FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA ELEMENTAR Prof. João Candido Bracarense Costa, Dr.
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FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA ELEMENTAR
Prof. João Candido Bracarense Costa, Dr.
Sumário
FME / PDE
Números Reais e Funções Logaritmo e Exponencial Trigonometria Polinômio Análise Combinatória Aula prática: DCM - Conteúdos
Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
DCM: Conteúdos Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
FME / PDE
Data: 29/06/2007
Pela manhã
G7 3
G7 ; Cruzeiro do Oeste e Foz do Iguaçu 3
Palestra do Mestrado em Educação Matemática
Aula de Trigonometria
Data: 06/07/2007
Pela manhã G7 3 Foz e 3 Barras 4 Goioerê 3 Chico 2 Toledo 2 Josemara 1 Clarice 1
Conteúdos:Funções
FME / PDE
Relações Funções Funções do 1º Grau Função Quadrática Função Modular Função Composta – Função Inversa
Relações
FME / PDE
Par Ordenado – conceito primitivo (a, b) = (c, d) a = c e b = d
Sistema Cartesiano Ortogonal Teorema: entre o conj. de pontos P do pl cartesiano e o
conj. dos pares ordenados (xp, yp) de números reais existe uma correspondência biunívoca.
Produto Cartesiano Def: Sejam A e B dois conjs. não vazios. Denominamos
PC de A por B o conj. A X B cujos elementos são todos pares ordenados (x, y), x elto A e y de B.
A X B = {(x, y)/ x X A e y X B}
Relações Relação Binária
R é relação binária de A em B R T A X B
- x X D y X B/(x, y) X R
- y X Im x X A/(x, y) X R
Relação Inversa
- (y, x) X R-1 (x, y) X R
FME / PDE
Funções
f é função de A em B
x X A , ! y X B/ (x, y) X f Domínio (Imagem): D (Im) é o conj. das abscissas
(ordenadas) dos pontos tais que as retas verticais (horizontais) conduzidas por esses pontos interceptam o gráfico de f, i. e., é o conj. formado por todas as abscissas (ordenadas) dos pontos do gráfico f.
Def. Duas funções, f de A em B e g de C em D são iguais sss A = C, B = D e f(x) = g(x) para todo x X A
FME / PDE
Inequações Def.: Sejam as funções f(x) e g(x) com domínio D1 e D2
contidos no conj. dos Reais. Inequação na incógnita x é qq uma das sentenças abertas:
f(x) > g(x) f(x) < g(x) f(x) P g(x) f(x) O g(x)
Domínio de validade da inequação f(x) < g(x) é o conj. D = D1 W D2, onde D1 é domínio da f e D2 da g. Assim,
para todo ponto x0 XD, estão definidos f(x0) e g(x0).
FME / PDE
Inequações O número real x0 é solução da inequação f(x) > g(x)
sss é verdadeira a sentença f(x0) > g(x0)
O conjunto S de todos os números reais x tais que f(x) > g(x) é uma sentença verdadeira, chamamos de conjunto-solução da inequação.
Diz-se que duas Inequações são equivalentes em D nos reais se o conjunto-solução da primeira é igual ao conjunto-solução da segunda.
FME / PDE
Inequações
Princípio 1.
Sejam as fç f(x) e g(x) definidas em D1 e D2,
respectivamente. Se a função h(x) é definida em
D1 W D2, as inequações
f(x) < g(x) e f(x) + h(x) < g(x)+ h(x)
são equivalentes em D1 W D2.
FME / PDE
Inequações
Princípio 2. Sejam as fç f(x) e g(x) definidas em D1 e
D2, respectivamente. Se a função h(x) é definida em
D = D1 W D2 e tem sinal constante, então:
(i) Se h(x) > 0, as inequações
f(x) < g(x) e f(x) . h(x) < g(x). h(x), são equivalentes em D
(ii) Se h(x)< 0, as inequações
f(x) < g(x) e f(x) . h(x) > g(x). h(x), são equivalentes em D
FME / PDE
Funções do 1º Grau
Função Constante f : R YR
xYc
Função Linear f : R YR
xYax, a K 0
Função Afim f : R YR
xYax + b, a K 0
FME / PDE
Funções do 1º Grau
Função Afim- Gráfico - Coeficientes da função- Zero da função- Funções Crescentes e Decrescentes- Sinal da função
FME / PDE
Inequações Simultâneas
f(x) < g(x) < h(x) => f(x) < g(x)
g(x) < h(x)
FME / PDE
Inequações Produto/Quociente f(x) . g(x) > 0
(f(x) e g(x) > 0) ou (f(x) e g(x) < 0)
f(x) . g(x) < 0 ; f(x) . g(x) P 0; f(x) . g(x) O 0
Função Quadrática
FME / PDE
Função Quadrática f : R Y R
x Y ax2 + bx + c, a K 0- Gráfico- Concavidade- Forma Canônica- Zero de função- Máximo e mínimo- Vértice da parábola e Imagem- Eixo de simetria- Sinal
Inequação do 2º Grau
FME / PDE
- ax2 + bx + c > 0 - ax2 + bx + c < 0
- ax2 + bx + c P 0- ax2 + bx + c O 0
Função Modular- Definição de módulo- Propriedades- Função
- Equações modulares- Inequações modulares
Função Composta – Função Inversa
FME / PDE
Def.: Seja f uma fç de um conj. A em um conj. B e seja g uma fç de B em um conj. C; chama-se fç composta de g e f à fç h de A em C definida por:
h(x) = g(f( x ))
para todo x em A.
h(x) = (g o f)(x) = g(f( x ))
Função Composta – Função Inversa
FME / PDE
f: A Y Bf é sobrejetora y, y X B , x, x X A/ f(x)=yf é sobrejetora Im (f) = Bf: A Y Bf é injetora x1, x1 X A , x2, x2 X A
(x1 K x2) => f(x1) K f(x2)f: A Y Bf é bijetora y, y X B , ! x X A / f(x)=y
Teo:Seja f: A Y B. A relação inversa f -1 é uma fç de B em A sss f é bijetora.
Sumário
FME / PDE
Números Reais e Funções Logaritmo e Exponencial Trigonometria Polinômio Análise Combinatória Aula prática: DCM - Conteúdos
Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
Conteúdos: Logaritmo e Exponencial
FME / PDE
Potências e Raízes Função Exponencial Logaritmos Função Logarítmica Equações Exponenciais e Logarítmicas Inequações Exponenciais e Logarítmicas Logaritmos Decimais
Potências e Raízes
FME / PDE
DEF.: Dado um número real a natural. Potência de base a e expoente n é o número an tal que:
a0 = 1, para a K0
an = an-1.a, n P 1
DEF.: Dado um número real a não nulo, e um número n natural, define-se a potência a-n pela relação: a-n = 1/an
Potências e Raízes
FME / PDE
DEF.: Dados um número real não negativo, a, e um n natural, demonstra-se que existe sempre um real positivo ou nulo b tal que bn = a.
b = raiz n-ésima aritmética de a
a = radicando e n = índiceOBS.: [¬n/(a)]n = a; ¬/36 = 6 não é (- 6);
¬/a2 = !a!; Assim, ¬/x2 = !x!
e, ¬/(x-1)2 =
= !x-1! = x – 1, se x > 1; 0, se x = 1; 1 – x, se x < 1Propriedades: página 20
Função Exponencial
FME / PDE
DEF.: Dado um número real a, tal que a seja maior que zero e diferente de 1, diz-se função exponencial de base a a função f de R em R (conj dos reais) que associa a cada x real o número ax.
Propriedades: pág 23 a pág 29
Função Exponencial
FME / PDE
Imagem => Im = reais positivos
Gráfico: y=ax (a > 1) , fç crescente
(0< a <1), fç decrescente
Equações Exponenciais (EE)
FME / PDE
DEF.: EE são equações com incógnita no expoente.
Exemplo 1: 2x = 64
Exemplo 2: 4x – 2x = 2
Exemplo 3: 2x = 3
Método da redução a uma base comum
Exs 1 e 2
Inequações Exponenciais (IE)
FME / PDE
DEF.: IE são as inequações com incógnita no expoente.
Exemplo 1: 2x > 32
Exemplo 2: 4x – 2 = 2x
Método da redução a uma base comum
Se b e c são números reais então:
a > 1 => ab > ac <=> b > c
0 < a < 1 => ab > ac <=> b < c
Logaritmos
FME / PDE
DEF.: se a e b são números reais e positivos, com a diferente de 1, chama-se logaritmo de b na base a, o expoente que se deve dar à base a de modo que a potência obtida seja igual a b (logaritmando ou número).
baxb
baRbax
a
log
então,0e10,,
Logaritmos
FME / PDE
Sistemas de Logaritmos:
- decimal - Neperiano
Prop: pág 56
Conseqüência da definição:
cbcb
baa
aa
baa
a
loglog
;1log;01log log
Mudança de Base - Propriedades- Conseqüências
pág 64
Função Logarítmica
FME / PDE
DEF.: Dado um número real a, positivo e diferente de 1, chamamos de função logarítmica de base a a função f de R*+ em R que associa a cada x o número:
Propriedades: pág 69 a pág 71.
Imagem: Im = R
Gráfico: fç crescente e fç decrescente
xalog
Equações Exponenciais
bxba
ba
ax log
:se-tem,0e10Se
FME / PDE
Exemplo:
}3log{S
3log32
2
2
xx
Equações Logarítmicas
0)()()(log)(log
então10Se
xgxfxgxf
a
aa
FME / PDE
1º Tipo: pág. 79
2º Tipo: pág. 80
3º Tipo: são as equações que resolvemos fazendo inicialmente uma mudança de incógnita. pág. 81
axfxf
a
a
)()(log
entãoRe10Se
Inequações Exponenciais
10seloglog
1seloglog)II(
10seloglog
1seloglog)I(
:se-tem,10e0,0Se
cba
cbaba
cba
cbaba
cba
cx
c
cx
cx
cx
c
cx
cx
x
FME / PDE
IE que não podem ser reduzidas a uma desigualdade de potências de mesma base.
Inequações Logarítmicas
10se)()(0
ou
1se0)()(
)(log)(log
axgxf
axgxf
xgxf aa
FME / PDE
1º Tipo: pág. 97
2º Tipo: pág. 100
3º Tipo: idem pág. 101
10)(
1)(0)(log
10)(0
1)()(log
aseaxf
aseaxfkxf
aseaxf
aseaxfkxf
k
k
a
k
k
a
Logaritmos Decimais
FME / PDE
Característica
- Regra 1: (x > 1): A caract. do logaritmo decimal de um número x > 1 é igual ao número de algarismos de sua parte inteira, menos 1.
Exemplo: log 2,3 => c = 0; log 23 => c = 1
- Regra 2: (0 < x < 1): a caract é o oposto da qt de zeros que precedem o primeiro algarismo significativo.
Exemplo: log 0,2 => c = -1; log 0,00053 => c = -4
Logaritmos Decimais
FME / PDE
Mantissa
- Obtida nas tábuas de logaritmos.
- Propriedade: A mantissa do logaritmo decimal de x não se altera se multiplicarmos x por uma potência de 10 com expoente inteiro.
Assim, os logaritmos decimais dos números 2; 20; 200; 2000; 0,2; 0,002 tem todos a mesma mantissa 0,3010; mas as caract. são, resp, 0; 1; 2; 3; -1; -3.
Sumário
FME / PDE
Números Reais e Funções Logaritmo e Exponencial Trigonometria Polinômio Análise Combinatória Aula prática: DCM - Conteúdos
Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
Conteúdos: Trigonometria
FME / PDE
Arcos e Ângulos Funções Circulares Relações Fundamentais Redução ao 1º Quadrante Transformações Equações Inequações
Arcos e Ângulos
FME / PDE
Arcos de Circunferência
DEF.: Dados 2 pts distintos A e B sobre uma circunf, esta fica dividida em duas partes. Cada uma dessas partes, que incluem A e B, é denominada arco de circunferência AB
Medidas de Arcos => identificação de uma unidade, cujo raio é idêntico aos arcos a serem comparados.
Arcos e Ângulos
FME / PDE
Unidades: Grau e Radiano.- Grau ( º) é um arco unitário igual a 1/360
da circunf. que contém o arco a ser medido.
- Radiano (rad) é um arco unitário cujo comprimento é igual ao raio da circunf. que contém o arco a ser medido.
Arcos e Ângulos
rad º180
rad2 º360
FME / PDE
Relação entre as duas medidas
Medidas de Ângulos: l = compr. arco AB, r raio da circunf.
)radianos em (r
l
Funções Circulares
FME / PDE
Ciclo trigonométrico => r = 1, e o comprimento da circunf. é 2
Noções Gerais:
- Eixos dos cossenos u e dos senos v
- Sentido (> 0) ; (< 0) e 4 quadrantes
DEF.: Uma fç de A em B é periódica se existir um número p > 0 tal que f(x+p) = f(x)
Identificação das funções circulares no ciclo trigonométrico: sen, cos, tg, cot, sec, cosec.
Relações Fundamentais
FME / PDE
xsenxec
xx
xsen
xx
x
xsenxtg
Pitágorasxxsen
1cos
cos
1sec
coscot
cos
1cos22
Relações Fundamentais
FME / PDE
xtg
xtgxsen
xtgxxecx
xxtgxtg
x
kxRx
2
22
2222
22
1
1
1coscos1cot
sec11
cot
2,
Relações Fundamentais
FME / PDE
Identidades:
gfgf
DDxxgxfgf
0.3
gfhg
hf 2.
noutro identidade da membro um se-transforma 1.
:eindentidadprovar para Passos
),()( 21
DCM: Conteúdos Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
FME / PDE
Data: 29/06/2007
Pela manhã
G7 3
G7 3
G7 ; Cruzeiro do Oeste e Foz do Iguaçu 3
Palestra do Mestrado em Educação Matemática
Redução ao 1º Quadrante
FME / PDE
- Redução do 2º ao 1º Quadrante- Redução do 3º ao 1º Quadrante- Redução do 4º ao 1º Quadrante
- Identidades – pág. 58
Transformações
FME / PDE
• pág. 67
Equações
FME / PDE
• pág. 93
Inequações
FME / PDE
• pág. 127
Sumário
FME / PDE
Números Reais e Funções Logaritmo e Exponencial Trigonometria Polinômio Análise Combinatória Aula prática: DCM - Conteúdos
Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
Conteúdos: Polinômio
FME / PDE
Números Complexos
Polinômios
Equações Polinomiais
Transformações
Raízes Múltiplas e Raízes Comuns
DCM: Conteúdos Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
FME / PDE
Data: 06/07/2007
Pela manhã
Foz e 3 Barras 4
Goioerê 3
Chico 2
Toledo 2
Josemara 1
Clarice 1
Sumário
FME / PDE
Números Reais e Funções Logaritmo e Exponencial Trigonometria Polinômio Análise Combinatória Aula prática: DCM - Conteúdos
Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
Conteúdos: Análise Combinatória
FME / PDE
Princípio Fundamental da Contagem
Arranjos
Permutações
Fatorial
Combinações
Binômio de Newton
Sumário
FME / PDE
Números Reais e Funções Logaritmo e Exponencial Trigonometria Polinômio Análise Combinatória Aula prática: DCM - Conteúdos
Estruturantes x Encaminhamento Metodológico
FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA ELEMENTAR
Obrigado por sua atenção.
FME / PDE
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