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Pré-visualização | Página 1 de 71 01 Aula Matemática 1A Matemática básica: produtos notáveis e fatoração Introdução Embora este assunto tenha sido iniciado no final do Ensino Fundamental, ele representa um facilitador quando da resolução de diversas questões algébricas presentes em situações de cálculo em vários momentos da Matemática do Ensino Médio. A Geometria, que aparentemente está distanciada da Álgebra, apresenta um bom contexto para os chamados produtos notáveis. Observe, por exemplo, o quadrado abaixo e pense numa expressão algébrica que possa representar sua área, conforme as medidas indicadas. a + b a + b ba a b Existem duas expressões algébricas que podem ser utilizadas para representar a área desse quadrado, conforme veremos ainda nesta aula. Quadrado de uma soma Este é o primeiro caso de produtos notáveis: (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 O quadrado da soma de dois termos é o quadrado do primeiro termo, mais duas vezes o produto do primeiro pelo segundo termo e mais o quadrado do segundo termo. 2 Extensivo Terceirão Utilizando a propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição, podemos justificar algebricamente o resultado: (a + b)2 = (a + b)(a + b) (a + b)2 = a(a + b) + b(a + b) (a + b)2 = a2 + ab + ba + b2 (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 Quadrado de uma diferença Agora, o segundo caso de produtos notáveis: (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 O quadrado da diferença de dois termos é o quadrado do primeiro termo, menos duas vezes o produto do primeiro pelo segundo termo e mais o quadrado do segundo termo. Justificamos também a partir da propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição: (a – b)2 = (a – b)(a – b) (a – b)2 = a(a – b) – b(a – b) (a – b)2 = a2 – ab – ba + b2 (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 Produto da soma pela diferença O resultado a seguir também é conhecido como produto notável: (a + b)(a – b) = a2 – b2 O produto da soma pela diferença de dois termos resulta no quadrado do primeiro termo menos o quadrado do segundo termo. Pela propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição, temos: (a + b)(a – b) = a(a – b) + b(a – b) (a + b)(a – b) = a2 – ab + ba – b2 (a + b)(a – b) = a2 – b2 Fatoração de expressões algébricas Fatorar uma expressão algébrica qualquer é transformá-la em produto. Em diversas situações esse procedimento de cálculo representa um facilitador na resolução tanto de expressões algébricas quanto de equações. Além dos produtos notáveis, vistos anteriormente, temos dois casos de fatoração: Fator comum Quando numa soma algébrica há um fator comum a todas as parcelas, o procedimento de colocar esse fator comum em evidência constitui uma fatoração. Para exemplificar, temos: ax + bx = x . a + x . b = x . ( a+ b) O fator x foi colocado em evidência Observe que fatorar é o “caminho inverso” de utilizar a propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição algébrica. Além disso, podemos utilizar o cálculo de área de figuras planas para compreendermos melhor esse procedimento algébrico. Aula 01 3Matemática 1A 01. Simplifique a expressão algébrica E = (x – y)2 + (x + y)(x – y) + (x + y)2 • Para simplificar essa expressão algébrica, utilizaremos os três produtos notáveis estudados e, depois, reuniremos os termos semelhantes: E = (x – y)2 + (x + y)(x – y) + (x + y)2 E = x2 – 2xy + y2 + x2 – y2 + x2 + 2xy + y2 E = 3x2 + y2 02. Considerando valores que não anulem o denominador, reduza a fração a a a 2 2 4 4 4 − + − à sua forma mais simples. • Note que tanto o numerador quanto o denominador são produtos notáveis que podem ser fatorados: a a a a a a a a 2 2 24 4 4 2 2 2 2 2 − + − = −( ) +( ) −( ) = − + 03. Transforme a expressão algébrica m = x3 + 2x2 + x + 2 como o produto de dois fatores. • A fatoração da expressão dada, conforme a seguir, é feita por agrupamentos: m = x3 + 2x2 + x + 2 m = x2(x + 2) + 1(x+2) m = (x + 2)(x2 + 1) Situações resolvidas Existem duas expressões que representam a área do retângulo a seguir. Cálculo da área S: S = (a + b) . x ou S = a . x + b . x ba x x Fatoração por agrupamento Esse caso de fatoração é usado quando, numa soma algébrica, não há um fator comum a todas as parcelas mas existem fatores comuns a algumas delas, de tal forma que, ao serem convenientemente agrupadas e fatoradas, recai- -se numa expressão algébrica em que novamente é possível encontrar fator comum. Para exemplificar, temos: ax + bx + ay + by = x(a + b) + y(a + b) ax + bx + ay + by = (a + b)x + (a + b)y ax + bx + ay + by = (a + b)(x + y) Também neste caso de fatoração é possível fazermos uma interpretação utilizando o cálculo de área de figuras planas. Assim, existem duas maneiras de representarmos a área do retângulo abaixo: ba x y Cálculo da área S: S = (a + b) . (x + y) ou S = a . x + b . x + a . y + b . y 4 Extensivo Terceirão 04. (UFSC) – Calcule (a – b)2, sendo a e b números reais positivos, sabendo que a b ab 2 2 117 54 + = = ⎧ ⎨ ⎪ ⎩⎪ • Como queremos calcular o quadrado de uma diferença, utilizaremos os dados da questão, conforme está apre- sentado a seguir: (a – b)2 = a2 – 2ab + b2 (a – b)2 = a2 + b2 – 2ab (a – b)2 = 117 – 2 ∙ 54 (a – b)2 = 9 05. Obtenha a expressão correspondente ao desenvolvimento de y = (a + b + c)2 • A partir da propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição, temos: y = (a + b + c)2 y = (a + b + c)(a + b + c) y = a(a + b + c) + b(a + b + c) + c(a + b + c) y = a2 + ab + ac + ba + b2 + bc + ca + cb + c2 y = a2 + b2 + c2 + 2(ab + ac + bc) 01. Obtenha duas expressões matemáticas equivalentes que representem a área do quadrado ilustrado no início desta aula. 02. (FUVEST – SP) – A diferença entre os quadrados de dois números naturais é 21. Um dos possíveis valores da soma dos quadrados desses dois números é: a) 29 b) 97 c) 132 d) 184 e) 252 03. (MACK – SP) – O valor de x y x x y xy y 4 4 3 2 2 3 − − + − para x = 111 e y = 112 é: a) 215 b) 223 c) 1 d) –1 e) 214 Situações para resolver Aula 01 5Matemática 1A Testes Assimilação 01.01. Desenvolver os produtos notáveis a seguir: a) 4 ∙ (x – 2y) = b) 3x2 ∙ y(x2y + 4xy3) = c) (x + 3y)(x – 3y) = d) (2x – 3y)2 = e) (x4 + y)2 = Fatore as seguintes expressões: f ) 2x – 4y = g) 36x2y + 18xy2 = h) yx – zx + 2y – 2z = i) xy + x + zy + z = j) x2 – 81 = k) 121 – x4y2 = l) x2 – 4x + 4= m) 64 + 96 y3 + 36y6 = 01.02. (PUC – SP) – Considere as sentenças a seguir: I. (3x – 2y)2 = 9x2 – 4y2 II. 5xy + 15xm + 3zy + 9zm = (5x + 3z) ∙ (y + 3m) III. 81x6 – 49a8 = (9x3 – 7a4) ∙ (9x3 + 7a4) Dessas sentenças, SOMENTE: a) I é verdadeira. b) II é verdadeira. c) III é verdadeira. d) I e II são verdadeiras. e) II e III são verdadeiras. 01.03. (INSPER – SP) – A diferença entre o quadrado da soma e o quadrado da diferença de dois números reais é igual: a) a diferença dos quadrados dos dois números. b) a soma dos quadrados dos dois números. c) a diferença dos dois números. d) ao dobro do produto dos números. e) ao quádruplo do produto dos números. 01.04. (PUC – MG) – O valor da fração a b a ab b 2 2 2 22 − + + quandoa = 51 e b = 49, é: a) 0,02. b) 0,20. c) 2,00. d) 20,0. Aperfeiçoamento 01.05. (UTFPR) – Um fazendeiro possui dois terrenos qua- drados de lados a e b, sendo a > b. Represente na forma de um produto notável a diferença das áreas destes quadrados. a) (a + b) ∙ (a + b) b) (a + b) ∙ (a – b) c) (a – b) ∙ (a – b) d) (a + b)2 e) (a – b)2 01.06. (MACK – SP) – Se (x – y)2 – (x + y)2 = – 20, então x ∙ y é igual a: a) – 1 b) 0 c) 10 d) 5 e) 1/5 6 Extensivo Terceirão 01.07. (UTFPR) – Simplificando a expressão (x y) , + − − 2 2 2 4xy x y com x ≠ y, obtém-se: a) 2 – 4xy b) x y x y − + c) 2xy x y+ d) –2xy e) − − 4xy x y 01.08. (UNISINOS – RS) – Qual das identidades abaixo é válida para quaisquer números reais x e y? a) (x + y)2 = x2 + y2. b) (x – y)2 = x2 – y2. c) (x – y)2 = x2 + y2. d) (x – y) ∙ (x + y) = x2 + y2. e) (x – y) ∙ (x + y) = x2 – y2. 01.09. (CEFET – MG) – Simplificando a fração algébrica x y x y x y 2 Como colocar em evidência o fator comum?Quando colocamos a em evidência devemos dividir a e ab (os monômios) por a (termo comum), assim: a : a = 1, pois todo número (ou letra) dividido por ele mesmo é igual a 1. ab : a = b, pois a : a = 1, então ficaria 1b que é o mesmo que b.
O que é um fator comum em evidência?Fator Comum em Evidência
Usamos esse tipo de fatoração quando existe um fator que se repete em todos os termos do polinômio. Esse fator, que pode conter número e letras, será colocado na frente dos parênteses. Dentro dos parênteses ficará o resultado da divisão de cada termo do polinômio pelo fator comum.
Como fatorar a expressão?Fatorar uma expressão algébrica é escrevê-la na forma de um produto de fatores. ... . Então, note que (lendo da esquerda para direita), a soma algébrica ka + kb foi transformada no produto k . ... . F = x2y - ax3 ... . F = x2 . ... . que é a forma fatorada de F.. Em F, note que x é (também) fator comum às duas parcelas. ... . Resolução.. Como fazer a fatoração de Polinomios?Para realizar a fatoração de um polinômio, é necessário analisar em qual dos casos de fatoração a situação se enquadra, sendo eles: fatoração por fator comum em evidência, fatoração por agrupamento, diferença entre dois quadrados, trinômio quadrado perfeito, soma de dois cubos e diferença de dois cubos.
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