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22 MÓDULO 4: (Funções e plano cartesiano) – ATIVIDADES - 2022 Habilidades a serem desenvolvidas: EM13MAT101: Interpretar criticamente situações econômicas, sociais e fatos relativos às Ciências da Natureza que envolvam a variação de grandezas, pela análise dos gráficos das funções representadas e das taxas de variação, com ou sem apoio de tecnologias digitais. EM13MAT510: Investigar conjuntos de dados relativos ao comportamento de duas variáveis numéricas, usando ou não tecnologias da informação, e, quando apropriado, levar em conta a variação e utilizar uma reta para descrever a relação observada. EM13MAT501: Investigar relações entre números expressos em tabelas para representá-los no plano cartesiano, identificando padrões e criando conjecturas para generalizar e expressar algebricamente essa generalização, reconhecendo quando essa representação é de função polinomial de 1º grau. EM13MAT401: Converter representações algébricas de funções polinomiais de 1º grau em representações geométricas no plano cartesiano, distinguindo os casos nos quais o comportamento é proporcional, recorrendo ou não a softwares ou aplicativos de álgebra e geometria dinâmica. ___________________________________________________________________________________________ 1. A noção de Função Com bastante frequência, nos deparamos com situações que envolvem relações entre duas grandezas variáveis. Acompanhe algumas dessas situações: Exemplo 1: Uma peteca custa 30 reais. Se representarmos por 𝑥 a quantidade de petecas iguais a essa que Rui, o professor de Educação Física, quer comprar e por 𝑦 o preço, em reais, que ele vai pagar, podemos organizar o quadro abaixo. Observando o quadro, você percebe que o preço 𝑦 a pagar depende da quantidade 𝑥 de petecas que forem compradas. Entre as grandezas 𝑦 e 𝑥 existe uma relação expressa pela sentença matemática 𝑦 = 𝑥 ⋅ 30 ou 𝒚 = 𝟑𝟎𝒙. Você também pode notar que: A quantidade 𝑥 de petecas é uma grandeza que varia de forma independente. O preço 𝑦 a pagar é uma grandeza que varia de acordo com a grandeza quantidade de petecas. A todos os valores de 𝑥 estão associados valores de 𝑦. Para cada valor de 𝑥 está associado um único valor de 𝑦. Nessas condições, podemos dizer: O preço 𝑦 a pagar é dado em função da quantidade 𝑥 de petecas adquiridas, e a sentença 𝒚 = 𝟑𝟎𝒙 é chamada lei de formação dessa função. Neste caso, a variável 𝑥 é chamada variável independente, e a variável 𝑦 é dependente da variável 𝑥. Uma vez estabelecida a relação entre as grandezas quantidade de petecas e preço a pagar, podemos responder a questões como: a) Quanto o professor vai pagar por 50 petecas iguais a essa? (ou seja, 𝒙 = 𝟓𝟎) 𝒚 = 𝟑𝟎𝒙 𝒚 = 𝟑𝟎 ⋅ 𝟓𝟎 𝒚 = 𝟏𝟓𝟎𝟎 Logo, o professor vai pagar 𝑅$ 1500,00 por 50 petecas. 23 b) Se ele tiver 𝑅$ 780,00, quantas dessas petecas poderão ser compradas? (ou seja, 𝒚 = 𝟕𝟖𝟎) 𝑦 = 30𝑥 780 = 30 ⋅ 𝑥 30𝑥 = 780 𝑥 = 780 30 𝒙 = 𝟐𝟔 Portanto, ele poderá comprar 26 petecas. ___________________________________________________________________________________________ ______ 1 – Uma torneira despeja 2,5 litros por minuto enchendo um tanque inicialmente vazio. Considere que 𝑦 represente o volume, em litros, e 𝑥 o tempo, em minutos. A função que representa essa situação é: (A) 𝑦 = 2,5𝑥 − 15 (B) 𝑦 = 2𝑥 − 15 (C) 𝑦 = 2,5𝑥 (D) 𝑦 = 2𝑥 (E) 𝑦 = 𝑥 + 2,5 ___________________________________________________________________________________________ 2 - O dono de uma confecção adquiriu uma máquina no valor de 𝑅$ 2.100,00. Esta máquina sofre uma desvalorização de 𝑅$ 400,00 a cada ano de uso. O preço P da máquina, em reais, após a desvalorização, em função do tempo t, em anos, é dado pela expressão 𝑷 = 𝟐𝟏𝟎𝟎 − 𝟒𝟎𝟎𝒕 De acordo com essa expressão, essa máquina poderá ser vendida como sucata por R$ 100,00 a partir de quantos anos? ___________________________________________________________________________________________ 3 - Uma loja estabeleceu um sistema de pontos para premiar os melhores vendedores. Nesse sistema o número de pontos é dado por𝑷(𝒙) = 𝟑𝒙 + 𝟏 , sendo 𝑥, a quantidade de produtos vendidos. Para uma venda de 25 produtos, o número de pontos obtidos é de quanto? ___________________________________________________________________________________________ _ 4 - Um caminhão que transporta combustível estava carregado com 30 000 litros de gasolina, quando chegou em um posto para descarregar. A mangueira usada para descarregar o caminhão despeja uma mesma quantidade de combustível por minuto. A quantidade 𝑦, em litros, de combustível que resta no caminhão x minutos após o início da descarga pode ser calculada pela equação 𝒚 = 𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎 − 𝟐𝟓𝟎𝒙. Após quantos minutos, depois do início da descarga, restavam 100 litros de gasolina no tanque do caminhão? ___________________________________________________________________________________________ 5 - Um técnico agrícola recebe mensalmente um salário fixo de 𝑅$ 500,00, mais 𝑅$ 20,00 por hora extra trabalhada. Quanto recebeu esse técnico no mês em que fez 15 horas extras? ___________________________________________________________________________________________ 6 – Dada a função 𝑓(𝑥) = 12𝑥 + 3, determine “𝑥” tal que 𝑓(𝑥) = 15. ____________________________________________________________________________ 7 – Dada a função 𝑓(𝑥) = 8𝑥 + 13 , determine “𝑥” tal que 𝑓(𝑥) = 37. ___________________________________________________________________________________________ ____ 8 – Dada a função 𝑓(𝑥) = 10𝑥 − 2 , determine 𝑓(5) . ___________________________________________________________________________________________ 24 9 - O custo de produção de uma pequena empresa é composto por um valor fixo de 𝑅$ 1 500,00 mais 𝑅$ 10,00 por peça fabricada. a) Qual é a função que representa essa questão? b) Qual é o número 𝑥 de peças fabricadas quando o custo é de 𝑅$ 3 200,00? ___________________________________________________________________________________________ 10 - Determine 𝑓(3) na função 𝑓(𝑥) = 4𝑥 + 9. ___________________________________________________________________________________________ _ 2. Plano Cartesiano O Sistema de Coordenadas Cartesianas, mais conhecido como Plano Cartesiano, foi criado por René Descartes com o objetivo de localizar pontos. Ele é formado por dois eixos perpendiculares: um horizontal e outro vertical que se cruzam na origem das coordenadas. O eixo horizontal é chamado eixo das abscissas (𝑥) e o vertical de eixo das ordenadas (𝑦). O encontro dos eixos é chamado de origem, representado pelo par ordenado (0,0). Os eixos são enumerados compreendendo o conjunto dos números reais. Observe a seguir uma figura representativa do plano cartesiano. As coordenadas cartesianas são representadas pelos pares ordenados (𝑥 ; 𝑦). Em razão dessa ordem, devemos localizar o ponto observando primeiramente o eixo 𝑥 e posteriormente o eixo 𝑦. Qualquer ponto que não se encontrar sobre os eixos, estará localizado nos quadrantes, veja: 1º quadrante → 𝒙 > 𝟎 e 𝒚 > 𝟎 2º quadrante → 𝒙 < 𝟎 e 𝒚 > 𝟎 3º quadrante → 𝒙 < 𝟎 e 𝒚 < 𝟎 4º quadrante → 𝒙 > 𝟎 e 𝒚 < 𝟎 25 3. Pares ordenados Muitas vezes, para localizar um ponto num plano, utilizamos dois números racionais, numa certa ordem. Denominamos esses números de par ordenado. ____________________________________________________________________________ Exemplos: ____________________________________________________________________________ Localizando pontos no plano cartesiano Para localizar um ponto num plano cartesiano, utilizamos a sequência prática: O 1º número do par ordenado deve ser localizado no eixo das abscissas (eixo 𝑥). O 2º número do par ordenado deve ser localizado no eixo das ordenadas (eixo 𝑦). No encontro das perpendicularesaos eixos 𝑥 e 𝑦, por esses pontos, determinamos o ponto procurado. Exemplo: Localizando pontos no Plano Cartesiano: 𝐴(4 ; 3) → 𝑥 = 4 e 𝑦 = 3 𝐵(1 ; 2) → 𝑥 = 1 e 𝑦 = 2 𝐶( – 2 ; 4) → 𝑥 = – 2 e 𝑦 = 4 𝐷(– 3 ; – 4) → 𝑥 = – 3 e 𝑦 = – 4 𝐸(3 ; – 3) → 𝑥 = 3 e 𝑦 = – 3 ____________________________________________________________________________ 11 – O carro de Fernando faz 12 𝑘𝑚 com 1 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜 de combustível. Fernando programou uma viagem e sua previsão é iniciar com 50 𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠 de combustível no tanque. Ele representou esses dados num sistema de coordenadas cartesianas, utilizando 𝑉, para representar o volume de combustível existente no tanque, e 𝑑 para representar a distância percorrida pelo carro. Qual é o gráfico que melhor representa essa situação? (𝒙, 𝒚) (𝒙, 𝒚) 26 12 – Observe o plano cartesiano ao lado e responda: a) Quais são os pares coordenados das letras indicadas no plano? b) O ponto (−3, −5) está indicado por qual letra? _____________________________________________________________________________________ 13 – No plano cartesiano ao lado foram representados três pontos. As coordenadas dos pontos 𝑷, 𝑸, e 𝑹, nessa ordem, são (A) (1, 3), (– 3, 1), (0, – 3) (B) (– 3, 0), (3, 1), (1, – 3) (C) (3, 1), (0, – 3), (– 3, 0) (D) (3, 1), (– 3, 0), (0, – 3) (E) (3, 1), (1, – 3), (0, – 3) ____________________________________________________________________________ 14 - Maria fez um mapa da sua escola utilizando o plano cartesiano e marcou o ponto exato em que cada lugar estava: Qual é a coordenada que representa o bebedouro? _____________________________________________________________________________________ 15 – A figura seguinte nos mostra uma parte de uma cidade e um sistema de referência indicado por letras e números. Vamos combinar que a letra deve ser o primeiro elemento do par, e o número deve ser o segundo elemento. Observando o quadro qual é a localização do menino andando de bicicleta.