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Marília Valério Rocha Raciocínio quantitativoA Série Universitária foi desenvolvida pelo Senac São Paulo com o intuito de preparar profissionais para o mercado de trabalho. Os títulos abrangem diversas áreas, abordando desde conhecimentos teóricos e práticos adequados às exigências profissionais até a formação ética e sólida. O livro Raciocínio quantitativo apresenta os principais conceitos matemáticos aplicados na área de negócios. Entre os temas abordados estão a teoria dos conjuntos, equações e sistemas lineares, proporcionalidade, funções e suas representações. O objetivo é proporcionar ao leitor uma visão das ferramentas matemáticas empregadas na modelagem de problemas. SÉRIE UNIVERSITÁRIA RA CI OC ÍN IO Q UA NT IT AT IV O Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Simone M. P. Vieira – CRB 8a/4771) Rocha, Marília Valério Raciocínio quantitativo / Marília Valério Rocha. – São Paulo: Editora Senac São Paulo, 2021. (Série Universitária) Bibliografia. e-ISBN 978-65-5536-894-9 (ePub/2021) e-ISBN 978-65-5536-895-6 (PDF/2021) 1. Matemática 2. Equação de 1º e 2º. Grau (Matemática) 3. Equação linear e quadrática (Matemática) 4. Funções e gráficos (Matemática) 5. Função de 1º e 2º Grau (Matemática) I. Título. II. Série. 21-1396s CDD – 510 BISAC MAT000000 Índice para catálogo sistemático 1. Matemática 510 M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. RACIOCÍNIO QUANTITATIVO Marília Valério Rocha Administração Regional do Senac no Estado de São Paulo Presidente do Conselho Regional Abram Szajman Diretor do Departamento Regional Luiz Francisco de A. Salgado Superintendente Universitário e de Desenvolvimento Luiz Carlos Dourado Editora Senac São Paulo Conselho Editorial Luiz Francisco de A. Salgado Luiz Carlos Dourado Darcio Sayad Maia Lucila Mara Sbrana Sciotti Luís Américo Tousi Botelho Gerente/Publisher Luís Américo Tousi Botelho (luis.tbotelho@sp.senac.br) Coordenação Editorial/Prospecção Dolores Crisci Manzano (dolores.cmanzano@sp.senac.br) Administrativo grupoedsadministrativo@sp.senac.br Comercial comercial@editorasenacsp.com.br Acompanhamento Pedagógico Otacília da Paz Pereira Designer Educacional João Francisco Correia de Souza Revisão Técnica Maria Carolina Cascino da Cunha Carneiro Preparação e Revisão de Texto Asa Editorial Projeto Gráfico Alexandre Lemes da Silva Emília Corrêa Abreu Capa Proibida a reprodução sem autorização expressa. Antonio Carlos De Angelis Todos os direitos desta edição reservados à Editoração Eletrônica Editora Senac São Paulo Cristiane Marinho de Souza Rua 24 de Maio, 208 – 3O andar Ilustrações Centro – CEP 01041-000 – São Paulo – SP Cristiane Marinho de Souza Caixa Postal 1120 – CEP 01032-970 – São Paulo – SP Tel. 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Sumário Capítulo 1 Conjuntos, 7 1 Conjuntos, 8 2 Conjuntos numéricos, 18 3 Reta real, 21 4 Aplicações, 23 Considerações finais, 25 Referências, 25 Capítulo 2 Equações lineares e quadráticas, 27 1 Equação, 28 2 Equação linear ou de 1º grau, 32 3 Equação quadrática ou de 2º grau, 32 4 Sistema de coordenadas cartesianas, 35 5 Equação da reta, 38 Considerações finais, 49 Referências, 49 Capítulo 3 Sistemas de equações lineares e quadráticas, 51 1 Sistemas de equações, 52 2 Aplicações, 65 Considerações finais, 66 Referências, 66 Capítulo 4 Proporcionalidade e regra de três, 67 1 Razão, 68 2 Proporção, 69 3 Grandezas diretamente proporcionais, 70 4 Grandezas inversamente proporcionais, 73 5 Porcentagem, 76 6 Escala, 81 7 Aplicações: divisão proporcional, 84 Considerações finais, 87 Referências, 87 Capítulo 5 Funções e gráficos, 89 1 Função, 90 2 Função definida por partes, 103 3 Aplicações, 104 Considerações finais, 106 Referências, 106 Capítulo 6 Funções de 1º e 2º graus, 107 1 Função do 1º grau ou afim, 108 2 Inequações do 1º grau, 118 3 Função do 2º grau ou quadrática, 120 4 Inequação do 2º grau, 125 Considerações finais, 129 Referências, 129 Capítulo 7 Exponencial e logaritmos, 131 1 Potenciação, 132 2 Equação exponencial, 135 3 Função exponencial, 137 4 Logaritmo, 142 5 Equação logarítmica, 145 6 Função logarítmica, 147 Considerações finais, 152 Referências, 152 Capítulo 8 Representações gráficas, 153 1 Tipos de gráficos, 154 2 Pontos de atenção, 163 3 Aplicações, 166 Considerações finais, 170 Referências, 170 Sobre a autora, 173 7 M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. Capítulo 1 Conjuntos Neste capítulo, são apresentados os principais conceitos da Teoria dos Conjuntos, os conjuntos numéricos e a reta real e seus intervalos. Esses conceitos são empregados para delimitar o universo de um pro- blema na área de negócios. 8 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . 1 Conjuntos 1.1 Conceitos primitivos As noções de conjunto, elemento e pertinência são conceitos primiti- vos, ou seja, são entendidos sem definições. Um conjunto nos dá a ideia de coleção ou agrupamento de elementos. Por exemplo, o conjunto das vogais. Cada elemento pertence (∈) ao seu conjunto. O conjunto V, das vogais, é composto de cinco elementos: a, e, i ,o, u. O elemento a pertence ao conjunto das vogais. Os conjuntos são iden- tificados por letras maiúsculas e seus elementos são apresentados em letras minúsculas, quando possível, e entre chaves. • V: conjuntodas vogais; exemplo: V = {a, e, i, o, u}. • a ∈ V (o elemento a pertence a V) e b ∉ V (o elemento b não per- tence a V). • n (V) = 5 (o conjunto V é composto de 5 elementos). É possível identificar o número de elementos de um conjunto (n) quando este é um conjunto finito, ou seja, quando apresenta um núme- ro finito de elementos. Há também os conjuntos infinitos (com infinitos elementos). Neste caso, os elementos iniciais são apresentados entre vírgulas, seguidos de três pontos. Os primeiros elementos permitem identificar a lei de formação do conjunto. • I = {1, 3, 5, 7, 9, …}. Os elementos listados informam que o conjunto infinito I é o conjunto dos números ímpares positivos. • C = {…, −12, −9, −6, −3, 0, 3, 6, 9, 12, …}. Os elementos listados infor- mam que o conjunto infinito C é o conjunto dos números inteiros múltiplos de 3. 9 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. • K = {0, 1, 2, 3, …, 100}. Os elementos listados informam que o conjun- to finito K é o conjunto formado pelos números inteiros de 0 a 100. Os conjuntos finitos podem ser representados graficamente por um diagrama de Euler-Venn. O conjunto unitário apresenta um único ele- mento e o conjunto vazio (∅ ou { }) não tem elementos. A figura a seguir mostra representações de conjuntos por meio dos diagramas de Venn: o conjunto V, das vogais (com cinco elementos), o conjunto A (unitário) e B (vazio). Figura 1 – Diagramas de Venn A 5 Nome do conjunto V Elementos i e uo B a 1.2 Conjunto universo De acordo com Iezzi e Murakami (1993, p. 21), podemos descrever um conjunto por uma propriedade: • A = {x ⁄ x é divisor inteiro de 5}. O conjunto A é composto pelos elementos {1, −1, 5, −5}. • B = {k ⁄ k é inteiro e 0 ≤ k < 5}. O conjunto B é composto pelos elementos {0, 1, 2, 3, 4}. 10 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . • C = {c ⁄ c é inteiro ímpar e 1 < c < 3}. O conjunto C é vazio (B = ∅ ou B = { }). Observe que o elemento x foi identificado como pertencente ao con- junto dos números inteiros. Portanto, os elementos listados formam um subconjunto dos inteiros que obedecem também a outro critério: em A, é inteiro e divisor de 5; em B, é inteiro e está entre 0 (inclusive) e 5 (exclusive); em C, é inteiro ímpar e está entre 1 e 3. Então, o conjunto universo (U) é o conjunto dos inteiros. Lembramos que Z = {… −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, …}. Nos exemplos dados, temos que A = {x ∈ Z ⁄ x é divisor de 5}, B = {k ∈ Z ⁄ 0 ≤ k < 5} e C = {c ∈ Z ⁄ c é ímpar e 1 < k < 3}. 1.3 Subconjuntos O conjunto S é um subconjunto de um conjunto T se todo elemento de S pertence à T. Indicamos por S ⊂ T (o conjunto S está contido em T), ou T ⊃ S (T contém S). Analisando os conjuntos K = {1, 3, 7, 8}, L = {8, 1, 3, 7}, M = {8, 1, 3} e N = ∅ e elaborando o diagrama de Euler-Venn, observe a figura 2. Figura 2 – Diagrama de Euler-Venn dos conjuntos K, L, M e N K 7 L 81 3 M N Os conjuntos K e L são iguais, ou seja, apresentam os mesmos ele- mentos). Note que não há ordem para listar os elementos do conjunto. 11 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. Se os conjuntos apresentam elementos diferentes, eles são chamados de distintos. Portanto, K = L. • O conjunto M está contido em K (M ⊂ K), ou K contém M (K ⊃ M). • O conjunto M está contido em L (M ⊂ L), ou L contém M (L ⊃ M). • O conjunto vazio N está contido nos conjuntos M, K e L. O conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto. Portanto, N ⊂ M, N ⊂ K e N ⊂ L. 1.4 Operações Dados os conjuntos A, B, C e D, são válidas as seguintes operações e suas propriedades, numeradas de P1 a P17: 1.4.1 União O conjunto união A ∪ B é formado pelos elementos pertencentes a pelo menos um dos conjuntos A ou B. Notação: A ∪ B = {x ⁄ x ∈ A, ou x ∈ B}. (P1) Idempotente: A ∪ A = A (P2) Elemento neutro: A ∪ ∅ = A (P3) Comutativa: A ∪ B = B ∪ A (P4) Associativa: (A ∪ B) ∪ C = A ∪ (B ∪ C) (P5) Se A ⊂ D, então A ∪ D = D 1.4.2 Intersecção O conjunto intersecção A ∩ B é formado pelos elementos pertencen- tes ao conjunto A e também ao conjunto B. Notação: A ∩ B = {x ⁄ x ∈ A e x ∈ B}. 12 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . Se A ∩ B = ∅, os conjuntos A e B são conjuntos disjuntos. (P6) Idempotente: A ∩ A = A (P7) Elemento neutro: A ∩ ∅ = ∅ (P8) Comutativa: A ∩ B = B ∩ A (P9) Associativa: (A ∩ B) ∩ C = A ∩ (B ∩ C) (P10) Se A ⊂ D, então A ∩ D = A (P11) Distributiva da união em relação à interseção: A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C) (P12) Distributiva da intersecção em relação à união: A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C) 1.4.3 Diferença O conjunto diferença A − B é formado pelos elementos pertencentes ao conjunto A que não pertencem ao conjunto B. Notação: A − B = {x ⁄ x ∈ A e x ∉ B}. 1.4.4 Complementar O conjunto diferença A − B é chamado complementar de B em rela- ção a A, composto pelos elementos de A que não pertencem a B. O complementar é definido quando B ⊂ A. Notação: Se B ⊂ A, então CB A = B = A − B . (P13) CB A , B = A (P14) CB A + B = Ø (P15) CA A = Ø 13 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. (P16) CA Ø = A (P17) CA Q CB A V = B Para fixar as operações e propriedades, apresentamos seis exem- plos com os conjuntos A = {0, 1, 2, 3, 4}, B = {3, 4, 5, 6}, C = {0, 1, 3}, D= ∅ e E = {7, 8}, usando os diagramas de Euler-Venn: 1. Operações entre A e A (mesmo conjunto): Figura 3 – Diagrama de Euler-Venn (exemplo 1) A 1 3 4 0 2 A ∪ A = {0, 1, 2, 3, 4} (P1) A ∩ A = {0, 1, 2, 3, 4} (P6) CA A = Ø (P15) CA Ø = E 0, 1, 2, 3, 4 H (P16) 2. Operações entre A e D (D, conjunto vazio, e A): Figura 4 – Diagrama de Euler-Venn (exemplo 2) A 1 3 4 0 2 0 3 4 1 2 A D 14 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un om at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . A ∪ D = {0, 1, 2, 3, 4} (P2) A ∩ D = ∅ (P7) A − D = {0, 1, 2, 3, 4} 3. Operações entre A e C (C contido em A): Figura 5 – Diagrama de Euler-Venn (exemplo 1) A 1 3 4 0 2 A 42 C 30 1 A ∪ C = {0, 1, 2, 3, 4} (P5) A ∩ C = {0, 1, 3} (P10) A – C ={2, 4} C − A = ∅ CC A , C = E 2, 4 H , C = E 0, 1, 2, 3, 4 H (P13) CA C + C = E 2, 4 H + E 0, 1, 3 H = Ø (P14) C E 2, 4 HCA Q CA V = CA = E 0, 1, 3 H (P17) 4. Operações entre A e B (conjuntos com intersecção não vazia): 15 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. Figura 6 – Diagrama de Euler-Venn (exemplo 4) A B 1 2 5 6 3 4 0 A ∪ B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} B ∪ A = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} A ∩ B = {3, 4} B ∪ A = {3, 4} A – B = {0, 1, 2} B – A = {5, 6} 5. Operações entre A, B e C: (P3) (P8) Figura 7 – Diagrama de Euler-Venn (exemplo 5) A B 2 5 64 310 C (A ∪ B ) ∪ C = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} ∪ {0, 1, 3} = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} A ∪ (B ∪ C) = {0, 1, 2, 3, 4} ∪ {0, 1, 3, 4, 5, 6} = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} (P4) 16 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . (A ∩ B) ∩ C = {3, 4} ∩ {0, 1, 3} = {3} A ∩ (B ∩ C) = {0, 1, 2, 3, 4} ∩ {3} = {3} A ∪ (B ∩ C) = {0, 1, 2, 3, 4} ∪ {3} = {0, 1, 2, 3, 4} (A ∪ B) ∩ (A ∪ C) = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} ∩ {0, 1, 2, 3, 4} = {0, 1, 2, 3, 4} A ∩ (B ∪ C) = {0, 1, 2, 3, 4} ∩ {0, 1, 3, 4, 5, 6} = {0, 1, 3, 4} (A ∩ B) ∪ (A ∩ C) = {3, 4} ∪ {0, 1, 3} = {0, 1, 3, 4} 6. Conjuntos A e E (conjuntos disjuntos): (P9) (P11) (P12) Figura 8 – Diagrama de Euler-Venn (exemplo 6) A 4 2 3 1 0 E 87 • Conjuntos disjuntos: A e E. Também são disjuntos os conjuntos B e E; C e E. • Conjuntos distintos: A, B, C, D e E. Nenhum dos conjuntos apre- senta os mesmos elementos. 1.5 Contagem de elementos (união) Na contagem dos elementos do conjunto união de dois ou mais con- juntos, ao somar isoladamente a quantidade de elementos de cada con- junto, estaremos contando em duplicidade os elementos pertencentes à interseção. Sendo assim, vale n (A ∪ B) = n (A) + n (B) − n (A ∩ B). 17 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. Para exemplificar, considere dois conjuntos A e B, nos quais A tem 430 elementos, B tem 160 elementos e a intersecção entre eles tem 25 elementos. Conforme o enunciado, n(A) = 430, n(B) = 160 e n(A ∩ B) = 25. Assim, montamos o diagrama 9, considerando o: • número de elementos da interseção: n(A ∩ B) = 25 • número de elementos que pertencem somente a A: 430 − 25 = 405 • número de elementos que pertencem somente a B: 160 − 25 = 135 Figura 9 – Diagrama de Euler-Venn dos conjuntos A e B A B 405 13525 Calculando o total de elementos, temos: n(A ∪ B) = 405 + 25 + 135 = 565. Ou aplicando diretamente a regra: n (A ∪ B) = n (A) + n (B) − n (A ∩ B) → n (A ∪ B) = 430 + 160 − 25 = 565. Portanto, o número total de elementos é 565. 18 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . IMPORTANTE Dados dois conjuntos A e B, vale a regra: n (A U B) = n (A) + n (B) − n (A ∩ B) 2 Conjuntos numéricos 2.1 Conjunto dos naturais (ℕ) O conjunto dos naturais é formado pelos números inteiros positivos. • ℕ = {0, 1, 2, 3…} Em particular, listamos um subconjunto de N: • ℕ = {1, 2, 3…} é o conjunto dos números naturais não nulos. São definidas as operações de adição e multiplicação e, consideran- do a, b e c ∈ ℕ, valem as propriedades: (A1) Associativa: (a + b) + c = a + (b + c) (A2) Comutativa: a + b = b + a (A3) Elemento neutro: a + 0 = a (M1) Associativa: (a ∙ b) ∙ c = a (b ∙ c) (M2) Comutativa: a ∙ b = b ∙ a (M3) Elemento neutro: a ∙ 1 = a (D) Distributiva da multiplicação em relação à adição: a ∙ (b + c) = a ∙ b + a ∙ c 19 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. 2.2 Conjunto dos inteiros (ℤ) O conjunto dos inteiros é formado por todos os números inteiros (positivos e negativos). • ℤ = {… −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3…} Em particular, listamos os subconjuntos de ℤ: • Z+ = E 0, 1, 2, 3f H é o conjunto dos inteiros positivos. • Zt- = E f - 3, - 2, - 1 H é o conjunto dos inteiros negativos não nulos. São definidas as operações de adição e multiplicação e, consideran- do a, b e c ∈ ℤ, valem as propriedades A1, A2, A3, M1, M2, M3, D e a propriedade: (A4) Simétrico (ou oposto): a + (−a) = 0 ◦ Divisibilidade: o inteiro a é divisor do inteiro b (a ⁄ b) quando existe um inteiro c, tal que c ∙ b = a. Dizemos que a é divisor de b, b é divisível por a, ou b é múltiplo de a. ◦ Números primos: um número inteiro é primo quando é divisí- vel por ±1 e por ele mesmo. Exemplos: ±1, ±3, ±5, ±7. 2.3 Conjunto dos racionais (ℚ) O conjunto dos racionais é formado pelas frações e pelos inteiros. • ℚ = {x ⁄ x = a ⁄ b, a ∈ ℤ, b ∈ ℤ*} Definimos as operações de adição e multiplicação, e a igualdade en- tre números racionais: a c Igualdade: = ) a b $ d = b $ cd a c a $ d ! b $ cAdição: =b ! d b $ d 20 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . a c a $ c a b a d a = e = = $ dMultiplicação: $ b d b $ d c b $d c b $ c a Fração . Dizemos que a é o numerador e b o denominador da fra-b ção. Se a e b são primos entre si, o máximo divisor comum entre a e b é igual a 1, ou seja, mdc (a, b) = 1, e a fração é chamada irredutível. Um número racional escrito na forma decimal, apresenta:1 • Um número finito de casas após a vírgula. Por exemplo, = 0,5; ou 2 • Um número infinito de casas após a vírgula, que se repetem (dízi- 4 mas periódicas). Por exemplo, = 0,363636... 11 São definidas as operações de adição e multiplicação, considerando a, b e c ∈ ℤ: A1, A2, A3, A4, M1, M2, M3, D e a propriedade: a b a b(M4) Simétrico: para todo ∈ ℚ, existe ∈ ℚ* tal que ∙ = 1.b a b a 2.4 Conjunto dos irracionais (𝕀) É o conjunto dos números que não podem ser representados na for- ama , a ∈ ℤ e b ∈ ℤ*. Um número irracional apresenta na sua forma de-b cimal um número infinito de casas após a vírgula, que não se repetem. −Exemplos: √2 = 1, 414…; e = 2,718281828… e π = 3,14159… . 2.5 Conjunto dos reais (ℝ) O conjunto dos reais é formado pela união dos conjuntos ℚ e I, ou seja, contempla os inteiros, as frações e os números irracionais. • ℝ = ℚ ∪ 𝕀. Note que ℕ ⊂ ℤ ⊂ ℚ ⊂ ℝ. São definidas as operações de adição e multiplicação e, conside- rando a, b e c ∈ ℤ, são válidas as propriedades A1, A2, A3, A4, M1, M2, M3, M4 e D. 21 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. 3 Reta real Todo real corresponde a um e somente um valor na reta real, con- forme mostra a figura 10. Todo valor da reta real corresponde a um e somente um número real (relação biunívoca). Entre dois reais na reta, existem infinitos reais. Os números são ordenados, crescentes da es- querda para a direita. Figura 10 – Reta real PositivosNegativos √ – �3/2 1/2 2 e π �4 �3 �2 �1 0 1 2 3 4 Origem Adaptado de Tan (2014, p. 2). 3.1 Ordem em ℝ Sejam a e b reais, temos as desigualdades a > b (a é maior que b), a < b (a é menor que b), a ≥ b (a é maior ou igual a b) e a ≤ b (a é menor ou igual a b). Somente uma das expressões é verdadeira: a < b, a > b, ou a = b. 3.2 Desigualdades Consideremos a, b e c ∈ ℝ, são válidas as propriedades: Transitiva: Se a < b e b < c, então a < c. • Propriedades da adição: 22 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . Se a > 0 e b > 0 então a + b > 0 Se a < 0 e b < 0 então a + b < 0 Se a > b, então a + c > b + c • Propriedades da multiplicação: Se a > b e c > 0 então a ∙ c > b ∙ c Se a > b e c < 0 então a ∙ c < b ∙ c Se a > 0, então −a < 0 Se a < 0, então −a > 0 As propriedades das desigualdades são usadas para a resolução de inequações, que serão tratadas no capítulo 6. 3.3 Intervalos Podemos tomar parte da reta real, construindo intervalos que podem ser abertos, fechados ou semiabertos. Sejam a, b ∈ ℝ e a < b, o quadro 1 a seguir apresenta os tipos de intervalos na notação da teoria dos conjuntos e também na representação gráfica. Quadro 1 – Tipos de intervalos da reta real Aberto: as extremidades não pertencem ao intervalo ]a, b[ = {x ∈ ℝ | a < x < b} Fechado: as extremidades pertencem ao intervalo [a, b] = {x ∈ ℝ |a ≤ x ≤ b} a b Semiaberto - Aberto à esquerda e fechado à direita ]a, b] = {x ∈ ℝ | a < x ≤ b} a b Semiaberto - Fechado à esquerda e aberto à direita [a, b[ = {x ∈ ℝ | a ≤ x < b} a b a b (cont.) 23 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. Aberto à esquerda ]a, +∞[ = {x ∈ ℝ | x > a} a Fechado à esquerda [a, +∞[ = {x ∈ ℝ | x ≥ a} a Aberto à direita ]−∞, a[ = {x ∈ ℝ | x < a} a Fechado à direita ]−∞, a] = {x ∈ ℝ | x ≤ a} a A reta real é o conjunto ] −∞, +∞ [ ou {x ∈ ℝ | −∞ < x < +∞}. Uma vez que os intervalos reais são conjuntos (subconjuntos de ℝ), podemos aplicar as operações apresentadas no item 1.4. 4 Aplicações Que tal praticarmos um pouco? Apresentaremos uma aplicação en- volvendo conjuntos, suas representações e operações. Mãos à obra! • Em uma entrevista de emprego, 52 candidatos concluíram a pós- -graduação A, 17 candidatos concluíram a pós-graduação B, 6 candidatos disseram que concluíram as pós-graduações A e B e 15 não concluíram nenhum curso de pós-graduação. Quantos alunos se inscreveram na vaga? Quantos candidatos concluíram somente a pós-graduação B? E somente a pós-graduação A? Extraímos do enunciado que n(A) = 52, n(B) = 17, n(A ∩ B) = 6 e 15 não pertencem a A ou B, mas fazem parte do conjunto universo dos candi- datos. Construímos o diagrama na figura 11, chamando as quantidades de elementos desconhecidos de a e b, respectivamente "candidatos que só concluíram a pós-graduação A" e "candidatos que só concluíram a pós-graduação B". 24 Raciocínio quantitativo M at er ia l p ar a us o ex cl us ivo d e al un o m at ric ul ad o em c ur so d e Ed uc aç ão a D is tâ nc ia d a Re de S en ac E AD , d a di sc ip lin a co rre sp on de nt e. P ro ib id a a re pr od uç ão e o c om pa rti lh am en to d ig ita l, s ob a s pe na s da L ei . © E di to ra S en ac S ão P au lo . Figura 11 – Diagrama de Euler-Venn (aplicação 1) 15 A B a b6 Sabemos que 6 + a = 52 (total de A) e 6 + b = 17 (total de B). Isolando a incógnita a no primeiro membro da equação, temos: 6 + a = 52 → 6 + a − 6 = 52 − 6 → a = 46. Isolando a incógnita b no primeiro membro da equação, temos: 6 + b = 17 → 6 + b − 6= 17 − 6 → b = 11. Conhecendo a e b, conseguimos preencher o diagrama a seguir. Figura 12 – Diagrama de Euler-Venn (aplicação 2) 15 A B 46 116 Para calcular o valor total de candidatos: n (A) + n (B) − n (A ∩ B) + 15 = U → 52 + 17 − 6 + 15 = U → U = 78 25 Conjuntos M aterial para uso exclusivo de aluno m atriculado em curso de Educação a Distância da Rede Senac EAD, da disciplina correspondente. Proibida a reprodução e o com partilham ento digital, sob as penas da Lei. © Editora Senac São Paulo. Assim, participaram da entrevista de emprego 78 candidatos, sendo que 46 concluíram somente da pós-graduação A e 11 concluíram so- mente a pós-graduação B. Considerações finais Neste capítulo, abordamos os principais tópicos da teoria dos con- juntos e dos conjuntos numéricos. Na modelagem matemática de um problema real, passamos a deter- minar o universo de atuação das variáveis desse problema. Os conjun- tos nos auxiliam nessa etapa. PARA SABER MAIS Para ampliar seu conhecimento sobre a teoria dos conjuntos, reco- mendamos acessar a página da Universidade Virtual do Estado de São Paulo (disponível em: https://apps.univesp.br/o-diagrama-de-venn/). Lá você vai encontrar vários exemplos teóricos sobre os conjuntos. Referências IEZZI, Gelson; MURAKAMI, Carlos. Fundamentos de matemática elementar: conjuntos e funções. v. 1. São Paulo: Atual, 1994. TAN, S. T. Matemática aplicada à administração e economia. São Paulo: Cengage Learning, 2014. https://apps.univesp.br/o-diagrama-de-venn