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MATEMÁTICA
Didatismo e Conhecimento 1
MATEMÁTICA
1. CONJUNTOS NUMÉRICOS (OPERAÇÕES
BÁSICAS, PROPRIEDADES, MÚLTIPLOS E
DIVISORES, MÁXIMO DIVISOR COMUM,
MÍNIMO MÚLTIPLO COMUM E RADICAIS).
Conjunto dos Números Naturais
São todos os números inteiros positivos, incluindo o zero. É
representado pela letra maiúscula N. N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,
9, 10,…} O zero corresponde à ausência de unidades. A sucessão
dos números naturais começa pelo zero e cada número é obtido
acrescentando-se uma unidade ao anterior. Não existe o maior
número natural, ou seja, a sucessão dos números naturais é infinita.
Se excluirmos o zero teremos um novo conjunto: o conjunto dos
números naturais não nulos, que se indica por N ∗ . N ∗ = {1, 2, 3,
4, 5...}
Na sucessão de números naturais, dois ou mais números que
se seguem são chamados consecutivos. Exemplo: 7 8 e 9 são
números naturais consecutivos. Todo número natural tem um
antecessor, com exceção do zero, que é o menor número natural.
Todo número natural tem um sucessor. Ex: O sucessor de 8 é 9; o
antecessor de 19 é 18.
O conjunto formado por 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12... é chamada
conjunto dos números naturais pares. O conjunto formado por 1,
3, 5, 7, 9, 11,... é chamada conjunto dos números naturais ímpares.
Operações fundamentais com números naturais
Adição
A primeira operação fundamental na Matemática é a adição.
Esta operação nada mais é que o ato de adicionar algo. É reunir
todos os valores ou totalidades de algo. A adição é chamada
de operação. A soma dos números chamamos de resultado da
operação.
Ex: 10 + 5 = 15
10 e 5 são as parcelas; 15 é a soma ou resultado da operação de
adição. A operação realizada acima se denomina, então, ADIÇÃO.
A adição de dois ou mais números é indicada pelo sinal +.
Subtração
A subtração é o ato ou efeito de subtrair algo. É diminuir
alguma coisa. O resultado desta operação de subtração denomina-
se diferença ou resto.
Exemplo: 9 – 5 = 4
Essa igualdade tem como resultado a subtração.
Os números 9 e 5 são os termos da diferença 9-5. Ao número
9 dá-se o nome de minuendo e 5 é o subtraendo.
Multiplicação
É a ação de multiplicar. Denomina-se a operação matemática,
que consiste em repetir um número, chamado multiplicando, tantas
vezes quantas são as unidades de outro, chamado multiplicador,
para achar um terceiro número que representa o produto dos dois.
Definindo ainda, multiplicação é a adição de parcelas iguais,
onde o produto é o resultado da operação multiplicação; e os
fatores são os números que participam da operação.
5. 8 = 40 onde 5 e 8 são os fatores e 40 é o produto.
Divisão
É o ato de dividir ou fragmentar algo. É a operação na
matemática em que se procura achar quantas vezes um número
contém em outro ou mesmo pode ser definido como parte de um
todo que se dividiu. À divisão dá o nome de operação e o resultado
é chamado de Quociente.
1) A divisão exata:
Veja: 8: 4 é igual a 2, onde 8 é o dividendo, 2 é o quociente, 4
é o divisor, 0 é o resto.
A prova do resultado é: 2 x 4 + 0 = 8
2) A divisão não-exata: Observe este exemplo: 9: 4 é igual a
resultado 2, com resto 1, onde 9 é dividendo, 4 é o divisor, 2 é o
quociente e 1 é o resto.
A prova do resultado é: 2 x 4 + 1 = 9
Potenciação
É uma multiplicação de fatores iguais
Exemplo 1:
Base=2
Expoente = 4
Potência = 16 [Resultado da operação]
Lê-se: Dois elevado à quarta potência.
Exemplo 2:
53 = 5.5.5= 125 (3 fatores iguais)
Base=5
Expoente = 3
Potência = 125 [Resultado da operação]
Lê-se: Cinco elevado à terceira potência.
Potências especiais:
1- O número um elevado a qualquer número é sempre igual
a 1.
Ex: 15= 1
2- Zero elevado a qualquer número é sempre igual a zero.
Ex: 06 = 0
3- Qualquer número (diferente de zero) elevado a zero é
sempre igual a 1.
Ex: 50= 1
Didatismo e Conhecimento 2
MATEMÁTICA
4- Potências de base 10 é igual a 1 seguido de tantos zeros
quanto estiver indicando no expoente.
Ex: 104= 10000 ( 4 zeros pois o expoente é 4)
5- Qualquer número elevado a 1 é igual a ele mesmo.
Ex: 81= 8
Propriedades da potenciação
1º) Multiplicação de potências de mesma base.
Ex:
35 . 32 . 33 = 310
24 . 2. 23 . 22 . 2 = 211
Para escrever o produto de potências de mesma base,
conservamos a base e somamos os expoentes.
2º ) Potência de potência.
(22)3 = 22. 22. 22 = 22+2+2= 26 = 64
(22)4 = 22. 22. 22. 22 = 22+2+2+2= 28 = 256
Para escrever a potência elevada a outro expoente, conserva-
se a base e multiplicam-se os expoentes.
3º) Divisão de potências de mesma base
128 : 126 = 128–6 =
122 25 : 23 = 25-3 = 22
Para escrever o quociente de potências de mesma base,
conservamos a base e subtraímos os expoentes.
Observação: Quociente significa o resultado de uma divisão.
Radiciação
Observe os termos da radiciação:
Onde:
n = representa o termo da radiciação chamado Radical. É o
índice.
X = representa o termo da radiciação chamado de radicando.
Temos que radiciação de números naturais é a operação
inversa da potenciação. Observe abaixo:
bn = a⇔ b = an (n > 0)
Em termos mais precisos, dado um número natural a
denominado radicando e dado um número natural n denominado
índice da raiz, é possível determinar outro número b,
denominado raiz enésima de a, representada pelo símbolo an ,
tal que b elevado a n seja igual a a.
Este é o símbolo de raiz ou sinal de raiz ou simplesmente
radical.
Ex: 25 = 5 porque 52=5.5=25
3 27 = 3 porque 33= 3.3.3=27
5 32 = 2 porque 25= 2.2.2.2.2=32
Expressões numéricas
Para resolver uma expressão numérica efetuamos as operações
obedecendo a seguinte ordem:
1º) Potenciação e radiciação na ordem em que aparecem
2º) Multiplicação e divisão na ordem em que aparecem
3º) Adição e subtração na ordem em que aparecem.
Há expressões em que aparecem os sinais de associação que
devem ser eliminados na seguinte ordem:
1º) ( ) parênteses
2º) [ ] colchetes
3º) { } chaves
Ex: Resolver a expressão:
[(5² - 6.2²). 3 + (13 – 7)²: 3]: 5 =
= [(25 – 6.4). 3 + 6²: 3]: 5 =
= [(25 – 24). 3 + 36: 3]: 5 =
= [1.3 + 12]: 5 =
= [3 + 12]: 5 =
= 15: 5 = 3
Números Inteiros
É o conjunto formado pelos números inteiros positivos, zero
e números inteiros negativos. O conjunto Z é uma ampliação do
conjunto N.
Z= {...-3,-2,-1,0,1,2,3...}
Os subconjuntos de Z são:
Z*= {... -3, -2, -1, 1, 2, 3...}
* = excluir o zero do conjunto.
Z+ = {0, 1, 2, 3, 4...}
Z- = {... -3, -2, -1, 0}
Z*
+= {1, 2, 3, 4...}
Z*
-= {..., -3, -2, -1}
Relação de ordem nos números inteiros
Quando estabelecemos uma relação de ordem entre dois
números, estamos identificando se eles são iguais, ou qual deles é
o maior. Observe a reta numérica.
Dados dois números inteiros, o maior é o que estiver à direita.
Ex: -1 é maior que -3, 4 é maior que zero
Módulo ou valor absoluto
É o número sem considerar o seu sinal. Para indicar módulo
escrevemos o número entre barras.
Ex: 3− = 3 5+ = 5
Didatismo e Conhecimento 3
MATEMÁTICA
Números opostos ou simétricos
São números com o mesmo valor absoluto e sinais contrários.
Ex: +4 e -4 são números opostos ou simétricos.
Adição e subtração de números inteiros
Para juntar números com sinais iguais, adicionamos os
valores absolutos e conservamos o sinal. Quando o número tem
sinais diferentes, subtraímos os valores absolutos e conservamos
o sinal do maior.
Ex:
+5+7 = +12
-5 -7 = -12
+5 –7 = -2
-5 +7 = +2
Multiplicação e divisão de números inteiros
Para multiplicar ou dividir números inteiros efetuamos a
operação indicada e usamos a regra de sinais abaixo:
+ + = + Sinais iguais, resultado positivo.
- - = +
+ - = - Sinais diferentes, resultado negativo.
- + = -
Ex: (+4) . (+5) = +20 (+30) : (+6) = +5
(-3) . (-6) = +18 (- 20) : (-5) = +4 (+8) . (-3) = -24
(+18) : (-3) = -6 (-6) (+5) = -30 (- 15) : (+5) = -3
Potenciação e radiciação de números inteiros
Potenciação é uma multiplicação de fatores iguais.
Ex: 23= 2.2.2=8
2 é a base, 3 é o expoente e 8 é a potência
Estamos trabalhandocom números inteiros, portanto pode
aparecer base negativa e positiva.
Exemplo: (+3)2= (+3). (+3) = +9
(+2)3= (+2). (+2). (+2) = +8
(-2)2= (-2). (-2) = +4
(-2)3= (-2). (-2). (-2) = -8
Se a base é positiva o resultado é sempre positivo.
Se a base é negativa e o expoente é par o resultado é positivo.
Se a base é negativa e o expoente é impar o resultado é
negativo
Importante: Todo número elevado a zero é sempre igual a 1.
Raiz quadrada de um número quadrado perfeito é um número
positivo cujo quadrado é igual ao número dado.
Ex: 25 =5, pois 52=25
OBS:
1- Para multiplicar 3 ou mais números inteiros, multiplicamos
os valores absolutos e todos os números e contamos os sinais
negativos. Se o número de negativos for impar e resultado terá
sinal negativo, se for par o resultado será positivo.
Ex:
(-3). (-5). (+2). (-1) = -30 → 3 negativos(impar), resultado
negativo.
(-2). (-3). (+6). (-1).( -2) = +72 → 4 negativos(par), resultado
positivo.
2- Para eliminar parênteses usamos a mesma regra de sinais da
multiplicação e da divisão.
Ex:
-(+4) = -4
-(-5) = +5
Expressões Numéricas em Z
Para resolver uma expressão numérica devemos obedecer a
seguinte ordem:
1º) Resolver as potenciações e radiciações na ordem em que
aparecem
2º) Resolver as multiplicações e divisões na ordem em que
elas aparecem
3º) Resolver as adições e subtrações na ordem em elas
aparecem
Há expressões em que aparecem os sinais de associação que
devem ser eliminados na seguinte ordem:
1º) ( ) parênteses
2º) [ ] colchetes
3º) { } chaves
Exercícios Resolvidos
1- Calcule as operações indicadas:
a) (+8) + (-6) – (-3) – (-2)
Resolução
+8 -6 +3 +2 = +13 - 6 = +7
b) -(-3). (-5) + (-4)
Resolução
+3. (-5)-4 = -15 – 4 = -19
c) (+55): (-5) + (-5). (-2)
Resolução
-11+(+10) = -11+10 = -1
2- Quais são os números inteiros entre -2 e 1 incluindo esses
dois?
Resolução:
-2,-1,0,1
3- Calcule as potências e resolva as operações:
(-5)1- [(-2)5: 4-7] + (-1)379. (-5)2R
Resolução:
5-[-32:4-7]+(-1).(+25)
-5-[-8-7]+(-25)
5-[-15]-25
-5+15-25
+10 -25 -15
Didatismo e Conhecimento 4
MATEMÁTICA
Números Racionais - Q
Um número racional é o que pode ser escrito na forma
m
n
, onde m e n são números inteiros, sendo que n deve ser diferente
de zero. Frequentemente usamos m/n para significar a divisão de
m por n.
Como podemos observar, números racionais podem ser obti-
dos através da razão entre dois números inteiros, razão pela qual, o
conjunto de todos os números racionais é denotado por Q. Assim,
é comum encontrarmos na literatura a notação:
Q = {
m
n : m e n em Z, n diferente de zero}
No conjunto Q destacamos os seguintes subconjuntos:
- Q* = conjunto dos racionais não nulos;
- Q+ = conjunto dos racionais não negativos;
- Q*+ = conjunto dos racionais positivos;
- Q _ = conjunto dos racionais não positivos;
- Q*_ = conjunto dos racionais negativos.
Representação Decimal das Frações
Tomemos um número racional p
q
, tal que p não seja múltiplo
de q. Para escrevê-lo na forma decimal, basta efetuar a divisão do
numerador pelo denominador.
Nessa divisão podem ocorrer dois casos:
1º) O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, um
número finito de algarismos. Decimais Exatos:
2
5
= 0,4
1
4
= 0,25
35
4
= 8,75
153
50
= 3,06
2º) O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, infinitos
algarismos (nem todos nulos), repetindo-se periodicamente.
Decimais Periódicos ou Dízimas Periódicas:
1
3
= 0,333...
1
22
= 0,04545...
167
66
= 2,53030...
Representação Fracionária dos Números Decimais
Trata-se do problema inverso: estando o número racional
escrito na forma decimal, procuremos escrevê-lo na forma de
fração. Temos dois casos:
1º) Transformamos o número em uma fração cujo numerador
é o número decimal sem a vírgula e o denominador é composto
pelo numeral 1, seguido de tantos zeros quantas forem as casas
decimais do número decimal dado:
0,9 = 9
10
5,7 = 57
10
0,76 = 76
100
3,48 = 348
100
0,005 = 5
1000
= 1
200
2º) Devemos achar a fração geratriz da dízima dada; para tanto,
vamos apresentar o procedimento através de alguns exemplos:
Exemplo 1
Seja a dízima 0, 333... .
Façamos x = 0,333... e multipliquemos ambos os membros
por 10: 10x = 0,333
Subtraindo, membro a membro, a primeira igualdade da
segunda:
10x – x = 3,333... – 0,333... ⇒ 9x = 3 ⇒ x = 3/9
Assim, a geratriz de 0,333... é a fração 3
9
.
Exemplo 2
Seja a dízima 5, 1717...
Façamos x = 5,1717... e 100x = 517,1717... .
Subtraindo membro a membro, temos:
99x = 512 ⇒ x = 512/99
Assim, a geratriz de 5,1717... é a fração 512
99
.
Exemplo 3
Seja a dízima 1, 23434...
Façamos x = 1,23434... 10x = 12,3434... 1000x = 1234,34... .
Subtraindo membro a membro, temos:
990x = 1234,34... – 12,34... ⇒ 990x = 1222 ⇒ x = 1222/990
Simplificando, obtemos x = 611
495
, a fração geratriz da dízima
1, 23434...
Módulo ou valor absoluto: É a distância do ponto que
representa esse número ao ponto de abscissa zero.
Exemplo: Módulo de - 3
2
é 3
2
. Indica-se 3
2
- = 3
2
Didatismo e Conhecimento 5
MATEMÁTICA
Módulo de + 3
2
é 3
2
. Indica-se 3
2
+ = 3
2
Números Opostos: Dizemos que – 3
2
e 3
2
são números
racionais opostos ou simétricos e cada um deles é o oposto do
outro. As distâncias dos pontos – 3
2
e 3
2
ao ponto zero da reta
são iguais.
Soma (Adição) de Números Racionais
Como todo número racional é uma fração ou pode ser escrito
na forma de uma fração, definimos a adição entre os números
racionais a
b
e c
d
, da mesma forma que a soma de frações,
através de:
a
b
+ c
d
= ad + bc
bd
Propriedades da Adição de Números Racionais
O conjunto Q é fechado para a operação de adição, isto é, a
soma de dois números racionais ainda é um número racional.
- Associativa: Para todos a, b, c em Q: a + ( b + c ) = ( a +
b ) + c
- Comutativa: Para todos a, b em Q: a + b = b + a
- Elemento neutro: Existe 0 em Q, que adicionado a todo q em
Q, proporciona o próprio q, isto é: q + 0 = q
- Elemento oposto: Para todo q em Q, existe -q em Q, tal que
q + (–q) = 0
Subtração de Números Racionais
A subtração de dois números racionais p e q é a própria
operação de adição do número p com o oposto de q, isto é:
p – q = p + (–q)
Multiplicação (Produto) de Números Racionais
Como todo número racional é uma fração ou pode ser escrito
na forma de uma fração, definimos o produto de dois números
racionais a
b
e c
d
, da mesma forma que o produto de frações,
através de:
a
b x c
d
= ac
bd
O produto dos números racionais a e b também pode ser
indicado por a × b, axb, a.b ou ainda ab sem nenhum sinal entre
as letras.
Para realizar a multiplicação de números racionais, devemos
obedecer à mesma regra de sinais que vale em toda a Matemática:
(+1) × (+1) = (+1)
(+1) × (-1) = (-1)
(-1) × (+1) = (-1)
(-1) × (-1) = (+1)
Podemos assim concluir que o produto de dois números com o
mesmo sinal é positivo, mas o produto de dois números com sinais
diferentes é negativo.
Propriedades da Multiplicação de Números Racionais
O conjunto Q é fechado para a multiplicação, isto é, o produto
de dois números racionais ainda é um número racional.
- Associativa: Para todos a, b, c em Q: a × ( b × c ) = ( a ×
b ) × c
- Comutativa: Para todos a, b em Q: a × b = b × a
- Elemento neutro: Existe 1 em Q, que multiplicado por todo
q em Q, proporciona o próprio q, isto é: q × 1 = q
- Elemento inverso: Para todo q = a
b
em Q, q diferente de
zero, existe q-1 =
b
a
em Q: q × q-1 = 1 a
b
x b
a
= 1
- Distributiva: Para todos a, b, c em Q: a × ( b + c ) = ( a ×
b ) + ( a × c )
Divisão de Números Racionais
A divisão de dois números racionais p e q é a própria operação
de multiplicação do número p pelo inverso de q, isto é: p ÷ q =
p × q-1
Potenciação de Números Racionais
A potência qn do número racional q é um produto de n fatores
iguais. O número q é denominado a base e o númeron é o expoente.
qn = q × q × q × q × ... × q, (q aparece n vezes)
Exemplos:
a)
2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
= 2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ .
2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ .
2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
8
125
b) − 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ = − 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ . −
1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ . −
1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ = − 1
8
c) (–5)² = (–5) . ( –5) = 25
d) (+5)² = (+5) . (+5) = 25
Propriedades da Potenciação: Toda potência com expoente
0 é igual a 1.
+ 2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
0
= 1
- Toda potência com expoente 1 é igual à própria base.
− 9
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
1
= - 9
4
- Toda potência com expoente negativo de um número racional
diferente de zero é igual a outra potência que tem a base igual ao
inverso da base anterior e o expoente igual ao oposto do expoente
anterior.
− 3
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
−2
. − 5
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
= 25
9
Didatismo e Conhecimento 6
MATEMÁTICA
- Toda potência com expoente ímpar tem o mesmo sinal da
base.
2
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
= 2
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ .
2
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ .
2
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
8
27
- Toda potência com expoente par é um número positivo.
− 1
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
= − 1
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ . −
1
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
1
25
- Produto de potências de mesma base. Para reduzir um produto
de potências de mesma base a uma só potência, conservamos a
base e somamos os expoentes.
2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
. 2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
= 2
5
.2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ .
2
5
.2
5
.2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2+3
= 2
5
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
5
- Quociente de potências de mesma base. Para reduzir
um quociente de potências de mesma base a uma só potência,
conservamos a base e subtraímos os expoentes.
3
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
5
. 3
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
=
3
2
. 3
2
. 3
2
. 3
2
. 3
2
3
2
. 3
2
= 3
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
5−2
= 3
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
- Potência de Potência. Para reduzir uma potência de potência
a uma potência de um só expoente, conservamos a base e
multiplicamos os expoentes
1
2
2⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
⎡
⎣
⎢
⎤
⎦
⎥
3
= 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
. 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
. 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
= 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2+2+2
= 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3+2
= 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
6
Radiciação de Números Racionais
Se um número representa um produto de dois ou mais fatores
iguais, então cada fator é chamado raiz do número. Vejamos alguns
exemplos:
Exemplo 1
4 Representa o produto 2 . 2 ou 22. Logo, 2 é a raiz quadrada
de 4. Indica-se √4= 2.
Exemplo 2
1
9
Representa o produto 1
3
. 1
3
ou 1
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2
. Logo, 1
3
é a raiz
quadrada de 1
9
.Indica-se 1
9
= 1
3
Exemplo 3
0,216 Representa o produto 0,6 . 0,6 . 0,6 ou (0,6)3. Logo, 0,6
é a raiz cúbica de 0,216. Indica-se 0,2163 = 0,6.
Assim, podemos construir o diagrama:
N Z Q
Um número racional, quando elevado ao quadrado, dá o
número zero ou um número racional positivo. Logo, os números
racionais negativos não têm raiz quadrada em Q.
O número -100
9
não tem raiz quadrada em Q, pois tanto
-10
3
como +10
3
, quando elevados ao quadrado, dão 100
9
.
Um número racional positivo só tem raiz quadrada no conjunto
dos números racionais se ele for um quadrado perfeito.
O número 2
3
não tem raiz quadrada em Q, pois não existe
número racional que elevado ao quadrado dê 2
3
.
Exercícios
1. Calcule o valor das expressões numéricas:
a) 7
24
− 5
12
− 1
8
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ − − 7
6
+ 3
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
⎡
⎣⎢
⎤
⎦⎥
b) + 3
16
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ : − 1
12
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ +
5
2
⎡
⎣⎢
⎤
⎦⎥
− 9
4
− 7
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
2. Escreva o produto
73
3
2.
3
2
+
+ como uma só potência.
3. Escreva o quociente
− 16
25
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
12
: − 16
25
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
4
como uma só
potência.
4. Qual é o valor da expressão −
13
24
− 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
: + 3
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ ?
5. Para encher um álbum de figurinhas, Karina contribuiu com
1
6
das figurinhas, enquanto Cristina contribuiu com das figurinhas
3
4
. Com que fração das figurinhas as duas juntas contribuíram?
6. Ana está lendo um livro. Em um dia ela leu 1
4
do livro e no
dia seguinte leu 1
6
do livro. Então calcule:
a) A fração do livro que ela já leu.
b) A fração do livro que falta para ela terminar a leitura.
7. Em um pacote há 4
5
de 1 Kg de açúcar. Em outro pacote
há 1
3
. Quantos quilos de açúcar o primeiro pacote tem a mais que
o segundo?
Didatismo e Conhecimento 7
MATEMÁTICA
8. A rua onde Cláudia mora está sendo asfaltada. Os 5
9
da rua
já foram asfaltados. Que fração da rua ainda resta asfaltar?
9. No dia do lançamento de um prédio de apartamentos, 1
3
desses apartamentos foi vendido e 1
6
foi reservado. Assim:
a) Qual a fração dos apartamentos que foi vendida e reservada?
b) Qual a fração que corresponde aos apartamentos que não
foram vendidos ou reservados?
10. Transforme em fração:
a) 2,08
b) 1,4
c) 0,017
d) 32,17
Respostas
1) Solução
a)
7
24
− 5
12
− 1
8
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ − − 7
6
+ 3
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
⎡
⎣⎢
⎤
⎦⎥
= 7
24
− 10 − 3
24
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ −
−14 + 9
12
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
⎡
⎣⎢
⎤
⎦⎥
7
24
− 7
24
+ 5
12
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
7
24
− 7 +10
24
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
7
24
− 17
24
= − 10
24
= − 5
12
b) + 3
16
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ : − 1
12
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ +
5
2
⎡
⎣⎢
⎤
⎦⎥
− 9
4
− 7
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
16
− 1
12
+ 5
2
⎡
⎣
⎢
⎢
⎢
⎤
⎦
⎥
⎥
⎥
− 9 −14
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ =
36
16
− 5
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ − − 5
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
− 9
4
+ 5
2
+ 5
4
= −9 +10 + 5
4
= 6
4
= 3
2
mmc:(4;2)=4
2) Solução:
+ 2
3
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
10
3) Solução:
− 16
25
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
8
4) Solução:
− 13
24
− − 1
2
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟
3
: + 3
4
⎛
⎝⎜
⎞
⎠⎟ −
13
24
− 1
8
: 3
4
− 13
24
+ 4
24
= −13+ 4
24
= − 9
24
= − 3
8
5) Resposta 11
12Solução:
1
6
+ 3
4
= 2
12
+ 9
12
= 11
12
6) Solução:
a) 1
4
+ 1
6
= 3
12
+ 2
12
= 5
12
b) 1- 5
12
= 12
12
- 5
12
= 7
12
7) Respostas 7
15Solução:
4
5 - 1
3
= 12
15
- 5
15
= 7
15
8) Resposta 4
9Solução:
1 -
5
9 = 9
9
- 5
9
= 4
9
9) Solução:
a)
1
3 + 1
6 = 2
6
+ 1
6 = 3
6 = 1
2
b) 1- 1
2
= 2
2
- 1
2
= 1
2
10) Solução:
a) 2,08 →
208
100
= 52
25
b) 1,4 →
14
10
= 7
5
c) 0,017 →
17
1000
d) 32,17 →
3217
100
Números Irracionais
Os números racionais, aqueles que podem ser escritos na
forma de uma fração a/b onde a e b são dois números inteiros, com
a condição de que b seja diferente de zero, uma vez que sabemos
da impossibilidade matemática da divisão por zero.
Vimos também, que todo número racional pode ser escrito na
forma de um número decimal periódico, também conhecido como
dízima periódica.
Didatismo e Conhecimento 8
MATEMÁTICA
Vejam os exemplos de números racionais a seguir:
3 / 4 = 0,75 = 0, 750000...
- 2 / 3 = - 0, 666666...
1 / 3 = 0, 333333...
2 / 1 = 2 = 2, 0000...
4 / 3 = 1, 333333...
- 3 / 2 = - 1,5 = - 1, 50000...
0 = 0, 000...
Existe, entretanto, outra classe de números que não podem
ser escritos na forma de fração a/b, conhecidos como números
irracionais.
Exemplo
O número real abaixo é um número irracional, embora pareça
uma dízima periódica: x = 0,10100100010000100000...
Observe que o número de zeros após o algarismo 1 aumenta
a cada passo. Existem infinitos números reais que não são dízimas
periódicas e dois números irracionais muito importantes, são:
e = 2,718281828459045...,
Pi (π) = 3,141592653589793238462643...
Que são utilizados nas mais diversas aplicações práticas
como: cálculos de áreas, volumes, centros de gravidade, previsão
populacional, etc.
Classificação dos Números Irracionais
Existem dois tipos de números irracionais:
- Números reais algébricos irracionais:
são raízes de polinômios com coeficientes inteiros. Todo número
real que pode ser representado através de uma quantidade finita de
somas, subtrações, multiplicações, divisões e raízes de grau inteiro
a partir dos números inteiros é um número algébrico, por exemplo,
.
A recíproca não é verdadeira: existem números algébricos que
não podem ser expressos através de radicais, conforme o teorema
de Abel-Ruffini.
- Números reais transcendentes: não são raízes de polinômios
com coeficientes inteiros. Várias constantes matemáticas são
transcendentes, como pi ( ) e o número de Euler ( ). Pode-se
dizer que existem mais números transcendentes do que números
algébricos (a comparação entreconjuntos infinitos pode ser feita
na teoria dos conjuntos).
A definição mais genérica de números algébricos e
transcendentes é feita usando-se números complexos.
Identificação de números irracionais
Fundamentado nas explanações anteriores, podemos afirmar
que:
- Todas as dízimas periódicas são números racionais.
- Todos os números inteiros são racionais.
- Todas as frações ordinárias são números racionais.
- Todas as dízimas não periódicas são números irracionais.
- Todas as raízes inexatas são números irracionais.
- A soma de um número racional com um número irracional é
sempre um número irracional.
- A diferença de dois números irracionais, pode ser um número
racional.
Exemplo: - = 0 e 0 é um número racional.
- O quociente de dois números irracionais, pode ser um
número racional.
Exemplo: 8 : 2 = 4 = 2 e 2 é um número racional.
- O produto de dois números irracionais, pode ser um número
racional.
Exemplo: . = = 5 e 5 é um número racional.
- A união do conjunto dos números irracionais com
o conjunto dos números racionais, resulta num conjunto
denominado conjunto R dos números reais.
- A interseção do conjunto dos números racionais com o
conjunto dos números irracionais, não possui elementos comuns e,
portanto, é igual ao conjunto vazio (∅).
Simbolicamente, teremos:
Q∪I = R
Q∩I =∅
MDC e MMC
MDC – O máximo divisor comum de dois ou mais números é
o maior número que é divisor comum de todos os números dados.
Consideremos:
- o número 18 e os seus divisores naturais:
D+ (18) = {1, 2, 3, 6, 9, 18}.
- o número 24 e os seus divisores naturais:
D+ (24) = {1, 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24}.
Podemos descrever, agora, os divisores comuns a 18 e 24:
D+ (18) D+ (24) = {1, 2, 3, 6}.
Observando os divisores comuns, podemos identificar o maior
divisor comum dos números 18 e 24, ou seja: MDC (18,24) = 6.
Outra técnica para o cálculo do MDC:
Decomposição em fatores primos
Para obtermos o mdc de dois ou mais números por esse
processo, procedemos da seguinte maneira:
- Decompomos cada número dado em fatores primos.
- O mdc é o produto dos fatores comuns obtidos, cada um
deles elevado ao seu menor expoente.
Exemplo
Achar o mdc entre 300 e 504.
Didatismo e Conhecimento 9
MATEMÁTICA
300 2 504 2 300 = 22 . 3 . 52
150 2 252 2 504 = 23 . 32 . 7
75 3 126 2
25 5 63 3 mdc (300, 504) = 22 . 3 = 4 . 3 = 12
5 5 21 3
1 7 7
1
MMC
O mínimo múltiplo comum de dois ou mais números é o
menor número positivo que é múltiplo comum de todos os números
dados. Consideremos:
- O número 6 e os seus múltiplos positivos:
M*+ (6) = {6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, ...}
- O número 8 e os seus múltiplos positivos:
M*+ (8) = {8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, ...}
Podemos descrever, agora, os múltiplos positivos comuns:
M*+ (6) M*+ (8) = {24, 48, 72, ...}
Observando os múltiplos comuns, podemos identificar o
mínimo múltiplo comum dos números 6 e 8, ou seja: MMC (6,8)
= 24
Outra técnica para o cálculo do MMC:
Decomposição isolada em fatores primos
Para obter o mmc de dois ou mais números por esse processo,
procedemos da seguinte maneira:
- Decompomos cada número dado em fatores primos.
- O mmc é o produto dos fatores comuns e não-comuns, cada
um deles elevado ao seu maior expoente.
Exemplo
Achar o mmc entre 18 e 120.
18 2 120 2 18 = 2 . 32
9 3 60 2 120 = 23 . 3 . 5
3 3 30 2
1 15 3 mmc (18, 120) = 23 . 32 . 5 = 8 . 9 . 5 = 360
5 5
1
2. POLINÔMIOS (OPERAÇÕES
BÁSICAS: ADIÇÃO, SUBTRAÇÃO,
MULTIPLICAÇÃO E DIVISÃO).
Para polinômios podemos encontrar várias definições diferen-
tes como:
Polinômio é uma expressão algébrica com todos os termos
semelhantes reduzidos. Polinômio é um ou mais monômios sepa-
rados por operações.
As duas podem ser aceitas, pois se pegarmos um polinômio
encontraremos nele uma expressão algébrica e monômios separa-
dos por operações.
- 3xy é monômio, mas também considerado polinômio, assim
podemos dividir os polinômios em monômios (apenas um monô-
mio), binômio (dois monômios) e trinômio (três monômios).
- 3x + 5 é um polinômio e uma expressão algébrica.
Como os monômios, os polinômios também possuem grau e
é assim que eles são separados. Para identificar o seu grau, basta
observar o grau do maior monômio, esse será o grau do polinômio.
Com os polinômios podemos efetuar todas as operações: adi-
ção, subtração, divisão, multiplicação, potenciação.
O procedimento utilizado na adição e subtração de polinômios
envolve técnicas de redução de termos semelhantes, jogo de sinal,
operações envolvendo sinais iguais e sinais diferentes. Observe os
exemplos a seguir:
Adição
Exemplo 1
Adicionar x2 – 3x – 1 com –3x2 + 8x – 6.
(x2 – 3x – 1) + (–3x2 + 8x – 6) → eliminar o segundo parênteses
através do jogo de sinal.
+(–3x2) = –3x2
+(+8x) = +8x
+(–6) = –6
x2 – 3x – 1 –3x2 + 8x – 6 → reduzir os termos semelhantes.
x2 – 3x2 – 3x + 8x – 1 – 6
–2x2 + 5x – 7
Portanto: (x2 – 3x – 1) + (–3x2 + 8x – 6) = –2x2 + 5x – 7
Exemplo 2
Adicionando 4x2 – 10x – 5 e 6x + 12, teremos:
(4x2 – 10x – 5) + (6x + 12) → eliminar os parênteses utilizando
o jogo de sinal.
4x2 – 10x – 5 + 6x + 12 → reduzir os termos semelhantes.
4x2 – 10x + 6x – 5 + 12
4x2 – 4x + 7
Portanto: (4x2 – 10x – 5) + (6x + 12) = 4x2 – 4x + 7
Subtração
Exemplo 1
Subtraindo –3x2 + 10x – 6 de 5x2 – 9x – 8.
(5x2 – 9x – 8) – (–3x2 + 10x – 6) → eliminar os parênteses
utilizando o jogo de sinal.
– (–3x2) = +3x2
– (+10x) = –10x
– (–6) = +6
5x2 – 9x – 8 + 3x2 –10x +6 → reduzir os termos semelhantes.
5x2 + 3x2 – 9x –10x – 8 + 6
8x2 – 19x – 2
Portanto: (5x2 – 9x – 8) – (–3x2 + 10x – 6) = 8x2 – 19x – 2
Didatismo e Conhecimento 10
MATEMÁTICA
Exemplo 2
Se subtrairmos 2x³ – 5x² – x + 21 e 2x³ + x² – 2x + 5 teremos:
(2x³ – 5x² – x + 21) – (2x³ + x² – 2x + 5) → eliminando os
parênteses através do jogo de sinais.
2x³ – 5x² – x + 21 – 2x³ – x² + 2x – 5 → redução de termos
semelhantes.
2x³ – 2x³ – 5x² – x² – x + 2x + 21 – 5
0x³ – 6x² + x + 16
– 6x² + x + 16
Portanto: (2x³ – 5x² – x + 21) – (2x³ + x² – 2x + 5) = – 6x² +
x + 16
Exemplo 3
Considerando os polinômios A = 6x³ + 5x² – 8x + 15, B = 2x³
– 6x² – 9x + 10 e C = x³ + 7x² + 9x + 20. Calcule:
a) A + B + C
(6x³ + 5x² – 8x + 15) + (2x³ – 6x² – 9x + 10) + (x³ + 7x² + 9x
+ 20)
6x³ + 5x² – 8x + 15 + 2x³ – 6x² – 9x + 10 + x³ + 7x² + 9x + 20
6x³ + 2x³ + x³ + 5x² – 6x² + 7x² – 8x – 9x + 9x + 15 + 10 + 20
9x³ + 6x² – 8x + 45
A + B + C = 9x³ + 6x² – 8x + 45
b) A – B – C
(6x³ + 5x² – 8x + 15) – (2x³ – 6x² – 9x + 10) – (x³ + 7x² + 9x
+ 20)
6x³ + 5x² – 8x + 15 – 2x³ + 6x² + 9x – 10 – x³ – 7x² – 9x – 20
6x³ – 2x³ – x³ + 5x² + 6x² – 7x² – 8x + 9x – 9x + 15 – 10 – 20
6x³ – 3x³ + 11x² – 7x² – 17x + 9x + 15 – 30
3x³ + 4x² – 8x – 15
A – B – C = 3x³ + 4x² – 8x – 15
A multiplicação com polinômio (com dois ou mais monômios)
pode ser realizada de três formas:
Multiplicação de monômio com polinômio.
Multiplicação de número natural com polinômio.
Multiplicação de polinômio com polinômio.
As multiplicações serão efetuadas utilizando as seguintes
propriedades:
- Propriedade da base igual e expoente diferente: an . am = a n + m
- Monômio multiplicado por monômio é o mesmo que
multiplicar parte literal com parte literal e coeficiente com
coeficiente.
Multiplicação de monômio com polinômio
- Se multiplicarmos 3x por (5x2 + 3x – 1), teremos:
3x . (5x2 + 3x – 1) → aplicar a propriedade distributiva.
3x . 5x2 + 3x . 3x + 3x . (-1)
15x3 + 9x2 – 3x
Portanto: 3x (5x2 + 3x – 1) = 15x3 + 9x2 – 3x
- Se multiplicarmos -2x2 por (5x – 1), teremos:
-2x2 (5x – 1) → aplicando a propriedade distributiva.
-2x2 . 5x – 2x2 . (-1)
- 10x3 + 2x2
Portanto: -2x2(5x – 1) = - 10x3 + 2x2
Multiplicação de número natural
- Se multiplicarmos 3 por (2x2 + x + 5), teremos:
3 (2x2 + x + 5) → aplicar a propriedade distributiva.
3 . 2x2 + 3 . x + 3 . 5
6x2 + 3x + 15.
Portanto: 3 (2x2 + x + 5) = 6x2 + 3x + 15.
Multiplicação de polinômio com polinômio
- Se multiplicarmos (3x – 1) por (5x2 + 2)
(3x – 1) . (5x2 + 2) → aplicar a propriedade distributiva.
3x . 5x2 + 3x . 2 – 1 . 5x2 – 1 . 2
15x3 + 6x – 5x2 – 2
Portanto: (3x – 1) . (5x2 + 2) = 15x3 + 6x – 5x2 – 2
- Multiplicando (2x2 + x + 1) por (5x – 2), teremos:
(2x2 + x + 1) (5x – 2) → aplicar a propriedade distributiva.
2x2 . (5x) + 2x2 . (-2) + x . 5x + x . (-2) + 1 . 5x + 1 . (-2)
10x3 – 4x2 + 5x2 – 2x + 5x – 2
10x3+ x2 + 3x – 2
Portanto: (2x2 + x + 1) (5x – 2) = 10x3+ x2 + 3x – 2
Divisão
A compreensão de como funciona a divisão de polinômio por
monômio irá depender de algumas definições e conhecimentos.
Será preciso saber o que é um monômio, um polinômio e como
resolver a divisão de monômio por monômio. Dessa forma, veja a
seguir uma breve explicação sobre esses assuntos.
• Polinômio é uma expressão algébrica racional e inteira, por
exemplo:
x2y
3x – 2y
x + y5 + ab
• Monômio é um tipo de polinômio que possui apenas um
termo, ou seja, que possui apenas coeficiente e parte literal. Por
exemplo:
a2 → 1 é o coeficiente e a2 parte literal.
3x2y → 3 é o coeficiente e x2y parte literal.
-5xy6 → -5 é o coeficiente e xy6 parte literal.
• Divisão de monômio por monômio
Ao resolvermos uma divisão onde o dividendo e o divisor
são monômios devemos seguir a regra: dividimos coeficiente com
coeficiente e parte literal com parte literal. Exemplos: 6x3 : 3x = 6
. x3 = 2x2 3x2
Observação: ao dividirmos as partes literais temos que estar
atentos à propriedade que diz que base igual na divisão, repete a
base e subtrai os expoentes.
Didatismo e Conhecimento 11
MATEMÁTICA
Depois de relembrar essas definições veja alguns exemplos de
como resolver divisões de polinômio por monômio.
Exemplo: (10a3b3 + 8ab2) : (2ab2)
O dividendo 10a3b3 + 8ab2 é formado por dois monômios.
Dessa forma, o divisor 2ab2, que é um monômio, irá dividir cada
um deles, veja:
(10a3b3 + 8ab2) : (2ab2)
Assim, transformamos a divisão de polinômio por monômio
em duas divisões de monômio por monômio. Portanto, para
concluir essa divisão é preciso dividir coeficiente por coeficiente e
parte literal por parte literal.
ou
Portanto, (10a3b3 + 8ab2) : (2ab2) = 5a2b + 4
Exemplo: (9x2y3 – 6x3y2 – xy) : (3x2y)
O dividendo 9x2y3 – 6x3y2 – xy é formado por três monômios.
Dessa forma, o divisor 3x2y, que é um monômio irá dividir cada
um deles, veja:
Assim, transformamos a divisão de polinômio por monômio
em três divisões de monômio por monômio. Portanto, para concluir
essa divisão é preciso dividir coeficiente por coeficiente e parte
literal por parte literal.
Portanto,
Exercícios
1. Um Caderno custa y reais. Gláucia comprou 4 cadernos,
Cristina comprou 6, e Karina comprou 3. Qual é o monômio que
expressa a quantia que as três gastaram juntas?
2. Suponha que a medida do lado de um quadrado seja
expressa por 6x², em que x representa um número real positivo.
Qual o monômio que vai expressar a área desse quadrado?
3. Um caderno de 200 folhas custa x reais, e um caderno de
100 folhas custa y reais. Se Noêmia comprar 7 cadernos de 200
folhas e 3 cadernos de 100 folhas, qual é a expressão algébrica que
irá expressar a quantia que ela irá gastar?
4. Escreve de forma reduzida o polinômio: 0,3x – 5xy + 1,8y
+ 2x – y + 3,4xy.
5. Calcule de dois modos (7x – 2xy – 5y) + (-2x + 4xy + y)
6. Determine P1 + P2 – P3, dados os Polinômios:
P1 = 3x² + x²y² - 7y²
P2 = 2x² + 8x²y² + 3y²
P3 = 5x² + 7x²y² - 9y²
7. Qual é o polinômio P que, adicionado ao polinômio 2y5 –
3y4 + y² – 5y + 3, dá como resultado o polinômio 3y5 – 2y4 – 2y3
+ 2y² – 4y + 1?
8. Qual é a forma mais simples de se escrever o polinômio
expresso por: 2x(3a – 2x) + a(2x – a) – 3x(a + x)?
9. Qual a maneira para se calcular a multiplicação do seguinte
polinômio: (2x + y)(3x – 2y)?
10. Calcule: (12a5b² – 20a4b³ + 48a³b4) (4ab).
Respostas
1) Resposta “13y reais”.
Solução: 4y + 6y + 3y =
= (4 + 6 + 3)y =
= 13y
Logo, as três juntas gastaram 13y reais.
2) Resposta “36x4”.
Solução:
Área: (6x²)² = (6)² . (x)² = 36x4
Logo, a área é expressa por 36x4.
3) Resposta “7x + 3y”.
Solução:
7 cadernos a x reais cada um: 7x reais
3 cadernos a y reais cada um: 3y reais.
Portanto, a quantia que Noêmia gastará na compra dos
cadernos é expressa por:
7x + 3y → uma expressão algébrica que indica a adição de
monômios.
4) Resposta “2,3x – 1,65xy + 0,8y”.
Solução:
0,3x – 5xy + 1,8y + 2x – y + 3,4xy =
= 0,3x + 2x – 5xy + 3,4xy + 1,8y – y = → propriedade
comutativa
Didatismo e Conhecimento 12
MATEMÁTICA
= 2,3x – 1,65xy + 0,8y → reduzindo os termos semelhantes
Então: 2,3x – 1,65xy + 0,8y é a forma reduzida do polinômio
dado.
5) Resposta “5x + 2xy – 4y”.
Solução: 1˚ Modo:
(7x – 2xy – 5y) + (–2x + 4xy + y) =
= 7x – 2xy – 5y – 2x + 4xy + y =
= 7x – 2x – 2xy + 4xy – 5y + y =
= 5x + 2xy – 4y
2˚ Modo:
7x – 2xy – 5y
– 2x + 4xy + y
-------------------------
5x + 2xy – 4y
6) Resposta “–3x² + 2x²y² + 5y²”.
Solução:
(3x² + x²y² - 7y²) + (x² + 8x²y² + 3y²) – (5x² + 7x²y² - 9y²) =
= 3x² + x²y² – 7y² – x² + 8x²y² + 3y² – 5x² – 7x²y² + 9y² =
= 3x² – x² – 5x² + x²y² + 8x²y² – 7x²y² – 7y² + 3y² + 9y² =
= –3x² + 2x²y² + 5y²
Logo, P1 + P2 – P3 = –3x² + 2x²y² + 5y².
7) Resposta “y5 + y4 – 2y3 + y² + y – 2”.
Solução:
P + (2y5 – 3y4 + y² – 5y + 3) = (3y5 – 2y4 – 2y3 + 2y² – 4y +
1). Daí:
P = (3y5 – 2y4 – 2y3 + 2y² – 4y + 1) – (2y5 – 3y4 + y² – 5y + 3) =
= 3y5 – 2y4 – 2y3 + 2y² – 4y + 1 – 2y5 + 3y4 – y² + 5y – 3 =
= 3y5 – 2y5 – 2y4 + 3y4 – 2y3 + 2y² – y² – 4y + 5y + 1 – 3 =
= y5 + y4 – 2y3 + y² + y – 2.
Logo, o polinômio P procurado é y5 + y4 – 2y3 + y² + y – 2.
8)Resposta “5ax – 7x² – a²”.
Solução:
2x(3a – 2x) + a(2x – a) – 3x(a + x) =
= 6ax – 4x² + 2ax – a² – 3ax – 3x² =
= 6ax + 2ax – 3ax – 4x² – 3x² – a² =
= 5ax – 7x² – a²
9) Resposta “6x² – xy – 2y²”.
Solução: Nesse caso podemos resolve de duas maneiras:
1˚ Maneira: (2x + y)(3x – 2y) =
= 2x . 3x – 2x . 2y + y . 3x – y . 2y =
= 6x² – 4xy + 3xy – 2y² =
= 6x² – xy – 2y²
2˚ Maneira:
3x – 2y
x 2x + y
-------------------
6x² – 4xy
+ 3xy – 2y²
---------------------
6x² – xy – 2y²
10) Resposta “3a4b – 5a³b² + 12a²b³”.
Solução:
(12a5b² – 20a4b³ + 48a³b4) (4ab) =
= (12a5b² 4ab) – (20a4b³ 4ab) + (48a³b4 4ab) =
= 3a4b – 5a³b² + 12a²b³
3. PRODUTOS NOTÁVEIS.
Os produtos notáveis obedecem a leis especiais de formação e,
por isso, não são efetuados pelas regras normais da multiplicação
de polinômios. Apresentam-se em grande número e dão origem a
um conjunto de identidades de grande aplicação.
Considere a e b, expressões em R, representando polinômios
quaisquer, apresentamos a seguir os produtos notáveis.
Quadrado da Soma de Dois Termos
(a + b)2 = (a + b) (a + b) = a2 + 2ab + b2
(a + b)2 = a2 + 2ab + b2
Quadrado da Diferença de Dois Termos
(a - b)2 = (a - b) (a - b) = a2 - 2ab + b2
(a - b)2 = a2 - 2ab + b2
Produto da Soma pela Diferença de Dois Termos
(a + b) (a – b) = a2 – ab + ab - b2
(a + b)(a – b) = a2
Cubo da Soma de Dois Termos
(a + b)3 = (a + b) (a + b)2 = (a + b) (a2 + 2ab + b2)
(a + b)3 = a3 + 2a2b + ab2 + a2b + 2ab2 + b3
(a + b)3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3
Cubo da Diferença de Dois Termos
(a - b)3 = (a - b) (a2 - 2ab + b2)
(a - b)3 = a3 + 2a2b + ab2 - a2b + 2ab2 - b3
(a - b)3 = a3 - 3a2b + 3ab2 - b3
Exercícios
1. Desenvolva os seguintes produtos notáveis:
a) (3x+y)²
b) (()+x²)²
2. Desenvolva:
a) (()+4y³)²
b) (2x+3y)3
3. Resolva os seguintes termos:
a) (x4 + (1/x2))3
b) ((2x/3) + (4y/5)) . ((2x/3) - (4y/5)
Didatismo e Conhecimento 13
MATEMÁTICA
4. Efetue as multiplicações:
a) (x-2) (x-3)
b) (x+5) (x-4)
5. Simplifique as expressões:
a) (x + y)2 – x2 – y2
b) (x + 2) (x - 7) + (x – 5) (x + 3)
6. Resolva tal expressão:
a) (a –3)²
b) (x – 3y)²
c) (2ª – 5)²
7. Desenvolva:
a) (x + 2) (x – 2)
b) (2x – 5y) (2x + 5y)
8. Resolva a expressão: (x/2 + y/3) (x/2 – y/3).
9. Calcule os seguintes termos:
a) (3 + 4)²
b) (5 + 4)²
10. Utilize a regra do produto notável para resolver os
seguintes cálculos:
a) (x + 2)²
b) (4x + 4)²
c) (a + 4b)²
Respostas
1) Solução:
a → (3x + y)2 =
(3x)2 + 2 . 3x . y + y2 =
9x2 + 6xy + y2
b → (()+x2)2 =
()2 + 2.().x2 + (x2)2 =
() + x2 + x4
2) Solução:
a → (() + 4y3)2 =
()2 – 2 .().4y3 + (4y3)2 =
()x2 – ()xy3 + 16y6
b → (2x+3y)3 =
(2x)3 + 3 .(2x)2. 3y + 3 . 2x .(3y)2 + (3y)3 =
8x 3+ 36x2y + 54xy2 + 27y3
3) Solução:
a → (x4 + (1/x2))3 =
(x4)3 + 3 . (x4)2 . (1/x2) + 3 . x4 . (1/x2)2 + (1/x2)3 =
x12 + 3x6 + 3 + (1/x6)
b → (2x/3) + (4y/5)) . ((2x/3) - (4y/5)) =
(2x/3)2 - (4y/5)2 =
(4/9)x2 - (16/25)y2
4) Solução:
a → (x-2) (x-3) =
x2 + ((-2) + (-3)) x + (-2) . (-3) =
x2 – 5x + 6
b → (x+5) (x-4) =
x2 + (5 + (-4)) x + 5 . (-4) =
x2 + x – 20
5) Solução:
a → (x + y)2 – x2 – y2 =
x2 + 2xy + y2 – x2 – y2 =
2xy
b → (x + 2) (x – 7) + (x – 5) (x + 3) =
x2 + (2 + (-7)) x + 2 . (-7) + x2 + (-5 + 3) x + 3 . (-5) =
x2 – 5x – 14 + x2 – 2x – 15 =
2x2 – 7x – 29
6) Solução:
a → a² - 2 . a . 3 + 3²
a² - 6ª + 9
b → (x)² - 2 . x . 3y + (3y)²
x² - 6xy + 9y²
c → (2ª) ² - 2 . 2ª . 5² - 5²
4ª ² - 4ª . 50 – 25
7) Solução:
a → (x + 2) (x – 2)
x² - 2² =
x² – 4
b → (2x – 5y) (2x + 5y)
(2x) ² - (5y) ² =
4x² - 25y²
8) Solução:
(x/2 + y/3) (x/2 – y/3)
(x/2)² - (y/3)²
x²/4 - y²/9
9) Solução: Nesse caso, podemos resolver de duas maneiras:
a → (3 + 4)² = 7² = 49
(3 + 4)² = 3² + 2 . 3 . 4 + 4² = 9 + 24 + 16 = 49
b → Podemos também resolver de duas maneiras:
(5 + 4)² = 9² = 81
(5 + 4)² = 5² + 2 . 5 . 4 + 4² = 25 + 40 + 16 = 81
10) Solução:
a → x² + 2 . x . 2 + 2²
x² + 4x + 4
b → (4x)² + 2 . 4x . 4 + 4²
16x² + 32x + 16
c → (a)² + 2 . a . 4b + 4b²
a² + 2 . a . 8b + 16b²
Didatismo e Conhecimento 14
MATEMÁTICA
4. EQUAÇÕES DO 1º E 2º GRAUS.
Equação do 1º Grau
Veja estas equações, nas quais há apenas uma incógnita:
3x – 2 = 16 (equação de 1º grau)
2y3 – 5y = 11 (equação de 3º grau)
1 – 3x + 2
5
= x + 1
2
(equação de 1º grau)
O método que usamos para resolver a equação de 1º grau é
isolando a incógnita, isto é, deixar a incógnita sozinha em um dos
lados da igualdade. Para conseguir isso, há dois recursos:
- inverter operações;
- efetuar a mesma operação nos dois lados da igualdade.
Exemplo1
Resolução da equação 3x – 2 = 16, invertendo operações.
Procedimento e justificativa: Se 3x – 2 dá 16, conclui-se que
3x dá 16 + 2, isto é, 18 (invertemos a subtração). Se 3x é igual a 18,
é claro que x é igual a 18 : 3, ou seja, 6 (invertemos a multiplicação
por 3).
Registro
3x – 2 = 16
3x = 16 + 2
3x = 18
x = 18
3
x = 6
Exemplo 2
Resolução da equação 1 – 3x + 2
5 = x + 1
2
, efetuando a
mesma operação nos dois lados da igualdade.
Procedimento e justificativa: Multiplicamos os dois lados
da equação por mmc (2;5) = 10. Dessa forma, são eliminados
os denominadores. Fazemos as simplificações e os cálculos
necessários e isolamos x, sempre efetuando a mesma operação nos
dois lados da igualdade. No registro, as operações feitas nos dois
lados da igualdade são indicadas com as setas curvas verticais.
Registro
1 – 3x + 2/5 = x + 1 /2
10 – 30x + 4 = 10x + 5
-30x - 10x = 5 - 10 - 4
-40x = +9(-1)
40x = 9
x = 9/40
x = 0,225
Há também um processo prático, bastante usado, que se baseia
nessas ideias e na percepção de um padrão visual.
- Se a + b = c, conclui-se que a = c + b.
Na primeira igualdade, a parcela b aparece somando no lado
esquerdo; na segunda, a parcela b aparece subtraindo no lado
direito da igualdade.
- Se a . b = c, conclui-se que a = c + b, desde que b ≠ 0.
Na primeira igualdade, o número b aparece multiplicando no
lado esquerdo; na segunda, ele aparece dividindo no lado direito
da igualdade.
O processo prático pode ser formulado assim:
- Para isolar a incógnita, coloque todos os termos com
incógnita de um lado da igualdade e os demais termos do outro
lado.
- Sempre que mudar um termo de lado, inverta a operação.
Exemplo
Resolução da equação 5(x+2)
2 = (x+2) . (x-3)
3 - x
2
3
, usando o
processo prático.
Procedimento e justificativa: Iniciamos da forma habitual,
multiplicando os dois lados pelo mmc (2;3) = 6. A seguir, passamos
a efetuar os cálculos indicados. Neste ponto, passamos a usar o
processo prático, colocando termos com a incógnita à esquerda e
números à direita, invertendo operações.
Registro
5(x+2)
2
- (x+2) . (x-3)
3 = x
2
3
6. 5(x+2)
2
- 6. (x+2) . (x-3)
3
= 6. x
2
3
15(x + 2) – 2(x + 2)(x – 3) = – 2x2
15x + 30 – 2(x2 – 3x + 2x – 6) = – 2x2
15x + 30 – 2(x2 – x – 6) = – 2x2
15x + 30 – 2x2 + 2x + 12 = – 2x2
17x – 2x2 + 42 = – 2x2
17x – 2x2 + 2x2 = – 42
17x = – 42
x = - 42
17
Note que, de início, essa última equação aparentava ser de
2º grau por causa do termo - x2
3
no seu lado direito. Entretanto,
depois das simplificações, vimos que foi reduzida a uma equação
de 1º grau (17x = – 42).
Exercícios
1. Resolva a seguinte equação: x - 1
2 - x + 3
4
= 2x - x - 4
3
2. Resolva: x - 3
5 - 2x + 3
2
- 5 =
3x + 1
2 - 4x + 2
5
3. Calcule:
Didatismo e Conhecimento 15
MATEMÁTICA
a) -3x – 5 = 25
b) 2x - 1
2
= 3
c) 3x + 24 = -5x
4. Existem três números inteiros consecutivos com soma igual
a 393. Que números são esses?
5. Determine um número real “a” para que as expressões (3a
+ 6)/ 8 e (2a + 10)/6 sejam iguais.
6. Determine o valor da incógnita x:
a) 2x – 8 = 10
b) 3 – 7.(1-2x) = 5 – (x+9)
7. Verifique se três é raiz de 5x – 3 = 2x + 6.
8. Verifique se -2 é raiz de x² – 3x = x – 6.
9. Quando o número x na equação ( k – 3 ).x + ( 2k – 5 ).4 +
4k = 0 vale 3, qual será o valor de K?
10. Resolva as equações a seguir:
a)18x - 43 = 65
b) 23x - 16 = 14 - 17x
c) 10y - 5 (1 + y) = 3 (2y - 2) - 20
Respostas
1) Resposta “ x = -31
17 ”
Solução:
x - 1
2
- x + 3
4 = 2x - x - 4
3
6(x - 1) - 3(x + 3) = 24x - 4(x - 4)
12
6x – 6 – 3x – 9 = 24x – 4x + 16
6x – 3x – 24x + 4x = 16 + 9 + 6
10 x – 27x = 31
(-1) - 17x = 31
x = -31
17
2) Resposta “ x = -32
15
”
Solução:
x - 3
5 - 2x + 3
2
- 5 = 3x - 1
2 - 4x + 2
5
2(x - 3) - 5(2x - 3) - 50 = 5(3x - 1) - 2(4x + 2)
10
2x – 6 – 10x + 15 – 50 = 15x – 5 – 8x – 4
2x – 10x – 15x + 8x = -5 – 4 + 50 – 15 + 6
10x – 25x = 56 – 24
(-1) -15x = 32
x =
-32
15
3) Solução:
a) -3x – 5 = 25
-3x = 25 + 5
(-1) -3x = 30
3x = -30
x = - 30
3
= -10
b) 2x - 1
2
= 3
2(2x) - 1 = 6
2
4x – 1 = 6
4x = 6 + 1
4x = 7
x = 7
4
c) 3x + 24 = -5x
3x + 5x = -24
8x = -24
x = - 24
8
= -3
4) Resposta “130; 131 e 132”.
Solução:
x + (x + 1) + (x + 2) = 393
3x + 3 = 393
3x = 390
x = 130
Então, os números procurados são: 130, 131 e 132.
5) Resposta “22”.
Solução:
(3a + 6) / 8 = (2a + 10) / 6
6 (3a + 6) = 8 (2a + 10)
18a + 36 = 16a + 80
2a = 44
a = 44/2 = 22
6) Solução:
a) 2x – 8 = 10
2x = 10 + 8
2x = 18
x = 9 → V = {9}
b) 3 – 7.(1-2x) = 5 – (x+9)
3 –7 + 14x = 5 – x – 9
14x + x = 5 – 9 – 3 + 7
15x= 0
x = 0 → V= {0}
Didatismo e Conhecimento 16
MATEMÁTICA
7) Resposta “Verdadeira”.
Solução:
5x – 3 = 2x + 6
5.3 – 3 = 2.3 + 6
15 – 3 = 6 + 6
12 = 12 → verdadeira
Então 3 é raiz de 5x – 3 = 2x + 6
8) Resposta “Errada”.
Solução:
x2 – 3x = x – 6
(-2)2 – 3. (-2) = - 2 - 6
4 + 6 = - 2 – 6
10 = -8
Então, -2 não é raiz de x2 – 3x = x – 6
9) Resposta “ k = 29
15 ”
Solução:
(k – 3).3 + (2k – 5).4 + 4k = 0
3k – 9 + 8k – 20 + 4k = 0
3k + 8k + 4k = 9 + 20
15k = 29
k = 29
15
10) Resposta
a) 18x = 65 + 43
18x = 108
x = 108/18
x = 6
b) 23x = 14 - 17x + 16
23x + 17x = 30
40x = 30
x = 30/40 = ¾
c) 10y - 5 - 5y = 6y - 6 -20
5y - 6y = -26 + 5
-y = -21
y = 21
Equação do 2º Grau
Denomina-se equação do 2º grau na incógnitax toda equação
da forma ax2 + bx + c = 0, em que a, b, c são números reais e a ≠ 0.
Nas equações de 2º grau com uma incógnita, os números reais
expressos por a, b, c são chamados coeficientes da equação:
- a é sempre o coeficiente do termo em x2.
- b é sempre o coeficiente do termo em x.
- c é sempre o coeficiente ou termo independente.
Equação completa e incompleta:
- Quando b ≠ 0 e c ≠ 0, a equação do 2º grau se diz completa.
Exemplos
5x2 – 8x + 3 = 0 é uma equação completa (a = 5, b = – 8, c = 3).
y2 + 12y + 20 = 0 é uma equação completa (a = 1, b = 12, c
= 20).
- Quando b = 0 ou c = 0 ou b = c = 0, a equação do 2º grau se
diz incompleta.
Exemplos
x2 – 81 = 0 é uma equação incompleta (a = 1, b = 0 e c = – 81).
10t2 +2t = 0 é uma equação incompleta (a = 10, b = 2 e c = 0).
5y2 = 0 é uma equação incompleta (a = 5, b = 0 e c = 0).
Todas essas equações estão escritas na forma ax2 + bx + c
= 0, que é denominada forma normal ou forma reduzida de uma
equação do 2º grau com uma incógnita.
Há, porém, algumas equações do 2º grau que não estão escritas
na forma ax2 + bx + c = 0; por meio de transformações convenientes,
em que aplicamos o princípio aditivo e o multiplicativo, podemos
reduzi-las a essa forma.
Exemplo: Pelo princípio aditivo.
2x2 – 7x + 4 = 1 – x2
2x2 – 7x + 4 – 1 + x2 = 0
2x2 + x2 – 7x + 4 – 1 = 0
3x2 – 7x + 3 = 0
Exemplo: Pelo princípio multiplicativo.
2
x
- 1
2
= x
x - 4
4.(x - 4) - x(x - 4)
2x(x - 4) = 2x2
2x(x - 4)
4(x – 4) – x(x – 4) = 2x2
4x – 16 – x2 + 4x = 2x2
– x2 + 8x – 16 = 2x2
– x2 – 2x2 + 8x – 16 = 0
– 3x2 + 8x – 16 = 0
Resolução das equações incompletas do 2º grau com uma
incógnita.
- A equação é da forma ax2 + bx = 0.
x2 + 9 = 0 ⇒ colocamos x em evidência
x . (x – 9) = 0
x = 0 ou x – 9 = 0
x = 9
Logo, S = {0, 9} e os números 0 e 9 são as raízes da equação.
- A equação é da forma ax2 + c = 0.
x2 – 16 = 0 ⇒ Fatoramos o primeiro membro, que é uma
diferença de dois quadrados.
(x + 4) . (x – 4) = 0
x + 4 = 0 x – 4 = 0
x = – 4 x = 4
Logo, S = {–4, 4}.
Fórmula de Bhaskara
Usando o processo de Bhaskara e partindo da equação escrita
na sua forma normal, foi possível chegar a uma fórmula que vai
nos permitir determinar o conjunto solução de qualquer equação
do 2º grau de maneira mais simples.
Essa fórmula é chamada fórmula resolutiva ou fórmula de
Bhaskara.
Didatismo e Conhecimento 17
MATEMÁTICA
x =-b +- √Δ
2.a
Nesta fórmula, o fato de x ser ou não número real vai depender
do discriminante r; temos então, três casos a estudar.
1º caso: Δ é um número real positivo ( Δ > 0).
Neste caso, √Δ é um número real, e existem dois valores reais
diferentes para a incógnita x, sendo costume representar esses
valores por x’ e x”, que constituem as raízes da equação.
x =-b +- √Δ
2.a x’ = -b +√Δ
2.a
x’’ =-b - √Δ
2.a
2º caso: Δ é zero ( Δ = 0).
Neste caso, √Δ é igual a zero e ocorre:
x =-b +- √Δ
2.a = x =-b +- √0
2.a = -b
+- √0
2.a =
-b
2a
Observamos, então, a existência de um único valor real para
a incógnita x, embora seja costume dizer que a equação tem duas
raízes reais e iguais, ou seja:
x’ = x” = -b 2a
3º caso: Δ é um número real negativo ( Δ < 0).
Neste caso, √Δ não é um número real, pois não há no conjunto
dos números reais a raiz quadrada de um número negativo.
Dizemos então, que não há valores reais para a incógnita x, ou
seja, a equação não tem raízes reais.
A existência ou não de raízes reais e o fato de elas serem
duas ou uma única dependem, exclusivamente, do discriminante
Δ= b2 – 4.a.c; daí o nome que se dá a essa expressão.
Na equação ax2 + bx + c = 0
- Δ = b2 – 4.a.c
- Quando Δ ≥ 0, a equação tem raízes reais.
- Quando Δ < 0, a equação não tem raízes reais.
- Δ > 0 (duas raízes diferentes).
- Δ = 0 (uma única raiz).
Exemplo: Resolver a equação x2 + 2x – 8 = 0 no conjunto R.
temos: a = 1, b = 2 e c = – 8
Δ= b2 – 4.a.c = (2)2 – 4 . (1) . (–8) = 4 + 32 = 36 > 0
Como Δ > 0, a equação tem duas raízes reais diferentes, dadas
por:
x =-b +- √Δ
2.a
=
-(2)+- √36
2.(1)
= -2
+- 6
2
x’ = -2 + 6
2 = 4
2
= 2 x” = -2
- 6
2 = -8
2 = -4
Então: S = {-4, 2}.
Exercícios
1. Se x2 = – 4x, então:
a) x = 2 ou x = 1
b) x = 3 ou x = – 1
c) x = 0 ou x = 2
d) x = 0 ou x = – 4
e) x = 4 ou x = – 1
2. As raízes reais da equação 1,5x2 + 0,1x = 0,6 são:
a) 2
5
e 1
b) 3
5
e 2
3
c) - 3
5
e - 2
5
d) - 2
5
e 2
3
e) 3
5
e - 2
3
3. As raízes da equação x3 – 2x2 – 3x = 0 são:
a) –2, 0 e 1
b) –1, 2 e 3
c) – 3, 0 e 1
d) – 1, 0 e 3
e) – 3, 0 e 2
4. Verifique se o número 5 é raiz da equação x2 + 6x = 0.
5. Determine o valor de m na equação x2 + (m + 1)x – 12 = 0
para que as raízes sejam simétricas.
6. Determine o valor de p na equação x2 – (2p + 5)x – 1 = 0
para que as raízes sejam simétricas.
7. (U. Caxias do Sul-RS) Se uma das raízes da equação 2x2 –
3px + 40 = 0 é 8, então o valor de p é:
a) 5
b) 13
3
c) 7
d) –5
e) –7
8. O número de soluções reais da equação: -6x2 + 4x2
2x2 - 3x
= -4,
com x ≠ 0 e x ≠
3
2
é:
Didatismo e Conhecimento 18
MATEMÁTICA
a) 0
b) 1
c) -2
d) 3
e) 4
9. O(s) valor(es) de B na equação x2 – Bx + 4 = 0 para que o
discriminante seja igual a 65 é(são):
a) 0
b) 9
c) –9
d) –9 ou 9
e) 16
10. Um valor de b, para que a equação 2x2 + bx + 2 = 0 tenha
duas raízes reais e iguais é:
a) 2
b) 3
c) 4
d) 5
e) 6
Respostas
1. Resposta “D”.
Solução:
x2 = – 4x
x2 + 4x = 0
x (x + 4) = 0
x = 0 x + 4 = 0
x = -4
2) Resposta “E”.
Solução:
1,5x2 + 0,1x = 0,6
1,5x2 + 0,1x - 0,6 = 0 (x10)
15x2 +1x - 6 = 0
Δ = b2 – 4.a.c
Δ = 12 – 4 . 15 . – 6
Δ = 1 + 360
Δ = 361
x=
-1 +- √361
2.15 =
-1 +- 19
30 = 18
30 = 3 5 ou -20
30 = - 2
3
3) Resposta “D”.
Solução
x3 – 2x2 – 3x = 0
x (x2 – 2x – 3) = 0
x = 0 x2 – 2x – 3 = 0
Δ = b2 – 4.a.c
Δ = -22 – 4 . 1 . – 3
Δ = 4 + 12
Δ = 16
x=
-(-2) +-√16
2.1
=
2 +- 4
2 = 6 2 = 3 ou -2 2 = -1
4) Resposta “Não”.
Solução:
S= -b a = -6 1 = -6
P= c
a
= 0 1 = 0
Raízes: {-6,0}
Ou x2 + 6x = 0
x (x + 6) = 0
x=0 ou x+6=0
x=-6
5) Resposta “-1”.
Solução:
S = -b
a
= -(m + 1)
1 = - m - 1 P = c
a
= -12
1 = -12
- m - 1 = 0
m = -1
6) Resposta “ -5/2”.
Solução:
x2 – (2p + 5)x – 1 = 0 (-1)
-x2 +(2p + 5)x + 1 = 0
S= -b
a
= -(2p + 5)
-1 = 2p + 5 P= c a = 1
-1
= -1
2p + 5 = 0
2p = -5
p = - 5/2
7) Resposta “C”
Solução:
2x2 – 3px + 40 = 0
282 – 3p8 + 40 = 0
2.64 – 24p + 40 = 0
128 – 24p + 40 = 0
-24p = - 168 (-1)
p = 168/24
p = 7
8) Resposta “C”.
Solução:
-6x2 + 4x3
2x2 - 3x
= x(-6x + 4x2)
x(2x - 3) = -4
-8x + 12 = -6x + 4x2
4x2 + 2x - 12 = 0
Δ = b2 – 4.a.c
Δ = 22 – 4 . 4 . -12
Δ = 4 + 192
Didatismo e Conhecimento 19
MATEMÁTICA
Δ = 196
x=
-2 +-√196
2.4 =
-2 +- 14
8
12
8 = 3 2 ou -16
8 = -2
9) Resposta “D”.
Solução:
x2 – Bx + 4 = 0
b2 – 4.a.c
b2 – 4 . 1 . 4
b2 – 16 = 65
b2= 65 + 16
b = √81
b = 9
b = -B
B = ±9
10) Resposta “C”.
Solução:
2x2 + Bx + 2 = 0
b2 – 4.a.c
b2 – 4 . 2 . 2
b2 - 16
b2 = 16
b = √16
b = 4
5. INEQUAÇÕES DO 1º E 2º GRAUS.
Inequação do 1º Grau
Inequação é toda sentença aberta expressa por uma
desigualdade.
As inequações x + 5 > 12 e 2x – 4 ≤ x + 2 são do 1º grau, isto
é, aquelas em que a variável x aparece com expoente 1.
A expressão à esquerda do sinal de desigualdade chama-se
primeiro membro da inequação. A expressão à direita do sinal de
desigualdade chama-se segundo membro da inequação.
Na inequação x + 5 > 12, por exemplo, observamos que:
A variável é x;
O primeiro membro é x + 5;
O segundo membro é 12.
Na inequação 2x – 4 ≤ x + 2:
A variável é x;
O primeiro membro é 2x – 4;
O segundo membro é x + 2.
Propriedades da desigualdade
Propriedade Aditiva:
Mesmo sentido
Exemplo: Se 8 > 3, então8 + 2 > 3 + 2, isto é: 10 > 5.
Somamos +2 aos dois membros da desigualdade
Uma desigualdade não muda de sentido quando adicionamos
ou subtraímos um mesmo número aos seus dois membros.
Propriedade Multiplicativa:
Mesmo sentido
Exemplo: Se 8 > 3, então 8 . 2 > 3 . 2, isto é: 16 > 6.
Multiplicamos os dois membros por 2
Uma desigualdade não muda de sentido quando multiplicamos
ou dividimos seus dois membros por um mesmo número positivo.
Mudou de sentido
Exemplo: Se 8 > 3, então 8 . (–2) < 3 . (–2), isto é: –16 < –6
Multiplicamos os dois membros por –2
Uma desigualdade muda de sentido quando multiplicamos ou
dividimos seus dois membros por um mesmo número negativo.
Resolver uma inequação é determinar o seu conjunto verdade
a partir de um conjunto universo dado.
Vejamos, através do exemplo, a resolução de inequações do 1º grau.
a) x < 5, sendo U = N
Os números naturais que tornam a desigualdade verdadeira
são: 0, 1, 2, 3 ou 4. Então V = {0, 1, 2, 3, 4}.
b) x < 5, sendo U = Z
Todo número inteiro menor que 5 satisfaz a desigualdade.
Logo, V = {..., –2, –1, 0, 1, 2, 3, 4}.
c) x < 5, sendo U = Q
Todo número racional menor que 5 é solução da inequação
dada. Como não é possível representar os infinitos números
racionais menores que 5 nomeando seus elementos, nós o faremos
por meio da propriedade que caracteriza seus elementos. Assim:
Didatismo e Conhecimento 20
MATEMÁTICA
V = {x ∊ Q / x <5}
Resolução prática de inequações do 1º grau:
A resolução de inequações do 1º grau é feita procedendo
de maneira semelhante à resolução de equações, ou seja,
transformando cada inequação em outra inequação equivalente
mais simples, até se obter o conjunto verdade.
Exemplo
Resolver a inequação 4(x – 2) ≤ 2 (3x + 1) + 5, sendo U = Q.
4(x – 2) ≤ 2 (3x + 1) + 5
4x – 8 ≤ 6x + 2 + 5 aplicamos a propriedade distributiva
4x – 6x ≤ 2 + 5 + 8 aplicamos a propriedade aditiva
–2x ≤ 15 reduzimos os termos semelhantes
Multiplicando os dois membros por –1, devemos mudar o
sentido da desigualdade.
2x ≥ –15
Dividindo os dois membros por 2, obtemos: 2x
2
≥ −15
2
⇒ x ≥ −15
2
Logo, V = x ∈Q | x ≥ −15
2
⎧
⎨
⎩
⎫
⎬
⎭
Vamos determinar o conjunto verdade caso tivéssemos U = Z.
Sendo −15
2
= −7,5 , vamos indicá-lo na reta numerada:
Logo, V = {–7, –6, –5, –4, ...} ou V = {x ∊ Z| x ≥ –7}.
Exercícios
1. Resolver a inequação 7x + 6 > 4x + 7, sendo U = Q.
2. Resolver a inequação x
2
≤ 1
4
− 2x − 3x
5
, sendo U = Q.
3. Verificar se os números racionais −9 e 6 fazem parte do
conjunto solução da inequação 5x − 3 . (x + 6) > x – 14.
4. Resolva as seguintes inequações, em R.
a) 2x + 1 ≤ x + 6
b) 2 - 3x ≥ x + 14
5. Calcule as seguintes inequações, em R.
a) 2(x + 3) > 3 (1 - x)
b) 3(1 - 2x) < 2(x + 1) + x - 7
c) x/3 - (x+1)/2 < (1 - x) / 4
6. Resolva as seguintes inequações, em R.
a) (x + 3) > (-x-1)
b) [1 - 2*(x-1)] < 2
c) 6x + 3 < 3x + 18
7. Calcule as seguintes inequações, em R.
a) 8(x + 3) > 12 (1 - x)
b) (x + 10) > (-x +6)
8. Resolva a inequação: 2 – 4x ≥ x + 17
9. Calcule a inequação 3(x + 4) < 4(2 –x).
10. Quais os valores de x que tornam a inequação
-2x +4 > 0 verdadeira?
Respostas
1) Resposta “S= x ∈Q / x > 1
3
⎧
⎨
⎩
⎫
⎬
⎭
”.
Solução:
7x + 6 > 4x + 7
7x – 4x > 7 – 6
3x > 1
x > 1
3
Da inequação x > 1
3
, podemos dizer que todos os números
racionais maiores que 1
3
formam o conjunto solução de inequação
dada, que é representada por:
S= x ∈Q / x > 1
3
⎧
⎨
⎩
⎫
⎬
⎭
2) Resposta “S = x ∈Q / x > 3
2
⎧
⎨
⎩
⎫
⎬
⎭
”.
Solução:
x
2
≥ 1
4
− 2x − 3x
5
→ 10x
20
≤ 5 − 4.(2 + 3x)
20
=
10x ≤ 5 – 4 .(2 – 3x)
10x ≤ 5 – 8 + 12x
10x – 12 x ≤ -3
-2x ≤ -3 (-1)
2x ≥ 3
x ≥ 3
2
Todo número racional maior ou igual 3
2
a faz parte do
conjunto solução da inequação dada, ou seja:
S= x ∈Q / x > 3
2
⎧
⎨
⎩
⎫
⎬
⎭
3) Resposta “6 faz parte; -9 não faz parte”.
Solução:
5x − 3 . (x + 6) > x – 14
5x – 3x – 18 > x – 14
2x – x > -18 + 14
x > 4
Fazendo agora a verificação:
- Para o número −9, temos: x > 4 → − 9 > 4 (sentença falsa)
- Para o número 6, temos: x > 4 → 6 > 4 (sentença verdadeira)
Então, o número 6 faz parte do conjunto solução da inequação,
enquanto o número −9 não faz parte desse conjunto.
Didatismo e Conhecimento 21
MATEMÁTICA
4) Solução:
a) 2x - x + 1 ≤ x - x + 6
x + 1 ≤ 6
x ≤ 5
b) 2 - 3x - x ≥ x - x + 14
2 - 4x ≥ 14
-4x ≥ 12
- x ≥ 3
x ≤ -3
5) Solução:
a) 2x + 6 > 3 - 3x
2x - 2x + 6 > 3 - 3x - 2x
6 - 3 > -5x
3 > - 5x
-x < 3/5
x > -3/5
b) 3 - 6x < 2x + 2 + x - 7
-6x - 3x < -8
-9x < -8
9x > 8
x > 8/9
c) Primeiro devemos achar um mesmo denominador.
4x
12
− 6.(x +1)
12
< 3.(1− x)
12
4x − 6x − 6
12
− < 3− 3x
12
-2x - 6 < 3 - 3x
x < 9
6) Solução:
a) x + 3 > -x - 1
2x > -4
x > -4/2
x > -2
b) 1 - 2x + 2 < 2
- 2x < 2 - 1 - 2
- 2x < -1
2x > 1
x > 1/2
c) 6x - 3x < 18 - 3
3x < 15
x < 15/3
x < 5
7) Solução:
a) 8x + 24 > 12 - 12x
20x > 12 - 24
20x > -12
x > -12/20
x > -3/5
b) x + x > 6 - 10
2x > -4
x > -4/2
x > -2
8) Resposta “x ≤ -3”.
Solução:
2 – 4x – x ≥ x – x + 17
2 – 5x ≥ 17
-5x ≥ 17 – 2
-5x ≥ 15
5x ≤ -15
x ≤ -3
9) Resposta “x > -7/4”.
Solução:
3x + 12 < 8 – 4x
3x – 3x + 12 < 8 – 4x – 3x
12 < 8 – 7x
12 – 8 < – 7x
4 < – 7x
-x > 7/4
x > -7/4
10) Solução:
-2x > -4
-2x > -4 (-1)
2x < 4
x< 2
O número 2 não é a solução da inequação dada, mais sim qual-
quer valor menor que 2.
Verifique a solução:
Para x = 1
-2x +4 > 0
-2.(1) +4 > 0
-2 + 4 > 0
2 > 0 (verdadeiro)
Observe, então, que o valor de x menor que 2 é a solução para
inequação.
Inequação do 2º Grau
Chamamos inequação do 2º grau às sentenças:
ax2 + bx + c > 0
ax2 + bx + c ≥ 0
ax2 + bx + c < 0
ax2 + bx + c ≤ 0
Onde a, b, c, são números reais conhecidos, a ≠ 0, e x é a
incógnita.
Estudo da variação de sinal da função do 2º grau:
- Não é necessário que tenhamos a posição exata do vértice,
basta que ele esteja do lado certo do eixo x;
- Não é preciso estabelecer o ponto de intersecção do gráfico
da função com o eixo y e considerando que as imagens acima do
eixo x são positivas e abaixo do eixo negativas, podemos dispensar
a colocação do eixo y.
Didatismo e Conhecimento 22
MATEMÁTICA
Para estabelecer a variação de sinal de uma função do 2º grau,
basta conhecer a posição da concavidade da parábola, voltada para
cima ou para baixo, e a existência e quantidade de raízes que ela
apresenta.
Consideremos a função f(x) = ax2 + bx + c com a ≠ 0.
Finalmente, tomamos como solução para inequação as regiões
do eixo x que atenderem às exigências da desigualdade.
Exemplo
Resolver a inequação x2 – 6x + 8 ≥ 0.
- Fazemos y = x2 – 6x + 8.
- Estudamos a variação de sinal da função y.
- Tomamos, como solução da inequação, os valores de x para
os quais y > 0:
S = {x ∈ R| x < 2 ou x > 4}
Observação: Quando o universo para as soluções não é
fornecido, fazemos com que ele seja o conjunto R dos reais.
Exercícios
1. Identifique os coeficientes de cada equação e diga se ela
é completa ou não:
a) 5x2 - 3x - 2 = 0
b) 3x2 + 55 = 0
2. Dentre os números -2, 0, 1, 4, quais deles são raízes da
equação x2-2x-8= 0?
3. O número -3 é a raíz da equação x2 - 7x - 2c = 0. Nessas
condições, determine o valor do coeficiente c:
4. Resolver a inequação 3x² + 10x + 7 < 0.
5. Determine a solução da inequação –2x² – x + 1 ≤ 0.
6. Calcule a solução da inequação x² – 6x + 9 > 0.
7. Determine a solução da inequação x² – 4x ≥ 0.
8. Resolva a inequação -x² + 4 ≥ 0.
9. Identifique os coeficientes de cada equação e diga se ela
é completa ou não:
a) x2 - 6x = 0
b) x2 - 10x + 25 = 0
10. Para que os valores de x a expressão x² – 2x é maior
que –15?
Respostas
1) Solução:
a) a = 5; b = -3; c = -2
Equação completa
b) a = 3; b = 0; c = 55
Equação incompleta
2) Solução: Sabemos que são duas as raízes, agora basta
testarmos.(-2)2 – 2.(-2) - 8 = 0 (-2)2 + 4 - 8 4 + 4 - 8 = 0 (achamos
uma das raízes)
02 – 2.0 - 8 = 0 0 - 0 - 8 0
12 – 2.1 - 8 = 0 1 - 2 - 8 0
42 – 2.4 - 8 = 0 16 - 8 - 8 = 0 (achamos a outra raiz)
3) Solução:
(-3)² - 7.(-3) - 2c = 0
9 +21 - 2c = 0
30 = 2c
c = 15
4) Resposta “S = {x Є R / –7/3 < x < –1}”.
Solução:
S = {x Є R / –7/3 < x < –1}
Didatismo e Conhecimento 23
MATEMÁTICA
5) Resposta “S = {x Є R / x < –1 ou x > 1/2} ”.
Solução:
S = {x Є R / x < –1 ou x > 1/2}
6) Resposta “S = {x Є R / x < 3 e x > 3}”.
Solução:
S = {x Є R / x < 3 e x > 3}
7) Resposta “S = {x Є R / x ≤ 0 ou x ≥ 4}”.
Solução:
S = {x Є R / x ≤ 0 ou x ≥ 4}
8) Resposta “S = {x Є R/ -2 ≤ x ≤ 2}”.
Solução:
-x² + 4 = 0.
x² – 4 = 0.
x1 = 2
x2 = -2
S = {x Є R/ -2 ≤ x ≤ 2}
9) Solução:
a) a = 1; b = -6; c = 0
Equação incompleta
b) a = 1; b = -10; c = 25
Equação completa
10) Solução:
x² – 2x > 15
x² – 2x – 15 > 0
Calculamos o Zero:
x² – 2x – 15 = 0
x = -3 ou x = +5
6. SISTEMAS DE EQUAÇÕES DO 1º E 2º
GRAUS.
Definição
Observe o raciocínio: João e José são colegas. Ao passarem por
uma livraria, João resolveu comprar 2 cadernos e 3 livros e pagou por
eles R$ 15,40, no total dos produtos. José gastou R$ 9,20 na compra
de 2 livros e 1 caderno. Os dois ficaram satisfeitos e foram para casa.
No dia seguinte, encontram um outro colega e falaram sobre
suas compras, porém não se lembrava do preço unitário de dos
livros. Sabiam, apenas que todos os livros, como todos os cadernos,
tinham o mesmo preço.
Bom, diante deste problema, será que existe algum modo de
descobrir o preço de cada livro ou caderno com as informações
que temos ? Será visto mais à frente.
Um sistema de equação do primeiro grau com duas incógnitas
x e y, pode ser definido como um conjunto formado por duas
equações do primeiro grau. Lembrando que equação do primeiro
grau é aquela que em todas as incógnitas estão elevadas à potência
1.
Didatismo e Conhecimento 24
MATEMÁTICA
Observações gerais
Em tutoriais anteriores, já estudamos sobre equações do
primeiro grau com duas incógnitas, como exemplo: X + y = 7 x – y
= 30 x + 2y = 9 x – 3y = 15
Foi visto também que as equações do 1º grau com duas
variáveis admitem infinitas soluções:
x + y = 6 x – y = 7
x y x y
0 6 0 -7
1 5 1 -6
2 4 2 -5
3 3 3 -4
4 2 4 -3
5 1 5 -2
6 0 6 -1
... ...
Vendo a tabela acima de soluções das duas equações, é
possível checar que o par (4;2), isto é, x = 4 e y = 2, é a solução
para as duas equações.
Assim, é possível dizer que as equações
X + y = 6
X – y = 7
Formam um sistema de equações do 1º grau.
Exemplos de sistemas:
x + y = 4
x − y = 7
⎧
⎨
⎩
2x + 3y + 2z = 10
4x − 5y + z = 15
⎧
⎨
⎩
2x + y = 10
5x − 2y = 22
⎧
⎨
⎩
∑ Observe este símbolo. A matemática convencionou
neste caso para indicar que duas ou mais equações formam um
sistema.
Resolução de sistemas
Resolver um sistema significa encontrar um par de valores das
incógnitas X e Y que faça verdadeira as equações que fazem parte
do sistema.
Exemplos:
a) O par (4,3 ) pode ser a solução do sistema
x – y = 2
x + y = 6
Para saber se estes valores satisfazem ao sistema, basta
substituir os valores em ambas as equações:
x - y = 2 x + y = 6
4 – 3 = 1 4 + 3 = 7
1 ≠ 2 (falso) 7 ≠ 6 (falso)
A resposta então é falsa. O par (4,3) não é a solução do sistema
de equações acima.
b) O par (5,3 ) pode ser a solução do sistema
x – y = 2
x + y = 8
Para saber se estes valores satisfazem ao sistema, basta
substituir os valores em ambas as equações:
x - y = 2 x + y = 8
5 – 3 = 2 5 + 3 = 8
2 = 2 (verdadeiro 8 = 8 (verdadeiro)
A resposta então é verdadeira. O par (5,3) é a solução do
sistema de equações acima.
Métodos para solução de sistemas do 1º grau.
- Método de substituição
Esse método de resolução de um sistema de 1º grau estabelece
que “extrair” o valor de uma incógnita é substituir esse valor na
outra equação.
Observe:
x – y = 2
x + y = 4
Vamos escolher uma das equações para “extrair” o valor de
uma das incógnitas, ou seja, estabelecer o valor de acordo com a
outra incógnita, desta forma:
x – y = 2 ---> x = 2 + y
Agora iremos substituir o “X” encontrado acima, na “X” da
segunda equação do sistema:
x + y = 4
(2 + y ) + y = 4
2 + 2y = 4 ----> 2y = 4 -2 -----> 2y = 2 ----> y = 1
Temos que: x = 2 + y, então
x = 2 + 1
x = 3
Assim, o par (3,1) torna-se a solução verdadeira do sistema.
- Método da adição
Este método de resolução de sistema do 1º grau consiste
apenas em somas os termos das equações fornecidas.
Observe:
x – y = -2
3x + y = 5
Didatismo e Conhecimento 25
MATEMÁTICA
Neste caso de resolução, somam-se as equações dadas:
x – y = -2
3x + y = 5 +
4x = 3
x = 3/4
Veja nos cálculos que quando somamos as duas equações o
termo “Y” se anula. Isto tem que ocorrer para que possamos achar
o valor de “X”.
Agora, e quando ocorrer de somarmos as equações e os valores
de “x” ou “y” não se anularem para ficar somente uma incógnita ?
Neste caso, é possível usar uma técnica de cálculo de
multiplicação pelo valor excludente negativo.
Ex.:
3x + 2y = 4
2x + 3y = 1
Ao somarmos os termos acima, temos:
5x + 5y = 5, então para anularmos o “x” e encontramos o valor
de “y”, fazemos o seguinte:
» multiplica-se a 1ª equação por +2
» multiplica-se a 2ª equação por – 3
Vamos calcular então:
3x + 2y = 4 ( x +2)
2x + 3y = 1 ( x -3)
6x +4y = 8
-6x - 9y = -3 +
-5y = 5
y = -1
Substituindo:
2x + 3y = 1
2x + 3.(-1) = 1
2x = 1 + 3
x = 2
Verificando:
3x + 2y = 4 ---> 3.(2) + 2(-1) = 4 -----> 6 – 2 = 4
2x + 3y = 1 ---> 2.(2) + 3(-1) = 1 ------> 4 – 3 = 1
7. SISTEMA LEGAL DE UNIDADE DE
MEDIDA.
Um sistema de medidas é um conjunto de unidades de medida
que mantém algumas relações entre si. O sistema métrico decimal
é hoje o mais conhecido e usado no mundo todo. Na tabela
seguinte, listamos as unidades de medida de comprimento do
sistema métrico. A unidade fundamental é o metro, porque dele
derivam as demais.
Unidades de Comprimento
km hm dam m dm cm mm
quilômetro hectômetro decâmetro metro decímetro centímetro milímetro
1000m 100m 10m 1m 0,1m 0,01m 0,001m
Há, de fato, unidades quase sem uso prático, mas elas têm uma
função. Servem para que o sistema tenha um padrão: cada unidade
vale sempre 10 vezes a unidade menor seguinte.
Por isso, o sistema é chamado decimal.
E há mais um detalhe: embora o decímetro não seja útil na
prática, o decímetro cúbico é muito usado com o nome popular
de litro.
As unidades de área do sistema métrico correspondem às
unidades de comprimento da tabela anterior.
São elas: quilômetro quadrado (km2), hectômetro quadrado
(hm2), etc. As mais usadas, na prática, são o quilômetro quadrado,
o metro quadrado e o hectômetro quadrado, este muito importante
nas atividades rurais com o nome de hectare (ha): 1 hm2 = 1 ha.
No caso das unidades de área, o padrão muda: uma
unidade é 100 vezes a menor seguinte e não 10 vezes, como nos
comprimentos. Entretanto, consideramos que o sistema continua
decimal, porque 100 = 102.
Unidades de Área
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
quilômetro
quadrado
hectômetro
quadrado
decâmetro
quadrado
metro
quadrado
decímetro
quadrado
centímetro
quadrado
milímetro
quadrado
10000m 1000m 100m 1m 0,01m 0,001m 0,0001m
Agora, vejamos as unidades de volume. De novo, temos a
lista: quilômetro cúbico (km3), hectômetro cúbico (hm3), etc. Na
prática, são muitos usados o metro cúbico e o centímetro cúbico.
Nas unidades de volume, há um novo padrão: cada unidade
vale 1000 vezes a unidade menor seguinte. Como 1000 = 103, o
sistema continua sendo decimal.
Unidades de Volume
km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3
quilômetro
cúbico
hectômetro
cúbico
decâmetro
cúbico
metro
cúbico
decímetro
cúbico
centímetro
cúbico
milímetro
cúbico
100000m 10000m 1000m 1m 0,001m 0,0001m 0,00001m
A noção de capacidade relaciona-se com a de volume. Se o
volume da água que enche um tanque é de 7 000 litros, dizemos
que essa é a capacidade do tanque. A unidade fundamental para
medir capacidade é o litro (l); 1l equivale a 1 dm3.
Cada unidade vale 10 vezesa unidade menor seguinte.
Unidades de Capacidade
kl hl dal l dl cl ml
quilolitro hectolitro decalitro litro decilitro centímetro mililitro
1000l 100l 10l 1l 0,1l 0,01l 0,001l
O sistema métrico decimal inclui ainda unidades de medidas
de massa. A unidade fundamental é o grama.
Unidades de Massa
kg hg dag g dg cg mg
quilograma hectograma decagrama grama decigrama centigrama miligrama
1000m 100m 10m 1m 0,1m 0,01m 0,001m
Didatismo e Conhecimento 26
MATEMÁTICA
Dessas unidades, só têm uso prático o quilograma, o grama e o
miligrama. No dia-a-dia, usa-se ainda a tonelada (t): 1t = 1000 kg.
Não Decimais
Desse grupo, o sistema hora – minuto – segundo, que mede
intervalos de tempo, é o mais conhecido.
2h = 2 . 60min = 120 min = 120 . 60s = 7 200s
Para passar de uma unidade para a menor seguinte, multiplica-
se por 60.
0,3h não indica 30 minutos nem 3 minutos; como 1 décimo de
hora corresponde a 6 minutos, conclui-se que 0,3h = 18min.
Para medir ângulos, também temos um sistema não decimal.
Nesse caso, a unidade básica é o grau. Na astronomia, na cartografia
e na navegação são necessárias medidas inferiores a 1º. Temos,
então:
1 grau equivale a 60 minutos (1º = 60’)
1 minuto equivale a 60 segundos (1’ = 60”)
Os minutos e os segundos dos ângulos não são, é claro, os
mesmos do sistema hora – minuto – segundo. Há uma coincidência
de nomes, mas até os símbolos que os indicam são diferentes:
1h32min24s é um intervalo de tempo ou um instante do dia.
1º 32’ 24” é a medida de um ângulo.
Por motivos óbvios, cálculos no sistema hora – minuto
– segundo são similares a cálculos no sistema grau – minuto –
segundo, embora esses sistemas correspondam a grandezas
distintas.
Há ainda um sistema não-decimal, criado há algumas
décadas, que vem se tornando conhecido. Ele é usado para
medir a informação armazenada em memória de computadores,
disquetes, discos compacto, etc. As unidades de medida são bytes
(b), kilobytes (kb), megabytes (Mb), etc. Apesar de se usarem os
prefixos “kilo” e “mega”, essas unidades não formam um sistema
decimal.
Um kilobyte equivale a 210 bytes e 1 megabyte equivale a 210
kilobytes.
Exercícios
1. Raquel saiu de casa às 13h 45min, caminhando até o
curso de inglês que fica a 15 minutos de sua casa, e chegou na
hora da aula cuja duração é de uma hora e meia. A que horas
terminará a aula de inglês?
a) 14h
b) 14h 30min
c) 15h 15min
d) 15h 30min
e) 15h 45min
2. 348 mm3 equivalem a quantos decilitros?
3. Quantos decalitros equivalem a 1 m3?
4. Passe 50 dm2 para hectômetros quadrados.
5. Quantos quilômetros cúbicos equivalem a 14 mm3?
6. Quantos centilitros equivalem a 15 hl?
7. Passe 5.200 gramas para quilogramas.
8. Converta 2,5 metros em centímetros.
9. Quantos minutos equivalem a 5h05min?
10. Quantos minutos se passaram das 9h50min até as
10h35min?
Respostas
1) Resposta “D”.
Solução: Basta somarmos todos os valores mencionados no
enunciado do teste, ou seja:
13h 45min + 15 min + 1h 30 min = 15h 30min
Logo, a questão correta é a letra D.
2) Resposta “0, 00348 dl”.
Solução: Como 1 cm3 equivale a 1 ml, é melhor dividir-
mos 348 mm3 por mil, para obtermos o seu equivalente em centí-
metros cúbicos: 0,348 cm3.
Logo 348 mm3 equivalem a 0, 348 ml, já que cm3 e ml se equi-
valem.
Neste ponto já convertemos de uma unidade de medida de
volume, para uma unidade de medida de capacidade.
Falta-nos passarmos de mililitros para decilitros, quando en-
tão passaremos dois níveis à esquerda. Dividiremos então por 10
duas vezes:
0,348 :10 :10 0,00348ml dl⇒
Logo, 348 mm³ equivalem a 0, 00348 dl.
3) Resposta “100 dal”.
Solução: Sabemos que 1 m3 equivale a 1.000 l, portanto para
convertermos de litros a decalitros, passaremos um nível à esquer-
da.
Dividiremos então 1.000 por 10 apenas uma vez:
1000 :10l dal⇒
Isto equivale a passar a vírgula uma casa para a esquerda.
Poderíamos também raciocinar da seguinte forma:
Como 1 m3 equivale a 1 kl, basta fazermos a conversão de 1
kl para decalitros, quando então passaremos dois níveis à direita.
Multiplicaremos então 1 por 10 duas vezes:
1 .10.10 100kl dal⇒
Logo, 100 dal equivalem a 1 m³.
Didatismo e Conhecimento 27
MATEMÁTICA
4) Resposta “0, 00005 hm²”.
Solução: Para passarmos de decímetros quadrados para hectô-
metros quadrados, passaremos três níveis à esquerda.
Dividiremos então por 100 três vezes:
2 250 :100 :100 :100 0,00005dm hm⇒
Isto equivale a passar a vírgula seis casas para a esquerda.
Portanto, 50 dm² é igual a 0, 00005 hm².
5) Resposta“0,000000000000000014 km3, ou a 1,4 x 10-
17 km3”.
Solução: Para passarmos de milímetros cúbicos para quilôme-
tros cúbicos, passaremos seis níveis à esquerda. Dividiremos então
14 por 1000 seis vezes:
3
18 3 18
17 3 3
14 :1000 :1000 :1000 :1000 :1000 :1000
14 :10 14.10
1,4.10 0.000000000000000
mm
km km
km km
−
−
⇒ ⇒
⇒ ⇒
Portanto, 0, 000000000000000014 km3, ou a 1,4 x 10-17 km3 se
expresso em notação científica equivalem a 14 mm3.
6) Resposta “150.000 cl”.
Solução: Para irmos de hectolitros a centilitros, passaremos
quatro níveis à direita.
Multiplicaremos então 15 por 10 quatro vezes:
15 .10.10.10.10 150.000hl cl⇒
Isto equivale a passar a vírgula quatro casas para a direita.
Logo, 150.000 cl equivalem a 15 hl.
7) Resposta “5,2 kg”.
Solução: Para passarmos 5.200 gramas para quilogramas,
devemos dividir (porque na tabela grama está à direita de qui-
lograma) 5.200 por 10 três vezes, pois para passarmos de gra-
mas para quilogramas saltamos três níveis à esquerda.
Primeiro passamos de grama para decagrama, depois de de-
cagrama para hectograma e finalmente de hectograma para qui-
lograma:
5200 :10 :10 :10 5,2g kg⇒
Isto equivale a passar a vírgula três casas para a esquerda.
Portanto, 5.200 g são iguais a 5,2 kg.
8) Resposta “250 cm”.
Solução: Para convertermos 2,5 metros em centímetros, de-
vemos multiplicar (porque na tabela metro está à esquerda de
centímetro) 2,5 por 10 duas vezes, pois para passarmos de me-
tros para centímetros saltamos dois níveis à direita.
Primeiro passamos de metros para decímetros e depois de de-
címetros para centímetros:
2,5 .10.10 250m cm⇒
Isto equivale a passar a vírgula duas casas para a direita.
Logo, 2,5 m é igual a 250 cm.
9) Resposta “305min”.
Solução:
(5 . 60) + 5 = 305 min.
10) Resposta “45 min”.
Solução: 45 min
8. RAZÕES E PROPORÇÕES.
Razão
Sejam dois números reais a e b, com b ≠ 0. Chama-se razão
entre a e b (nessa ordem) o quociente a b, ou .
A razão é representada por um número racional, mas é lida de
modo diferente.
Exemplos
a) A fração
5
3 lê-se: “três quintos”.
b) A razão
5
3 lê-se: “3 para 5”.
Os termos da razão recebem nomes especiais.
O número 3 é numerador
a) Na fração 5
3
O número 5 é denominador
O número 3 é antecedente
a) Na razão
5
3
O número 5 é consequente
Exemplo 1
A razão entre 20 e 50 é 20
50
= 2
5
; já a razão entre 50 e 20 é
50
20
= 5
2
.
Exemplo 2
Numa classe de 42 alunos há 18 rapazes e 24 moças. A razão
entre o número de rapazes e o número de moças é 18
24
= 3
4
, o que
significa que para “cada 3 rapazes há 4 moças”. Por outro lado,
Didatismo e Conhecimento 28
MATEMÁTICA
a razão entre o número de rapazes e o total de alunos é dada por
18
42
= 3
7
, o que equivale a dizer que “de cada 7 alunos na classe,
3 são rapazes”.
Razão entre grandezas de mesma espécie
A razão entre duas grandezas de mesma espécie é o quociente
dos números que expressam as medidas dessas grandezas numa
mesma unidade.
Exemplo
Uma sala tem 18 m2. Um tapete que ocupar o centro dessa
sala mede 384 dm2. Vamos calcular a razão entre a área do tapete
e a área da sala.
Primeiro, devemos transformar as duas grandezas em uma
mesma unidade:
Área da sala: 18 m2 = 1 800 dm2
Área do tapete: 384 dm2
Estando as duas áreas na mesma unidade, podemos escrever
a razão:
384dm2
1800dm2=
384
1800
= 16
75
Razão entre grandezas de espécies diferentes
Exemplo 1
Considere um carro que às 9 horas passa pelo quilômetro 30
de uma estrada e, às 11 horas, pelo quilômetro 170.
Distância percorrida: 170 km – 30 km = 140 km
Tempo gasto: 11h – 9h = 2h
Calculamos a razão entre a distância percorrida e o tempo
gasto para isso:
140km
2h
= 70km / h
A esse tipo de razão dá-se o nome de velocidade média.
Observe que:
- as grandezas “quilômetro e hora” são de naturezas diferentes;
- a notação km/h (lê-se: “quilômetros por hora”) deve
acompanhar a razão.
Exemplo 2
A Região Sudeste (Espírito Santo, Minas Gerais, Rio de
Janeiro e São Paulo) tem uma área aproximada de 927 286 km2
e uma população de 66 288 000 habitantes, aproximadamente,
segundo estimativas projetadas pelo Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística (IBGE) para o ano de 1995.
Dividindo-se o número de habitantes pela área, obteremos o
número de habitantes por km2 (hab./km2):
6628000
927286
≅ 71,5hab. / km2
A esse tipo de razão dá-se o nome de densidade demográfica.
A notação hab./km2 (lê-se: ”habitantes por quilômetro
quadrado”) deve acompanhar a razão.
Exemplo 3
Um carro percorreu, na cidade, 83,76 km com 8 L de gasolina.
Dividindo-se o número de quilômetros percorridos pelo número
de litros de combustível consumidos, teremos o número de
quilômetros que esse carro percorre com um litro de gasolina:
83,76km
8l
≅ 10,47km / l
A esse tipo de razão dá-se o nome de consumo médio.
A notação km/l (lê-se: “quilômetro por litro”) deve
acompanhar a razão.
Exemplo 4
Uma sala tem 8 m de comprimento. Esse comprimento é
representado num desenho por 20 cm. Qual é a escala do desenho?
Escala = comprimento i no i desenho
comprimento i real
= 20cm
8m
= 20cm
800cm
= 1
40
ou1: 40
A razão entre um comprimento no desenho e o correspondente
comprimento real, chama-se Escala.
Proporção
A igualdade entre duas razões recebe o nome de proporção.
Na proporção 3
5
= 6
10
(lê-se: “3 está para 5 assim como 6
está para 10”), os números 3 e 10 são chamados extremos, e os
números 5 e 6 são chamados meios.
Observemos que o produto 3 x 10 = 30 é igual ao produto 5 x 6
= 30, o que caracteriza a propriedade fundamental das proporções:
“Em toda proporção, o produto dos meios é igual ao
produto dos extremos”.
Exemplo 1
Na proporção
9
6
3
2
= , temos 2 x 9 = 3 x 6 = 18;
e em 1
4
= 4
16
, temos 4 x 4 = 1 x 16 = 16.
Exemplo 2
Na bula de um remédio pediátrico recomenda-se a seguinte
dosagem: 5 gotas para cada 2 kg do “peso” da criança.
Se uma criança tem 12 kg, a dosagem correta x é dada por:
Didatismo e Conhecimento 29
MATEMÁTICA
5gotas
2kg
= x
12kg
→ x = 30gotas
Por outro lado, se soubermos que foram corretamente
ministradas 20 gotas a uma criança, podemos concluir que seu
“peso” é 8 kg, pois:
5gotas
2kg
= 20gotas / p→ p = 8kg
(nota: o procedimento utilizado nesse exemplo é comumente
chamado de regra de três simples.)
Propriedades da Proporção
O produto dos extremos é igual ao produto dos meios: essa
propriedade possibilita reconhecer quando duas razões formam ou
não uma proporção.
4
3
e12
9 formam uma proporção, pois
Produtos dos extremos ← 4.9
36
= 3.12
36
→ Produtos dos meios.
A soma dos dois primeiros termos está para o primeiro (ou
para o segundo termo) assim como a soma dos dois últimos está
para o terceiro (ou para o quarto termo).
5
2
= 10
4
⇒ 5 + 2
5
⎧
⎨
⎩
= 10 + 4
10
⇒ 7
5
= 14
10
ou
5
2
= 10
4
⇒ 5 + 2
2
⎧
⎨
⎩
= 10 + 4
4
⇒ 7
2
= 14
4
A diferença entre os dois primeiros termos está para o primeiro
(ou para o segundo termo) assim como a diferença entre os dois
últimos está para o terceiro (ou para o quarto termo).
8
2
4
1
8
68
4
34
6
8
3
4
=⇒
−
=
−
⇒=
ou
6
2
3
1
6
68
3
34
6
8
3
4
=⇒
−
=
−
⇒=
A soma dos antecedentes está para a soma dos consequentes
assim como cada antecedente está para o seu consequente.
12
8
= 3
2
⇒ 12 + 3
8 + 2
⎧
⎨
⎩
= 12
8
⇒ 15
10
= 12
8
ou
12
8
= 3
2
⇒ 12 + 3
8 + 2
⎧
⎨
⎩
= 3
2
⇒ 15
10
= 3
2
A diferença dos antecedentes está para a diferença dos
consequentes assim como cada antecedente está para o seu
consequente.
3
15
= 1
5
⇒ 3−1
15 − 5
⎧
⎨
⎩
= 3
15
⇒ 2
10
= 3
15
ou
3
15
= 1
5
⇒ 3−1
15 − 5
⎧
⎨
⎩
= 1
5
⇒ 2
10
= 1
5
Exercícios
1. Em um mapa verifica-se que a escala é 1 : 22 000 000. Duas
cidades estão distantes de São Paulo, respectivamente, 4 e 6 cm. Se
fosse feita uma estrada ligando as três cidades, qual seria o mínimo
de extensão que ela teria?
2. Em um mapa, a distância em linha reta entre Brasília e
Palmas, no Tocantins é de 10 cm. Sabendo que a distância real
entre as duas cidades é de 700 km, qual a escala utilizada na
confecção do mapa?
3. Uma estátua de bronze tem 140 kg de massa e seu volume
é de 16 dm³. Qual é a sua densidade?
4. Um trem percorreu 453 km em 6 horas. Qual a velocidade
média do trem nesse percurso?
5. O estado de Tocantins ocupada uma área aproximada de
278 500 km². De acordo com o Censo/2000 o Tocantins tinha uma
população de aproximadamente 1 156 000 habitantes. Qual é a
densidade demográfica do estado de Tocantins?
6. A diferença entre a idade de Ângela e a idade de Vera é 12
anos. Sabendo-se que suas idades estão uma para a outra assim
como
2
5 , determine a idade de cada uma.
7. Um segmento de 78 cm de comprimento é dividido em duas
partes na razão de 4
9
. Determine o comprimento de cada uma das
partes.
8. Sabe-se que as casas do braço de um violão diminuem de
largura seguindo uma mesma proporção. Se a primeira casa do
braço de um violão tem 4 cm de largura e a segunda casa, 3 cm,
calcule a largura da quarta casa.
9. Água e tinta estão misturadas na razão de 9 para 5. Sabendo-
se que há 81 litros de água na mistura, o volume total em litros é
de:
a) 45
b) 81
c) 85
d) 181
e) 126
10. A diferença entre dois números é 65. Sabe-se que o
primeiro está para 9 assim como o segundo está para 4. Calcule
esses números.
Didatismo e Conhecimento 30
MATEMÁTICA
Respostas
1) Resposta “1320 km”.
Solução: 1cm (no mapa) = 22.000.000cm (na realidade)
*SP ---------------------- cidade A ------------------------ cidade B
4cm 6cm
O mínimo de extensão será a da cidade mais longe (6cm)
22.000.000 x 6 = 132.000.000 cm = 1320 km.
Logo, o mínimo de extensão que ela teria corresponde à 1320 km.
2) Resposta “1: 7 000 000”.
Solução: Dados:
Comprimento do desenho: 10 cm
Comprimento no real: 700 km = (700 . 100 000) cm = 70 000
000 cm
Escala = comprimentododesenho
comprimentoreal
= 10
70000000
= 1
7000000
ou1: 7000000
A escala de 1: 7 000 000 significa que:
- 1 cm no desenho corresponde a 7 000 000 cm no real;
- 1 cm no desenho corresponde a 70 000 m no real;
- 1 cm no desenho corresponde a 70 km no real.
3) Resposta “8,75 kg/dm³”.
Solução: De acordo com os dados do problema, temos:
densidade = 140kg
16dm3 = 8,75kg / dm
3
Logo, a densidade da estátua é de 8,75 kg/dm³, que lemos
como: 8,75 quilogramas por decímetro cúbico.
4) Resposta “75,5 km/h”.
Solução: De acordo com que o enunciado nos oferece, temos:
velocidademédia = 453km
6h
= 75,5km / h
Logo, a velocidade média do trem, nesse percurso, foi de 75,5
km/h, que lemos: 75,5 quilômetros por hora.
5) Resposta “4,15 hab./km²
Solução: O problema nos oferece os seguintes dados:
Densidadedemográfica = 1156000hab.
278500km2 = 4,15hab. / km2
6) Resposta “Ângela 20; Vera 8”.
Solução:
A – V = 12 anos
A = 12 + V
A
V
= 5
2
→ 12 +V
V
= 5
2
2 (12+V) = 5V
24 + 2V = 5V
5V – 2V = 24
3V = 24
V = 24
3
V (Vera) = 8
A – 8 = 12
A = 12 + 8
A (Ângela) = 20
7) Resposta “24 cm; 54 cm”.
Solução:
x + y = 78 cm
x = 78 - y
x
y
= 4
9
→ 78 − y
y
= 4
9
9 (78 - y) = 4y
702 – 9y = 4y
702 = 4y + 9y
13y = 702
y = 702
13
y = 54cm
x + 54 = 78
x = 78 - 54
x = 24 cm
8) Resposta “ 27
16
cm ”.
Solução: Caso a proporção entre a 2ª e a 1ª casa se mantenha
constante nas demais, é só determinar qual é esta proporção
existente entre elas:no caso, = 0,75, ou seja, a largura da 2ª casa
é 75% a largura da 1ª; Portanto a largura da 3ª casa é (3 . 0,75) =
2,25 cm.
Logo, a largura da 4ª casa é de (2,25 . 0,75) = 1,69 cm.
Portanto a sequência seria: (4...3... ... ...) e assim por diante.
Onde a razão de proporção é ... e pode ser representada pela
expressão:
Ti . P elevado à (n - 1)
Onde:
Ti = termo inicial, neste caso: 4
P = proporção entre Ti e o seguinte (razão), neste caso:
n = número sequencial do termo que se busca, neste caso: 4
Teremos:
(Ti = 4; P = ; n – 1 = 3)
Didatismo e Conhecimento 31
MATEMÁTICA
4 . =
9) Resposta “E”.
Solução:
A = 81 litros
A
T
= 9
5
→ 81
T
= 9
5
9T = 405
T =
T = 45
A + T = ?
81 + 45 = 126 litros
10) Resposta “117 e 52”.
Solução:
x – y = 65
x = 65 + y
x
y
= 9
4
→ 65 + y
y
= 9
4
9y = 4 (65 + y)
9y = 260 + 4y
9y – 4y = 260
5y = 260
y =
y = 52
x – 52 = 65
x = 65 + 52
x = 117
9. GRANDEZAS DIRETAS E
INVERSAMENTE PROPORCIONAIS.
Números diretamente proporcionais
Considere a seguinte situação:
Joana gosta de queijadinha e por isso resolveu aprender
a fazê-las. Adquiriu a receita de uma amiga. Nessa receita, os
ingredientes necessários são:
3 ovos
1 lata de leite condensado
1 xícara de leite
2 colheres das de sopa de farinha de trigo
1 colher das de sobremesa de fermento em pó
1 pacote de coco ralado
1 xícara de queijo ralado
1 colher das de sopa de manteiga
Veja que:
- Para se fazerem 2 receitas seriam usados 6 ovos para 4
colheres de farinha;
- Para se fazerem 3 receitas seriam usados 9 ovos para 6
colheres de farinha;
- Para se fazerem 4 receitas seriam usados 12 ovos para 8
colheres de farinha;
- Observe agora as duas sucessões de números:
Sucessão do número de ovos: 6 9 12
Sucessão do número de colheres de farinha: 4 6 8
Nessas sucessões as razões entre os termos correspondentes
são iguais:
6
4
= 3
2
9
6
= 3
2
12
8
= 3
2
Assim: 6
4
= 9
6
= 12
8
= 3
2
Dizemos, então, que:
- os números da sucessão 6, 9, 12 são diretamente proporcio-
nais aos da sucessão 4, 6, 8;
- o número 2
3
, que é a razão entre dois termos corresponden-
tes, é chamado fator de proporcionalidade.
Duas sucessões de números não-nulos são diretamente pro-
porcionais quando as razões entre cada termo da primeira sucessão
e o termo correspondente da segunda sucessão são iguais.
Exemplo1: Vamos determinar x e y, de modo que as sucessões
sejam diretamente proporcionais:
2 8 y
3 x 21
Como as sucessões são diretamente proporcionais, as razões
são iguais, isto é:
2
3
= 8
x
= y
21
3
2 =
x
8
3
2
=
21
y
2x = 3 . 8 3y = 2 . 21
2x = 24 3y = 42
x=
24
2 y=
42
3
x=12 y=14
Logo, x = 12 e y = 14
Didatismo e Conhecimento 32
MATEMÁTICA
Exemplo 2: Para montar uma pequena empresa, Júlio, César
e Toni formaram uma sociedade. Júlio entrou com R$ 24.000,00,
César com R$ 27.000,00 e Toni com R$ 30.000,00. Depois de 6
meses houve um lucro de R$ 32.400,00 que foi repartido entre eles
em partes diretamente proporcionais à quantia investida. Calcular
a parte que coube a cada um.
Solução:
Representando a parte de Júlio por x, a de César por y, e a de
Toni por z, podemos escrever:
==
=++
300002700024000
32400
zyx
zyx
x
24000
= y
27000
= z
30000
= x + y + z
32400
24000 + 27000 + 30000
81000
Resolvendo as proporções:
x
24000
= 32400
4
8100010
10x = 96 000
x = 9 600
y
27000
= 4
10
10y = 108 000
y = 10 800
z
3000
= 4
10
10z = 120 000
z = 12 000
Logo, Júlio recebeu R$ 9.600,00, César recebeu R$ 10.800,00
e Toni, R$ 12.000,00.
Números Inversamente Proporcionais
Considere os seguintes dados, referentes à produção de sorvete
por uma máquina da marca x-5:
1 máquina x-5 produz 32 litros de sorvete em 120 min.
2 máquinas x-5 produzem 32 litros de sorvete em 60 min.
4 máquinas x-5 produzem 32 litros de sorvete em 30 min.
6 máquinas x-5 produzem 32 litros de sorvete em 20 min.
Observe agora as duas sucessões de números:
Sucessão do número de máquinas: 1 2 4 6
Sucessão do número de minutos: 120 60 30 20
Nessas sucessões as razões entre cada termo da primeira
sucessão e o inverso do termo correspondente da segunda são
iguais:
1
1
120
= 2
1
60
= 4
1
30
= 6
1
20
= 120
Dizemos, então, que:
- os números da sucessão 1, 2, 4, 6 são inversamente propor-
cionais aos da sucessão 120, 60, 30, 20;
- o número 120, que é a razão entre cada termo da primeira
sucessão e o inverso do seu correspondente na segunda, é chamado
fator de proporcionalidade.
Observando que
1
1
20
é o mesmo que 1.120=120 4
1
30
é mesmo que 4.30=120
2
1
60
é o mesmo que 2.60=120 6
1
20
é o mesmo que 6.20= 120
Podemos dizer que: Duas sucessões de números não-nulos são
inversamente proporcionais quando os produtos de cada termo da
primeira sucessão pelo termo correspondente da segunda sucessão
são iguais.
Exemplo 1: Vamos determinar x e y, de modo que as sucessões
sejam inversamente proporcionais:
4 x 8
20 16 y
Para que as sucessões sejam inversamente proporcionais, os
produtos dos termos correspondentes deverão ser iguais. Então
devemos ter:
4 . 20 = 16 . x = 8 . y
16 . x = 4 . 20 8 . y = 4 . 20
16x = 80 8y = 80
x = 80/16 y = 80/8
x = 5 y = 10
Logo, x = 5 e y = 10.
Exemplo 2: Vamos dividir o número 104 em partes
inversamente proporcionais aos números 2, 3 e 4.
Representamos os números procurados por x, y e z. E como as
sucessões (x, y, z) e (2, 3, 4) devem ser inversamente proporcionais,
escrevemos:
4
1
3
1
2
1
zyx
==
4
1
3
1
2
1
zyx
== =
4
1
3
1
2
1
104
++
++
zyx
Como, vem
Didatismo e Conhecimento 33
MATEMÁTICA
Logo, os números procurados são 48, 32 e 24.
Grandezas Diretamente Proporcionais
Considere uma usina de açúcar cuja produção, nos cinco
primeiros dias da safra de 2005, foi a seguinte:
Dias Sacos de açúcar
1 5 000
2 10 000
3 15 000
4 20 000
5 25 000
Com base na tabela apresentada observamos que:
- duplicando o número de dias, duplicou a produção de
açúcar;
- triplicando o número de dias, triplicou a produção de
açúcar, e assim por diante.
Nesse caso dizemos que as grandezas tempo e produção são
diretamente proporcionais.
Observe também que, duas a duas, as razões entre o número de
dias e o número de sacos de açúcar são iguais:
Isso nos leva a estabelecer que: Duas grandezas são diretamente
proporcionais quando a razão entre os valores da primeira é igual
à razão entre os valores da segunda.
Tomemos agora outro exemplo.
Com 1 tonelada de cana-de-açúcar, uma usina produz 70l de
álcool.
De acordo com esses dados podemos supor que:
- com o dobro do número de toneladas de cana, a usina produza
o dobro do número de litros de álcool, isto é, 140l;
- com o triplo do número de toneladas de cana, a usina produza
o triplo do número de litros de álcool, isto é, 210l.
Então concluímos que as grandezas quantidade de cana-de-
açúcar e número de litros de álcool são diretamente proporcionais.
Grandezas Inversamente Proporcionais
Considere uma moto cuja velocidade média e o tempo gasto
para percorrer determinada distância encontram-se na tabela:
Velocidade Tempo
30 km/h 12 h
60 km/h 6 h
90 km/h 4 h
120 km/h 3 h
Com base na tabela apresentada observamos que:
- duplicando a velocidade da moto, o número de horas fica
reduzido à metade;
- triplicando a velocidade, o númerode horas fica reduzido à
terça parte, e assim por diante.
Nesse caso dizemos que as grandezas velocidade e tempo são
inversamente proporcionais.
Observe que, duas a duas, as razões entre os números que
indicam a velocidade são iguais ao inverso das razões que indicam
o tempo:
30
60
6
12
= inverso da razão 12
6
30
90
4
12
= inverso da razão 12
4
30
120
3
12
= inverso da razão 12
3
60
90
4
6
= inverso da razão 6
4
60
120
3
6
= inverso da razão 6
3
90
120
3
6
= inverso da razão 4
3
Podemos, então, estabelecer que: Duas grandezas são
inversamente proporcionais quando a razão entre os valores da
primeira é igual ao inverso da razão entre os valores da segunda.
Acompanhe o exemplo a seguir:
Cinco máquinas iguais realizam um trabalho em 36 dias. De
acordo com esses dados, podemos supor que:
- o dobro do número de máquinas realiza o mesmo trabalho na
metade do tempo, isto é, 18 dias;
- o triplo do número de máquinas realiza o mesmo trabalho na
terça parte do tempo, isto é, 12 dias.
Então concluímos que as grandezas quantidade de máquinas
e tempo são inversamente proporcionais.
Didatismo e Conhecimento 34
MATEMÁTICA
Exercícios
1- Calcule x e y nas sucessões diretamente proporcionais:
a) 1 x 7
5 15 y
b) 5 10 y
x 8 24
c) x y 21
14 35 49
d) 8 12 20
x y 35
2- Calcule x e y nas sucessões inversamente proporcionais:
a) 4 x y
25 20 10
b) 30 15 10
x 8 y
c) 2 10 y
x 9 15
d) x y 2
12 4 6
3- Divida 132 em partes inversamente proporcionais a 2, 5 e 8.
4- Reparta 91 em partes inversamente proporcionais a
6
1
4
1,
3
1 e .
5- Divida 215 em partes diretamente proporcionais a
3
1
2
5,
4
3 e .
6- Marcelo repartiu entre seus filhos Rafael (15 anos) e Ma-
theus (12 anos) 162 cabeças de gado em partes diretamente pro-
porcionais à idade de cada um. Qual a parte que coube a Rafael?
7- Evandro, Sandro e José Antônio resolveram montar um
pequeno negócio, e para isso formaram uma sociedade. Evandro
entrou com R$ 24.000,00, Sandro com R$ 30.000,00, José Antônio
com R$ 36.000,00. Depois de 4 meses tiveram um lucro de R$
60.000,00, que foi repartido entre eles. Quanto recebeu cada um?
(Nota: A divisão do lucro é diretamente proporcional à quantia que
cada um empregou.)
8- Leopoldo e Wilson jogam juntos na Sena e acertam os
seis números, recebendo um prêmio de R$ 750.000,00. Como
Leopoldo participou com R$ 80,00 e Wilson com R$ 70,00, o
prêmio foi dividido entre eles em partes diretamente proporcionais
à participação de cada um. Qual a parte que coube a Wilson?
9- O proprietário de uma chácara distribuiu 300 laranjas a três
famílias em partes diretamente proporcionais ao número de filhos.
Sabendo-se que as famílias A, B e C têm respectivamente 2, 3 e 5
filhos, quantas laranjas recebeu cada família?
10- (UFAC) João, Paulo e Roberto formam uma sociedade
comercial e combinam que o lucro advindo da sociedade será
dividido em partes diretamente proporcionais às quantias que cada
um dispôs para formarem a sociedade. Se as quantias empregadas
por João, Paulo e Roberto foram, nesta ordem, R$ 1.500.000,00,
R$ 1.000.000,00 e R$ 800.000,00, e o lucro foi de R$ 1.650.000,00,
que parte do lucro caberá a cada um?
Respostas
1- a) x = 3 y = 35 b) x = 4 y = 30 c) x = 6 y = 15 d) x = 14
y = 21
2- a) x = 5 y = 10 b) x = 4 y = 12 c) x = 45 y = 6 d) x = 1 y = 3
3- 80, 32, 20
4- 21, 28, 43
5- 45, 150, 20
6- 90
7- Evandro R$16.000,00 Sandro R$20.000,00 José Antônio
R$24.000,00
8- R$350.000,00
9- 60, 90, 150
10- João R$750.000,00 Paulo R$500.000,00 Roberto
R$400.000,00
Resolução 04
x+y+z
--------- = x/3 ou y/4 ou z/6 (as frações foram invertidas porque
3+4+6 as partes são inversas)
91/13=x/3
13x=273
x=21
91/13=y/4
13y=364
y=28
91/13=z/6
13z=546
z=42
Resolução 05
x/(3/4) = y/(5/2) = z/(1/3) = k (constante)
x + y + z = 215
3k/4 + 5k/2 + k/3 = 215
(18k + 60k + 8k)/24 = 215 → k = 60
x = 60.(3/4) = 45
y = 60.(5/2) = 150
z = 60/3 = 20
(x, y, z) → partes diretamente proporcionais
Didatismo e Conhecimento 35
MATEMÁTICA
Resolução 06
x = Rafael
y = Mateus
x/15 + y /12 = 160/27 (dividindo 160 por 27 (dá 6), e fazendo
proporções, só calcular)
x/15=6
x=90
y/12=6
y=72
10. REGRA DE TRÊS SIMPLES E
COMPOSTA.
Regra de Três Simples
Os problemas que envolvem duas grandezas diretamente ou
inversamente proporcionais podem ser resolvidos através de um
processo prático, chamado regra de três simples.
Exemplo 1: Um carro faz 180 km com 15L de álcool. Quantos
litros de álcool esse carro gastaria para percorrer 210 km?
Solução:
O problema envolve duas grandezas: distância e litros de
álcool.
Indiquemos por x o número de litros de álcool a ser consumido.
Coloquemos as grandezas de mesma espécie em uma mesma
coluna e as grandezas de espécies diferentes que se correspondem
em uma mesma linha:
Distância (km) Litros de álcool
180 15
210 x
Na coluna em que aparece a variável x (“litros de álcool”),
vamos colocar uma flecha:
Distância (km) Litros de álcool
180 15
210 x
Observe que, se duplicarmos a distância, o consumo de
álcool também duplica. Então, as grandezas distância e litros de
álcool são diretamente proporcionais. No esquema que estamos
montando, indicamos esse fato colocando uma flecha na coluna
“distância” no mesmo sentido da flecha da coluna “litros de
álcool”:
Distância (km) Litros de álcool
180 15
210 x
mesmo sentido
Armando a proporção pela orientação das flechas, temos:
x
15
210
180
7
6
=
6x = 7 . 15 6x = 105 x =
6
105 x = 17,5
Resposta: O carro gastaria 17,5 L de álcool.
Exemplo 2: Viajando de automóvel, à velocidade de 60 km/h,
eu gastaria 4 h para fazer certo percurso. Aumentando a velocidade
para 80 km/h, em quanto tempo farei esse percurso?
Solução: Indicando por x o número de horas e colocando as
grandezas de mesma espécie em uma mesma coluna e as grandezas
de espécies diferentes que se correspondem em uma mesma linha,
temos:
Velocidade (km/h) Tempo (h)
60 4
80 x
Na coluna em que aparece a variável x (“tempo”), vamos
colocar uma flecha:
Velocidade (km/h) Tempo (h)
60 4
80 x
Observe que, se duplicarmos a velocidade, o tempo fica
reduzido à metade. Isso significa que as grandezas velocidade e
tempo são inversamente proporcionais. No nosso esquema, esse
fato é indicado colocando-se na coluna “velocidade” uma flecha
em sentido contrário ao da flecha da coluna “tempo”:
Velocidade (km/h) Tempo (h)
60 4
80 x
sentidos contrários
Na montagem da proporção devemos seguir o sentido das
flechas. Assim, temos:
3
4
60
804
=
x 4x = 4 . 3 4x = 12 x =
4
12 x = 3
Resposta: Farei esse percurso em 3 h.
Exemplo 3: Ao participar de um treino de Fórmula 1, um
competidor, imprimindo velocidade média de 200 km/h, faz opercurso em 18 segundos. Se sua velocidade fosse de 240 km/h,
qual o tempo que ele teria gasto no percurso?
Vamos representar pela letra x o tempo procurado.
Estamos relacionando dois valores da grandeza velocidade
(200 km/h e 240 km/h) com dois valores da grandeza tempo (18
s e x s).
Queremos determinar um desses valores, conhecidos os
outros três.
Didatismo e Conhecimento 36
MATEMÁTICA
Velocidade Tempo gasto para
fazer o percurso
200 km/h 18 s
240 km/h x
Se duplicarmos a velocidade inicial do carro, o tempo gasto
para fazer o percurso cairá para a metade; logo, as grandezas são
inversamente proporcionais. Assim, os números 200 e 240 são
inversamente proporcionais aos números 18 e x.
Daí temos:
200 . 18 = 240 . x
3 600 = 240x
240x = 3 600
x =
240
3600
x = 15
O corredor teria gasto 15 segundos no percurso.
Regra de Três Composta
O processo usado para resolver problemas que envolvem mais
de duas grandezas, diretamente ou inversamente proporcionais, é
chamado regra de três composta.
Exemplo 1: Em 4 dias 8 máquinas produziram 160 peças.
Em quanto tempo 6 máquinas iguais às primeiras produziriam 300
dessas peças?
Solução: Indiquemos o número de dias por x. Coloquemos as
grandezas de mesma espécie em uma só coluna e as grandezas de
espécies diferentes que se correspondem em uma mesma linha. Na
coluna em que aparece a variável x (“dias”), coloquemos uma flecha:
Máquinas Peças Dias
8 160 4
6 300 x
Comparemos cada grandeza com aquela em que está o x.
As grandezas peças e dias são diretamente proporcionais. No
nosso esquema isso será indicado colocando-se na coluna “peças”
uma flecha no mesmo sentido da flecha da coluna “dias”:
Máquinas Peças Dias
8 160 4
6 300 x
Mesmo sentido
As grandezas máquinas e dias são inversamente proporcionais
(duplicando o número de máquinas, o número de dias fica reduzido
à metade). No nosso esquema isso será indicado colocando-se na
coluna (máquinas) uma flecha no sentido contrário ao da flecha da
coluna “dias”:
Máquinas Peças Dias
8 160 4
6 300 x
Sentidos contrários
Agora vamos montar a proporção, igualando a razão que
contém o x, que é x
4
, com o produto das outras razões, obtidas
segundo a orientação das flechas
300
160.
8
6 :
5
1
15
8
1
2
300
160.
8
64
=
x
5
24
=
x => 2x = 4 . 5 a x = 1
2
2
5.4
=> x = 10
Resposta: Em 10 dias.
Exercícios
1. Completamente abertas, 2 torneiras enchem um tanque em
75 min. Em quantos minutos 5 torneiras completamente abertas
encheriam esse mesmo tanque?
2. Um trem percorre certa distância em 6 h 30 min, à velocidade
média de 42 km/h. Que velocidade deverá ser desenvolvida para o
trem fazer o mesmo percurso em 5 h 15 min?
3. Usando seu palmo, Samanta mediu o comprimento e
a largura de uma mesa retangular. Encontrou 12 palmos de
comprimento e 5 palmos na largura.
Depois, usando palitos de fósforo, mediu novamente o
comprimento do tampo da mesa e encontrou 48 palitos. Qual
estratégia Samanta usou para obter largura do tampo da mesa em
palitos de fósforo?
4. Ao participar de um treino de fórmula Indy, um competidor,
imprimindo a velocidade média de 180 km/h, faz o percurso em 20
segundos. Se a sua velocidade fosse de 200 km/h, que tempo teria
gasto no percurso?
5. Com 3 pacotes de pães de fôrma, Helena faz 63 sanduíches.
Quantos pacotes de pães de fôrma ela vai usar para fazer 105
sanduíches?
6. Uma empreiteira contratou 210 pessoas para pavimentar
uma estrada de 300 km em 1 ano. Após 4 meses de serviço, apenas
75 km estavam pavimentados. Quantos empregados ainda devem
ser contratados para que a obra seja concluída no tempo previsto?
a) 315
b) 2 2520
c) 840
d) 105
e) 1 260
7. Numa gráfica, 7 máquinas de mesmo rendimento imprimem
50 000 cartazes iguais em 2 horas de funcionamento. Se duas
dessas máquinas não estiverem funcionando, as 5 máquinas
restantes farão o mesmo serviço em:
a) 3 horas e 10 minutos
Didatismo e Conhecimento 37
MATEMÁTICA
b) 3 horas
c) 2 horas e 55 minutos
d) 2 horas e 50 minutos
e) 2 horas e 48 minutos
8. Funcionando 6 dias, 5 máquinas produziram 400 peças
de uma mercadoria. Quantas peças dessa mesma mercadoria são
produzidas por 7 máquinas iguais às primeiras, se funcionarem 9
dias?
9. Um motociclista rodando 4 horas por dia, percorre em
média 200 km em 2 dias. Em quantos dias esse motociclista vai
percorrer 500 km, se rodar 5 horas por dia?
10. Na alimentação de 02 bois, durante 08 dias, são consumidos
2420 kgs de ração. Se mais 02 bois são comprados, quantos quilos
de ração serão necessários para alimentá-los durante 12 dias.
Respostas
1) Resposta “30min”.
Solução:
Como aumentar as torneiras diminui o tempo, então a regra
de três é inversa:
5 tor. ------ 75min
2 tor. ------ x
5x = 2 . 75 =
5x = 150 =
x =
2) Resposta “52 km/h”.
Solução:
Como diminuir o tempo aumentaria a velocidade, então a
regra de três é inversa:
6h30min = 390min
5h15min = 315min
315min ------ 42km/h
390min ------ x
315x = 390 . 42 =
315x = 16380 =
X = km/h.
3) Resposta “20 palitos de fósforo”.
Solução: Levando os dados dado no enunciado temos:
Palmos: 12 palmos de comprimento e 5 palmos de largura.
Palitos de Fósforo: 48 palitos de comprimento e x palitos de
largura.
Portanto temos:
Comprimento Largura
12 palmos 5 palmos
48 palitos X palitos
Observe que o comprimento da mesa aumentou 4 vezes
quando passamos de “palmo” para “palito”. O que ocorre da
mesma forma na largura.
As grandezas são diretamente proporcionais. Daí podemos
fazer:
Logo, concluímos que o tampo da mesa tem 20 palitos de
fósforo de largura.
4) Resposta “18 segundos”.
Solução: Levando em consideração os dados:
Velocidade média: 180 km/h → tempo do percurso: 20s
Velocidade média: 200 km/h → tempo do percurso: ?
Vamos representar o tempo procurado pela letra x. Estamos
relacionando dois valores de grandeza “velocidade” (180 km/h e
200 km/h) com dois valores de grandeza “tempo” ( 20s e xs).
Conhecido os 3 valores, queremos agora determinar um
quarto valor. Para isso, organizamos os dados na tabela:
Velocidade km/h Tempo (s)
180 20
200 x
Observe que, se duplicarmos a velocidade inicial, o tempo
gasto para percorrer o percurso vai cair para a metade. Logo, as
grandezas são “inversamente proporcionais”. Então temos:
180 . 20 = 200 . x → 200x = 3600 →
Conclui-se, então, que se o competidor tivesse andando em
200 km/h, teria gasto 18 segundos para realizar o percurso.
5) Resposta “5 pacotes”.
Solução: Analisando os dados dado no enunciado temos:
Pacotes de Pães: 3 pacotes → Sanduíches: 63.
Pacotes de Pães: x pacotes → Sanduíches: 105.
Pacotes de Pães Sanduíches
3 63
x 105
Basta fazermos apenas isso:
63 . x = 3 . 105 → 63x = 315 →
Concluímos que ela precisará de 5 pacotes de pães de forma.
6) Resposta “D”.
Solução: Em de ano foi pavimentada de estrada
Didatismo e Conhecimento 38
MATEMÁTICA
Pessoas estrada tempo
210 75 4
X 225 8
=
=
=
x =
x = 315 pessoas para o término
315 210 que já trabalham = 105 pessoas.
7) Resposta “E”.
Solução: Primeiro descobrimos quanto cada máquina produz
por minuto. Para isso temos que dividir:
Agora multiplicamos por 5 e descobrimos quanto as 5
máquinas juntas produzem (min)
5 . 59,524 = 297, 62.
Portanto temos:
1 min --------------------- 297,62
x min --------------------- 50000
Fazendo a regra de 3 teremos:
297,62 . x = 50000 . 1 → 297,62x = 50000 →
168 min. o que equivale a 2 horas e 48 minutos.
8) Resposta “840 peças”.
Solução: Dados:
5 máquinas em 6 dias produzem400 peças
7 máquinas em 9 dias produzem x peças.
Organizando os dados no quadro temos:
N˚ de Máquinas
(A)
N˚ de Máquinas
(B)
Número de Peças
(C)
5 6 400
7 9 x
Fixando a grandeza A, podemos relacionar as grandezas B e
C. Se dobrarmos o número de dias, o número de peças também
dobrará, Logo, as grandezas B e C são “diretamente proporcionais”.
Fixando a grandeza B, podemos relacionar as grandezas A
e C. Se dobrarmos o número de máquinas, o número de peças
também dobrará, Logo, as grandezas A e C são “diretamente
proporcionais”.
Quando uma grandeza é “diretamente proporcional” a duas
outras, a variação da primeira é diferentemente proporcional ao
produto da variação das outras duas.
De acordo com o quadro, temos:
Resolvendo a proporção:
30 . x = 63 . 400 → 30x = 25200 →
Logo, se as máquinas funcionarem 9 dias, serão produzidas
840 peças.
9) Resposta “4 dias”.
Solução: Dados:
4 horas por dia, 200 km em 2 dias
5 horas por dia, 500 km em x dias
Organizando um quadro temos:
N˚ km (A) N˚ horas/dias (B) Número de dias (C)
200 4 2
500 5 x
Fixando a grandeza A, podemos relacionar as grandezas B e
C. Se dobrarmos o número de horas que o motociclista roda por
dia, o número de dias que ele leva para percorrer a mesma distância
cairá para a metade. Logo, as grandezas B e C são “inversamente
proporcionais”.
Fixando a grandeza B, podemos relacionar as grandezas
A e C. Se dobrarmos o número de quilômetros percorridos, o
número de dias dobrará, considerando que o motociclista rode o
mesmo número de horas por dia. Logo, as grandezas A e C são
“diretamente proporcionais”.
Assim a grandeza C é diretamente proporcional à grandeza A
e inversamente proporcional à grandeza B. Para que a variação da
grandeza C seja diretamente proporcional ao produto da variação
das duas outras, escrevemos a razão inversa dos valores que
expressam a grandeza B.
A razão inversa de
Daí, temos:
1000 . x = 2000 . 2 → 1000x = 4000 → .
Didatismo e Conhecimento 39
MATEMÁTICA
10) Resposta “7260 kgs”.
Solução:
Ração Dias Bois
2420 8 2
x 12 4
11. FUNÇÕES.
Função do 1˚ Grau
Dados dois conjuntos A e B, não-vazios, função é uma relação
binária de A em B de tal maneira que todo elemento x, pertencente
ao conjunto A, tem para si um único correspondente y, pertencente
ao conjunto B, que é chamado de imagem de x.
Notemos que, para uma relação binária dos conjuntos A e B,
nesta ordem, representarem uma função é preciso que:
- Todo elemento do conjunto A tenha algum correspondente
(imagem) no conjunto B;
- Para cada elemento do conjunto A exista um único
correspondente (imagem) no conjunto B.
Assim como em relação, usamos para as funções, que são
relações especiais, a seguinte linguagem:
Domínio: Conjunto dos elementos que possuem imagem.
Portanto, todo o conjunto A, ou seja, D = A.
Contradomínio: Conjunto dos elementos que se colocam
à disposição para serem ou não imagem dos elementos de A.
Portanto, todo conjunto B, ou seja, CD = B.
Conjunto Imagem: Subconjunto do conjunto B formado por
todos os elementos que são imagens dos elementos do conjunto A,
ou seja, no exemplo anterior: Im = {a, b, c}.
Exemplo
Consideremos os conjuntos A = {0, 1, 2, 3, 5} e B = {0, 1, 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8}.
Vamos definir a função f de A em B com f(x) = x + 1.
Tomamos um elemento do conjunto A, representado por
x, substituímos este elemento na sentença f(x), efetuamos as
operações indicadas e o resultado será a imagem do elemento x,
representada por y.
f: A → B
y = f(x) = x + 1
Tipos de Função
Injetora: Quando para ela elementos distintos do domínio
apresentam imagens também distintas no contradomínio.
Reconhecemos, graficamente, uma função injetora quando,
uma reta horizontal, qualquer que seja interceptar o gráfico da
função, uma única vez.
f(x) é injetora g(x) não é injetora
(interceptou o gráfico mais
de uma vez)
Sobrejetora: Quando todos os elementos do contradomínio
forem imagens de pelo menos um elemento do domínio.
Didatismo e Conhecimento 40
MATEMÁTICA
Reconhecemos, graficamente, uma função sobrejetora
quando, qualquer que seja a reta horizontal que interceptar o eixo
no contradomínio, interceptar, também, pelo menos uma vez o
gráfico da função.
f(x) é sobrejetora g(x) não é sobrejetora
(não interceptou o gráfico)
Bijetora: Quando apresentar as características de função
injetora e ao mesmo tempo, de sobrejetora, ou seja, elementos
distintos têm sempre imagens distintas e todos os elementos
do contradomínio são imagens de pelo menos um elemento do
domínio.
Função crescente: A função f(x), num determinado intervalo,
é crescente se, para quaisquer x1 e x2 pertencentes a este intervalo,
com x1<x2, tivermos f(x1)<f(x2).
x1<x2 → f(x1)<f(x2)
Função decrescente: Função f(x), num determinado intervalo,
é decrescente se, para quaisquer x1 e x2 pertencente a este intervalo,
com x1 < x2, tivermos f(x1)>f(x2).
x1<x2 → f(x1)>f(x2)
Função constante: A função f(x), num determinado intervalo,
é constante se, para quaisquer x1 < x2, tivermos f(x1) = f(x2).
Gráficos de uma Função
A apresentação de uma função por meio de seu gráfico é muito
importante, não só na Matemática como nos diversos ramos dos
estudos científicos.
Exemplo
Consideremos a função real f(x) = 2x – 1. Vamos construir
uma tabela fornecendo valores para x e, por meio da sentença f(x),
obteremos as imagens y correspondentes.
x y = 2x – 1
–2 –5
–1 –3
0 –1
1 1
2 3
3 5
Transportados os pares ordenados para o plano cartesiano,
vamos obter o gráfico correspondente à função f(x).
Didatismo e Conhecimento 41
MATEMÁTICA
Exemplo para a > 0
Consideremos f(x) = 2x – 1.
x f(x)
-1 -3
0 -1
1 1
2 3
Exemplo para a < 0
Consideremos f(x) = –x + 1.
x f(x)
-1 2
0 1
1 0
2 -1
Consideremos a função f(x) = ax + b com a ≠ 0, em que x0 é a
raiz da função f(x).
a>0 a<0
x>x0⇒f(x)>0 x>x0⇒f(x)<0
x=x0⇒f(x)=0 x=x0⇒f(x)=0
x<x0⇒f(x)<0 x<x0⇒f(x)>0
Conclusão: O gráfico de uma função do 1º grau é uma reta
crescente para a > 0 e uma reta decrescente para a < 0.
Zeros da Função do 1º grau:
Chama-se zero ou raiz da função do 1º grau y = ax + b o valor
de x que anula a função, isto é, o valor de x para que y seja igual
à zero.
Assim, para achar o zero da função y = ax + b, basta resolver
a equação ax + b = 0.
Exemplo
Determinar o zero da função:
y = 2x – 4.
2x – 4 = 0
2x = 4
x = 4
2
x = 2
O zero da função y = 2x – 4 é 2.
No plano cartesiano, o zero da função do 1º grau é representado
pela abscissa do ponto onde a reta corta o eixo x.
x y (x,y)
1 -2 (1, -2)
3 2 (3,2)
Observe que a reta y = 2x – 4 intercepta o eixo x no ponto
(2,0), ou seja, no ponto de abscissa 2, que é o zero da função.
Conhecido o zero de uma função do 1º grau e lembrando
a inclinação que a reta pode ter, podemos esboçar o gráfico da
função.
Didatismo e Conhecimento 42
MATEMÁTICA
Estudo do sinal da função do 1º grau:
Estudar o sinal da função do 1º grau y = ax + b é determinar os
valores reais de x para que:
- A função se anule (y = 0);
- A função seja positiva (y > 0);
- A função seja negativa (y < 0).
Exemplo
Estudar o sinal da função y = 2x – 4 (a = 2 > 0).
a) Qual o valor de x que anula a função?
y = 0
2x – 4 = 0
2x = 4
x = 4
2
x = 2
A função se anula para x = 2.
b) Quais valores de x tornam positiva a função?
y > 0
2x – 4 > 0
2x > 4
x > 4
2
x > 2
A função é positiva para todo x real maior que 2.
c) Quais valores de x tornam negativa a função?
y < 0
2x – 4 < 0
2x < 4
x < 4
2
x < 2
A função é negativa para todo x real menor que 2.
Podemos também estudar o sinal da função por meio de seu
gráfico:
- Para x = 2 temos y = 0;
- Para x > 2 temos y > 0;
- Para x < 2 temos y < 0.
Relação Binária
Par Ordenado
Quando representamos o conjunto (a, b) ou (b, a) estamos,
na verdade, representando o mesmo conjunto. Porém, em alguns
casos, é conveniente distinguir a ordem dos elementos.
Para isso, usamos a idéia de par ordenado. A princípio,
trataremos o par ordenado como um conceito primitivo e vamos
utilizar um exemplopara melhor entendê-lo. Consideremos
um campeonato de futebol e que desejamos apresentar, de cada
equipe, o total de pontos ganhos e o saldo de gols. Assim, para uma
equipe com 12 pontos ganhos e saldo de gols igual a 18, podemos
fazer a indicação (12, 18), já tendo combinado, previamente, que
o primeiro número se refere ao número de pontos ganhos, e o
segundo número, ao saldo de gols.
Portanto, quando tivermos para outra equipe a informação de
que a sua situação é (2, -8) entenderemos, que esta equipe apresenta
2 pontos ganhos e saldo de gols -8. Note que é importante a ordem
em que se apresenta este par de números, pois a situação (3, 5)
é totalmente diferente da situação (5,3). Fica, assim, estabelecida
a idéia de par ordenado: um par de valores cuja ordem de
apresentação é importante.
Observações: (a, b) = (c, d) se, e somente se, a = c e b = d
(a, b) = (b, a) se, o somente se, a = b
Produto Cartesiano
Dados dois conjuntos A e B, chamamos de produto cartesiano
A x B ao conjunto de todos os possíveis pares ordenados, de tal
maneira que o 1º elemento pertença ao 1º conjunto (A) e o 2º
elemento pertença ao 2º conjunto (B).
A x B= {(x,y) / x ∈ A e y ∈ B}
Quando o produto cartesiano for efetuado entre o conjunto
A e o conjunto A, podemos representar A x A = A2. Vejamos, por
meio de o exemplo a seguir, as formas de apresentação do produto
cartesiano.
Exemplo
Sejam A = {1, 4, 9} e B = {2, 3}. Podemos efetuar o produto
cartesiano A x B, também chamado A cartesiano B, e apresentá-lo
de várias formas.
a) Listagem dos elementos
Apresentamos o produto cartesiano por meio da listagem,
quando escrevemos todos os pares ordenados que constituam o
conjunto. Assim, no exemplo dado, teremos:
A e B = {(1, 2),(1, 3),(4, 2),(4, 3),(9, 2),(9, 3)}
Didatismo e Conhecimento 43
MATEMÁTICA
Vamos aproveitar os mesmo conjuntos A e B e efetuar o
produto B e A (B cartesiano A): B x A = {(2, 1),(2, 4),(2, 9),(3,
1),(3, 4),(3, 9)}.
Observando A x B e B x A, podemos notar que o produto
cartesiano não tem o privilégio da propriedade comutativa, ou seja,
A x B é diferente de B x A. Só teremos a igualdade A x B = B x A
quando A e B forem conjuntos iguais.
Observação: Considerando que para cada elemento do
conjunto A o número de pares ordenados obtidos é igual ao número
de elementos do conjunto B, teremos: n(A x B) = n(A) x n(B).
b) Diagrama de flechas
Apresentamos o produto cartesiano por meio do diagrama
de flechas, quando representamos cada um dos conjuntos no
diagrama de Euler-Venn, e os pares ordenados por “flechas” que
partem do 1º elemento do par ordenado (no 1º conjunto) e chegam
ao 2º elemento do par ordenado (no 2º conjunto).
Considerando os conjuntos A e B do nosso exemplo, o produto
cartesiano A x B fica assim representado no diagrama de flechas:
c) Plano cartesiano
Apresentamos o produto cartesiano, no plano cartesiano,
quando representamos o 1º conjunto num eixo horizontal, e o
2º conjunto num eixo vertical de mesma origem e, por meio de
pontos, marcamos os elementos desses conjuntos. Em cada um dos
pontos que representam os elementos passamos retas (horizontais
ou verticais). Nos cruzamentos dessas retas, teremos pontos que
estarão representando, no plano cartesiano, cada um dos pares
ordenados do conjunto A cartesiano B (B x A).
Domínio de uma Função Real
Para uma função de R em R, ou seja, com elementos no
conjunto dos números reais e imagens também no conjunto dos
números reais, será necessária, apenas, a apresentação da sentença
que faz a “ligação” entre o elemento e a sua imagem.
Porém, para algumas sentenças, alguns valores reais não
apresentam imagem real.
Por exemplo, na função f(x) = √(x-1) , o número real 0 não
apresenta imagem real e, portanto, f(x) características de função,
precisamos limitar o conjunto de partida, eliminando do conjunto
dos números reais os elementos que, para essa sentença, não
apresentam imagem. Nesse caso, bastaria estabelecermos como
domínio da função f(x) o conjunto D = {x∈R/x ≥ 1}.
Para determinarmos o domínio de uma função, portanto, basta
garantirmos que as operações indicadas na sentença são possíveis
de serem executadas. Dessa forma, apenas algumas situações nos
causam preocupação e elas serão estudadas a seguir.
1ª y= √f(x)
2n
f(x)≥(n∈N*)
2ª y= 1
f(x(
⇒ f(x)≠0
Vejamos alguns exemplos de determinação de domínio de
uma função real.
Exemplos
Determine o domínio das seguintes funções reais.
- f(x)=3x2 + 7x – 8
D = R
- f(x)=√x+7
x – 7 ≥ 0→ x ≥ 7
D = {x∈R/x ≥ 7}
- f(x)= √x+13
D = R
Observação: Devemos notar que, para raiz de índice impar,
o radicando pode assumir qualquer valor real, inclusive o valor
negativo.
- f(x)=
√x+8
3
x + 8 > 0 → x > -8
D = {x∈R/x > -8}
- f(x)= √x+5
x-8
x – 5 ≥ 0 → x ≥ 5
x – 8 ≥ 0 → x ≠ 8
D = {x∈R/x ≥ 5 e x ≠ 8}
Exercícios
1. Determine o domínio das funções reais apresentadas
abaixo.
Didatismo e Conhecimento 44
MATEMÁTICA
a) f(x) = 3x2 + 7x – 8
b) f(x)= 3
3x-6
c) f(x)= √x+2
d) f(x)= √2x+13
e) f(x)= 4x
√7x+5
2. Um número mais a sua metade é igual a 150. Qual é esse
número?
3. Considere a função f, de domínio N, definida por f(1) = 4
e f(x+1) = 3f(x)-2. O valor de f(0) é:
a) 0
b) 1
c) 2
d) 3
e) 4
4. Sejam f e g funções definidas em R por f(x)=2x-1 e
g(x)=x-3. O valor de g(f(3)) é:
a) -1
b) 1
c) 2
d) 3
e) 4
5. Numa loja, o salário fixo mensal de um vendedor é 500
reais. Além disso, ele recebe de comissão 50 reais por produto
vendido.
a) Escreva uma equação que expresse o ganho mensal y
desse vendedor, em função do número x de produto vendido.
b) Quanto ele ganhará no final do mês se vendeu 4 pro-
dutos?
c) Quantos produtos ele vendeu se no final do mês recebeu
1000 reais?
6. Considere a função dada pela equação y = x + 1, deter-
mine a raiz desta função.
7. Determine a raiz da função y = - x + 1 e esboce o gráfico.
8. Determine o intervalo das seguintes funções para que
f(x) > 0 e f(x) < 0.
a) y = f(x) = x + 1
b) y = f(x) = -x + 1
9. Determine o conjunto imagem da função:
D(f) = {1, 2, 3}
y = f(x) = x + 1
10. Determine o conjunto imagem da função:
D(f) = {1, 3, 5}
y = f(x) = x²
Respostas
1) Solução:
a) D = R
b) 3x – 6 ≠ 0
x ≠ 2
D = R –{2}
c) x + 2 ≥ 0
x ≥ -2
D = {x ∈ R/ x ≥ -2}
d) D = R
Devemos observar que o radicando deve ser maior ou igual a
zero para raízes de índice par.
e) Temos uma raiz de índice par no denominado, assim:
7x + 5 > 0
x > - 7/5
D = {x ∈ R/ x > -5/7}.
2) Resposta “100”.
Solução:
n + n/2 = 150
2n/2 + n/2 = 300/2
2n + n = 300
3n = 300
n = 300/3
n = 100.
3. Resposta “C”.
Solução : Com a função dada f(x + 1) = 3f(x) – 2 substituímos
o valor de x por x = 0:
f(0 + 1) = 3f (0) – 2
f(1) = 3f(0) - 2
É dito que f(1) = 4, portanto:
4 = 3f(0) - 2
Isolando f(0):
4+2 = 3f(0)
6 = 3f(0)
f(0) = 6/3 = 2.
4) Resposta “E”.
Solução: Começamos encontrando f(3):
f(3) = 2.(3) + 1, ou seja, f(3) = 7
Se está pedindo g[f(3)] então está pedindo g(7):
g(7) = 7 - 3 = 4
Logo, a resposta certa, letra “E”.
5) Solução
a) y = salário fixo + comissão
y = 500 + 50x
b) y = 500 + 50x , onde x = 4
y = 500 + 50 . 4 = 500 + 200 = 700
Didatismo e Conhecimento 45
MATEMÁTICA
c) y = 500 + 50x , onde y = 1000
1000 = 500 + 50x
50x = 1000 – 500
50x = 500
x = 10.
6) Solução: Basta determinar o valor de x para termos y = 0
x + 1 = 0
x = -1
Dizemos que -1 é a raiz ou zero da função.
Note que o gráfico da função y = x + 1, interceptará (cortará)
o eixo x em -1, que é a raiz da função.
7) Solução: Fazendo y = 0, temos:
0 = -x + 1
x = 1
Gráfico:
Note que o gráfico da função y = -x + 1, interceptará (cortará)
o eixo x em 1, que é a raiz da função.
8) Solução:
a) y = f(x) = x + 1
x + 1 > 0
x > -1
Logo, f(x) será maior que 0 quando x > -1
x + 1 < 0
x < -1
Logo, f(x) será menor que 0 quando x < -1
b) y = f(x) = -x + 1
* -x + 1 > 0
-x > -1
x < 1
Logo, f(x) será maior que 0 quando x < 1
-x + 1 < 0
-x < -1
x > 1
Logo, f(x) será menor que 0 quando x > 1
(*ao multiplicar por -1, inverte-se o sinalda desigualdade).
9) Solução:
f(1) = 1 + 1 = 2
f(2) = 2 + 1 = 3
f(3) = 3 + 1 = 4
Logo: Im(f) = {2, 3, 4}.
10) Solução:
f(1) = 1² = 1
f(3) = 3² = 9
f(5) = 5² = 25
Logo: Im(f) = {1, 9, 25}
Função do 2º Grau
Chama-se função do 2º grau ou função quadrática toda função
f de R em R definida por um polinômio do 2º grau da forma f(x) =
ax2 + bx + c ou y = ax2 + bx + c , com a, b e c reais e a ≠ 0.
Exemplo
- y = x2 – 5x + 4, sendo a = 1, b = –5 e c = 4
- y = x2 – 9, sendo a = 1, b = 0 e c = –9
- y = x2, sendo a = 1, b = 0 e c = 0
Representação gráfica da Função do 2º grau
Exemplo
Se a função f de R em R definida pela equação y = x2 – 2x
– 3. Atribuindo à variável x qualquer valor real, obteremos em
correspondência os valores de y:
Para x = –2 temos y = (–2)2 – 2(–2) –3 = 4 + 4 – 3 = 5
Para x = –1 temos y = (–1)2 – 2(–1) –3 = 1 + 2 – 3 = 0
Para x = 0 temos y = (0)2 – 2(0) –3 = – 3
Para x = 1 temos y = (1)2 – 2(1) –3 = 1 – 2 – 3 = –4
Para x = 2 temos y = (2)2 – 2(2) –3 = 4 – 4 – 3 = –3
Para x = 3 temos y = (3)2 – 2(3) –3 = 9 – 6 – 3 = 0
Para x = 4 temos y = (4)2 – 2(4) –3 = 16 – 8 – 3 = 5
Didatismo e Conhecimento 46
MATEMÁTICA
x y (x,y)
–2 5 (–2,5)
–1 0 (–1,0)
0 –3 (0, –3)
1 –4 (1, –4)
2 –3 (2, –3)
3 0 (3,0)
4 5 (4,5)
O gráfico da função de 2º grau é uma curva aberta chamada
parábola.
O ponto V indicado na figura chama-se vértice da parábola.
Concavidade da Parábola
No caso das funções do 2º grau, a parábola pode ter sua
concavidade voltada para cima (a > 0) ou voltada para baixo (a
< 0).
a>0 a<0
Podemos por meio do gráfico de uma função, reconhecer o
seu domínio e o conjunto imagem.
Consideremos a função f(x) definida por A = [a, b] em R.
Domínio: Projeção ortogonal do gráfico da função no eixo x.
Assim, D = [a, b] = A
Conjunto Imagem: Projeção ortogonal do gráfico da função
no eixo y. Assim, Im = [c, d].
Zeros da Função do 2º grau
As raízes ou zeros da função quadrática f(x) = ax2 + bx + c são
os valores de x reais tais que f(x) = 0 e, portanto, as soluções da
equação do 2º grau.
ax2 + bx + c = 0
A resolução de uma equação do 2º grau é feita com o auxílio
da chamada “fórmula de Bhaskara”.
x =-b +- √Δ
2.a Onde Δ = b2 – 4.a.c
As raízes (quando são reais), o vértice e a intersecção com o
eixo y são fundamentais para traçarmos um esboço do gráfico de
uma função do 2º grau.
Didatismo e Conhecimento 47
MATEMÁTICA
f(x) = ax2 + bx + c com a ≠ 0
Δ>0 Δ=0 Δ<0
a>0
a<0
Coordenadas do vértice da parábola
A parábola que representa graficamente a função do 2º grau
apresenta como eixo de simetria uma reta vertical que intercepta o
gráfico num ponto chamado de vértice.
As coordenadas do vértice são:
xv = -b
2a
e xv = -Δ
4a
Vértice (V)
O Conjunto Imagem de uma função do 2º grau está associado
ao seu ponto extremo, ou seja, à ordenada do vértice (yv).
Exemplo
Vamos determinar as coordenadas do vértice da parábola da
seguinte função quadrática: y = x2 – 8x + 15.
Cálculo da abscissa do vértice:
xv= -b
2a
= -(-8)
2(1)
= 8
2
= 4
Cálculo da ordenada do vértice:
Substituindo x por 4 na função dada:
yV = (4)2 – 8(4) + 15 = 16 – 32 + 15 = –1
Logo, o ponto V, vértice dessa parábola, é dado por V (4, –1).
Valor máximo e valor mínimo da função do 2º grau
- Se a > 0, o vértice é o ponto da parábola que tem ordenada
mínima. Nesse caso, o vértice é chamado ponto de mínimo e a
ordenada do vértice é chamada valor mínimo da função;
- Se a < 0, o vértice é o ponto da parábola que tem ordenada
máxima. Nesse caso, o vértice é ponto de máximo e a ordenada do
vértice é chamada valor máximo da função.
Construção do gráfico da função do 2º grau
- Determinamos as coordenadas do vértice;
- Atribuímos a x valores menores e maiores que xv e calculamos
os correspondentes valores de y;
- Construímos assim uma tabela de valores;
- Marcamos os pontos obtidos no sistema cartesiano;
- Traçamos a curva.
Exemplo
y = x2 – 4x + 3
Coordenadas do vértice:
xv = -b
2a
= -(-4)
2(1) = 4
2
= 2 V (2, –1)
yV = (2)2 – 4(2) + 3 = 4 – 8 + 3 = –1
Tabela:
Para x = 0 temos y = (0)2 – 4(0) + 3 = 0 – 0 + 3 = 3
Para x = 1 temos y = (1)2 – 4(1) + 3 = 1 – 4 + 3 = 0
Para x = 3 temos y = (3)2 – 4(3) + 3 = 9 – 12 + 3 = 0
Para x = 4 temos y = (4)2 – 4(4) + 3 = 16 – 16 + 3 = 3
x y (x,y)
0 3 (0,3)
1 0 (1,0)
2 –1 (2,–1)Vértice
3 0 (3,0)
4 3 (4,3)
Didatismo e Conhecimento 48
MATEMÁTICA
Gráfico:
Estudos do sinal da função do 2º grau
Estudar o sinal de uma função quadrática é determinar os
valores reais de x que tornam a função positiva, negativa ou nula.
Exemplo
y = x2 – 6x + 8
Zeros da função: Esboço do Gráfico
y = x2 – 6x + 8
Δ = (–6)2 – 4(1)(8)
Δ = 36 – 32 = 4
√Δ= √4 = 2
Estudo do Sinal:
4
2
8
2
26
==
+ Para x < 2 ou x > 4 temos y > 0
2
26 ±
=x Para x = 2 ou x = 4 temos y = 0
2
2
4
2
26
==
− Para 2 < x < 4 temos y < 0
Exercícios
1. O triplo do quadrado do número de filhos de Pedro é igual a
63 menos 12 vezes o número de filhos. Quantos filhos Pedro tem?
2. Uma tela retangular com área de 9600cm2 tem de largura
uma vez e meia a sua altura. Quais são as dimensões desta tela?
3. O quadrado da minha idade menos a idade que eu tinha 20
anos atrás e igual a 2000. Quantos anos eu tenho agora?
4. Comprei 4 lanches a um certo valor unitário. De outro tipo
de lanche, com o mesmo preço unitário, a quantidade comprada
foi igual ao valor unitário de cada lanche. Paguei com duas notas
de cem reais e recebi R$ 8,00 de troco. Qual o preço unitário de
cada produto?
5. O produto da idade de Pedro pela idade de Paulo é igual a
374. Pedro é 5 anos mais velho que Paulo. Quantos anos tem cada
um deles?
6. Há dois números cujo triplo do quadrado é a igual 15 vezes
estes números. Quais números são estes?
7. Quais são as raízes da equação x2 - 14x + 48 = 0?
8. O dobro do quadrado da nota final de Pedrinho é zero. Qual
é a sua nota final?
9. Solucione a equação biquadrada: -x4 + 113x2 - 3136 = 0.
10. Encontre as raízes da equação biquadrada: x4 - 20x2 - 576
= 0.
Respostas
1) Resposta “3”.
Solução: Sendo x o número de filhos de Pedro, temos que
3x2 equivale ao triplo do quadrado do número de filhos e que
63 - 12x equivale a 63 menos 12 vezes o número de filhos. Mon-
tando a sentença matemática temos:
3x2 = 63 - 12x
Que pode ser expressa como:
3x2 + 12x - 63 = 0
Temos agora uma sentença matemática reduzida à for-
ma ax2 + bx + c = 0, que é denominada equação do 2° grau. Vamos
então encontrar as raízes da equação, que será a solução do nosso
problema:
Primeiramente calculemos o valor de Δ:
Δ = b2 - 4.a.c = 122 - 4 . 3 .(-63) = 144 + 756 = 900
Como Δ é maior que zero, de antemão sabemos que a equação
possui duas raízes reais distintas. Vamos calculá-las:
3x2 + 12 - 63 = 0 ⇒ x = -12 ± √Δ
2 . 3
⇒
x1 = -12 + √900
6 ⇒x1 = -12 ± 30
6
⇒ x1 = 18
6
⇒ x1 = 3
x2 = -12 - √900
6 ⇒x1 = -12 - 30
6
⇒ x2 = -42
6
⇒ x2 = -7
A raízes encontradas são 3 e -7, mas como o número de filhos de
uma pessoa não pode ser negativo, descartamos então a raiz -7.
Portanto, Pedro tem 3 filhos.
2) Resposta “80cm; 120 cm”.
Solução: Se chamarmos de x altura da tela, temos que 1,5x será
a sua largura. Sabemos que a área de uma figura geométrica retan-
gular
é calculada multiplicando-se a medida da sua largura, pela
medida da sua altura. Escrevendo o enunciado na forma de uma
sentença matemática temos:
x . 1,5x = 9600
Que pode ser expressa como:
1,5x2 - 9600 = 0
Note que temos uma equação do 2° grau incompleta, que
como já vimos terá duas raízes reais opostas, situação que ocorre
sempre que o coeficiente b é igual a zero. Vamos aos cálculos:
1,5x2 - 9600 = 0 ⇒ 1,5x2 = 9600 ⇒ x2 = 9600
1,5
⇒ x = ±√6400 ⇒ x = ±80
Didatismo e Conhecimento 49
MATEMÁTICA
As raízes reais encontradas são -80 e 80, no entanto comouma
tela não pode ter dimensões negativas, devemos desconsiderar a
raiz -80.
Como 1,5x representa a largura da tela, temos então que ela
será de 1,5 . 80 = 120.
Portanto, esta tela tem as dimensões de 80cm de altura, por
120cm de largura.
3) Resposta “45”.
Solução: Denominando x a minha idade atual, a partir do
enunciado podemos montar a seguinte equação:
x2 - (x - 20) = 2000
Ou ainda:
x2 - (x - 20) = 2000 ⇒ x2 - x + 20 = 2000 ⇒ x2 - x - 1980 =0
A solução desta equação do 2° grau completa nós dará a res-
posta deste problema. Vejamos:
x2 - x - 1980 = ⇒ x = -(-1) ± √(-1)2 - 4 . 1 . (-1980)
2.1
⇒ x = 1 ± √7921
2
⇒ x = 1 ± 89
2 ⇒
x1 = 1 + 89
2
⇒ x1 = 45
x2 = 1 - 89
2
⇒ x2 = -44
As raízes reais da equação são -44 e 45. Como eu não posso
ter -44 anos, é óbvio que só posso ter 45 anos.
Logo, agora eu tenho 45 anos.
4) Resposta “12”.
Solução: O enunciado nos diz que os dois tipos de lanche têm
o mesmo valor unitário. Vamos denominá-lo então de x.
Ainda segundo o enunciado, de um dos produtos eu com-
prei 4 unidades e do outro eu comprei x unidades.
Sabendo-se que recebi R$ 8,00 de troco ao pa-
gar R$ 200,00 pela mercadoria, temos as informações necessárias
para montarmos a seguinte equação:
4 . x + x . x + 8 = 200
Ou então:
4.x + x . x + 8 = 200 ⇒ 4x + x2 + 8 = 200 ⇒ x2 + 4x - 192=0
Como x representa o valor unitário de cada lanche, vamos so-
lucionar a equação para descobrimos que valor é este:
x2 + 4x - 192 = 0 ⇒ x =
-4 ± √42 - 4 . 1 . (-192)
2.1
⇒ x = -4 ± √784
2
⇒ x = -4 ± 28
2 ⇒
x1 = -4 + 28
2
⇒ x1 = 12
x2 = -4 - 89
2
⇒ x2 = -16
As raízes reais da equação são -16 e 12. Como o preço não
pode ser negativo, a raiz igual -16 deve ser descartada.
Assim, o preço unitário de cada produto é de R$ 12,00.
5) Resposta “22; 17”.
Solução: Se chamarmos de x a idade de Pedro, teremos que x
- 5 será a idade de Paulo. Como o produto das idades é igual a 374,
temos que x . (x - 5) = 374.
Esta sentença matemática também pode ser expressa como:
x.(x - 5) = 374 ⇒ x2 - 5x = 374 ⇒ x2 - 5x - 374 = 0
Primeiramente para obtermos a idade de Pedro, vamos solu-
cionar a equação:
x2 - 5x - 374 = 0 ⇒
-(-5) ± √(-5)2 - 4 . 1 . (-374)
2.1
⇒ x = 5 ± √1521
2
⇒ x = 5 ± 39
2 ⇒
x1 = 5 + 39
2
⇒ x1 = 22
x2 = 5 - 39
2
⇒ x2 = -17
As raízes reais encontradas são -17 e 22, por ser negativa, a
raiz -17 deve ser descartada.
Logo a idade de Pedro é de 22 anos.
Como Pedro é 5 anos mais velho que Paulo, Paulo tem en-
tão 17 anos.
Logo, Pedro tem 22 anos e Paulo tem 17 anos.
6) Resposta “0; 5”.
Solução: Em notação matemática, definindo a incógnita
como x, podemos escrever esta sentença da seguinte forma:
3x2 = 15x
Ou ainda como:
3x2 - 15x = 0
A fórmula geral de resolução ou fórmula de Bhaskara pode
ser utilizada na resolução desta equação, mas por se tratar de uma
equação incompleta, podemos solucioná-la de outra forma.
Como apenas o coeficiente c é igual a zero, sabemos que esta
equação possui duas raízes reais. Uma é igual azero e a outra é
dada pelo oposto do coeficiente b dividido pelo coeficiente a. Re-
sumindo podemos dizer que:
ax2 + bx = 0 ⇒
x1 = 0
x2 = - b
a
Temos então:
x = - b
a
⇒ x = -15
3
⇒ x = 5
7) Resposta “6; 8”.
Solução: Podemos resolver esta equação simplesmente res-
pondendo esta pergunta:
Quais são os dois números que somados totalizam 14 e que
multiplicados resultam em 48?
Didatismo e Conhecimento 50
MATEMÁTICA
Sem qualquer esforço chegamos a 6 e 8, pois 6 + 8 = 14 e 6
. 8 = 48.
Segundo as relações de Albert Girard, que você encontra em
detalhes em outra página deste site, estas são as raízes da referida
equação.
Para simples conferência, vamos solucioná-la também através
da fórmula de Bhaskara:
x2 - 14x + 48 = 0 ⇒ x = -(-14) ± √(-14)2 - 4 . 1 . 48
2.1
⇒ x = 14 ± √4
2
⇒ x = 14 ± 2
2
⇒
x1 = 14 + 2
2
⇒ x1 = 8
x2 = 14 - 2
2
⇒ x2 = 6
8) Resposta “0”.
Solução: Sendo x a nota final, matematicamente temos:
2x2 = 0
Podemos identificar esta sentença matemática como sen-
do uma equação do segundo grau incompleta, cujos coeficien-
tes b e c são iguais a zero.
Conforme já estudamos este tipo de equação sempre terá
como raiz real o número zero. Apenas para verificação vejamos:
2x2 = 0 ⇒ x2 = 0
2
⇒ x2 = 0 ⇒ x ±√0 ⇒ x =0
9) Resposta “-8; -7; 7 e 8”.
Solução: Substituindo na equação x4 por y2 e também x2 e y te-
mos:
-y2 + 113y - 3136 = 0
Resolvendo teremos:
-y2 + 113y - 3136 = 0 ⇒ y = −113± 1132 − 4.(−1).(−3136)
2 + (−1)
⇒
y1 = −113+ 225
−2
⇒ y1 = -113 + 15
-2
y2 =
−113− 225
−2 ⇒ y2 = -113 - 15
-2
⇒
y1 = -98
-2
⇒ y1 = 49
y2 = -128
-2
⇒ y2 = 64
Substituindo os valores de y na expressão x2 = y temos:
Para y1 temos:
x2 = 49 ⇒ x ±√49 ⇒
x1 = √49 ⇒ x1 = 7
x2 = - √49 ⇒ x2 = -7
Para y2 temos:
x2 = 64 ⇒ x ±√64 ⇒
x3 = √64 ⇒ x3 = 8
x4 = - √64 ⇒ x4 = -8
Assim sendo, as raízes da equação biquadrada -x4 + 113x2 -
3136 = 0 são: -8, -7, 7 e 8.
10) Resposta “-6; 6”.
Solução: Iremos substituir x4 por y2 e x2 e y, obtendo uma equa-
ção do segundo grau:
y2 - 20y - 576 = 0
Ao resolvermos a mesma temos:
y2 - 20y - 576 = 0 ⇒ −20 ± (−20)2 − 4.1.(−576)
2.3
y1=
20 + 2704
2 ⇒y1=
20 + 52
2 ⇒y1=
72
2
⇒y1=36
y2= 20 − 2704
2
⇒y2=
20 − 52
2
⇒y2=
−32
2 ⇒y2=-16
Substituindo os valores de y na expressão x2 = y obtemos as
raízes da equação biquadrada:
Para y1 temos:
x2 = 36 ⇒ x = ±√36 ⇒
x1 = √36 ⇒ x1= 6
x2 = -√36 ⇒ x2= -6
Para y2, como não existe raiz quadrada real de um número
negativo, o valor de -16 não será considerado.
Desta forma, as raízes da equação biquadrada x4 - 20x2 - 576 =
0 são somente: -6 e 6.
12. FUNÇÃO EXPONENCIAL.
Uma função é uma maneira de associar a cada valor do ar-
gumento x um único valor da função f(x). Isto pode ser feito es-
pecificando através de uma fórmula um relacionamento gráfico
entre diagramas representando os dois conjuntos, e/ou uma regra
de associação, mesmo uma tabela de correspondência pode ser
Didatismo e Conhecimento 51
MATEMÁTICA
construída; entre conjuntos numéricos é comum representarmos
funções por seus gráficos, cada par de elementos relacionados pela
função determina um ponto nesta representação, a restrição de uni-
cidade da imagem implica em um único ponto da função em cada
linha de chamada do valor independente x.
Como um termo matemático, “função” foi introduzido por
Leibniz em 1694, para descrever quantidades relacionadas a uma
curva; tais como a inclinação da curva ou um ponto específico da
dita curva. Funções relacionadas à curvas são atualmente chama-
das funções diferenciáveis e são ainda o tipo de funções mais en-
contrado por não-matemáticos. Para este tipo de funções, pode-se
falar em limites e derivadas; ambos sendo medida da mudança nos
valores de saída associados à variação dos valores de entrada, for-
mando a base do cálculo infinitesimal.
A palavra função foi posteriormente usada por Euler em mea-
dos do século XVIII para descrever uma expressão envolvendo
vários argumentos; i.e:y = F(x). Ampliando a definição de fun-
ções, os matemáticos foram capazes de estudar “estranhos” ob-
jetos matemáticos tais como funções que não são diferenciáveis
em qualquer de seus pontos. Tais funções, inicialmente tidas como
puramente imaginárias e chamadas genericamente de “monstros”,
foram já no final do século XX, identificadas como importantes
para a construção de modelos físicos de fenômenos tais como o
movimento Browniano.
Durante o Século XIX, os matemáticos começaram a formali-
zar todos os diferentes ramos da matemática. Weierstrass defendia
que se construisse o cálculo infinitesimal sobre a Aritmética ao
invés de sobre a Geometria, o que favorecia a definição de Euler
em relação à de Leibniz (veja aritmetização da análise). Mais para
o final do século, os matemáticos começaram a tentar formalizar
toda a Matemática usandoTeoria dos conjuntos, e eles consegui-
ram obter definições de todos os objetos matemáticos em termos
do conceito de conjunto. Foi Dirichlet quem criou a definição “for-
mal” de função moderna.
Função Exponencial
Conta a lenda que um rei solicitou aos seus súditos que lhe in-
ventassem um novo jogo, a fim de diminuir o seu tédio. O melhor
jogo teria direito a realizar qualquer desejo. Um dos seus súditos
inventou, então, o jogo de xadrez. O Rei ficou maravilhado com o
jogo e viu-se obrigado a cumprir a sua promessa. Chamou, então,
o inventor do jogo e disse que ele poderia pedir o que desejasse.
O astuto inventor pediu então que as 64 casas do tabuleiro do jogo
de xadrez fossem preenchidas com moedas de ouro, seguindo a
seguinte condição: na primeira casa seria colocada uma moeda e
em cada casa seguinte seria colocado o dobro de moedas que havia
na casa anterior. O Rei considerou o pedido fácil de ser atendido
e ordenou que providenciassem o pagamento. Tal foi sua surpresa
quando os tesoureiros do reino lhe apresentaram a suposta conta,
pois apenas na última casa o total de moedas era de 263, o que
corresponde a aproximadamente 9 223 300 000 000 000 000 =
9,2233.1018. Não se pode esquecer ainda que o valor entregue ao
inventor seria a soma de todas as moedas contidas em todas as
casas. O rei estava falido!
A lenda nos apresenta uma aplicação de funções exponen-
ciais, especialmente da função y = 2x.
As funções exponenciais são aquelas que crescem ou decres-
cem muito rapidamente. Elas desempenham papéis fundamentais
na Matemática e nas ciências envolvidas com ela, como: Física,
Química, Engenharia, Astronomia, Economia, Biologia, Psicolo-
gia e outras.
Definição
A função exponencial é a definida como sendo a inversa da
função logarítmica natural, isto é:
logab = x ⇔ ax = b
Podemos concluir, então, que a função exponencial é definida por:
y= ax , com 1 ≠ a > 0
Gráficos da Função Exponencial
Propriedades da Função Exponencial
Se a, x e y são dois números reais quaisquer e k é um número
racional, então:
- ax ay= ax + y
- ax / ay= ax - y
- (ax) y= ax.y
- (a b)x = ax bx
- (a / b)x = ax / bx
- a-x = 1 / ax
Estas relações também são válidas para exponenciais de base
e (e = número de Euller = 2,718...)
- y = ex se, e somente se, x = ln(y)
- ln(ex) =x
- ex+y= ex.ey
- ex-y = ex/ey
- ex.k = (ex)k
Didatismo e Conhecimento 52
MATEMÁTICA
A Constante de Euler
Existe uma importantíssima constante matemática definida por
e = exp(1)
O número e é um número irracional e positivo e em função da
definição da função exponencial, temos que:
Ln(e) = 1
Este número é denotado por e em homenagem ao matemático
suíço Leonhard Euler (1707-1783), um dos primeiros a estudar as
propriedades desse número.
O valor deste número expresso com 40 dígitos decimais, é:
e = 2,718281828459045235360287471352662497757
Se x é um número real, a função exponencial exp(.) pode ser
escrita como a potência de base e com expoente x, isto é:
ex = exp(x)
13. PROBABILIDADE.
Os cálculos hebreus sobre a posição dos astros, realizados Ben
Ezra no século XII com a finalidade de fazer previsões astrológicas
podem ser considerados como os primeiros passos rumo à teoria
das probabilidades. O Livros dos jogos de azar, de Girolamo
Cardano (1501-1576) publicado em torno de 1550 é o primeiro
manual organizado que traz algumas noções de probabilidade.
Nesse livro, Cardano, que era um jogador, além de matemático,
astrólogo e médico desenvolve cálculos de expectativas acerca de
jogos dados e também dá conselhos sobre como trapacear no jogo.
No entanto o estudo sistemático das probabilidades começou
realmente em 1654 quando um jogador francês, o Chevalier
de Méré escreveu a Blaise Pascal (1623-1662) fazendo várias
perguntas sobre o jogo de dados ou de azar. Uma das perguntas
era: Dois jogadores igualmente hábeis querem interromper sua
partida. Sabendo-se que o montante das apostas e situação do jogo
(quantas partidas cada um ganhou), como deverá ser repartido o
dinheiro?
Pascal extremamente religioso não era jogador escreveu a outro
matemático francês Pierre Fermat (1601-1665) sobre as perguntas
feitas por Chevalier de Méré. A partir dessa correspondência, Pascal
e Fermat aprofundaram estudos conjuntos sobre probabilidade e
apesar de não terem publicado seus estudos chegaram a definir
conceitos como expectativa, chance e média, além de estabelecer
técnicas de contagem e estatísticas de incidência de casos num
dado fenômeno. Também no século XVII, mas precisamente em
1657, o holandês Christian Hiygens (1629 – 1695) publicou seu
livro O raciocínio nos jogos de dados, onde apresentou importantes
contribuições ao estudo das probabilidades.
O suíço Jacques Bernouilli (1654 – 1705) na mesma época
deu uma grande contribuição aos estudos das probabilidades ao
propor um teorema onde afirmava que a probabilidade de um
evento ocorrer tente a um valor constante quando o número de
ensaios desse evento tende ao infinito.
Depois de Bernouilli, Abraham De Moivre (1667 – 1751)
publicou o livro A doutrina do azar onde também faz análise dos
jogos que contribuíram para o estudo das probabilidades.
Foi em 1812 que Pierre Laplace (1749 – 1827) deu forma
a uma estrutura de raciocínio e a um conjunto de definições no
seu livro Teoria analítica da probabilidade. A teoria moderna das
probabilidades hoje constitui a base de um dos ramos de maior
aplicação nas ciências, a Estatística.
Experimentos Aleatórios
Os experimentos cujos resultados podem ser previsto, isto
é, podem ser determinados antes mesmo de sua realização, são
chamados experimentos determinísticos.
Por exemplo, é possível prever a temperatura em que a água
entrará em ebulição desde que conhecidas as condições em que o
experimento se realiza.
Alguns experimentos, contudo, não são assim previsíveis.
Por mais que sejam mantidas as mesmas condições, não podemos
prever qual será o resultado ao lançarmos uma moeda. Esses são
chamados experimentos aleatórios (em latim alea = sorte).
Experimentos aleatórios: São aqueles, que repetidos em
condições idênticas, não produzem sem o mesmo resultado.
A teoria das probabilidades estuda a forma de estabelecermos
as possibilidades de ocorrência num experimento aleatório.
Espaço Amostral e Eventos
Vamos estudar experimentos aleatórios com resultados
equiprováveis (mesma chance de ocorrência) e em número
determinado, isto é, finito. Desta forma definimos:
Espaço amostral: É o conjunto de todos os resultados possíveis
de um experimento aleatório. Indicaremos o espaço amostral por
U.
Evento: É qualquer subconjunto do espaço amostral.
Exemplo
Lançaremos três moedas e observamos as faces que ficaram
voltadas para cima. Representar:
a) O espaço amostral do experimento;
b) O evento A: chances de sair faces iguais;
c) O evento B: sair exatamente uma face “cara”;
d) O evento C: chances de sair, pelo menos, uma face “cara”.
Resolução
a) U = {(Ca, Ca, Ca), (Ca, Ca, Co), (Ca, Co, Ca), (Ca, Co, Co),
(Co, Ca, Ca), (Co, Ca, Co), (Co, Co, Ca), (Co, Co, Co)}
b) A = {(Ca, Ca, Ca), (Co, Co, Co)}
c) B = {(Ca, Co, Co), (Co, Ca, Co), (Co, Co, Ca)}
d) C = {(Ca, Ca, Ca), (Ca, Ca, Co), (Ca, Co, Ca), (Co, Ca, Ca),
(Ca, Co, Co), (Co, Ca, Co), (Co, Co, Ca)}
Observação: Os números de elementos do espaço amostral e
dos eventos de um experimento aleatório são calculados com a
análise combinatória.
Tipos de Eventos
Consideremos o experimento aleatório: lançamento de um
dado comum e observação do número representado na face voltada
para cima.
Didatismo e Conhecimento 53
MATEMÁTICA
O espaço amostral será:
U = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
Analisemos os diversos tipos de eventos que podemos definir
neste experimento.
Evento Elementar: Qualquer subconjunto unitário de U.
Exemplo
Ocorrência de um número múltiplo de 5.
A = {5}
Evento Certo: É o próprio espaço amostral U.
Exemplo
Ocorrência de um divisor de 60.
B = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
Evento Impossível: É o conjunto vazio (∅).
ExemploOcorrência de múltiplo de 8.
C = { } = ∅
Evento União: É a reunião de dois eventos.
Exemplo
Evento A: Ocorrência de um número primo
A = {2, 3, 5}
Evento B: Ocorrência de um número ímpar
B = {1, 3, 5}
Evento A
∩
B: Ocorrência de um número primo ou ímpar
A
∩
B = {1, 2, 3, 5}
Evento Intersecção: É a intersecção de dois eventos.
Exemplo
Evento A: Ocorrência de um número primo
A = {2, 3, 5}
Evento B: Ocorrência de um número ímpar
B = {1, 3, 5}
Evento A ∩ B: Ocorrência de um número primo ou ímpar
A ∩ B = {3, 5}
Evento Mutuamente Exclusivo: Dois eventos E1 e E2 de um
espaço amostral U são chamados mutuamente exclusivos quando
E1 ∩ E2 = ∅
Exemplo
Evento A: Ocorrência de um número par
A = {2, 4, 6}
Evento B: Ocorrência de um número ímpar
B = {1, 3, 5}
A e B são eventos mutuamente exclusivos, pois A ∩ B = ∅
Evento Complementar: É o evento Ē = U – E.
Exemplo
Evento A: Ocorrência de um número primo
A = {2, 3, 5}
Evento Ā: Ocorrência de um numero não primo
Ā = U – A = {1, 4,6}
Observação: No caso do exemplo, podemos dizer que o evento
Ā é a não-ocorrência de um número primo.
Probabilidade Estatística e Probabilidade Teórica
Imaginamos a seguinte situação: em uma turma do segundo
colegial, existem 25 garotas e 10 garotos e um brinde foi sorteado
para um dos membros da turma. Temos que adivinhar o sexo do
contemplado.
Intuitivamente, “sabemos” que é “mais fácil” ter sido sorteada
uma garota que um garoto, no entanto não podemos afirmar com
certeza o sexo do contemplado. A “chance” de uma garota ter
sido sorteada pode ser traduzida por um numero que chamamos
probabilidade.
Uma observação que pode ser feita é que a teoria das
probabilidades é uma maneira matemática de lidar com a incerteza.
O cálculo da probabilidade de um evento acontecer, muitas
vezes, é feito experimentalmente, e essa probabilidade é chamada
de experimental ou estatística.
Exemplo
A probabilidade de uma pessoa morrer aos 25 anos é obtida
através do levantamento e do tratamento adequado de um grande
número de casos.
No entanto, para calcularmos a probabilidade de ao jogarmos
dois dados obtermos, nas faces voltadas para cima, dois números
iguais, não precisamos realizar o experimento, ela pode ser
conseguida a partir de uma analise teórica do espaço amostral e do
evento, e neste caso chamamos de probabilidade teórica.
No 2º grau, não desenvolvemos estudos da probabilidade
estatística, que será estudada na maioria dos cursos de 3º grau.
Probabilidade Teórica de um Evento
Se num fenômeno aleatório, o número de elementos do espaço
amostral é n(U) e o número de elementos do evento A é n(A), então
a probabilidade de ocorrer o evento A é o número P(A) tal que:
P(A) = n(A)
n(U)
Outra forma de definir a probabilidade de ocorrer o evento
A é:
P(A) = Número de casos favoráveis a A
Número de casos possíveis
Didatismo e Conhecimento 54
MATEMÁTICA
Exemplos
- Retirando-se uma carta de um baralho normal de 52 cartas,
qual é a probabilidade de que a carta retirada seja um rei?
Resolução
P(E) = Número de resultados favoráveis
Número de resultados possíveis
P(E) =
4
=
1
52 13
- Em um lançamento de dois dados, um preto e outro branco,
qual é a probabilidade de que os dois números obtidos sejam
iguais?
Resolução
U = {(1,1), (1,2), (1,3), ..., (6,4), (6,5), (6,6)}
n(U) = 6 . 6 = 36
U = {(1,1), (2,2), (3,3), (4,4), (5,5), (6,6)}
n(E) = 6
Assim, P(E) = n(E) = 6 = 1
n(U) 36 6
- Dentre as seis permutações dos números 1, 2, e 3, uma é
escolhida ao acaso. Considerando o número de três algarismos
assim escolhido, determine a probabilidade de ele:
a) Ser par;
b) Ser múltiplo de três;
c) Ser múltiplo de cinco.
Resolução
O espaço amostral é:
U = {123, 132, 213, 231, 312, 321}
a) Evento A: ocorrer número par.
A = {132, 312}
P(A) =
n(A)
=
2
=
1
n(U) 6 3
b) Evento B: ocorrer número múltiplo de três.
B = {123, 132, 213, 231, 312, 321}
P(B) =
n(B)
=
6
1
n(U) 6
(evento certo)
c) Evento C: ocorrer número múltiplo de cinco.
C = { }
P(C) =
n(C)
=
0
0
n(U) 6
(evento impossível)
Observação: Através da teoria determinamos que, em um
lançamento de um dado “não viciado”, a probabilidade de que
se obtenha o número 3 é 1/6, isto não significa que, sempre que
forem feitos seis lançamentos de um dado, certamente ocorrerá em
um deles, e apenas um, resultado 2. Na prática, o que se verifica
é que, considerado um grande número de lançamentos, a razão
entre o número de vezes que ocorre o resultado 2 e o número de
lançamentos efetuados se aproxima de 1/6.
Propriedade das Probabilidades
P1) A probabilidade do evento impossível é 0. (P(∅)= 0)
P(∅)=
n(∅)
=
0
= 0
n(U) n(U)
P2) A probabilidade do evento certo é 1. (P(U ∅)= 1)
P(U) = n(U) = 1n(U)
P3) Sendo A um evento de um espaço amostral U, a
probabilidade de A é um número racional entre 0 e 1, inclusive.
(0≤ P(A) ≤ 1).
0≤ n(A) 0≤ n(U) => 0 ≤ n(A) ≤ n(U)
n(U) n(U) n(U)
Como P(A) = n(A) temos:n(U)
0≤ P(A) ≤ 1
P4) Sendo A um evento e Ā seu complementar, então P(A) +
P(Ā) = 1.
Didatismo e Conhecimento 55
MATEMÁTICA
U
Ā
A
n(U) = n(A) + n(Ā)
n(U) = n(A) + n(Ā)
n(U) n(U) n(U)
Assim, P(A) + P(Ā) = 1
Observação: É comum expressarmos a probabilidade de um
evento na forma de porcentagem. Assim, se P(A) = 0,82, por
exemplo, podemos dizer que P(A) = 82%.
Exemplo
Os 900 números de três algarismos estão colocados em
900 envelopes iguais. Um dos envelopes é sorteado. Qual a
probabilidade de ele conter um número que tenha, pelo menos,
dois algarismos iguais?
Resolução
Sendo A o evento: ocorrer um número com pelo menos dois
algarismos iguais. É mais fácil calcular P(Ā), a probabilidade do
evento complementar de A. Assim,
U
Ā
A
Números com
algarismos distintos
Números com
pelo menos dois
algarismos repetidos
Propriedade do Evento União
Dados dois eventos A e B de um espaço amostral U, dizemos
que ocorrer o evento A
∩
(evento união) é ocorrer pelo menos um
dos eventos A ou B.
n(A
∩
B) = n(A) + n(B) – n(A
∩
B)
Assim:
n(A∩ B) = n(A) + n(B) - n(A∩B)
n(U) n(U) n(U) n(U)
Ou seja: P (A
∩
B) = P(A) + P(B) – P(A∩B)
Podemos enunciar essa conclusão assim: A probabilidade
de ocorrer o evento A ou o evento B é dada pela soma da
probabilidade de ocorrer A com a probabilidade de ocorrer B,
menos a probabilidade de ocorrer os dois eventos (A e B).
Caso particular: se os eventos A e B são mutuamente
exclusivos, isto é, A ∩ B = ∅, P(A ∩ B) = 0 a formula acima se
reduz a: P(A
∩
B) = PA + PB
Exemplo
De um baralho comum de 52 cartas, uma carta é retirada
aleatoriamente. Qual a probabilidade de sair um valete ou uma
carta de paus.
Resolução
Sendo:
Evento A: “a carta e um valete”
P(A) = 4
52
Evento B: “a carta de paus”
P(B) = 13
52
Evento A ∩ B: “a carta é um valete de paus”
P(A∩B) = 1
52
Evento A
∩
B: “a carta é um valete ou é de paus”
P( A
∩
B) = P(A) +P(B) – P(A ∩ B)
P(A ∩ B) =
4 + 13 - 1 = 16 = 4
52 52 52 52 13
Didatismo e Conhecimento 56
MATEMÁTICA
Probabilidades num Espaço Amostral não Equiprovável
No espaço amostral equiprovável todos os resultados possíveis
têm a mesma chance de ocorrência e por isso que nos problemas
com dados e moedas estudados anteriormente sempre tomamos o
cuidado de especificar que os dados e moedas eram “honestos” ou
“não viciados”.
Como estudar as probabilidades com dados ou moedas
“viciados”?
A fórmula que usamos até agora
P(E) = Número de resultados favoráveis de E
Número de resultados possíveis
Não é válida, pois não importa apenas a quantidade de resul-
tados favoráveis já que esses resultados não têm necessariamente a
mesma “chance” de ocorrência.
Consideramos um experimento, com espaço amostral U = {a1,
a2..., a n}. Chamando de p(a1), p(a2),..., p(an) as probabilidades de
ocorrência dos resultados a1, a2,..., na, respectivamente temos que:
- p(a1) + p(a2) +...+ p (an) =1
- 0 ≤ p(a1) ≤ 1, para i = 1, 2, ..., n
Desta forma para calcularmos a probabilidade do evento A =
{a1, a2,..., am}(m≤n), fazemos:
P(A) = p(a1) + p(a2) +...+ p(am)
ExemploConsideramos um experimento com espaço amostral U = {a,
b, c} sendo p(a), p(b), p(c) as possibilidades dos resultados a, b e
c de modo que
p(a) = 1 ep(b) = 1
3 2
calcule :
a) p(c)
b) a probabilidade do evento A ={a,c}
Resolução
a) p(a) + p(b) + p(c) = 1
1 + 1 +p(c) = 13 2
p(c) = 1 -
1
-
1
=
6–2 – 3
=
1
3 2 6 6
b) P(A) = p(a) + p(c)
P(A) =
1
+
1
=
2+1
=
3
3 6 6 6
Assim,P(A) =
1
2
Probabilidade Condicional
Consideremos num experimento aleatório de espaço amostral
U os eventos A e B, com A ∩ B ≠ ∅, conforme o diagrama abaixo:
Na medida em que conhecemos a informação de que ocorreu
o evento B, este passa a ser o espaço amostral do experimento,
pois todos os resultados agora possíveis pertencem a A. assim,
a probabilidade de ocorrer o evento A, dado que o evento B já
ocorreu, será:
P(A/B) = n(A ∩ B)
n(B)
Exemplo
Numa turma de 50 alunos do colégio, 15 são homens e 35 são
mulheres.
Sabe-se que 10 homens e 15 mulheres foram aprovados num
exame de seleção. Uma pessoa é sorteada ao acaso.
Qual a probabilidade de:
a) Ela ser do sexo feminino se foi aprovada no exame?
b) Ela ter sido aprovada no exame se é do sexo masculino?
Resolução
O quando abaixo resume os dados do problema:
Foi
Aprovado
Não foi
Aprovado Total
Homem 10 5 15
Mulher 15 20 35
Total 25 25 50
a) Sendo:
Evento A: “a pessoa sorteada foi aprovada”.
Evento B: “a pessoa sorteada é mulher”.
P(B/A) =
n (A ∩ B)
=
15
=
3
n (A) 25 5
b) Sendo:
Evento A: “a pessoa sorteada foi aprovada”.
Evento B: “a pessoa sorteada é homem”.
P(A/C) =
n (A ∩C)
=
10
=
2
n (C) 15 3
Didatismo e Conhecimento 57
MATEMÁTICA
Probabilidade do Evento Intersecção
Dados dois eventos A e B de um espaço amostral U, dizemos
que ocorrer o evento A ∩ B (evento intersecção) é ocorrer
simultaneamente os eventos A e B.
Para calcular a probabilidade de ocorrer A ∩ B, vamos utilizar
a fórmula da probabilidade condicional.
P(A/B) =
n (A ∩B) ,
n (B)
Dividido por n(U), temos:
P(A/B) =
n (A ∩B)
=
P (A ∩ B)n (U)
n (B) P (B)n (U)
Assim: P(A∩B) = P (B) . P (A/B) (I)
Podemos também usar a fórmula de P (B/A), assim:
P(B/A) =
n (A ∩B)
=
n (A ∩B)
=
P (A ∩ B)
n (U)
n (A)
n (A)
P (A)
n (U)
Então: P(A∩B) = P (A) . P (B/A) (II)
A partir das fórmulas (I) e (II), citadas anteriormente,
concluímos:
Dados dois eventos A e B de um espaço amostral U, a
probabilidade de eles ocorrerem simultaneamente é dada pelo
produto da probabilidade de um deles pela probabilidade do outro,
dado que ocorreu o primeiro.
Exemplo
Consideremos uma urna contendo 5 bolas numeradas de 1 a 5.
qual a probabilidade de retirarmos a bola 1 e, sem sua reposição,
a bola 2?
Resolução
A probabilidade de sair a bola 1 na primeira retirada é P (A)
= 1/5
Restando 4 bolas na urna, a probabilidade de ocorrer a bola
na segunda, tendo ocorrido a bola 1 na primeira é: P (A/B) = 1/4
Como devem ocorrer os dois eventos, temos:
P (A ∩ B) =P (A) . P(B/A) =
1
=
1
=
1
5 4 20
Eventos Independentes
Dados dois eventos A e B de um espaço amostral U, dizemos
que eles são independentes se a ocorrência de um deles não
modificar a probabilidade de ocorrência do outro.
A e B independentes <=> P (B/A) = P(B) e P (A/B) = PA
Quando A e B são eventos independentes.
P (A ∩ B) = P(A) . P(B)
Então se P (A ∩ B) ≠ P(A) . P(B), dizemos que os eventos
são dependentes.
Exemplos de Eventos Independentes
- No lançamento simultâneo de dois dados, o resultado de um
deles não influi no resultado do outro.
- No lançamento sucessivo de dois dados, o resultado de um
deles não influi no resultado do outro.
- Na extração de duas cartas de um baralho se antes de extrair
a segunda carta for feita a reposição da primeira, o resultado da
primeira não influi no resultado da segunda.
Exemplo de Eventos Dependentes
Na extração de duas cartas de um baralho se antes de extrair a
segunda carta não for feita a reposição da segunda, o resultado da
primeira influencia o resultado da segunda, pois o espaço amostral
passa a ter 51 elementos.
Exemplo
Sejam A e B dois eventos independentes tais que:
P(A) = 1
eP(A ∩ B)=
1
4 3
Calcule P (B).
Resolução
P(A
∩ B) = P(A) + P(B) – P(A ∩ B)
Como A e B são independentes
P (A Ç B) = P(A) . P(B)
:. P(A
∩ B) = P(A) + P(B) – P(A) . P(B)
ou seja:
1
=
1
+P(B -
1
P (B)
3 4 4
4 = 3 + 12 P (B) – 3 P (B)
9 P (B) = 1 => P (B) =
1
9
14. MATEMÁTICA FINANCEIRA.
A Matemática Financeira é uma ferramenta útil na análise de
algumas alternativas de investimentos ou financiamentos de bens
de consumo. Consiste em empregar procedimentos matemáticos
para simplificar a operação financeira a um Fluxo de Caixa.
Capital: é o valor aplicado através de alguma operação finan-
ceira. Também conhecido como: Principal, Valor Atual, Valor Pre-
sente ou Valor Aplicado. Em inglês usa-se Present Value (indicado
pela tecla PV nas calculadoras financeiras).
Didatismo e Conhecimento 58
MATEMÁTICA
Juros: representam a remuneração do Capital empregado em
alguma atividade produtiva. Os juros podem ser capitalizados se-
gundo dois regimes: simples ou compostos.
Juros (Capitalização) Simples: o juro de cada intervalo de
tempo sempre é calculado sobre o capital inicial emprestado ou
aplicado.
Juros (Capitalização) Compostos: o juro de cada intervalo
de tempo é calculado a partir do saldo no início de correspondente
intervalo. Ou seja: o juro de cada intervalo de tempo é incorporado
ao capital inicial e passa a render juros também.
O juro é a remuneração pelo empréstimo do dinheiro. Ele
existe porque a maioria das pessoas prefere o consumo imediato,
e está disposta a pagar um preço por isto. Por outro lado, quem for
capaz de esperar até possuir a quantia suficiente para adquirir seu
desejo, e neste ínterim estiver disposta a emprestar esta quantia a
alguém, menos paciente, deve ser recompensado por esta absti-
nência na proporção do tempo e risco, que a operação envolver. O
tempo, o risco e a quantidade de dinheiro disponível no mercado
para empréstimos definem qual deverá ser a remuneração, mais
conhecida como taxa de juros.
Quando usamos juros simples e juros compostos?
A maioria das operações envolvendo dinheiro utiliza juros
compostos. Estão incluídas: compras a médio e longo prazo, com-
pras com cartão de crédito, empréstimos bancários, as aplicações
financeiras usuais como Caderneta de Poupança e aplicações em
fundos de renda fixa, etc. Raramente encontramos uso para o regi-
me de juros simples: é o caso das operações de curtíssimo prazo, e
do processo de desconto simples de duplicatas.
Taxa de juros: indica qual remuneração será paga ao dinheiro
emprestado, para um determinado período. Ela vem normalmente
expressa da forma percentual, em seguida da especificação do pe-
ríodo de tempo a que se refere:
8 % a.a. - (a.a. significa ao ano).
10 % a.t. - (a.t. significa ao trimestre).
Outra forma de apresentação da taxa de juros é a unitária, que
é igual a taxa percentual dividida por 100, sem o símbolo %:
Juros Simples
O regime de juros será simples quando o percentual de juros
incidir apenas sobre o valor principal. Sobre os juros gerados a
cada período não incidirão novos juros. Valor Principal ou sim-
plesmente principal é o valor inicial emprestado ou aplicado, antes
de somarmos os juros. Transformando em fórmula temos: J = P .
i . n
Onde:
J = juros
P = principal (capital)
i = taxa de juros
n = número de períodos
Exemplo: Temos uma dívida de R$ 1000,00 que deve ser paga
com juros de 8% a.m. pelo regime de juros simples e devemos
pagá-la em 2 meses. Os juros que pagarei serão:
J = 1000 x 0.08 x 2 = 160
Ao somarmos os juros ao valor principal temos o montante.
Montante = Principal + Juros
Montante = Principal + (Principal x Taxa de juros x Número
de períodos)
M = P . ( 1 + ( i . n ) )
Exemplo: Calcule o montante resultante da aplicação de
R$70.000,00 à taxa de 10,5% a.a. durante 145 dias.
Solução:
M = P . ( 1 + (i.n) )
M = 70000 [1 + (10,5/100).(145/360)] = R$72.960,42
Observe que expressamosa taxa i e o período n, na mesma
unidade de tempo, ou seja, anos. Daí ter dividido 145 dias por 360,
para obter o valor equivalente em anos, já que um ano comercial
possui 360 dias.
Exercícios sobre juros simples:
1) Calcular os juros simples de R$ 1200,00 a 13 % a.t. por 4
meses e 15 dias.
0.13 / 6 = 0.02167
logo, 4m15d = 0.02167 x 9 = 0.195
j = 1200 x 0.195 = 234
2 - Calcular os juros simples produzidos por R$40.000,00,
aplicados à taxa de 36% a.a., durante 125 dias.
Temos: J = P.i.n
A taxa de 36% a.a. equivale a 0,36/360 dias = 0,001 a.d.
Agora, como a taxa e o período estão referidos à mesma uni-
dade de tempo, ou seja, dias, poderemos calcular diretamente: J =
40000.0,001.125 = R$5000,00
3 - Qual o capital que aplicado a juros simples de 1,2% a.m.
rende R$3.500,00 de juros em 75 dias?
Temos imediatamente: J = P.i.n ou seja: 3500 = P.(1,2/100).
(75/30)
Observe que expressamos a taxa i e o período n em relação à
mesma unidade de tempo, ou seja, meses.
Logo, 3500 = P. 0,012 . 2,5 = P . 0,030;
Daí, vem: P = 3500 / 0,030 = R$116.666,67
4 - Se a taxa de uma aplicação é de 150% ao ano, quantos
meses serão necessários para dobrar um capital aplicado através
de capitalização simples?
Didatismo e Conhecimento 59
MATEMÁTICA
Objetivo: M = 2.P
Dados: i = 150/100 = 1,5
Fórmula: M = P (1 + i.n)
Desenvolvimento:
2P = P (1 + 1,5 n)
2 = 1 + 1,5 n
n = 2/3 ano = 8 meses
0,15 a.m. - (a.m. significa ao mês).
0,10 a.q. - (a.q. significa ao quadrimestre)
Juros Compostos
O regime de juros compostos é o mais comum no sistema
financeiro e portanto, o mais útil para cálculos de problemas do
dia-a-dia. Os juros gerados a cada período são incorporados ao
principal para o cálculo dos juros do período seguinte. Chamamos
de capitalização o momento em que os juros são incorporados ao
principal.
Após três meses de capitalização, temos:
1º mês: M =P.(1 + i)
2º mês: o principal é igual ao montante do mês anterior: M =
P x (1 + i) x (1 + i)
3º mês: o principal é igual ao montante do mês anterior: M =
P x (1 + i) x (1 + i) x (1 + i)
Simplificando, obtemos a fórmula: M = P . (1 + i)n
Importante: a taxa i tem que ser expressa na mesma medida de
tempo de n, ou seja, taxa de juros ao mês para n meses. Para calcu-
larmos apenas os juros basta diminuir o principal do montante ao
final do período: J = M - P
Exemplo: Calcule o montante de um capital de R$6.000,00,
aplicado a juros compostos, durante 1 ano, à taxa de 3,5% ao mês.
(use log 1,035=0,0149 e log 1,509=0,1788)
Resolução:
P = R$6.000,00
t = 1 ano = 12 meses
i = 3,5 % a.m. = 0,035
M = ?
Usando a fórmula M=P.(1+i)n, obtemos:
M = 6000.(1+0,035)12 = 6000. (1,035)12
Fazendo x = 1,03512 e aplicando logaritmos, encontramos:
log x = log 1,03512 → log x = 12 log 1,035 → log x = 0,1788
→ x = 1,509
Então M = 6000.1,509 = 9054.
Portanto o montante é R$9.054,00
Exercícios
1) Comprei um novo computador, mas como não tinha o di-
nheiro todo, fiz um empréstimo para pagá-lo. Ao final do emprés-
timo terei pago R$ 4.300,00. Só de juros pagarei R$ 1.800,00. A
taxa foi de 3% a.m. Por quantos anos pagarei pelo empréstimo?
Qual o preço do computador sem os juros?
Primeiramente iremos calcular o valor do capital.
A diferença entre o montante (R$ 4.300,00) e o valor total do
juro (R$ 1.800,00), nos dá o valor do capital:
Veja que neste caso a taxa de juros e o período não estão na
mesma unidade de tempo. Neste caso, devemos converter uma das
unidades.
Montando uma regra de três simples direta, temos:
Resolvendo:
Identificando-se os termos disponíveis, temos:
Para calcularmos o período de tempo utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Logo:
Portanto: O valor do computador sem os juros era de
R$ 2.500,00 e o prazo de pagamento foi de 2 anos.
Sem utilizarmos fórmulas, poderíamos chegar ao mesmo re-
sultado, pelo seguinte raciocínio:
Ao multiplicarmos o valor do capital pela taxa de juros, ire-
mos obter o juro referente a cada período:
Neste caso, basta-nos dividir o valor de R$ 1.800,00, referente
ao valor total do juro, por R$ 900,00 correspondente ao valor do
juro em cada período, obtendo assim o período de tempo procu-
rado:
Primeiramente iremos calcular o valor do capital. A di-
ferença entre o montante (R$ 4.300,00) e o valor total do juro
(R$ 1.800,00), nos dá o valor do capital:
M= R$4.300,00
j= R$ 1.800,00
C = M – j → C = 4.300,00 – 1.800,00 → C = 2.500,00
Didatismo e Conhecimento 60
MATEMÁTICA
Veja que neste caso a taxa de juros e o período não estão na
mesma unidade de tempo. Neste caso, devemos converter uma das
unidades. Montando uma regra de três simples direta, temos:
↓ 3% ------------- ½ ano (1 mês)
i % ------------ 1ano
Resolvendo:
1
0,03 0,03.1 12 3612 0,03.1. 0,36 36% . .
11 1 100
12
i i i i i a a
i
= → = → = → = → = → =
Identificando-se os termos disponíveis, temos:
C= R$ 2.500,00
i= 3% a.m.→ 36% a.a. → a.a. → 0,36 a.a.
j= R$ 1.800,00
Para calcularmos o período de tempo utilizaremos a fórmula:
n =
.
j
C i
Substituindo o valor dos termos temos: n =
1.800,00
2.500,00,36Logo: n = 2 anos
Portanto: o valor do computador sem os juros era de
R$ 2.500,00 e o prazo de pagamento foi de 2 anos. Sem utili-
zarmos fórmulas, poderíamos chegar ao mesmo resultado, pelo
seguinte raciocínio: Ao multiplicarmos o valor do capital pela taxa
de juros, iremos obter o juro referente a cada período: 2.500,00 .
0,36 → 900,00
Neste caso, basta-nos dividir o valor de R$ 1.800,00, referente
ao valor total do juro, por R$ 900,00 correspondente ao valor do
juro em cada período, obtendo assim o período de tempo procu-
rado:
1.800,00 2
900,00
→
2) Comprei o material para a reforma da minha casa, pelo
qual pagarei um total de R$ 38.664,00. O seu valor à vista era de
R$ 27.000,00 e a taxa de juros é de 2,4% a.m. Por quantos anos eu
pagarei por este material?
Em primeiro lugar, devemos calcular o valor do juro total.
Obtemos o valor do juro total ao subtrairmos do montante
(R$ 38.664,00), o valor do capital (R$ 27.000,00):
M= R$38.664,00
C= R$ 27.000,00
j = M – C → j = 38.664,00 – 27.000,00 → j = 11.664,00
Observe que neste caso a taxa de juros e o período não estão
na mesma unidade de tempo. Nestas condições, devemos conver-
ter uma das unidades.
Montando uma regra de três simples direta, temos:
↓ 2,4% ------------- ½ ano (1 mês) ↓
i % ------------ 1ano
Resolvendo:
1
0,024 0,024.1 12 28,812 0,024.1. 0,288 28,8% . .
11 1 100
12
i i i i i a a
i
= → = → = → = → = → =
Identificando-se as variáveis disponíveis, temos:
C= R$ 27.000,00
i= 2,4% a.m.→ 28,8% a.a. → 28,8/100 a.a. → 0,288 a.a.
j= R$ 11.664,00
Para calcularmos o período de tempo utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Logo:
Portanto: Eu ficarei pagando pelo material da reforma por
1,5 anos.
Sem utilizarmos fórmulas, poderíamos chegar ao mesmo re-
sultado, pelo seguinte raciocínio:
Ao multiplicarmos o valor do capital pela taxa de juros, ire-
mos obter o juro referente a cada período: 27.000,00 . 0,288 →
7.776,00
Desta forma, basta-nos dividir o valor de R$ 11.664,00, re-
ferente ao valor total do juro, por R$ 7.776,00 correspondente ao
valor do juro em cada período, obtendo assim o período de tempo
procurado:
3) Aninha retirou de uma aplicação o total R$ 74.932,00,
após decorridos 3,5 semestres. O valor dos juros obtidos foi de
R$ 22.932,00. Qual a taxa de juros a.b.?
Inicialmente o valor do capital será obtido subtraindo-se do
montante (R$ 74.932,00), o valor total do juro (R$ 22.932,00):
M= R$74.932,00
j= R$ 22.932,00
C = M – j → C = 74.932,00 – 22.932,00 → C = 52.000,00
Veja bem que neste caso a taxa de juros e o período não es-
tão na mesma unidade de tempo. Sendo assim, devemos converter
uma das unidades.
Montando uma regra de três simples direta, temos:
↓ 3 bimestres ------------- 1 semestre ↓
n bimestres ------------ 3,5 semestresDidatismo e Conhecimento 61
MATEMÁTICA
Resolvendo:
3 1 3.3,5 10,5
3,5 1
n n bimestres
n
= → = → =
Identificando-se os termos disponíveis, temos:
C= R$ 52.000,00
j= R$ 22.932,00
n= 3,5 semestres → 10,5 bimestres
Para calcularmos a taxa de juros utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Logo:
Portanto: 4,2% a.b. é a taxa de juros da aplicação na qual Ani-
nha investiu. Alternativamente poderíamos dividir o valor total
dos juros, R$ 22.932,00, pelo valor do principal, R$ 52.000,00, de
sorte a encontrar a taxa de juros total do período:
Dividindo-se então, esta taxa de 0,441 pelo período de tempo,
10,5, obteríamos a taxa desejada:
4) O valor principal de uma aplicação é de R$ 2.000,00. Res-
gatou-se um total de R$ 2.450,00 após 1 mês. Qual o valor da
taxa de juros a.d.?
Para começar, devemos calcular o valor do juro total subtrain-
do-se do montante (R$ 2.450,00), o valor do capital (R$ 2.000,00):
Esteja atento que neste caso a taxa de juros e o período não
estão na mesma unidade de tempo. Quando isto acontece, devemos
converter uma das unidades.
Identificando-se as variáveis disponíveis, temos:
M= R$ 2.450,00
C= R$ 2.000,00
j = M – C → j = 2.450,00 – 2.000,00 → j = 450,00
Para calcularmos a taxa de juros utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Logo:
Portanto: A taxa de juros da aplicação resgatada é de 0,75% a.d.
Alternativamente poderíamos dividir o valor total dos juros,
R$ 450,00, pelo valor do principal, R$ 2.000,00, de forma a encon-
trar a taxa de juros total do período:
Dividindo-se então, esta taxa de 0,225 pelo período de tempo,
30, obteríamos a taxa desejada:
5) Timóteo pagou mensalmente, pelo período de 1 ano, por
um curso que à vista custava R$ 1.800,00. Por não ter o dinheiro,
financiou-o a uma taxa de juros simples de 1,3% a.m. Qual o valor
total pago pelo curso? Qual o valor dos juros?
Veja que neste caso a taxa de juros e o período não estão na
mesma unidade de tempo. Neste caso, devemos converter uma das
unidades. Identificando-se os termos disponíveis, temos:
C= R$ 1.800,00
i= 1,3% a.m. → 1,3/100 a.m. → 0,013 a.m.
n = 1 ano → 12 meses
Para calcularmos o juro utilizaremos a fórmula: j = C . i . n
Substituindo o valor dos termos temos: j = 1.800,00. 0,013 .
12
Logo: j = 280,80
O montante é obtido somando-se ao valor do capital, o valor
total dos juros. Tal como na fórmula: M = C+ j
Ao substituirmos o valor dos termos temos: M = 1.800,00 +
280,80 → M= 2.080,80
Portanto: o valor dos juros foi de R$ 280,80, que acrescentado
ao preço do curso de R$ 1.800,00, totalizou R$ 2.080,80. Ao invés
de utilizarmos fórmulas, poderíamos chegar ao mesmo resultado,
apenas pela aplicação de alguns conceitos. Como sabemos, o juro
referente a cada período é calculado multiplicando-se o valor do
capital pela taxa de juros. Então o valor do juro por período seria:
1.800,00 . 0,013 → 23,40
Ora, sendo o valor do juro em cada período correspondente a
R$ 23,40, resta-nos multiplicar este valor por 12, correspondente
ao período de tempo, para termos o valor procurado: 23,40 . 12 →
280,80
Didatismo e Conhecimento 62
MATEMÁTICA
O valor do montante será encontrado, simplesmente soman-
do-se ao valor do principal, o valor total dos juros: 1.800,00 +
280,80 → 2.080,80
6) Um aplicador investiu R$ 35.000,00 por 1 semestre, à taxa
de juros simples de 24,72% a.a. Em quanto o capital foi aumentado
por este investimento?
Observe que neste caso a taxa de juros e o período não estão
na mesma unidade de tempo. Nestas condições, devemos conver-
ter uma das unidades.
Montando uma regra de três simples direta, temos:
↓ 24,72% ------------- 2 semestres (1 ano) ↓
i % ------------ 1 semestre
Resolvendo:
0,2472 2 0,2472.1 12,360,1236 12,36% . .
2 100
i i i i a s
i i
= → = → = → = → =
Identificando-se as variáveis disponíveis, temos:
C= R$ 35.000,00
i= 24,72% a.a. → 12,36% a.s. → 12,36/100 a.s → 0,1236 a.s.
n = 1 semestre
Para calcularmos o juro utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Logo:
Portanto: Com investimento o capital aumentou R$ 4.326,00.
Ao invés de utilizarmos fórmulas, poderíamos chegar ao mes-
mo resultado, apenas pela aplicação de alguns conceitos. Como sa-
bemos, o juro referente a cada período é calculado multiplicando-
-se o valor do capital pela taxa de juros. Então o valor do juro por
período seria: 35.000,00 . 0,1236 → 4.326,00
Ora, sendo o valor do juro em cada período correspondente a
R$ 4.326,00, resta-nos multiplicar este valor por 1, correspondente
ao período de tempo, para termos o valor procurado: 4.326,00 . 1
→ 4.326,00
7) Em uma aplicação recebi de juros R$ 141,75. O dinheiro
ficou aplicado por 45 dias. Eu tinha aplicado R$ 3.500,00. Qual foi
a taxa de juros a.a. da aplicação?
Identificando-se os termos disponíveis, temos:
C= R$ 3.500,00
j= R$ 141,75
n = 45 dias
Para calcularmos a taxa de juros utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
No entanto, como a unidade de tempo da taxa solicitada está
em anos (‘a.a.’) e o cálculo foi realizado na unidade do período de
tempo que está em ‘dias’, devemos converter a unidade de tempo
da taxa calculada de a.d. (‘dias’) para a.a. (‘anos’).
Logo:
↓ i ------------- 360 dias (1 ano) ↓
0,0009 ------------ 1 dia
Resolvendo:
360 32,40,324 32,4% . .
0,0009 1 100
i i i i a a= → = → = → =
Portanto: 32,4% a.a. foi a taxa de juros simples da aplicação.
Alternativamente poderíamos dividir o valor total dos juros,
R$ 141,75, pelo valor do principal, R$ 3.500,00, de forma a encon-
trar a taxa de juros total do período:
Dividindo-se então, esta taxa de 0,0405 pelo período de tem-
po, 45, obteríamos a taxa desejada:
Resta ainda converter a taxa de juros para a unidade de tempo
solicitada, o que pode ser feito se realizando o procedimento de
conversão conforme efetuado acima.
8) Maria realizou uma aplicação por um período de 1 bi-
mestre. Em tal período o capital de R$ 18.000,00 rendeu a ela
R$ 1.116,00 de juros. Qual foi a taxa de juros a.a. utilizada?
Identificando-se as variáveis disponíveis, temos:
C= R$ 18.000,00
j= R$ 1.116,00
n = 1 bimestre
Para calcularmos a taxa de juros utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Didatismo e Conhecimento 63
MATEMÁTICA
No entanto, como a unidade de tempo da taxa solicitada está
em anos (‘a.a.’) e o cálculo foi realizado na unidade do período
de tempo que está em ‘bimestres’, devemos converter a unidade
de tempo da taxa calculada de a.b. (‘bimestres’) para a.a. (‘anos’).
Logo:
↓ i ------------- 6 bimestres (1 ano) ↓
0,062 ------------ 1 bimestre
Resolvendo:
6 0,062.6 37,20,372 37,2% .
0,062 1 1 100
i i i i i a a= → = → = → = → =
Portanto: A aplicação de Maria Gorgonzola foi realizada à
uma taxa de juros simples de 37,2% a.a. Alternativamente pode-
ríamos dividir o valor total dos juros, R$ 1.116,00, pelo valor do
principal, R$ 18.000,00, de maneira a encontrar a taxa de juros
total do período:
Dividindo-se então, esta taxa de 0,062 pelo período de tempo,
1, obteríamos a taxa desejada:
Resta ainda converter a taxa de juros para a unidade de tempo
solicitada, o que pode ser feito se realizando o procedimento de
conversão conforme efetuado acima.
9) Maria recebeu R$ 5.000,00 de juros, por um empréstimo
de 1 mês. A taxa de juros aplicada foi de 37,5% a.a. Quanto Maria
havia emprestado?
Veja que neste caso a taxa de juros e o período não estão na
mesma unidade de tempo. Neste caso, devemos converter uma das
unidades. Montando uma regra de três simples direta, temos:
↓ 37,5% ------------- 12 meses (1 ano) ↓
i% ------------ 1 mês
Resolvendo:
0,375 12 0,375.1 3,1250,03125 3,125% .
1 12 100
i i i i a m
i
= → = → = → = → =
Identificando-se os termos disponíveis, temos:
i= 37,5% a.a. → 3,125% a.m. → 3,125/100 a.m. → 0,03125
a.m.
j= R$ 5.000,00
n = 1 mês
Para calcularmos o capital vamos utilizara fórmula:
C =
.
j
i n
Substituindo o valor dos termos temos:
C = 5.000,00/(0,03125 .1)
Logo: C = 160.000,00
Portanto: Maria havia emprestado R$ 160.000,00, pelo qual
recebeu R$ 5.000,00 de juros, à taxa de 37,5% a.a. pelo período
de 1 mês. Poderíamos chegar à mesma conclusão pela seguinte
forma: Se dividirmos o valor total dos juros pelo período de tempo,
iremos obter o valor do juro por período:
5.000,00 5.000,00
1
→
Portanto, ao dividirmos o valor do juro por período,
R$ 5.000,00, pela taxa de juros de 3,125%, iremos obter o valor
do capital:
5.000,00 160.000,00
0,03125
→
10) Ambrózio recebeu R$ 1.049,60 de juros ao aplicar
R$ 8.200,00 à taxa de 19,2% a.s. Qual foi o prazo da aplicação
em meses?
Observe que neste caso a taxa de juros e o período não estão
na mesma unidade de tempo. Nestas condições, devemos conver-
ter uma das unidades. Montando uma regra de três simples direta,
temos:
↓ 19,2% ------------- 6 meses (1 semestre) ↓
i% ------------ 1 mês
Resolvendo:
0,192 6 0,192.1 3,20,032 3,2% .
1 6 100
i i i i a m
i
= → = → = → = → =
Identificando-se as variáveis disponíveis, temos:
C = R$ 8.200,00
i= 19,2% a.s. → 3,2% a.m. → 3,2/100 a.m. → 0,032 a.m.
j= R$ 1.049,60
Para calcularmos o período de tempo utilizaremos a fórmula:
Substituindo o valor dos termos temos:
Logo: n = 4 meses
Didatismo e Conhecimento 64
MATEMÁTICA
Portanto: O prazo da aplicação foi de 4 meses. Aplicação
esta que rendeu a Ambrózio R$ 1.049,60 de juros ao investir
R$ 8.200,00 à taxa de 19,2% a.s. Sem utilizarmos fórmulas, po-
deríamos chegar ao mesmo resultado, pelo seguinte raciocínio: Ao
multiplicarmos o valor do capital pela taxa de juros, iremos obter o
juro referente a cada período: 8.200,00 . 0,032 → 262,40
Neste caso, basta-nos dividir o valor de R$ 1.049,60, referente
ao valor total do juro, por R$ 262,40 correspondente ao valor do
juro em cada período, obtendo assim o período de tempo procu-
rado:
11) Aplicando-se R$ 15.000,00 a uma taxa de juro com-
posto de 1,7% a.m., quanto receberei de volta após um ano de
aplicação? Qual o juro obtido neste período?
Primeiramente vamos identificar cada uma das variáveis for-
necidas pelo enunciado do problema:
C = R$ 15.000,00
i= 1,7% a.m. → 1,7/100 a.m. → 0,017 a.m.
n= 1 ano → 12 meses
Como a taxa de juros está em meses, também iremos trabalhar
com o período de tempo em meses e não em anos como está no
enunciado do problema.
Pelo enunciado identificamos que foram solicitados o mon-
tante e o juro, utilizaremos, portanto a fórmula abaixo que nos dá
o montante: M = C . (1+ i)n
Ao substituirmos cada uma das variáveis pelo seu respectivo
valor teremos: M = 15.000,00 . (1 + 0,017)12
Podemos então realizar os cálculos para encontramos o valor
do montante:
M = 15.000,00 . (1 + 0,017)12 →
M = 15.000,00 . 1,01712 →
M = 15.000,00 . 1,224197 →
M = 18362,96
Logo o montante a receber será de R$ 18.362,96. Sabemos
que a diferença entre o montante e o capital aplicado nos dará os
juros do período. Temos então:
j = M – C →
j = 18362,96 – 15.000,00 →
j = 3362,96
Portanto: Após um ano de aplicação receberei de volta um to-
tal de R$ 18.362,96, dos quais R$ 3.362,96 serão recebidos a título
de juros.
12) Paguei de juros um total R$ 2.447,22 por um emprésti-
mo de 8 meses a uma taxa de juro composto de 1,4% a.m. Qual
foi o capital tomado emprestado? Calculando o valor da entrada
para financiar a compra do seu carro a partir do valor da prestação
Em primeiro lugar vamos identificar as variáveis fornecidas
pelo enunciado:
j = R$ 2.447,22
n = 8 meses
i= 1,4% a.m. → 1,4/100 a.m. → 0,014 a.m.
Como sabemos a fórmula básica para o cálculo do juro com-
posto é: M = C . (1+ i)n
Mas como estamos interessados em calcular o capital, é me-
lhor que isolemos a variável C como a seguir:
.(1 )
(1 )
n MM C i C
i n
= + → =
+
Note que a variável M não consta no enunciado, mas ao in-
vés disto temos a variável j, no entanto sabemos que o valor do
montante é igual à soma do valor principal com o juro do período,
então temos: M = C + j
Podemos então substituir M por C + j na expressão anterior:
(1 )n
C jC
i
+
=
+
Vamos então novamente isolar a variável C:
(1 )n
C jC
i
+
=
+
C . (1 + i)n = C + j →
C . (1 + i)n - C = j →
C . [(1 + i)n – 1] = j →
Finalmente podemos substituir as variáveis da fórmula pelos
valores obtidos do enunciado:
8
8
(1 ) 1
2447,22
(1 0,0014) 1
2447,22
1,014 1
2447,22
1,117644 1
2447,22
0,117644
20801,91
n
jC
i
C
C
C
C
C
= →
+ −
= →
+ −
= →
−
= →
−
= →
=
Logo: O capital tomado emprestado foi de R$ 20.801,96.
13) Planejo emprestar R$ 18.000,00 por um período de
18 meses ao final do qual pretendo receber de volta um total
de R$ 26.866,57. Qual deve ser o percentual da taxa de juro
composto para que eu venha a conseguir este montante?
Didatismo e Conhecimento 65
MATEMÁTICA
Do enunciado identificamos as seguintes variáveis:
C = R$ 18.000,00
n = 18 meses
M = R$ 26.866,57
A partir da fórmula básica para o cálculo do juro composto
iremos isolar a variável i, que se refere à taxa de juros que estamos
em busca: M = C . (1+ i)n
Como já vimos na parte teórica, esta variável pode ser isolada
com os seguintes passos:
.(1 )
(1 )
(1 )
1
1
n
n
nnn
n
n
M C i
M i
C
M i
C
M i
C
Mi
C
= + →
= + →
= + →
= + →
= = −
Por fim substituiremos as variáveis da fórmula pelos valores
obtidos do enunciado:
18
18
1
268866,57 1
18000
1,492587 1
1,0225 1
0,0225 1
n
Mi
C
i
i
i
i
= = − →
= = − →
= = − →
= − →
= −
O valor decimal 0,0225 corresponde ao valor percentual de
2,25%.
14) Preciso aplicar R$ 100.000,00 por um período de quantos
meses, a uma taxa de juro composto de 1,7% a.m., para que ao
final da aplicação eu obtenha o dobro deste capital?
Do enunciado identificamos as seguintes variáveis:
C = R$ 100.000,00
i = 1,7% a.m. → 1,7/100 a.m. → 0,017 a.m.
M = R$ 200.000,00
Tendo por base a fórmula básica para o cálculo do juro com-
posto isolemos a variável n, que se refere ao período de tempo que
estamos a procura:
.(1 )
(1 )
log(1 ) log
log
log(1 )
n
n
n
M C i
Mi
C
Mi
C
M
Cn
i
= + →
+ = →
+ = →
=
+
Substituindo o valor das variáveis na fórmula:
log
log(1 )
log(2)
log(1,017)
0,301030
0,007321
41,12
M
Cn
i
n
n
n
= →
+
= →
= →
=
Assim sendo: Para que eu consiga dobrar o valor do meu ca-
pital precisarei de 41,12 meses de aplicação.
15) Se um certo capital for aplicado por um único período
a uma determinada taxa de juros, em qual das modalidades de
juros, simples ou composta, se obterá o maior rendimento? Na
modalidade de juros simples, temos que o montante pode ser
obtido através da seguinte fórmula: M = C + j
Mas como já sabemos, o juro é obtido através da fórmula: j =
C . i . n
Logo substituindo j na fórmula do montante, chegamos à
seguinte expressão: M = C + C . i . n
Que após colocarmos C em evidência teremos: M = C . (1 +
i + n)
Como o enunciado diz se tratar de apenas um período de
aplicação, ao substituirmos n por 1 e realizarmos a multiplicação,
a fórmula ficará apenas como:
M = C . (1 + i)
Já na modalidade de juros compostos, o montante é obtido
através da fórmula:
M = C . (1 + i)n
Com a substituição de n por 1, segundo o enunciado,
chegaremos à expressão:
Didatismo e Conhecimento 66
MATEMÁTICA
M = C . (1 + i)
Como já era de se esperar, em ambas as modalidades chegamos
à mesma fórmula. Por quê?
Como sabemos, o que difere uma modalidade da outra é que
no caso dos juros simples o juro não é integrado ao capital ao final
de cada período, assim como acontece na modalidade de juros
compostos. Como há apenas um período, não há distinção entre
uma modalidade e outra, já que após a integração do juro ao valor
principal, não haverá um outro cálculo para um próximo período,
por se tratar de apenas um período de aplicação.
Temos então que: Em qualquer uma das modalidades o
rendimento será o mesmo.
Taxa Nominal
A taxa nominal de juros relativa auma operação financeira,
pode ser calculada pela expressão:
Taxa nominal = Juros pagos / Valor nominal do empréstimo
Assim, por exemplo, se um empréstimo de $100.000,00,
deve ser quitado ao final de um ano, pelo valor monetário de
$150.000,00, a taxa de juros nominal será dada por:
Juros pagos = Jp = $150.000 – $100.000 = $50.000,00
Taxa nominal = in = $50.000 / $100.000 = 0,50 = 50%
Sem dúvida, se tem um assunto que gera muita confusão na
Matemática Financeira são os conceitos de taxa nominal, taxa efe-
tiva e taxa equivalente. Até na esfera judicial esses assuntos geram
muitas dúvidas nos cálculos de empréstimos, financiamentos, con-
sórcios e etc.
Hoje vamos tentar esclarecer esses conceitos, que na maioria
das vezes nos livros e apostilas disponíveis no mercado, não são
apresentados de um maneira clara.
Temos a chamada taxa de juros nominal, quando esta não
é realmente a taxa utilizada para o cálculo dos juros (é uma taxa
“sem efeito”). A capitalização (o prazo de formação e incorpora-
ção de juros ao capital inicial) será dada através de uma outra taxa,
numa unidade de tempo diferente, taxa efetiva.
Como calcular a taxa que realmente vai ser utilizada; isto é,
a taxa efetiva?
Vamos acompanhar através do exemplo:
Calcular o montante de um capital de R$ 1.000,00 aplicados
durante 18 meses, capitalizados mensalmente, a uma taxa de
12% a.a. Explicando o que é taxa Nominal, efetiva mensal e equi-
valente mensal:
Respostas e soluções:
1) A taxa Nominal é 12% a.a; pois o capital não vai ser capita-
lizado com a taxa anual.
2) A taxa efetiva mensal a ser utilizada depende de duas con-
venções: taxa proporcional mensal ou taxa equivalente mensal.
a) Taxa proporcional mensal (divide-se a taxa anual por 12):
12%/12 = 1% a.m.
b) Taxa equivalente mensal (é aquela que aplicado aos R$
1.000,00, rende os mesmos juros que a taxa anual aplicada nesse
mesmo capital).
Cálculo da taxa equivalente mensal:
i q= (1+ it )
q
t −1
onde:
iq : taxa equivalente para o prazo que eu quero
it : taxa para o prazo que eu tenho
q : prazo que eu quero
t : prazo que eu tenho
i q= (1+ 0,12)
1
12 −1 = (1,12)0,083333 – 1
iq = 0,009489 a.m ou iq = 0,949 % a.m.
3) Cálculo do montante pedido, utilizando a taxa efetiva mensal
a) pela convenção da taxa proporcional:
M = c (1 + i)n
M = 1000 (1 + 0,01) 18 = 1.000 x 1,196147
M = 1.196,15
b) pela convenção da taxa equivalente:
M = c (1 + i)n
M = 1000 (1 + 0,009489) 18 = 1.000 x 1,185296
M = 1.185,29
NOTA: Para comprovar que a taxa de 0,948% a.m é equiva-
lente a taxa de 12% a.a, basta calcular o montante utilizando a taxa
anual, neste caso teremos que transformar 18 meses em anos para
fazer o cálculo, ou seja : 18: 12 = 1,5 ano. Assim:
M = c (1 + i)n
M = 1000 (1 + 0,12) 1,5 = 1.000 x 1,185297
M = 1.185,29
Conclusões:
- A taxa nominal é 12% a.a, pois não foi aplicada no cálculo
do montante. Normalmente a taxa nominal vem sempre ao ano!
- A taxa efetiva mensal, como o próprio nome diz, é aque-
la que foi utilizado para cálculo do montante. Pode ser uma taxa
proporcional mensal (1 % a.m.) ou uma taxa equivalente mensal
(0,949 % a.m.).
- Qual a taxa efetiva mensal que devemos utilizar? Em se tra-
tando de concursos públicos a grande maioria das bancas exami-
nadores utilizam a convenção da taxa proporcional. Em se tratando
do mercado financeiro, utiliza-se a convenção de taxa equivalente.
Resolva as questões abaixo para você verificar se entendeu os
conceitos acima.
1) Um banco paga juros compostos de 30% ao ano, com capi-
talização semestral. Qual a taxa anual efetiva?
a) 27,75 %
b) 29,50%
c) 30 %
d) 32,25 %
e) 35 %
Didatismo e Conhecimento 67
MATEMÁTICA
2) Um empresa solicita um empréstimo ao Banco no regime
de capitalização composta à base de 44% ao bimestre. A taxa equi-
valente composta ao mês de:
a) 12%
b) 20%
c) 22%
d) 24%
Respostas: 1) d 2) b
Taxas Equivalentes e Capitais Equivalentes
A equivalência de capitais é uma das ferramentas mais pode-
rosas da matemática financeira e tem sido constantemente pedida
nas provas de concursos públicos.
Aprendemos a calcular o Montante, em uma Data Fatura, de
um capital que se encontrava na data presente. Relativo a descon-
tos, aprendemos a calcular o Valor Atual, em uma Data Presente,
de um valor nominal que se encontrava em uma data futura.
Gostaríamos que você notasse que, ao calcular o montante,
estávamos movendo o capital inicial a favor do eixo dos tempos ou
capitalizando-o, enquanto que, ao calcularmos o valor atual, está-
vamos movendo o valor nominal (que também é um capital) contra
o eixo dos tempos ou descapitalizando-o, conforme se encontra
ilustrado nos esquemas a seguir.
Conceito de Equivalência
Dois ou mais capitais que se encontram em datas diferentes,
são chamados de equivalentes quando, levados para uma mesma
data, nas mesmas condições, apresentam o mesmo VALOR nessa
data.
Para você entender melhor esse conceito, vamos lhe propor
um problema. Vamos fazer de conta que você ganhou um prêmio
em dinheiro no valor de R$ 100,00, que se encontra aplicado, em
um banco, à taxa de juros simples de 10% a.m. O banco lhe oferece
três opções para retirar o dinheiro:
1a) você retira R$ 100,00 hoje;
2a) você deixa o dinheiro aplicado e retira R$ 140,00 dentro
de 4 meses;
3a) você deixa o dinheiro aplicado e retira R$ 190,00 em 9
meses.
Qual delas é a mais vantajosa para você?
Para sabermos a resposta, precisamos encontrar um jeito de
comparar os capitais R$ 100,00, R$ 140,00, e R$ 190,00, que se
encontram em datas diferentes. Vamos determinar, então, o valor
dos três capitais numa mesma data ou seja, vamos atualizar os seus
valores. Escolheremos a data de hoje. A Data Comum, também
chamada de Data de Comparação ou Data Focal, portanto, vai ser
hoje (= data zero).
O capital da primeira opção (R$ 100,00) já se encontra na data
de hoje; portanto, já se encontra atualizado.
Calculemos, pois, os valores atuais Va1 e Va2 dos capitais fu-
turos R$ 140,00 e R$ 190,00 na data de hoje (data zero). Esquema-
tizando, a situação seria esta:
Podemos fazer este cálculo usando desconto comercial sim-
ples ou desconto racional simples. Vamos, arbitrariamente, esco-
lher a fórmula do valor atual racional simples:
Vars = N/1 + in
Vars1 = 140,00/(1 + 0,10 . 4) = 100,00
Vars2 = 190,00/(1 + 0,10 . 9) = 100,00
Verificamos que os três capitais têm valores atuais idênticos
na data focal considerada (data zero). Podemos, portanto, dizer
que eles são Equivalentes: tanto faz receber R$ 100,00 hoje, ou R$
140,00 daqui a 4 meses ou R$ 190,00 daqui a nove meses, se a taxa
de juros for de 10% ao mês e o desconto racional simples.
Vejamos o que acontece se utilizarmos o critério do desconto
comercial, em vez do desconto racional, para calcular os valores
atuais dos capitais R$ 140,00 e R$ 190,00:
Vacs = N (1 – in)
Vacs1 = 140 ( 1 – 0,10 . 4) = 140 (0,6) = 84
Vacd2 = 190 (1 – 0,10 . 9) = 190 (0,1) = 19
Mudando-se a modalidade de desconto, portanto, os três capi-
tais deixam de ser equivalentes.
E se mudarmos a data de comparação, ou data focal, para o
mês 2, por exemplo, continuando a utilizar o desconto racional
simples?
Acontecerá o seguinte:
O capital R$ 140,00, resgatável na data 4, será antecipado de 2
meses, ficando com o seguinte valor atual racional simples:
Vars1 = 140,00/(1 + 0,10 . 2) = 116,67
O capital R$ 190,00, resgatável na data 9, será antecipado de 7
meses, ficando com o seguinte valor atual racional simples:
Vars2 = 190,00/(1 + 0,10 . 7) = 111,76
Ao capital R$ 100,00 (resgatável na data zero) acrescentar-se-
-ão dois meses de juros, conforme segue:
Vars3 = C (1 + in) = 100 (1 + 0,10 . 2) = 120
No mês dois, portanto, temos que os capitais nominais R$
140,00; R$ 190,00 e R$ 100,00 estarão valendo, respectivamente,
R$ 116,67; R$ 111,76 e R$ 120,00. Na data focal 2, portanto, eles
não serão mais equivalentes.
No regime de capitalização Simples a equivalência ocorre em
apenas uma única data, para uma determinadataxa e modalidade
de desconto. Ao mudarmos a Data Focal, capitais que antes eram
equivalentes podem deixar sê-lo. É bom você saber desde já que,
no regime de capitalização Composta, isto não acontece: na capi-
talização composta, para a mesma taxa, capitais equivalentes para
uma determinada data o são para qualquer outra data.
Podemos então concluir que:
Para juros simples, a equivalência entre dois ou mais capitais
somente se verifica para uma determinada taxa, para uma determi-
nada data focal e para uma determinada modalidade de desconto.
Podemos, agora, definir equivalência de dois capitais de uma
mesma maneira mais rigorosa da seguinte forma:
Dois capitais C1 e C2, localizados nas datas n1 e n2, medidas
a partir da mesma origem, são ditos equivalentes com relação a
uma data focal F, quando os seus respectivos valores atuais, Va1 e
Va2 , calculados para uma determinada taxa de juros e modalidade
de desconto nessa data focal F, forem iguais.
Didatismo e Conhecimento 68
MATEMÁTICA
A equivalência de capitais é bastante utilizada na renegocia-
ção de dívidas, quando há necessidade de substituir um conjunto
de títulos por um outro conjunto, equivalente ao original (isto por-
que o conceito de equivalência é aplicado não só para dois capitais,
mas também para grupos de capitais).
Às vezes um cliente faz um empréstimo num banco e se com-
promete e quitá-lo segundo um determinado plano de pagamento.
Todavia, devido a contigências nos seus negócios, ele percebe que
não terá dinheiro em caixa para pagar as parcelas do financiamento
nas datas convencionadas. Então, propõe ao gerente do banco um
outro esquema de pagamento, alterando as datas de pagamento e
os respectivos valores nominais de forma que consiga honrá-los,
mas de tal sorte que o novo esquema seja EQUIVALENTE ao pla-
no original.
No cálculo do novo esquema de pagamento, a visualização
do problema fica bastante facilitada com a construção de um dia-
grama de fluxo de caixa no qual representa-se a dívida original na
parte superior, e a proposta alternativa de pagamento na parte de
baixo, conforme se vê nos problemas a seguir.
Equação de Valor
Em síntese, para que um conjunto de títulos de valores nomi-
nais N1, N2, N3 …, exigíveis nas datas n1, n2, n3 …, seja equivalente
a um outro conjunto de títulos Na , Nb , Nc …, exigíveis nas datas
na , nb , nc …, basta impormos que a soma dos respectivos valores
atuais Va1 , Va2 , Va3 … dos títulos do primeiro conjunto, calculados
na data focal considerada, seja igual à soma dos valores atuais Vaa
, Vab , Vac … dos títulos do segundo conjunto, calculados para essa
mesma data, isto é:
Va1 + Va2 + Va3 + … = Vaa + Vab + Vac + …
A equação acima é chamada de Equação de Valor.
Roteiro para Resolução de Problemas de Equivalência
Ao começar a resolução de problemas que envolvem equiva-
lência de capitais utilize o seguinte roteiro:
1. leia o problema todo;
2. construa, a partir do enunciado do problema, um diagrama
de fluxo de caixa esquemático, colocando na parte de cima o plano
original de pagamento e na parte de baixo o plano alternativo pro-
posto, indicando todos os valores envolvidos, as datas respectivas
e as incógnitas a serem descobertas – esse diagrama é importante
porque permite visualizar os grupos de capitais equivalentes e esta-
belecer facilmente a equação de valor para resolução do problema;
3. observe se os prazos de vencimento dos títulos e compro-
missos estão na mesma unidade de medida de tempo periodicidade
da taxa; se não estiverem, faça as transformações necessárias (ou
você expressa a taxa na unidade de tempo do prazo ou expressa o
prazo na unidade de tempo da taxa – escolha a transformação que
torne os cálculos mais simples);
4. leve todos os valores para a data escolhida para a nego-
ciação (data focal), lembrando sempre que capitais exigíveis an-
tes da data focal deverão ser capitalizados através da fórmula do
montante M = C (1 + in), dependendo da modalidade de desconto
utilizada;
5. tendo transportado todos os capitais para a data focal e com
base no diagrama de fluxo de caixa que você esquematizou, monte
a EQUAÇÃO DE VALOR, impondo que a soma dos valores dos
títulos (transportados para a data focal) da parte de cima do dia-
grama de fluxo de caixa seja igual à soma dos valores dos títulos
(transportados para a data focal) da parte de baixo do diagrama de
fluxo de caixa;
6. resolva a equação de valor;
7. releia a PERGUNTA do problema e verifique se o valor que
você encontrou corresponde ao que o problema está pedindo (às
vezes, devido à pressa, o candidato se perde nos cálculos, encontra
um resultado intermediário e assinala a alternativa que o contém,
colocada ali para induzi-lo em erro, quando seria necessário ainda
uma passo a mais para chegar ao resultado final correto).
Desconto e Equivalência
Por fim, gostaríamos de dar uma dica para ajudá-lo a perceber
quando um problema é de desconto e quando é de equivalência.
Em linhas gerais, nos problemas de Desconto, alguém quer vender
papéis (duplicatas, promissórias, letras de câmbio, etc.), enquanto
que nos problemas de Equivalência, alguém quer financiar ou re-
financiar uma dívida.
Rendas Uniformes
Matéria com o mesmo objetivo da Equivalência de Capitais,
mas com títulos apresentando os mesmos valores e com vencimen-
tos consecutivos - tornando assim sua solução mais rápida, através
de um método alternativo.
Há dois casos: o cálculo do valor atual dos pagamentos iguais
e sucessivos (que seria igual ao valor do financiamento obtido por
uma empresa ou o valor do empréstimo contraído); e o cálculo do
montante, do valor que a empresa obterá se aplicar os pagamentos
dos clientes em uma data futura às datas dos pagamentos.
1º Caso: Cálculo do Valor Atual
a) Renda Certa Postecipada (Imediata): aquela onde o primei-
ro pagamento acontecerá em UM período após contrair o emprés-
timo ou financiamento.
Para calcular o valor atual dessa renda certa, a fórmula é a
seguinte:
A = P . a[n,i], onde:
A = valor atual da renda certa;
P = valor de cada pagamento da renda certa;
n = número de prestações;
i = taxa empregada.
O fator a[n,i] é normalmente dado nas provas.
b) Renda Certa Antecipada: aquela onde o primeiro pagamen-
to acontecerá no ato do empréstimo ou financiamento.
Para calcular o valor atual dessa renda certa, a fórmula é a
seguinte:
A = P . a[n-1,i] + P, onde:
A = valor atual da renda certa;
P = valor de cada pagamento da renda certa;
n = número de prestações;
Didatismo e Conhecimento 69
MATEMÁTICA
i = taxa empregada.
c) Renda Certa Diferida: aquela onde o primeiro pagamento
acontecerá vários períodos após ser feito o empréstimo ou finan-
ciamento.
Para calcular o valor atual dessa renda certa, a fórmula é a
seguinte:
A = P . ( a[n+x,i] - a[x,i] ), onde:
A = valor atual da renda certa;
P = valor de cada pagamento da renda certa;
n = número de prestações;
x = número de prestações acrescentadas;
i = taxa empregada.
2º Caso: Cálculo do Montante
a) Quando o montante é calculado no momento da data do
último pagamento:
Para calcular o valor do montante nesse caso, a fórmula é a
seguinte:
M = P . s[n,i], onde:
M = valor do montante;
P = valor de cada pagamento da renda certa;
n = número de prestações;
i = taxa empregada.
O fator s[n,i] é normalmente dado nas provas.
b) Quando o montante é calculado em um momento que não
coincide com a data do último pagamento:
Para calcular o valor do montante nesse caso, a fórmula é a
seguinte:
M = P . (s[n+x,i] - s[x,i]), onde:
M = valor do montante;
P = valor de cada pagamento da renda certa;
n = número de prestações;
x = número de prestações acrescentadas;
i = taxa empregada.
Rendas Variáveis
Ativos de renda variável são aqueles cuja remuneração ou re-
torno de capital não pode ser dimensionado no momento da apli-
cação, podendo variar positivamente ou negativamente, de acor-
do com as expectativas do mercado. Os mais comuns são: ações,
fundos de renda variável (fundo de ação, multimercadoe outros),
quotas ou quinhões de capital, Commodities (ouro, moeda e ou-
tros) e os derivativos (contratos negociados nas Bolsas de Valores,
de mercadorias, de futuros e assemelhadas).
ANOTAÇÕES
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Didatismo e Conhecimento 70
MATEMÁTICA
ANOTAÇÕES
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