (d) D = {dó, re, m i, fá, sol, lá, si} (e) E = {1, 3, 5, 7, ...} (f) F = {-5, -4, -3, -2, -1, 0} (g) G = {a, e, i, o, u} (h) H = {sol, si} (i) I = {0, 2, 4, 6, 8, ...} (j) J = {..., -9, -7, -5, -3, -1} (k) K = {P ará, P araíba, P araná, P ernam buco, P iauí} 9 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.9. E X E R C ÍC IO S 3. C om pletar, as sentenças abaixo, com um dos sím b olos∈ ou 6∈ de m odo que fiquem sem pre verdadeiras: (a) cachorro .....{anim ais m am íferos} (b) 4 ..............{núm eros ím pares} (c) ler .......................{verb os} (d) fá ............... {notas m usicais} (e) b ........................{vogais} (f) gato ......................{réptil} (g) A lagoas .{E stados do N ordeste do B rasil} (h) 13 ...............{núm eros pares} (i) estudar .............{substantivo} (j) zero ...........{núm eros ím pares} (k) 18 {núm eros pares m enores que 20} 4. N om eando seus elem entos, determ ine o conjunto e diga se ele é unitário ou vazio: (a) dos núm eros ím pares m aiores que 3 e m enores que 7; (b) dos núm eros pares m aiores que 8 e m enores que 10; (c) dos núm eros ím pares m enores que 2 e m aiores que 0; (d) dos núm eros pares m aiores que 2 e m enores que 4; (e) dos E stados brasileiros da R egião C entro-O este banhados p elo m ar; (f) das notas m usicais que com eçam com a letra “l"; (g) das capitais da R epública F ederativa do B rasil; (h) dos professores de M atem ática de seu p eríodo; (i) das letras que se rep etem na palavra “P ernam buco"; (j) dos planetas cujos nom es com eçam com a letra “T ". 5. D izer se os conjuntos são iguais (= ) ou diferentes (6= ): (a) A = {b, o, l} e B = {o, l, b}; (b) A = {0, 1, 2, 5, 7} e B = {0, 2, 3, 5, 7}; (c) A = {núm eros naturais m aiores que 5 e m enores que 10} e B = {5, 6, 7, 8, 9}; (d) A = {núm eros ím pares com preendidos entre 10 e 20} e B = {11, 13, 15, 17, 19}; (e) A = {letra da palavra casca} e B = {a, c, s} C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 9 3 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 6. U tilizando um dos sím b olos = ,⊂ ,⊃ ,6⊂ e6⊃ relacione os conjuntos: (a) {p ortos brasileiros} .....{Santos}; (b) {m ilho} .................{cereais}; (c) {0,1,2} ...............{1, 2, 3, 4}; (d) {0, 2, 4, 6} ....{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}; (e) {rios do B rasil} ..{A m azonas, São F rancisco}; (f) {cachorros} .{anim ais m am íferos}; (g) {alfab eto} ...............{vogais}; (h) {1, 5, 9, 13} ........{1, 3, 5, 7,...}; (i) ∅ .....................{1, 2, 3, 4}; (j) {0, 2, 4, 6,...} ................{0}; (k) {0, 1, 2} ................{1, 2, 0}; (l) ∅ ..............................∅ ; (m ) A = {a, b} ...........B = {b, a}; (n) A = {m ineiros} .B = {brasileiros}; (o) A = {c, a, s, o} ..B = {s, a, c, o}; (p) A = {alfab eto} B = {a, e, i, o, u}; (q) A = {2, 0, 1, 3} B = {2, 5, 0, 1, 7}; (r) A = {núm eros pares} ..B = {13}; (s) A = ∅ .............B = {0, 1, 2}; (t) A = {1} .........B = {0, 2, 4, 6}; (u) A = {1, 3, 5, 7,...} B = {0, 1, 2, 3, 4, 5,...}; (v) A = {0, 1, 2, 3, 4, 5,...} B = {0, 2, 4, 6,...}. 7. E screva todos os sub conjuntos do conjunto: (a) {1,2}; (b) {1, 2, 3}; (c) {a, b, c}; (d) {a, e, i, o, u}; (e) {1, 5, 8, 10}; (f) {-9, -7, -3}; (g) {-5, -4, -3, -2, -1}; (h) {piano, harpa, violão}; (i) {dó, ré, m i, fá}; (j) {Júlio, A lb erto, C ássio, F ernando}; (k) {M inas G erais, São P aulo, R io de Janeiro, E spírito Santo}; (l) {triângulo, quadrado, retângulo, trap ézio}. 9 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.9. E X E R C ÍC IO S 8. D ados os conjuntos • A = {-4, -1, 0, 2, 6, 8, 13}, • B = {-3, -2, 0, 1, 3, 4, } • C = {0, 2, 3, 5,11, 13, 14} determ ine: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) B ∩ C (f) B ∪ C (g) (A ∩ B )∪ C (h) (A ∪ B )∩ C (i) (A ∩ B )∩ C (j) (A ∪ B )∪ C (k) (A − C )∪ B (l) (A ∪ B )− C (m ) (B − A )∩ C (n) (A ∩ C )− B (o) C − A − B (p) A − B − C (q) B − A − C (r) (A ∩ B )− C (s) (C ∩ B )− A (t) (A ∪ C )− B 9. M arque a área desejada da figura para os itens abaixo: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) A ∪ D (f) A ∩ D (g) B ∪ C (h) B ∩ C (i) B ∪ D (j) B ∩ D (k) (A ∩ B )∪ C (l) (A ∪ B )∩ C (m ) (A ∩ B )∩ C (n) (A ∪ B )∪ C (o) (A − B )∩ (C − D ) (p) (C − A )∩ (D − B ) (q) (A ∪ B )∪ (C ∪ D ) (r) (A ∩ B )∪ (C ∩ D ) (s) (A ∩ B )∩ (C ∩ D ) (t) (A ∪ B )∩ (C ∪ D ) C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 9 5 C A P ÍT U L O 2. C O N JU N T O S 10. M arque a área desejada da figura para os itens abaixo: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) B ∩ C (f) B ∪ C (g) (A ∩ B )∪ C (h) (A ∪ B )∩ C (i) (A ∩ B )∩ C (j) (A ∪ B )∪ C (k) (A − C )∪ B (l) (A ∪ B )− C (m ) (B − A )∩ C (n) (A ∩ C )− B (o) C − A − B (p) A − B − C (q) B − A − C (r) (A ∩ B )− C (s) (C ∩ B )− A (t) (A ∪ C )− B 11. M arque a área desejada da figura para os itens abaixo: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) A ∪ D (f) A ∩ D (g) B ∪ C (h) B ∩ C (i) B ∪ D (j) B ∩ D (k) (A ∩ B )∪ C (l) (A ∪ B )∩ C (m ) (A ∩ B )∩ C (n) (A ∪ B )∪ C (o) (A − B )∩ (C − D ) (p) (C − A )∩ (D − B ) (q) (A ∪ B )∪ (C ∪ D ) (r) (A ∩ B )∪ (C ∩ D ) (s) (A ∩ B )∩ (C ∩ D ) (t) (A ∪ B )∩ (C ∪ D ) 9 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2.9. E X E R C ÍC IO S 12. U sando sub conjuntos de reta, represente: A = [− 1,4) B = [2,7) C = (3,8) U tilize os sub conjuntos anteriores para realizar as op erações a seguir: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) B ∪ C (f) B ∩ C (g) (A ∩ B )∪ C (h) (A ∪ B )∩ C (i) (A ∩ B )∩ C (j) (A ∪ B )∪ C (k) (A − C )∪ B (l) (A ∪ B )− C (m ) (B − A )∩ C (n) (A ∩ C )− B (o) C − A − B (p) A − B − C (q) B − A − C (r) (A ∩ B )− C (s) (C ∩ B )− A (t) (A ∪ C )− B 13. U sando sub conjuntos de reta, represente: A = [− 2,5) B = (0,8] C = [3,10] U tilize os sub conjuntos anteriores para realizar as op erações a seguir: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) B ∪ C (f) B ∩ C (g) (A ∩ B )∪ C (h) (A ∪ B )∩ C (i) (A ∩ B )∩ C (j) (A ∪ B )∪ C (k) (A − C )∪ B (l) (A ∪ B )− C (m ) (B − A )∩ C (n) (A ∩ C )− B (o) C − A − B (p) A − B − C (q) B − A − C (r) (A ∩ B )− C (s) (C ∩ B )− A (t) (A ∪ C )− B 14. U sando sub conjuntos de reta, represente: A = [− 2,∞ ) B = (−∞ ,8] C = [− 5,3] U tilize os sub conjuntos anteriores para realizar as op erações a seguir: (a) A ∪ B (b) A ∩ B (c) A ∪ C (d) A ∩ C (e) B ∪ C (f) B ∩ C (g) (A ∩ B )∪ C (h) (A ∪ B )∩ C (i) (A ∩ B )∩ C (j) (A ∪ B )∪ C (k) (A − C )∪ B (l) (A ∪ B )− C (m ) (B − A )∩ C (n) (A ∩ C )− B (o) C − A − B (p) A − B − C (q) B − A − C (r) (A ∩ B )− C (s) (C ∩ B )− A (t) (A ∪ C )− B C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 9 7 C a p ít u l o 3 F u n ç õ e s 3 .1 D e f in iç ã o e N o ta ç õ e s O conceito de função é um dos m ais im p ortantes. É com um nos depararm os com situações onde o valor de um a quantidade dep ende de outra. C om o p or exem plo: • A dem anda de um certo produto p ode dep ender de seu preço de m ercado; • O lucro de um a em presa p ode dep ender de sua receita e de seu custo; • O tam anho de um a criança p ode dep ender de sua idade; • A quantidade de p oluentes no ar p ode dep ender do núm ero de carros e indústrias da região; • O tem p o que você gasta de sua casa ao trabalho p ode dep ender da sua velocidade. M uitas vezes, tais relações p odem ser representadas (m odeladas) através de funções m atem áticas. E ntão p odem os definir: F u n ção é u m a regra q u e asso cia cad a ob jeto d e u m con ju n to D a ex atam en te u m ob jeto d e u m ou tro con ju n to I. U m a outra definição: D ad os d ois con ju n tos D e E n ão-vazios, d izem os q u e a relação f d e D em E é fu n ção se, e som en te se, p ara q u alq u er valor d e x p erten cen te ao con ju n to D , ex iste, em corresp on d ên cia, u m ú n ico y p erten cen te a E . E x em p lo : V am os considerar algum as relações representadas p elos diagram as de flechas e ver quais delas representam um a função: C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S F igura 3.1: R 1 é um a função de A em B , p ois a cada elem ento do conjunto A corresp onde um único elem ento do conjunto B . F igura 3.2: R 3 é um a função de A em B , p ois a cada elem ento do conjunto A corresp onde um único elem ento do conjunto B . F igura 3.3: R 2 não é um a função de A em B , p ois o elem ento 4 do conjunto A p ossui dois corresp ondentes em B (2 e − 2). F igura 3.4: R 4 não é um a função de A em B , p ois o elem ento 6 do conjunto A não p ossui corresp ondente em B . C ostum am os representar as funções, em geral, p elas letras f, g, h. N um a função f de A em B , adotam os as seguintes convenções, conform e a F igura 3.5. F igura 3.5: C onvenção de um a função • P ara indicar que f é um a função de A em B , escrevem os f : A → B ; • O conjunto A é cham ado de d om ín io da função f; • O conjunto B é cham ado de con tra-d om ín io da função f; • Se (x ,y )∈ f é a im agem de x ou de que y é o valor de f no p onto x e escrevem os y = f (x ) , que lê-se: y é iqual a f de x. 1 0 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.1. D E F IN IÇ Ã O E N O T A Ç Õ E S 3 .1 .1 V a l o r N u m é r ic o d e u m a F u n ç ã o O valor n u m érico d e u m a fu n ção f(x ) o valor q u e a variável y assu m e q u an d o a variável x é su b stitu íd a p or u m d eterm in ad o valor q u e lh e é atrib u íd o. E x em p lo 1 : C onsiderando a função f (x ) = 2x 2 + 1, tem os: • f (1) = 2· (1) 2 + 1 = 2· 1 + 1 = 2 + 1 = 3 (a im agem de 1 p ela função f é f (1) = 3. • f (− 2) = 2· (− 2) 2 + 1 = 2· 4 + 1 = 8 + 1 = 9 (a im agem de− 2 p ela função f é f (− 2) = 9. • f (3) = 2· (3) 2 + 1 = 2· 9 + 1 = 18 + 1 = 19 (a im agem de 3 p ela função f é f (3) = 19. C om o x representa todos os elem entos do dom ínio da função, o seu valor varia. C om o para cada elem ento x do dom ínio há um a im agem y no contradom ínio, o valor de y tam b ém varia, e varia na dep endência de x. E x em p lo 2 : C onsiderando a função f (x ) = − 3 + 5x + 2x 2, tem os: • f (0) = − 3 + 5· 0 + 2· 0 2 = − 3 + 0 + 2·0 = − 3 + 0 + 0 = − 3 (a im agem de 0 p ela função f é f (0) = − 3 • f (1) = − 3 + 5· 1 + 2· 1 2 = − 3 + 5 + 2· 1 = − 3 + 5 + 2 = 4 (a im agem de 1 p ela função f é f (1) = 4 • f (− 1) = − 3 + 5·(− 1) + 2·(− 1) 2 = − 3− 5 + 2·1 = − 3− 5 + 2 = − 6 (a im agem de -1 p ela função f é f (− 1) = − 6 3 .1 .2 D o m ín io d e u m a F u n ç ã o O D om ín io d e u m a fu n ção é o con ju n to d e to d os os valores reais p ara os q u ais as op eraçõ es in d icad as n a fu n ção são p ossíveis d e serem calcu lad as e resu lta em u m n ú m ero real. P ara determ inarm os esse conjunto, é preciso ob edecer duas prem ícias básicas da m atem ática, que cham am os de C O N D IÇ Õ E S D E E X IS T Ê N C IA , lem brando que tratarem os som ente com núm eros reais. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 0 1 C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S a) E m u m a fração, d en om in ad or d eve ser S E M P R E d iferen te d e Z E R O (6= 0), p ois n ão ex iste d iv isão p or zero; b ) E m u m a raiz d e ín d ice p ar, o rad ican d o d eve ser sem p re m aior ou igu al a Z E R O (≥ 0), p ois n ão ex iste raiz d e ín d ice p ar d e u m n ú m ero n egativo. E x em p los: D eterm ine o dom ínio das funções abaixo: a) f (x ) = x 3− 3x 2 + 2x + 1 N este caso, não há qualquer restrição, p ois não p ossui divisões e nem raízes. A ssim o seu dom ínio é D = { x∈ R}. b ) f (x ) = 1 2x− 1 N este caso, devem os ob edecer à prim eira restrição de não haver divisão p or zero, e assim o denom inador tem de ser diferente de zero: f (x ) = 2 2x-1 6= 0 ⇒ 2x− 16= 0⇒ 2x6= 1⇒ x6= 12 L ogo: D = { x∈ R|x6= 12 } c) f (x ) = √ x− 2 N este caso, devem os ob edecer à segunda restrição de não haver raiz de índice par de núm eros reais negativos: f (x ) = √ x-2 ≥ 0⇒ x− 2≥ 0⇒ x≥ 2 L ogo:D = { x∈ R|x≥ 2} d ) f (x ) = 1− x √ 4 + x . N este caso,devem os ob edecer às duas restrições, p ois tem os um a raiz de índice para de núm eros reais no denom inador. A ssim , o valor de dentro da raiz só p oderá ser m aior que zero, p ois se for igual a zero estaria desob edecendo a prim eira restrição: f (x ) = 1− x √ 4+ x > 0 ⇒ 4 + x > 0⇒ x > − 4 L ogo:D = { x∈ R|x > − 4} 1 0 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.2. G R Á F IC O D E U M A F U N Ç Ã O 3 .1 .3 Im a g e m d e u m a F u n ç ã o A cada elem ento x p ertencente ao dom ínio de um a função y = f (x ) corresp onde um único valor de y do contra-dom ínio desse função, denom inado im agem de x p ela função f . A im agem de um valor x é obtida achando-se o valor num érico dessa função no p onto x conform e a Seção 3.1.1. 3 .2 G r á f ic o d e u m a F u n ç ã o 3 .2 .1 P l a n o C a r t e s ia n o N ão p odem os falar em gráficos antes de falar em P L A N O C A R T E S IA N O . U m p lan o cartesian o é form ad o p elo p ro d u to cartesian o d e d u as retas reais, q u e se in tercep tam n o p on to 0 d e cad a u m a, on d e u m a é ch am ad a d e E IX O -X e a ou tra d e E IX O -Y . A ssim , o p lan o é form ad o p or to d os os p ares ord en ad os (x ,y ), on d e a p rim eira co ord en ad a d o p ar sem p re se refere a x e a segu n d a a y. E x em p lo : M arque os seguintes p ontos no plano cartesiano: A = (0,0), B = (2,− 4), C = (− 7,3), D = (5,7), E = (− 3,− 9), F = (0,− 6), G = (4,0). O s pares ordenados (x ,y ) do plano cartesiano X × Y são representados p elas interseções entre as verticais, traçadas p elos elem entos de X , e as horizontais, traçadas p elos elem entos de Y . C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 0 3 C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S 3 .2 .2 F u n ç ã o C o n s t a n t e : f (x ) = k S eja k u m n ú m ero real q u alq u er, essa fu n ção é aq u ela q u e rep resen ta sem p re o m esm o valor p ara f (x ), in d ep en d en te d o valor d e x. S u a rep resen tação gráfi ca é u m a reta p aralela ao eix o-x e q u e p assa p elo p on to f (x ) = k. E x em p los: − 1 0 − 5 0 5 1 0 −10 −5 0 5 10 x y y = 2 2 − 1 0 − 5 0 5 1 0 −10 −5 0 5 10 x y y = − 2 − 2 − 1 0 − 5 0 5 1 0 −10 −5 0 5 10 x y y = 5 5 − 1 0 − 5 0 5 1 0 −10 −5 0 5 10 x y y = − 5 − 5 1 0 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.2. G R Á F IC O D E U M A F U N Ç Ã O 3 .2 .3 F u n ç ã o L in e a r : f (x ) = a x + b S en d o a, b con stan tes reais, tais q u e a 6= 0, ch am a-se fu n ção lin ear ou fu n ção d e 1 o grau , to d a fu n ção real d o tip o: f (x ) = a x + b 3.2.3.1 C a r a c t e r ís t ic a s Im p o r t a n t e s d a F u n ç ã o L in e a r D om ín io: o dom ínio de um a função linear é o conjunto dos núm eros reais: D :{ x∈ R}; Im agem : a im agem de um a função linear é o conjunto dos núm eros reais: I m :{ x∈ R}; R ep resen tação gráfi ca: é um a reta não-paralela a qualquer dos eixos coordenados; C o efi cien te an gu lar: é o coeficiente a e indica a inclinação da reta; C o efi cien te lin ear: é o coeficiente b e indica o p onto onde a reta intercepta o eixo-y; F u n ção C rescen te: a função linear é crescente quando o coeficiente angular é p ositivo (a > 0), que significa que a m edida que o valor x aum enta, o valor y cresce; F u n ção D ecrescen te: a função linear é decrescente quanto o coeficiente angular é negativo (a < 0), que significa que a m edida que o valor x aum enta, o valor y decresce; 3.2.3.2 R e p r e s e n t a ç ã o G r á f ic a P ara p oderm os fazer o gráfico de um a função linear precisam os inicialm ente de dois p ontos, p ois através de dois p ontos é p ossível traçar um a única reta. A ssim , escolhem os quaisquer dois valores para x, substituím os na função e então encontram os o valor de y, e assim tem os dois p ontos p elos quais traçarem os a reta. U m a característica m uito im p ortante da função linear é que a variação do y é sem pre a m esm a quando o x varia de um a unidade. A variação do y é sem pre igual ao coeficiente angular a. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 0 5 C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S O utra característica m uito im p ortante é o coeficiente b, ele indica o valor de y quando o x = 0, e para qualquer outro valor de x ele p erm anece inalterado. E x em p lo 1 : y = 2x + 3 (função crescente) x y = 2x + 3 0 y = 2·0 + 3 = 0 + 3 = 3 2 y = 2·2 + 3 = 4 + 3 = 7 − 1 0 − 5 0 5 1 0 −10 −5 0 5 10 x y y = 2 * x + 3 3 − 1.5 0 3 2 7 E x em p lo 2 : y = − 4x + 8 (função decrescente) x y = − 4x + 8 1 y = − 4· 1 + 8 = − 4 + 8 = 4 2 y = − 4· 2 + 8 = − 8 + 8 = 0 − 1 0 − 5 0 5 1 0 −10 −5 0 5 10 x y y = − 4 * x + 8 8 2 1 4 2 0 3.2.3.3 E q u a ç ã o d a R e t a D a d o s D o is P o n t o s D a m esm a form a que precisam os de dois p ontos para traçar um a reta, se tiverm os quaisquer dois p ontos p odem os determ inar a equação da reta. O ob jetivo, aqui, é determ inar a equação da reta, y = a x + b, que passa p or esses dois p ontos. Q uando não sab em os a equação da reta, quer dizer que não sab em os os valores de a e b da reta y = a x + b. P ara descobrirm os esses valores basta substituirm os os p ontos nesta equação, com os dois p ontos terem os duas equações de prim eiro grau diferentes e desejam os sab er os valores de a e b que satisfazem essas duas equações ao m esm o tem p o, ou seja, terem os de resolver um sistem a de equações do 1 o grau. E x em p lo 1 : C alcule a equação da reta que passa p elos p ontos P 1 = (1,3) e P 2 = (3,7). R e so lu ç ã o : P rim eiram ente substituím os os p ontos na equação a x + b = y, lem brando que a prim eira coordenada sem pre representa x e a segunda y P 1 = (1,3)⇒ a· 1 + b = 3⇒ a + b = 3 P 2 = (3,7)⇒ a· 3 + b = 7⇒ 3a + b = 7 A ssim , tem os o seguinte sistem a:{ a + b = 3 3a + b = 7 1 0 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.2. G R Á F IC O D E U M A F U N Ç Ã O N esse caso, p odem os resolver p elo m étodo da adição, o qual será de m ais fácil resolução p orque o valor de b não m udará de um a equação para a outra. E ntão para aplicarm os este m étodo basta que m ultipliquem os um a das equações p or− 1. (Sugestão: m ultiplique aquela que o valor de a for m enor.) { a + b = 3 (− 1) 3a + b = 7 A ssim , − a − 6b = − 3 3a + 6b = 7 2a = 4 T em os então 2a = 4⇒ a = 42 ⇒ a = 2. Substituindo a = 2 em um a das equações do sistem a preparado, tem -se: a + b = 3 2 + b = 3 b = 3− 2 b = 1 A ssim , a equação da reta é y = 2x + 1 . E x em p lo 2 : C alcule a equação da reta que passa p elos p ontos P 1 = (3,8) e P 2 = (2,10). R e so lu ç ã o : P rim eiram ente substituím os os p ontos na equação a x + b = y, lem brando que a prim eira coordenada sem pre representa x e a segunda y P 1 = (3,8)⇒ a·3 + b = 8⇒ 3a + b = 8 P 2 = (2,10)⇒ a· 2 + b = 10⇒ 2a + b = 10 A ssim , tem os o seguinte sistem a:{ 3a + b = 8 2a + b = 10 N esse caso, p odem os resolver p elo m étodo da adição, o qual será de m ais fácil resolução p orque o valor de b não m udará de um a equação para a outra. E ntão para aplicarm os este m étodo basta que m ultipliquem os um a das equações p or− 1. (Sugestão: m ultiplique aquela que o valor de a for m enor.) { 3a + b = 8 2a + b = 10 (− 1) A ssim , 3a + 6b = 8 − 2a − 6b = − 10 a = − 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 0 7 C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S Substituindo a = − 2 em um a das equações do sistem a preparado, tem -se: 3a + b = 8 3· (− 2) + b = 8 − 6 + b = 8 b = 8 + 6 b = 14 A ssim , a equação da reta é y = − 2x + 14 . 3.2.3.4 E q u a ç ã o d a R e t a d a d o s u m P o n t o e o C o e f ic ie n t e A n g u l a r N este caso, tem os um p onto e o coeficiente angular, a, e precisam os descobrir a equação da reta, y = a x + b que passa p or eles, ou seja, falta descobrirm os o valor de b. P ara isso, substituím os todos os valores dados na m esm a equação e encontram os o valor de b, que será a única incógnita da equação. E x em p lo 1 : C alcule a equação da reta que passa p elo p onto P 1 = (3,8) e cujo coeficiente angular é -2. Substituindo a = − 2, x = 3 e y = 8 na equação geral a x + b = y, tem os: − 2· 3 + b = 8 − 6 + b = 8 b = 8 + 6 b = 14 A ssim , a equação da reta é y = − 2x + 14 . E x em p lo 2 : C alcule a equação da reta que passa p elo p onto P 1 = (2,7) e cujo coeficiente angular é 2. Substituindo a = − 2, x = 3 e y = 8 na equação geral a x + b = y, tem os: 2· 2 + b = 7 4 + b = 7 b = 7− 4 b = 3 A ssim , a equação da reta é y = 2x + 3 . 1 0 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.2. G R Á F IC O D E U M A F U N Ç Ã O 3.2.3.5 In t e r s e ç ã o d e D u a s F u n ç õ e s A interseção de duas funções, é aquele p onto que p ertence às duas funções ao m esm o tem p o, é neste p onto que as duas funções se interceptam entre si. A ssim , o p onto de interseção é o m esm o para as duas funções, e isso significa que o valor de x e de y são iguais para as duas funções. A ssim , para acharm os este p onto basta que igualarm os as suas equações, p ois am bas são da form a y = a x + b e o valor y é igual para as duas. E x em p lo : C alcule o p onto de interseção das funções y = 2x + 3 e y = − 3x− 7. R e so lu ç ã o : D evem os igualar as duas funções e resolver a equação resultante: 2x + 3 = − 3x− 7 2x + 3x = − 7− 3 5x = − 10 x = − 105 = − 2 A gora, substituím os o valor de x em qualquer um a das duas equações para acharm os o valor de y corresp ondente: y = 2x + 3 = 2· (− 2) + 3 = − 4 + 3 = − 1 L ogo, o p onto de interseção das retas y = 2x + 3 e y = − 3x− 7 é P I = (− 2,− 1). 3 .2 .4 F u n ç ã o Q u a d r á t ic a : f (x ) = a x 2 + bx + c S en d o a, b, c con stan tes reais, tais q u e a6= 0, ch am a-se fu n ção q u ad rática ou fu n ção d e 2 o grau , to d a fu n ção real d o tip o: f (x ) = a x 2 + bx + c 3.2.4.1 C a r a c t e r ís t ic a s Im p o r t a n t e s d a F u n ç ã o Q u a d r á t ic a D om ín io: o dom ínio de um a função linear é o conjunto dos núm eros reais: D :{ x∈ R}; Im agem : a im agem de um a função linear é o conjunto dos núm eros reais: I m :{ x∈ R}; C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 0 9 C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S R ep resen tação gráfi ca: é um a curva denom inada paráb ola; S in al d e a: é o coeficiente a que indica para onde a paráb ola será voltada: a < 0 voltada para baixo; a > 0 voltada para cim a. S in al d e ∆ o valor de ∆ indica o núm ero de p ontos que cortam o eixo-x, p ois são as raízes da função que tornam y = 0: ∆ > 0 paráb ola corta o eixo-x em 2 p ontos, ou seja a função tem duas raízes reais diferentes. ∆ = 0 paráb ola corta o eixo-s em 1 p onto, ou seja, a função tem duas raízes reais iguais. ∆ < 0 paráb ola não corta o eixo-x, ou seja, a função não tem nenhum a raiz real. V alor d e c é o p onto onde a função corta o eixo-y, ou seja, x = 0. N a F igura 3.6, tem os um esquem a m ostrando esb oços de gráficos de funções quadráticas de acordo com o valor de a e de ∆ : F igura 3.6: E sb oços de funções quadráticas 3.2.4.2 R e p r e s e n t a ç ã o G r á f ic a P ara representarm os graficam ente um a paráb ola precisam os m arcar no plano cartesiano seus principais p ontos, e então traçarm os a curva que liga estes p ontos. P rincipais p ontos de um a função quadrática: I) C ruzam ento com o eixo-x: (x ′,0) e (x ′′,0). O s valores de x ′ e x ′′ são dados resolvendo a equação de 2 o grau dada quando 1 1 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.2. G R Á F IC O D E U M A F U N Ç Ã O fazem os y = 0, ou seja a x 2 + bx + c = 0 , para isso precisam os calcular: ∆ = b 2− 4a c x = − b± √ ∆ 2a II) V értice: V = (x v ,y v ). A s coordenadas do vértice são dadas p or: x v = − b 2a e y v = − ∆4a E x em p lo 1 : R epresente graficam ente a função: y = x 2− 6x + 8. • C ruzam ento com o eixo-x: ∆ = (− 6) 2− 4· 1· 8 = 36− 32 = 4 x = − (− 6)± √ 4 2· 1 = 6± 2 2 , assim : x ′ = 6− 2 2 = 42 = 2⇒ (2,0) x ′′ = 6 + 2 2 = 82 = 4⇒ (4,0) • V értice: x v = − (− 6) 2· 1 = 62 = 3 y v = − 4 4· 1 = − 44 = − 1 L ogo V = (3,− 1). E x em p lo 2 : R epresente graficam ente a função: y = − x 2 + 10x− 16. • C ruzam ento com o eixo-x: ∆ = (10) 2− 4·(− 1)·(− 16) = 100− 64 = 36x= − (10)± √ 36 2· (− 1) = − 10± 6 − 2 , assim : x ′ = − 10− 6 − 2 = − 16 − 2 = 8⇒ (8,0) x ′′ = − 10 + 6 − 2 = − 4 − 2 = 2⇒ (2,0) • V értice: x v = − (10) 2· (− 1) = − 10 − 2 = 5 y v = − 36 4· (− 1) = − 36 − 4 = 9 L ogo V = (5,9). N os gráficos acim a, estão representados tam b ém os p ontos onde x = 0, ou seja, o p onto que corta o eixo-y, que será sem pre o coeficiente c. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 1 1 C A P ÍT U L O 3. F U N Ç Õ E S 3 .3 E x e r c íc io s 1. C alcule os valores indicados das funções abaixo: (a) f (x ) = 3x 2+ 5x− 2;f (1), f (0), f (− 2) (b) f (x ) = (2x + 1) 3;f (− 1), f (0), f (1) (c) f (x ) = x + 1x ;f (− 1), f (1), f (2) (d) f (x ) = x x 2 + 1 ;f (2), f (0), f (− 1) (e) f (x ) = √ x 2 + 2x + 4;f (2), f (0), f (− 4) (f) f (x ) = √ (x + 1) 3;f (0), f (− 1), f (8) (g) f (x ) = 1 √ (2x− 1) 3 ;f (1), f (5), f (13) 2. D eterm ine o dom ínio das funções abaixo: (a) f (x ) = x 3− 2x 2 + 2x + 5 (b) f (x ) = x 2 + 5 x + 2 (c) f (x ) = x + 1 x 2− x− 2 (d) f (x ) = 2x− 1 x 2 + 2x + 5 (e) f (x ) = √ 3− x (f) f (x ) = √ 3x + 8 (g) f (x ) = 2x + 1 √ 3x− 12 (h) f (x ) = x− 1 x 2 + 2 (i) f (x ) = 6x + 8 (j) f (x ) = 3x 2 + 10x + 1 (k) f (x ) = 9− x 2 (l) f (x ) = 3x 5− x 2 + x− 7 (m ) f (x ) = 2 1− x (n) f (x ) = x + 1 x (o) f (x ) = x 2− 10 9 (p) f (x ) = √ 2x− 10 (q) f (x ) = 3 √ x 2− 9 (r) f (x ) = 1 − 6x + 18 (s) f (x ) = √ x + 4 (t) f (x ) = 6 √− 4x + 3 (u) f (x ) = √ 2x− 3 1− 5x 3. M arque os seguintes p ontos no plano cartesiano: (a) A = (-1,-1) (b) B = (2,2) (c) C = (0,0) (d) D = (10,10) (e) E = (1,-1) (f) F = (-2,1) (g) G = (3,2) (h) H = (-4,-2) (i) I = (5,-3) (j) J = (-6,3) (k) K = (7,4) (l) L = (-8,-4) (m ) M = (9,-5) (n) N = (-10,5) (o) O = (-1,6) (p) P = (2,-6) (q) Q = (-3,-7) (r) R = (4,7) (s) S = (-5,8) (t) T = (6,-8) 1 1 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3.3. E X E R C ÍC IO S 4. R epresente graficam ente as funções abaixo: (a) y = 2x− 6 (b) y = 8 (c) y = 5− 3x (d) y = 2x (e) y = − 2x + 4 (f) y = − 6 (g) y = 10− 2x (h) y = − 3x (i) y = 3x + 6 (j) y = 4x− 8 (k) y = − x + 1 (l) y = 4x− 3 5. E screva a equação da reta que passa p elos seguintes p ontos: (a) P 1 = (0,0) e P 2 = (2,4) (b) P 1 = (0,3) e P 2 = (8,3) (c) P 1 = (0,20) e P 2 = (12,0) (d) P 1 = (2,10) e P 2 = (8,1) (e) P 1 = (2,− 3) e P 2 = (0,4) (f) P 1 = (− 1,2) e P 2 = (2,5) (g) P 1 = (0,0) e P 2 = (2,6) 6. E screva a equação da reta que passa p elo p onto P e têm coeficiente angular a: (a) P = (0,0) e a = − 2 (b) P = (2,7) e a = 0,5 (c) P = (3,10) e a = − 1 (d) P = (7,1) e a = 0 (e) P = (− 1,2) e a = 2/3 (f) P = (5,− 2) e a = − 1/2 (g) P = (0,0) e a = 3 (h) P = (3,5) e a = 0,5 (i) P = (0,5) e a = − 0,2 (j) P = (0,20) e a = 2 (k) P = (8,8) e a = − 1 (l) P = (− 2,1) e a = 5 7. R epresente graficam ente as funções quadráticas abaixo: (a) y = 4− x 2 (b) y = − x 2 + 8x− 17 (c) y = x 2 + 1 (d) y = x 2 + 3x− 10 (e) y = − x 2 + 3x− 10 (f) y = x 2− 3x− 10 (g) y = x 2 + 8x + 16 (h) y = x 2− 10x + 27 (i) y = − x 2 + 10x− 16 (j) y = − x 2 + 6x C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 1 3 C a p ít u l o 4 A p l ic a ç õ e s d e F u n ç õ e s 4 .1 R e c e ita T o ta l Seja q a quantidade de um certo produto que está a venda p or um certo preço P V ,dizem os que:Rece ita T o ta l é o valor receb id o p ela ven d a d e u m a q u an tid ad e, q, a u m p reço, p. A ssim , con stru ím os a fu n ção receita total: R T = P V × q on d e P V é o p reço d e ven d a d o p ro d u to e q é a q u an tid ad e ven d id a. O valor da receita total dep ende da quantidade de produtos vendidos, sendo que quanto m ais produtos vendidos a um preço fixo P V , m aior o valor da receita. A função receita total é, na m aioria das vezes, um a função linear, a qual é representada graficam ente p or um a reta. E x em p lo : Sup onha que você venda canetas a R $ 2,00. Q ual será sua receita total se forem vendidas: 10 can etas: 2,00× 10 = 20,00 15 can etas: 2,00× 15 = 30,00 200 can etas: 2,00× 200 = 400,00 P ortanto, a cada caneta vendida você receb e R $ 2,00. E ntão, sua função receita total será: R T = 2× q, ou seja, será 2 (de R $ 2,00) vezes a quantidade de canetas vendidas. C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S 4 .2 C u st o T o ta l D a m esm a form a que você ganha vendendo, para produzir você gasta. E sse gasto é cham ado de custo. O seu custo total é com p osto p or dois tip os de custos: fixo e variável. C u sto F ix o é o valor gasto m esm o q u e vo cê n ão p ro d u za n en h u m a p eça. É aq u ele referen te, p or ex em p lo, ao alu gu el, águ a, en ergia, segu ro, etc. É d en otad o p or C F . C u sto V a riá v e l é o valor gasto p ara p ro d u zir as p eças q u e vo cê d eseja ven d er. E ste cu sto é d iretam en te p rop orcion al à q u an tid ad e p ro d u zid a. E assim , tem os a p arte d o cu sto variável com o u m a fu n ção lin ear: C V = P C × q on d e P C é o p reço d e p ro d u ção d o p ro d u to e q é a q u an tid ad e p ro d u zid a. A ssim , definim os a função C usto T otal: C u sto T o ta l é o valor total gasto p ara se p ro d u zir os p ro d u tos. O cu sto total é d ad o p ela som a d o cu sto fi x o ao cu sto variável: C T = C F + C V ⇒ C T = C F + P C × q E x em p lo : Sup onha que você tenha um gasto fixo de R $ 148,00, o qual engloba aluguel, água, energia, etc., e um gasto variável que a cada caneta produzida você gaste R $ 1,20. Q ual a seu custo se forem produzidas: 10 can etas: 148 + 1,20× 10 = 148 + 12 = 160,00 15 can etas: 148 + 1,20× 15 = 148 + 18 = 166,00 200 can etas: 148 + 1,20× 200 = 148 + 240 = 388,00 A ssim , verificando as definições acim a, tem os que o custo fixo é C F = 148,00 e o custo variável 1,20× q, ou seja, a cada caneta produzida você tem um custo de R $ 1,20. P ortanto, o custo total é dado p or C T = C F + C V ⇒ C T = 148 + 1,20× q. 1 1 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.3. L U C R O T O T A L 4 .3 L u c r o T o ta l E m um a em presa, o que se quer ter é sem pre o lucro. E com o é calculado esse lucro? L u c ro é o valor q u e sob ra d as ven d as q u an d o vo cê cob re os seu s gastos. O u seja, o lu cro é d ad o p ela d iferen ça en tre o q u e vo cê receb e e o q u e vo cê gasta. O b s.: S e o valor d essa d iferen ça for n egativo, q u er d izer q u e ao in vés d e lu cro h ou ve p reju ízo. L u c ro T o ta l é a fu n ção gerad a p ela d iferen ça en tre as fu n çõ es R eceita T otal (receb id o) e o C u sto T otal(gasto). L T = R T − C T E x em p lo : V oltem os ao exem plo das canetas, qual o lucro ou prejuízo, quando forem produzidas e vendidas, sendo calculados R T − C T , considerando as receitas e os custos obtidos anteriorm ente: 10 can etas: 20− 160 = − 140, prejuízo de R $ 140,00. 15 can etas: 30− 166 = − 136, prejuízo de R $ 136,00. 200 can etas: 400− 388 = 12, lucro de R $ 12,00. A função lucro total é dada p ela diferença entre as funções receita total e custo total: L T = R T − C T = 2,00q − (148 + 1,20q) = 2,00q − 148− 1,20q = 0,80q − 148 L ogo, a função L ucro T otal é L T = 0,80q− 148. Se quiserm os sab er o valor do lucro para um a determ inada quantidade sem que saibam os o valor da receita e do custo individual, basta substituir o valor da quantidade na função L ucro T otal. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 1 7 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S E x em p lo : V am os fazer para as m esm as quantidades até aqui analisadas: 10 can etas: L T = 0,80q− 148 = 0,80× 10− 148 = 8− 148 = − 140, prejuízo de R $ 140,00. 15 can etas: L T = 0,80q− 148 = 0,80× 15− 148 = 12− 148 = − 136, prejuízo de R $ 136,00. 200 can etas: L T = 0,80q− 148 = 0,80× 200− 148 = 160− 148 = 12, lucro de R $ 12,00. 4 .3 .1 P o n t o d e E q u il íb r io É ch am ad o d e p on to d e eq u ilíb rio o valor d a q u an tid ad e q u e sen d o p ro d u zid a e ven d id a, n ão d á lu cro e n em p reju ízo, ou seja, o q u e vo cê receb e é igu al ao q u e vo cê gasta (R T = C T ). A ssim , costu m am os calcu lar o p on to d e eq u ilíb rio fazen d o a fu n ção L u cro T otal ser igu al a zero. L T = 0 E x em p lo : N o exem plo das canetas, quantas canetas teriam de ser vendidas para que fosse atingido o p onto de equilíbrio? A função L ucro T otal para este problem a era L T = 0,80q− 148, igualam os o lucro total a zero (L T = 0) e calculam os: L T = 0⇒ 0,80q− 148 = 0⇒ 0,80q = 148⇒ q = 148 0,80 ⇒ q = 185 O u seja, seria necessário vender 185 canetas para que a receita cubra os gastos, ou seja, não haja lucro e nem prejuízo. 4 .3 .2 E x e m p l o C o m p l e t o E n v o lv e n d o R e c e it a , C u s t o e L u c r o T o t a l V im os nas seções anteriores que R eceita, C usto e L ucro T otal são inteiram ente ligadas um a a outra. A ssim , nessa seção irem os fazer um exem plo onde utilizarem os as três funções em conjunto. 1 1 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.3. L U C R O T O T A L E x em p lo : U m fa b rica n te v e n d e ca d e ira s p o r R $ 1 1 0 ,0 0 ca d a . O c u sto to ta l co n siste e m u m a ta x a fi x a d e R $ 7 5 0 0 ,0 0 so m a d a a o c u sto d e p ro d u ç ã o d e R $ 6 0 ,0 0 p o r ca d e ira . P rim eiram ente tem os de retirar as inform ações do problem a: P V = 110, preço de venda da cadeira. C F = 7500, taxa fixa. P C = 60, preço de produção. C V = 60× q, preço de produção vezes um a quantidade genérica. a) C o n stru a a s fu n ç õ e s rece ita , lu c ro e c u sto to ta l. F u n ção R eceita T otal: R T = P V × q, substituindo o valor de p dado no problem a tem os R T = 110q . F u n ção C u sto T otal: C T = C F + C V , substituindo p elos valores dados no problem a tem os C T = 7500 + 60q . F u n ção L u cro T otal: L T = R T − C T , substituindo p elas funções encontradas, tem os: L T = 110q− (7500 + 60q)⇒ L T = 110q− 7500− 60q⇒ L T = 50q− 7500 . b ) Q u a n ta s u n id a d e s o fa b rica n te p rec isa v e n d e r p a ra a tin g ir o p o n to d e eq u ilíb rio ? O p onto de equilíbrio é onde o L T = 0, ou seja, não há lucro nem prejuízo, assim tem os: L T = 0⇒ 50q− 7500 = 0⇒ 50q = 7500⇒ q = 7500 50 ⇒ q = 150 . O u seja, seria necessário vender 150 cadeiras para que não houvesse lucro, m as tam b ém não houvesse prejuízo. c) S e fo re m v e n d id a s 1 0 0 ca d e ira s, q u a l se rá o lu c ro o u p re ju ízo d o fa b rica n te ? N este caso, tem os um a quantidade fixa de 100 cadeiras e desejam os sab er se haveria lucro ou prejuízo, assim , basta substituirm os a quantidade na função L ucro T otal para obterm os o valor desejado: L T = 50q− 7500⇒ L T = 50× 100− 7500⇒ L T = 5000− 7500⇒ L T = − 2500 . O u seja,se forem som ente 100 cadeira,o fabricante teria um prejuízo de R $ 2500,00. d ) Q u a n ta s ca d e ira s o fa b rica n te p rec isa v e n d e r p a ra o b te r u m lu c ro d e R $ 1 2 5 0 ,0 0 ? N este caso,tem os o valor do lucro totaldesejado e desejam os sab er quala quantidade C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 1 9 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S precisaria ser vendida para se obter esse valor,logo utilizarem os novam ente a função lucro total, fazendo L T = 1250 e encontrando o valor de q que satisfaz a função: L T = 1250, logo com o L T = 50q− 7500,substituindo L T = 1250 na fórm ula, tem os: 50q− 7500 = 1250⇒ 50q = 1250 + 7500⇒ 50q = 8750⇒ q = 8750 50 ⇒ q = 175 . O u seja, seria preciso vender 175 cadeiras para se ter um lucro total de R $ 1250,00. e) C o n stru a , n o m e sm o p a r d e e ix o s, o s g rá fi co s d a s fu n ç õ e s rece ita e c u sto . A s funções receita e lucro total são funções lineares, assim suas representações gráficas são em form a de reta. L em brando da Seção 3.2.3,precisam os de dois valores de quantidades q para obterm os um a reta. Sugestão: utilize q = 0 e q = p onto de equilíbrio. P rim eiro vam os fazer o gráfico das funções receita e custo total separadam ente, sendo a F igura 4.1 a receita total e a F igura 4.2 o custo total. 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 0 5000 10000 15000 20000 q R$ R E C E IT A T O T A L 150 16500 q R T = 110q 0 R T = 110· 0 = 0 150 R T = 110· 150 = 16500 F igura 4.1: R eceita T otal 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 0 5000 10000 15000 q R$ C U S T O T O T A L 150 16500 q C T = 7500 + 60q 0 C T = 7500 + 60· 0 = 7500 + 0 = 7500 150 C T = 7500 + 60· 150 = 7500 + 9000 = 16500 F igura 4.2: C usto T otal Juntando-se os dois em um m esm o par de eixos tem os a F igura 4.3. 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 0 5000 10000 15000 20000 q R$ R E C E IT A T O T A L X C U S T O T O T A L R T = 11 0 * q e C T = 750 0 + 6 0 *q P R E JU ÍZ O L U C R O P E 150 16500 L T = 5 0 * q − 7 5 0 0 F igura 4.3: R eceita T otal e C usto T otal no M esm o P ar de E ixos 1 2 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.4. D E M A N D A D E M E R C A D O 4 .4 D e m a n d a d e M e r c a d o A D em an d a d e M ercad o d e u m d eterm in ad o b em é a q u an tid ad e d esse b em q u e os con su m id ores p reten d em ad q u irir n u m certo in tervalo d e tem p o. A função dem anda de um b em é dep endente de várias variáveis, entre elas: • P reço p or unidade do produto; • R enda do consum idor; • P reços de b ens substituídos; • G astos e outros. P ara fim de sim plificação, sup onha que todas as variáveis m antenham -se constantes, exceto o preço unitário (p) do próprio produto, verifica-se que a dem anda dep ende inversam ente do preço do produto, ou seja, quando o preço é baixo tem os alta dem anda e quando o preço é alto tem os baixa dem anda. A ssim , o conceito de função dem anda, aqui, será: A fu n ção d em an d a é a fu n ção q u e asso cia u m p reço p à d em an d a D (p). O b s.: P ara q u e h a ja d em an d a é n ecessário q u e p > 0 e D (p) > 0. 4 .4 .1 E x e m p l o d e D e m a n d a d e M e r c a d o S u p on h a q u e a d em an d a d e m ercad o d e u m p ro d u to, q u e é ven d id o em p acotes d e 10k g, seja d ad a p or D (p) = 4000− 50p. C alcu le o q u e se p ed e: a) D e te rm in e o in te rv a lo d e v a ria ç ã o d e p. D eterm inar o intervalo de variação de p é determ inar os valores de p para os quais existe dem anda D (p). V im os na seção anterior que para que haja dem anda é necessário que p > 0 e D (p) > 0, assim já tem os o lim ite inferior do preço, ou seja, o preço tem de ser m aior que zero. A gora, precisam os determ inar o lim ite sup erior e para isso vam os utilizar a outra restrição (D (p) > 0). Sab em os p elo enunciado do problem a que D (p) = 4000− 50p e este valor tem de ser m aior que zero, logo se D (p) > 0 então 4000− 40p > 0: 4000− 50p > 0⇒ − 50p > − 4000(− 1)⇒ 50p < 4000⇒ p < 4000 50 ⇒ p < 80 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 2 1 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S E ncontram os, então, que o preço p tem de estar entre 0 e 80, ou seja, 0 < p < 80 . b ) R e p re se n te e ssa fu n ç ã o g ra fi ca m e n te . A função dem anda, neste caso, é tam b ém um a função linear. C om o vim os na Seção 3.2.3, é necessário dois valores de p para p oderm os traçar a reta de dem anda. Sugiro que sejam utilizados os lim ites do intervalo de variação de p, p ois assim terem os o início e o fim da reta. p D (p) = 4000− 50p 0 D (0) = 4000− 50· 0 = 4000− 0 = 4000 80 D (80) = 4000− 50· 80 = 4000− 4000 = 0 O bserve que os p ontos (0,4000) e (80,0) ficaram “ab ertos", p ois o intervalo de variação de p não os inclui (0 < p < 80). 0 2 0 4 0 6 0 8 0 0 1000 2000 3000 4000 p Demanda 80 4000 F igura 4.4: F unção D em anda c) D e te rm in e o v a lo r d a d e m a n d a p a ra p = R $ 600,00 e p = R $ 40,00. N este caso,tem os os valores para o preço (p = R $ 600,00 e p = R $ 40,00) e desejam os sab er qual a dem anda associada a eles. N o prim eiro caso, p = R $ 600,00, não existe dem anda (D (600) = ∄), p ois p = R $ 600,00 está fora do intervalo de variação de p (0 < p < 80). N o segundo caso, p = R $ 40,00, basta substituir o valor 40 no lugar de p na função dem anda: D (40) = 4000− 50× 40⇒ D (40) = 4000− 2000⇒ D (40) = 2000 . d ) A q u e n ív e l e sta rá o p reç o se a d e m a n d a fo r d e 3 5 0 0 p a co te s? N esta questão, tem os o valor da dem anda (D (p) = 3500), e desejam os sab er o valor de p que satisfaz a função, ou seja, o preço que faz a dem anda ser de 3500 pacotes. P ortanto, basta igualar a função dem anda a 3500 e terem os o valor de p corresp ondente: D (p) = 3500⇒ 4000− 50p = 3500⇒ − 50p = 3500− 4000⇒ − 50p = − 500(− 1) ⇒ 50p = 500⇒ p = 500 50 ⇒ p = 10 . C oncluím os que, se p = 10 há um a dem anda de 3500 pacotes. e) A q u e p reç o a d e m a n d a se rá m e n o r q u e 1 0 0 0 p a co te s? N este caso, tem os que o valor da dem anda deverá ser m enor que 1000 pacotes, ou seja, D (p) < 1000, desejam os encontrar o preço que satisfaça essa sentença,para isto,basta resolverm os a inequação gerada p ela questão: 1 2 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.4. D E M A N D A D E M E R C A D O D (p) < 1000⇒ 4000− 50p < 1000⇒ − 50p < 1000− 4000⇒ − 50p < − 3000(− 1) ⇒ 50p > 3000⇒ p > 3000 50 ⇒ p > 60 , m as tem os de lem brar que o preço tem um lim ite sup erior, assim , para que a dem anda seja m enor que 1000 pacotes o preço tem de estar entre 60 e 80, ou seja, 60 < p < 80 . f) A q u e p reç o a d e m a n d a se rá m a io r q u e 3 0 0 0 p a co te s? N este caso, tem os que o valor da dem anda deverá ser m aior que 3000 pacotes, ou seja, D (p) > 3000, desejam os encontrar o preço que satisfaça essa sentença,para isto,basta resolverm os a inequação gerada p ela questão: D (p) > 3000⇒ 4000− 50p > 3000⇒ − 50p > 3000− 4000⇒ − 50p > − 1000(− 1) ⇒ 50p < 1000⇒ p < 1000 50 ⇒ p < 20 , m as tem os de lem brar que o preço tem um lim ite inferior,assim ,para que a dem anda seja m aior que 3000 pacotes o preço tem de estar entre 0 e 20, ou seja, 0 < p < 20 . g ) D e te rm in e a fu n ç ã o d e sp e sa d o co n su m id o r. A desp esa, ou custo, do consum idor será o valor pago p or cada unidade vezes a quantidade que ele consom e. A gora,lem bre-se que a dem anda é a quantidade que o consum idor procura com prar, a função desp esa do consum idor será então a dem anda vezes o preço, ou seja, D e (p) = D (p)× p. A ssim , no nosso exem plo, tem os: D e (p) = D (p)× p⇒ D e (p) = (4000− 50p)× p⇒ D e (p) = 4000p− 50p 2 O bserve que a função desp esa do consum idor só existirá se a dem anda existir, então essa função só vale para o intervalo de variação de p da dem anda, ou seja, para o intervalo 0 < p < 80. h ) R e p re se n te a fu n ç ã o d e sp e sa g ra fi ca m e n te . V am os representar a função D e (p) = 4000p− 50p 2 graficam ente, observe que a função desp esa do consum idor é um a função quadrática, então tem os que seguir os passos da Seção 3.2.4. • C ruzam ento com o eixo-p: ∆ = (− 4000) 2− 4· (− 50)· 0 = 16000000 p = − (4000)± √ 16000000 2· (− 50) = − 4000± 4000 − 100 , assim : p ′ = − 4000− 4000 − 100 = − 8000 − 100 = 80⇒ (80,0) p ′′ = − 4000 + 4000 − 100 = 0 − 100 = 0⇒ (0,0) C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 2 3 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S • V értice: p v = − (4000) 2· (− 50) = − 4000 − 100 = 40 D e v = − (16000000) 4· (− 50) = − 16000000 − 200 = 80000 L ogo V = (3,− 1). O bserve novam ente que os lim ites do intervalo de variação ficam “ab ertos". 0 2 0 4 0 6 0 8 0 0 20000 40000 60000 80000 p Despesa 80 0 F igura 4.5: F unção D esp esa 4 .5 O f e r ta d e M e r c a d o A O ferta d e M ercad o d e u m b em , n u m certo in tervalo d e tem p o, é a q u an tid ad e d e b en s q u e os ven d ed ores d esejam oferecer ao m ercad o. A função dem anda de um b em é dep endente de várias variáveis, entre elas: • P reço p or unidade do produto; • P reço dos insum os utilizados na produção; • T ecnologia utilizada. 1 2 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.5. O F E R T A D E M E R C A D O P ara fim de sim plificação, sup onha que todas as variáveis m antenham -se constantes, exceto o preço unitário (p) do próprio produto, verifica-se que a oferta dep ende diretam ente do preço do produto, ou seja, quando o preço é baixo tem os baixa oferta e quando o preço é alto tem os alta oferta. A ssim , o conceito de função oferta, aqui, será: A fu n ção oferta é a fu n ção q u e asso cia u m p reço p à oferta S (p). O b s.: P ara q u e h a ja oferta é n ecessário q u e S (p) > 0, e o p reço (p) tem u m lim ite su p erior. 4 .5 .1 E x e m p l o d e O f e r t a d e M e r c a d o S u p on h a q u e a oferta d e m ercad o d e u m p ro d u to, seja d ad a p or S (p) = 2p− 30, com p≤ 130. C alcu le o q u e se p ed e: a) A p a rtir d e q u e p reç o h a v e rá o fe rta ? O bservam os na definição de função oferta que para haver oferta, esta tem de ser m aior que zero, ou seja, S (p) > 0, através deste fato vam os descobrir a partir de que preço haverá oferta: S (p) > 0⇒ 2p− 30 > 0⇒ 2p > 30⇒ p > 302 ⇒ p > 15 . A ssim , som ente haverá oferta para preços acim a de R $ 15,00. b ) R e p re se n te g ra fi ca m e n te a fu n ç ã o o fe rta . A função oferta, neste caso, é tam b ém um a função linear. C om o vim os na Seção 3.2.3, é necessário dois valores de p para p oderm os traçar a reta de oferta. Sugiro que sejam utilizados os lim ites do intervalo de variação de p, p ois assim terem os o início e o fim da reta. p S (p) = 2p− 30 15 S (15) = 2· 15− 30 = 30− 30 = 0 130 S (130) = 2· 130− 30 = 260− 30 = 230 O bserve que o p onto (15,0) ficaram “ab erto", p ois o intervalo de variação de p não o inclui (15 < p≤ 130). 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 0 50 100 150 200 250 p Oferta 1 5 2 3 0 1 3 0 2 3 0 F igura 4.6: F unção O ferta c) A q u e p reç o a o fe rta se rá d e 1 0 0 u n id a d e s? N esta questão, tem os o valor da oferta (S (p) = 100), e desejam os sab er o valor de p que satisfaz a função, ou seja, o C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 2 5 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S preço que faz a oferta ser de 100 unidades. P ortanto, basta igualar a função oferta a 100 e terem os o valor de p corresp ondente: S (p) = 100⇒ 2p− 30 = 100⇒ 2p = 100 + 30⇒ 2p = 130⇒ p = 1302 ⇒ p = 65 . C oncluím os que, se p = 65 há um a oferta de 100 unidades. d ) A q u e p reç o a o fe rta se rá m a io r q u e 1 5 0 u n id a d e s? N este caso, tem os que o valor da oferta deverá ser m aior que 150 unidades, ou seja, S (p) > 150, desejam os encontrar o preço que satisfaça essa sentença,para isto,basta resolverm os a inequação gerada p ela questão: S (p) > 150⇒ 2p− 30 > 150⇒ 2p > 150 + 30⇒ 2p > 180 ⇒ p > 1802 ⇒ p > 90 , m as tem os de lem brar que o preço tem um lim ite sup erior, assim , para que a oferta seja m aior que 150 unidades o preço tem de estar entre 90 e 130, ou seja, 90 < p≤ 130 . e) A q u e p reç o a o fe rta se rá m e n o r q u e 2 0 0 u n id a d e s? N este caso, tem os que o valor da oferta deverá ser m enor que 200 pacotes, ou seja, S (p) < 200, desejam os encontrar o preço que satisfaça essa sentença,para isto,basta resolverm os a inequação gerada p ela questão: S (p) < 200⇒ 2p− 30 < 200⇒ 2p < 200 + 30⇒ 2p < 230 ⇒ p < 2302 ⇒ p < 115 , m as tem os de lem brar que o preço tem um lim ite inferior, assim , para que a oferta seja m enor que 200 pacotes o preço tem de estar entre 15 e 115, ou seja, 15 < p < 115 . 4 .6 L e i d a O f e r ta e d a P r o c u r a O p reço d e m ercad o p d e u m p ro d u to in d ica o n ú m ero d e u n id ad es q u e o fab rican te d eseja ven d er, assim com o o n ú m ero d e u n id ad es q u e o fab rican te d eseja ven d er, assim com o o n ú m ero d e u n id ad es q u e o con su m id or d eseja com p rar. N a m aioria d os casos, à m ed id a q u e o p reço p d e m ercad o au m en ta, a oferta S (p) au m en ta e a d em an d a D (p) d im in u i. 1 2 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.6. L E I D A O F E R T A E D A P R O C U R A O p reço d e eq u ilíb rio d e m ercad o (P E ) é o p reço p ara o q u al a d em an d a e a oferta d e m ercad o coin cid em (D (p) = S (p)). A q u an tid ad e corresp on d en te ao p reço d e eq u ilíb rio é a q u an tid ad e d e eq u ilíb rio d e m ercad o (Q E ). Se para um a determ inada quantidade, a oferta for m aior que a procura haverá excesso do produto, caso contrário, haverá escassez do m esm o. E x em p lo 1 : D adas as funções dem anda de m ercado D (p) = 60− 3p e a oferta S (p) = − 20 + 5p, com p ≤ 20, determ ine o preço de equilíbrio (P E ) e a corresp ondente quantidade de equilíbrio (Q E ). R e so lu ç ã o : P ara determ inarm os o preço de equilíbrio, precisam os igualar a oferta e a dem anda: D (p) = S (p)⇒ 60− 3p = − 20 + 5p⇒ − 3p− 5p = − 20− 60⇒ − 8p = − 80(− 1) ⇒ 8p = 80⇒ p = 808 ⇒ p = 10 . A gora, para determ inarm os a quantidade de equilíbrio, basta substituir o preço de equilíbrio na função da dem anda ou da oferta: D (10) = 60− 3× 10⇒ D (10) = 60− 30⇒ D (10) = 30 O u seja, P E = 10 e Q E = 30. E x em p lo 2 : A gora sup onha as m esm as funções do E x em p lo 1 , para um preço p = 15 haverá excesso ou escassez de produtos? R e so lu ç ã o : P ara determ inarm os se haverá excesso ou escassez devem os prim eiro substituir esse preço nas duas funções determ inando assim a dem anda D (15) e S (15): D (15) = 60− 3× 15⇒ D (15) = 60− 45⇒ D (15) = 15 S (15) = − 20 + 5× 15⇒ S (15) = − 20 + 75⇒ S (15) = 55 N este caso, com o a oferta é m aior que a dem anda em 40 produtos (S (15)− D (15) = 40), há excesso de 40 produtos. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 2 7 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S 4 .7 E x e r c íc io s 1. U m a fábrica de m óveis vende m esas p or R $70,00 cada. O custo total de produção consiste de um sobretaxa de R $8.000,00 som ada ao custo de produção de R $30,00 p or m esa. (a) C onstrua as funções receita e custo e lucro total. (b) Q uantas unidades o fabricante precisa vender para atingir o p onto de nivelam ento? (c) Se forem vendidas 250 m esas, qual será o lucro ou prejuízo do fabricante? (d) Q uantas unidades o fabricante precisa vender para obter um lucro de R $6000,00 (e) C onstrua, no m esm o par de eixos, os gráficos das funções receita e custo. 2. U m artesão têm um gasto fixo de R $600,00 e, em m aterial, gasta R $25,00 p or unidade produzida. Se cada unidade for vendida p or R $175,00: (a) C onstrua as funções receita e custo e lucro total. (b) Q uantas unidades o artesão precisa vender para atingir o p onto de nivelam ento? (c) Q uantas unidades o artesão precisa vender para obter um lucro de R $450,00 (d) C onstrua, no m esm o par de eixos, os gráficos das funções receita e custo. 3. U m grup o de am igos, que m oraram nos E U A , deseja m ontar um curso de inglês. E les observaram que, teriam um gasto fixo m ensal de R $1.680,00 e, gastariam ainda R $ 24,00, em m ateriais e pagam ento de professores, p or aluno. C ada aluno deverá pagar R $40,00. (a) Q uantos alunos o curso necessita ter para que não haja prejuízo? (b) Q ual será o lucro ou prejuízo do curso, se obtiverem 70 alunos? (c) Q uantos alunos o curso precisa ter para atingir um lucro de R $592,00? (d) C onstrua, no m esm o par de eixos, os gráficos das funções receita e custo. 4. U m a fábrica vende com putadores a R $ 1900,00. A fábrica têm um gasto fixo de R $14000,00 e, em m aterial, gasta R $1200,00 p or unidade produzida. (a) C onstrua as funções receita e custo e lucro total. (b) Q uantas unidades a fábrica precisa vender para atingir o p onto de nivelam ento? (c) Se forem vendidas 50 unidades, qual será o lucro ou prejuízo do fabricante? (d) C onstrua, no m esm o par de eixos, os gráficos das funções receita e custo. 5. U m a editora vende um livro a R $ 110,00. A editora têm um gasto fixo de R $10000,00 e, em m aterial, gasta R $60,00 p or unidade produzida. (a) C onstrua as funções receita e custo e lucro total. (b) Q uantas unidades a fábrica precisa vender para atingir o p onto de nivelam ento? 1 2 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.7. E X E R C ÍC IO S (c) Se forem vendidas 150 unidades, qual será o lucro ou prejuízo do fabricante? (d) C onstrua, no m esm o par de eixos, os gráficos das funções receita e custo. 6. U m a fábrica de calculadoras têm um gasto fixo de R $10000,00 e, em m aterial, gasta R $160,00 p or unidade produzida. Se cada unidade for vendida p or R $240,00. (a) C onstrua as funções receita e custo e lucro total. (b) Q uantas unidades a fábrica precisa vender para atingir o p onto de nivelam ento? (c) Se forem vendidas 100 unidades, qual será o lucro ou prejuízo do fabricante? (d) C onstrua, no m esm o par de eixos, os gráficos das funções receita e custo. 7. N um restaurante, a m oqueca é servida p or R $10,00 e o preço da cerveja é de R $1,80. E m outro, a m oqueca é servida p or R $12,00, m as a cerveja custa R $1,40. A che um critério para decidir qual restaurante você irá, se forem levadas em conta ap enas considerações de ordem financeira e sup ondo que você p eça ap enas um a m oqueca. 8. U m b om b eiro hidráulico cobra um a taxa de R $31,00 e m ais R $2,60 a cada m eia hora de trabalho. U m outro cobra R $25,00 e m ais R $3,20 a cada m eia hora. A che um critério para decidir que b om b eiro cham ar, se forem levadas em conta ap enas considerações de ordem financeira. 9. U m a agência de aluguelde carros cobra um a diária de R $ 25,00 m ais R $ 0,30 p or quilôm etro rodado. (a) E xpresse o custo de alugar um carro dessa agência p or um dia em função do núm ero de quilôm etros dirigidos e construa o gráfico. (b) Q uanto custa alugar um carro para um a viagem de 200 km de um dia? (c) Q uantos quilôm etros foram p ercorridos se o custo do aluguel diário foi de R $ 45,20? 10. Sup onha que a dem anda de m ercado de um produto, seja dada p or D (p ) = 45− 5 p unidades, onde p é o preço p or unidade do b em . (a) D eterm ine o intervalo de variação de p. (b) R epresente essa função graficam ente. (c) D eterm ine o valor da dem anda para p = R $ 5,00. (d) A preço a dem anda será de 30 pacotes? (e) A que preço a dem anda será m enor ou igual a 10 pacotes? (f) A que preço a dem anda será m aior ou igual a 35 pacotes? (g) D eterm ine a função desp esa do consum idor e a represente graficam ente. 11. A dem anda de m ercado de um certo produto,que é vendido em galões,é dada p ela seguinte função D (p ) = 8000− 100 p. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 2 9 C A P ÍT U L O 4. A P L IC A Ç Õ E S D E F U N Ç Õ E S (a) D eterm ine o intervalo de variação de p. (b) R epresente graficam ente a função dem anda (c) C alcule os valores da dem anda corresp ondentes aos preços p = R $ 40,00, p = R $ 50,00 e p = R $ 75,00. (d) A que preço a dem anda será de 4.500 galões? (e) A que preços a dem anda será m enor que 2.000 galões? (f) A que preços a dem anda será m aior que 5.000 galões? (g) A que preços a dem anda ficará entre 5.500 e 6.500 galões? (h) D eterm ine a função desp esa do consum idor. (i) R epresente a função desp esa graficam ente. 12. A dem anda de m ercado de um certo produto é dada p ela função D (p ) = 2400− 20 p. (a) D eterm ine o intervalo de variação de p. (b) R epresente essa função graficam ente. (c) D eterm ine o valor da dem anda para p = R $ 50,00. (d) A preço a dem anda será de 400 pacotes? (e) A que preço a dem anda será m enor ou igual a 1000 pacotes? (f) A que preço a dem anda será m aior ou igual a 2000 pacotes? (g) D eterm ine a função desp esa do consum idor e a represente graficam ente. 13. Sup onha que a dem anda de m ercado de um produto seja dada p or D (p ) = 36− p 2, onde p é o preço p or unidade. (a) D eterm ine o intervalo de variação de p. (b) R epresente essa função graficam ente. (c) D eterm ine o valor da dem anda para p = R $ 2,00. (d) D eterm ine o valor da dem anda para p = R $ 3,00. (e) D eterm ine o valor da dem anda para p = R $ 5,00. (f) A que preço a dem anda será de 20 produtos? 14. Seja a oferta de m ercado de um a utilidade dada p or S (p ) = − 200 + 2 p,com p≤ R $270 ,00 (a) A partir de que preço haverá oferta? (b) C onstrua o gráfico da função. (c) Q ual o valor da oferta se p = R $ 270,00? (d) A que preço a oferta será de 180 unidades? (e) A que preços a oferta será m aior que 150 unidades? 1 3 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 4.7. E X E R C ÍC IO S (f) A que preços a oferta será m enor que 250 unidades? (g) P ara que preços a oferta ficará entre 200 e 300 unidades? 15. Seja a oferta de m ercado de um a utilidade dada p or S (p ) = − 30 + 2 p, com p≤ R $100,00: (a) A partir de que preço haverá oferta? (b) C onstrua o gráfico da função. (c) Q ual o valor da oferta se p = R $ 27,00? (d) A que preço a oferta será de 80 unidades? (e) A partir de que preço a oferta será m enor que 150 unidades? (f) P ara que preços a oferta ficará entre 20 e 70 unidades? 16. C onsidere a oferta dada p ela função S (p ) = p 2− 64, com p≤ 20. (a) A partir de que preço haverá oferta? (b) Q ual o valor da oferta para p = R $ 20,00? (c) A que preço a oferta será de 297 unidades? (d) A que preço a oferta será de 57 unidades? (e) T race o gráfico da curva oferta. 17. Q uando o preço de um certo produto for de p reais, um lojista esp era oferecer S (p ) = 4 p + 300 produtos, enquanto a dem anda local é de D (p ) = 2 p + 480. (a) P ara que preço de m ercado a oferta será igual a dem anda local? (b) Q uantos produtos serão vendidos p or este preço? (c) Se o preço for de R $ 20,00, haverá excesso ou escassez do produto? D e quanto? (d) C onstrua os dois gráficos no m esm o par de eixos. 18. A s funções oferta e procura de um determ inado produto são dadas p or S (p ) = p 2 + 3 p− 70 e D (p ) = 410− p, resp ectivam ente. (a) P ara que preço de m ercado a oferta será igual à dem anda? (b) Q uantos produtos serão vendidos p or este preço? (c) Se o preço for de R $25,00 haverá excesso ou escassez do produto? D e quanto? (d) C onstrua os dois gráficos no m esm o par de eixos. 19. D eterm ine o preço e a quantidade de equilíbrio nos seguintes casos: (a) D = 34− 5 p , S = − 8 + 2 p (b) D = 10− 0 ,2 p , S = − 11 + 12 p (c) D = 32− p 2 , S = p 2− 18 (d) D = 56− p 2 , S = p 2− 16 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 3 1 C a p ít u l o 5 L o g a r it m o s 5 .1 In t r o d u ç ã o O conceito de logaritm o foi introduzido p elo m atem ático escocês John N apier (1550-1617) e ap erfeiçoado p elo inglês H enry B riggs (1561-1630). A descob erta dos logaritm os deveu-se sobretudo à grande necessidade de sim plificar os cálculos excessivam ente trabalhosos para a ép oca, principalm ente na área da astronom ia, entre outras. A través dos logaritm os, p ode-se transform ar as op erações de m ultiplicação em som a, de divisão em subtração, entre outras transform ações p ossíveis, facilitando sobrem aneira os cálculos. N a verdade, a idéia de logaritm o é m uito sim ples, e p ode-se dizer que o nom e logaritm o é um a nova denom inação para exp oente, conform e verem os a seguir. C onsidere as seguintes p erguntas: 1 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 3 para se obter 81? 2 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 2 para se obter 132 ? 3 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 4 para se obter− 16? 4 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 5 para se obter 0? 5 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 0 para se obter 2? 6 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 1 para se obter 3? V ocê deve estar p ensando: - M as isso eu resolvo com exp onenciais!!! O logaritm o serve para resp onder isso! E stas p erguntas p oderiam ser interpretadas m atem aticam ente da seguinte form a: 1 a) log 3 81 = x, onde x é o exp oente que devem os elevar a base 3 para obterm os 81, 2 a) log 2 132 = x, onde x é o exp oente que devem os elevar a base 2 para obterm os 132 , 3 a) log 4 − 16 = x, onde x é o exp oente que devem os elevar a base 4 para obterm os− 16, C A P ÍT U L O 5. L O G A R IT M O S 4 a) log 5 0 = x, onde x é o exp oente que devem os elevar a base 5 para obterm os 0, 5 a) log 0 2 = x, onde x é o exp oente que devem os elevar a base 0 para obterm os 2, 6 a) log 1 3 = x, onde x é o exp oente que devem os elevar a base 1 para obterm os 3. V am os analisar prim eiram ente os dois prim eiros casos 1 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 3 para se obter 81? O u seja: 3 x = 81⇔ log 3 81 = x. Se fatorarm os o núm ero 81, verificam os que ele é igual a 3× 3× 3× 3 = 3 4. A ssim , tem os que 3 x = 81 = 3 4, logo x = 4, que é representado p or log 3 81 = 4. 2 a) A que exp oente x se deve elevar o núm ero 2 para se obter 132 ? O u seja, 2 x = 132 ⇔ log 2 132 = x. Se fatorarm os o núm ero 32,verificam os que ele é iguala 2× 2× 2× 2× 2 = 2 5. A ssim ,tem os que 2 x = 132 = 12 5 . U tilizando a seguinte propriedade da p otenciação a − n = 1a n tem os: 12 5 = 2 − 5 e desta form a conclui-se que 2 x = 132 = 2 − 5, logo x = − 5, que é representado p or log 2 132 = − 5. N o terceiro caso, "A que exp oente x se deve elevar o núm ero 4 para se obter− 16?", ou seja, log 4 − 16 = x. T em os que o 4 é um núm ero p ositivo, assim se m ultiplicam os ele p or ele m esm o, o resultado sem pre será p ositivo, o que nos leva a concluir que não há nenhum exp oente que p ossa fazer com que 4 x seja negativo. L ogo, com o não existe um núm ero real x que verifique 4 x = − 16, dizem os que não existe log 4 − 16. A contece o m esm o nos três últim os casos. N o quarto caso,não há nenhum núm ero real x capaz de tornar a m ultiplicação de 5 p or 5, x vezes igual a zero, logo log 5 0 = ∄. N o quinto caso, a m ultiplicação de x zeros, sem pre será zero, não atingindo nunca o valor 2, assim log 0 2 = ∄. N o sexto e últim o caso, tem os que a m ultiplicação de x ‘uns’ será sem pre 1, e nunca assum irá o valor 3, logo log 1 3 = ∄. 5 .2 D e f in iç ã o N ote que, anteriorm ente, dissem os que x é o exp oente de b, e na F igura 5.1 está escrito que x é o lo g a ritm o. Isso acontece p ois o L O G A R IT M O É U M E X P O E N T E . A gora, com esta breve introdução, p odem os escrever um a prim eira definição de logaritm o: 1 3 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5.3. C O N D IÇ Õ E S D E E X IST Ê N C IA L ogaritm o d e u m n ú m ero N , n a b ase b , é o n ú m ero x ao q u al d evem os elevar a b ase b p ara ob term os N (ver F igu ra 5.1). F igura 5.1: N otação de L ogaritm os 5 .3 C o n d iç õ e s d e E x ist ê n c ia N ão p odem os sair escrevendo logaritm o de qualquer núm ero em qualquer base. N esta seção verem os quais as condições que a base, o logaritm ando e o logaritm o devem satisfazer para term os um logaritm o. E xistem algum as regras para que o logaritm o exista, são as con d içõ es d e ex istên cia d os logaritm os ou d om ín io d os logaritm os (F igura 5.2). P ara m ostrar quais são estas condições,vam os ver um E X E M P L O E R R A D O para cada restrição existente, para que você veja o absurdo que seria se elas não existissem . E x em p lo 1: Q uanto vale log 5 − 125? O u seja, querem os sab er qual o exp oente que devem os elevar o núm ero 5 para obterm os o núm ero− 125. N ós vim os na introdução que não há valor para este exp oente, p ois a qualquer exp oente que elevarm os o núm ero 5 o resultado será p ositivo. P or causa deste tip o de absurdo há um a restrição quanto ao sinal do logaritm ando: P R IM E IR A C O N D IÇ Ã O D E E X IS T Ê N C IA (logaritm an d o): O logaritm o d eve ser u m n ú m ero p ositivo. V eja q u e esta p rim eira restrição já in clu i o fato d e q u e o logaritm an d o d eve ser d iferen te d e Z E R O . P ara con fi rm ar, ex p erim en te en con trar o logaritm o d e Z E R O n a b ase 5 (log 5 0). C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 3 5 C A P ÍT U L O 5. L O G A R IT M O S E x em p lo 2: Q uanto vale log− 4 4? E log 1 4? E ainda, log 0 4? N estes casos,querem os sab er qualo exp oente que devem os elevar a base− 4 para obterm os 4,qualo exp oente que devem os elevar a base 1 para obterm os 4 e qualo exp oente devem os elevar a base 0 para obterm os 4. O lhando com cuidado vem os que,não há exp oente que torne nenhum destes casos p ossíveis. A base 1 elevada a qualquer exp oente será sem pre igual a 1, a base Z E R O elevada a qualquer exp oente será sem pre Z E R O e a base− 4 se elevada a um exp oente par daria um resultado p ositivo, m as não há um exp oente que a torne igual a 4. A ssim , com esses três exem plos sobre a base do logaritm o tem os a segunda condição de existência: S E G U N D A C O N D IÇ Ã O D E E X IS T Ê N C IA (b ase): A b ase d eve ser u m n ú m ero p ositivo d iferen te d e 1. N ote q u e é d ito q u e a b ase d eve ser u m n ú m ero p ositivo, ou seja, n ão p o d e ser Z E R O tam b ém . R esum indo, através da F igura 5.2, as três condições de existência são: F igura 5.2: C ondições de E xistência dos L ogaritm os 5 .4 P r o p r ie d a d e s 5 .4 .1 P r o p r ie d a d e d o p r o d u t o d o l o g a r it m o S e en con trarm os u m logaritm o d o tip o: log a (x× y ) d evem os resolvê-lo, som an d o o logaritm o d e x n a b ase a e o logaritm o d e y tam b ém n a b ase a . log a (x× y ) = log a x + log a y E x em p lo: log 2 (32× 16) = log 2 32 + log 2 16 = 5 + 4 = 9 1 3 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5.4. P R O P R IE D A D E S 5 .4 .2 P r o p r ie d a d e s d o q u o c ie n t e d o l o g a r it m o C aso o logaritm o seja d o tip o log a (x ÷ y ), d evem os resolvê-lo su b train d o o logaritm o d o n u m erad or n a b ase a p elo logaritm o d o d en om in ad or tam b ém n a b ase a . log a (x÷ y ) = log a x− log a y E x em p lo: log 5 (625÷ 125) = log 5 625− log 5 125 = 4− 3 = 1 5 .4 .3 P r o p r ie d a d e d a p o t ê n c ia d o l o g a r it m o Q u an d o u m logaritm o estiver elevad o a u m ex p o en te, n a p róx im a p assagem esse ex p o en te irá m u ltip licar o resu ltad o d esse logaritm o, d a segu in te form a: log a x m = m × log a x E x em p lo: log 3 81 2 = 2× log 3 81 = 2× 4 = 8 5 .4 .4 P r o p r ie d a d e d a r a iz d e u m l o g a r it m o E ssa p rop ried ad e é b asead a em ou tra, q u e é estu d ad a n a p rop ried ad e d a rad iciação, ela d iz o segu in te: n √ x m = x mn E sta p rop ried ad e é ap licad a se acon tecer d e ap arecer: log a n √ x m , d esta form a en con tram os: log a n √ x m = log a x mn = mn × log a x E x em p lo: log 2 3 √ 16 2 = log 2 16 23 = 23 × log 2 16 = 23 × 4 = 83 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 3 7 C A P ÍT U L O 5. L O G A R IT M O S 5 .4 .5 P r o p r ie d a d e d a m u d a n ç a d e b a s e U tilizam os a propriedade da m udança de base quando para calcular um logaritm o precisam os utilizar um a tábua de logaritm os ou um a calculadora. N orm alm ente as calculadoras p ossuem a função logarítm ica nas base 10 e na base ex p. D esta form a devem os transform ar a base em questão em base 10 ou ex p. P ara fazerm os a m u d an ça d e log a x p ara a b ase b, d evem os d iv id ir o logaritm o d o logaritm an d o(x ) n a b ase b p elo logaritm o d a an tiga b ase, n o caso a , tam b ém n a b ase b. D a segu in te form a: log a x = log b x log b a E x em p lo: V am os passar log 4 8, para a base 2. log 4 8 = lo g 2 8 lo g 2 4 = 32 5 .4 .6 U m o u t r o e x e m p l o Sup onha que querem os sab er o valor de log 5 72, e para isso p ossuím os a inform ação de que log 5 2 = 0 ,4307 e log 5 3 = 0 ,6826. B asta fatorarm os o valor 72 e aplicarm os as propriedades descritas anteriorm ente e fazer as devidas substituições. log 5 72 = log 5 (2 3× 3 2) = log 5 2 3 + log 5 3 2 = 3× log 5 2 + 2× log 5 = 3× 0 ,4307 + 2× 0 ,6826 = 1 ,2921 + 1 ,3652 = 2 ,6573 1 3 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5.5. E X E R C ÍC IO S 5 .5 E x e r c íc io s I) C alcule os seguintes logaritm os: 1) log 8 4096 2) log 3 729 3) log 1 2 1728 4) log 1 6 4096 5) log 5 0 ,00032 6) log 2 0 ,0625 7) log 14 4 5 √ 4 3 8) log 2 0 0 ,000125 9) log 8 512 10) log 3 2187 11) log 1 1 1331 12) log 1 5 3375 13) log 5 0 ,0016 14) log 2 0 ,03125 15) log 15 5 5 √ 5 3 16) log 2 0 0 ,0025 17) log 2 4096 18) log 9 729 19) log 1 2 20736 20) log 4 4096 21) log 5 0 ,000064 22) log 2 0 ,0625 23) log 14 4 5 √ 4 3 24) log 2 0 0 ,00000625 25) log 9 6561 26) log 3 243 27) log 1 3 2197 28) log 1 5 3375 29) log 5 0 ,0000128 30) log 2 0 ,125 31) log 14 4 7 √ 4 5 32) log 2 0 0 ,0025 II) C onsiderando log 5 2 = 0 ,4307 e log 5 3 = 0 ,6826, calcule: 1) log 5 8 2) log 5 12 3) log 5 72 4) log 5 √ 2 5) log 5 √ 108 6) log 5 8 1 √ 3 7) log 5 8 √ 27 8) log 5 2592 9) log 5 32 10) log 5 36 11) log 5 216 12) log 5 3 √ 2 13) log 5 √ 72 14) log 5 2 4 3 √ 3 15) log 5 9 √ 128 16) log 5 5184 III) C onsiderando log 6 2 = 0 ,3869 e log 6 3 = 0 ,6131, calcule: 1) log 6 32 2) log 6 36 3) log 6 216 4) log 6 3 √ 2 5) log 6 √ 72 6) log 6 2 4 3 √ 3 7) log 6 9 √ 128 8) log 6 5184 9) log 6 8 10) log 6 12 11) log 6 72 12) log 6 √ 2 13) log 6 √ 108 14) log 6 8 1 √ 3 15) log 6 8 √ 27 16) log 6 2592 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 3 9