TERMINAL REFÚGIO-TEC
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> MANUAL DE SOBREVIVÊNCIA MATEMÁTICA: ÁLGEBRA BÁSICA

Bem-vindo, sobrevivente. Os recursos computacionais do REFÚGIO-TEC foram parcialmente restaurados para sua educação. As habilidades algébricas não são apenas exercícios abstratos — são ferramentas de sobrevivência. Estas missões treinarão sua mente para calcular rações, estimar radiação e planejar reconstruções.

Na Zona Devastada, a álgebra é o que separa os vivos dos mortos. Quem domina a manipulação de símbolos controla os recursos, prevê comportamentos e otimiza sistemas limitados.

As ferramentas algébricas que você dominará incluem a propriedade distributiva, manipulação de potências e produtos notáveis. Lembre-se: cálculos imprecisos resultam em estruturas que desabam e filtros que falham.

$$(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2$$ $$(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$$ $$(a + b)(a - b) = a^2 - b^2$$ $$a^m \times a^n = a^{m+n}$$ $$a^m \div a^n = a^{m-n}$$

Domine estas propriedades e você sobreviverá onde outros falharão. Erros não são uma opção quando cada cálculo pode significar vida ou morte.

Cálculo de Recursos

O abrigo encontrou $3$ caixas seladas. Cada caixa contém $a$ latas de RemoveRad e $b$ pacotes de purificador de água. Expresse algebricamente o total de suprimentos encontrados, e simplifique usando a propriedade distributiva.

Pense em como distribuir o número de caixas para cada tipo de item. Se há 3 caixas e cada uma tem "a" latas, quantas latas há no total?

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  1. Identifique as quantidades envolvidas: 3 caixas, cada uma com $a$ latas e $b$ pacotes
  2. Como cada caixa contém $a$ latas, o total de latas é $3 \times a = 3a$
  3. Como cada caixa contém $b$ pacotes, o total de pacotes é $3 \times b = 3b$
  4. O total de suprimentos será a soma dos dois: $3a + 3b$
  5. Aplicando a propriedade distributiva ao contrário: $3a + 3b = 3(a + b)$
$$3a + 3b = 3(a + b)$$

Reflexão de Sobrevivência: A propriedade distributiva permite calcular rapidamente recursos totais, essencial quando você precisa inventariar suprimentos sob pressão ou com luz limitada nas Zonas Devastadas.

Distribuição de Rações

O Refúgio deve distribuir suprimentos para dois postos avançados. O primeiro recebe $2x + 3y$ unidades e o segundo recebe $3x + 4y$ unidades. Simplifique a expressão que representa o total enviado, usando a propriedade distributiva para fatorar.

Organize os termos para agrupar aqueles com a mesma variável. Depois, identifique fatores comuns.

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  1. O total enviado é a soma do que foi para cada posto: $(2x + 3y) + (3x + 4y)$
  2. Agrupe os termos semelhantes: $2x + 3x + 3y + 4y$
  3. Combine os termos semelhantes: $5x + 7y$
  4. Outra forma de visualizar é verificar se há fatores comuns: $5x + 7y = x(5) + y(7)$
  5. Neste caso, não há fator comum para fatorar completamente
$$(2x + 3y) + (3x + 4y) = 5x + 7y$$

Reflexão de Sobrevivência: Saber simplificar expressões algébricas ajuda a gerenciar recursos de forma eficiente - crucial quando cada erro de cálculo pode significar a diferença entre sobrevivência e escassez.

Fortificação do Perímetro

Para fortificar o perímetro, você precisa calcular $2(x + 3) - 4(2x - 1)$. Expanda usando a propriedade distributiva e simplifique a expressão. Este cálculo determinará a quantidade de materiais necessários.

Aplique a propriedade distributiva para cada termo entre parênteses primeiro. Em seguida, combine os termos semelhantes.

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  1. Aplique a propriedade distributiva ao primeiro termo: $2(x + 3) = 2x + 6$
  2. Aplique a propriedade distributiva ao segundo termo: $-4(2x - 1) = -8x + 4$
  3. Substitua na expressão original: $2(x + 3) - 4(2x - 1) = (2x + 6) + (-8x + 4)$
  4. Combine os termos: $2x + 6 - 8x + 4 = 2x - 8x + 6 + 4$
  5. Simplifique: $-6x + 10$
$$2(x + 3) - 4(2x - 1) = 2x + 6 - 8x + 4 = -6x + 10$$

Reflexão de Sobrevivência: Um erro na aplicação da propriedade distributiva poderia resultar em uma defesa insuficiente. Mutantes e saqueadores exploram falhas de cálculo.

Cálculo de Radiação Exponencial

Os níveis de radiação em uma Zona Devastada diminuem segundo a expressão $R = R_0 \times 2^{-t/h}$, onde $R_0$ é a radiação inicial, $t$ é o tempo e $h$ é a meia-vida do isótopo. Calcule o valor de $(2^3 \times 2^2) \div 2^4$ para determinar o fator de redução após várias meias-vidas.

Lembre-se das propriedades das potências: $a^m \times a^n = a^{m+n}$ e $a^m \div a^n = a^{m-n}$

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  1. Aplique a propriedade da multiplicação de potências de mesma base: $2^3 \times 2^2 = 2^{3+2} = 2^5$
  2. Agora divida pelo denominador: $(2^5) \div 2^4 = 2^{5-4} = 2^1$
  3. Calcule o resultado final: $2^1 = 2$
$$(2^3 \times 2^2) \div 2^4 = 2^5 \div 2^4 = 2^{5-4} = 2^1 = 2$$

Reflexão de Sobrevivência: Compreender as leis de potências é essencial para calcular decaimento radioativo. Um erro pode levar um grupo a entrar em uma zona letal acreditando estar segura. Os sobreviventes que dominam estes cálculos sobrevivem por mais tempo.

Expansão do Abrigo

O abrigo está sendo expandido em formato cúbico. Se a aresta atual mede $x$ unidades, expresse o volume após a expansão para $(x + 2)^3$ unidades cúbicas. Desenvolva esta expressão.

Lembre-se que $(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3$

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  1. Aplique a fórmula do cubo de um binômio: $(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3$
  2. Substitua $a = x$ e $b = 2$: $(x + 2)^3 = x^3 + 3x^2(2) + 3x(2)^2 + (2)^3$
  3. Simplifique: $(x + 2)^3 = x^3 + 6x^2 + 12x + 8$
$$(x + 2)^3 = x^3 + 6x^2 + 12x + 8$$

Reflexão de Sobrevivência: Saber calcular volumes com precisão permite otimizar o espaço para armazenar suprimentos e abrigar sobreviventes. Um erro de cálculo pode significar que não haverá espaço suficiente para o gerador ou para o sistema de filtração de água.

Multiplicação de Potências com Bases Diferentes

Para calibrar o sistema de purificação de água, você precisa calcular a expressão $(x^3y^2) \times (x^2y^4)$. Simplifique usando as propriedades das potências.

Observe como você pode agrupar as variáveis com mesma base e somar seus expoentes.

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  1. Agrupe as variáveis com a mesma base: $(x^3y^2) \times (x^2y^4) = (x^3 \times x^2)(y^2 \times y^4)$
  2. Aplique a propriedade da multiplicação de potências de mesma base: $x^3 \times x^2 = x^{3+2} = x^5$
  3. Da mesma forma para $y$: $y^2 \times y^4 = y^{2+4} = y^6$
  4. Combine os resultados: $(x^3y^2) \times (x^2y^4) = x^5y^6$
$$(x^3y^2) \times (x^2y^4) = x^{3+2}y^{2+4} = x^5y^6$$

Reflexão de Sobrevivência: A manipulação eficiente de expressões com potências permite calibrações rápidas de equipamentos em situações de emergência. Quando o sistema de filtração falha, cada segundo calculando é um segundo sem água potável.

Área de Cultivo Seguro

O perímetro de uma área retangular livre de radiação tem dimensões $(x + 5)$ por $(x - 2)$ unidades. Calcule a expressão para a área total e simplifique usando o produto notável.

A área de um retângulo é o produto de seus lados.

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  1. A área do retângulo é o produto das dimensões: $A = (x + 5)(x - 2)$
  2. Use o produto notável $(a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd$
  3. Aplique substituindo os valores: $(x + 5)(x - 2) = x \cdot x + x \cdot (-2) + 5 \cdot x + 5 \cdot (-2)$
  4. Simplifique: $(x + 5)(x - 2) = x^2 - 2x + 5x - 10$
  5. Combine os termos semelhantes: $x^2 - 2x + 5x - 10 = x^2 + 3x - 10$
$$(x + 5)(x - 2) = x^2 - 2x + 5x - 10 = x^2 + 3x - 10$$

Reflexão de Sobrevivência: Conhecer produtos notáveis permite calcular rapidamente áreas seguras para cultivo em zonas parcialmente contaminadas. A diferença entre colheita e fome pode ser um simples cálculo algébrico.

Quadrado da Diferença

Para reforçar uma estrutura circular de defesa, você precisa calcular $(x - 7)^2$. Desenvolva esta expressão usando o produto notável correspondente.

Lembre-se da fórmula do quadrado da diferença.

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  1. Use a fórmula do quadrado da diferença: $(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$
  2. Substitua $a = x$ e $b = 7$: $(x - 7)^2 = x^2 - 2(x)(7) + 7^2$
  3. Calcule: $(x - 7)^2 = x^2 - 14x + 49$
$$(x - 7)^2 = x^2 - 14x + 49$$

Reflexão de Sobrevivência: Os produtos notáveis economizam tempo precioso em cálculos de engenharia na Zona Devastada. Conhecer esses padrões pode ser a diferença entre uma estrutura que resiste a uma tempestade radioativa e uma que colapsa.

Produto da Soma pela Diferença

Na construção de um sistema de energia alternativa, duas peças têm medidas complementares expressas por $(2x + 3)$ e $(2x - 3)$. Calcule o produto destas expressões para determinar a capacidade máxima do sistema.

Este é um caso especial de produto notável.

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  1. Identifique o padrão como produto da soma pela diferença: $(a + b)(a - b) = a^2 - b^2$
  2. Substitua $a = 2x$ e $b = 3$: $(2x + 3)(2x - 3) = (2x)^2 - 3^2$
  3. Calcule: $(2x + 3)(2x - 3) = 4x^2 - 9$
$$(2x + 3)(2x - 3) = 4x^2 - 9$$

Reflexão de Sobrevivência: Dominar este produto notável permite calcular rapidamente capacidades de sistemas e otimizar a geração de energia em recursos limitados. Os sobreviventes com melhor compreensão algébrica têm maior chance de estabelecer infraestruturas funcionais na Zona Devastada.

Simplificação de Fração Algébrica Complexa

Uma equação crítica para a síntese de RemoveRad envolve a fração $\frac{x^2 - 9}{x - 3}$. Simplifique esta expressão para otimizar o processo de produção, identificando e usando produtos notáveis.

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  1. Observe que o numerador pode ser fatorado usando o produto notável da diferença de quadrados: $x^2 - 9 = x^2 - 3^2 = (x+3)(x-3)$
  2. Substitua no numerador: $\frac{(x+3)(x-3)}{x-3}$
  3. Simplifique, cancelando o fator comum $(x-3)$: $\frac{(x+3)(x-3)}{x-3} = x+3$
  4. Note que esta simplificação é válida para $x \neq 3$, pois nesse caso teríamos divisão por zero
$$\frac{x^2 - 9}{x - 3} = \frac{(x+3)(x-3)}{x-3} = x+3, \quad x \neq 3$$

Reflexão de Sobrevivência: A capacidade de simplificar frações algébricas complexas é decisiva na produção de medicamentos anti-radiação. Um erro pode significar desperdício de reagentes escassos ou, pior, medicamentos ineficazes.

Expansão Multivariada

Para o desenvolvimento de um sistema modular de filtragem de água, você precisa expandir a expressão $(2a + b)^3 - (3a - 2b)^2$. Simplifique o máximo possível.

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  1. Expanda o cubo do primeiro binômio usando a fórmula $(a + b)^3 = a^3 + 3a^2b + 3ab^2 + b^3$: $(2a + b)^3 = (2a)^3 + 3(2a)^2(b) + 3(2a)(b)^2 + b^3 = 8a^3 + 12a^2b + 6ab^2 + b^3$
  2. Expanda o quadrado do segundo binômio usando $(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$: $(3a - 2b)^2 = (3a)^2 - 2(3a)(2b) + (2b)^2 = 9a^2 - 12ab + 4b^2$
  3. Substitua na expressão original: $(2a + b)^3 - (3a - 2b)^2 = (8a^3 + 12a^2b + 6ab^2 + b^3) - (9a^2 - 12ab + 4b^2)$
  4. Distribua o sinal negativo: $(2a + b)^3 - (3a - 2b)^2 = 8a^3 + 12a^2b + 6ab^2 + b^3 - 9a^2 + 12ab - 4b^2$
  5. Agrupe e combine termos semelhantes: $8a^3 + (12a^2b - 9a^2) + (6ab^2 + 12ab) + (b^3 - 4b^2)$
  6. Simplifique: $8a^3 + (12b - 9)a^2 + (6b^2 + 12)ab + b^3 - 4b^2 = 8a^3 + (12b - 9)a^2 + 6ab(b + 2) + b^2(b - 4)$
$$(2a + b)^3 - (3a - 2b)^2 = 8a^3 + (12b - 9)a^2 + 6ab(b + 2) + b^2(b - 4)$$

Reflexão de Sobrevivência: Manipular expressões algébricas complexas é essencial no desenvolvimento de tecnologias avançadas nas Zonas Devastadas. Os sobreviventes que dominam estas técnicas podem criar sistemas mais eficientes com menos recursos.

Equação do Bunker Seguro

Uma equação determina a profundidade segura de um bunker baseada na intensidade de radiação: $(x^2 - 4)(x^2 + 2x + 4) = 0$. Resolva esta equação utilizando fatoração e encontre todas as possíveis profundidades seguras.

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  1. Para uma equação do tipo $P(x) \cdot Q(x) = 0$, as soluções são encontradas quando $P(x) = 0$ ou $Q(x) = 0$
  2. Fatore o primeiro termo: $x^2 - 4 = (x + 2)(x - 2)$
  3. Para o segundo fator, $x^2 + 2x + 4$, tente completar quadrados: $x^2 + 2x + 4 = (x^2 + 2x + 1) + 3 = (x + 1)^2 + 3$
  4. Como $(x + 1)^2 \geq 0$ para qualquer valor real de $x$, e somando 3 (positivo), temos que $x^2 + 2x + 4 > 0$ para todo $x$ real
  5. Portanto, as soluções vêm apenas de $(x + 2)(x - 2) = 0$
  6. Igualando a zero: $x + 2 = 0$ ou $x - 2 = 0$
  7. Resolvendo: $x = -2$ ou $x = 2$
$$(x^2 - 4)(x^2 + 2x + 4) = 0$$ $$(x + 2)(x - 2)(x^2 + 2x + 4) = 0$$ $$x = -2 \text{ ou } x = 2$$

Reflexão de Sobrevivência: Resolver equações algébricas complexas pode revelar informações críticas sobre zonas seguras na superfície devastada. Um erro de cálculo pode levar uma expedição inteira a níveis letais de radiação.