Observe o retângulo abaixo: qual a expressão algébrica que representa o perímetro da figura

As expressões algébricas são aquelas expressões matemáticas que possuem números e letras, também conhecidas como variáveis. Utilizamos as letras para representar valores desconhecidos ou até mesmo para analisar o comportamento da expressão de acordo com o valor dessa variável. As expressões algébricas são bastante comuns no estudo das equações e na escrita de fórmulas da Matemática e áreas afins.

Caso a expressão algébrica possua um único termo algébrico, ela é conhecida como monômio; quando possui mais de um, é chamada de polinômio. É possível também calcular operações algébricas, que são as operações entre expressões algébricas.

Leia também: Frações algébricas – expressões que apresentam pelo menos uma incógnita no denominador

O que é uma expressão algébrica?

Observe o retângulo abaixo: qual a expressão algébrica que representa o perímetro da figura
Expressões algébricas são compostas por letras e números.

Definimos como expressão algébrica uma expressão que contém letras e números, separados por operações básicas da Matemática, como a adição e a multiplicação. As expressões algébricas são de grande importância para o estudo mais avançado da Matemática, tornando possível o cálculo de valores desconhecidos nas equações ou até mesmo o estudo de funções. Vejamos alguns exemplos de expressões algébricas:

a) 2x²b + 4ay² + 2
b) 5m³n8
c) x² +2x - 3

As expressões algébricas recebem nomes particulares dependendo da quantidade de termos algébricos que possuem.

Uma expressão algébrica é conhecida como monômio quando ela possui somente um termo algébrico. Um termo algébrico é aquele que possui letras e números separados apenas por uma multiplicação entre eles.

Um monômio é dividido em duas partes: o coeficiente, que é o número que está multiplicando a letra, e a parte literal, que é a variável com o seu expoente.

Exemplos:

a) 2x³    → coeficiente é igual a 2 e a parte literal é igual a x³. b) 4ab → coeficiente é igual a 4 e a parte literal é igual a ab.

c) m²n →  coeficiente é igual a 1 e a parte literal é igual a m²n.

Quando as partes literais de dois monômios são iguais, eles são conhecidos como monômios semelhantes.

Exemplos:

a) 2x³ e 4x³ são semelhantes. b) 3ab² e -7ab² são semelhantes.

c) 2mn e 3mn² não são semelhantes.


d) 5y e 5x não são semelhantes.

Veja também: Adição e subtração de frações algébricas – como calcular?

Polinômios

Quando a expressão algébrica possui muitos termos algébricos, ela é conhecida como polinômio. Um polinômio nada mais é do que a soma ou a diferença entre monômios. É bastante comum o uso de polinômios no estudo de equações e funções, ou na geometria analítica, para descrever as equações de elementos da geometria.

Exemplos:

a) 2x² + 2x + 3 b) 2ab – 4ab² + 2a  - 4b + 1 c) 5mn  - 3

d) 4y² + x³ – 4x + 8

Simplificação de expressões algébricas

Em uma expressão algébrica, quando há termos semelhantes, é possível realizar a simplificação dessa expressão por meio de operações com os coeficientes dos termos semelhantes.

Exemplo:

5xy² + 10x – 3xy + 4x²y – 2x²y² + 5x – 3xy + 9xy² – 4x²y + y

Para simplificar, vamos identificar os termos semelhantes, ou seja, termos que possuem mesma parte literal.

5xy² + 10x – 3xy + 4x²y – 2x²y² + 5x – 3xy + 9xy²5x²y

Realizaremos as operações entre os termos semelhantes, então:

5xy² + 9xy² = 14xy²

10x + 5x = 15x

-3xy – 3xy = -6xy

4x²y -5x²y = -1x²y= -x²y

O termo -2x²y² não possui nenhum termo semelhante a ele, logo a expressão algébrica simplificada será:

-2x²y² + 14xy² + 15x – 6xy -x²y

Operações algébricas

Realizar adição ou subtração de expressões algébricas nada mais é do que simplificar a expressão, portanto só é possível operar com os termos algébricos que são semelhantes. Já na multiplicação, é necessário utilizar a propriedade distributiva entre os termos, conforme os exemplos a seguir:

Exemplo de adição:

(2x² + 3xy – 5) + (3x² – xy + 2)

Como é uma adição, podemos simplesmente remover os parênteses, sem alterar nenhum dos termos:

2x² + 3xy – 5 + 3x² – xy + 2

Agora vamos simplificar a expressão:

5x² +2xy – 3

Exemplo de subtração:

(2x² + 3xy – 5) – (3x² – xy + 2)

Para remover os parênteses, é necessário inverter o sinal de cada termo algébrico da segunda expressão:

2x² + 3xy – 5 –3x² + xy – 2

Agora vamos simplificar a expressão:

– x² + 4xy – 7

Exemplo de multiplicação:

(2x² + 3xy – 5) ( 3x² – xy + 2)

Aplicando a propriedade distributiva, encontraremos:

 6x4 – 2x³y + 4x² + 9x³y – 3x²y² +6xy – 15x² – 5xy + 10

Agora vamos simplificar a expressão:

6x4 + 7x³y – 11x² –3x²y² + xy + 10

Acesse também: Como fazer a simplificação de frações algébricas?

Valor numérico das expressões algébricas

Quando conhecemos o valor da variável de uma expressão algébrica, é possível encontrar o seu valor numérico. O valor numérico da expressão algébrica nada mais é do que o resultado final quando substituímos a variável por um valor.

Exemplo:

Dada a expressão x³ + 4x² + 3x – 5, qual é o valor numérico da expressão quando x = 2.

Para calcular o valor da expressão, vamos substituir o x por 2.

2³ + 4 · 2² + 3 · 2 – 5

8 + 4 · 4 + 6 – 5

8 + 16 + 6 – 5

30 – 5

25

Exercícios resolvidos

Questão 1 – A expressão algébrica que representa o perímetro do retângulo a seguir é:

A) 5x – 5 B) 10x – 10 C) 5x + 5 D) 8x – 6

E) 3x – 2

Resolução

Alternativa B.

Para calcular o perímetro, vamos somar os quatro lados. Sabendo que os lados paralelos são iguais, temos que:

P = 2(2x – 4) + 2 (3x – 1)

P = 4x – 8 + 6x – 2

P = 10x – 10 

Questão 2 – (Enem 2012) Um forro retangular de tecido traz em sua etiqueta a informação de que encolherá após a primeira lavagem, mantendo, entretanto, seu formato. A figura a seguir mostra as medidas originais do forro e o tamanho do encolhimento (x) no comprimento e (y) na largura. A expressão algébrica que representa a área do forro após ser lavado é (5 – x) (3 – y).

Nessas condições, a área perdida do forro, após a primeira lavagem, será expressa por:

A) 2xy B)15 – 3x C) 15 – 5y D) -5y – 3x

E) 5y + 3x – xy

Resolução

Alternativa E.

Para calcular a área de um retângulo, calculamos a área encontrando o produto entre a base e a altura do retângulo. Analisando a parte perdida do forro, é possível dividi-la em dois retângulos, mas existe uma região que pertence aos dois retângulos, logo vamos ter que subtrair a área dessa região.

O retângulo maior tem base 5 e altura y, logo sua área é dada por 5y. O outro triângulo possui base x e altura 3, então sua área é dada por 3x. A região que pertence aos dois retângulos simultaneamente tem base x e altura y, então, como ela está sendo contada nos dois retângulos, vamos subtraí-la da soma das áreas. Assim, a área perdida é dada pela expressão algébrica:

5y + 3x – xy

Por Raul Rodrigues Oliveira
Professor de Matemática

Observe o retângulo abaixo: qual a expressão algébrica que representa o perímetro da figura

cm; 15a + 6b = 15 ∙ 1 + 6 ⋅ 1,5 = 15 + 9 = 24 Perímetro = 24 cm c) do item c para a = 2,5 cm; 7a + 1 = 7 ∙ 2,5 + 1 = 17,5 + 1 = 18,5 Perímetro = 18,5 cm d) do item d para m = 2 cm. 5m + 3 = 5 ∙ 2 + 3 = 10 + 3 = 13 Perímetro = 13 cm 5. Determine o polinômio que, subtraído do polinômio 3a + 5b – 7c + 5d, resulta em –5a + 2b – 3c + d. O polinômio procurado é dado por 3a + 5b – 7c + 5d – (–5a + 2b – 3c + d) = 8a + 3b – 4c + 4d. 6. Considerando A = 2xy + 3xz – 4xw + 5x, B = –2xy + 5xz – 2xw – x e C = 4xy – 3xz + x, determine: a) A + B + C 2xy + 3xz – 4xw + 5x + (–2xy + 5xz – 2xw – x) + (4xy – 3xz + x) = 4xy + 5xz – 6xw + 5x b) A + B – C 2xy + 3xz – 4xw + 5x + (–2xy + 5xz – 2xw – x) – (4xy – 3xz + x) = –4xy + 11xz – 6xw + 3x 7. Eduarda está fazendo uma colcha de retalhos e um dos retalhos que ela está usando é o que aparece representado abaixo. a) Que expressão algébrica, na forma reduzida, representa o perímetro desse retalho? 2 1 5 3 3 3 3 6 4 3 122 2 2 2x x x y y x y � � � � � � � � � � � b) Qual a medida do perímetro, sabendo que x = 2 cm e y = 3 cm? 6 4 3 12 6 2 4 3 3 12 24 4 12 402 2x y � � � � � � � � � � � A medida do perímetro é igual a 40 cm. 3x + 322x + 12 x + 52 y + 3 y 3 Sugestão de atividades: questões 1 e 2 da seção Hora de estudo. Matemática 11 Multiplicação de polinômios Vamos relembrar a propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição. Observe este retângulo formado por dois outros retângulos menores. a) Que expressão representa a altura desse retângulo? b + c b) Que expressão representa a área desse retângulo? a · (b + c) c) Separe o retângulo em dois retângulos menores e escreva a área de cada um deles. a · b e a · c b a c a c b a d) Que relação existe entre as áreas dos dois retângulos menores e a área do retângulo inicial? Esperamos que os alunos observem que a área do retângulo inicial é igual à soma das áreas dos retângulos menores. e) O que podemos concluir em relação ao produto de a ⋅ (b + c)? a · (b + c) = ab + ac Vamos relembrar a propriedade distributiva da multiplicação em relação à subtração. Observe este retângulo formado por dois outros retângulos menores. a) Que expressão algébrica representa a altura do retângulo II? b − c b) E a área do retângulo inicial? a · b c) Separando os retângulos I e II, escreva a área de cada um deles: I: ac e II: a ∙ (b – c) c b a I II c a I II b − c a d) Qual a relação entre a área do retângulo II e a área dos outros dois retângulos? Esperamos que os alunos observem que a área do retângulo de altura (b − c) é a diferença entre a área do retângulo de altura b e do retângulo de altura c. e) O que podemos concluir em relação ao produto de a ⋅ (b − c)? a · (b – c) = ab − ac c b a c b a I II 8o. ano – Volume 312 Considere o retângulo representado na figura a seguir. x + 5 x + y a) Qual expressão algébrica representa a medida da base desse retângulo? E a expressão que representa a medida de sua altura? x + 5 e x + y, respectivamente. b) Observe como o retângulo foi dividido em outros quatro retângulos, cujas medidas estão indicadas ao lado. Escreva a área de cada um deles. AI = x ∙ x = x 2 AII = x ∙ 5 = 5x AIII = x ∙ y = xy AIV = 5 ∙ y = 5y c) Determine a área do retângulo de lados de medidas x + y e x + 5 utilizando as áreas dos retângulos I, II, III e IV. Somando todas as áreas obtidas no item b, temos x2 + 5x + xy + 5y. Logo, a área do retângulo de base x + 5 e altura x + y é x2 + 5x + xy + 5y. Observe que também podemos representar a área do retângulo pela expressão algébrica (x + y) ∙ (x + 5). Essa expressão representa uma multiplicação de um polinômio por um polinômio. Note que podemos utilizar a propriedade distributiva da multiplicação em relação à adição algébrica: (x + y) ∙ (x + 5) = x2 + 5x + xy + 5y Multiplicamos x por x, resultando x2. Multiplicamos x por 5, resultando 5x. Multiplicamos y por x, resultando xy. Multiplicamos y por 5, resultando 5y. Por fim, somamos todos os valores obtidos. A multiplicação de um polinômio por outro polinômio consiste em multiplicar cada termo de um deles pelos termos do outro. x 5 x y I II III IV Matemática 13 Atividades 1. Determine os produtos apresentando as respostas na forma reduzida. a) x ⋅ (2x – 5) b) –ab ⋅ (a2 – 2ab + b2) c) (a + 5) ⋅ (3 – b) d) (x + 2) ⋅ (2x2 − 5x + 3) 2. Considerando A = x + 3, B = x – 1 e C = 3x2 − 3, determine: a) A ⋅ B b) (A + B) ⋅ C c) A ⋅ B ⋅ C 3. Observe o seguinte modelo de sapo feito de papelão colorido e, depois, responda às questões propostas. x + 1 x + 2 3x – 2 x 2x 3 3x x x a) Qual polinômio representa a quantidade de papelão colorido usada para confeccionar esse sapo? b) Considerando que x = 2 cm, quantos centímetros quadrados de papelão colorido foram usados para confeccionar esse sapo de papelão? Divisão de polinômios por monômios No retângulo da figura, são dadas as medidas de sua área A e da altura. Vamos determinar o monômio que representa a medida de sua base. Observe que, para determinar a medida da base do retângulo, podemos rea- lizar uma divisão entre a medida da área e a medida da altura desse retângulo. 24 6 24 6 24 6 4 43 2 3 2 3 2 3 2a a a a a a a a: � � � � � �� Para determinar o quociente de monômios, dividimos os coeficientes entre si e as partes literais entre si. 2x2 – 5x –a3b + 2a2b2 – ab3 3a – ab + 15 – 5b 2x3 − x2 − 7x + 6 (x + 3) ⋅ (x – 1) = x2 + 2x – 3 [(x + 3) + (x – 1)] ⋅ (3x2 − 3) = (2x + 2) ⋅ (3x2 − 3) = 6x3 + 6x2 − 6x – 6 (x + 3) ⋅ (x – 1) ⋅ (3x2 − 3) = 3x4 + 6x3 − 12x2 − 6x + 9 Gabaritos.8 A = 24a3 6a2 Esperamos que os alunos utilizem seus conhecimentos de multiplicação de monômios e de operação inversa para verificarem que a base do retângulo é 4a, pois, quando esse monômio é multiplicado por 6a2, obtém-se 24a3. 8 o. ano – Volume 314 1. Ao multiplicarmos determinado polinômio por 3a, obtemos 18a4 – 21a3 + 12a2. Qual é esse polinômio? (18a4 – 21a3 + 12a2) : 3a = 6a3 – 7a2 + 4a 2. A área do retângulo representado na figura é dada pelo polinômio 35a2 + 28b2 + 1 015ab. 7ab a) Encontre o polinômio que indica a medida da altura do retângulo. b) Determine as medidas, em metros, dos lados desse retângulo quando a = 8 cm e b = 10 cm. 3. Resolva as divisões considerando os denominadores diferentes de zero. a) (a3b + a2b2 + a2b) : (a2b) b) (9x4y2 – 6x3y2 + 3x2y2) : (3x2y2) c) 8 4 2 4 4 3 2 m n m n m n d) � � � � 6 5 2 16 5 2 5 3 2a a a a a + b + 1 3x2 – 2x + 1 –4m2n3 – 2m 3a2 – 5a + 8 ( ) :9 6 3 3 9 6 3 3 9 3 6 3 3 3 3 24 3 2 4 3 2 4 3 2 3 2x x x x x x x x x x x x x x x x x� � � � � � � � � � � Para dividirmos um polinômio por um monômio, dividimos cada termo do polinômio pelo monômio. Atividades A = 9x + 6x – 3x4 3 2 3x Esperamos que os alunos utilizem seus conhecimentos de multiplicação de polinômios e que verifiquem que a altura do retângulo é 3x3 + 2x2 – x, pois, quando esse polinômio é multiplicado por 3x, obtém-se 9x4 + 6x3 – 3x2. Agora, verifique uma situação em que a área do retângu- lo é representada por um polinômio com mais de um ter- mo. No retângulo da figura ao lado, está indicada a medida de sua área A e de sua base. Qual a medida da altura desse retângulo? Veja que, nesse caso, também podemos determinar a me- dida da altura do retângulo por meio de uma divisão entre a medida da área e a medida de sua base. Gabaritos.9 Sugestão de atividades: questões de 3 a 5 da seção Hora de estudo. Matemática 15 Sequências numéricas As sequências estão presentes em diversas situações do nosso cotidiano. A repetição das horas ao longo do dia, dos dias da semana, dos meses a cada ano são exemplos de sequências. Há sequências que podem ser relacionadas a ideias matemáticas, por exem- plo, a sequência dos anos de ocorrência da Copa do Mundo de futebol feminino. Esse torneio ocorreu pela primeira vez em 1991 e também

Observe o retângulo abaixo: qual a expressão algébrica que representa o perímetro da figura
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