9º ano → Polinômios ↓
Entendendo identidades algébricas
Identidades algébricas são equações que são verdadeiras para todos os valores das variáveis dentro delas. Elas servem como atalhos úteis ao trabalhar com polinômios. Polinômios são expressões matemáticas que contêm variáveis e coeficientes, que são combinados usando adição, subtração, multiplicação e expoentes inteiros não negativos.
Essas identidades nos ajudam a simplificar expressões polinomiais, resolver equações e realizar cálculos mais rapidamente sem ter que multiplicar ou expandir manualmente as expressões cada vez.
Identidades algébricas básicas
Vamos examinar algumas das identidades algébricas fundamentais mais comuns na Matemática do 9º ano:
- Quadrado da soma:
A identidade do quadrado da soma afirma:
(a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2
Exemplo visual:
Nesta identidade, a
e b
são variáveis ou constantes, e seus quadrados a²
e b²
são representados por pequenos quadrados, enquanto 2ab
é representado por dois retângulos.
Cálculo de exemplo:
(5 + 3) 2 = 5 2 + 2 * 5 * 3 + 3 2 = 25 + 30 + 9 = 64
- Quadrado da diferença:
Semelhante ao quadrado de uma soma, também temos o quadrado de uma diferença:
(a - b) 2 = a 2 - 2ab + b 2
Cálculo de exemplo:
(7 - 2) 2 = 7 2 - 2 * 7 * 2 + 2 2 = 49 - 28 + 4 = 25
- Produto da soma e diferença:
Esta identidade é útil para multiplicar polinômios da forma soma e diferença:
(a + b)(a - b) = a 2 - b 2
Isso implica que o produto da soma e a diferença dos mesmos dois termos é a diferença dos quadrados.
Cálculo de exemplo:
(8 + 3)(8 - 3) = 8 2 - 3 2 = 64 - 9 = 55
Identidades algébricas mais avançadas
Embora as seguintes identidades em operações polinomiais básicas sejam menos comuns, elas ainda são muito úteis:
- Cubo da soma:
O cubo de uma quantidade é expresso como:
(a + b) 3 = a 3 + 3a 2 b + 3ab 2 + b 3
Cálculo de exemplo:
(2 + 4) 3 = 2 3 + 3 * 2 2 * 4 + 3 * 2 * 4 2 + 4 3 = 8 + 48 + 96 + 64 = 216
- Cubo da diferença:
O cubo da diferença é desenhado da seguinte forma:
(a - b) 3 = a 3 - 3a 2 b + 3ab 2 - b 3
Cálculo de exemplo:
(5 - 3) 3 = 5 3 - 3 * 5 2 * 3 + 3 * 5 * 3 2 - 3 3 = 125 - 75 + 45 - 27 = 68
- Soma ou diferença de cubos:
As identidades para a soma e diferença de cubos são dadas como segue:
a 3 + b 3 = (a + b)(a 2 - ab + b 2 )
a 3 - b 3 = (a - b)(a 2 + ab + b 2 )
Exemplo de cálculo da soma dos cubos:
4 3 + 2 3 = (4 + 2)(4 2 - 4*2 + 2 2 ) = 6(16 - 8 + 4) = 6 * 12 = 72
Cálculo de exemplo para diferença de cubos:
5 3 - 3 3 = (5 - 3)(5 2 + 5*3 + 3 2 ) = 2(25 + 15 + 9) = 2 * 49 = 98
Aplicações de identidades algébricas
As identidades algébricas simplificam o processo de expansão de polinômios e resolução de equações. Ao lidar com números grandes ou expressões complexas, essas identidades reduzem o tempo e o esforço dos cálculos.
Considere o polinômio x² + 6x + 9
Reconhecendo-o como um quadrado perfeito, podemos imediatamente escrevê-lo como (x + 3)²
em vez de multiplicá-lo manualmente.
Por exemplo, usando identidades algébricas, você pode resolver:
(3x + 5)² = 9x² + 30x + 25
Isto reduz para:
3x + 5 = 0
Simplificando ainda mais, você obtém:
x = -5/3
A importância de praticar identidades algébricas
Praticar identidades algébricas ajuda os alunos a desenvolver uma compreensão intuitiva das estruturas matemáticas, aprimorando assim as habilidades de resolução de problemas. Essas habilidades se tornam fundamentais à medida que os alunos progridem na matemática e formam a base para muitos conceitos matemáticos avançados.
Praticar regularmente essas identidades por meio de exercícios como expandir e fatorar expressões polinomiais fará com que essas regras se tornem naturais e melhorem a fluência matemática.
Conclusão
Compreender e utilizar identidades algébricas ajuda na simplificação e cálculo eficiente de expressões polinomiais. Ao dominar identidades básicas e avançadas, os alunos podem resolver problemas matemáticos de forma rápida e precisa, preparando-se para tópicos mais complexos em matemática.
Através da prática contínua e aplicação dessas identidades, os alunos melhorarão seu pensamento algébrico, adquirindo habilidades valiosas para futuros contextos de aprendizagem e resolução de problemas.