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ALCEU DOS SANTOS MAZZIEIRO PAULO ANTÔNIO FONSECA MACHADO 9ano O Descobrindo e aplicando a MATEMMATEMMATEMMATEMMATEMMATEMAAAAAATITITITITITICACACACACACACACACACACACA Descobrindo e aplicando aDescobrindo e aplicando aDescobrindo e aplicando a Matemática MANUAL DO PROFESSOR Ensino Fundamental selinho_obras_aprovadas_10mai13_.indd 6 10/05/13 16:43 9!BMM@L>:PXTRPU! ISBN 978 85-7319-531-6 Ouviram do Ipiranga as margens plácidas De um povo heroico o brado retumbante, E o sol da Liberdade, em raios fúlgidos, Brilhou no céu da Pátria nesse instante. Se o penhor dessa igualdade Conseguimos conquistar com braço forte, Em teu seio, ó Liberdade, Desafi a o nosso peito a própria morte! Ó Pátria amada, Idolatrada, Salve! Salve! Brasil, um sonho intenso, um raio vívido De amor e de esperança à terra desce, Se em teu formoso céu, risonho e límpido, A imagem do Cruzeiro resplandece. Gigante pela própria natureza, És belo, és forte, impávido colosso, E o teu futuro espelha essa grandeza. Terra adorada, Entre outras mil, És tu, Brasil, Ó Pátria amada! Dos fi lhos deste solo és mãe gentil, Pátria amada, Brasil! Deitado eternamente em berço esplêndido, Ao som do mar e à luz do céu profundo, Fulguras, ó Brasil, fl orão da América, Iluminado ao sol do Novo Mundo! Do que a terra mais garrida Teus risonhos, lindos campos têm mais fl ores; “Nossos bosques têm mais vida”, “Nossa vida” no teu seio “mais amores”. Ó Pátria amada, Idolatrada, Salve! Salve! Brasil, de amor eterno seja símbolo O lábaro que ostentas estrelado, E diga o verde-louro desta fl âmula – Paz no futuro e glória no passado. Mas, se ergues da justiça a clava forte, Verás que um fi lho teu não foge à luta, Nem teme, quem te adora, a própria morte. Terra adorada, Entre outras mil, És tu, Brasil, Ó Pátria amada! Dos fi lhos deste solo és mãe gentil, Pátria amada, Brasil! Hino Nacional Letra: Joaquim Osório Duque Estrada Música: Francisco Manuel da Silva M A TE M M A TE M M A TE M M A TE M M A TE M M A TE M M A TE M M A TE M M A TE M AAAAAAAAA TITITITITITITITITI C A C A C A C A C A C A C A C A C A De sco br ind o e a pli ca nd o a 9an oO E n si n o F u n d am en ta l M at em át ic a dimensao_matematica_9ano.indd 1-3 5/13/13 5:17 PM ALCEU DOS SANTOS MAZZIEIRO • Bacharel, licenciado e especialista em Matemática pela UFMG. Atuou como: chefe dos Departamen- tos de Matemática do Centro Pedagógico, do Colégio Universitário e do Instituto de Ciências Exatas da UFMG; coordenador da área de Matemática do Projeto de Inovação Curricular e Capacitação de Docentes do Ensino Fundamental da Secretaria Estadual de Educação do Estado de Minas Gerais; coordenador da área de Matemática do Projeto de Correção do Fluxo Escolar para o Ensino Funda- mental da Secretaria Estadual de Ensino do Estado da Bahia; e membro da equipe de consultores do Projeto de Capacitação de Professores de Ensino Médio da Rede Estadual de Ensino de Minas Gerais. PAULO ANTÔNIO FONSECA MACHADO • Bacharel e mestre em Matemática pela UFMG, doutor em Matemática pela Unicamp/UFBA. Atualmente é professor associado do Departamento de Matemática do Instituto de Ciências Exatas da UFMG, do qual foi chefe em vários mandatos. 1ª edição, Belo Horizonte, 2012 ALCEU DOS SANTOS MAZZIEIRO PAULO ANTôNIO FONSECA MAChADO 9ano O Descobrindo e aplicando a MATEMATICA Ensino FundamEntal Descobrindo e aplicando a matemática manual do proFEssor INICIOCap9_NOVA2012.indd 1 10/05/13 19:32 Copyright © 2004 by Alceu dos Santos Mazzieiro Paulo Antônio Fonseca Machado Fundadores Gilberto Gusmão de Andrade Zélia Almeida Diretora editorial Zélia Almeida Editor Maurício Bouissou Editor de arte Jan Deckers Coordenadora de produção Ana Gabriela Assistente editorial Rúbia Calais PRODUÇÃO EDITORIAL Projeto gráfico/Capa Reginaldo Almeida Ilustrações Júlia Bianchi, Son Salvador e Duke desenho técnico: Sérgio Pessoa, Tuim, Nivaldo Marques e Carlos Jorge PRODUÇÃO GRÁFICA Editoração eletrônica Tuim Pré-impressão Tuim Todos os os direitos reservados à EDITORA DIMENSÃO Rua Rosinha Sigaud, 201 - Caiçara Telefax: (31) 3527-8000 30770-560 - Belo Horizonte (MG) www.editoradimensao.com.br M477d Mazzieiro, Alceu dos Santos Descobrindo e aplicando a matemática; 9º ano / texto de Alceu dos Santos Mazzieiro e Paulo Antônio Fonseca Machado; — Belo Horizonte: Dimensão, 2012. 304 p. il. – (6º ao 9º ano do ensino fundamental – Matemática) ISBN - 978 - 85 - 7319 - 502 - 6 (LA) ISBN - 978 - 85 - 7319 - 531 - 6 (LP) 1.Matemática-ensino fundamental. I.Machado, Paulo Antônio Fonseca. II.Título. III.Série. CDU 51(075.2) Ficha elaborada por Rinaldo de Moura Faria CRB/6 nº 1006 2012 INICIOCap9_NOVA2012.indd 2 10/05/13 19:32 Estudante, Este livro foi elaborado para que você converse bastante na aula de Matemática. Calma, não estamos dizendo para você perturbar o ambiente. Nada disso. A conversa a que nos referimos tem a ver com os exercícios e atividades aqui propostos, que vão estimular você a participar da aula o tempo todo, sozinho ou em grupo. De que maneira? Fácil: respondendo perguntas, resolvendo e inventando problemas ligados ao dia a dia, montando e desmontando objetos, fazendo contas com a calculadora, interpretando ou fazendo gráficos, desenhando figuras ou interpretando desenhos de figuras, discutindo como resolver ou inventar problemas, descobrindo propriedades dos números e das figuras. Sobretudo, aplicando suas descobertas em problemas da vida prática e em situações relacionadas com as outras matérias que você estuda. Você verá como a aula de Matemática se torna agradável com a parti- cipação de todos. Uma última recomendação: crie o hábito de, assim que chegar em casa, fazer os exercícios marcados pelo professor. Principalmente por dois moti- vos: o primeiro, porque ainda estão em sua memória os assuntos estudados em aula, e o segundo porque, ao deixar para depois, imprevistos podem impedi-lo de resolver os exercícios. E esses são muito importantes para o complemento de sua aprendizagem. Um abraço, os autores. INICIOCap9_NOVA2012.indd 3 10/05/13 19:32 Como você vai usar o livro Este livro é formado de nove capítulos e um glossário. Cada um dos sete primeiros capítulos é dividido em cinco partes, que têm os títulos em destaque a seguir, bem como seus conteúdos e objetivos descritos. O capítulo 8 visa uma revisão dos assuntos estudados e o capítulo 9 contém atividades complementares a cada um dos sete primeiros capítulos. O glossário que se vê após o capítulo 9 permite a você rever os signi- ficados de termos usados no livro ou conhecer os significados de novos termos, principalmente ligados ao dia a dia. TÍTULOS DAS CINCO PARTES DOS SETE PRIMEIROS CAPÍTULOS: EXPLORANDO O QUE VOCÊ JÁ SABE Perguntas sobre assuntos que você já sabe e que são importantes para o estudo que se inicia. APRENDENDO EM SALA DE AULA Diversos exercícios e atividades em sala de aula, que você vai fazer so- zinho ou, na maioria das vezes, em grupo, sempre orientado pelo professor ou pela professora. APRENDENDO EM CASA Exercícios e atividades para você resolver em casa. Nunca deixe de fazê- -los. Você e seus colegas vão apresentar e discutir as soluções na aula seguinte. EXPLORANDO O QUE VOCÊ APRENDEU E APRENDENDO MAIS Exercícios e atividades propostos no fim de cada capítulo como revisão e, principalmente, aplicação do que você aprendeu em problemas práticos. VERIFIQUE SE VOCÊ APRENDEU Lista de assuntos estudados no capítulo e números dos exercícios cor- respondentes. Essa lista é muito importante para que você reveja o estudo, descobrindo se aprendeu todos os assuntos, ou, caso contrário, voltando aos exercícios correspondentes e estudando-os novamente. INICIOCap9_NOVA2012.indd 4 10/05/13 19:32 Aos pais Não faz muito tempo era bastante comum as pessoas terem aversãoa Matemática. Motivo havia de sobra, basta reparar nas maneiras como se ensinava: exercícios sem qualquer aplicação prática, relacionados apenas e tão somente com a própria disciplina, davam a sensação de que havia dois mundos, o da Matemática e aquele em que vivemos. Felizmente, os estudos sobre Educação Matemática e alguns documentos oficiais, como os Parâmetros Curriculares Nacionais, estão contribuindo de maneira decisiva para uma nova visão. É com base principalmente nesses textos e documentos que propomos uma Matemática agra- dável, participativa e voltada para todos os contextos do nosso dia a dia. Este livro é feito para que seus filhos sejam preparados para os desafios do mundo atual, no qual, todos sabemos, as transformações ocorrem de forma cada vez mais veloz. Essas rápidas transformações requerem de cada um de nós capacidade de decidir sobre situações novas, criatividade, compreensão das diversas linguagens, além de coragem e competência para o exercício da cidadania. Para que a aprendizagem de seu filho seja a mais eficiente possível, é necessário que vocês colaborem acompanhando os estudos dele em casa, discutindo as atividades propostas (nunca as resolvendo) e participando do projeto pedagógico da Escola. Por fim, justificamos com um exemplo cotidiano por que Matemática se deve aprender fa- zendo. Para entender, observe a reação de uma criança bem pequena que “briga” para tomar a colherzinha da mão de quem a alimenta. Quando consegue, ela começa a levar a colherzinha ao nariz, à testa, até acertar a boca. E daí em diante não admite mais ser alimentada por outra pessoa. Ou seja, ela quer “resolver o problema” sozinha. Esta criança nos ensina, assim, que desde os primeiros meses de idade o ser humano apre- senta como característica essa vontade, essa necessidade de aprender fazendo, em vez de esperar que alguém faça por ele. Um abraço, os autores. INICIOCap9_NOVA2012.indd 5 10/05/13 19:32 CapItulo 1 - Os números reais Conhecendo um pouco mais sobre números ........................... 11 Calculando com números reais ................................................. 26 Coordenadas e aplicações ....................................................... 33 Verifique se você aprendeu ....................................................... 40 CapItulo 2 - Matemática financeira Porcentagem, principal e taxa ................................................... 43 Aumentos e descontos percentuais – comissões ...................... 46 Calculando juros simples e juros compostos ............................. 50 Verifique se você aprendeu ....................................................... 60 CapItulo 3 - Calculando com letras e com números Monômios e polinômios ............................................................ 63 Calculando com monômios e polinômios .................................. 76 Produtos notáveis ..................................................................... 82 Usando e deduzindo fórmulas .................................................. 86 Funções, fórmulas, tabelas e gráficos ....................................... 88 As funções e seus gráficos cartesianos .................................... 97 Verifique se você aprendeu ....................................................... 106 SumArio - - - - INICIOCap9_NOVA2012.indd 6 10/05/13 19:32 CapItulo 4 - Equações e sistemas de equações Resolvendo equações e problemas .......................................... 109 Resolvendo sistemas de equações e problemas ....................... 115 As expressões fatoradas e as equações ................................... 122 Resolvendo equações do segundo grau ................................... 127 Verifique se você aprendeu ....................................................... 136 CapItulo 5 - Proporcionalidade e trigonometria Semelhança – Revendo e ampliando conhecimentos ............... 139 Semelhança e os triângulos retângulos ..................................... 143 As razões trigonométricas ......................................................... 147 Verifique se você aprendeu ....................................................... 160 CapItulo 6 - Descobrindo e explorando propriedades das figuras geométricas Desenhando, descobrindo e usando propriedades de figuras geométricas .............................................................. 163 Recordando e descobrindo outros fatos sobre polígonos ......... 169 Ângulos na circunferência ......................................................... 173 As circunferências e os polígonos ............................................. 182 Atividades opcionais: Semelhança na circunferência ................. 191 Verifique se você aprendeu ....................................................... 194 - - - INICIOCap9_NOVA2012.indd 7 10/05/13 19:32 CapItulo 7 - Estatística, amostras e probabilidades Um pouco mais sobre Estatística .............................................. 197 Probabilidades, amostras e Estatística ...................................... 213 Verifique se você aprendeu ....................................................... 218 CapItulo 8 - Revendo e aprendendo mais Calorias, anos-luz e altitudes .................................................... 221 Explorando medidas ................................................................. 223 Áreas, comprimentos e distâncias ............................................ 226 Salada de problemas ................................................................ 228 As razões trigonométricas e as áreas ........................................ 233 Os expoentes fracionários e os radicais .................................... 238 Quocientes e produtos de expressões literais ........................... 243 CapItulo 9 - Atividades complementares Atividades complementares do capítulo 1 ................................. 249 Atividades complementares do capítulo 2 ................................. 253 Atividades complementares do capítulo 3 ................................. 256 Atividades complementares do capítulo 4 ................................. 272 Atividades complementares do capítulo 5 ................................. 278 Atividades complementares do capítulo 6 ................................. 281 Atividades complementares do capítulo 7 ................................. 286 Glossário .................................................................................. 295 Sugestões de leituras e sites para os alunos ............................. 303 - - - INICIOCap9_NOVA2012.indd 8 10/05/13 19:32 CapItulo 1 - Os números reais M ar bo | D re am st im e. co m Mat9Cap1_NOVA2012.indd 9 10/05/13 19:34 Neste capítulo, você vai aprender como: • Identificar números naturais, inteiros, racionais e irracionais. • Identificar números reais como racionais ou irracionais. • Representar números racionais como dízimas periódicas. • Escrever dízimas periódicas como frações. • Representar números reais na reta numerada. • Interpretar expoentes negativos e seu uso particular nas potências de base 10. • Simplificar escrita de números usando produtos por potências de dez. • Calcular raízes quadradas aproximadas de números reais. • Resolver problemas relacionados com os conceitos de porcentagem, principal e taxa. • Resolver problemas relacionados com juros simples e juros compostos. • Resolver problemas de proporcionalidade inversa e proporcionalidade composta. • Calcular ou simplificar radicais usando fatoração. • Localizar pontos no plano cartesiano usando pares ordenados de números reais: suas coordenadas. • Identificar: eixos cartesianos, plano cartesiano, quadrantes, abscissas e ordenadas. • Construir figuras simétricas no plano cartesiano. • Identificar figuras simétricas no plano cartesiano. • Construir polígonos no plano cartesiano,dadas as coordenadas de seus vértices. Ao lado, explicita- mos os objetivos gerais do capítulo. Sugerimos um breve comentário sobre os mesmos, uti- lizando as ilustrações da página. Observação im- portante: Sempre que possível, em todas as seções deste e outros capítulos proponha atividades coletivas aos alunos, explorando situações-problema que propiciem diversos procedimentos como analisar, interpretar, discutir, argumentar, formular hipóteses, planejar estratégias de resolução, apli- car as estratégias na resolução, explicitar verbalmente a estraté- gia utilizada, verificar e validar resultados. Explorar também o uso de exemplos, con- traexemplos, desco- bertas de diferenças, descobertas de seme- lhanças. Ao início de cada seção, esclareça as principais razões de se estudarem os temas das mesmas. –2 –1 0 +1 +2 +3 (a) (b) (c) (d) (e) (f) –1 (g) 0 +1 –0,7 (h) (i) +0,3 (j) (l) 1º quadrante2º quadrante 4º quadrante3º quadrante y x0x y A (3,4)A’ (–3,4) B (–4,–2) B’ (4,–2) R (3,2) y x R’ (3,–2) Q (–1,3) P (–2,1) P’ (–2,–1) Q’ (–1,–3) Professor(a): Neste e em outros capítulos, são exploradas diversas situações para que os alunos “descubram”, a partir de casos particulares, propriedades de números, de figuras, regras de cálculos etc. É extremamente importante que, após estas “descobertas”, sejam feitas observações afirmando que tais conclusões são verdadeiras (e, eventualmente, provar estes fatos) para que não fique a falsa ideia de que, a partir de poucos casos particulares, é possível generalizar. Sempre que possível, use expressões algébricas para expressar tais generalizações, bem como algumas regularidades relacionadas com sequências númericas. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 10 10/05/13 19:34 11 • Quais são os números naturais entre 18 e 25? • Quais são os números inteiros negativos entre –9 e –1? • Quais são os números inteiros positivos entre +4 e +11? • Toda fração representa número natural? • Se uma fração representa o número natural 3, o que se pode dizer do numerador e do denominador dela? Recado ao(à) profes sor(a): Aproveitamos este espaço para comunicação direta entre nós. Nele, fazemos diversas observações e sugestões. Todas as atividades que iniciam os estudos dos temas têm, como título, “Explorando o que você já sabe” e devem ser respondidas oralmente pelos alunos. Quando julgar necessário, explore mais as situações com outras perguntas. Procure verificar se todos os alu- nos compreendem os significados dos termos nelas usados. Sempre que possível, crie situações semelhantes no quadro e explore-as. ATIVIDADES ORAIS • 19, 20, 21, 22, 23, 24. • –8, –7, –6, –5, –4, –3, –2. • +5, +6, +7, +8, +9, +10. • Não. • O numerador é o triplo do denominador. Peça a um aluno que leia cada item com marcadores e, após cada um, dê e peça exemplos de: con- junto união, conjunto interseção, subconjunto, números racionais na forma de fração, na forma decimal finita ou periódica, simplificação de frações e frações irredutíveis. Explore também os exemplos dos dois significados diferentes do “ou”. 1º.) Na linguagem corrente, se o professor diz: “amanhã, tragam um jornal ou uma revista”, está dando uma opção para que cada um traga ou um jornal, ou uma revista. Este “ou” é chamado de “ou exclusivo”: deve ser entendido como “ou... ou”, não obrigando às duas condições serem satisfeitas ao mesmo tempo. 2º.) Na linguagem matemática, se dizemos: “conjunto união de dois conjuntos A e B é o conjun- to cujos elementos pertencem a A ou a B”, devemos entender que, se um elemento pertence a um único dos dois conjuntos ou se pertence a ambos, pertence também ao conjunto união dos dois. Este “ou” é chamado “ou inclusivo” e tem o significado de “ou” e de “e” ao mesmo tempo. Se necessário, explore mais exemplos. Neste ano, vamos retornar a vários conceitos já estudados, com uma abordagem um pouco mais precisa. Inicialmente, recordaremos fatos sobre conjuntos, lembrando que, no nível da Matemática que estudamos aqui, os conjuntos têm como elementos, principalmente, números ou figuras geométricas. Você já sabe que: ✓ Dados um elemento a e um conjunto C, ou a pertence a C, ou a não pertence a C, e se representam esses fatos assim, respectivamente: a C ou a C. ✓ {a, b, c, d} se lê: conjunto cujos elementos são: a, b, c, d. ✓ Se um elemento x pertence a, pelo menos, um de dois conjuntos A ou B, dizemos que ele pertence ao conjunto união de A e B, representado por A B, que se lê A união B. ✓ Se um elemento pertence simultaneamente a dois conjuntos A e B, dizemos que ele pertence ao conjunto interseção de A e B, representado por A B, que se lê A interseção B. ✓ Se todo elemento que pertence a um conjunto X pertence também a outro conjunto Y, dizemos que X é subconjunto de Y e escrevemos: XY ✓ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,... representam os números naturais. ✓ As frações cujos termos são números naturais representam números racionais (lembre-se de que denominador não pode ser o zero). ✓ Entre todas as frações que representam um mesmo número racional, existe sempre uma cujos termos são primos entre si, chamada fração irredutível. ✓ Os números racionais também são representados por expressões decimais finitas ou periódicas. ✓ Na prática, medir é verificar, fixada uma grandeza como unidade, quantas vezes ela, ou parte dela, está contida em outra grandeza de mesma espécie. ✓ Contar objetos de uma coleção é fazer corresponder a cada um dos objetos, suces- sivamente, um único dos números naturais 1, 2, 3, 4,... até que, completada a cor- respondência, se diz que a quantidade de objetos da coleção é expressa pelo último número natural utilizado na correspondência. Aprendendo em sala de aula Explorando o que você já sabe Conhecendo um pouco mais sobre números Mat9Cap1_NOVA2012.indd 11 10/05/13 19:34 12 Professor(a): para a se- quência das atividades das aulas, recomendamos criar o hábito de ler as sugestões que faço, antes de explorar os exercícios cujos números das respostas são colocados posteriormente a essas su- gestões, porque a maior parte delas ou reforça atividades anteriores, ou, principalmen- te, prepara os alunos para as atividades seguintes. Explore no quadro situa- ções de medidas de segmen- tos e como interpretá-las. Não se esqueça das divisões dos segmentos unitários em 10 partes iguais, que per- mitem obter medidas deci- mais. Use réguas graduadas para facilitar as subdivisões. Explore, também, usando material concreto, medidas de áreas (por exemplo, de cartões, com um cartão uni- dade), medidas de volumes etc. Lembre aos alunos que este livro é não consumível. Portanto, não devem escrever ou desenhar nas páginas dele, nem recortar qualquer figura. 1. a) A) 0, 2, 4, 6, 8; B) 1, 3, 5, 7, 9; D) 2, 3, 5, 7, 11; E) 2, 4, 8, 16, 32; F) 0, 5, 10, 15, 20; b) 1, 3, 5, 15; c) 1º.) N; 2º.) A; 3º.) B; 4º.) N; d)1º.) {0, 2, 4, 6} 2º.) {múltiplos de 10} 3º.) {2} 4º.) D 2. a) 38; b) 22; c) 18 + 1 + 1 + 1 + 1 = 22 (ou 18 + 4 = 22); d) n + 1; e) Adição; 4 × 6; f) 4 < 7 porque 7 = 4 + 3; g) Porque 14 = 9 + 5. Recorde: se a e b repre- sentam números, a × b, (a)(b) e a ∙ b representam o produto desses números. Uma noção intuitiva do que são números pode ser expressa assim: nú- meros representam resultados de contagens ou de medidas. São usados para avaliar diferentes quantidades ou qualidades de uma grandeza. Exemplificando: a) Ao contar os elementos de A = {a, b, c, d}, encontramos o número natural 4. Representamos o conjunto dos números naturais assim: N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, … } b) Ao medir segmentos usando um segmento dado como unidade de medida, é pos- sível obter como medida números racionais como 5; 7; 13; 2,5; 4 3 4 . Veja que os três primeiros números são números naturais, que também podem ser associadosa números racionais através das relações 5 5 1 7 7 1 , ,= = etc. Resolvendo exercícios: 1. No quadro a seguir, você vê vários conjuntos de números naturais: A = { números naturais pares } E = {2n, n , n ≠ 0} B = { números naturais ímpares } F = {múltiplos de 5} C = { 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 } G = {divisores de 15} D = {números primos} Use os conjuntos do quadro acima e escreva em seu caderno: a) Os cinco primeiros números dos conjuntos A, B, D, E, F. b) Todos os números do conjunto G. c) O conjunto união de cada um dos pares de conjuntos a seguir: 1º.) A e B; 2º.) A e E; 3º.) B e G; 4º.) N e F. d) O conjunto interseção de cada um dos pares de conjuntos a seguir: 1º.) A e C; 2º.) A e F; 3º.) A e D; 4º.) B e D. 2. Responda ou faça o que se pede: a) O professor afirmou que o sucessor de 4 é 5, o sucessor de 5 é 6, o sucessor de 6 é 7, e continuou... Qual número ele deve ter afirmado ser o sucessor de 37? b) Qual número natural é o sucessor do sucessor do sucessor do sucessor de 18? c) Você conhece algum modo de responder à pergunta do item (b) fazendo uma ope- ração? Qual seria ela? Mat9Cap1_NOVA2012.indd 12 10/05/13 19:34 13 3. a) 4 < 11 e 7 < 11; b) A soma de dois números naturais diferentes de zero é maior que qualquer um deles. 4. a < c. Se julgar conveniente, explore, dada uma implicação “P => Q”, como obter: sua recíproca (“Q => P”), sua contrária (“não P => não Q”) e sua contrarrecíproca (“não Q => não P”), destacando o fato de que uma implicação e sua contrarrecíproca têm o mesmo “valor verdade” (ou ambas são V ou ambas são F). Estes e outros conceitos de lógica foram apre- sentados no volume do oitavo ano, nas páginas 234 a 237. Site sobre lógica (muito prático): h t t p : / / w w w . i m e . u s p . br/~glaucio/textos/LogicaInic. pdf. 5. a) V; b) F; contraexemplos: qualquer diferença entre naturais cujo minuendo seja menor que o subtraendo; c) V; d) V. Promova uma discussão sobre a frase relacionada com a inter- pretação de medidas fracionárias do texto. Sugestões (usando o quadro): a) Explore medidas com denominadores 2, 4, 8 etc., usan- do tiras de papel como unidade de medida e dobrando-as ao meio, depois novamente etc., obtendo partes fracionárias: metades, quartas partes etc. b) Explore medidas decimais usando régua graduada. Recorde, usando a tabela desta página, como representar as medi- das ou valores da segunda coluna usando números negativos, e, da quarta coluna, usando números positivos. Explique ainda aos alunos que o nome “comensurável” quer dizer, na verdade, que os dois segmentos – o que vai ser medido, e o que serve como unidade, podem ser subdivididos em segmentos menores de mesmo tamanho. Por exemplo, no caso do primeiro exemplo citado, em que um segmento é 2,5 vezes maior que o escolhido como unitário, podemos tomar um terceiro seg- mento v que seja a metade do unitário (ou seja, que mede ½), d) Se n representa um número natural, como você representa o sucessor de n? e) Observe a expressão 4 + 4 + 4 + 4 + 4 + 4. Qual o nome da operação que ela repre- senta e como se representa esta expressão de outro modo, usando outra operação? f) 7 é o sucessor do sucessor do sucessor de 4. Por isto se diz que 4 é menor que 7 e se escreve: 4 < 7. Copie e complete em seu caderno: 4 < 7 porque 7 = 4 +...?... g) Por que 9 é menor que 14? 3. As frases “Se P, então Q” ou “P implica Q” significam a mesma coisa, e são chamadas de implicações. Em lógica matemática são expressas simbolicamente assim: “P Q”. a) Copie em seu caderno a implicação a seguir e substitua o sinal de interrogação pelo sinal < ou > para obter uma implicação verdadeira: 4 + 7 = 11 4 ...?... 11 e 7 ...?... 11 b) Escreva uma frase que traduza a relação entre dois números naturais diferentes de zero e a soma desses números. 4. Considere três números naturais representados por a, b e c, tais que a < b e b < c. O que você conclui sobre a e c? 5. Classifique como verdadeira ou falsa cada frase a seguir: a) A soma ou o produto de dois números naturais é um número natural. b) A diferença de dois números naturais é um número natural. c) Dados dois números naturais a e b, ou a < b ou a = b ou a > b. d) Dados três números naturais a, b e n, sendo n diferente de zero, se a < b, então a + n < b + n e a.n < b.n Medidas, números racionais e os segmentos comensuráveis Dizer que a medida de um segmento em relação a um segmento uni- dade é 2,5 significa que o comprimento do segmento medido equivale a duas vezes o comprimento do segmento unidade, mais a metade deste (lembre que 0 5 1 2 , = ). Pense! Como interpretar medidas como 4 3 4 ou, também, 19 4 ? Tanto para os segmentos dos exemplos anteriores, quanto para todos os casos em que é possível obter como medida números racionais, di- zemos que o segmento unitário e o segmento medido são segmentos comensuráveis. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 13 10/05/13 19:34 14 Grandezas no dia a dia e os novos números: os números inteiros Veja como diversas do dia a dia, envolvendo atividades com grandezas que variam em dois sentidos opostos, que você já teve oportunidade explorar, inspiraram a descoberta de novos números. Vamos resumir algumas delas na tabela a seguir: Altitudes 7 metros abaixo do nível do mar Ao nível do mar 104 metros cima do nível do mar Valores monetários Débitos: 15 reais Nem débito nem crédito Créditos 32 reais Marcos de estradas 18 km antes do ponto de encontro Ponto de encontro de duas vias (km 0) 19 km depois do ponto de encontro Temperaturas 13 graus abaixo de zero grau 0 grau 32 graus acima de zero grau Na primeira reta da ilustração a seguir, você vê os números naturais que podem ser utilizados para representar partes inteiras das grandezas correspondentes aos valores vistos na última coluna da tabela anterior. Na segunda reta, você vê pontos que correspondem aos novos núme- ros descobertos que representam os valores inteiros da segunda coluna da tabela. Eles foram obtidos usando o mesmo segmento unidade da primeira figura, a partir do zero, na semirreta oposta à da primeira figura. Note que os números naturais passam a ter um sinal + antecedendo suas escritas, sendo também chamados de números inteiros positivos; os novos números, antecedidos do sinal –, são chamados de números inteiros negativos. Segmento unitário Segmento unitário e vemos então que o segmento unitário mede 2, e o outro seg- mento mede 5, em relação a v. Se, dados dois segmentos a e b, não existir nenhum segmento v tal que as medidas de a e b sejam números naturais em relação a v, então dizemos que estes seg- mentos são “incomensuráveis”. Por exemplo: um segmento que mede √2 e outro que mede 1 são incomensuráveis. Voltaremos a este assunto mais adiante. Para aprofundar o assunto sugerimos ao professor o artigo “Grandezas incomensuráveis e números irra- cionais” na Revista do Professor de Matemática 5, e os sites http:// www.ime.usp.br/~pleite/pub/ artigos/avila/rpm7.pdf e http:// 143.54.226.61/ ~vclotilde/publi- cacoes/GRÁFICA-IRRACIO- NAIS.pdf Verifique se os alunos recor- dam o conceito de semirretas opostas. Sugestão: no quadro, desenhe uma reta e 4 pontos A, B, C, D, nesta ordem, e explore: semirretas de origem B (uma que passa por A e outra por C e D; semirretas de origem C etc.). Observação importante: neste e em outros capítulos exploramos situações para que os alunos “descubram”, a partir de casos particulares, propriedades de números, de figuras, regras de cálculos etc. Em algumas delas, deixamos clara a validade do fato explorado, seja demons-trando, seja afirmando que é possível demonstrar, seja utilizando uma ilustração de um professor afir- mando, ou, até mesmo, dizendo: “os matemáticos provam que...”. Quando não o fazemos, é extremamente importante que, após estas “descobertas”, sejam feitas observaçõesafirmando que tais conclusões são verdadeiras (e, eventualmente, provar estes fatos) para que não fique a falsa ideia de que, a partir de poucos casos particulares, é possível generalizar. Recomende ou explore a lei- tura de: “A invenção dos números” – (p. 35-46) Oscar Guelli. Coleção Contando a História da Matemática Editora Ática. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 … – 6 – 5 – 4 0– 1– 2– 3 + 1 + 5+ 4+ 3+ 2 + 6 Mat9Cap1_NOVA2012.indd 14 10/05/13 19:34 15 O número correspondente a cada ponto denomina-se abscissa do ponto e representa medida, em relação ao segmento unitário escolhido, do segmento com extremos na origem e no ponto, antecedida de sinal + ou –, de acordo com a semirreta à qual o ponto pertence a que contém o segmento unitário ou a semirreta oposta a esta. A abscissa também é chamada de coordenada do ponto. Os números inteiros negativos, o zero e os números inteiros positivos formam o conjunto dos números inteiros que se representa assim: = {...–6; –5; –4; –3; –2; –1; 0; +1; +2; +3; +4; +5; +6;...} Aplicando o que você aprendeu 6. Verdadeiro ou falso: a) Todo número natural é um número inteiro. Justifique. b) Todo número inteiro é um número natural. Justifique. c) O conjunto dos números naturais é um subconjunto do conjunto dos números inteiros. d) Se um número é par, seu quadrado é par. e) Se um número é ímpar, seu quadrado é ímpar. f) Se o quadrado de um número é par, esse número é par. g) Se o quadrado de um número é ímpar, esse número é ímpar. 7. Considere os seguintes conjuntos: A = { 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12,... }, C = { 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13,... } B = { –4, –3, –2, –1, 0 } D = { +1, +2, +3, +4 } a) Quais deles são subconjuntos do conjunto dos números naturais? b) Quais deles são subconjuntos do conjunto dos números inteiros? c) Como se chamam os elementos dos conjuntos A e B? d) Represente um conjunto que seja subconjunto do conjunto A. e) Quais desses 4 conjuntos são conjuntos finitos? Quais são conjuntos infinitos? 8. Diga como você representaria usando decimais: a) 7,3 metros abaixo do nível do mar. b) 18,25 km antes do ponto de encontro das duas estradas. c) 13,7 graus abaixo de zero grau. 6. a)Verdadeiro porque o zero é natural e inteiro, e os outros números naturais correspon- dem aos inteiros positivos (1 e +1, 2 e +2 etc.); b) Falso. Contraexemplo: –8 é número inteiro e não é número natural. c) V; d) V; e) V; f) V; g) V. Se julgar ao alcance dos alunos, demonstre a proposição do item (e) do exercício 6 e proponha que um aluno demonstre, no quadro, o item (d), ajudado pe- los demais. Comece explorando as representações de naturais pares e ímpares nas formas 2n e 2n + 1, respectivamente, sendo n um natural qualquer. Use o fato de que (2n + 1)2 = (2n + 1)(2n + 1), e a distributividade para concluir: (2n + 1)2 = 4n2 + 4n+1 = 2(2n2 + 2n) +1. Explore o fechamento da multiplica- ção e da adição para concluir que este segundo membro representa número natural ímpar. Comente que negar as proposições (f) e (g) é contradizer as duas proposi- ções anteriores que demonstrou; logo, a contradição leva a concluir que (f) e (g) são verdadeiras. Professor: Esclareça que um contraexemplo de uma afirmação é um exemplo que a contradiz, le- vando à conclusão de que ela é uma afirmação falsa. Exemplifique: para verificar que o item (b) do exercício 6 é falso, basta exibir um inteiro negativo como contraexemplo, ou seja, um exemplo de que esta afir- mação é falsa. 7. a) A, B, D; b) A, B, C, D; c) Números pares e números ímpares, respectivamente; d) Respostas variadas; e) C e D são conjuntos finitos; A e B são conjuntos infinitos. Observação: No item 7 (e), exploramos uma ideia intuitiva de conjuntos finitos e conjuntos infinitos. Explore os dois fatos recíprocos: (a) a cada número natural n corresponde um número par 2n; (b) a cada número par 2n corresponde um número natural n. Por isso dizemos que o conjunto dos números naturais é infinito. Diga que, em geral, se diz: “Um conjunto é infinito se pode ser estabelecida correspondência entre todos os elementos dele e os elementos de um subconjunto tam- bém dele, sendo ambos diferentes, de modo que a cada elemento do conjunto corresponda exatamente um elemento do subconjunto e vice-versa” (correspondência biunívoca). 8. a) –7,3 m; b) –18,25 km; c) –13,7 graus. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 15 10/05/13 19:34 16 9. Observe as retas numeradas a seguir. Responda ou faça o que se pede: 9.a) Três partes; b) Cinco; c) 5/3; d) YZ; a abscissa do ponto Z; e) 1/3, 7/3, –3 e –4/3; f) À direita, porque: –4 = –12/3<–11/3; g) Para que cada uma destas partes meça 0,1; h) l: –0,9; m: –0,1 n: 1,1; i) Em cem partes iguais, cada uma medindo 0,01. Recorde os conceitos de dízi- mas periódicas, suas notações, a maneira de classificá-las ou identificá-las como dízimas sim- ples ou compostas. Esclareça que 5,343434 é um decimal finito e pode ser con- siderado como dízima periódica de período zero: 5,343434000... Também os números –13 e 18, por exemplo, podem ser con- siderados como as dízimas: –13,000... e 18,000, respecti- vamente. No exercício 10, dividimos 500 centésimos por 4 porque sa- bíamos antecipadamente que irí- amos obter um quociente exato. Esclareça, com exemplos, que na prática, procede-se assim: ao executar o algoritmo da divisão, escreve-se o dividendo afastado da barra vertical que antecede o divisor para que seja possível acrescentar zeros aos restos não nulos que surgirem. Se o dividendo não é múltiplo do divisor, acrescenta-se um zero à direita do mesmo, escreve-se uma vírgula após o quociente en- contrado e divide-se o novo resto (acrescido do zero) pelo divisor; o quociente assim obtido é escrito como algarismo dos décimos do quociente. Se não obtivermos o novo resto como zero, acres- centamos à direita do mesmo um zero e dividimos o número obtido novamente pelo divisor, e assim sucessivamente, obten- do algarismos dos centésimos, milésimos etc., até se obter um resto zero, ou que se configure o aparecimento de um quociente na forma de dízima periódica. Veja como obter o decimal correspondente a essa fração. Como uma unidade tem 100 centésimos, 5 unidades têm 500 centésimos. Logo, dividir 5 por 4 é equivalente a dividir 500 centésimos por 4. 5,00 4 10 1,25 20 0 P Z N Q R M Y S T V W X –1 0 1 (1) – 0,3 m 0,2 (j) 0,9 n – – – – – – – – –3 8 3 7 3 2 5 3 4 3 1 2 3 1 3 0 1 3 2 3 1 4 3 5 3 2 7 3 8 3 3 Em relação à primeira reta: a) Em quantas partes iguais está dividido o segmento unitário YV? b) Quantas dessas partes o segmento YW contém? c) A abscissa do ponto W representa a medida do segmento YW em relação ao segmento unitário. Qual é essa medida? d) – 7 3 é a medida de um segmento em relação ao segmento unitário, antecedida do sinal –. Que segmento é esse? Como se chama esse número? e) Alguns pontos são identificados pelas letras S, X, P e Q. Quais são as abscissas dos pontos identificados pelas letras S, X, P e Q? f) O ponto de abscissa – 11 3 deve ser marcado à direita ou à esquerda do ponto de abscissa –4? Justifique. Em relação à segunda reta: g) Com qual objetivo se dividiu o segmento unitário neste número de partes iguais? h) Alguns pontos têm suas abscissas representadas por letras; quais são essas abscissas? i) Se você tivesse que marcar nessa reta o ponto de abscissa –0,32, em quantas partes iguais iria dividir o segmento unitário? 10. Você se lembra? Uma fração representa o quociente do numerador pelo denominador. Estes quocientes também podem ser expressos como decimais finitos ou periódicos. Por exemplo, a fração 5 4 representa o quociente de 5 por 4. –1 0 1 (l) – 0,3 m 0,2 (j) 0,9 n Mat9Cap1_NOVA2012.indd 16 10/05/13 19:34 17 Agora, calcule os decimais finitos correspondentes a cada fração a seguir, acrescentando ao dividendo,em cada caso, tantos algarismos zero quantos forem necessários, até obter resto zero. a) – 11 5 b) 124 16 c) – 15 8 1 1 . Se você calcular os decimais correspondentes às frações 14 11 e 41 90 , verá que, por mais que acrescente zeros na parte decimal, ao continuar sucessivamente a divisão, nunca surgirá um resto nulo, e você obterá os decimais periódicos a seguir: 14 11 127272727272727, ...= 41 90 0 455555555555, ...= a) Qual dos dois decimais é chamado de dízima periódica simples e qual é chamado dízima periódica composta? b) Qual grupo de algarismos é chamado de período da dízima nos dois casos? c) Como se representa cada uma dessas dízimas escrevendo apenas uma vez o período? d) Verifique que as frações a seguir correspondem a decimais periódicos, calculando-os: 1ª.) 134 37 2ª.) 129 55 3ª.) 1 7 Aprendendo mais fatos sobre as dízimas Observe a fração e a dízima correspondente a seguir: 1/19 = 0,05263157894736842105263157894736842105... Você deve estar se perguntando: será que existem divisões nas quais, por mais que eu continue o procedimento, não vou saber quando co- meça a repetição do período? A resposta a esta pergunta é “não”, em toda divisão é possível saber quando o período se repete, e é muito fácil entender a razão. 11. a) O primeiro é chamado de dízima periódica simples, e o segundo, composta; b) 1º.) 27; 2º.) 5; c) O primeiro 1,27 (com um traço horizontal sobre o período 27), e o segundo, 0,45 (com um pequeno ponto sobre o algarismo 5); d) 1ª.) 3,621621...; 2ª.) 2,345; 3ª.) 0,142857... 10. a) –2,2; b) 7,75; c) –1,875. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 17 10/05/13 19:34 18 Como você sabe, em uma divisão, o resto não pode ser maior que o divisor. Veja que, no item (d) do exercício 11, ao calcular a dízima correspondente à fração 1 7 , dividindo 1 por 7, você obteve, pela ordem, os restos 3, 2, 6, 4, 5, 1, quando então surgiu o primeiro algarismo da repetição do período. O único resto possível, sem repetir os já obtidos, seria o zero, e a fração seria equivalente a um decimal finito, como a fração 5 4 , cujo decimal correspondente é finito (1,25), mas que pode ser visto como dízima de período zero: (1,250000...) . Veja, então, que no caso de de- cimais não finitos o maior número de restos diferentes possíveis é, no máximo, igual ao antecessor do denominador. Se este fato acontece, obrigatoriamente o novo resto será igual a um que já tenha aparecido no algoritmo da divisão, e aí começará a aparecer a repetição que ca- racteriza o período. Agora, veja como, dada uma dízima, obter a fração correspondente, chamada fração geratriz da dízima: Explique aos alunos que no cálculo de expansões decimais de frações, nem sempre todos os restos possíveis aparecem. No caso da fração 1/7, como citado, aparecem todos os restos não nulos, mas no caso de 1/3 = 0,333..., só aparece o resto 1. Outro exemplo: no cálculo de 1/13 = 0,07692307... aparecem os restos 9, 12, 3, 4, 1. Explore o exemplo da expan- são de 1/19 em decimal dado nesta página. Separe os alunos em grupos e peça que cada um calcule esta divisão passo a passo, anotando atentamente os restos. Depois devem comparar seus resultados e corrigir eventu- ais erros, e responder à seguinte pergunta: de todos os restos possíveis numa divisão por 19, qual o único que não aparece nesta conta? R: 10. Exiba para os alunos várias frações irredutíveis, com de- nominadores contendo fatores diferentes de 2 e 5. Eles devem observar que elas correspondem a dízimas periódicas: Exemplos: 9/11 = 0,818181…, 17/15 = 1,1333…, 13/6 = 2,1666…, etc. Explore, agora, frações irre- dutíveis cujos denominadores só contenham fatores 2 ou 5. Elas correspondem a decimais exatos. Exemplos: 11/4 = 2,75; 7/20 = 0,35. Lembre-se da observação da página 14 relacionada com generalizações. Verifique se os alunos sabem a razão de se afirmar que a fração 131/90 da segunda coluna da tabela desta página é irredutível. Leia primeiro esta coluna Depois, leia esta coluna Dízima periódica simples 1,272727... Dízima periódica composta 1,455555... Seja x a fração geratriz Logo, x =1,4555... a Seja x a fração geratriz Logo, x = 1,2727... a Calcule 10x 10x = 14,555... Vamos multiplicar por 100 para deslocar a vírgula para imediatamente após o primeiro grupo de algarismos que formam o período. Observe que assim você obteve uma dízima simples. Agora é fazer como na coluna da esquerda. b Calculando 100x 100x = 127,2727... b Calculando (10)(10)x = 100x 100x = 145,555... c Subtraindo b – a 100x – x = 9x 99x = 127 – 1 = 126 c Subtraindo b – a 100x – 10x = 90x 90x = 145 – 14 = 131 d Logo d Logo Dividimos 126 e 99 pelo m.d.c. = 9 A fração obtida é irredutível: 131 e 90 são números primos entre si. x = 126 99 = 14 11 x = 131 90 Mat9Cap1_NOVA2012.indd 18 10/05/13 19:34 19 Para o caso dos decimais finitos, é melhor interpretá-los na forma de frações decimais, como, por exemplo: 125 125 100 5 4 , = = (simplificamos, dividindo 125 e 100 pelo m.d.c. deles: 25) Veja, no quadro a seguir, em maiores detalhes, o conceito de número racional. Comente que as razões em geometria são coisas conhecidas há milhares de anos, mas que o conceito de número racional é uma ideia mais recente, elabo- rada por volta do século XIII, e que permitiu, resolver equações como 7x = 3 na forma algébrica feita hoje em dia. Em particular, os gregos resolviam equações deste tipo pensando que x era algo equivalente ao comprimento de um segmento. Tal como resolver 3x = 21 é encontrar o número cujo produto por 3 é 21, resolver 7x = 3 é procurar o número cujo produto por 7 é 3, que, usando números racionais, se faz assim: 3/7 x 7 = 3, donde a raiz de 7x = 3 é 3/7. 12. a)233/99; b) –31/9; c) 11333/3 300 (simplificada); d) –15 227/4 950; e) 2 513/333; f) 5377/660. Obs.: use divisibilidade para simplificar. Por exemplo, na (f), divisibilidade por 3 e por 5. 13. a) 4,75 expressão decimal finita; b) 1,5454... dízima periódica simples; c) –1,6428571428571... dí- zima periódica composta. Escreva no quadro as frases: (a) “Dado um número racional, den- tre todas as frações que o repre- sentam existe sempre uma fração a/b irredutível”; (b) “Uma fração é irredutível se seus termos são números primos entre si”. Explore frações como 468/ 832 e peça que calculem a fração irredutível a ela equivalente (verifique se sabem simplificar ou por cancelamento, ou pelo m.d.c. dos termos). Frações positivas ou negativas e os decimais a elas equivalentes, finitos ou periódicos, representam números racionais. Reciprocamente, os números racionais são representados por frações positivas ou negativas, ou pelos decimais finitos ou periódicos equi- valentes a elas. O conjunto dos números racionais é representado pelo símbolo: . Aplicando o que você aprendeu 12. Calcule as geratrizes das seguintes dízimas: a) 2,35353535... d) –3,07616161... b) –3,44444... e) c) 3,4342424242... f) 8 1469, 13. Calcule as expressões decimais correspondentes às frações dadas e classifique como finitas ou dízimas (simples ou compostas): a) 19 4 b) 17 11 c) – 23 14 Os segmentos incomensuráveis e os números irracionais Você já viu o que são segmentos comensuráveis. Mas o que prova- velmente você ainda não sabe é que existem segmentos que não são comensuráveis. Vamos provar, por exemplo, que a hipotenusa de um triângulo retângulo isósceles e um dos catetos não são segmentos comensuráveis, isto é, a medida da hipotenusa considerando o cateto como unidade de medida não é um número racional. Pelo teorema de Pitágoras, se os catetos de um triângulo retângulo isósceles têm medida 1, sua hipotenusa mede 2 . Vamos supor que esta medida seja um número racional, isto é, que seja possível escrever: 2 = a b sendo a e b números inteiros primos entre si. 7,546 Mat9Cap1_NOVA2012.indd19 10/05/13 19:34 20 Você vai ver que esta hipótese vai nos conduzir a um absurdo. De fato, da igualdade anterior, resultam as seguintes implicações: 2 2 2 2 2 2= = = a b b a b a a é par a é par, ou seja, a = 2m, m natural. Se a = 2m, a2 = 4m2 2b2 = 4m2 b2 = 2m2 b2 é par b é par Observe que as frases em destaque azul nos levam a uma contradição: sendo a e b números inteiros primos entre si, não podem ser ambos números pares. Esta contradição é consequência de se ter feito a hipótese de que 2 seria um número racional, porque, a partir dela, todas as implicações seguintes são verdadeiras. Este fato nos permite dizer que a hipotenusa do triângulo isósceles e seus catetos não são segmentos comensuráveis, e por isso diz-se que são segmentos incomensuráveis. E, como 2 não pode ser escrito na forma de fração de termos inteiros, diz-se que 2 é um número irracional. O que se viu até aqui pode ser estabelecido com raciocínio bem se- melhante, para provar que números da forma n , sendo n um número natural que não seja quadrado perfeito, por exemplo 3, 5, 7, 8 etc., são números irracionais. O que se disse até agora não deve levar você a pensar que números irracionais são somente os que têm a forma n sendo n um dos núme- ros naturais citados. Para dar exemplos de decimais que representam números irracionais, basta criar leis de formação para a parte decimal que mostrem, claramente, que são decimais infinitos e não periódicos. Veja alguns: 1º.) 0,01001000100001... (a quantidade de zeros aumenta gradati- vamente) 2º.) 0,151617181920... (na sequência, viriam 212223242526 etc.) 3º.) 0,41442444144442... (a quantidade de algarismos 4 aumenta gradativamente e os algarismos 1 e 2 alternam sucessiva- mente) Observe que, de propósito, os exemplos mostram irracionais entre zero e 1. Proponha a atividade a seguir, que visa a explorar situação semelhante à da indução matemática: Imagine peças de dominó dispostas em pé, em linha reta. Agora, considere que foi afirmado que: 1º) alguém derrubou uma peça em direção a outra e esta caiu; 2º.) sempre que uma peça derruba a seguinte, esta tam- bém derruba a seguinte a ela. Diga se você pode ou não tirar conclusão sobre o que ocorrerá com as demais. Justifique. R) Sim: a partir da pri- meira peça derrubada, todas as demais cairão. De fato, a 1ª informação diz que uma determinada peça derrubou a seguinte. Já a 2ª informa- ção garante que a seguinte derrubará a seguinte, esta a seguinte, esta a seguinte etc. Chame a atenção para um fato prático: para a brincadei- ra funcionar a distância entre as peças deve ser adequada, isto é, não pode ser maior do que o comprimento das peças, senão a peça anterior não derrubará a seguinte. Este fato é que garante a continuidade do processo – daí a importância da segunda informação. Professor(a): Explore mais a atividade anterior, propondo aos alunos a cria- ção de duas outras situações: uma que garanta que as peças vão cair continuamente, e outra na qual este fato não ocorra. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 20 10/05/13 19:34 21 Veja que, com criatividade, é possível exibir uma infinidade de exem- plos com leis de formação diferentes, de números irracionais somente entre o zero e o 1. Esta é uma observação simples com a intenção de despertar em você uma possível resposta à pergunta: quantos números irracionais existem? Lembramos finalmente que, em anos anteriores você usou, para calcular comprimento de circunferências e áreas de círculos, valores aproxi- mados de um dos mais importantes números irracionais: o número π. Observamos ainda que os matemáticos provam que π é, de fato, um número irracional. Observe a figura a seguir. Nela você vê um triângulo retângulo isósce- les de catetos de medida 1; logo, sua hipotenusa mede 2 . Com um compasso, marcou-se na reta o ponto Q, cuja medida é o irracional 2 ; portanto, a abscissa do ponto Q é este irracional. Um segundo tri- ângulo tem catetos de medidas 2 e 1; logo, sua hipotenusa mede 3 . Com um compasso marcou-se o ponto de abscissa 3 . Prosseguindo o processo, obtêm-se os pontos de abscissas 2 e 5 . Evidentemente é possível continuar indefinidamente este processo, ob- tendo números naturais (3, 4, 5,... etc.) e pontos de abscissas irracionais n ,n = 7, 8, 10 etc. (n não sendo quadrado perfeito). 1 2 3 52 2 0 Sejam, em uma reta, um ponto O, origem de duas semirretas opos- tas da reta, e OP um segmento contido em uma dessas semirretas. Convencionemos que OP seja a unidade de medida de comprimento. Consideremos, agora, um ponto X qualquer da reta. Se X coincidir com o ponto O, sua abscissa é 0 (zero), e se coincidir com P sua abscissa é 1. Excluídas estas duas hipóteses, podemos ter: a) OX e OP são comensuráveis; ou seja, a medida de OX em relação a OP é um número racional. b) OX e OP são incomensuráveis; ou seja, a medida de OX em relação a OP é um número irracional. 1.) Desenvolva no quadro, usando o Teorema de Pitágoras, o cálculo das hipotenusas. 2.) Explore, no quadro, atividades que esclareçam o texto ao lado: a) Desenhe uma ou mais retas, se necessário, contendo números inteiros positivos e números inteiros negativos, como se vê na página 14. b) Identifique o ponto origem (O), de abscissa zero e o ponto P de abscissa 1, e convencione que o segmento cujos extre- mos são estes dois pontos é a unidade de medida de comprimento. c) Peça que alunos leiam o último parágrafo da página e depois localizem as posições (exatas ou aproximadas) de pontos A, B, C, D etc., extremos de segmentos de origem O, cujas medidas sejam racionais ou irracionais dados, positivos ou negativos como, por exemplo, 2,5, –3/2, irracionais na forma de raiz quadrada (de 2, 5 etc.). Explore, no quadro, usando régua e compasso, a construção da figura relacionada com o texto, para que os alunos comprovem a existência, na reta numerada, de pontos que correspondem a números irracionais. Justifique, usando o Teorema de Pitágoras, nos sucessivos triângulos retân- gulos, o valor de cada abscissa que se vê na figura. O P 1 Q Mat9Cap1_NOVA2012.indd 21 10/05/13 19:34 22 Em ambos os casos, dizemos que a abscissa de X é a medida de OX se X pertencer à semirreta OP, e a medida de OX antecedida do sinal “–” (sinal de menos) se X pertencer à semirreta oposta à semirreta OP. A reta OP chama-se reta real, e o conjunto cujos elementos são as abscissas de todos os seus pontos chama-se conjunto dos números reais, que se representa por . O conjunto dos números reais é a união do conjunto dos números racionais com o conjunto de todos os números irracionais, ou seja, seus elementos são números racionais ou irracionais. A cada ponto da reta real corresponde um único número real chamado abscissa do ponto, e a cada número real corresponde um único ponto da reta real. Aplicando o que você aprendeu 14. Considere a origem O e um ponto X da reta real e responda: a) A abscissa de X pode ser um número natural? Justifique. b) A abscissa de X pode ser um número inteiro? Justifique. c) Qual a condição para que a abscissa de X seja um número racional? d) Qual a condição para que a abscissa de X seja um número irracional? 15. Verdadeiro ou falso: (nos casos falsos, dê contraexemplo) a) Todo número racional é número inteiro. b) Todo número inteiro é número racional. c) Se um decimal não é finito nem periódico, então representa um número irracional. d) N é subconjunto de e é subconjunto de . 16. Dê exemplos de: a) Um número inteiro que não seja número natural. b) Um racional positivo e outro negativo, ambos na forma de fração. c) Um racional positivo e outro negativo, ambos na forma decimal. d) Números racionais opostos. 14. a) Sim. Se a medida do segmento OX com o segmento unitário for um número natural: e x pertencer à semirreta OP. b) Sim, nas mesmas condições anteriores, sendo a abscissa po- sitiva se X pertencerà semirreta que contém o segmento unitário, e negativa, se pertencer à semirreta oposta à semirreta citada; c) É que OX e o segmento unitário sejam segmen- tos comensuráveis; d) É que OX e o segmento unitário sejam segmen- tos incomensuráveis. 15. a) Falso. Contraexemplo: 3/5 e 0,76 são números racionais que não são inteiros; b) V; c) V; d) V. Obs.: Este capítulo contém muitas das propostas contidas nos textos: 1.) A Matemática do En- sino Médio – Volume 1 – Coleção do Professor de Matemáti- ca da SBM, de autoria de Elon Lages Lima e outros. 2.) Conceitos Fundamen- tais da Matemática – Bento de Jesus Caraça – Livraria Sá da Costa Editora. 16. Respostas variadas; por exemplo: a) –32; b) +12/17 e – 8/31; c) 0,32 e –1,25; d) 3/4 e –3/4. O P 0 1x2 x1 positivosnegativos Mat9Cap1_NOVA2012.indd 22 10/05/13 19:34 23 Como calcular com números reais na forma decimal? Você deve estar se perguntando: muito bem, já entendi a diferença entre números racionais e números irracionais representados por decimais. Mas, como efetuar cálculos com esses números com tantas ordens decimais? Para entender o que você verá a seguir, é preciso lembrar que os nú- meros são, no dia a dia, associados a medidas. E como você sabe, as medidas, por mais preciso que seja o instrumento de medida, com raras exceções, têm suas representações decimais com duas as três ordens decimais. Este fato justifica que, dado um decimal que representa um racional ou um irracional, possamos usar valores aproximados dele. Veja, então, exemplos de como obter valores aproximados do número irracional N = 3,73747576... e do número racional M = 9 38, . 17. Agora é com você: Escreva os valores aproximados, por falta, dos números P = 5 47, e Q = 3,262728...: a) A menos de uma unidade. b) A menos de um décimo. c) A menos de um centésimo. 18. Calcule a soma P + Q com as seguintes aproximações, por falta: a) A menos de uma unidade. b) A menos de um décimo. c) A menos de um centésimo. 17. a) 5 e 3; b) 5,4 e 3,2; c) 5,47 e 3,26. 18. a) 7; b) 8,6; c) 8,73. Números reais dados N = 3,73747576... M = 9,38 Valor aproximado a menos de uma unidade, por falta: 3 9 Valor aproximado a menos de um décimo, por falta: 3,7 9,3 Valor aproximado a menos de um centésimo, por falta: 3,73 9,38 Mat9Cap1_NOVA2012.indd 23 10/05/13 19:34 24 Ao verificar os exercícios do “Aprendendo em casa”, solicite, sempre que julgar necessário, as justificativas para as respostas, bem como desenhos representativos das situações descritas. 19. Porque 5,343434 não contém reticências ou traços indicativos de períodos. Pergunte: Como represen- tar 5,343434 como dízima? 20. a) 1,75; b) 3,25; c) 7,5625; d) 2,75. 21. Respostas variadas. 22. a) F porque frases do tipo P e Q somente são verdadeiras se P e Q forem verdadeiras; b V porque para que frases do tipo P ou Q sejam verdadeiras basta que uma das duas componentes seja verdadeira; c) V porque, sendo núme- ro natural, é número racional; d) V porque se é irra- cional não é racional, e número natural é racional. 23. a) Racional; b) Natural, inteiro e racio- nal; c) Racional; d) Inteiro e racional; e) Irracional; f) Irracional; g) Natural, inteiro e racio- nal (é igual a 4). 24. a) –9/4; b) –6/4; c) –2/4; d) +2/4; e) +7/4; f) +10/4; g) –0,9; h) –0,5; i) –0,2; j) +0,5; l) +0,8. – 2 – 1 0 + 1 + 2 + 3 (a) (b) (c) (d) (e) (f) – 1 (g) 0 + 1 – 0,7 (h) (i) + 0,3 (j) (l) – 4 4 0 4 + 5 4 19. Délio disse que 5,343434... ou 5,34 representam uma dízima de período 34, mas 5,343434 não. Justifique por que Délio tem razão. 20. Escreva como decimais as frações a seguir: a) 7 4 b) 13 4 c) 121 16 d) 55 20 21. Em cada caso, dê dois exemplos de: a) Números inteiros que não são números naturais. b) Números inteiros que são números naturais. c) Números racionais na forma de fração que não sejam equivalentes a números inteiros. d) Números racionais na forma de fração que sejam equivalentes a números inteiros. 22. Verdadeiro ou falso? Justifique. a) Todo número natural é número inteiro e todo número inteiro é natural. b) Todo número natural é número inteiro ou todo número inteiro é natural. c) Se um número é natural, então não é irracional. d) Se um número é irracional, então não é natural. 23. Classifique cada número a seguir como natural, inteiro, racional ou ir- racional: a) 3,27 d) –5 g) 16 b) 2 e) – 2 c) 1,234 f) 2 24. Observe as retas numeradas a seguir e escreva os números reais que devem substituir corretamente cada letra: Aprendendo em casa Mat9Cap1_NOVA2012.indd 24 10/05/13 19:34 25 25. Um pouco de Geografia. Dados os conjuntos: Conjunto C dos habitantes de Curitiba, Conjunto B dos habitantes do Brasil, Conjunto P dos habitantes do Paraná, Conjunto A dos habitantes da América do Sul, escreva todos os pares possíveis de conjuntos em que um é subconjunto do outro usando as letras que representam os conjuntos dados. 26. Observe o diagrama a seguir e resolva ou responda: a) Qual dos dois conjuntos (A ou B) é subconjunto do outro? b) O conjunto A pode ser representado assim: A = { 2; 3; 6 }. Represente agora de maneira análoga o conjunto B. c) Faça um desenho como o anterior representando os conjuntos N dos números natu- rais e dos números inteiros. Identifique os dois com etiquetas como no desenho anterior. 27. Faça o que se pede: a) Faça um desenho usando quatro ovais para representar os conjuntos N dos números naturais, dos números inteiros, dos números racionais e dos números reais, relacionando-os entre si. Identifique cada um deles com uma etiqueta. b) No desenho que você fez, escreva no espaço correto cada um dos seguintes números: 1) 12 4) 0,333... 2) –5 5) 4/3 3) 0,3 6) 0,010010001... 25. C B; C P B A; C A; P A; P B 26. a) A é subconjunto de B; b) B = {1,2,3,4,5,6}; c) Desenho do aluno com ovais representando, de dentro para fora: N, e depois Z. 27. a) Desenho do aluno com ovais representando, de dentro para fora: N, Z, Q e R. b) Desenho do aluno com 12 em N, –5 dentro de Z e fora de N, 0,3, 0,333... e 4,3 dentro de Q e fora de Z e 0010010001... dentro de R e fora de Q. Aproveite a oportunidade para explorar interdiscipli- naridade, dando exemplos de conjuntos e subconjuntos utilizando-se da Geografia (capitais como parte de todas as cidades do Brasil, estados de regiões como subconjuntos de todos os estados do Brasil etc); de Português (vogais ou consoantes como parte do alfabeto); de História; de Ciências etc. 1 2 3 6 4 5 BA Mat9Cap1_NOVA2012.indd 25 10/05/13 19:34 26 ATIVIDADES ORAIS • É igual a 1. • Base: 2/5 e expoente: 5. • 0,01. • Porque 62 = 36. • Porque 23 = 8. • 3 e 4. • Verdadeiro. • b0 = 1 (b � o) • a1 = a. A atividade a seguir é mais um exemplo da utiliza- ção de regularidades para a “descoberta” de novos fatos matemáticos. Faça desenhos para ajudar a compreensão da ta bela do exercício 28: um retângulo de comprimento suficiente para ser dividi do inicialmente ao meio (metade de l = 1/2), depois em quatro partes (me- tade de 1/2 = 1/4 ), e assim sucessivamente. “ 28. a) 8, 2 e 1, respectiva- mente; b) A metade; c) 2–4 = 1/16; 2–5 = 1/32; d) 2–4 = 1/16 = (1/2)4; 2–5 = 1/32 = (1/2)5; 2–6 = 1/64 = (1/2)6; e) Verdadeiro. f) Ve r d a d e i r o , p o i s an × a–m = an × (1/a)m = (an/am) Faça notar que cada nú- mero da segunda linha é a metade do anterior. Esta é a razão de completar, após o 1, com as frações 1/2, 1/4 e 1/8 (metades de 1, 1/2 e 1/4, respectivamente). Professor, existem potências com expoentes negativos? Sim. E você verá como é fácil calcular os seus valores, acompanhando os exercícios e letras a seguir. Potências de dois 24 23 22 21 20 2–1 2–2 2–3 Valores 16 8 4 2 1 1 2 1 4 1 8 Anterior dividido por 28 = 16: 2 4 = 8: 2 2 = 4: 2 1 = 2: 2 1 2 1 2:= 1 4 1 2 2:= 1 8 1 4 2:= • Qual é o produto de duas frações inversas como 4 3 3 4 e ? • Na expressão 2 5 5 , qual número é a base e qual é o expoente? • Qual é o número decimal equivalente à fração 1 100 ? • Por que a raiz quadrada de 36 é 6? • Por que a raiz cúbica de 8 é 2? • (3,5)2 está entre o quadrado de dois números naturais. Quais são eles? • V ou F: a an m n m( ) = . (a, n e m, positivos). • Se b é um número racional diferente de zero, qual o valor de b0? • Se a é um número racional, qual o valor de a1? 28. Observe a tabela e responda: a) Qual é a metade de 16? E de 4? E de 2? b) Na segunda linha, cada número é qual fração do anterior? c) Observando a tabela, copie e complete: 2–4 =...?... ; 2–5 = ...? ... . d) Em seu caderno, complete com mais três igualdades a sequência de cálculos: 2 1 2 1 2 2 1 4 1 2 1 1 2– –;= = = = = = 2 3 3 2 1 8 1 2 ; – 2–4 = ...?... ; 2–5 = ...?... ; 2–6 = ...?... e) Verdadeiro ou falso: Sendo a um número natural diferente de zero, a a n n – = 1 . f) Verdadeiro ou falso: Sendo a um número natural não nulo, an × a–m = an–m. Aprendendo em casa Explorando o que você já sabe Calculando com números reais S on S al va do r Mat9Cap1_NOVA2012.indd 26 10/05/13 19:34 27 Você já viu que, se o produto de duas frações é igual a 1, elas se cha- mam frações inversas. Por exemplo, 3 4 4 3 e são frações inversas porque 3 4 4 3 12 12 1 1 1.× = = = Agora, veja que este é um fato particular do que se afirma a seguir: Dois números reais são números inversos se e somente se o seu produto for 1. Observe os exemplos: a) 23 e 2–3 são números inversos porque 23× 2–3 = 23–3 = 20 = 1. b) 3 4 3 4 1 − e são números inversos porque 3 4 3 4 3 4 1 1 0 × = = − . c) 3 4 3 4 2 2 − e são números inversos porque 3 4 3 4 3 4 1 2 2 0 × = = − . Veja agora as observações relacionadas com esses exemplos: a) Como 23 e 2–3 são números inversos e 23 = 8, concluímos que 2 1 8 1 2 3 3 − = = . b) Como 3 4 4 3 e são frações inversas e também 3 4 3 4 1 − e são inversas, concluímos que 3 4 4 3 1 = − . c) Como 3 4 3 4 2 2 − e são inversas e 3 4 9 16 2 = , concluímos que 3 4 16 9 4 3 2 2 = = − . 29. Resolva: a) Verifique que 2–2 e 22 são números inversos. Justifique. b) Diga se verdadeiras ou falsas as afirmações: 1ª.) 2 1 2 1 4 2 2 – = = 2ª.) 2 1 2 1 8 3 3 – = = 3ª.) 3 2 2 3 3 3 = − . c) As bases das potências da 3ª afirmação do item (b) têm uma relação. Qual é ela? d) O número zero não tem inverso. Justifique. e) Se r representa um número real diferente de zero, como representar seu inverso? Justifique. Perfeito! É exatamente isso o que se deve fazer. Professor, veja se a regra que vou descrever é correta:Para calcular uma potência de expoente negativo: a) Invertemos a base. b) Trocamos o expoente pelo oposto.c) Calculamos a potência obtida. Antes de resolver o exercí- cio 29, recorde o conceito de números opostos. O oposto de +7 é –7, o oposto de –5 é +5 etc. 29. a) 2 2 × 2 – 2 = 2 2 – 2 = 2 0 = 1 e 22×2–2 = 4×1/4 = 4/4 = 1; b) Todas são verdadei- ras; c) Elas são frações inver- sas; d) Supor que zero tem in- verso é admitir a exis- tência de um número que, multiplicado por zero, tenha como pro- duto o número 1, o que é absurdo porque o produto de qualquer número real por zero é zero; e) O inverso de um nú- mero real r diferente de zero se representa por r–1 porque: r × r–1 = r0 = 1. Destaque para os alunos o caso particular de inversos de números inteiros. Para isso, por exemplo, use o argumento de que 3 = 3/1; logo, o inverso de 3 é 1/3. Faça notar que: 3/1 x 1/3 = 3/3 = 1. Ao responder, o professor está validando a regra descri- ta pelo aluno. Em casa, os alunos devem anotar, no caderno, o diálogo desta página. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 27 10/05/13 19:34 28 30. Observe como usar a regra confirmada pelo professor, para calcular potências de expoente negativo: Calcule as seguintes potências usando a mesma regra: a) 2 5 3 − b) 3 4 2 − c) 10–1 d) 10–3 31. Nos itens (c) e (d) do exercício anterior, você calculou 10–1 e 10–3 e con- cluiu que: Agora, copie a frase a seguir em seu caderno e discuta com seus co- legas como se deve completá-la. Se a letra n representa um número natural, 10–n é uma fração de numera- dor 1 e o denominador é uma potência de dez que tem ... ... algarismos zero. Você sabe também que: ? ? ? ? ???? 30. a) 125/8; b) 16/9; c) 1/10; d) 1/1000. 31. n algarismos. Os exercícios que seguem visam a preparar os alunos para a “notação científica”. 32. a) 1,3; b) 0,13; c) 0,013; d) 0,0013; e) 13,4; f) 1,34; g) 0,134; h) 0,0134. 33. n ordens. 10 1 10 0 1 10 1 1000 0 0011 3− −= = = =, , .e que a 4 × 0,1 = 0,4 c 57 × 0,1 = 5,7 e 57 × 0,001 = 0,057 b 134 × 0,1 = 13,4 d 4 × 0,001 = 0,004 f 134 × 0,001 = 0,134 a 4 × 10–1 = 4 × 0,1 = 0,4 d 4 × 10–3 = 4 × 0,001 = 0,004 b 134 × 10–1= 134 × 0,1 = 13,4 e 57 × 10–3 = 57 × 0,001 = 0,057 c 57 × 10–1 = 57 × 0,1 = 5,7 f 134 × 10–3 = 134 × 0,001 = 0,134 2 3 3 2 9 4 2 2 = = − 3 5 5 3 25 9 2 2 = = − ? ? Portanto, 32. Agora, copie em seu caderno e complete: a) 13 × 10–1 = b) 13 × 10–2 = c) 13 × 10–3 = d) 13 × 10–4 = e) 134 × 10–1 = f) 134 × 10–2 = g) 134 × 10–3 = h) 134 × 10–4 = 33. Observe: (A) 13,4 x 10–1 = 1,34 (C) 1345,7 x 10–3 = 1,3457 (B) 134,5 x 10–2 = 1,345 (D) 134 x 10–4 = 0,0134 Copie em seu caderno e complete: Multiplicar um número por 10–n é deslocar a vírgula do número ... ... ordens decimais para a esquerda. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 28 10/05/13 19:34 29 Observe: a) 145,34 = 1,4534 x 102 c) 12 000 000 = 1,2 x 107 b) 12345 = 1,2345 x 104 d) 0,000356 = 3,56 x 10–4 34. Agora, escreva em seu caderno os números a seguir como produto de um decimal com um algarismo na parte inteira, multiplicado por uma potência de dez: a) 1256,9 b)12 569 c) 250 000 000 d) 0,00037 36. Copie e complete em seu caderno: a) 36 = b) 4 = c) 9 = 37. Use as letras N e R para descrever o que é a raiz quadrada ( R ) de um número natural N que é um quadrado perfeito. Começamos para você: A raiz quadrada de um número natural N que é um quadrado perfeito é... Até aqui, você calculou raízes quadradas de números naturais que são quadrados de outros. Mas diversos números naturais não são quadrados de outros números naturais. Como calcular essas raízes quadradas? É o que você verá a seguir. a) Como se chama o número cujo quadrado é 64? Qual é ele? b) Qual é a raiz quadrada de 16? Você se lembra? A raiz quadrada de um número é representada pelo símbolo Assim, 36 se lê: raiz quadrada de 36. 35. Observe a tabela e responda: Número natural 64 25 49 100 81 Raiz quadrada do número 8 5 7 10 9 Você tem duas possibilidades: uma, se tiver à mão uma calculadora, e outra, se não tiver uma calculadora ou não for permitido usá-la, como, por exemplo, em diversas provas de concursos. Vamos, inicialmente, dar um exemplo de como calcular 6 sem calcu- ladora. No exercício 34 os alunos são solicitados a trabalhar aplicações da “notação cien- tíf ica”. Sugira que façam uma pesquisa sobre este tema. 34. a) 1,2569 x 103; b) 1,2569 x 104; c) 2,5 x 108; d) 3,7 x 10–4. 35. a) Raiz quadrada de 64; É o número 8; b) Quatro. 36. a) 6; b) 2; c) 3. 37. A raiz quadrada de umnúmero natural N que é um quadrado perfeito, é outro número natural R tal que R2 = N. ? ? ? ? Mat9Cap1_NOVA2012.indd 29 10/05/13 19:34 30 Observe que esse cálculo equivale a procurar um número cujo quadrado seja 6. Observe também que, como 4 < 6 < 9, a raiz quadrada de 6 deve ser um número entre a raiz quadrada de 4 (que é 2) e a raiz quadrada 9 (que é 3). Portanto, a raiz quadrada de 6 é um decimal entre 2 e 3, ou seja, tem na parte inteira o algarismo 2 e, nas ordens decimais, alguns algarismos. Veja, no quadro a seguir, como podemos encontrar um valor aproximado de 6 por tentativas. Chamemos de x esse valor procurado. Comecemos as tentativas pelo valor x = 2,6. Temos: Explique aos alunos que o estudo das raízes quadra- das tem vários objetivos, dentre os quais possibilitar calcular medidas de lados de quadrados conhecidas as áreas destes, bem como na resolução de equações do segundo grau que vão ser estudadas neste ano. Visite ou recomende o site http://amp746.wordpress. com/2008/03/02/matemati- ca-raiz-quadrada-nos-tem- pos-de-cristo/. 38. a) a = 6,0025; b) 6,0025 > 6 (2,455 é muito) c = 5,9535; c) 5,9536 < 6 (2,44 é pouco). 39. 2,44. Pelo quadro você observa que 6 é um decimal entre 2,4 e 2,5. Você pode então dizer que 2,4 é um valor aproximado para a raiz quadrada de 6 “por falta”, e que 2,5 é um valor aproximado da raiz quadrada de 6 “por excesso”. Em geral, é costume dar o valor aproximado por falta. Assim, podemos concluir: A raiz quadrada aproximada de 6 a menos de um décimo, por falta, é 2,4. E podemos escrever: (lê-se: raiz quadrada de 6 é aproximadamente igual a 2,4). 39. Com base nos resultados obtidos no quadro anterior, qual é o valor aproximado de 6 a menos de um centésimo por falta? Se você quiser, pode calcular a raiz quadrada de 6 a menos de um cen- tésimo, isto é, com duas ordens decimais. Basta agora fazer tentativas dando valores a x desde 2,41 até 2,49. É recomendável começar por 2,45 e ir aumentando, caso os quadrados de x permaneçam menores que 6, ou ir diminuindo, caso os quadrados de x permaneçam maiores que 6. 38. Observe o quadro a seguir e escreva os valores que substituem corre- tamente cada letra: Tentativas Valor de x x2 Comentário 1a tentativa 2,6 (2,6)(2,6) = 6,76 6,76 > 6 (2,6 é muito) 2a tentativa 2,5 (2,5)(2,5) = 6,25 6,26 > 6 (2,5 é muito) 3a tentativa 2,4 (2,4)(2,4) = 5,76 5,76 < 6 (2,4 é pouco) Tentativas Valor de x x2 Comentário 1a tentativa 2,45 (2,45)(2,45) = a b 2a tentativa 2,44 (2,44)(2,44) = c d 6 2 4,≅ Mat9Cap1_NOVA2012.indd 30 10/05/13 19:34 31 40. Escreva usando símbolos: a raiz quadrada de 6 é aproximadamente igual a 2,44. O cálculo da raiz quadrada de um número usando a calculadora é extremamente simples: basta digitar o número e o símbolo da raiz quadrada ( ) , que imediatamente surgirá uma aproximação do valor no visor, de acordo com a quantidade de casas decimais que a calculadora é capaz de manipular. Use sua calculadora e: Digite 6 Digite Observe no visor: 2,4494897 Logo, você pode afirmar que: A raiz quadrada de 6 a menos de um décimo, por falta, é 2,4. A raiz quadrada de 6 a menos de um centésimo, por falta, é 2,44. A raiz quadrada de 6 a menos de um milésimo, por falta, é 2,449, ...e assim por diante. Uma última observação sobre raízes quadradas. Se você tiver que calcular raízes quadradas de decimais por tentativas, deve seguir o processo anterior. Por exemplo, para calcular 14 27, , comece observando que, como 9 < 14,27 < 16, a raiz quadrada de 14,27 deve ser um decimal entre 3 (que é raiz quadrada de 9) e 4 (que é raiz quadrada de 16). Portanto, comece tentando 3,5. 41. Faça as tentativas sugeridas e escreva suas conclusões. a) Use a calculadora e verifique que 14 27, 3,7775653. Escreva os valores aproximados, por falta, de 14 27, : b) A menos de um décimo. c) A menos de um centésimo. d) A menos de um milésimo. e) A menos de um décimo de milésimo. 42. Divida o numerador pelo denominador e calcule as raízes quadradas aproximadas ou exatas das seguintes frações, usando a calculadora: a) 4 7 c) 2 15 e) 5 11 g) 9 100 b) 8 9 d) 13 12 f) 16 100 h) 1 100 43. Transforme os resultados dos itens (f), (g) e (h) anteriores em frações. 40. 6 2 44,≅ Em casa, os alunos devem anotar, no caderno, os qua- dros em destaque do exer- cício 40 (os dois quadros). Anteceda o exercício 42 com estimativas feitas pelos alunos, perguntando quanto à parte inteira de: a) raízes quadradas de números entre zero e 1 (decimais de parte inteira zero); b) raízes qua- dradas de números entre 1 e 4 (decimais de parte inteira 1); c) raízes quadradas de núme- ros entre 4 e 9 (parte inteira 2). Peça que justifiquem as respostas. 42. a) 0,75; b) 0,94; c) 0,36; d) 1,04; e) 0,67; f) 0,4; g) 0,3; h) 0,1. 43. (f) 4/10, (g) 3/10, (h) 1/10. O objetivo do exercício 44 é que os alunos “descubram” que, para números positivos, . Explore mais exemplos com esta característica. 41. a) Verificação do aluno; b) 3,7; c) 3,77; d) 3,777; e) 3,7775. Mat9Cap1_NOVA2012.indd 31 10/05/13 19:34 32 44. Usando os resultados anteriores, copie e escreva em seu caderno as raízes quadradas a seguir na forma de fração. Depois, discuta com seus colegas se descobriram algum fato interessante. Caso afirmativo, descreva que conclusões foram tiradas. a) 16 100 = b) 9 100 = c) 1 100 = 45. Observe a tabela: Responda: a) Qual é a terça parte de 81? E de 27? E de 9? b) Na segunda linha, cada número é igual ao anterior, dividido por quanto? c) Qual é a terça parte de 1 3 ? d) Qual é a terça parte de 1 9 ? 46. Copie e complete: a) 2 5 5 2 2 2 = = − b) 3 8 8 3 2 2 = = − 47. Copie em seu caderno e complete: a) 25 × 10–1 = d) 25 × 10–4 = g) 253 × 10–3 = b) 25 × 10–2 = e) 253 × 10–1 = h) 253 × 10–4 = c) 25 × 10–3 = f) 253 × 10–2 = 48. Escreva os números a seguir como produto de um decimal com um algarismo na parte inteira multiplicado por uma potência de dez: a) 356,98 c) 32 000 000 000 e) 0,000007 b) 23 687 d) 0,00045 ? ? ? ? ? ? ? ? 44. a) 4/10; b) 3/10; c) 1/10. Possível resposta: Concluímos que, se a e b são números positivos, Comente com a turma que o procedimento descrito na resposta 44 é válido, em geral, sistematizando a regra corres- pondente. Veja a observação da página 14. No capítulo 8, ao estudarem os expoentes fracionários, esta conclusão será justificada. Aqui, abordamos apenas o caso de nu- meradores e denominadores que são quadrados perfeitos. Explore atividades análogas às anteriores para produtos. Assim: a ) D a d a s a s r a í z e s , proponha que os alunos calculem os produtos e depois, usando a calculadora, calculem as raízes quadradas. Depois, em cada caso, que calcu- lem as raízes quadradas de cada fator, multipliquem os resultados e comparem com as raízes qua- dradas dos produtos. b) Em seguida, descrevam com suas palavras o que ob- servaram. Também aqui o objetivo é, para positivos: . Faça breve abordagem oral sobre as atividades do “Apren- dendo em casa” para verificar se os alunos estão aptos a re- solvê-las. 47. a) 2,5; b) 0,25; c) 0,025; d) 0,0025; e) 25,3; f) 2,53; g) 0,253; h) 0,0253. 48. a) 3,5698 x 102; b) 2,3687 x 104; c) 3,2 x 1010; d) 4,5 x 10–4; e) 7 x 10–6. ? ? ? ? Potências de três 34 33 32 31 30 3–1 2–2 2–3 Valores 81 27 9 3 1 1 3 1 9 1 27 a b a b .= ? 45. a) 27, 9, 3, respectivamente; b) Dividido por três; c) 1/9; d) 1/27. 46. a) 25/4; b) 64/9. Aprendendo em casa Mat9Cap1_NOVA2012.indd 32 10/05/13 19:34 33 49. Use a calculadora e verifique que 17 48, 4,1809089. Use este resultado e escreva os valores aproximados, por falta, de 17 48, : a) A menos de um décimo. b) A menos de um centésimo. c) A menos de um milésimo. d) A menos de um décimo de milésimo.
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