Ficha de trabalho numeros reais

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Ficha de trabalho sobre números reais

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Ficha de trabalho numeros reais

  1. 1. Escola Básica e Secundária de Vila Cova Ano letivo: 2015/2016 Ficha de Apoio Matemática 9º Ano – Números reais. Inequações outubro 2015 “Com trabalho e perseverança, tudo se alcança” Nome: _________________________________________________________________________________________ Nº: _____ Turma: ______ Professoras: Cristina Alves e Laurinda Barros RELAÇAO DE ORDEM EM IR – PROPRIEDADES 1. Dizer que 𝑎 > 𝑏 é o mesmo que dizer que 𝑏 < 𝑎 . 2. Transitividade - Se 𝑎 < 𝑏 e 𝑏 < 𝑐 então 𝑎 < 𝑐. 3. Monotonia da adição- Sendo 𝑎, 𝑏 e 𝑐 três números reais quaisquer : Se 𝑎 < 𝑏 então 𝑎 + 𝑐 < 𝑏 + 𝑐. 4. Monotonia da multiplicação - Sendo 𝑎, 𝑏 e 𝑐 três números reais quaisquer :  Se 𝑐 > 0, 𝑎 < 𝑏 ⇔ 𝑎 × 𝑐 < 𝑏 × 𝑐 (quando se multiplica/divide por um mesmo número positivo os dois membros de uma desigualdade, o sentido da desigualdade mantem-se).  Se 𝑐 < 0, 𝑎 < 𝑏 ⇔ 𝑎 × 𝑐 > 𝑏 × 𝑐 (quando se multiplica/divide por um mesmo número negativo os dois membros de uma desigualdade, o sentido da desigualdade mantem-se). 5. Monotonia do quadrado: Sejam 𝑎 e 𝑏 dois números reais positivos. Se 𝑎 < b então 𝑎2 < 𝑏2 . 6. Monotonia do cubo: Sejam 𝑎 e 𝑏 dois números reais. Se 𝑎 < 𝑏 então 𝑎3 < 𝑏3 , 𝑎, 𝑏 ∈ 𝐼𝑅 7. Passagem ao inverso: Sejam 𝑎 e 𝑏 dois números reais positivos. Se 𝑎 < 𝑏 então 1 𝑎 > 1 𝑏 . INTERVALOS DE NÚMEROS REAIS REUNIÃO E INTERSEÇÃO DE INTERVALOS A reunião do conjunto A com o conjunto B representa-se por 𝐴 ∪ 𝐵 e é o conjunto constituído pelos elementos que pertencem ao conjunto A ou ao conjunto B. Exemplo: Se 𝐴 = ]−3, 5] e 𝐵 = [−2, +∞[, então 𝐴 ∪ 𝐵 = ]−3, +∞[ . A interseção do conjunto A com o conjunto B representa-se por 𝐴 ∩ 𝐵 e é o conjunto constituído pelos elementos que pertencem simultaneamente ao conjunto A e ao conjunto B. Exemplo: Se 𝐴 = ]−3, 5] e 𝐵 = [−2, +∞[, então 𝐴 ∩ 𝐵 = [−2, 5] . APROXIMAÇÕES Seja 𝑥 um número real qualquer e 𝑟 um número positivo (𝑟 > 0). Chama-se aproximação de 𝒙 com erro inferior a 𝒓 a todo o número 𝒙′ cuja distancia a 𝑥 seja menor do que 𝑟, isto é, tal que 𝑥′ ∈ ]𝑥 − 𝑟, 𝑥 + 𝑟[. Diz-se, ainda que:  𝑥’ é um valor aproximado por defeito se 𝑥′ ≤ 𝑥  𝑥’ é um valor aproximado por excesso se 𝑥′ ≥ 𝑥 Exemplo1 Consideremos o número real 1 3 = 0,333333 … = 0, (3) (dízima infinita periódica)  0,3 diz-se uma aproximação (por defeito) de 1 3 com erro inferior a 0,1  0,4 diz-se uma aproximação (por excesso) de 1 3 com erro inferior a 0,1 Se 𝑥′ é uma aproximação de 𝑥 com erro inferior a 𝑟 e 𝑦′ é uma aproximação de 𝑦 com erro inferior a 𝑟, então 𝑥′ + 𝑦′ é uma aproximação de 𝑥 + 𝑦 com erro inferior a 2𝑟. Exemplo Consideremos o número real √2 = 1,41421 … (dízima infinita não periódica)  1,41 diz-se uma aproximação de √2 com erro inferior a 0,01  1,42 diz-se uma aproximação de √2 com erro inferior a 0,01 0,3 < 1 3 < 0,4 1,41 < √2 < 1,42
  2. 2. Assim para √2 + 1 3 = 1,7475 … uma aproximação com erro inferior a 0,01  1,41 + 0,33 = 1,74 diz-se uma aproximação de √2 + 1 3 com erro inferior a 0,01  1,42 + 0,34 = 1,76 diz diz-se uma aproximação de √2 + 1 3 com erro inferior a 0,01 Como 1,76 − 1,7475 … = 0,0125, o erro é inferior a 0,02 (2 × 0,01). ARREDONDAMENTOS E ENQUADRAMENTOS ENQUADRAMENTO Consideremos o número real 4 3 = 1,3333 … podemos obter os seguintes enquadramentos:  1 < 4 3 < 2 (erro inferior a 1) ■ 1,33<4 3 <1,34 (erro inferior a 0,01)  1,3 < 4 3 < 1,34 (erro inferior a 0,1) ■ 1,333<4 3 <1,334 (erro inferior a 0,001) ENQUADRAMENTO DO PRODUTO Podemos aproximar o produto de dois números reais pelo produto de aproximações dos fatores, estabelecendo um valor máximo para o erro cometido, usando enquadramentos. Exemplo Sendo 5 e 7 aproximações de números reais x e y, respetivamente, com erro inferior a 1 10 , então 𝑥 × 𝑦: 5 − 1 10 < 𝑥 < 5 + 1 10 ⇔ 49 10 < 𝑥 < 51 10 e 7 − 1 10 < 𝑥 < 7 + 1 10 ⇔ 69 10 < 𝑥 < 71 10 Como os valores são positivos, aplicando as propriedades da relação de ordem, temos 49 10 × 69 10 < 𝑥 × 𝑦 < 51 10 × 71 10 Fazendo os cálculos, obtemos 33,81 < 𝑥 × 𝑦 < 36,21. ENQUADRAMENTO DA RAIZES QUADRADAS Enquadramento de √ 𝒙 com um erro inferior a 𝟏 𝒏 (𝒙 positivo e 𝒏 natural). Enquadra-se o produto 𝑥 × 𝑛2 entre os quadrados de números inteiros consecutivos, m e m+1. 𝑚2 < 𝑥 × 𝑛2 < (𝑚 + 1)2 ⇔ 𝑚2 𝑛2 < 𝑥 < (𝑚 + 1)2 𝑛2 ⇔ ( 𝑚 𝑛 ) 2 < 𝑥 < ( 𝑚 + 1 𝑛 ) 2 ⇔ 𝒎 𝒏 < √ 𝒙 < 𝒎 + 𝟏 𝒏 𝑚 𝑛 e 𝑚+1 𝑛 são aproximações (por defeito e por excesso, respetivamente) de √ 𝑥, com um erro inferior 1 𝑛 . Exemplo Enquadrar √5 por números racionais, com erro inferior a 𝑟 = 0,5. Temos que 𝑟 = 0,5 = 1 2 (está na forma 1 𝑛 ). Obtemos assim, 𝑛 = 2 e 𝑥 = 5. Enquadra-se o produto 5 × 22 = 20 entre os quadrados de números inteiros consecutivos, 16 < 20 < 25. Obtemos: 16 < 20 < 25 ⇔ 42 < 22 × 5 < 52 ⇔ ( 4 2 ) 2 < 5 < ( 5 2 ) 2 ⇔ 4 2 < √5 < 5 2 ⇔ 2 < √5 < 2,5 ENQUADRAMENTO DA RAIZES CÚBICAS Usamos procedimentos análogos aos das raízes quadradas. Enquadrar √7 3 por números racionais, com erro inferior a 𝑟 = 0,2. Temos que 𝑟 = 0,2 = 2 10 = 1 5 (está na forma 1 𝑛 ). Obtemos assim, 𝑛 = 5 e 𝑥 = 7. Enquadra-se o produto 7× 53 = 875 entre os cubos de números inteiros consecutivos, 729< 875 < 1000. Obtemos: 729 < 875 < 1000 ⇔ 93 < 53 × 7 < 103 ⇔ ( 9 5 ) 3 < 7 < ( 10 5 ) 3 ⇔ 9 5 < √7 3 < 10 5 ⇔ 1,8 < √7 3 < 2 INEQUAÇÕES Uma inequação com uma incógnita 𝑥 é uma expressão da forma 𝑓(𝑥) < 𝑔(𝑥), sendo 𝑓 e 𝑔 duas funções numéricas, 𝑓(𝑥) diz-se o primeiro membro e 𝑔(𝑥) o segundo membro da inequação. Resolução de inequações 2 (𝑥 + 1 3 ) > 𝑥 − 1 2 (𝟏) ⇔ 2𝑥 + 2 3 > 3𝑥 − 1 2 (𝟐) ⇔ 12𝑥 6 + 4 6 > 18𝑥 6 − 3 6 (𝟑) ⇔ 12𝑥 + 4 > 18𝑥 − 3 (𝟒) ⇔ 12𝑥 − 18𝑥 > −3 − 4 (𝟓) ⇔ − 6𝑥 > −7 (𝟔) ⇔ 6𝑥 < 7 (𝟕) ⇔ 𝑥 < 7 6 𝑆 = ]−∞, 7 6 [ (1) Aplica-se a propriedade distributiva da multiplicação de forma a obter uma inequação equivalente sem parenteses. (2) Reduzem-se os termos da inequação ao mesmo denominador. (3) Eliminam-se os denominadores (principio da multiplicação). (4) Adicionam-se aos dois membros −18𝑥 − 4 (principio da adição). (5) Simplifica-se os termos. (6) Multiplica-se ambos os membros por (−𝟏) e inverte-se o sentido da desigualdade (principio da multiplicação). (7) Simplifica-se o resultado e apresenta-se a solução. 1,74 < √2 + 1 3 < 1,76
  3. 3. 1. Em relação a dois números reais positivos 𝑎 e 𝑏 sabe-se que 𝑎 < 𝑏. Completa os espaços em branco com um dos sinais < ou >: a) 𝑎 − 7 … 𝑏 − 7 b) 2𝑎 + 5 … 2𝑏 + 5 c) 𝑏 − 3 5 … 𝑎 − 3 5 d) 5 − 2𝑎 … 5 − 2 𝑏 e) − 𝑏 4 … − 𝑎 4 f) 2 𝑎 … 2 𝑏 g) 𝑎2 − √5 … 𝑏2 − √5 h) 7 𝑎2 … 7 𝑏2 i) 1 − 3 𝑏 … 1 − 3 𝑎 2. Na figura ao lado está representado um pentágono regular [𝐴𝐵𝐶𝐷𝐸] e uma circunferência de centro 𝑂 que contém os vértices do pentágono. Sabe-se que:  2,12 < 𝑂𝐴̅̅̅̅ < 2,13  2,49 < 𝐴𝐵̅̅̅̅ < 2,50 a) Justifica que o perímetro 𝑃 do pentágono é tal que 12,45 < 𝑃 < 12,50. b) Atendendo aos dados da figura, e considerando que 3,141 < 𝜋 < 3,142, determina um valor aproximado por excesso às décimas do perímetro do círculo de centro 𝑂 e raio 𝑂𝐴̅̅̅̅. 3. Os valores de 𝜋 e de √5 com cinco casas decimais são: 𝜋 ≃ 3,14159 e √5 ≃ 2,23607. Indica: a) Um valor aproximado de 𝜋, por excesso, com um erro inferior a uma décima. b) Um valor aproximado de √5, por defeito, com erro inferior a 1 100 . c) Um valor aproximado de 𝜋, por defeito, com um erro inferior a 0,01. d) Um valor aproximado de √5, por excesso, com erro inferior a 10−3 . 4. Sabe-se que 𝑎 e 𝑏 são dois números reais tais que 1 < 𝑎 < 3 e 2 < 𝑏 < 7. Aproxima, por defeito, às unidades √2𝑎 + 3𝑏 3 5. Sabe-se que 𝑎 e 𝑏 são duas grandezas tais que 3,4 < 𝑎 < 3,5 e 4,7 < 𝑏 < 4,8. Faz um enquadramento do valor numérico das expressões: a) – 𝑎 b) 𝑎 + 2𝑏 c) 𝑏 − 𝑎 d) −5𝑎 e) 𝑎2 − 1 f) 1 − 𝑎2 6. Os números 9 e 12 são valores aproximados, respetivamente, de 𝑎 e 𝑏 com um erro inferior a 0,01. Que valores pode tomar 𝑎 + 𝑏? 7. Sabe-se que:  −3 é uma aproximação do número 𝑥 com erro inferior a 0,3;  5 é uma aproximação do número 𝑦 com erro inferior a 0,1; Qual é o erro máximo cometido ao aproximar 𝑥𝑦 por −3 × 5 = −15 ? 8. Determina um intervalo de números racionais de amplitude não superior a 1 2 e que contenha √10 3
  4. 4. 9. Considera os números: 𝑥 = (1 + √3)(1 − √3) 𝑦 = √4 − 5 8 3 × 22 a) Calcula o valor de 𝑥 e o valor de 𝑦. b) Completa com os símbolos < ou >. 𝑥 … 𝑦 𝑥 − 3 … 𝑦 − 3 2𝑥 … 2𝑦 −5𝑥 … − 5𝑦 10. Considera um cubo cujo volume é 16 𝑐𝑚3 Determina um valor aproximado, por defeito, com erro inferior a 0,2, da medida da aresta do cubo. 𝑥 23 24 25 26 27 28 29 30 𝑥3 12167 13824 15625 17576 19683 21952 24389 27000 11. Determina um intervalo de extremos racionais e de amplitude inferior ou igual a 1 2 que contenha √15. 𝑥 35 36 37 38 39 40 41 42 𝑥2 1225 1296 1369 1444 1521 1600 1681 1764 12. Um prisma triangular regular cuja base tem de área 40 𝑐𝑚2 e de altura 20 𝑐𝑚, vai ser substituído por quatro reservatórios cúbicos iguais, com capacidade total igual à do prisma. Determina as dimensões dos reservatórios cúbicos utilizando a tabela de cubos perfeitos seguinte: 𝑥 55 56 57 58 59 60 𝑥3 166 375 175 616 185 193 195 112 205 379 216 000 Apresenta o resultado aproximado às décimas do centímetro, por defeito. 13. Simplifica as expressões seguintes, apresentando o valor exato: a) 4√3 + 7√3 − 9√3 b) √3 + 11√3 − 9√3 c) 3√2 + (√2 − 5√3) 2 d) (3√2 + √3) 2 + (√2 − 5√3) 2 14. Calcula o valor exato da área e do perímetro do seguinte quadrilátero: a) b) 15. Considera o conjunto: 𝐴 = {−2; 2 3 ; −√5; 0; −√20; 𝜋; 5, (3); 10 2 ; − 11 3 ; √10} a) De entre os elementos do conjunto 𝐴 indica: i. Os que são números inteiros; ii. Os que são racionais mas não inteiros; iii. Os que são irracionais b) Representa na reta real os elementos do seguinte conjunto: 𝐵 = {𝑥 ∈ 𝐴 ∶ −4 < 𝑥 < 3} c) Coloca os elementos de 𝐴 por ordem crescente. d) Classifica as dízimas dos elementos de 𝐴
  5. 5. Página 5 de 6 16. Completa com um dos símbolos >, < ou = de modo a obteres proposições verdadeiras. a) – 𝜋 _________ − 3, (15) b) 0,27 ____________0, (27) c) √20___________4, (47) d) √0,14______________√ 7 50 17. Considera os seguintes subconjuntos de ℝ: 𝐴 = {𝑥 ∈ ℝ ∶ −√10 < 𝑥 < 3 2 } ; 𝐵 = {𝑥 ∈ ℝ ∶ −4 > 𝑥 ∨ 𝑥 > 1 3 } e 𝐶 = ]−2, 7 2 ] a) Representa os seguintes conjuntos na forma de intervalo ou reunião de intervalos: 𝐴 e 𝐴 ∩ 𝐵. b) Define em compreensão o conjunto 𝐶. c) Qual é o menor número inteiro que pertence ao conjunto 𝐴? d) Indica: i. Um número racional não inteiro que pertença simultaneamente aos três conjuntos. ii. Um número irracional que pertença a 𝐴 e não pertença a 𝐵 nem a 𝐶. 18. Escreve, sempre que possível, na forma de um único intervalo de números reais: a) ]−3, 3[ ∪ {−3, 3} b) ]−5, 7[ ∪ [0, 10[ c) ]−1, 3 2 [ ∩ [1, 5 3 ] d) ]−∞, 5 2 ] ∩ [ 3 2 , +∞[ 19. Determina o conjunto de valores que 𝒙 pode tomar, de modo a que a expressão 2(𝑥−1) 3 − 0,4 tome valores não positivos. 20. Defina, em extensão, cada um dos seguintes conjuntos: 𝐴 = {𝑥 ∈ ℤ0 − ∶ 6𝑥(𝑥 + 2) + 3 ≥ (2𝑥 − 1)(4 + 3𝑥)} 𝐵 = {𝑦 ∈ ℕ ∶ (𝑦 − 2)2 > (𝑦 − 2)(𝑦 + 2)} 21. Resolve cada uma das seguintes inequações e apresenta o conjunto - solução sob a forma de intervalo de números reais: a) 3𝑥 − 9 ≥ 0; b) 2𝑥 − 1 3 > 0; c) −2𝑥 > 1 2 ; d) 3𝑥 ≥ − 1 2 ; e) −2𝑥 + 1 3 > 0; f) 1−𝑥 3 ≥ 1 − 𝑥+1 −3 ; g) 2(2𝑥 − 1) < 3 − 3−8𝑥 3 ; h) 0,3𝑥−1 0,2 ≤ −0,3𝑥+2 −0,2 ; i) 3 − 1 2 𝑥 ≤ 1 3 ; j) −0,2𝑥 − 1 ≥ −1; k) −3𝑥 − 1 2 ≤ −4𝑥 + 5; l) 1 2 − 0,2𝑥 > 3 − 𝑥 2 ; m) 1−3𝑥 2 > 1 − 𝑥−1 3 ; n) 1 − 𝑥 2 ≥ − 3𝑥−1 4 ; o) 𝑥 2 − 1+𝑥 5 ≤ 1 + 2(𝑥−1) 5 ; p) 𝑥 + 2 3 𝑥 3 ≥ 𝑥 − 4 −3 .
  6. 6. Página 6 de 6 22. Determina o maior inteiro que verifica a inequação 𝑥+7 10 − 𝑥−5 5 > 𝑥−1 15 . 23. Determina o menor inteiro que verifica a inequação 𝑥−1 2 − 𝑥+1 3 > 1−2(𝑥−1) 6 . 24. Indique o menor e o maior número pertencente ao conjunto: 𝐴 = {𝑥 ∈ ℤ ∶ 𝑥 + 3 2 − 2𝑥 − 1 3 > 𝑥 ∧ 𝑥 2 + 1 > 0 } 25. Resolva cada uma das inequações seguintes apresentando o conjunto–solução sob a forma de intervalo de números reais: a) −2𝑥 − 3 ≥ 3𝑥 − 13; b) 𝑥+1 4 > −𝑥; c) 5(𝑥 + 3) > 1 2 𝑥; d) 𝑥 4 − 1 > 3; e) 3(𝑥 + 5) > 0; f) 3𝑥 + 8 ≥ 0 083x  ; g) 𝑥+2 4 < 2. 26. Resolve, em ℝ, as inequações: a) 6𝑥 − 1 > 2; b) 4𝑥 − 1 < 3 + 1 2 ; c) 3(𝑥 + 2) < 5(1 + 𝑥); d) 𝑥+1 6 − 1 ≥ 2𝑥−3 4 ; e) 𝑦+3 6 ≤ 2 − 4−3𝑦 2 ; f) (3 + 𝑥)2 > 𝑥2 − 1 + 7𝑥; g) 3−𝑦 3 − 3(𝑦−3) 4 > 4−5𝑦 12 ; h) 𝑥+4 8 − 3 < − 4−𝑥 6 ; 27. Resolve, em ℝ, os seguintes sistemas, apresentando sempre que possível, o conjunto solução na forma de intervalo: a) { 3𝑥 − 2 > 2𝑥 + 1 1 − 2𝑥 < 6 + 3𝑥 b) { 𝑥 − ( 𝑥 2 + 1) ≥ 0 1 − 𝑥 2 > 1 Bom Trabalho As professoras: Cristina Alves e Laurinda Barros

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