Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
02 – APOSTILA DE MATEMÁTICA – CONCURSO OGMO ES 2011 WWW.EDITORATRADICAO.COM.BR BOA SORTE! http://WWW.EDITORATRADICAO.COM.BR/ CONTEÚDO: 1. Conjuntos numéricos: operações fundamentais de adição, subtração, divisão e multiplicação. 2. Frações ordinárias e decimais, números decimais. 3. Sistema métrico decimal, medidas de tempo e de ângulos. 4. Razão, proporção, porcentagem, divisão proporcional 5. Regra de três simples e composta. 6. Áreas das principais figuras planas. 7. Equações e inequações de 1o e 2o graus. 8. Sistemas de equações. 9. Juros simples 10. Sequências numéricas. 11. Funções e gráficos. 1. Conjuntos numéricos: operações fundamentais de adição, subtração, divisão e multiplicação. As expressões numéricas, como são conhecidas, podem ser definidas através de um conjunto de operações fundamentais. As operações que podemos encontrar são: radiciação, potenciação, multiplicação, divisão, adição e subtração. Como uma expressão numérica é formada por mais de uma operação, devemos saber que resolvemos primeiramente as potências e as raízes (na ordem que aparecerem), depois a multiplicação ou divisão (na ordem) e por último adição e subtração (na ordem). É comum o aparecimento de sinais nas expressões numéricas, eles possuem o objetivo de organizar as expressões, como: ( ) parênteses, [ ] colchetes e {} chaves, e são utilizados para dar preferência para algumas operações. Quando aparecerem em uma expressão numérica devemos eliminá-los, essa eliminação irá acontecer na seguinte ordem: parênteses, colchetes e, por último, as chaves. Veja alguns exemplos da resolução de algumas expressões numéricas. 8 – [– (6 + 4) + (3 – 2 – 1)] = resolva primeiro os parênteses. 8 – [– 10 + (1 – 1)] = 8 – [– 10 + 0 ] = resolva os colchetes. 8 – [– 10] = faça o jogo de sinais para eliminar o colchete. 8 + 10 = 18 O valor numérico da expressão é 18. – 62 : (– 5 + 3) – [– 2 * (– 1 + 3 – 1)² – 16 : (– 1 + 3)²] = elimine parênteses. – 62 : (– 2) – [– 2 * (2 – 1)² – 16 : 2²] = continue eliminando os parênteses. – 62 : (– 2) – [– 2 * 1 – 16 : 2²] = resolva as potências dentro do colchetes. – 62 : (– 2) – [– 2 * 1 – 16 : 4] = resolva as operações de multiplicação e divisão nos colchetes. – 62 : (– 2) – [– 2 – 4] = – 62 : (– 2) – [– 6] = elimine o colchete. – 62 : (– 2) + 6 = efetue a potência. 31 + 6 = 37 efetue a adição. O valor numérico da expressão é 37. Nesses conjuntos aplicaremos as quatro operações básicas: adição, subtração, multiplicação e divisão. Algumas regras essenciais serão apresentadas durante a resolução detalhada dos exemplos. Adição Exemplo 1 (+8) + (+10) = + 8 + 10 (eliminamos os parênteses e conservamos os sinais dos números) + 8 + 10 = + 18 (quando os sinais são iguais, somamos os números e conservamos o sinal) Exemplo 2 (–12) + (–12) = – 12 – 12 (eliminamos os parênteses e conservamos os sinais dos números) –12 – 12 = – 24 (quando os sinais são iguais, somamos os números e conservamos o sinal) Exemplo 3 (+15) + (–12) = +15 – 12 (eliminamos os parênteses e conservamos os sinais dos números) +15 – 12 = + 3 (quando os sinais são diferentes, subtraímos os números e conservamos o sinal do número de maior módulo) Subtração Exemplo 1 (+12) – (+6) = + 12 – 6 (eliminamos os parênteses e invertemos o sinal do número após a subtração) +12 – 6 = + 6 (quando os sinais são diferentes, subtraímos os números e conservamos o sinal do número de maior módulo) Exemplo 2 (–32) – (–35) = – 32 + 35 (eliminamos os parênteses e invertemos o sinal do número após a subtração) – 32 + 35 = + 3 (quando os sinais são diferentes, subtraímos os números e conservamos o sinal do número de maior módulo) Exemplo 3 (–12) – (+9) = – 12 – 9 (eliminamos os parênteses e invertemos o sinal do número após a subtração) – 12 – 9 = – 21 (quando os sinais são iguais, somamos os números e conservamos o sinal) As situações apresentadas na utilização da adição e da subtração podem ser relacionadas com movimentações bancárias. Se o saldo de uma pessoa é de R$ 100,00, e o banco resolve pagar um cheque no valor de R$ 120,00, a pessoa fica com um saldo negativo de R$ 20,00, isto é, + 100 – 120 = – 20. O banco utiliza o sinal negativo para demonstrar que a pessoa está devendo a quantia. Caso a pessoa tenha um saldo negativo de R$ 90,00 e realize um depósito de R$ 200,00, seu saldo passa a ser positivo de R$ 110,00, isto é, – 90 + 200 = + 110. Nesse caso, o banco utilizará o número sem o sinal de positivo, considerando que os números positivos não precisam ser acompanhados do sinal de +. Multiplicação e Divisão A multiplicação e a divisão utilizam a mesma regra de jogo dos sinais. Observe: ( + ) x ( + ) = ( + ) ( + ) x ( – ) = ( – ) ( – ) x ( – ) = ( – ) ( – ) x ( – ) = ( + ) ( + ) : ( + ) = ( + ) ( + ) : ( – ) = ( – ) ( – ) : ( – ) = ( – ) ( – ) : ( – ) = ( + ) Exemplos Multiplicação Exemplo 1 (+5) x (+8) = + 40 (multiplicação entre dois números positivos terá como resultado um número positivo) Exemplo 2 (+9) x (–12) = – 108 (multiplicação entre um número positivo e um número negativo terá como resultado um número negativo) Exemplo 3 (–10) x (–12) = + 120 (multiplicação entre dois números negativos terá como resultado um número positivo) Divisão Exemplo 1 (+32) : (+4) = + 8 (divisão entre dois números positivos terá como resultado um número positivo) Exemplo 2 (–100) : (+20) = – 5 (divisão entre um número negativo e um número positivo terá como resultado um número negativo) Exemplo 3 (–81) : (–3) = + 27 (divisão entre dois números negativos terá como resultado um número positivo) 2. Frações ordinárias e decimais, números decimais. Frações Ordinárias em Números Decimais Já aprendemos que para transformarmos uma fração não decimal ( fração ordinária ) em um número decimal basta dividirmos o numerador pelo denominador da fração. Estudaremos agora as três maneiras como isso ocorre, e para tal transformemos as frações ordinárias em números decimais. 1º Caso : Ao transformarmos a fração em um número decimal, encontraremos 0,75 e resto zero. Nesse caso diremos que a fração se converte num número decimal exato, ou numa decimal exata. 2 º Caso : Ao transformarmos a fração num número decimal, encontraremos 1,666... e o resto 2, que se repete indefinidamente. Nesse caso diremos que a fração se converte num número decimal periódico, ou numa dízima periódica. O algarismo 6 que se repete indefinidamente é chamado período da dízima. A dízima 1,666... é uma dízima periódica simples, já que, logo após a vírgula vem o período 6. 3º Caso : Ao transformarmos a fração num número decimal, encontraremos 0,58333... e o resto 4, que se repete indefinidamente. Nesse caso diremos que a fração se converte num número decimal periódico, ou numa dízima periódica. O número 3 é o período da dízima e o número 58 que o antecede é chamado de parte não periódica, não período ou ante-período. A dízima 0,58333 ... é uma dízima periódica composta, já que após a vírgula vem o ante-período 58 e somente após vem o período 3. II – Notação de uma Dízima Periódica Uma Dízima Periódica poderá ser representada de três formas diferentes : III – Os Casos da Conversão de Frações Ordinárias em Números Decimais 1º Caso : Número Decimal Exato – Uma fração ordinária e irredutível se transformará numa decimal exata quando seu denominador contiver apenas os fatores primos 2 , 5 ou 2 e 5. O número de ordens, ou casas decimais, será dado pelo maior expoente dos fatores 2 ou 5. Exemplo 1 : A fração ordinária e irredutível 7/4 se converterá numa decimal exata já que o seu denominador 4 só contém o fator primo 2 ( 4 = 22 ). Essa decimal exata terá 2 casas decimais, já que o expoente do fator 2 é 2 Exemplo 2 : A fração ordinária e irredutível 71/125 se converterá numa decimal exata já que o seu denominador 125 só contém o fator primo 5 ( 125 = 53 ). Essa decimal exata terá 3 casas decimais, já que o expoente do fator 5 é 3 Exemplo 3 : Afração ordinária e irredutível 93/80 se converterá numa decimal exata já que o seu denominador 80 só contém os fatores primos 2 e 5 ( 40 = 24 x 5 ). Essa decimal exata terá 4 casas decimais, já que o expoente do fator 2 é 4 2º Caso : Dízima Periódica Simples – Uma fração ordinária e irredutível se transformará numa Dízima Periódica Simples quando seu denominador contiver apenas fatores primos diferentes dos fatores primos 2 , 5 ou 2 e 5. Exemplo 4 : A fração ordinária e irredutível 16/9 se converterá numa Dízima Periódica Simples já que o seu denominador 9 só contém o fator primo 3 ( 9 = 32 ) Exemplo 5 : A fração ordinária e irredutível 43/77 se converterá numa Dízima Periódica Simples já que o seu denominador 77 só contém os fatores primos 7 e 11 ( 77 = 7 x 11) Exemplo 6 : A fração ordinária e irredutível 8/117 se converterá numa Dízima Periódica Simples já que o seu denominador 117 só contém os fatores primos 3 e 13 ( 117 = 32 x 13 ) 3º Caso : Dízima Periódica Composta – Uma fração ordinária e irredutível se transformará numa Dízima Periódica Composta quando seu denominador, além dos fatores primos 2 , 5 ou 2 e 5, contiver outros fatores primos quaisquer. O número de ordens, ou casas decimais, do ante-período será dado pelo maior expoente dos fatores 2 ou 5. Exemplo 7 : A fração ordinária e irredutível 2/15 se converterá numa Dízima Periódica Composta já que o seu denominador 15 contém além do fator primo 3, o fator primo 5 ( 15 = 3 x 5 ). Essa Dízima Periódica Composta terá um ante-período com 1 casa decimal, já que o expoente do fator 5 é 1. Exemplo 8 : A fração ordinária e irredutível 75/52 se converterá numa Dízima Periódica Composta já que o seu denominador 52 contém além do fator primo 2, o fator primo 13 ( 52 = 22 x 13 ). Essa Dízima Periódica Composta terá um ante-período com 2 casas decimais, já que o expoente do fator 2 é 2. Exemplo 9 : A fração ordinária e irredutível 7/680 se converterá numa Dízima Periódica Composta já que o seu denominador 340 contém além dos fatores primos 2 e 5, o fator primo 17 ( 680 = 23 x 5 x 17 ). Essa Dízima Periódica Composta terá um ante-período com 3 casas decimais, já que o expoente do fator 2 é 3 IV – GERATRIZ DE UMA DÍZIMA PERIÓDICA Definimos Geratriz de uma dízima periódica como sendo a fração ordinária que originou essa dízima. Exemplo 1 : 1/3 é a geratriz da dízima periódica simples 0,333... Exemplo 2 : 23/30 é a geratriz da dízima periódica composta 0,7666... V – GERATRIZ DE UMA DÍZIMA PERIÓDICA SIMPLES A geratriz de uma dízima periódica simples é a fração cujo numerador é o período e cujo denominador é formado por tantos “noves” quantos forem os algarismos do período. Se a dízima possuir parte inteira, ela deve ser incluída à frente dessa fração, formando um número misto. Exemplo 1 : Calcular a geratriz de 0,555... Exemplo 2 : Calcular a geratriz de 1,363636... Exemplo 3 : Calcular a geratriz de 2,006006006... VI - GERATRIZ DE UMA DÍZIMA PERIÓDICA COMPOSTA A geratriz de uma dízima periódica composta é a fração cujo numerador é o ante-período, acrescido do período e diminuído do ante-período e cujo denominador é formado por tantos “noves” quantos forem os algarismos do período, acrescido de tantos “zeros” quantos forem os algarismos do ante- período. Se a dízima possuir parte inteira, ela deve ser incluída à frente dessa fração, formando um número misto. Exemplo 1 : Calcular a geratriz de 0,03666... Exemplo 2 : Calcular a geratriz de 1,4(30) Exemplo 3 : Calcular a geratriz de 2,14272727... OBSERVAÇÃO IMPORTANTE Em problemas e expressões, toda dízima periódica deve ser convertida em sua fração geratriz e somente aí serem efetuadas as operações necessárias. Exercícios Propostos : I – Determine a natureza de cada uma das frações quando convertidas em números decimais. Se a resposta for uma decimal exata, determine o número de casa decimais e se for uma dízima periódica composta determine o número de casa decimais do ante-período. 01) 02) 03) 04) 05) 06) 07) 08) 09) 10) 11) 12) 13 – Determine todos os valores possíveis de para que a fração se converta numa decimal exata com três casas decimais. 14 – Determine os valores naturais de m e p para a fração se converta numa decimal exata com 4 ordens decimais e tenha o maior valor possível. 15 – Que relação deve haver entre a e b de modo que a fração seja a geratriz de uma dízima periódica simples. 16 – Determine o valor mínimo da soma dos naturais de modo que a fração se converta numa dízima periódica composta com 2 algarismos na parte não periódica. II – Calcule as geratrizes das dízimas periódicas : 17) 0,555... 18) 1,030303... 19) 2,(36) 20) 0,003003003... 21) 1,(09) 22) 2,027027027... 23) 5,018018018... 24) 0,0666... 25) 1,04727272... 26) 2,06818181... 27) 1,32(4) 28) 1,291666... 29) 1,05(3) 30) 3,61666... III – Calcule o valor das expressões abaixo : 31) 32 – 0,(15) – ( 0,333...)2 = Respostas dos Exercícios 01) D.E. – 3 casas 02) D.P.S. 03) D.P.C. – 2 casas 04) D.P.S. 05) D.P.S. 06) D.P.C. – 3 casas 07) D.P.C. – 3 casas 08) D.E. – 5 casas 09) D.E. – 2 casas 10) D.P.C. – 2 casas 11) D.E. – n casas se n p D.E. – p casas se p n 12) D.E. – 3 casas 13) 14) 15) 16) 17) 18) 19) 20) 21) 22) 23) 24) 25) 26) 27) 28) 29) 30) 31) Zero 32) Veja também: NÚMEROS DECIMAIS: História Os números decimais têm origem nas frações decimais. Por exemplo, a fração equivale à fração que equivale ao número decimal . Stevin, engenheiro e matemático holandês, em 1585 elaborou um método para efetuar operações por meio de números inteiros, sem o uso de frações, no qual ordenava os números naturais sobre os algarismos do numerador, o que indicava a posição a ser ocupada pela vírgula no numeral decimal. A representação proveniente de frações decimais recebia um traço no numerador indicando o file:///wiki/Fra%C3%A7%C3%A3o file:///wiki/Inteiro file:///wiki/1585 file:///wiki/Holanda file:///wiki/Matem%C3%A1tico file:///wiki/Engenheiro file:///wiki/Simon_Stevin número de zeros existentes no denominador. Em 1617 a notação introduzida por Stevin foi adaptada por John Napier, matemático escocês, que sugeriu o uso de um ponto ou de uma vírgula para separar a parte inteira da parte decimal. Durante muito tempo os números decimais foram empregados apenas para cálculos astronômicos em virtude da precisão proporcionada. Esses números simplificaram muito os cálculos e passaram a ser usados com mais ênfase após a criação do sistema métrico decimal. Casa decimal É a posição que um algarismo ocupa após a vírgula em um número decimal. • Exemplo: O número decimal 12,34563 tem 5 casas decimais. Observe que no exemplo acima existem 5 algarismos após a vírgula, são eles: o 3, o 4, o 5, o 6, e o 3 novamente. Nomenclatura Valor Nome Quantidade de casas decimais 10-1 Décimo 1 10-2 Centésimo 2 10-3 Milésimo 3 10-4 Décimo de milésimo 4 10-5 Centésimo de milésimo 5 10-6 Milionésimo 6 10-7 Décimo de milionésimo 7 10-8 Centésimo de milionésimo 8 10-9 Bilionésimo 9 10-10 Décimo de bilionésimo 10 10-11 Centésimo de bilionésimo 11 10-12 Trilionésimo 12 10-13 Décimo de trilionésimo 13 10-14 Centésimo de trilionésimo 14 10-15 Quatrilhonésimo 15 10-16 Décimo de quatrilhonésimo 16 10-17 Centésimo de quatrilhonésimo 17 10-18 Quintilhonésimo 18 10-19 Décimo de quintilhonésimo 19 10-20 Centésimo de quintilhonésimo 20 file:///wiki/Algarismo file:///wiki/Sistema_m%C3%A9trico_decimal file:///wiki/Astronomia file:///wiki/Esc%C3%B3cia file:///wiki/John_Napier file:///wiki/1617 Exemplos de decimais • 0,9 • 0,05 • 0,81 • 0,56 • 0,797 • 0,6786 • 0,78776 • 1,5766786856 • 21,22255555121111 Decimais infinitos Também podem ser chamados de dízima periódica, caso apresentem repetição, ou números irracionais • 1,7575647856487543785348738745374... • 2,2222222222222222222222222222222... • 5366576,7558967589675895634896687... • 67,687764986357348963894439864386... • 2,4832483248324832483248324832483... OperaçõesAdição e subtração Quando se adiciona um número decimal com outro número decimal, a regra deve ser "Número inteiro abaixo de número inteiro, vírgula abaixo de vírgula e casa decimal abaixo de casa decimal." Ex: 1,556 0,30+ —————— 1,856 Agora, repare que a regra acima está sendo obedecida, mas não existe nenhum número na ordem dos milésimos, para se calcular com o "6". Quando não se tem a (s) casa (s) decimal (is) para se calcular a adição (ou subtração) se adiciona zero, ou repete o valor a ser calculado (no caso, 6). Multiplicação e divisão Pela regra prática Quando se multiplica um número decimal por 10, 100, 1000, ou qualquer outra potência de 10, a vírgula anda uma casa decimal para a direita, de acordo com o número de zeros no multiplicando. Isso é chamado de "regra prática". Ex: 0,56 X 100 = 56 12,00 X 100 = 1200 350,33 X 10 = 3503,3 file:///wiki/Direita file:///wiki/Potencia%C3%A7%C3%A3o file:///wiki/N%C3%BAmero file:///wiki/V%C3%ADrgula file:///wiki/Adi%C3%A7%C3%A3o file:///wiki/D%C3%ADzima_peri%C3%B3dica Do mesmo jeito é a divisão por qualquer potência de 10, só que dessa vez a vírgula anda uma casa decimal para a esquerda. Ex: 1200000 ÷ 100000 = 12 5,55 ÷ 10 = 0,555 3. SISTEMA MÉTRICO DECIMAL, MEDIDAS DE TEMPO E DE ÂNGULO: * Definição O SISTEMA MÉTRICO DECIMAL é parte integrante do Sistema de Medidas. É adotado no Brasil tendo como unidade fundamental de medida o metro. O Sistema de Medidas é um conjunto de medidas usado em quase todo o mundo, visando padronizar as formas de medição. Deste os tempos passados os povos criavam seu método próprio de unidades de medidas. Cada um, desta forma, tinha seus próprios métodos de medição. Com o comércio crescente e em expansão na época, ficava cada vez mais complicado operar com tamanha diversidade de sistemas de medidas e a troca de informações entre os povos era confusa. Assim foi necessário que se adotasse um “sistema padrão” de medidas em suas respectivas grandezas. Então no ano de 1971, um grupo de representantes de diversos países reuniu-se para discutir a forma de adotar um sistema de medidas único que facilitasse a troca de informações entre os povos. Foi desenvolvido o sistema métrico decimal. * O metro O termo “metro” é oriundo da palavra grega “métron” e tem como significado “o que mede”. Estabeleceu-se no princípio que a medida do “metro” seria a décima milionésima parte da distância entre o Pólo Norte e Equador, medida pelo meridiano que passa pela cidade francesa de Paris. O metro padrão foi criado no de 1799 e hoje é baseado no espaço percorrido pela luz no vácuo em um determinado período de tempo. * As primeiras medições No mundo atual, temos os mais diversos meios e instrumentos que permitem ao homem moderno medir comprimentos. Porém nem sempre foi desta forma, há 3.000 anos, quando não se existia os recursos atuais, como o homem fazia para efetuar medidas de comprimentos? Esta necessidade de medir espaços é tão antiga quanto à necessidade de contar. Quando o homem começou a construir suas habitações e desenvolver sua agricultura e outros meios de sobrevivência e desenvolvimento econômico, que se fazia necessário medir espaços, então houve ai a necessidade de se medir espaços. Desta forma, para medir espaços o homem antigo, tinha como base seu próprio corpo, por isto que surgiram: polegadas, a braça, o passo, o palmo. Algumas destas medidas ainda são usadas até hoje, como é o caso da polegada. Há algum tempo, o povo egípcio usava como padrão para comprimento, o “cúbito”, que é a distância do cotovelo a ponta do dedo médio. Como as pessoas, é claro, tem tamanhos diferentes, o “cúbito” variava de uma pessoa para outra, fazendo com que houvesse muita divergência nos resultados finais de medidas. Então, vendo este problema de variação de medidas, o povo egípcio resolveu adotar uma outra forma de medir o “cúbito”, passaram então ao invés de usar seu próprio corpo, a usarem uma barra de pedra como o mesmo comprimento, assim deu-se origem então o “cúbito padrão”. file:///wiki/Esquerda file:///wiki/Divis%C3%A3o Como era impossível realizar medições em extensões grandes, o povo egípcio então começou a usar cordas, para medir grandes áreas. Tinham nós que eram igualmente colocados em espaços iguais, e o intervalo entre estes nós, poderia medir “x” cúbitos fixos. Desta forma de medição com cordas, originou-se o que chamamos hoje de “trena”. * Múltiplos e submúltiplos do Metro Como o metro é a unidade fundamental do comprimento, existem evidentemente os seus respectivos múltiplos e submúltiplos. Os nomes pré-fixos destes múltiplos e submúltiplos são: quilo, hecto, deca, centi e mili. Veja o quadro: Os múltiplos do metro são usados para realizar medição em grandes áreas/distâncias, enquanto os submúltiplos para realizar medição em pequenas distâncias. No caso de haver necessidade de fazer medições milimétricas, onde a precisão é fundamental, podem-se utilizar as seguintes medições: No caso de haver necessidade de fazer medições astronômicas, pode-se utilizar a seguinte medição: Ano-Luz é a distância percorrida pela luz em um ano. * Nomes e funções de algumas medidas * Leitura das Medidas de comprimento Podemos efetuar a leitura corretas das medidas de comprimento com auxilio de um quadro chamado “quadro de unidades”. Exemplo: Leia 16,072 m Após ter colocado os respectivos valores dentro das unidades equivalentes, lê-se a parte inteira acompanhada da unidade de medida do seu último algarismo e a parte decimal com a unidade de medida o último algarismo. Veja outros exemplos de leitura: 8,05 km = Lê-se assim: “Oito quilômetros e cinco decâmetros” 72,207 dam = Lê-se assim: “Setenta e dois decâmetros e duzentos e sete centímetros” 0,004 m = Lê-se assim: “quatro milímetros” * Transformar unidades Este é um item que é muito pedido em grande parte de concursos que exigem matemática, e é justamente onde muitas pessoas que estudam este tema tem comprometido seus resultados. Observe a tabela abaixo: Agora observe os exemplos de transformações 1) Transforme 17,475hm em m Para transformar hm (hectômetro) em m (metro) - observe que são duas casas à direita - multiplicamos por 100, ou seja, (10 x 10). 17,475 x 100 = 1747,50 Ou seja 17,475 hm é = 1747,50m 2) Transforme 2,462 dam em cm Para transformar dam (Decâmetro) em cm (Centímetro) – observe que são três casas à direita – multiplicamos por 1000, ou seja, (10 x 10 x 10). 2,462 x 1000 = 2462 Ou seja 2,462dam é = 2462cm 3) Transforme 186,8m em dam. Para transformar m (metro) em dam (decâmetro) – observe que é uma casa à esquerda – dividimos por 10. 186,8 ÷ 10 = 18,68 Ou seja 186,8m é = 18,68dam 4) Transforme 864m em km. Para transformar m (metro) em km (Kilômetro) – observe que são três casas à esquerda – dividimos por 1000. 864 ÷ 1000 = 0,864 Ou seja 864m é = 0,864km Obs. Os quadros das medidas foram colocados em cada operação repetidamente, de propósito, para que haja uma fixação, pois é fundamental conhecer “decoradamente” estas posições. Medidas de tempo Introdução É comum em nosso dia-a-dia pergunta do tipo: Qual a duração dessa partida de futebol? Qual o tempo dessa viagem? Qual a duração desse curso? Qual o melhor tempo obtido por esse corredor? Todas essas perguntas serão respondidas tomando por base uma unidade padrão de medida de tempo. A unidade de tempo escolhida como padrão no Sistema Internacional (SI) é o segundo. Segundo O Sol foi o primeiro relógio do homem: o intervalo de tempo natural decorrido entre as sucessivas passagens do Sol sobre um dado meridiano dá origem ao dia solar. O segundo (s) é o tempo equivalente a do dia solar médio. As medidas de tempo não pertencem ao Sistema Métrico Decimal. Múltiplos e Submúltiplos do Segundo Quadro de unidades Múltiplos minutos hora dia min h d 60 s 60 min = 3.600 s 24 h = 1.440 min = 86.400s São submúltiplos do segundo: • décimo de segundo • centésimo de segundo • milésimo de segundo Cuidado: Nunca escreva 2,40hcomo forma de representar 2 h 40 min. Pois o sistema de medidas de tempo não é decimal. Observe: Medidas de tempo Outras importantes unidades de medida: mês (comercial) = 30 dias ano (comercial) = 360 dias ano (normal) = 365 dias e 6 horas ano (bissexto) = 366 dias semana = 7 dias quinzena = 15 dias bimestre = 2 meses trimestre = 3 meses quadrimestre = 4 meses semestre = 6 meses biênio = 2 anos lustro ou qüinqüênio = 5 anos década = 10 anos século = 100 anos milênio = 1.000 anos MEDIDAS DE ÂNGULOS: Ângulos Observe agora dois casos em que as semi-retas de mesma origem estão contidas na mesma reta. Nesses casos, formam-se também ângulos. • As semi-retas coincidem. Temos aí o ângulo nulo e o ângulo de uma volta. • As semi-retas não coincidem. Temos aí dois ângulos rasos ou de meia-volta. Podemos, então, estabelecer que: Ângulo é a região do plano limitada por duas semi-retas que têm a mesma origem. MEDIDA DE UM ÂNGULO A medida de um ângulo é dada pela medida de sua abertura. A unidade padrão de medida de um ângulo é o grau, cujo símbolo é º. Tomando um ângulo raso ou de meia-volta e dividindo-o em 180 partes iguais, determinamos 180 ângulos de mesma medida. Cada um desses ângulos representa um ângulo de 1º grau (1º). Para medir ângulos utilizamos um instrumento denominado transferidor. O transferidor já vem graduado com divisões de 1º em 1º. Existem dois tipos de transferidor: Transferidor de 180º e de 360º. O grau compreende os submúltiplos: • O minuto corresponde a do grau. Indica-se um minuto por 1'. 1º=60' • O segundo corresponde a do minuto. Indica-se um segundo por 1''. 1'=60'' Logo, podemos concluir que: 1º = 60'.60 = 3.600'' Quando um ângulo é medido em graus, minutos e segundos, estamos utilizando o sistema sexagesimal. 4. RAZÃO , PROPORÇÃO, PORCENTAGEM, DIVISÃO PROPORCIONAL: RAZÃO: Razão ou rácio é a divisão ou relação entre duas grandezas. Razão de um número a para um número b, sendo b, diferente de zero, é o quociente de a por b. a : b ou a / b O número a é chamado de antecedente e o b de consequente. Assim, o conceito de razão nos permite fazer comparações de grandeza entre dois números. Por exemplo, para saber quantas vezes o número 100 é maior do que o número 2 (ou em outras palavras, qual a razão entre 100 e 2), procedemos da seguinte forma: 100 : 2 = 50 Portanto, o número 100 é 50 vezes maior do que o número 2. A razão é a relação entre duas grandezas que já estão relacionadas, é uma divisão entre dois valores, um exemplo é a razão entre um perímetro e a medida de uma lado de um triângulo, a razão seria o perímetro dividido pela medida do lado. Razão de duas grandezas A razão de duas ou mais grandezas de mesma espécie é o quociente dos números que expressam as suas medidas racionais, consideradas na mesma unidade. Grandezas são características dos objetos possíveis de serem comparadas e cujas medidas podem ser adicionadas, subtraídas ou divididas uma pela outra. razão vem do latim ratio e envolve a ideia de relação de Euclides(matemático Grego) Exemplo O peso de Alberto é 80 kg e o de Valmir é de 60.000 g. Qual a razão entre seus pesos? Devemos transformar primeiro as grandezas na mesma unidade de medida: 60.000 g = 60 kg Assim, 80/60 = 4/3 e, portanto, a proporção entre as igualdades é de 3/5 file:///wiki/N%C3%BAmeros_racionais RAZÃO E PROPORÇÃO – RESUMO ESPECIAL: Razões A palavra razão vem do latim ratio e significa a divisão ou o quociente entre dois números A e B, denotada por: A B Exemplo: A razão entre 12 e 3 é 4 porque: 12 3 = 4 e a razão entre 3 e 6 é 0,5 pois: 3 6 = 0,5 A razão também pode ser expressa na forma de divisão entre duas grandezas de algum sistema de medidas. Por exemplo, para preparar uma bebida na forma de suco, normalmente adicionamos A litros de suco concentrado com B litros de água. A relação entre a quantidade de litros de suco concentrado e de água é um número real expresso como uma fração ou razão (que não tem unidade), é a razão: A B = A/B Exemplo: Tomemos a situação apresentada na tabela abaixo. Líquido Situação1 Situação2 Situação3 Situação4 Suco puro 3 6 8 30 Água 8 16 32 80 Suco pronto 11 22 40 110 Na Situação1, para cada 3 litros de suco puro coloca-se 8 litros de água, perfazendo o total de 11 litros de suco pronto. Na Situação2, para cada 6 litros de suco puro coloca-se 16 litros de água, perfazendo o total de 24 litros de suco pronto. Exemplo: Em uma partida de basquete um jogador faz 20 arremessos e acerta 10. Podemos avaliar o aproveitamento desse jogador, dividindo o número de arremessos que ele acertou pelo total de arremessos, o que significa que o jogador acertou 1 para cada dois arremessos, o que também pode ser pensado como o acerto de 0,5 para cada arremesso. 10 : 20 = 1 : 2 = 0,5 Proporções Proporção é a igualdade entre duas razões. A proporção entre A/B e C/D é a igualdade: A B = C D Notas históricas: A palavra proporção vem do latim proportione e significa uma relação entre as partes de uma grandeza, ou seja, é uma igualdade entre duas razões. No século XV, o matemático árabe Al-Kassadi empregou o símbolo "..." para indicar as proporções e em 1.537, o italiano Niccola Fontana, conhecido por Tartaglia, escreveu uma proporção na forma 6:3::8:4. Regiomontanus foi um dos matemáticos italianos que mais divulgou o emprego das proporções durante o período do Renascimento. Propriedade fundamental das proporções Numa proporção: A B = C D os números A e D são denominados extremos enquanto os números B e C são os meios e vale a propriedade: o produto dos meios é igual ao produto dos extremos, isto é: A · D = B · C Exemplo: A fração 3/4 está em proporção com 6/8, pois: 3 = 6 4 8 Exercício: Determinar o valor de X para que a razão X/3 esteja em proporção com 4/6. Solução: Deve-se montar a proporção da seguinte forma: x 3 = 4 6 Para obter X=2. Razões e Proporções de Segmentos Consideremos dois segmentos AB e CD, cujas medidas são dadas, respectivamente, por 2cm e 4cm. A________B, C ______________ D Comparando os segmentos AB e CD, estabelecemos uma razão entre as suas medidas. m(AB) m(CD) = 2 4 Podemos também afirmar que AB está para CD na razão de 1 para 2 ou que CD está para AB na razão de 2 para 1. Polígonos Semelhantes Dois polígonos são semelhantes se têm ângulos correspondentes congruentes e os lados correspondentes proporcionais. Exemplo: Sejam os triângulos ABC e RST. Observamos que os ângulos correspondentes possuem as mesmas medidas, denotadas aqui por, A~R, B~S, C~T e os lados correspondentes são proporcionais. AB/RS=5/(2,5)=2 BC/ST=4/2=2 AC/RT=3/(1,5)=2 Afirmamos que os polígonos (triângulos) ABC e RST são semelhantes e indicamos isto por : ABC ~ DEF Figuras Semelhantes Duas figuras são semelhantes quando elas têm a mesma forma com medidas correspondentes congruentes, ou seja, quando uma é uma ampliação ou redução da outra. Isto significa que existe uma proporção constante entre elas sem ocorrência de deformação. A figura final e a figura original são chamadas figuras semelhantes. As figuras geométricas são semelhantes quando existe uma igualdade entre as razões dos segmentos que ocupam as correspondentes posições relativas nas figuras. Exemplo: Nos triângulos observamos que os ângulos correspondentes possuem a mesma medida, ou seja, A=R, B=S e C=T e os lados correspondentes são proporcionais. AB/RS = BC/ST = CA/TR = 2 Assim, os triângulos ABC e DEF são semelhantes e indicamos por: ABC ~ DEF Exemplo: O mapa do Brasil está em duas escalas diferentes. Os dois mapas possuem a mesma forma mas têm tamanhos diferentes. O mapa verde é uma ampliação do mapa amarelo ou o mapa amarelo é uma redução do mapa verde. Aplicações práticas das razões Existem algumas razões especiais muito utilizadas em nosso cotidiano, entre as quais: velocidade média, escala, densidade demográfica e densidade de um corpo. 1. Velocidade Média: A "velocidade média", em geral, é uma grandezaobtida pela razão entre uma distância percorrida (expressa em quilômetros ou metros) e um tempo por ele gasto (expresso em horas, minutos ou segundos). vmédia = distância percorrida / tempo gasto Exemplo: Suponhamos que um carro de Fórmula MAT percorreu 328Km em 2h. Qual foi a velocidade média do veículo nesse percurso? A partir dos dados do problema, teremos: vmédia = 328 Km / 2h = 164 Km/h o que significa que a velocidade média do veículo durante a corrida foi de 164 Km/h, ou seja, para cada hora percorrida o carro se deslocou 164 Km. 2. Escala: Uma das aplicações da razão entre duas grandezas se encontra na escala de redução ou escala de ampliação, conhecidas simplesmente como escala. Chamamos de escala de um desenho à razão entre o comprimento considerado no desenho e o comprimento real correspondente, ambos medidos na mesma unidade. escala = comprimento no desenho / comprimento real Usamos escala quando queremos representar um esboço gráfico de objetos como móveis, plantas de uma casa ou de uma cidade, fachadas de prédios, mapas, maquetes, etc. Exemplo: Observemos as figuras dos barcos: Base menor barco azul/Base menor barco vermelho = 2/4 Base maior barco azul/Base maior barco vermelho = 4/8 Altura do barco azul/Altura do barco vermelho = 3/6 O barco vermelho é uma ampliação do barco azul, pois as dimensões do barco vermelho são 2 vezes maiores do que as dimensões do barco azul, ou seja, os lados correspondentes foram reduzidos à metade na mesma proporção. 3. Densidade Demográfica: O cálculo da densidade demográfica, também chamada de população relativa de uma região é considerada uma aplicação de razão entre duas grandezas. Ela expressa a razão entre o numero de habitantes e a área ocupada em uma certa região. Exemplo: Em um jogo de vôlei há 6 jogadores para cada time, o que significa 6 jogadores em cada lado da quadra. Se, por algum motivo, ocorre a expulsão de 1 jogador de um time, sendo que não pode haver substituição, observa-se que sobra mais espaço vazio para ser ocupado pelo time que tem um jogador expulso. Neste caso, afirmamos que a densidade demográfica é menor na quadra que tem um jogador expulso e maior na outra quadra. Exemplo: Um estado brasileiro ocupa a área de 200.000 Km². De acordo com o censo realizado, o estado tem uma população aproximada de 12.000.000 habitantes. Assim: dens.demográfica=12.000.000 habitantes/200.000 Km² densidade demográfica = 60 habitantes/ Km2 Isto significa que para cada 1 Km2existem aproximadamente 60 habitantes. 4. Densidade de um Corpo: Densidade de um corpo é mais uma aplicação de razão entre duas grandezas. Assim, a densidade (volumétrica) de um corpo é a razão entre a massa desse corpo, medida em Kg ou gramas e o seu volume, medido em m³, dm³ ou qualquer outra unidade de volume. Exemplo: Se uma estátua de bronze possui uma densidade volumétrica de 8,75 kg/dm³ então para cada dm³ há uma massa de 8,75 kg. Curiosidade:Devido à existência de densidades diferentes, observamos que ao colocarmos corpos diferentes em um recipiente com água, alguns afundam e outros flutuam. Uma bolinha de isopor flutuará na água enquanto que uma de chumbo, de mesmo volume afundará. Isso ocorre porque a densidade do chumbo é maior que a densidade do isopor. Algumas substâncias e suas densidades estão na tabela abaixo: Substância Densidade [g/cm³] madeira 0,5 gasolina 0,7 álcool 0,8 alumínio 2,7 ferro 7,8 mercúrio 13,6 5. Pi: Uma razão muito famosa: Os egípcios trabalhavam muito com certas razões e descobriram a razão entre o comprimento de uma circunferência e seu diâmetro. Este é um fato fundamental pois esta razão é a mesma para toda circunferência. O nome desta razão é Pi e seu valor é aproximadamente: Pi = 3,1415926535 Exemplo: Se C é o comprimento da circunferência e D a medida do diâmetro da circunferência, temos uma razão notável: C / D = Pi = 3,14159265358979323846264338327950... significando que C = Pi . D Exemplo: Se a medida do raio de uma circunferência tem 1,5cm então o perímetro da circunferência é igual a 9,43cm. EXERCÍCIOS RESOLVIDOS “RAZÃO E PROPORÇÃO” 1) Dois números somados totalizam 510. Sabe-se que um deles está para 8, assim como o outro está para 9. Quais são os dois números? Chamemos o primeiro número de a e o outro número de b. Do enunciado, tiramos que a está para 8, assim como b está para 9. Utilizando-nos da terceira propriedade das proporções temos: Sabemos que a e b somados resultam em 510, assim como a adição de 8 a 9 resulta em 17. Substituindo estes valores na proporção teremos: Portanto: Chegamos então que os dois números são 240 e 270. 2) Um número a somado a um outro número b totaliza 216. a está para 12, assim como b está para 15. Qual o valor de a e de b ? Recorrendo à terceira propriedade das proporções montamos a seguinte proporção: Sabemos que a soma de a com b é igual a 216, assim como também sabemos que 12 mais 15 totaliza 27. Substituindo tais valores teremos: Portanto: R= Os dois números são 96 e 120. 3) Um número a subtraído de um outro número b resulta em 54. a está para 13, assim como b está para 7. Qual o valor de a e de b ? Recorremos à terceira propriedade das proporções para montarmos a seguinte proporção: Sabemos que a diferença entre a e b é igual a 54, e sabemos também que 13 menos 7 dá 6. Substituindo tais valores teremos: Portanto: R= Os dois números são 117 e 63. 4) A diferença entre dois números é igual a 52. O maior deles está para 23, assim como o menor está para 19. Quais são os números? Vamos chamar o número maior de a e o menor de b. Do enunciado, a está para 23, assim como b está para 19. Ao utilizarmos a terceira propriedade das proporções temos: Sabemos que a menos b é igual a 52, assim como 23 menos 19 é igual a 4. Ao substituirmos estes valores na proporção teremos: Portanto: R= Chegamos então que os dois números são 299 e 247. 5) A idade de Pedro está para a idade de Paulo, assim como 5 está para 6. Quantos anos tem Pedro e Paulo sabendo-se que as duas idades somadas totalizam 55 anos? Identifiquemos a idade de Pedro por a e a idade de Paulo por b. A partir do enunciado, temos que a está para b, assim como 5 está para 6. Utilizando-nos da segunda propriedade das proporções temos: Sabemos que a soma a e b resulta em 55, assim como 5 mais 6 resulta em 11. Substituindo estes valores na proporção temos: Para calcularmos o valor de a temos: Portanto: R= Pedro tem 25 anos e Paulo tem 30 anos. PORCENTAGEM: Porcentagem Praticamente todos os dias, observamos nos meios de comunicação, expressões matemáticas relacionadas com porcentagem. O termo por cento é proveniente do Latim per centum e quer dizer por cem. Toda razão da forma a/b na qual o denominador b=100, é chamada taxa de porcentagem ou simplesmente porcentagem ou ainda percentagem. Historicamente, a expressão por cento aparece nas principais obras de aritmética de autores italianos do século XV. O símbolo % surgiu como uma abreviatura da palavra cento utilizada nas operações mercantis. Para indicar um índice de 10 por cento, escrevemos 10% e isto significa que em cada 100 unidades de algo, tomaremos 10 unidades. 10% de 80 pode ser obtido como o produto de 10% por 80, isto é: Produto = 10%.80 = 10/100.80 = 800 / 100 = 8 Em geral, para indicar um índice de M por cento, escrevemos M% e para calcular M % de um número N, realizamos o produto: Produto = M%.N = M.N / 100 Exemplos: 1. Um fichário tem 25 fichas numeradas, sendo que 52% dessas fichas estão etiquetadas com um número par. Quantas fichas têm a etiqueta com número par? uantas fichas têm a etiqueta com número ímpar? Par = 52% de 25 = 52%.25 = 52.25 / 100 = 13 Nesse fichário há 13 fichas etiquetadas com número par e 12 fichas com número ímpar. 2. Num torneio de basquete, uma determinada seleção disputou 4 partidas na primeira fase e venceu 3. Qual a porcentagem de vitórias obtida por essa seleção nessafase? Vamos indicar por X% o número que representa essa porcentagem. Esse problema pode ser expresso da seguinte forma: X% de 4 = 3 Assim: (X/100).4 = 3 4X/100 = 3 4X = 300 X = 75 Na primeira fase a porcentagem de vitórias foi de 75%. 3. Numa indústria há 255 empregadas. Esse número corresponde a 42,5% do total de empregados da indústria. Quantas pessoas trabalham nesse local? Quantos homens trabalham nessa indústria? Vamos indicar por X o número total de empregados dessa indústria. Esse problema pode ser representado por: 42,5% de X = 255 Assim: 42,5%.X = 255 42,5 / 100.X = 255 42,5.X / 100 = 255 42,5.X = 25500 425.X = 255000 X = 255000/425 = 600 Nessa indústria trabalham 600 pessoas, sendo que há 345 homens. 4. Ao comprar uma mercadoria, obtive um desconto de 8% sobre o preço marcado na etiqueta. Se paguei R$ 690,00 pela mercadoria, qual o preço original dessa mercadoria? Seja X o preço original da mercadoria. Se obtive 8% de desconto sobre o preço da etiqueta, o preço que paguei representa 100%-8%=92% do preço original e isto significa que 92% de X = 690 logo 92%.X = 690 92/100.X = 690 92.X / 100 = 690 92.X = 69000 X = 69000 / 92 = 750 O preço original da mercadoria era de R$ 750,00. DIVISÃO PROPORCIONAL: Divisão em duas partes diretamente proporcionais Para decompor um número M em duas partes A e B diretamente proporcionais a p e q, montamos um sistema com duas equações e duas incógnitas, de modo que a soma das partes seja A+B=M, mas A p = B q A solução segue das propriedades das proporções: A = B = A+B = M = K p q p+q p+q O valor de K é que proporciona a solução pois: A = K p e B = K q Exemplo: Para decompor o número 100 em duas partes A e B diretamente proporcionais a 2 e 3, montaremos o sistema de modo que A+B=100, cuja solução segue de: A 2 = B 3 = A+B 5 = 100 5 = 20 Segue que A=40 e B=60. Exemplo: Determinar números A e B diretamente proporcionais a 8 e 3, sabendo-se que a diferença entre eles é 60. Para resolver este problema basta tomar A-B=60 e escrever: A 8 = B 3 = A-B 5 = 60 5 =12 Segue que A=96 e B=36. Divisão em várias partes diretamente proporcionais Para decompor um número M em partes X1, X2, ..., Xn diretamente proporcionais a p1, p2, ..., pn, deve-se montar um sistema com n equações e n incógnitas, sendo as somas X1+X2+...+Xn=M e p1+p2+...+pn=P. X1 p1 = X2 p2 = ... = Xn pn A solução segue das propriedades das proporções: X1 p1 = X2 p2 =...= Xn pn = X1+X2+...+Xn p1+p2+...+pn = M P = K Exemplo: Para decompor o número 120 em três partes A, B e C diretamente proporcionais a 2, 4 e 6, deve-se montar um sistema com 3 equações e 3 incógnitas tal que A+B+C=120 e 2+4+6=P. Assim: A 2 = B 4 = C 6 = A+B+C P = 120 12 =10 logo A=20, B=40 e C=60. Exemplo: Determinar números A, B e C diretamente proporcionais a 2, 4 e 6, de modo que 2A+3B-4C=120. A solução segue das propriedades das proporções: A 2 = B 4 = C 6 = 2A+3B-4C 2×2+3×4-4×6 = 120 -8 = – 15 logo A=-30, B=-60 e C=-90. Também existem proporções com números negativos! :-) Divisão em duas partes inversamente proporcionais Para decompor um número M em duas partes A e B inversamente proporcionais a p e q, deve-se decompor este número M em duas partes A e B diretamente proporcionais a 1/p e 1/q, que são, respectivamente, os inversos de p e q. Assim basta montar o sistema com duas equações e duas incógnitas tal que A+B=M. Desse modo: A 1/p = B 1/q = A+B 1/p+1/q = M 1/p+1/q = M.p.q p+q = K O valor de K proporciona a solução pois: A=K/p e B=K/q. Exemplo: Para decompor o número 120 em duas partes A e B inversamente proporcionais a 2 e 3, deve-se montar o sistema tal que A+B=120, de modo que: A 1/2 = B 1/3 = A+B 1/2+1/3 = 120 5/6 = 120.2.3 5 = 144 Assim A=72 e B=48. Exemplo: Determinar números A e B inversamente proporcionais a 6 e 8, sabendo-se que a diferença entre eles é 10. Para resolver este problema, tomamos A-B=10. Assim: A 1/6 = B 1/8 = A-B 1/6-1/8 = 10 1/24 = 240 Assim A=40 e B=30. Divisão em várias partes inversamente proporcionais Para decompor um número M em n partes X1, X2, ..., Xn inversamente proporcionais a p1, p2, ..., pn, basta decompor este número M em n partes X1, X2, ..., Xn diretamente proporcionais a 1/p1, 1/p2, ..., 1/pn. A montagem do sistema com n equações e n incógnitas, assume que X1+X2+...+ Xn=M e além disso X1 1/p1 = X2 1/p2 = ... = Xn 1/pn cuja solução segue das propriedades das proporções: X1 1/p1 = X2 1/p2 =...= Xn 1/pn = X1+X2+...+Xn 1/p1+1/p2+...+1/pn = M 1/p1+1/p2+...+1/pn Exemplo: Para decompor o número 220 em três partes A, B e C inversamente proporcionais a 2, 4 e 6, deve-se montar um sistema com 3 equações e 3 incógnitas, de modo que A+B+C=220. Desse modo: A 1/2 = B 1/4 = C 1/6 = A+B+C 1/2+1/4+1/6 = 220 11/12 = 240 A solução é A=120, B=60 e C=40. Exemplo: Para obter números A, B e C inversamente proporcionais a 2, 4 e 6, de modo que 2A+3B-4C=10, devemos montar as proporções: A 1/2 = B 1/4 = C 1/6 = 2A+3B-4C 2/2+3/4-4/6 = 10 13/12 = 120 13 logo A=60/13, B=30/13 e C=20/13. Existem proporções com números fracionários! :-) Divisão em duas partes direta e inversamente proporcionais Para decompor um número M em duas partes A e B diretamente proporcionais a c e d e inversamente proporcionais a p e q, deve-se decompor este número M em duas partes A e B diretamente proporcionais a c/q e d/q, basta montar um sistema com duas equações e duas incógnitas de forma que A+B=M e além disso: A c/p = B d/q = A+B c/p+d/ q = M c/p+d/ q = M.p.q c.q+p.d =K O valor de K proporciona a solução pois: A=Kc/p e B=Kd/q. Exemplo: Para decompor o número 58 em duas partes A e B diretamente proporcionais a 2 e 3, e, inversamente proporcionais a 5 e 7, deve-se montar as proporções: A = B = A+B = 58 = 70 2/5 3/7 2/5+3/7 29/35 Assim A=(2/5).70=28 e B=(3/7).70=30. Exemplo: Para obter números A e B diretamente proporcionais a 4 e 3 e inversamente proporcionais a 6 e 8, sabendo-se que a diferença entre eles é 21. Para resolver este problema basta escrever que A-B=21 resolver as proporções: A 4/6 = B 3/8 = A-B 4/6-3/8 = 21 7/24 = 72 Assim A=(4/6).72=48 e B=(3/8).72=27. Divisão em n partes direta e inversamente proporcionais Para decompor um número M em n partes X1, X2, ..., Xn diretamente proporcionais a p1, p2, ..., pn e inversamente proporcionais a q1, q2, ..., qn, basta decompor este número M em n partes X1, X2, ..., Xn diretamente proporcionais a p1/q1, p2/q2, ..., pn/qn. A montagem do sistema com n equações e n incógnitas exige que X1+X2+...+Xn=M e além disso X1 p1/q1 = X2 p2/q2 =...= Xn pn/qn A solução segue das propriedades das proporções: X1 p1/q1 = X2 p2/q2 =...= Xn pn/qn = X1+X2+...+Xn p1/q1+p2/q2+...+pn/qn Exemplo: Para decompor o número 115 em três partes A, B e C diretamente proporcionais a 1, 2 e 3 e inversamente proporcionais a 4, 5 e 6, deve-se montar um sistema com 3 equações e 3 incógnitas de forma de A+B+C=115 e tal que: A 1/4 = B 2/5 = C 3/6 = A+B+C 1/4+2/5+3/6 = 115 23/20 = 100 logo A=(1/4)100=25, B=(2/5)100=40 e C=(3/6)100=50. Exemplo: Determinar números A, B e C diretamente proporcionais a 1, 10 e 2 e inversamente proporcionais a 2, 4 e 5, de modo que 2A+3B-4C=10. A montagem do problema fica na forma: A = B = C = 2A+3B-4C = 10 = 100 1/2 10/4 2/5 2/2+30/4-8/5 69/10 69 A solução é A=50/69, B=250/69 e C=40/69. Regra de Sociedade Regra de sociedade é um procedimento matemático que indica a forma de distribuição de um resultado (lucro ou prejuizo) de uma sociedade, sendo que os membros poderão participar com capitais distintos e também em tempos distintos. Os capitais dos membros participantes são indicados por: C1, C2, ..., Cn e os respectivos tempos de participação deste capitais da sociedade por t1, t2, ..., tn. Definiremos o peso pk (k=1,2,...,n) de cada participante como o produto:pk = Ck tk e indicaremos o capital total como a soma dos capitais participantes: C = C1 + C2 + ... + Cn A Regra de Sociedade é uma aplicação imediata do caso de decomposição de um valor M diretamente proporcional aos pesos p1, p2, ..., pn. Exemplo: Ocorreu a formação de uma sociedade por três pessoas A, B e C, sendo que A entrou com um capital de R$50.000,00 e nela permaneceu por 40 meses, B entrou com um capital de R$60.000,00 e nela permaneceu por 30 meses e C entrou com um capital de R$30.000,00 e nela permaneceu por 40 meses. Se o resultado (que pode ser um lucro ou um prejuizo) da empresa após um certo período posterior, foi de R$25.000,00, quanto deverá receber (ou pagar) cada sócio? Os pesos de cada sócio serão indicados em milhares para não termos muitos zeros nas expressões dos pesos. Desse modo: p1=50x40=2000; p2=60x30=1800; p3=30x40=1200 A montagem do problema estabelece que A+B+C=25000 e além disso: A 2000 = B 1800 = C 1200 A solução segue das propriedades das proporções: A 2000 = B 1800 = C 1200 = A+B+C 5000 = 25000 5000 = 5 A participação de cada sócio é X=5(2000)=10000, Y=5(1800)=9000 e Z=5(1200)=6000. REGRA DE TRÊS SIMPLES E COMPOSTA REGRAS DE TRÊS SIMPLES: Regra de três simples Regra de três simples é um processo prático para resolver problemas que envolvam quatro valores dos quais conhecemos três deles. Devemos, portanto, determinar um valor a partir dos três já conhecidos. Passos utilizados numa regra de três simples: 1º) Construir uma tabela, agrupando as grandezas da mesma espécie em colunas e mantendo na mesma linha as grandezas de espécies diferentes em correspondência. 2º) Identificar se as grandezas são diretamente ou inversamente proporcionais. 3º) Montar a proporção e resolver a equação. Exemplos: 1) Com uma área de absorção de raios solares de 1,2m2, uma lancha com motor movido a energia solar consegue produzir 400 watts por hora de energia. Aumentando-se essa área para 1,5m2, qual será a energia produzida? Solução: montando a tabela: Área (m2) Energia (Wh) 1,2 400 1,5 x Identificação do tipo de relação: Inicialmente colocamos uma seta para baixo na coluna que contém o x (2ª coluna). Observe que: Aumentando a área de absorção, a energia solar aumenta. Como as palavras correspondem (aumentando - aumenta), podemos afirmar que as grandezas são diretamente proporcionais. Assim sendo, colocamos uma outra seta no mesmo sentido (para baixo) na 1ª coluna. Montando a proporção e resolvendo a equação temos: Logo, a energia produzida será de 500 watts por hora. 2) Um trem, deslocando-se a uma velocidade média de 400Km/h, faz um determinado percurso em 3 horas. Em quanto tempo faria esse mesmo percurso, se a velocidade utilizada fosse de 480km/h? Solução: montando a tabela: Velocidade (Km/h) Tempo (h) 400 3 480 x Identificação do tipo de relação: Inicialmente colocamos uma seta para baixo na coluna que contém o x (2ª coluna). Observe que: Aumentando a velocidade, o tempo do percurso diminui. Como as palavras são contrárias (aumentando - diminui), podemos afirmar que as grandezas são inversamente proporcionais. Assim sendo, colocamos uma outra seta no sentido contrário (para cima) na 1ª coluna. Montando a proporção e resolvendo a equação temos: Logo, o tempo desse percurso seria de 2,5 horas ou 2 horas e 30 minutos. 3) Bianca comprou 3 camisetas e pagou R$120,00. Quanto ela pagaria se comprasse 5 camisetas do mesmo tipo e preço? Solução: montando a tabela: Camisetas Preço (R$) 3 120 5 x Observe que: Aumentando o número de camisetas, o preço aumenta. Como as palavras correspondem (aumentando - aumenta), podemos afirmar que as grandezas são diretamente proporcionais. Montando a proporção e resolvendo a equação temos: Logo, a Bianca pagaria R$200,00 pelas 5 camisetas. 4) Uma equipe de operários, trabalhando 8 horas por dia, realizou determinada obra em 20 dias. Se o número de horas de serviço for reduzido para 5 horas, em que prazo essa equipe fará o mesmo trabalho? Solução: montando a tabela: Horas por dia Prazo para término (dias) 8 20 5 x Observe que: Diminuindo o número de horas trabalhadas por dia, o prazo para término aumenta. Como as palavras são contrárias (diminuindo - aumenta), podemos afirmar que as grandezas são inversamente proporcionais. Montando a proporção e resolvendo a equação temos: Regra de três simples direta Uma regra de três simples direta é uma forma de relacionar grandezas diretamente proporcionais. Para resolver problemas, tomaremos duas grandezas diretamente proporcionais X e Y e outras duas grandezas W e Z também diretamente proporcionais, de forma que tenham a mesma constante de proporcionalidade K. X Y = K e W Z = K assim X Y = W Z Exemplo: Na extremidade de uma mola (teórica!) colocada verticalmente, foi pendurado um corpo com a massa de 10Kg e verificamos que ocorreu um deslocamento no comprimento da mola de 54cm. Se colocarmos um corpo com 15Kg de massa na extremidade dessa mola, qual será o deslocamento no comprimento da mola? (Kg=quilograma e cm=centímetro). Representaremos pela letra X a medida procurada. De acordo com os dados do problema, temos: Massa do corpo (Kg) Deslocamento da mola (cm) 10 54 15 X As grandezas envolvidas: massa e deslocamento, são diretamente proporcionais. Conhecidos três dos valores no problema, podemos obter o quarto valor X, e, pelos dados da tabela, podemos montar a proporção: 10 15 = 54 X Observamos que os números 10 e 15 aparecem na mesma ordem que apareceram na tabela e os números 54 e X também aparecem na mesma ordem direta que apareceram na tabela anterior e desse modo 10·X=15·54, logo 10X=810, assim X=81 e o deslocamento da mola será de 81cm. Regra de três simples inversa Uma regra de três simples inversa é uma forma de relacionar grandezas inversamente proporcionais para obter uma proporção. Na resolução de problemas, consideremos duas grandezas inversamente proporcionais A e B e outras duas grandezas também inversamente proporcionais C e D de forma que tenham a mesma constante de proporcionalidade K. A · B = K e C · D = K segue que A · B = C · D logo A C = D B Exemplo: Ao participar de um treino de Fórmula 1, um corredor imprimindo a velocidade média de 180 Km/h fez um certo percurso em 20s. Se a sua velocidade média fosse de 200 Km/h, qual seria o tempo gasto no mesmo percurso? (Km/h=quilômetro por hora, s=segundo). Representaremos o tempo procurado pela letra T. De acordo com os dados do problema, temos: Velocidade (Km/h) Tempo (s) 180 20 200 T Relacionamos grandezas inversamente proporcionais: velocidade e tempo em um mesmo espaço percorrido. Conhecidos três valores, podemos obter um quarto valor T. 180 = T 200 20 Os números 180 e 200 aparecem na mesma ordem que apareceram na tabela, enquanto que os números 20 e T aparecem na ordem inversa da ordem que apareceram na tabela acima. Assim 180.20=200.X, donde segue que 200X=3600 e assim X=3600/200=18. Se a velocidade do corredor for de 200 Km/h ele gastará 18s para realizar o mesmo percurso. Regra de três composta Regra de três composta é um processo de relacionamento de grandezas diretamente proporcionais, inversamente proporcionais ou uma mistura dessas situações. O método funcional para resolver um problema dessa ordem é montar uma tabela com duas linhas, sendo que a primeira linha indica as grandezas relativas à primeira situação enquanto que a segunda linha indica os valores conhecidos da segunda situação. Se A1, B1, C1, D1, E1, ... são os valores associados às grandezas para uma primeira situação e A2, B2, C2, D2, E2, ... são os valores associados às grandezas para uma segunda situação, montamos a tabela abaixo lembrando que estamos interessados em obter o valor numérico para uma das grandezas,digamos Z2 se conhecemos o correspondente valor numérico Z1 e todas as medidas das outras grandezas. Situação Grandeza 1 Grandeza 2 Grandeza 3 Grandeza 4 Grandeza 5 Grand... Grandeza ? Situação 1 A1 B1 C1 D1 E1 … Z1 Situação 2 A2 B2 C2 D2 E2 … Z2 Quando todas as grandezas são diretamente proporcionais à grandeza Z, resolvemos a proporção: Z1 Z2 = A1 · B1 · C1 · D1 · E1 · F1 … A2 · B2 · C2 · D2 · E2 · F2 … Quando todas as grandezas são diretamente proporcionais à grandeza Z, exceto a segunda grandeza (com a letra B, por exemplo) que é inversamente proporcional à grandeza Z, resolvemos a proporção com B1 trocada de posição com B2: Z1 Z2 = A1 · B2 · C1 · D1 · E1 · F1 … A2 · B1 · C2 · D2 · E2 · F2 … As grandezas que forem diretamente proporcionais à grandeza Z são indicadas na mesma ordem (direta) que aparecem na tabela enquanto que as grandezas que forem inversamente proporcionais à grandeza Z aparecerão na ordem inversa daquela que apareceram na tabela. Por exemplo, se temos cinco grandezas envolvidas: A, B, C, D e Z, sendo a primeira A e a terceira C diretamente proporcionais à grandeza Z e as outras duas B e D inversamente proporcionais à grandeza Z, deveremos resolver a proporção: Z1 Z2 = A1 · B2 · C1 · D2 A2 · B1 · C2 · D1 Observação: O problema difícil é analisar de um ponto de vista lógico quais grandezas são diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais. Como é muito difícil realizar esta análise de um ponto de vista geral, apresentaremos alguns exemplos para entender o funcionamento da situação. Exemplos: 1. Funcionando durante 6 dias, 5 máquinas produziram 400 peças de uma mercadoria. Quantas peças dessa mesma mercadoria serão produzidas por 7 máquinas iguais às primeiras, se essas máquinas funcionarem durante 9 dias? Vamos representar o número de peças pela letra X. De acordo com os dados do problema, vamos organizar a tabela: No. de máquinas (A) No. de dias (B) No. de peças (C) 5 6 400 7 9 X A grandeza Número de peças (C) servirá de referência para as outras grandezas. Analisaremos se as grandezas Número de máquinas (A) e Número de dias (B) são diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais à grandeza C que representa o Número de peças. Tal análise deve ser feita de uma forma independente para cada par de grandezas. Vamos considerar as grandezas Número de peças e Número de máquinas. Devemos fazer uso de lógica para constatar que se tivermos mais máquinas operando produziremos mais peças e se tivermos menos máquinas operando produziremos menos peças. Assim temos que estas duas grandezas são diretamente proporcionais. Vamos agora considerar as grandezas Número de peças e Número de dias. Novamente devemos usar a lógica para constatar que se tivermos maior número de dias produziremos maior número de peças e se tivermos menor número de dias produziremos menor número de peças. Assim temos que estas duas grandezas também são diretamente proporcionais. Concluímos que todas as grandezas envolvidas são diretamente proporcionais, logo, basta resolver a proporção: 400 x = 5×6 7×9 que pode ser posta na forma 400 x = 30 63 Resolvendo a proporção, obtemos X=840, assim, se as 7 máquinas funcionarem durante 9 dias serão produzidas 840 peças. 2. Um motociclista, rodando 4h por dia, percorre em média 200 Km em 2 dias. Em quantos dias esse motociclista irá percorrer 500 Km, se rodar 5 h por dia? (h=hora, Km=quilômetro). Vamos representar o número de dias procurado pela letra X. De acordo com os dados do problema, vamos organizar a tabela: Quilômetros (A) Horas por dia (B) No. de dias (C) 200 4 2 500 5 X A grandeza Número de dias (C) é a que servirá como referência para as outras grandezas. Analisaremos se as grandezas Quilômetros (A) e Horas por dia (B) são diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais à grandeza C que representa o Número de dias. Tal análise deve ser feita de uma forma independente para cada par de grandezas. Consideremos as grandezas Número de dias e Quilômetros. Usaremos a lógica para constatar que se rodarmos maior número de dias, percorreremos maior quilometragem e se rodarmos menor número de dias percorreremos menor quilometragem. Assim temos que estas duas grandezas são diretamente proporcionais. Na outra análise, vamos agora considerar as grandezas Número de dias e Horas por dia. Verificar que para realizar o mesmo percurso, se tivermos maior número de dias utilizaremos menor número de horas por dia e se tivermos menor número de dias necessitaremos maior número de horas para p mesmo percurso. Logo, estas duas grandezas são inversamente proporcionais e desse modo: 2 X = 200×5 500×4 que pode ser posta como 2 X = 1000 2000 Resolvendo esta proporção, obtemos X=4, significando que para percorrer 500 Km, rodando 5 h por dia, o motociclista levará 4 dias. AREAS COM FIGURAS PLANAS O estudo da área de figuras planas está ligado aos conceitos relacionados à Geometria Euclidiana, que surgiu na Grécia antiga embasada no estudo do ponto, da reta e do plano. No mundo em que vivemos, existem inúmeras formas planas existentes, que são construídas a partir dos elementos básicos citados anteriormente. Desde a antiguidade, o homem necessitou determinar a medida da superfície de áreas, com o objetivo voltado para a plantação e a construção de moradias. Dessa forma, ele observou uma melhor organização na ocupação do terreno. Atualmente, o processo de expansão ocupacional utiliza os mesmos princípios criados nos séculos anteriores. A diferença é que hoje as medidas são padronizadas de acordo com o Sistema Internacional de Medidas. Dentre as medidas de área existentes temos: km²: quilômetro quadrado hm²: hectômetro quadrado dam²: decâmetro quadrado m²: metro quadrado dm²: decímetro quadrado cm²: centímetro quadrado mm²: milímetro quadrado Uma área com 1 km² equivale a uma região quadrada com lados medindo 1 km e para as outras medidas segue-se o mesmo raciocínio. De acordo com o Sistema de Medidas, a unidade padrão para a representação de áreas é o m² (metro quadrado). Utiliza–se o km² em situações relacionadas à medição de áreas de cidades, estados, países, continentes, etc. Na Geometria, as formas mais conhecidas são: triângulo, quadrado, retângulo, paralelogramo, losango, trapézio e círculo. Todas essas formas possuem fórmulas matemáticas para o cálculo da medida de suas superfícies. Para o cálculo de área envolvendo as figuras mais complexas desenvolvemos cálculos matemáticos específicos entre outras técnicas. Nesta seção iremos abordar o cálculo da superfície das principais formas planas existentes, relacionando a figura com sua fórmula matemática. ESTUDANDO AS PRINCIPAIS FIGURAS PLANAS: SÃO ELAS: ÁREAS DAS PRINCIPAIS FIGURAS PLANAS 2.1. Área do retângulo 2.2. Área do quadrado 2.3. Área do paralelogramo 2.4. Área do triângulo 2.5. Área do losango 2.6. Área do trapézio 2.7. Área do círculo 2.1. Área do retângulo base X altura (b.h) 2.2. Área do quadrado base X altura (b.h) 2.3. Área do paralelogramo base X altura (b.h) 2.4. Área do triângulo (base X altura) / 2 (b.h)/2 2.5. Área do losango (diagonal 1 X diagonal 2) / 2 (d¹.d²)/2 2.6. Área do trapézio (base menor + base maior) X altura / 2 (b1+b2).h/2 2.7. Área do círculo Pi x Raio² pi.r² Triângulo e região triangular No desenho abaixo, o triângulo ABC é a reunião dos segmentos de reta AB, BC e AC. A reunião de todos os pontos localizados no triângulo e também dentro do triângulo é chamada uma região triangular. A região triangular ABC é limitada pelo triângulo ABC. Os pontos dos lados do triângulo ABC bem como os pontos do interior do triângulo ABC são pontos da região triangular. Triângulo ABC Região triangular ABC Duas ou mais regiões triangulares não são sobrepostas, se a interseção é vazia, é um ponto ou é um segmento de reta. Cada uma das regiões planas abaixoé a reunião de três regiões triangulares não sobrepostas. O conceito de região poligonal Uma região poligonal é a reunião de um número finito de regiões triangulares não- sobrepostas e coplanares (estão no mesmo plano). Na gravura abaixo, apresentamos quatro regiões poligonais. Observe que uma região triangular é por si mesmo uma região poligonal e além disso uma região poligonal pode conter "buracos". Uma região poligonal pode ser decomposta em várias regiões triangulares e isto pode ser feito de várias maneiras Duas ou mais regiões poligonais são não-sobrepostas quando a interseção de duas regiões quaisquer, é vazia, é um conjunto finito de pontos, é um segmento de reta ou é um conjunto finito de pontos e um segmento de reta. O estudo de área de regiões poligonais depende de alguns conceitos primitivos: 1. A cada região poligonal corresponde um único número real positivo chamado área. 2. Se dois triângulos são congruentes então as regiões limitadas por eles possuem a mesma área. 3. Se uma região poligonal é a reunião de n regiões poligonais não-sobrepostas então sua área é a soma das áreas das n-regiões. Observação: Para facilitar o estudo de regiões poligonais, adotaremos as seguintes práticas: a. Os desenhos de regiões poligonais serão sombreadas apenas quando houver possibilidade de confusão entre o polígono e a região. b. Usaremos expressões como a área do triângulo ABC e a área do retângulo RSTU no lugar de expressões como a área da região triangular ABC e a área da região limitada pelo retângulo RSTU. Exemplo: A área da figura poligonal ABCDEFX pode ser obtida pela decomposição da região poligonal em regiões triangulares. Após isto, realizamos as somas dessas áreas triangulares. Área(ABCDEFX)=área(XAB)+área(XBC)+...+área(XEF) Unidade de área Para a unidade de medida de área, traçamos um quadrado cujo lado tem uma unidade de comprimento. Esta unidade pode ser o metro, o centímetro, o quilômetro, etc. Área do Retângulo A figura ao lado mostra o retângulo ABCD, que mede 3 unidades de comprimento e 2 unidades de altura. O segmento horizontal que passa no meio do retângulo e os segmentos verticais, dividem o retângulo em seis quadrados tendo cada um 1 unidade de área. A área do retângulo ABCD é a soma das áreas destes seis quadrados. O número de unidades de área do retângulo coincide com o obtido pelo produto do número de unidades do comprimento da base AB pelo número de unidades da altura BC. O lado do retângulo pode ser visto como a base e o lado adjacente como a altura, assim, a área A do retângulo é o produto da medida da base b pela medida da altura h. A = b × h Área do quadrado Um quadrado é um caso particular de retângulo cuja medida da base é igual à medida da altura. A área do quadrado pode ser obtida pelo produto da medida da base por si mesma. Esta é a razão pela qual a segunda potência do número x, indicada por x², tem o nome de quadrado de x e a área A do quadrado é obtida pelo quadrado da medida do lado x. A = x² Exemplo: Obter a área do retângulo cujo comprimento da base é 8 unidades e o comprimento da altura é 5 unidades. A = b×h A = (8u)x(5u) = 40u² No cálculo de áreas em situações reais, usamos medidas de comprimento em função de alguma certa unidade como: metro, centímetro, quilômetro, etc... Exemplo: Para calcular a área de um retângulo com 2 m de altura e 120 cm de base, podemos expressar a área em metros quadrados ou qualquer outra unidade de área. 1. Transformando as medidas em metros Como h=2m e b=120cm=1,20m, a área será obtida através de: A = b×h A = (1,20m)×(2m) = 2,40m² 2. Transformando as medidas em centímetros Como h=2m=200cm e b=120cm, a área do retângulo será dada por: A = b×h A = (120cm)×(200cm) = 24000cm² Área do Paralelogramo Combinando os processos para obtenção de áreas de triângulos congruentes com aqueles de áreas de retângulos podemos obter a área do paralelogramo. Qualquer lado do paralelogramo pode ser tomado como sua base e a altura correspondente é o segmento perpendicular à reta que contém a base até o ponto onde esta reta intercepta o lado oposto do paralelogramo. No paralelogramo ABCD abaixo à esquerda, os segmentos verticais tracejados são congruentes e qualquer um deles pode representar a altura do paralelogramo em relação à base AB. No paralelogramo RSTV acima à direita, os dois segmentos tracejados são congruentes e qualquer um deles pode representar a altura do paralelogramo em relação à base RV. A área A do paralelogramo é obtida pelo produto da medida da base b pela medida da altura h, isto é, A=b×h.Demonstração da fórmula http://paralel.htm/ Área do Triângulo A área de um triângulo é a metade do produto da medida da base pela medida da altura, isto é, A=b.h/2. Demonstração da fórmula Exemplo: Mostraremos que a área do triângulo equilátero cujo lado mede s é dada por A=s²R[3]/2, onde R[z] denota a raiz quadrada de z>0. Realmente, com o Teorema de Pitágoras, escrevemos h²=s²-(s/2)² para obter h²=(3/4)s² garantindo que h=R[3]s/2. Como a área de um triângulo é dada por A=b.h/2, então segue que: A = s × R[3] s/2 = ½ R[3] s² Observação: Triângulos com bases congruentes e alturas congruentes possuem a mesma área. Comparação de áreas entre triângulos semelhantes Conhecendo-se a razão entre medidas correspondentes quaisquer de dois triângulos semelhantes, é possível obter a razão entre as áreas desses triângulos. Propriedade: A razão entre as áreas de dois triângulos semelhantes é igual ao quadrado da razão entre os comprimentos de quaisquer dois lados correspondentes. Área de ABC Área de RST = a² r² = b² s² = c² t² Área do losango http://triang.htm/ O losango é um paralelogramo e a sua área é também igual ao produto do comprimento da medida da base pela medida da altura. A área do losango é o semi-produto das medidas das diagonais, isto é, A=(d1×d2)/2. Demonstração da fórmula Área do trapézio Em um trapézio existe uma base menor de medida b1, uma base maior de medida b2 e uma altura com medida h. A área A do trapézio é o produto da média aritmética entre as medidas das bases pela medida da altura, isto é, A=(b1+b2).h/2. Polígonos regulares Um polígono regular é aquele que possui todos os lados congruentes e todos os ângulos congruentes. Existem duas circunferências associadas a um polígono regular. Circunferência circunscrita: Em um polígono regular com n lados, podemos construir uma circunferência circunscrita (por fora), que é uma circunferência que passa em todos os vértices do polígono e que contém o polígono em seu interior. Circunferência inscrita: Em um polígono regular com n lados, podemos colocar uma circunferência inscrita (por dentro), isto é, uma circunferência que passa tangenciando todos os lados do polígono e que está contida no polígono. Elementos de um polígono regular 1. Centro do polígono é o centro comum às circunferências inscrita e circunscrita. 2. Raio da circunferência circunscrita é a distância do centro do polígono até um dos vértices. http://losango.htm/ 3. Raio da circunferência inscrita é o apótema do polígono, isto é, a distância do centro do polígono ao ponto médio de um dos lados. 4. Ângulo central é o ângulo cujo vértice é o centro do polígono e cujos lados contém vértices consecutivos do polígono. Apótema: OM, Raios: OA,OF Ângulo central: AOF Apótema: OX, Raios: OR,OT Ângulo central: ROT 5. Medida do ângulo central de um polígono com n lados é dada por 360/n graus. Por exemplo, o ângulo central de um hexágono regular mede 60 graus e o ângulo central de um pentágono regular mede 360/5=72 graus. Áreas de polígonos regulares Traçando segmentos de reta ligando o centro do polígono regular a cada um dos vértices desse polígono de n-lados, iremos decompor este polígono em n triângulos congruentes. Assim, a fórmula para o cálculo da área da região poligonal regular será dada pela metade do produto da medida do apótema a pelo perímetro P, isto é: A = a × Perímetro / 2 Demonstração da fórmulaComparando áreas entre polígonos semelhantes Apresentamos abaixo dois pentágonos irregulares semelhantes. Dos vértices correspondentes A e L traçamos diagonais decompondo cada pentágono em três triângulos. Os pares de triângulos correspondentes ABC e LMN, parecem semelhantes, o que http://poligono.htm/ pode ser verificado diretamente através da medição de seus ângulos com um transferidor. Assumiremos que tal propriedade seja válida para polígonos semelhantes com n lados. Observação: Se dois polígonos são semelhantes, eles podem ser decompostos no mesmo número de triângulos e cada triângulo é semelhante ao triângulo que ocupa a posição correspondente no outro polígono. Este fato e o teorema sobre razão entre áreas de triângulos semelhantes são usados para demonstrar o seguinte teorema sobre áreas de polígonos semelhantes. Teorema: A razão entre áreas de dois polígonos semelhantes é igual ao quadrado da razão entre os comprimentos de quaisquer dois lados correspondentes. Área de ABCDE... Área de A'B'C'D'E'... = s² (s')² = t² (t')² EQUAÇÕES E INEQUAÇÕES DO 1º E 2º GRAU: Equações de 1° e 2° graus Equação do 1º Grau: Introdução às equações de primeiro grau Para resolver um problema matemático, quase sempre devemos transformar uma sentença apresentada com palavras em uma sentença que esteja escrita em linguagem matemática. Esta é a parte mais importante e talvez seja a mais difícil da Matemática. Sentença com palavras Sentença matemática 2 melancias + 2Kg = 14Kg 2 x + 2 = 14 Normalmente aparecem letras conhecidas como variáveis ou incógnitas. A partir daqui, a Matemática se posiciona perante diferentes situações e será necessário conhecer o valor de algo desconhecido, que é o objetivo do estudo de equações. Equações do primeiro grau em 1 variável Trabalharemos com uma situação real e dela tiraremos algumas informações importantes. Observe a balança: A balança está equilibrada. No prato esquerdo há um "peso" de 2Kg e duas melancias com "pesos" iguais. No prato direito há um "peso" de 14Kg. Quanto pesa cada melancia? 2 melancias + 2Kg = 14Kg Usaremos uma letra qualquer, por exemplo x, para simbolizar o peso de cada melancia. Assim, a equação poderá ser escrita, do ponto de vista matemático, como: 2x + 2 = 14 Este é um exemplo simples de uma equação contendo uma variável, mas que é extremamente útil e aparece na maioria das situações reais. Valorize este exemplo simples. Podemos ver que toda equação tem: Uma ou mais letras indicando valores desconhecidos, que são denominadas variáveis ou incognitas; Um sinal de igualdade, denotado por =. Uma expressão à esquerda da igualdade, denominada primeiro membro ou membro da esquerda; Uma expressão à direita da igualdade, denominada segundo membro ou membro da direita. No link Expressões Algébricas, estudamos várias situações contendo variáveis. A letra x é a incógnita da equação. A palavra incógnita significa desconhecida e equação tem o prefixo equa que provém do Latim e significa igual. 2 x + 2 = 14 1o. membro sinal de igualdade 2o. membro As expressões do primeiro e segundo membro da equação são os termos da equação. Para resolver essa equação, utilizamos o seguinte processo para obter o valor de x. 2x + 2 = 14 Equação original 2x + 2 - 2 = 14 - 2 Subtraímos 2 dos dois membros 2x = 12 Dividimos por 2 os dois membros x = 6 Solução Observação: Quando adicionamos (ou subtraímos) valores iguais em ambos os membros da equação, ela permanece em equilíbrio. Da mesma forma, se multiplicamos ou dividimos ambos os membros da equação por um valor não nulo, a equação permanece em equilíbrio. Este processo nos permite resolver uma equação, ou seja, permite obter as raízes da equação. Exemplos: 1. A soma das idades de André e Carlos é 22 anos. Descubra as idades de cada um deles, sabendo-se que André é 4 anos mais novo do que Carlos. Solução: Primeiro passamos o problema para a linguagem matemática. Vamos tomar a letra c para a idade de Carlos e a letra a para a idade de André, logo a=c-4. Assim: c + a = 22 c + (c - 4) = 22 2c - 4 = 22 2c - 4 + 4 = 22 + 4 2c = 26 c = 13 Resposta: Carlos tem 13 anos e André tem 13-4=9 anos. 2. A população de uma cidade A é o triplo da população da cidade B. Se as duas cidades juntas têm uma população de 100.000 habitantes, quantos habitantes tem a cidade B? Solução: Identificaremos a população da cidade A com a letra a e a população da cidade com a letra b. Assumiremos que a=3b. Dessa forma, poderemos escrever: a + b = 100.000 3b + b = 100.000 4b = 100.000 b = 25.000 Resposta: Como a=3b, então a população de A corresponde a: a=3×25.000=75.000 habitantes. 3. Uma casa com 260m2 de área construída possui 3 quartos de mesmo tamanho. Qual é a área de cada quarto, se as outras dependências da casa ocupam 140m2? Solução: Tomaremos a área de cada dormitório com letra x. 3x + 140 = 260 3x = 260 -140 3x = 120 x = 40 Resposta: Cada quarto tem 40m2. Exercícios: Resolver as equações 1. 2x + 4 = 10 2. 5k - 12 = 20 3. 2y + 15 - y = 22 4. 9h - 2 = 16 + 2h Desigualdades do primeiro grau em 1 variável Relacionadas com as equações de primeiro grau, existem as desigualdades de primeiro grau, (também denominadas inequações) que são expressões matemáticas em que os termos estão ligados por um dos quatro sinais: < menor > maior < menor ou igual > maior ou igual Nas desigualdades, o objetivo é obter um conjunto de todas os possíveis valores que pode(m) assumir uma ou mais incógnitas na equação proposta. Exemplo: Determinar todos os números inteiros positivos para os quais vale a desigualdade: 2x + 2 < 14 Para resolver esta desigualdade, seguiremos os seguintes passos: Passo 1 2x + 2 < 14 Escrever a equação original Passo 2 2x + 2 - 2 < 14 - 2 Subtrair o número 2 dos dois membros Passo 3 2x < 12 Dividir pelo número 2 ambos os membros Passo 4 x < 6 Solução Concluímos que o conjunto solução é formado por todos os números inteiros positivos menores do que 6: S = {1, 2, 3, 4, 5} Exemplo: Para obter todos os números pares positivos que satisfazem à desigualdade 2x + 2 < 14 obteremos o conjunto solução: S = {2, 4} Observação: Se há mais do que um sinal de desigualdade na expressão, temos várias desigualdades "disfarçadas" em uma. Exemplo: Para determinar todos os números inteiros positivos para os quais valem as (duas) desigualdades: 12 < 2x + 2 < 20 poderemos seguir o seguinte processo: 12 < 2x + 2 < 20 Equação original 12 - 2 < 2x + 2 - 2 < 20 - 2 Subtraímos 2 de todos os membros 10 < 2x < 18 Dividimos por 2 todos os membros 5 < x < 9 Solução O conjunto solução é: S = {6, 7, 8, 9} Exemplo: Para obter todos os números inteiros negativos que satisfazem às (duas) desigualdades 12 < 2x + 2 < 20 obteremos apenas o conjunto vazio, como solução, isto é: S = Ø = { } Desigualdades do primeiro grau em 2 variáveis Uma situação comum em aplicações é aquela em que temos uma desigualdade envolvendo uma equação com 2 ou mais incógnitas. Estudaremos aqui apenas o caso em aparecem 2 incógnitas x e y. Uma forma geral típica, pode ser: a x + b y < c onde a, b e c são valores dados. Exemplo: Para obter todos os pares ordenados de números reais para os quais: 2x + 3y > 0 observamos que o conjunto solução contém os pares: (0,0), (1,0), (0,1), (-1,1), (1,-1), ... Há infinitos pares ordenados de números reais satisfazendo a esta desigualdade, o que torna impossível exibir todas as soluções. Para remediar isto, utilizaremos um processo geométrico que permitirá obter uma solução geométrica satisfatória. Processo geométrico: (1) Traçamos a reta 2x+3y=0; (2) Escolhemos um par ordenado, como (1,1), fora da reta; (3) Se (1,1) satisfaz à desigualdade 2x+3y>0, colorimos a região que contém este ponto, caso contrário, colorimos a região que está do outro lado da reta. (4) A região colorida é o conjunto solução para a desigualdade. Sistemas linear de equações do primeiro grau Uma equação do primeiro grau, é aquela em que todas as incógnitas estão elevadas à potência
Compartilhar