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RAZÃO E PROPORÇÃO 1. INTRODUÇÃO Consideremos a seguinte afirmação: Na 2. a fase do vestibular da Fuvest (São Paulo), o número de vagas está para o número de candidatos na razão de 1 para 3. Esta afirmação significa que a cada vaga existente correspondem três candidatos; e ela pode ser representada em matemática por 1 3 (lê-se: um para três). Quando fazemos esta afirmação, estamos comparando o número de vagas existentes com o número de candidatos inscritos, por meio de uma divisão do primeiro número pelo segundo, e usando a palavra razão para designar o quociente obtido. Nesta Unidade, veremos a importância do estudo da razão de dois números para conhecimentos futuros e para aplicação na vida real. 2. RAZÃO Vimos que: Comparamos dois números, dividindo um deles pelo outro; Chama-se razão o resultado obtido. Então, de modo geral, diz-se que: Razão de dois números racionais (com o segundo diferente de zero) é o quociente do primeiro pelo segundo. A razão de dois números racionais a e b pode ser representada na forma a b ou na forma a : b; em ambos os casos lê-se: “razão de a para b” ou “a está para b” ou “a para b”. O primeiro número denomina-se antecedente e o segundo, consequente. antecedentea consequenteb Vejamos alguns exemplos: 1) Determinar a razão de 20 para 16. 20 5 fração irredutível que corresponde à razão pedida16 4 2) Uma prova de Matemática tem 10 questões. Um aluno acertou 8 dessas questões. Determinar: a) a razão do número de questões que acertou para o número total de questões 8 4 10 5 b) a razão do número de questões que errou para o número de questões que acertou: 2 1 8 4 OBSERVAÇÕES 1. a ) Sendo a razão de dois números racionais um número racional, valem para as razões todas as considerações e propriedades dos números racionais. 2. a ) Razão de duas grandezas de mesma espécie é o quociente dos números que exprimem as suas medidas racionais, tomadas na mesma unidade. Exemplo Observar os cubos das figuras abaixo, e calcular a razão do volume do volume do primeiro para o volume do segundo. CURSO ANUAL DE MATEMÁTICA AULA 2 2 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO 3 3 (razão)3 3 Volume do primeiro (2cm) 8cm 8 1 64 8Volume do segundo (4cm) 64cm 3. RAZÕES INVERSAS Sejam as razões 3 4 e 4 3 Vemos que: O antecedente de uma é o consequente da outra e vice-versa; O produto das duas é igual a 1 3 4 1 . 4 3 Duas razões nestas condições são denominadas inversas. Deve-se notar que a razão de antecedente zero não possui inversa. 4. ALGUMAS RAZÕES ESPECIAIS Estudaremos algumas razões especiais que serão úteis em nossa vida. 4.1. Velocidade Média Denomina-se velocidade média a razão entre uma distância percorrida e o tempo gasto em percorrê-la distância velocidade média tempo Exemplo Um automóvel percorreu 384 km em 5 horas. Qual foi a velocidade média desse automóvel? Distância percorrida = 384 km Tempo gasto = 5h Velocidade média = 384 km 5 h = 76,8 km/h (lê-se: 76,8 quilômetros por hora) 4.2. Escala Denomina-se escala de um desenho a razão entre um comprimento considerado no desenho e o correspondente comprimento real, medidos com a mesma unidade. comprimento no desenho escala comprimento no real Exemplo No desenho de uma casa, o comprimento da sala, que é de 6 m, está representado por um segmento de 3 cm. Qual foi a escala utilizada para o desenho? Comprimento no desenho = 3 cm Escala = 3 1 ou 1 : 200 600 200 As escalas têm grande aplicação nos esboços de objetos (móveis, automóveis, etc.), nas plantas de casas e terrenos, nos mapas, nas cartas geográficas. 3 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO No quadro abaixo, vemos uma parte de um mapa do Estado de São Paulo, feito numa escala de 1/4 000 000, ou seja, cada 1 cm no desenho representa 40 km no real. 5. PROPORÇÃO Sejam os números 6, 9, 12 e 18. Nessa ordem, vamos calcular: A razão do 1. o para o 2. o : A razão do 3. o para o 4. o : 6 2 9 3 12 2 18 3 Observando que a razão do primeiro para o segundo é igual à razão do terceiro para o quarto, podemos escrever: 6 : 9 = 12 : 18 ou 6 12 9 18 Nesse caso, dizemos que os números 6, 9, 12 e 18, nessa ordem, formam uma proporção. Na proporção 6 : 9 = 12 : 18 ou 6 12 9 18 , destacamos: I) A sua leitura é: 6 está para 9, assim como 12 está para 18. II) Os números 6, 9, 12 e 18 são denominados termos da proporção. III) O primeiro e o quarto termos são denominados extremos, enquanto o segundo e o terceiro termos são denominados meios. De uma forma geral: Quatro números racionais a, b, c e d, diferentes de zero, nessa ordem, foram uma proporção quando a razão do primeiro para o segundo é igual à razão do terceiro para o quarto. a : b = c : d ou a c b d (lê-se: a está para b assim como c, está para d) OBSERVAÇÃO Sendo a proporção uma igualdade de duas razões, os antecedentes e os consequentes das razões iguais são chamados antecedentes e consequentes da proporção. 6. PROPRIEDADE FUNDAMENTAL DAS PROPORÇÕES Considerando as seguintes proporções, observe: 1) 6 15 8 20 Produto dos extremos = 6 . 20 = 120 Produto dos meios = 8 . 15 = 120 4 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO O produto dos extremos e o produto dos meios são iguais. 2) 1 4 3 12 Produto dos extremos = 1 . 12 = 12 Produto dos meios = 3 . 4 = 12 O produto dos extremos e o produto dos meios são iguais. Então: produto dos produtos dos extremos meios 6 15 6 20 8 15 8 20 produtos dosproduto dos meiosextremos 1 4 1 12 3 4 3 12 Daí a propriedade fundamental: Em toda proporção, o produto dos extremos é igual ao produto dos meios, e vice-versa. produto dos produtos dos extremos meios a c a d b c b d 7. RESOLUÇÃO DE UMA PROPORÇÃO Resolver uma proporção significa determinar o valor do termo desconhecido dessa proporção. a) Resolver a proporção: x 3 3 x 1 x 1 5 Aplicando a propriedade fundamental: x 3 3 x 1 5 5 x 3 3 x 1 Resolvendo a equação: 5 + 15 = 3x + 3 5x - 3x = 3 - 15 2x = - 12 x = - 12 2 Logo: x = - 6 x = - 6 b) Numa maquete, a altura de um edifício é de 90 cm. Qual a altura real do prédio, sabendo que a maquete foi construída na escala 1 30 ? Altura na maquete: 90 cm. Altura no real: x Escala = altura na maquete altura no real 1 90 30 x 1 . x = 30 . 90 aplicamos a propriedade fundamental x = 2.700 cm = 27 m. 5 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO 8. QUARTA PROPORCIONAL DE TRÊS NÚMEROS DADOS Dados três números racionais, a, b e c, denomina-se quarta proporcional desses números, número x, tal que a c b x Exemplo Calcular a quarta proporcional dos números 3, 10 e 6. a 3 6 pela definição de 4. proporcional 10 x 3 x 10 6 3x 60 60 x 3 x 20 Resposta: A 4. a proporcional dos números dados é 20. 9. TERCEIRA PROPORCIONAL DE DOIS NÚMEROS DADOS Dados dois números racionais, a e b, denomina-se terceira proporcional desses números um número x, tal que a b b x Exemplo Calcular a terceira proporcional dos números 2 e 6. a 2 6 pela definição de 3. proporcional 6 x 2 x 6 6 2x 36 36 x 2 x 18 Resposta: A 3. a proporcional dos números dados é 18. 10. OUTRAS PROPRIEDADES DAS PROPORÇÕES 1. a propriedade (P1) Seja a proporção: 5 10 4 8 Partindo desta proporção, vamos escrever outras proporções: o o o o o o 5 10 5 4 10 8 9 18 1. 2. 3. 4. 4 8 5 10 5 10 1. 3. o o o o o o 5 10 5 4 10 8 9 18 1. 2. 3. 4. 4 8 4 8 4 8 2. 4. o o o o o o 5 10 5 4 10 8 1 2 1. 2. 3. 4. 4 8 5 10 5 10 1. 3. o o o o o o 5 10 5 4 10 8 1 2 1. 2. 3. 4. 4 8 4 8 4 8 2. 4. Logo: Em toda proporção, a soma ou a diferença dos dois primeiros termos está para o primeiro (ou para o segundo), assim como a soma ou a diferença dos dois últimos termos está para o terceiro (ou para o quarto). a c a b c d a b c d ou b d a c b d 6 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO a c a b c d a b c d ou b d a c b d 2. a propriedade (P2) Seja a proporção: 10 5 8 4 Partindo desta proporção, vamos escrever outras proporções: o o 10 5 10 5 10 15 10 antec. antec. 1. antec. 8 4 8 4 8 12 8 conseq. conseq. 1. conseq. o o 10 5 10 5 5 15 5 antec. antec. 2. antec. 8 4 8 4 4 12 4 conseq. conseq. 2. conseq. o o 10 5 10 5 10 5 10 antec. antec. 1. antec. 8 4 8 4 8 4 8 conseq. conseq. 1. conseq. o o 10 5 10 5 5 5 5 antec. antec. 2. antec. 8 4 8 4 4 4 4 conseq. conseq. 2. conseq. Logo: Em toda proporção, a soma (ou a diferença) dos antecedentes está para a soma (ou a diferença) dos consequentes, assim como cada antecedente está para o seu consequente. a c a c a a c c ou b d b d b b d d a c a c a a c c ou b d b d b b d d 11. APLICAÇÃO DAS PROPRIEDADES Veremos, por meio de exemplos práticos, como aplicar essas propriedades na resolução de exercícios. 1. o exemplo: Determinar x e y na proporção x 3 y 4 , sabendo-se que x + y = 28. 1 x 3 x y 3 4 x y 3 4 ou aplicando-se P y 4 x 3 y 4 Como x + y = 28, resulta: 28 7 84 x 7 28 3 7x 84 x x 12 x 3 7 28 7 112 y 7 28 4 7y 112 y y 16 x 4 7 Logo: x = 12 e y = 16. 2. o exemplo: A razão de dois números é de 5 para 2, e a diferença entre eles é 60. Determine os dois números. Resolução Representando os números por x e y, temos: 1 x 5 a razão é de 5 para 2 y 2 x y 60 a diferença é 60 x 5 x y 5 2 x y 5 2 ou aplicando-se P y 2 x 5 y 2 Como x - y = 60, resulta: 60 3 300 x 3 60 5 3x 300 x x 100 x 5 3 60 3 120 y 3 60 2 3y 120 y y 40 y 2 3 Logo: Os números são 100 e 40. 7 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO 3. o exemplo: Sabendo-se que a b 3 2 e a + b = 30, determinar a e b. 2 a b a b a a b b ou aplincando-se P 3 2 3 2 3 3 2 2 Como a + b = 30, resulta: 30 a 90 5 a 30 3 5a 90 a a 18 5 3 5 30 b 60 5 b 30 2 5b 60 b b 12 5 2 5 Logo: a = 18 e b = 12. 12. SEQUÊNCIA DE RAZÕES IGUAIS (PROPORÇÃO MÚLTIPLA) Consideremos as razões: 3 10 16 , , 6 20 32 Verificamos que todas são iguais, pois: 3 1 10 1 16 1 6 2 20 2 32 2 Podemos, então, escrever: 3 10 16 6 20 32 Ao igualarmos as razões acima, formamos uma sequência de razões iguais ou uma proporcional múltipla. Exemplo Resolver a proporção múltipla x y z 3 5 2 , sabendo-se que x + y + z = 200. Como vale para as proporções múltiplas a propriedade P3, temos: x y z x y z x y z ou ou 3 5 2 3 5 2 3 5 2 Como x + y + z = 200, resulta: 200 x 20 x x 20 3 x 60 10 3 1 3 200 y 20 y y 20 5 y 100 10 5 1 5 200 z 20 z z 20 2 z 40 10 2 1 2 Logo: x = 60, y = 100 e z = 40. PARTE I: NÚMEROS PROPORCIONAIS 1. Introdução Consideremos o seguinte problema: Dois amigos jogaram na loteria esportiva e ganharam Cr$ 6 000 000. Como o primeiro entrou com Cr$ 1 200 e o segundo com Cr$ 1 800, combinaram que o prêmio seria dividido em partes proporcionais a estas quantias. Quanto coube a cada um? Para darmos a resposta a esta situação, devemos aprender a dividir um número (no caso, Cr$ 6 000 000) em partes proporcionais a dois outros (no caso, Cr$ 1 200 e Cr$ 1 800). É o que estudaremos nesta Unidade. 2. Números Diretamente Proporcionais Sejam dois conjuntos, A e B, de números racionais em correspondência biunívoca: A = {2, 3, 5, 6, 10} 8 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO B = {6, 9, 15, 18, 30} Determinando as razões entre os elementos correspondentes, verificamos que são iguais, isto é: 2 3 5 6 10 1 6 9 15 18 30 3 Neste caso, dizemos que os elementos dos conjuntos A e B são diretamente proporcionais. O número 1 3 é chamado fator de proporcionalidade. Exemplos: 1) Verificar se os elementos das sucessões (2, 5, 12) e (4, 10, 24) são diretamente proporcionais. 2 1 5 1 12 1 , 4 2 10 2 24 2 Como 2 5 12 1 4 10 24 2 , as sucessões são diretamente proporcionais. 2) As sucessões (4, x, 10) e (y, 14, 20) são diretamente proporcionais. Calcular o valor de x e de y. 4 x 10 pela definição y 14 20 4 10 80 10 y 4 20 10y 80 y y 8 y 20 10 x 10 140 20 x 14 10 20x 140 x x 7 14 20 20 Logo: x = 7 e y = 8. 3. DIVISÃO DE UM NÚMERO N EM PARTES DIRETAMENTE PROPORCIONAIS Seja o problema: Dividir o número 180 em partes diretamente proporcionais aos números 4, 2 e 3. Para resolver o problema, devemos: Representar os números procurados por x, y e z; Considerar as sucessões (x, y, z) e (4, 2, 3) como diretamente proporcionais. Então x y z 180 a soma dos três números é igual a 180 x y z os números são diretamente proporcionais a 4, 2 e 3 4 2 3 x y z x y z x y z ou ou pela propriedade das proporções 4 2 3 4 2 3 4 2 3 180 x 20 x x 20 4 x 80 9 4 1 4 180 y 20 y y 20 2 y 40 9 2 1 2 180 z 20 z z 20 3 z 60 9 3 1 3 Resposta: Os números são 80, 40 e 60. 4. NÚMEROS INVERSAMENTE PROPORCIONAIS Consideremos dois conjuntos, A e B, em correspondência biunívoca: A = {2, 3, 5, 6, 10} B = {45, 30, 18, 15, 9} 9 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Determine o produto entre os elementos correspondentes, vemos que são iguais, isto é: 2 . 45 = 3 . 30 = 5 . 18 = 6 . 15 = 10 . 9 = 90 Neste caso, dizemos que os elementos dos conjuntos A e B são inversamente proporcionais. O número 90 é chamado fator de proporcionalidade. Considerando que: 2 . 45 = 3 . 30 = 5 . 18 = 6 . 15 = 10 . 9, vem que: 2 3 5 6 10 1 1 1 1 1 45 30 18 15 9 Podemos dizer que: Os elementos do conjunto A são diretamente proporcionais aos inversos dos elementos do conjunto B. Exemplo: 1) Verificar se os elementos das sucessões (2, 6, 9) e (18, 6, 4) são inversamente proporcionais. 2 . 18 = 36 , 6 . 6 = 36 9 . 4 = 36 Como 2 . 18 = 6 . 6 = 9 . 4 = 36, as sucessões são inversamente proporcionais. 2) As sucessões (2, x, 15) e (y, 12, 4) são inversamente proporcionais. Calcular o valor de x e de y. 2 y x 12 15 4 pela definição 60 2 y 15 4 2y 60 y y 30 2 60 x 12 15 4 12x 60 x x 5 12 Logo: x = 5 e y = 30. 5. DIVISÃO DE UM NÚMERO N EM PARTES INVERSAMENTE PROPORCIONAIS Seja o problema: Dividir o número 390 em partes inversamente proporcionais aos números 2, 4 e 3. Para resolver o problema, devemos: Representar os números procurados por x, y, z; Considerar as sucessões (x, y, z) e (2, 4, 3) como inversamente proporcionais. Então: x y z 390 a soma dos trêsnúmeros é 390 x y z os números são diretamente proporcionais aos inversos de 2,4 e 3 1 1 1 2 4 3 x y z x y z x y z ou ou 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 4 3 2 4 3 2 4 3 Como x + y + z = 390, resulta: 390 390 390 390 1 1 1 6 3 4 13 2 4 3 12 12 30 12 13 1 360 10 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO 360 x 1 x 360 x 180 11 2 2 360 y 1 y 360 y 90 11 4 4 360 z 1 z 360 z 120 11 3 3 Logo: Os números são 180, 90 e 120. PARTE II: REGRA DE TRÊS 1. Introdução Consideremos os seguintes problemas: 1. o ) Um automóvel, com uma velocidade média de 60 km/h, leva 5 horas para percorrer a distância entre duas cidades A e B. Se a sua velocidade média fosse de 80 km/h, qual seria o tempo gasto para percorrer a mesma distância? Representando por x o tempo pedido, observamos que: Estamos relacionando dois valores da grandeza velocidade média (60 km/h e 80 km/h) com dois valores da grandeza tempo (5h e xh) Queremos determinar um desses quatro valores, conhecendo os outros três. 2. o ) Uma rua mede 600 m de comprimento e está sendo asfaltada. Em seis dias foram asfaltados 180 m da rua. Supondo que o trabalho continue a ser feito no mesmo ritmo, em quantos dias o trabalho estará terminado? Representando por x o tempo pedido e observando que faltam 420 m para terminar o asfalto, temos: Estamos relacionando dois valores da grandeza comprimento (180 m e 420 m) com dois valores da grandeza tempo (6 d e x d); Queremos determinar um desses quatro valores, conhecendo os outros três. 2. GRANDEZAS DIRETAMENTE PROPORCIONAIS Quando colocamos gasolina em nosso carro, despendemos certa importância dinheiro. A quantidade colocada e o preço que pagamos por ela são duas grandezas variáveis dependentes. O mesmo ocorre quando compramos arroz, feijão, batata, açúcar ... O peso e o custo da mercadoria comprada são grandezas variáveis dependentes. Consideremos, então, o exemplo seguinte, tomando como base o preço da batata em janeiro de 1985: 1 kg de batata custa Cr$ 1 000 2 kg de batata custam Cr$ 2 000 3 kg de batata custam Cr$ 3 000 4 kg de batata custam Cr$ 4 000 .................................................. Pelos valores encontrados, verificamos que: Variando o peso, o custo também varia; Duplicando, triplicando, ... o peso, o custo duplica, triplica, ... Neste caso, dizemos que as grandezas peso e custo são diretamente proporcionais. Daí a definição: Duas grandezas variáveis dependentes são diretamente proporcionais quando, ao dobro, ao triplo ... de uma, corresponde o dobro, o triplo ... da outra. Observemos, agora, o quadro com os valores do exemplo dado: Quantidade (em kg) Peço (em Cr$) 1 1 000 2 2 000 3 3 000 4 4 000 11 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Considerando, duas a duas, as razões dos números que exprimem as medidas das grandezas, temos: 1 1000 1 1000 1 1000 e , e , e 2 2 000 3 3 000 4 4 000 2 2 000 2 2 000 3 3 000 e , e , e 3 3 000 4 4 000 4 4 000 Vemos que, duas a duas, as razões são iguais: 1 1000 1 1000 1 1000 e , e , e 2 2 000 3 3 000 4 4 000 2 2 000 2 2 000 3 3 000 e , e , e 3 3 000 4 4 000 4 4 000 Então: Quando duas grandezas são diretamente proporcionais, a razão entre os dois valores de uma é igual à razão entre os dois valores correspondentes da outra. 3. GRANDEZAS INVERSAMENTE PROPORCIONAIS Consideremos a velocidade de um automóvel (suposta constante) e o tempo que ele gasta para percorrer certa distância: Com velocidade de 40 km/h, gasta 6 horas para percorrer a distância. Com velocidade de 80 km/h, gastará 3 horas para percorrer a mesma distância. Com velocidade de 120 km/h, gastará 2 horas para percorrer a mesma distância. Pelo valores encontrados, verificamos que: Variando a velocidade, o tempo também varia; Duplicando, triplicando ... a velocidade, o tempo fica reduzido à metade, à terça parte ... Neste caso, dizemos que as grandezas velocidade e tempo são inversamente proporcionais. Daí a definição: Duas grandezas variáveis dependentes são inversamente proporcionais quando, ao dobro, ao triplo ... de uma, corresponde a metade, a terça parte ... da outra. Observemos, agora, o quadro com os valores do exemplo dado: Velocidade Tempo 40 km/h 6 h 80 km/h 3 h 120 km/h 2 h Considerando, duas a duas, as razões dos números que exprimem as medidas das grandezas, temos: 40 6 40 6 80 3 e , e , e 80 3 120 2 120 2 Vemos que uma razão é igual ao inverso da outra: 40 3 6 80 6 inverso de 3 40 2 6 120 6 inverso de 2 80 2 3 120 3 inverso de 2 Então: Quando duas grandezas são inversamente proporcionais, a razão dos dois valores de uma é igual ao inverso da razão dos dois valores correspondentes da outra. 12 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO 4. REGRA DE TRÊS SIMPLES Aprenderemos, agora, a resolver problemas que relacionam dois valores de uma grandeza A com dois valores de uma grandeza B, chamados problemas de regra de três simples. Resolver esses problemas significa determinar um desses quatro valores, conhecendo os outros três. Técnica Operatória Representaremos por 1 2 1 2 a e a os dois valores da grandeza A. b e b os dois valores da grandeza B. Teremos, então, o seguinte esquema: Grandeza A Grandeza B a1 ______________ b1 a2 ______________ b2 Quando as grandezas A e B são diretamente proporcionais, escrevemos a proporção: 1 1 2 2 a b as razões são iguais a b Quando as grandezas A e B são inversamente proporcionais, escrevemos a proporção: a a1 2 2 1 a b a 1. razão é igual ao inverso da 2. a b Vejamos alguns exemplos: 1. o exemplo: Uma máquina, trabalhando durante 40 minutos, produz 100 peças. Quantas peças iguais a essas serão produzidas pela máquina em 2h 30min? Tempo Produção 40 min _____________ 100 peças 150 min ____________ x peças (lembrete: 2h 30min = 150 min) As grandezas são diretamente proporcionais, pois, dobrando-se o tempo de funcionamento, o número de peças produzidas também dobrará. Então: 40 100 150 x 15 000 40 x 150 100 40x 15 000 x x 375 40 Resposta: Em 2h 30min, a máquina produzirá 375 peças. 2. o exemplo: Para realizar um serviço de terraplenagem, 4 máquinas levam 15 dias. Em quantos dias 6 máquinas iguais às primeiras fariam o mesmo serviço? N. o de máquinas Tempo 4 máq. _________ 15 dias 6 máq. _________ x dias As grandezas são inversamente proporcionais, pois, dobrando-se o número de máquinas, o tempo gasto para fazer o mesmo serviço fica reduzido à metade. Então: 4 x 6 15 60 6 x 4 15 6x 60 x x 10 6 Resposta: As 6 máquinas fariam o serviço em 10 dais. 13 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO 5. REGRA DE TRÊS COMPOSTA Estudaremos, agora, problemas que relacionam três ou mais grandezas. 1. o exemplo: 4 operários produzem, em 10 dias, 320 peças de certo produto. Quantas peças desse produto serão produzidas por 10 operários em 16 dias? N. o de operários N. o de dias N. o de peças 4 _____________ 10 ______________ 320 10 ____________ 16 ______________ x Para verificar a proporcionalidade, consideremos separadamente a grandeza que possui a incógnita com cada uma das outras grandezas. Assim: Número de operários e número de peças são grandezas diretamente proporcionais. Número de dias e número de peças são grandezas diretamente proporcionais. Teremos, então, as razões: 4 10 320 10 16 x Escrevemos a proporção igualando a razão que contém o termo desconhecido com o produto das outras razões: 320 4 x 1 10 1 10 1 16 4 320 1 x 320 4 x 1 280 x 4 Resposta: Serão produzidas 1 280 peças. 2.o exemplo: 18 operários, trabalhando 7 horas por dia, fazem determinado serviço em 12 dias. Em quantos dias, 12 operários que trabalham 9 horas por dia farão serviço idêntico? N. o de operários N. o de horas por dias N. o de dias 18 _____________ 7 ______________ 12 12 _____________ 9 ______________ x Número de operários e número de dias são grandezas inversamente proporcionais. Número de horas por dia e número de dias são grandezas inversamente proporcionais. As razões são: 12 18 18 inverso de 12 , 9 7 7 inverso de 9 , 12 x A proporção é: 12 12 x 6 18 2 1 9 1 7 12 6 84 6x 84 x x 14 x 7 6 Resposta: Farão serviço idêntico em 14 dias. 14 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO EXERCÍCIOS DE APRENDIZAGEM Questão 01 Sabendo que: a b c 7 3 2 a b c 16 Calcule os valores de a, b e c Questão 02 Dois números estão entre si como 2 está para 1. Sabendo que a diferença entre eles é 40, calcule os dois números. Questão 03 A diferença entre dois números é 75. O maior deles está para 5, assim como o menor está para 2. Quais são esses números? Questão 04 Divida: a) 357 em partes diretamente proporcionais a 1, 7 e 13; b) 45 em partes inversamente proporcionais a 3, 4 e 6; Questão 05 Precisamos repartir R$ 5000,00 entre Marcelo, 7 anos, Luciano, 8 anos, e Alexandre, 10 anos, de modo que cada um receba uma quantia proporcional à sua idade. Como devemos fazer a divisão? Questão 06 Marlene está lendo um livro com 352 página. Em 3 horas ela já leu 48 páginas. Quanto tempo Marlene vai levar para ler o livro todo? Questão 07 Três torneiras idênticas, abertas completamente, enchem um tanque com água em 2h24min. Se, em vez de 3, fossem 5 dessas torneiras, quanto tempo levariam para encher o mesmo tanque.? Questão 08 Para alimentar 50 coelhos durante 15 dias são necessários 90 kg de ração. Quantos coelhos é possível alimentar em 20 dias com 117 kg de ração? Questão 09 Para produzir 1 000 livros de 240 páginas, uma editora consome 360 Kg de papel. Quantos livros de 320 páginas é possível fazer com 720 kg de papel? Questão 10 Se 12 operários, trabalhando 10 horas diárias, levantam um muro de 20 m de comprimento 6 dias, em quanto tempo 15 operários, trabalhando 8 horas por dia, levantarão um muro de 30 m com a mesma altura e largura do anterior? 15 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 11 (UNICAMP) Na planta de um edifício em construção, cuja escala é 1 : 50, as dimensões de uma sala retangular são 10 cm e 8 cm. Calcule a área real da sala projetada. Questão 12 Qual a medida do maior ângulo de um quadrilátero, se os ângulos têm medidas inversamente proporcionais a: 1, 1/2, 1/4, 0,2. Questão 13 A média aritmética de um conjunto de 50 números é 38. Se dois números, a saber, 45 e 55, são retirados, a média do conjunto restante é: a) 36,5. b) 37. c) 37,2. d) 37,5. e) 37,52 Questão 14 A média aritmética entre dois números é 5. E a média harmônica entre eles é 24 5 . Calcule a média geométrica desses dois números. Questão 15 José e Carlos organizaram uma firma comercial com um capital social de R$ 3.000,00 devendo cada um deles entrar com R$ 1.500,00. No ato da organização, 1º de janeiro, José integralizou sua quota e Carlos contribuiu com apenas R$ 1.000,00, integralizando sua quota após 5 meses. Em 31 de dezembro foi procedido o balanço, tendo sido apurado um lucro de R$ 670,00. Qual a parte a ser creditada a cada sócio? Questão 16 (UFJF – Adaptada) Num terreno retangular, deseja-se construir uma casa, uma área de lazer, uma área de serviço e uma garagem. O terreno possui comprimento igual a 15 metros e está dividido em quatro quadrados, conforme mostra a figura abaixo. Qual a largura do terreno? a) 7m b) 8m c) 9m d) 10m e) 12m FARADAY Destacar FARADAY Destacar FARADAY Destacar 16 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 17 Uma indústria tem um reservatório de água com capacidade para 900m 3 . Quando há necessidade de limpeza do reservatório, toda a água precisa ser escoada. O escoamento da água é feito por seis ralos, e dura 6 horas quando o reservatório está cheio. Esta indústria construirá um novo reservatório, com capacidade de 500m 3 , cujo escoamento da água deverá ser realizado em 4 horas, quando o reservatório estiver cheio. Os raios utilizados no novo reservatório deverão ser idênticos aos do já existente. A quantidade de, ralos do novo reservatório deverá ser igual a: a) 2 b) 4 c) 5 d) 8 e) 9 Questão 18 (PUC) Dois ângulos complementares A e B, sendo A < B, têm medidas na razão de 13 para 17. Consequentemente, a razão da medida do suplemento do âgulo A para o suplemento do ângulo B vale: a) 43 47 b) 17 13 c) 13 17 d) 119 48 e) 47 43 Questão 19 Doze pedreiros constroem 27 m² de um muro em 30 dias, trabalhando 8 h por dia. Quantas horas devem trabalhar por dia, dezesseis pedreiros durante 24 dias, para construírem 36 m² do mesmo muro? a) 20 horas b) 12 horas c) 10 horas d) 8 horas Questão 20 Uma empresa se compromete a realizar uma obra em 30 dias, iniciando a obra com 12 operários, trabalhando 6 horas por dia. Decorridos 10 dias, quando já havia realizado 1/3 da obra, a empresa teve que deslocar 4 operários para outro projeto. Nessas condições, para terminar a obra no prazo pactuado, a empresa deve prorrogar o turno por mais: a) 2h e 30min. b) 2h. c) 3h. d) 1h. e) 1h e 30min. FARADAY Destacar FARADAY Destacar 17 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO Questão 01 Se x – y = 20 e x 3 y , pode-se dizer corretamente que x 2 + y 2 vale: a) 900 b) 1000 c) 1100 d) 1200 Questão 02 Na proporção 2 6 5 5 x 2 x 4 , o valor de x é elemento do conjunto: a) {–20, –10} b) {–5, 1} c) {5, 10} d) {4, 20} Questão 03 A diferença entre dois números é 45. O maior deles está para 9 assim como o menor está para 4. Logo, o maior número é: a) 60 b) 72 c) 75 d) 81 Questão 04 João e Maria montaram uma lanchonete. João entrou com R$ 20000,00 e Maria, com R$ 30000,00. Se ao fim de um ano eles obtiverem um lucro de R$ 7500,00, quanto vai caber a cada um? Questão 05 O relógio de Nanci atrasa 26 segundos a cada 48 horas. Quanto vai atrasar em 30 dias? Questão 06 Um navio foi abastecido com comida suficiente para alimentar 14 pessoas durante 45 dias. Se 18 pessoas embarcarem nesse navio, para quantos dias, no máximo, as reservas de alimento serão suficientes? Questão 07 Para revestir uma parede de 3 m de comprimento por 2,25 m de altura, são necessários 300 azulejos. Quantos azulejos seriam necessários se a parede medisse 4,5 m x 2 m? Questão 08 Uma montadora de automóveis demora 8 dia; para produzir 200 veículos; trabalhando 9 horas por dia. Quantos veículos montará em 15 dias, funcionando 12 horas por dia? FARADAY Máquina de escrever 16) C 17) C 18) E 19) C 20) C 18 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 09 Para abrir uma valeta de 50 m de comprimento e 2 m de profundidade, 10 operários levam 6 dias. Quantos dias serão necessários para abrir 80 m de valeta com 3 m de profundidade, dispondo de 16 operários? Questão 10 Se 5 homens podem arar um campo de 10 hectares em 9 dias, trabalhando 8 horas por dia, quantos homens serão necessários para arar 20 hectares em 10 dias, trabalhando 9 horas por dia? Questão 11 O produto de dois números positivos é 72 e a razão entre eles 2 9 . Determiná-los. Questão 12 (UFRJ) Um automóvel de 4,5 m de comprimento é representado, em escala, por modelo de 3 cm de comprimento.Determine a altura do modelo que representa, na mesma escala, uma casa de 3,75m de altura. Questão 13 Dividindo-se 1.650 em partes diretamente proporcionais a 4, 1 6 4 e 7 2 a soma das duas partes menores é: a) 720. b) 800. c) 870. d) 900. Questão 14 Se a média geométrica de dois números vale 2 5 e a média aritmética é 9 2 . Calcule esses números. Questão 15 Aplicou-se uma prova de uma classe de vinte rapazes e trinta moças. Os rapazes e trinta moças. Os rapazes obtiveram média 8 e as moças média 7. A média da classe foi: a) 7,40 b) 7,45 c) 7,50 d) 7,55 e) 7,60 Questão 16 Reparti 230 balas entre minhas três sobrinhas que tem respectivamente 4, 5 e 8 anos quantas balas recebeu cada uma se a divisão foi feita em partes inversamente proporcionais à idade. a) 100, 80 e 50. b) 90, 70 e 40. c) 80, 60 e 30. d) 70, 50 e 20. e) 60, 40 e 10. 19 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 17 Três sócios empregaram, respectivamente, os capitais de R$ 18.000,00, R$ 22.500,00 e R$ 27.000,00 e obtiveram um lucro líquido de R$ 27.000,00. Qual será a parte de cada um? Questão 18 Uma obra é construída em 8 dias, por 9 pedreiros trabalhando 5 horas por dia. Em quantos dias 12 pedreiros, trabalhando 6 horas por dia, poderia realizar a mesma obra? a) 5 dias b) 8 dias c) 15 dias d) 25 dias e) 32 dias Questão 19 Quinze operários, trabalhando 9h por dia, construíram 36 m de muro em 16 dias. Em quanto tempo 18 operários terão 60 m do mesmo muro, trabalhando 8h por dia? a) 25 dias b) 42 dias c) 45 dias d) 50 dias e) 55 dias Questão 20 Trabalhando 10 horas por dia, durante 16 dias, 8 pedreiros fizeram uma parede de concreto de 48 m 2 . Se tivesse trabalhando 12 horas diárias, e se o número de operários fosse reduzido de 2, quantos dias levariam para fazer outra parede cuja área fosse o dobro daquela? a) 33 dias b) 33 dias e 8 horas c) 34 dias e 4 horas d) 33 dias e 6 horas e) 35 dias 13 horas e 20 minutos *F4. João: R$ 3000,00 ; Maria: R$ 4500,00 11) 4 e 18 12) 2,5 cm 13) D 14) 4 e 5 15) A 16) A 17) 9000, 12500 e 13500 18) A 19) A 20) E GABARITO Questões F1 F2 F3 F4 F5 Respostas 1000 C D * 390 seg. Questões F6 F7 F8 F9 F10 Respostas 35 dias 400 azulejos 500 9 dias 8 homens RESOLUÇÕES DAS QUESTÕES DE FIXAÇÃO Questão 01 Resolução: Do enunciado, temos: x – y = 20 x 3 y x 2 + y 2 = ? Sabe-se que x = y + 20, então y 20 3 y 1 Logo 3y = y + 20 2y = 20 y = 10 x = 30 Assim: x 2 + y 2 = 30 2 + 10 2 = 900 + 100 = 1000 Resposta: Alternativa B Questão 02 Resolução: Do enunciado, temos: 2 6 2 65 5 x 4 x 2 x 4 5 5 x 2 2x 8 6x 12 20 4x x 5 Resposta: Alternativa C Questão 03 Resolução: Do enunciado, podemos escrever: x – y = 4 x y 9 4 Usando as propriedades das proporções: x y x y x y 45 9 9 4 9 4 5 5 Então x 9 9 e y 9 4 então x = 81 e y = 36 Resposta: Alternativa D Questão 04 Resolução: Vamos chamar a parte que cabe a João de J e a de Maria de M, logo usando as propriedades da proporção, temos: J 20000 2 J 2 J M J M 7500 M 30000 3 M 3 2 3 J M J M 7500 J M 1500 Logo: 1500 1500 2 3 2 3 5 2 3 Portanto J = 3000 e M = 4500 Resposta: J = 3000 e M = 4500 Questão 05 Resolução: Fazendo uma regra de três simples: 26 segundos 48 h x segundos 24 . 30 h 48 . x = 26 . 24 . 30 x = 26 24 30 48 26 30 2 390segundos Passando para minutos, temos: x = 390 segundos = 6 . 60 segundos + 30 segundos = 6 min e meio x = 6,5 min 21 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Resposta: 6,5 minutos Questão 06 Resolução: Fazendo o esquema abaixo: Pessoas Dias 14 45 18 x 7 45 18 18 x 14 45 x 14 14 x 9 45 18 5 7 45 9 35 Resposta: 35 dias Questão 07 Resolução: Fazendo o esquema abaixo: Área Azulejos 6,75 m 2 300 9 m 2 x 6,75 300 6,75 x 300 9 9 x x = 300 9 400 6,75 Resposta: 400 azulejos Questão 08 Resolução: Fazendo o esquema abaixo: Dias Veículos Horas/dia 8 200 9 15 x 12 2 200 8 x 5 15 3 9 3 12 200 2 2x 1000 x 5 x 500 Resposta: 500 veículos Questão 09 Resolução: Fazendo o esquema abaixo: Comprimento Profundidade Operários Dias 50 2 10 6 80 3 16 x 2 6 16 2 50 6 16 x 10 3 80 x 2 10 1 2 5 3 1 8 6 2 x 3 2x 6 3 x 9 Resposta: 9 dias 22 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 10 Resolução: Fazendo o esquema abaixo, temos: Homens Hectares Dias Horas/dia 5 10 9 8 x 20 10 9 1 5 10 x 2 20 5 10 1 9 1 9 4 8 5 1 1 5 x x 8 8 Resposta: 8 homens Questão 11 Resolução: Sejam a e b os números requeridos, temos: a.b = 72 e a 2 2b a b 9 9 . Substituindo o valor de a, fica. 2 22b 9.72.b 72 b b 324 b 324 b 18 9 2 Assim, temos que o valor de a é: 2b 2.18 a a a 4 9 9 Resposta: 4 e 18. Questão 12 Resolução: A escala é dada por: desenho d 3 Escala E E real r 4,5 , não calculamos até o final para efeito de calculo (para facilitar os cálculos). Agora faremos com a casa: casa casa casa casa 3. 3,75dd 3 11,25 E d d d 2,5 r 4,5 3,75 4,5 4,5 Resposta: A altura do modelo da casa é 2,5 cm. Questão 13 Resolução: Primeiramente transformaremos a fração mista em fração imprópria: 1 4.6 1 24 1 25 6 4 4 4 4 . Sejam a, b e c os números procurados, temos: a b c a 4b 2c 25 74 4 25 7 4 2 e a + b + c = 1650. Pondo tudo em função de b: 16b a 25 e 14b c 25 , substituindo na soma: 16b 25b 14b 55b 1650 1650 b 30.25 b 750 25 25 25 25 16b 16.30.25 a a a 16.30 a 480 25 25 14b 14.30.25 c c c 14.30 c 420 25 25 Resposta: 480, 750 e 420. 23 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 14 Resolução: Pelos dados da questão, temos: ab 2 5 ab 4.5 ab 20 e a b 9 a b 9 a 9 b 2 2 . Substituindo na outra: 2 2 2 ab 20 9 b b 20 9b b 20 b 9b 20 0 9 4.1.20 81 80 1 9 1 9 1 b b b 4 ou b 5 2 2 Logo a = 5 ou a = 4. Resposta: 4 e 5. Questão 15 Resolução: Usando a média ponderada temos: 8.20 7.30 160 210 370 M M M M 7,4 20 30 50 50 Resposta: A média da classe é 7,4. Questão 16 Resolução: Sejam a, b e c os números procurados, temos: a b c 4a 5b 8c 1 1 1 4 5 8 e a + b + c = 230 Pondo tudo em função de c: a = 2c e 8c 5b 8c b 5 . Substituindo na soma fica: 8c 10c 8c 5c 2c c 230 230 23c 230.5 c 50 5 5 . Logo: a = 100 e 8c 8.50 b b b 80 5 5 Resposta: a = 100, b = 80 e c = 50. Questão 17 Resolução: A constante de proporcionalidade k é dada por: lucro 35000 35000 1 k k k k capital 18000 25000 27000 70000 2 Assim os lucros C1, C2 e C3 serão: 1 1 1 1 C 18000.k C 18000. C 9000 2 2 2 2 1 C 25000.k C 25000. C 12500 2 3 3 3 1 C 27000.k C 27000. C 13500 2 Resposta: 9000,12500 e 13500. 24 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – AULA 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Questão 18 Resolução: Fazendo uma tabela: Dias Pedreiros Horas/Dias 8 9 5 x 12 6 Assim, temos: 8 12 6 8 72 8 8 x 5 x 9 5 x 45 x 5 Resposta: 5 dias. Questão 19 Resolução: Fazendo uma tabela: Dias Operários Horas/Dias Muro (m) 16 15 8 36 x 18 9 60 Assim, temos: 2 16 18 x 15 6 5 8 36 9 3 10 60 5 16 16 x 25 x 25 Resposta: 25 dias. Questão 20 Resolução: Fazendo uma tabela: Dias Horas/Dias Pedreiros Parede 16 10 8 48 x 12 6 96 Assim temos: 16 12 x 3 6 10 3 48 8 1 96 2 16 9 320 315 5 315 5 5 x x x x 35 dias x 20 9 9 9 9 9 Agora transformaremos em horas: 5 5 5 40 5 39 1 5 1 dias .24h dias h dias h dias 13h h 9 9 9 3 9 3 9 3 Agora transformaremos em minutos: 1 1 1 h 60minutos h 20minutos 3 3 3 Resposta: 35 dias, 13 horas e 20 minutos. 25 CURSO DE MATEMÁTICA ANUAL – VOLUME 2 RAZÃO E PROPORÇÃO Ficou com Dúvidas ? Mande email para mim Vestcursos01@gmail.com Está gostando do nosso curso de Matemática? Então indique aos seus amigos, vamos ajudar o nosso curso de Matemática crescer mais e mais ! mailto:Vestcursos01@gmail.com
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