Prévia do material em texto
CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS Prof.: Msc. Vanessa da Luz 3.1 Conjuntos dos Números Racionais O conjunto dos números racionais, representado pelo símbolo ℚ , é o conjunto dos números que são representados por uma fração, sendo 𝒂 𝒃 , em que 𝒂 ∈ ℤ 𝒆 𝒃 ∈ ℤ∗, no qual a é o numerador e b o denominador. Exemplos: 2; - 𝟒 𝟑 ; 𝟖, 𝟒𝟒𝟒 Considere 𝒂, 𝒃, 𝒄, 𝒅, 𝒆, 𝒇, 𝒈 ∈ ℤ e as seguintes propriedades. • 𝒂 𝒃 + 𝒄 𝒅 + 𝒆 𝒇 = 𝒂 𝒃 + 𝒄 𝒅 + 𝒆 𝒇 • 𝒂 𝒃 + 𝒄 𝒅 = 𝒄 𝒅 + 𝒂 𝒃 • 𝒂 𝒃 + 𝟎 = 𝒂 𝒃 • 𝒂 𝒃 + − 𝒂 𝒃 = 𝟎 • 𝒂 𝒃 . 𝒄 𝒅 . 𝒆 𝒇 = 𝒂 𝒃 . 𝒄 𝒅 . 𝒆 𝒇 • 𝒂 𝒃 . 𝒄 𝒅 = 𝒄 𝒅 . 𝒂 𝒃 • 𝒂 𝒃 . 𝟏 = 𝒂 𝒃 • 𝒂 𝒃 . 𝒄 𝒅 + 𝒆 𝒇 = 𝒂 𝒃 . 𝒄 𝒅 + 𝒂 𝒃 . 𝒆 𝒇 Outra operação que podemos definir, é o simétrico ou inverso da multiplicação. Assim, para todo 𝒂 𝒃 ∈ ℚ∗, existe 𝒃 𝒂 ∈ ℚ 𝒕𝒂𝒍 𝒒𝒖𝒆 𝒂 𝒃 . 𝒃 𝒂 = 𝟏. Portanto podemos definir em ℚ∗ a operação de divisão, sendo 𝒂 𝒃 : 𝒄 𝒅 = 𝒂 𝒃 . 𝒅 𝒄 para quaisquer 𝒂 𝒃 𝒆 𝒄 𝒅 ∈ ℚ∗. 3.2 Fração e Decimais Fração Uma fração representa quando um todo, é dividido em partes, e indicamos uma parte ou a união delas em relação ao todo. A fração é composta por dois números inteiros, sendo: • o denominador representa as partes do todo que foram divididas. • o numerador indica uma unidade ou união de algumas das partes que foram divididas. Assim, a fração 𝒂 𝒃 é representada por dois termos, 𝒂 𝒆 𝒃 ∈ ℤ, 𝒃 ≠ 𝟎 , sendo o numerador 𝒂 e o denominador 𝒃. As nomeações das frações são feitas do seguinte modo, por exemplo, 𝟓 𝟖 se lê “cinco oitavos”. Já a fração que possui denominador maior que 10, usamos avos após o número do denominador. Exemplo, 𝟑 𝟏𝟒 será “três quatorze avos”. • Exemplo: Uma loja possui 50kg de laranja, e precisam vender 𝟐 𝟓 dessa fruta para não perder a mercadoria. Quantos quilos a loja deverá vender? • Resolução: Para resolver, temos que multiplicar 50 por 𝟐 𝟓 , isto é, 𝟓𝟎. 𝟐 𝟓 = 𝟓𝟎. 𝟐 𝟓 = 𝟏𝟎𝟎 𝟓 = 𝟐𝟎 Portanto a loja precisará vender 20 kg de laranja. Igualdade de Frações Dadas duas frações 𝒂 𝒃 𝒆 𝒄 𝒅 𝒄𝒐𝒎 𝒃 ≠ 𝟎 𝒆 𝒅 ≠ 𝟎, são iguais se e somente se 𝒂. 𝒅 = 𝒃. 𝒄, ou seja, 𝒂. 𝒅 = 𝒃. 𝒄 ⟺ 𝒂 𝒃 = 𝒄 𝒅 𝒄𝒐𝒎 𝒃 ≠ 𝟎 𝒆 𝒅 ≠ 𝟎. Quando acontece essa igualdade, dizemos que as frações são equivalentes. Exemplo: 𝟐 𝟕 = 𝟔 𝟐𝟏 , 𝒑𝒐𝒊𝒔 𝟐. 𝟐𝟏 = 𝟕. 𝟔 = 𝟒𝟐, 𝒂𝒔𝒔𝒊𝒎 𝒆𝒍𝒂𝒔 𝒔ã𝒐 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 Fração Mista As frações são classificadas como próprias e impróprias. A primeira, são frações que possuem o numerador menor que o denominador, por exemplo, 𝟓 𝟔 𝒆 𝟏 𝟕 . Já as frações impróprias possuem o numerador maior ou igual ao denominador, exemplo, 𝟗 𝟓 . As frações impróprias podem ser transformadas em frações mistas, isto é, representam a parte inteira e fracionária. Por exemplo, a fração 𝟗 𝟓 = 𝟏 + 𝟒 𝟓 = 𝟏 𝟒 𝟓 , assim a fração imprópria 𝟗 𝟓 = 𝟏 𝟒 𝟓 . 3.3 Operações com Frações Soma e Diferença de Frações Para calcular a soma e a diferença de duas ou mais frações, é preciso verificar se os denominadores são iguais. Se for, basta repetir o denominador e somar ou subtrair os numeradores. Observe os exemplos a seguir: • 𝟑 𝟖 + 𝟕 𝟖 = 𝟑+𝟕 𝟖 = 𝟏𝟎 𝟖 = 𝟓 𝟒 • 𝟏𝟎 𝟕 − 𝟓 𝟕 = 𝟏𝟎−𝟓 𝟕 = 𝟓 𝟕 No caso das frações possuírem denominadores diferentes, é preciso encontrar frações equivalentes que tenham denominadores iguais. Para isso calculamos o mínimo múltiplo comum (m.m.c). • Exemplo 3.3 Encontre o resultado da seguinte operação 𝟏 𝟒 + 𝟑 𝟖 + 𝟓 𝟏𝟐 • Resolução: As frações possuem diferentes denominadores, assim, é preciso calcular o m.m.c de (4, 8, 12), isto é, m.m.c (4, 8, 12) = 24 4 8 12 2 2 4 6 2 1 2 3 2 1 1 3 3 1 1 1 24 Agora, vamos encontrar as frações equivalentes com o denominador 24, e resolver a operação. 𝟏 𝟒 + 𝟑 𝟖 + 𝟓 𝟏𝟐 = 𝟔 𝟐𝟒 + 𝟗 𝟐𝟒 + 𝟏𝟎 𝟐𝟒 = 𝟔 + 𝟗 + 𝟏𝟎 𝟐𝟒 = 𝟐𝟓 𝟐𝟒 Multiplicação e Divisão de Fração A multiplicação de frações é realizada multiplicando o numerador pelo numerador, e o denominador pelo denominador. Dados 𝒂 𝒃 𝒆 𝒄 𝒅 ∈ ℚ, 𝒃 ≠ 𝟎 𝒆 𝒅 ≠ 𝟎, o produto dessas duas frações é 𝒂 𝒃 . 𝒄 𝒅 = 𝒂.𝒄 𝒃.𝒅 . Por exemplo, • 𝟒 𝟕 . 𝟑 𝟓 = 𝟏𝟐 𝟑𝟓 • 𝟐 𝟗 . 𝟑 𝟏𝟏 = 𝟔 𝟗𝟗 = 𝟐 𝟑𝟑 Na divisão das frações, conservamos a primeira fração, mudamos o sinal para multiplicação e invertemos a segunda fração. Dados 𝒂 𝒃 𝒆 𝒄 𝒅 ∈ ℚ, 𝒃 ≠ 𝟎 𝒆 𝒅 ≠ 𝟎, temos a divisão 𝒂 𝒃 : 𝒄 𝒅 = 𝒂 𝒃 . 𝒅 𝒄 𝒐𝒖 𝒂 𝒃 𝒄 𝒅 = 𝒂 𝒃 . 𝒅 𝒄 . Observe alguns exemplos: • 𝟕 𝟏𝟎 𝟐 𝟓 = 𝟕 𝟏𝟎 . 𝟓 𝟐 = 𝟑𝟓 𝟐𝟎 = 𝟕 𝟒 • 𝟏 𝟔 : 𝟑 𝟖 = 𝟏 𝟔 . 𝟖 𝟑 = 𝟖 𝟏𝟖 = 𝟒 𝟗 • Exemplo 3.6 Simplifique a fração 𝟒𝒙𝟑𝒚𝟐 𝟔𝒙𝟐𝒚𝒛𝟑 , sendo 𝒙 ≠ 𝟎, 𝒚 ≠ 𝟎 𝒆 𝒛 ≠ 𝟎. • Resolução: Nesse exercício, os fatores são números e letras, assim vamos escrevê-los em fatores. 𝟐. 𝟐. 𝒙. 𝒙. 𝒙. 𝒚. 𝒚 𝟐. 𝟑. 𝒙. 𝒙. 𝒚. 𝒛. 𝒛. 𝒛 = 𝟐𝒙𝒚 𝟑𝒛𝟑 Porcentagem A porcentagem é uma forma de representar uma fração 𝒂 𝒃 , 𝒔𝒆𝒏𝒅𝒐 𝒃 = 𝟏𝟎𝟎. Nesse tipo de representação usamos o símbolo %, que se lê por cento e significa por cem. Assim, por exemplo, 30% significa 𝟑𝟎 𝟏𝟎𝟎 . Exemplo 3.7 • Supondo que uma fila de espera para um transplante de fígado tinha cerca de 6200 pacientes, dos quais 61% não tiveram condições para receber o transplante, quantos restaram na fila? Resposta: Vamos calcular 61% de 6200, isto é, 𝟔𝟏% 𝒅𝒆 𝟔𝟐𝟎𝟎 = 𝟔𝟏 𝟏𝟎𝟎 . 𝟔𝟐𝟎𝟎 = 𝟔𝟏 𝟏𝟎𝟎 . 𝟔𝟐𝟎𝟎 𝟏 = 𝟑𝟕𝟖𝟐𝟎𝟎 𝟏𝟎𝟎 = 𝟑𝟕𝟖𝟐 Assim, restam na fila 3782 na fila. Representação Decimal Todo número racional 𝒂 𝒃 pode ser representado por um número decimal. Para isso dividimos a por b, isto é, o numerador pelo denominador. Quando é realizada essa transformação, podemos encontrar dois tipos de números decimais. Quando possui uma quantidade finita de algarismos, diferentes de zero. • 𝟓 𝟏 = 𝟓 • 𝟏 𝟐 = 𝟎, 𝟓 Quando o número possui uma quantidade infinita de algarismos que se repetem periodicamente, que é chamada de dízima periódica. • 𝟏 𝟕 = 𝟎, 𝟕𝟕𝟕… = 𝟎, ഥ𝟕 𝒑𝒆𝒓í𝒐𝒅𝒐 𝟕 • 𝟖 𝟑𝟑 = 𝟎, 𝟐𝟒𝟐𝟒… = 𝟎, 𝟐𝟒 𝒑𝒆𝒓í𝒐𝒅𝒐 𝟐𝟒 Número decimal exato O numerador da fração será o número decimal sem a vírgula, e o denominador o algarismo 1 seguido de tantos zeros quanto forem as casas decimais do número dado. • 𝟒, 𝟏𝟓 = 𝟒𝟏𝟓 𝟏𝟎𝟎 ; 𝟖, 𝟗𝟐𝟓𝟔 = 𝟖𝟗𝟐𝟓𝟔 𝟏𝟎𝟎𝟎𝟎 ; 𝟎, 𝟔𝟒 = 𝟔𝟒 𝟏𝟎𝟎 Dízima Periódica Para transformar a dízima periódica em geratriz (fração), devemos analisar se a dízima é simples ou composta. A dízima simples é composta apenas pelo período, já a dízima composta possui o período e algarismos que não se repetem. Dízima periódica simples: para cada algarismo que se repete no período, acrescenta o algarismo 9 no denominador, e escrevemos o período no numerador. 𝟎, 𝟐𝟑𝟐𝟑𝟐𝟑… = 𝟐𝟑 𝟗𝟗 𝟏, 𝟕𝟔𝟕𝟔𝟕𝟔… = 𝟏 + 𝟕𝟔 𝟗𝟗 = 𝟏𝟕𝟓 𝟗𝟗 Dízima periódica composta: para cada algarismo que se repete no período acrescenta o algarismo 9, e o 0 para cada número que não se repete na parte decimal, no denominador. No numerador escrevemos o número composto pela parte que não se repete com a que se repete e subtraímos a parte que não se repete. 𝟎, 𝟒𝟓𝟔𝟓𝟔𝟓𝟔… = 𝟒𝟓𝟔 − 𝟒 𝟗𝟗𝟎 = 𝟒𝟓𝟐 𝟗𝟗𝟎 𝟐, 𝟎𝟗𝟏𝟑𝟗𝟏𝟑𝟗𝟏𝟑… = 𝟐 + 𝟗𝟏𝟑 − 𝟎 𝟗𝟗𝟗𝟎 = 𝟐 + 𝟗𝟏𝟑 𝟗𝟗𝟗𝟎 = 𝟐𝟎𝟖𝟗𝟑 𝟗𝟗𝟗𝟎 Operações dos Decimais Adição e Subtração A adição e subtração é definida, armando os números decimais um embaixo do outro, sendo vírgula abaixo de vírgula, e posteriormente realizando os cálculos. Como por exemplo: 3,45+8,93= 12,38 3,45 + 8,93 12,38 Multiplicação e Divisão A multiplicação de números decimais, é realizada multiplicando os números normalmente e depois, a vírgula deve ser inserida de modo a deixar o número de casas decimaisigual à soma da quantidade de casas decimais dos fatores multiplicados. Por exemplo: 8,7 x 3,15 Na divisão, armamos o divisor e dividendo, e devemos igualar as casas decimais, preenchendo com zero, quando necessitar. Após isso, ignoramos a vírgula, e realizamos a divisão. Por exemplo, dividir 31,15 por 3,5. 31,15 3,50 - 2800 8,9 - 3150 3150 0 3.4 Expressão numérica As expressões numéricas, são conjuntos de operações definidas entre parênteses, colchetes e chaves. Para resolver existe uma ordem a ser seguida. Entre os símbolos, temos: • Parênteses; • Colchete; • Chaves. • Nas operações, a ordem é a seguir: • Potenciação ou Radiciação; • Divisão ou Multiplicação; • Soma ou Subtração. Exemplo 3.8 Resolva a expressão numérica 𝟔𝟎 ÷ {𝟐 · [−𝟕 + 𝟏𝟖 ÷ (−𝟑 + 𝟏𝟐)]} – [𝟕 · (−𝟑) – 𝟏𝟖 ÷ (−𝟐) + 𝟏] FIXANDO O CONTEÚDO 1) Calcule o valor da expressão 𝟎, 𝟗𝟗𝟗…+ 𝟏 𝟓 + 𝟏 𝟑 𝟑 𝟓 − 𝟏 𝟏𝟓 e assinale a alternativa que corresponda a solução. A) 2 B) 𝟗 𝟓 C) 𝟖 𝟏𝟓 D) 𝟒𝟗 𝟓 E) 𝟏