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MATEMTICA PROF.: LUCIANO LIMA INTERVALOS Naretareal,umsegmentoouumasemi-retachamam-seintervalos.Hdiferentesmaneiraspara represent-los, como descrevemos abaixo: Sejam, ento, a e b reais, com a < b; temos: 2 374 Fica convencionado, tambm, que escreveremos: INCLUSO Vimos que todo nmero inteiro um nmero racional; por exemplo, o inteiro 21 racional pois pode ser escrito na forma, de um quociente entre inteiros. Em outras palavras:-todo elemento do conjunto um elemento do conjunto Traduzimos uma tal situao dizendo que est contido no conjunto, e escrevemos.De um modo geral, temos: DEFINIO Todos os conjuntos A e B, diz -se que A est contido em B (ou que A um subconjunto de B), e indicamos A B, se todo elemento de A tambm um elemento de B.Note que : 3 374 INTERSECO E UNIO Voc se lembra de que um crculo D o conjunto de pontos interiores a uma circunferncia C mais a prpria circunferncia.Na figura representamos dois crculos D1 e D2 e colorimos os pontos comuns a D1 e D2. Esse conjunto (de pontos), assim destacado, chama-se interseco de D1 e D2; o que se nota com D1D2 equesel:"D1interD2."Podemostambmconsideraroconjuntodospontosque pertencemaomenosaumdosdoisconjuntos,isto,pertencemaD1,pertencemaD2, pertencem a D1 D2: Diz-sequeesseconjuntoconstitudopelospontosquepertencemaD1ouaD2.chamadode unio de D1 e D2; o que se nota com D1D2,que se l: "D1 unio D2." Definio Sejam os conjuntos A e B. A interseco desses conjuntos o conjunto de todas os elementos comuns a A e a B.A interseco de A e B notada com A B. 4 374 Definio Sejam os conjuntos A e B. A unio desses conjuntos o conjunto de todos os elementos que pertecem a A ou a B (a pelo menos um dos conjuntos A e B ) A unio de A e B notada com A B. TEORIA DOS CONJUNTOS Conjunto e elemento Soconceitosprimitivos(nosedefinem).ParaindicarqueumelementoadeumconjuntoA escrevemosa A.Oconjuntoquenotemelementoschamadoconjuntovazio,eindicado porou { }. Se todos os elementos de um conjunto B so elementos de um conjunto A, dizemos que B um subconjunto de A e indicamos B A. Demonstra-se que A A e A, qualquer que seja A. Ex: A = { a, e, i, o, u }. B = { x } = { 0, 1, 2, 3 } (l-se: x tal que x pertence ao conjunto dos naturais e x menor que 4). Unio/Interseco Entre dois conjuntos A e B podem ser definidas as seguintes operaes: (1) UNIO: A B = { X | X A ou X B} (2) INTERSECO: A B = { X | X AeX B} Ex: Se A B = dizemos que A e B so disjuntos. 5 374 Diferena de 2 conjuntos (3) DIFERENA: A - B = { X | X Ae X B } Ex: A = { 0, 1, 2, 3, 4 } B = { 2, 3 } A B = { 0, 1, 4 } Conjunto Complementar Quando B A, o conjunto A B tambm conhecido como conjunto complementar de B em relao a A e para tal usamos a notao: Exemplo: A = { 1, 2, 3, 4 } B = { 2, 3, 4 } = A - B = {1} Representao pelo diagrama de Venn Euler Observao: 6 374 Se x um elemento de um conjunto A, temos: Igualdade de conjuntos Dizemos que o conjunto A igual ao conjunto B quando,Exemplo: A = { 1; 2; 5} ; B = { 2; 5; 1 } Vemos que A e B tm os mesmos elementos:A B e BA A = B TESTES PROPOSTOS T.1 - Em um pesquisa realizada para se traar o perfil de participantes de gangues de rua, na qual 1000 jovens responderam a um questionrio, observando-se o seguinte quadro: -18% no estudavam, mas trabalhavam; -15% estudavam e trabalhavam; -38,5% estudavam, mas no trabalhavam. Considerando as observaes acima, pode-se afirmar que, entre os pesquisadores, o nmero de jovens que no estudavam nem trabalhavam era igual a: a)285d) 605 b)345e) 525 c)715 T.2-Uminstitutodeopiniopblicapesquisou800alunosdeumafaculdadesobreapreferncia pela leitura das revistas A, B e C, obtendo o seguinte resultado: O nmero de leitores das trs revistas a) 50 c) 70 b) 60d) 80 ESTE ENUNCIADO REFERE-SE AOS TESTES T.3 e T.4 No ptio P de concessionria de automveis, esto estacionados vrios tipos de carros, conforme a figura, em que A representa o conjunto dos carros com ar condicionado, B, o dos carros brancos e I, o dos carros importados. 7 374 T.3 - A parte sombreada no grfico representa o conjunto dos carros a)Importados brancos. b)Importados brancos com ar condicionado. c)Com ar condicionado que no so brancos. d)Importados com ar condicionado que no so brancos. e)Importados que no so brancos e no tm ar condicionado. T.4 - Um carro importado branco sem ar condicionado elemento do conjunto a)(I B) Ad) (A B) I b)A (I B) e) A (BI)c) (B I ) A T.5 - (UERN) Sendo A = {x e N;x 2 s1 } e B = { x e N; x 4 e R }, ento o nmero de subconjuntos de (B A) x A igual a: a) 25 d) 27 b) 26 e) 28 c) 29 T.6 - (Fuvest) Uma pesquisa de mercado sobre o consumo de trs marcas A, B e C de um determinado produto apresentou os seguintes resultados: A - 48%A e B - 18% B - 45%B e C - 25% C - 50%A e C - 15% nenhuma das 3 - 5% a) Qual a porcentagem dos entrevistados que consomem as trs marcas A, B e C?b) Qual a porcentagem dos entrevistados que consomem uma e apenas uma das trs marcas? T.7 - (PUC RJ/2011) Considere o conjunto A = {3,5}. Sabendo que B A = {3} e BA = {1,2,3,4,5} , determine o conjunto B. a)B = {1,2,3} d)B = {1,2,3,5} b)B = {1,2,4} e)B = {1,2,3,4,5} c)B = {1,2,3,4} T.8 - (UEL PR/2010) Dados os conjuntos X e Y , a diferena entre X e Y o conjuntoX Y = {x e X : x e Y}. Dados os conjuntos (intervalos) A = [2 , 5] e B = [3 , 4] temos: a)A B = {2, 5} e B A = {1,2} d)A B = (2, 3] [4, 5) e B A = b)A B = B A e)A B = [2, 3) (4, 5] e B A = c)A B = e B A = [2, 3] [4, 5] T,8 - (UFT TO/2010) Foi aplicado um teste contendo trs questes para um grupo de 80 alunos. O grfico abaixo representa a porcentagem de acerto dos alunos por questo. 8 374 Suponhaque52alunosacertarampelomenosduasquestese8alunosnoacertaram nenhuma. O nmero de alunos que acertaram as trs questes :a)44 b)40 c)12 d)20 e)30 T.9-(FATECSP/2009)ParaaidentificaodepacientescomsintomasdegripeinfluenzaA,a Anvisa (Agncia Nacional de Vigilncia Sanitria) informou hoje que os voos procedentes do Reino Unido,EspanhaeNovaZelndiatambmseroinspecionadosporumaequipedaagnciaepor mdicosdaEmpresaBrasileiradeInfraestruturaAeroporturia(Infraero).Inicialmente,apenasos voos vindos do Mxico, Canad e Estados Unidos eram inspecionados. A deciso foi tomada durante reuniodaAnvisacomrepresentantesdascompanhiasareas,daAgnciaNacionaldeAviao Civil(Anac)edaInfraero,noAeroportoInternacionaldeCumbica,emGuarulhos,naGrandeSo Paulo. (Adaptadode:http://noticias.uol.com.br/cotidiano /2009/04/28/ult5772u3774.jhtm, Acesso em: 09.05.2009.) EmumvooprovenientedeMiami,aAnvisaconstatouqueentretodasaspessoasabordo (passageiros e tripulantes) algumas haviam passado pela cidade do Mxico. Nodiagrama,Urepresentaoconjuntodaspessoasqueestavamnessevoo;Poconjuntodos passageiros;MoconjuntodaspessoasquehaviampassadopelacidadedoMxicoeAo conjunto das pessoas com sintomas da gripe influenza A. Considerandoverdadeiroessediagrama,conclui-sequearegiosombreadarepresentao conjunto das pessoas que, de modo inequvoco, so aquelas caracterizadas como a)passageiros com sintomas da gripe que no passaram pela cidade do Mxico. b)passageiros com sintomas da gripe que passaram pela cidade do Mxico. c)tripulantes com sintomas da gripe que passaram pela cidade do Mxico. d)tripulantes com sintomas da gripe que no passaram pela cidade do Mxico. e)tripulantes sem sintomas da gripe que passaram pela cidade do Mxico. T.10 - (UFOP MG/2009)A respeito dos nmeros. 0,499999.. =ae0,5 =b , correto afirmar: a)b = a + 0,011111 b)a = b c)a irracional e b racional d)a < b T.11-(UEPB)Sefumafunodadapor =racional x seirracional x sex f, 3,21) ( asoma ...) 333 , 0 ( ) ( ) 0 ( f f f + + t igual a: a)9c) 5,5e) 0,5 b)6,5d) 1,5 9 374 RELAES E FUNES Parordenado umpardeelementos(x ; y)ondeaordemimportante,demodoqueopar ordenado (x ; y) considerado diferente do par ordenado (y ; x). PlanoCartesianoSobreumplano,podemosadotardoiseixosperpendicularesOXeOY,de origemcomumO,demodoqueacadapontodoplanopodemosassociarumparordenadode nmeros reais. Por exemplo, na figura abaixo, o ponto P pode ser representado pelo par ordenado (3 ; 15) onde 3 a abscissa e 15 a ordenada do ponto: Relao DadosdoisconjuntosAeB,umarelaodeAemBumconjuntodeparesordenados(x;y) ondexAeyB.Ex:ConsiderandoosconjuntosAeBabaixopodemosconsideraras seguintes relaes de A em B: Uma relao pode ser representada por um diagrama de flechas. Para as relaes de exemplo acima podemos fazer os seguintes diagramas: Asflechasunemoprimeiroaosegundoelementodecadaparordenado.Osegundo elementodoparordenadochamadodeimagemdoprimeiro.Assim,emrelaoappar ordenado (1 ; 7), pertencente relao R1, dizemos que 7 imagem de 1. Funo UmarelaofdeAemBchamadadefunodeAemBse,esomenteseforemsatisfeitasas condies: 1) Todos os elementos de A possuem imagem; 2) Cada elemento de A tem uma nica imagem. 1 2 3 7 8 6 5 R1 = { (1 ; 7) ; (2 ; 5) ;(2 ; 7) ; (3 ; 6)} R2 = { (2 ; 7) ; (2 ; 8) ;(3 ; 5)} 10 374 Ex: Consideremos as relaes f, g e h representadas pelos diagramas de flechas: A relao de f no funo pois o nmero 1 (pertencente a A) no possui imagem. A relao g no funo pois o elemento a possui duas imagens: 4 e 8. A relao h uma funo de A em B pois cada elemento de A possui umanica imagem. Observe que no conjunto B pode haver elementos quenosoimagens(17e20).Observetambmquepodemosterdoiselementoscomamesma imagem (9 e 11). Domnio e Conjunto Imagem DadaumafunodeAemB,oconjuntoAchamadodomnio(D(f))dafuno.Oconjuntode todasimagenschamadoconjuntoimagem(I(f))dafuno.Porexemplo,paraafunof esquematizada a seguir temos: A = D(f) = domnio def = {1; 2; 3} I(f) = conjunto imagem de f = {7; 8}TESTES PROPOSTOS T.1 - Sejam os conjuntos A = {0, 1, 2, 3, 4} e B = {2, 8, 9} e a relao R, de A em B, definida porR = {(x,y) e A x B | x divisor de y}. Nestas condies, R o conjunto a) {(0,2), (0,8), (0,9), (1,2), (1,8), (1,9), (2,2), (2,8), (3,9), (4,8)} b) {(1,2), (1,8), (1,9), (2,2), (2,8), (3,9), (4,8) c) {(2,1), (2,2), (8,1), (8,2), (8, 4), (9,1), (9,3)} d) {(0,2), (0,8), (0,9), (2,2)} T.2-(UFRN1999)Sej am9 9 : f afunodefi ni dapor1 ) (2 = x x f e) ( f G o grfi co def , i sto ,{ } ) ( | ) , ( ) ( x f y y x f G = 9 9 e = . Assi nal e a opo correta.A) { } ) ( ) 0 , 1 ( ), 1 , 0 ( f G c C) ) ( ) 3 , 2 ( f G eB) { } ) ( ) 1 , 0 ( ), 0 , 1 ( f G c D) ) ( ) 2 , 3 ( f G e ODefinio: Dados os conjuntos A e B, dizemos que uma relao y = f(x) uma funo de A em B se, e somente se, a cada elemento x, x contido em A corresponder por f um nico y, y contido em B. Os conjuntos A e B so chamados respectivamente de domnio e contra domnio. 11 374 Notao : f: AB Sejam A = {0, 1, 2}, B = {0, 1, 2, 3, 4} e a funof: A B, f(x) = x Logo temos que:Dm(f) = {0,1,2} Im(f) = {0,1,4} CD(f) = {0,1,2,3,4} NOTA: Numa funo, quando no so fornecidos o domnio e o contradomnio, subentende-se que o domniooconjuntodetodososvaloresreaisdextaisquef(x)sejarealeocontradomnioo conjunto dos nmeros reais. OFuno definida por uma frmula: Toda funo definida por uma lei de formao, dessa forma que relacionamos dois conjuntos A e B. As funes servem para expressar situaes com base na lgebra, generalizando os problemas atravs das frmulas: Vejamos alguns exemplos: Ex: y = f(x) = 2x + 1 Y = x2 + x OTIPO DE FUNES: FunoSobrejetora:Umafunof:ABsomenteconsideradasobrejetoraquandooseu conjunto-imagem for igual ao contradomnio (B). Funo Injetora: Uma funo f : A B considerada injetora se os elementos distintos de A tiverem imagens distintas em B. Funo Bijetora: Uma funo f : A B ser considerada bijetora se f for sobrejetora e injetora. Funo Par: A funo f : A R ser considerada par, sef ( x) = f (x) for para todo x de A. A funo f : A R ser considerada par, em um grfico cartesiano se ele for simtrico em relao ao eixo Oy. 0 . 1 . 2 . . 0 . 1 . 2 . 3 . 4 AB 12 374 Funo mpar: A funo f : A R ser considerada mpar sef ( x) = f (x) for para todos x de A. Afunof:A Rserconsideradamparemumgrficocartesianoseeleforsimtricoem relao origem. Funocomposta:Considereasfunesf:A Beg:B C,estassofunes compotas das funes de g e f funo h: A C tal que h (x) = g [f (x)]. A funo composta faz sozinha o que f e g fazem juntas. Ex:F(x) = 2x+1 G(x) = 3x - 5 (F . G)(x) = 2.(3x-5) + 1 = 6x -10 + 1 = 6x - 9 (G . F)(x) = 3.(2x+1) - 5 = 6x + 3 - 5 = 6x - 2 FunoInversa:ConsiderefforumafunodeAemB.A funo f 1 : B A considerada a inversa de f quando: f = {(1, 4) , (2, 5) , (3, 6)} f-1 = {(4,1), (5, 2), (6, 3)} 13 374 Observao. Para se obter a inversa de uma funo, devemos proceder da seguinte forma: - isola-se o x - troca-se x por y e y por x Exemplo: Dar a inversa da funo: Resoluo: FUNO DE 1 GRAU DEFINIO Chama-sefunopolinomialdo1grau,oufunoafim,aqualquerfunofdeIRemIRdada porumaleidaformaf(x)=ax+b,ondeaebsonmerosreaisdadosea 0.Nafunof(x) = ax + b, o nmero a chamado de coeficiente de x e o nmero b chamado termo constante. Veja alguns exemplos de funes polinomiais do 1 grau: f(x) = 5x - 3, onde a = 5 e b = - 3 f(x) = -2x - 7, onde a = -2 e b = - 7 f(x) = 11x, onde a = 11 e b = 0 GRFICO O grfico de uma funo polinomial do 1 grau, y = ax + b, com a 0, uma reta oblqua aos eixos Ox e Oy. Vamos construir o grfico da funo y = 3x - 1: Como o grfico uma reta, basta obter dois de seus pontos e lig-los com o auxlio de uma rgua: a) Para x = 0, temos y = 3 0 - 1 = -1; portanto, um ponto (0, -1). b) Para y = 0, temos 0 = 3x - 1; portanto,e outro ponto . Marcamos os pontos (0, -1) eno plano cartesiano e ligamos os dois com uma reta. 14 374 xy 0-1 0 J vimos que o grfico da funo afim y = ax + b uma reta. O coeficiente de x, a, chamado coeficiente angular da reta e, como veremos adiante, a est ligado inclinao da reta em relao ao eixo Ox. O termo constante, b, chamado coeficiente linear da reta. Para x = 0, temos y = a 0 + b = b. Assim, o coeficiente linear a ordenada do ponto em que a reta corta o eixo Oy. ZERO E EQUAO DO 1 GRAU Chama-se zero ou raiz da funo polinomial do 1 grau f(x) = ax + b, a 0, o nmero real x tal que f(x) = 0. Temos: f(x) = 0ax + b = 0 Vejamos alguns exemplos: 1.Obteno do zero da funo f(x) = 2x - 5: f(x) = 02x - 5 = 0 2.Clculo da raiz da funo g(x) = 3x + 6: g(x) = 03x + 6 = 0x = -2 3.Clculo da abscissa do ponto em que o grfico de h(x) = -2x + 10 corta o eixo das abicissas: O ponto em que o grfico corta o eixo dos x aquele em que h(x) = 0; ento: h(x) = 0-2x + 10 = 0x = 5 15 374 TESTES PROPOSTOS T.1 - (FGV /2011) O grfico de uma funo polinomial do primeiro grau passa pelos pontos de coordenadas (x, y) dados abaixo. k 714 68 m5 0y x Podemos concluir que o valor de k + m : a)15,5 d)18,5 b)16,5 e)19,5 c)17,5 T.2 - (FGV /2010) Para fabricar 400 camisas, uma fbrica tem um custo mensal de R$17 000,00; para fabricar 600 camisas, o custo mensal de R$23 000,00. Admitindo que o custo mensal seja funo do 1 grau da quantidade produzida, o custo de fabricao de 750 camisas : a)R$27 100,00 d)R$27 400,00 b)R$27 200,00 e)R$27 500,00 c)R$27 300,00 T.3 - (FGV /2010) No final do ano 2000, o nmero de veculos licenciados em uma cidade era 400 e, no final de 2008, esse nmero passou para 560 veculos. Admitindo que o grfico do nmero de veculos em funo do tempo seja formado por pontos situados em uma mesma reta, podemos afirmar que, no final de 2010, o nmero de veculos ser igual a: a)580 d)610 b)590 e)620 c)600 T.4 - (IBMEC RJ/2011) Considere a figura seguinte, onde um dos lados do trapzio retngulo se encontra apoiado sobre o grfico de uma funo f. Sabendo-se que a rea da regio sombreada 12 cm2, a lei que define f : a)y = 2x 1 b)y = 2x + 1 c)y = (2x/3) + 1 d)y = (5x/2) + 1 e)y = 2x + 1 16 374 T.5-(UFG GO/2009) Para fazer traduesdetextosparaoingls,um tradutorAcobraum valor inicial de R$ 16,00 mais R$ 0,78 por linha traduzida e um outro tradutor, B, cobra um valor inicial de R$28,00maisR$0,48porlinhatraduzida.Aquantidademnimadelinhasdeumtextoaser traduzido para o ingls, de modo que o custo seja menor se for realizado pelo tradutor B, : a)16 d)48 b)28e)78 c)41 T.6 - (UNISC RS/2009) Para produzir um objeto, uma firma gasta R$ 2,40 por unidade. Alm disso, h uma despesa fixa de R$ 8.000,00, independentemente da quantidade produzida. OpreodevendadesseobjetodeR$4,00porunidade.Onmerodeunidadesqueo fabricante deve vender para no ter lucro nem prejuzo igual a a)500. d)2500. b)5000. e)550. c)5500. T.7-Oclimapassapelasmudanasmaisaceleradas da Histria, e a principal causa a atividade humana. A queimadecombustveisfsseis:petrleo,gs,carvo, inundou a atmosfera com dixido de carbono (CO2), que retm o calor, elevando a temperatura da Terra. Se no houverreduonasemissesdeCO2,oplanetadeve seaquecercomrapidezmaior,ocasionandomudanas radicaiseprejudicandoacapacidadedesobrevivncia demuitasespcies.O grficodado mostraosregistros dosnveisdeemissesdeCO2de1957a2007e,a partir da, feita uma previso supondo um crescimento linear at 2057.National Geographic Brasil, out. 2007. (Adaptado.) No ano de 2030, segundo essa previso, o nvel de emisso de carbono, em bilhes de toneladas, ser de a) 11,40 d) 12,40 b) 11,68e) 12,80 c) 13,71 T.8 - (UFPR/2011) Um telhado inclinado reto foi construdo sobre trs suportes verticais de ao, colocados nos pontos A, B e C, como mostra a figura abaixo. Os suportes nas extremidades A e C medem, respectivamente, 4 metros e 6 metros de altura. A altura do suporte em B , ento, de: a)4,2 metros. b)4,5 metros. c)5 metros. d)5,2 metros. e)5,5 metros. 17 374 T.9 - (UNICAMP SP/2010) Segundo o IBGE, nos prximos anos, a participao das geraes mais velhas na populao do Brasil aumentar. O grfico mostra uma estimativa da populao brasileira porfaixaetria,entreosanosde2010e2050.Osnmerosapresentadosnogrficoindicama populaoestimada,emmilhesdehabitantes, noinciodecadaano.Considerequeapopulao varia linearmente ao longo de cada dcada. a)Combasenosvaloresfornecidosnogrfico,calculeexatamenteemqueanoonmerode habitantescom60anosoumaisirultrapassaronmerodehabitantescomat17anos. (Ateno: no basta encontrar um nmero aproximado a partir do grfico. preciso mostrar as contas.) b)Determinequalser,emtermospercentuais,avariaodapopulaototaldopasentre 2040 e 2050. T.10-OndicedeDesenvolvimentoHumano(IDH)umamedidacomparativaentreospasesdo mundo de fatores como riqueza, alfabetizao, educao, esperana de vida e natalidade. As tabelas abaixo apresentam o IDH do Brasil no contexto mundial. Fonte: PNUD (Programa Nacional das Naes Unidas para o Desenvolvimento) AdmitindoqueoIDHbrasileirovarielinearmentecomavariaodotempo,essendicenoBrasil atingir 0,863 no ano: a) 2020 c) 2040 e) 2021 b) 2028 d) 2035