Matemática Básica – Aula 1

Fundamentos para o Sucesso no Ensino Superior

O professor Cláudio Possani, da UNIVESP e da USP, introduziu a disciplina de Matemática Básica com o objetivo de reforçar os principais conceitos que serão essenciais para o estudo de matérias como Cálculo, Física, Química, Computação e Álgebra.

Por que revisar Matemática Básica?
Muitos conteúdos do Ensino Médio servem de base para o Ensino Superior. Lacunas nesse conhecimento podem dificultar o aprendizado em disciplinas avançadas.

Exemplo 1: O Mistério de \(0,999\ldots = 1\)

Uma dúvida comum é: o número \(0,999\ldots\) é igual a 1? A resposta é sim, \(0,999\ldots = 1\). A diferença entre eles é nula.

\(1 – 0,999\ldots = 0\)

Porém, se escrevemos apenas \(0,999\) (três noves), ele é diferente de 1, e a diferença pode ser estimada:

\(1 – 0,999 = 0,001\)

Exemplo 2: A Expressão \(\frac{x^{5} – 1}{x – 1}\)

Quando \(x \to 1\), a expressão fica no formato indeterminado \( \frac{0}{0} \). Para resolver, usamos a fatoração:

\(x^{5} – 1 = (x – 1)(x^{4} + x^{3} + x^{2} + x + 1)\)

Cancelando \(x – 1\), obtemos:

\(\frac{x^{5} – 1}{x – 1} = x^{4} + x^{3} + x^{2} + x + 1\)

Assim, quando \(x \to 1\):

\(\lim_{x \to 1} \frac{x^{5} – 1}{x – 1} = 5\)

Exemplo 3: Inequação \(x^{2} \le 4\)

Muitos alunos erram ao “tirar a raiz” diretamente. A solução correta é:

\( -2 \le x \le 2 \)

Isso pode ser entendido visualmente pelo gráfico da parábola \(y = x^{2} – 4\), que fica abaixo do eixo \(x\) no intervalo \([-2, 2]\).

Exemplo 4: Raiz Quadrada de 4

Outro equívoco comum é afirmar que \(\sqrt{4} = \pm 2\). Na verdade:

\(\sqrt{4} = 2\)

A solução \(\pm 2\) aparece ao resolvermos uma equação quadrática como \(x^{2} = 4\).

Exemplo 5: Seno da Soma de Dois Ângulos

Um erro frequente é pensar que:

\(\sin(A + B) = \sin A + \sin B \quad \text{(ERRADO!)}\)

A fórmula correta é:

\(\sin(A + B) = \sin A \cdot \cos B + \cos A \cdot \sin B\)

Exemplo 6: Cuidado com Cancelamentos em Inequações

Ao resolver uma inequação como:

\((x – 3)(4x – 8)(x + 5) < 0\)

Não podemos cancelar termos como \(x-3\) sem analisar os sinais dos fatores, pois isso altera o conjunto solução.

Conclusão: A disciplina de Matemática Básica é essencial para fortalecer a base, revisar conceitos fundamentais (como fatoração, inequações, trigonometria e raízes) e preparar para o aprendizado de tópicos mais avançados, como limites e derivadas.

Exercícios Resolvidos – Matemática Básica

Para reforçar os conceitos discutidos no artigo, resolvemos 5 exercícios fundamentais, com soluções detalhadas em formato de abre/fecha.

Exercício 1 – O valor de \(0,999\ldots\)

Mostre que \(0,999\ldots = 1\).

Vamos considerar \(x = 0,999\ldots\).

Multiplicando por 10: \(10x = 9,999\ldots\).

Subtraindo a primeira equação: \(10x – x = 9,999\ldots – 0,999\ldots\).

\(9x = 9 \implies x = 1.\)

Portanto, \(0,999\ldots = 1\).

Exercício 2 – Limite de uma expressão

Calcule \(\lim_{x \to 1} \frac{x^{5} – 1}{x – 1}\).

Usamos a fatoração:

\(x^{5} – 1 = (x – 1)(x^{4} + x^{3} + x^{2} + x + 1).\)

Cancelando \(x – 1\), temos:

\(\frac{x^{5} – 1}{x – 1} = x^{4} + x^{3} + x^{2} + x + 1.\)

Substituindo \(x = 1\):

\(1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 5.\)

Logo, o limite é \(5\).

Exercício 3 – Inequação quadrática

Resolva \(x^{2} \le 4\).

Reescrevemos como \(x^{2} – 4 \le 0\), que pode ser fatorado:

\( (x – 2)(x + 2) \le 0.\)

O produto é negativo quando \(x \in [-2, 2]\).

\(-2 \le x \le 2.\)

Exercício 4 – Raiz Quadrada

Qual é o valor de \(\sqrt{9}\)?

Por definição, \(\sqrt{9}\) é o número positivo cujo quadrado é 9.

\(\sqrt{9} = 3.\)

Exercício 5 – Fórmula do seno da soma

Mostre que \(\sin(A + B) \neq \sin A + \sin B\) e escreva a fórmula correta.

A identidade correta é:

\(\sin(A + B) = \sin A \cdot \cos B + \cos A \cdot \sin B.\)

Portanto, não podemos distribuir o seno como se fosse uma soma simples.

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