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Mecânico de Manutenção Cálculos Aplicados à Manutenção Cálculos Aplicados à Manutenção SENAI-SP, 2006 2 a Edição. Editoração. Trabalho editorado por Meios Educacionais da Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP para o curso de aprendizagem industrial - Mecânico de Manutenção.. Coordenação editorial Gilvan Lima da Silva 1 a Edição. Elaboração, 2000. Trabalho elaborado por Meios Educacionais da Gerência de Educação da Diretoria Técnica do SENAI-SP Elaboração Bogdan Hrycylo SENAI Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Departamento Regional de São Paulo Av. Paulista, 1313 - Cerqueira César São Paulo - SP CEP 01311-923 Telefone Telefax SENAI on-line (0XX11) 3146-7000 (0XX11) 3146-7230 0800-55-1000 E-mail Home page senai@sp.senai.br http://www.sp.senai.br Sumário Introdução 5 Operações fundamentais 7 Razão e proporção 15 Regra de três e porcentagem 29 Medidas e figuras geométricas 41 Trigonometria: Razões Trigonométricas 71 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 5 Introdução A intenção do curso é começar bem fácil para colocar em ordem o conhecimento matemático que você já recebeu e para atender aos conhecimentos tecnológicos de que você precisa. Você vai dar os primeiros passos no seu curso de Matemática. Vai lidar com assuntos que conhece há muito tempo, como contar e numerar, coisas que a gente faz desde criança. Fazer as operações de forma correta é importante para sua vida profissional. Além disso, você vai aprender ou recordar como se fazem cálculos com números que possuem vírgula, que são chamados números decimais. É também comum precisarmos efetuar medidas. Um erro de medida pode estragar um trabalho que você estiver executando. Para evitar problemas como esse, vamos estudar as medidas de comprimento. Medir ou fazer leitura de medidas deverá ser para você tão fácil como ler um texto qualquer. Vamos em frente? Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 6 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 7 Operações fundamentais Sistema de numeração decimal Uma maneira de estudar os números é usar o sistema de numeração decimal, que tem esse nome porque foi baseado na quantidade de dedos das mãos (dez). Os símbolos empregados para representar os números são dez e são chamados algarismos indo-arábicos. Como você já sabe, são eles: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 0 (zero). Adição e subtração Os problemas que envolvem a idéia de reunir são resolvidos pela operação adição. Veja um exemplo prático. Se juntarmos 2 pilhas de livros, uma com 3 livros e outra com 4 livros, teremos uma só pilha de 7 livros. Como a adição é indicada pelo sinal + (lê-se mais), podemos escrever: 3 livros + 4 livros = 7 livros, ou ainda: 3 - parcela + 4 - parcela 7 - total ou soma Exemplos a. 219 58 + 32 129 b. 3060 517 + 198 2345 c. 1.255 + 4.098 + 807 + 645 6805 645 + 807 4098 1255 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 8 Os problemas que envolvem a idéia de tirar são resolvidos pela operação subtração. Neste caso, se de uma pilha de 7 livros tirarmos 3 livros, ficarão na pilha apenas 4 livros. Como a subtração é indicada pelo sinal (lê-se menos), podemos escrever: 7 livros - 3 livros = 4 livros, ou ainda: 7 - minuendo - 3 - subtraendo 4 - diferença ou resto A subtração é a operação inversa da adição. Se 3 + 4 = 7 então 7 - 3 = 4 ou 7 - 4 = 3. Por isso, quando você quiser tirar a prova, isto é, saber se o resultado de uma adição ou subtração está correto, basta fazer a operação inversa. Observe: 195 548 - 738 para conferir fazemos encontrando 195 - 543 738 , que é o minuendo da subtração. Exemplos a. - 116 238 122 b. 394 - 158 236 c. 723 - 375 348 d. 1.200 - 321 879 321 - 1200 Faça os exercícios no seu caderno. 1. Calcule as somas: a. 328 + 237 b. 731 + 225 + 144 c. 1.089 + 397 + 934 d. 1.397 + 458 e. 958 + 3.048 + 587 f. 9.009 + 98 + 900 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 9 2. Determine a diferença. Faça a prova, se houver dúvidas. a. 1.738 - 825 b. 729 - 289 c. 604 - 328 d. 800 - 195 e. 1.000 - 495 f. 1.507 - 608 g. 1.003 - 75 h. 40.000 - 102 Multiplicação e potenciação Multiplicar é adicionar parcelas iguais. Para saber quantos livros têm 4 pilhas iguais de 7 livros cada uma, fazemos: 7 livros + 7 livros + 7 livros + 7 livros ou 4 vezes 7 livros = 4 x 7 livros = 28 livros, ou ainda: 4 - fator x 7 - fator 28 - produto Exemplos a. 128 x 5 640 b. 12025 759 2275 37 x 325 + c. 943020 + 8463 9672 780x 2091 d. 3 572 x 402 1435944 ++14288 7144 402 x 3572 ou 1435944 +14288 +0000 7144 402 x 3572 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 10 Quando a operação indica multiplicação de fatores iguais, ela é chamada de potenciação. Exemplo 2 x 2 x 2 x 2 x 2 Este produto de cinco fatores iguais a 2 pode ser indicado por 25. potência - 32 2 - base expoente 5 = ↓ Observe como se faz a leitura das potências abaixo. 25 → dois elevado à quinta potência 32 → três elevado ao quadrado 53 → cinco elevado ao cubo 47 → quatro elevado à sétima potência Exemplos a. 23 = 2 x 2 x 2 = 8 b. 132 = 13 x 13 = 169 c. 32 = 3 x 3 = 9 d. 26 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64 e. 53 = 5 x 5 x 5 = 125 f. 103 = 10 x 10 x 10 = 1.000 Faça os exercícios no seu caderno. 3. Calcule os produtos. a. 327 x 6 b. 2.076 x 8 c. 235 x 12 d. 1.278 x 64 e. 394 x 132 f. 5.705 x 218 g. 2.576 x 207 h. 7.689 x 480 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 11 4. Escreva como se lê. a. 23 b. 52 c. 45 d. 37 5. Determine as potências. a. 82 = b. 122 = c. 1022 = d. 53 = e. 303 = f. 18 = g. 35 = h. 104 = i. 210 = Divisão exata Os problemas que envolvem a idéia de repartir são resolvidos pela operação divisão. Verifique o seguinte problema: uma pilha de 28 livros deverá ser repartida em 4 pilhas, tendo cada uma o mesmo número de livros. Para saber quantos livros terá cada pilha, fazemos: 28 livros dividido por 4 ⇒ 28 livros ÷ 4 = 7 livros, ou ainda: dividendo 28 4 divisor resto 0 7 quociente A divisão exata é a operação inversa da multiplicação, por isso, para conferir uma divisão exata, usamos a relação: dividendo = divisor x quociente Observe: 144 8 144 → dividendo 64 18 8 → divisor 0 18 → quociente Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 12 Então: 144 = 8 x 18 144 = 144 Se a igualdade for verdadeira, o resultado está correto. Esta é uma forma de tirar a prova da divisão exata. Exemplos a. 315 7 315 7 35 45 ou - 28 45 0 035 0 b. 612 6 012 102 0 c. 4.000 32 80 125 160 0 d. 7.344 36 0144 204 00 e. 4.968 : 216 4.968 216 0648 23 000 f. 13.9425 : 325 13.9425 325 0942 429 2925 000 Faça o exercício no seu caderno. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 13 6. Efetue as divisões. a. 1.976 : 8 b. 884 : 34 c. 55.596 : 452 d. 392 : 7 e. 23.764 : 52 f. 34.989 : 321 g. 820 : 4 h. 18.360 : 45 i. 33.396 : 759 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 14 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 15 Razão e proporção Razão Freqüentemente, fazemos comparações entre grandezas. O primeiro caixote pesa mais que o segundo. A segunda garrafa, tem maior capacidade que a primeira. Matemática básica SENAI-SP- INTRANET AA171-06 16 A primeira barra de ferro é menor que a segunda. Também é comum comparar duas grandezas para se saber quantas vezes uma quantidade cabe na outra. Observe as duas engrenagens abaixo. A engrenagem A tem 80 dentes. A engrenagem B tem 20 dentes. Dividindo o número de dentes da engrenagem A pelo número de dentes da engrenagem B encontramos: 80 ÷ 20 = 4. Verificamos, então, que cabe 4 vezes em 80. Por isso, podemos dizer que a engrenagem A tem 4 vezes mais dentes que a engrenagem B. Essa é uma comparação por divisão, que chamamos de razão. Razão entre dois números é o quociente indicado entre eles. Razão entre duas grandezas de mesma espécie é o quociente indicado entre os números que medem essas grandezas, numa mesma unidade. Exemplos a. 50 20 kg kg b. 250 500 m m l l c. 150 320 cm cm d. 80 20 dentes dentes Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 17 Por ser um quociente, a razão pode ser indicada: 50 : 20 ou 50 20 (lê-se 50 para 20 ou 50 está para 20). O primeiro termo da razão chama-se antecedente e o segundo chama-se conseqüente. Então: 50 20 antecedente consequente&& O conseqüente da razão é sempre um número diferente de zero. Outros exemplos de razão: a. 2 1 2 : 1 ou 2 1 2 1 (um para dois inteiros e um meio) b. 0 25 6 , ou 0,25 : 6 (vinte e cinco centésimos para seis) c. 12 5 : 4 3 ou 12 5 4 3 (três quartos para cinco doze anos) Faça os exercícios no seu caderno 1. Escreva a razão entre os dentes da engrenagem B e os da engrenagem A no 4º exemplo. 2. Escreva a leitura da razão que você encontrou no exercício 1. 3. Qual é o antecedente e o conseqüente da razão do exercício 1? Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 18 Razões equivalentes Encontramos o valor de uma razão dividindo o antecedente pelo conseqüente. Sendo assim, o valor de 3 2 é 1,5 (3 : 2 = 1,5). O valor de uma razão não muda quando multiplicamos ou dividimos o antecedente e o conseqüente por um mesmo número diferente de zero. Veja: 6 x 4 = 24 12 x 4 48 24 : 48 = 0,5 6 : 12 = 0,5 6 : 2 = 3 12 : 2 6 3 : 6 = 0,5 6 : 12 = 0,5 Por isso podemos sempre escrever as razões na forma irredutível (como nas frações). Assim, as razões 80 20 , , 150 320 250 500 e 50 20 podem ser escritas 4 1 , , , 15 32 1 2 e 5 2 respectivamente. Dizemos que duas ou mais razões são equivalentes quando têm o mesmo valor. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 19 Faça os exercícios no seu caderno. 4. Uma engrenagem A tem 50 dentes e uma outra B tem 80 dentes. a. Escreva a razão entre os dentes de A e B. Torne-a irredutível. b. Escreva a razão entre os dentes de B e A. Torne-a irredutível. c. Calcule o valor das duas razões obtidas nos exercícios a e b. d. Essas razões são equivalentes? Justifique por escrito. 5. Durante um jogo de futebol, um time chutou 7 bolas a gol e marcou 2 gols. Responda: a. Qual a razão entre os chutes a gol e os gols marcados? b. Qual a razão entre os gols marcados e os chutes a gol? Agora observe bem a figura abaixo. Qual é a razão entre o comprimento e a largura deste retângulo? Verificamos que a resposta é 4 15 cm mm . Repare que, neste caso, estamos comparando grandezas da mesma espécie: medidas de comprimento. Por isso, indicamos na razão as unidades de medida: cm e mm. Mas é comum, nesses casos escrever a razão sem as unidades de medida. Só que não podemos tirar as unidades de medida, quando elas são diferentes. Por isso, para indicar a razão entre duas grandezas da mesma espécie, sem colocar as unidades de medida, as duas devem ficar na mesma unidade. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 20 Sendo assim, para indicar a razão entre o comprimento e a largura do retângulo, vamos transformar uma das medidas: ou 4cm em mm ou 15mm em cm. Assim: 4 15 cm mm = 40mm 15mm = 40 15 : : 5 5 = 8 3 (forma irredutível) ou ainda 4 15 cm cm, = 4 1,5 . Na prática, sempre que escrevemos razão entre duas grandezas da mesma espécie vamos indicá-la sem a unidade de medida. Faça os exercícios no seu caderno. 6. Um quadro tem 80cm de largura e 1,20m de comprimento. Indique, na forma irredutível: a. A razão entre o comprimento e a largura. b. A razão entre a largura e o comprimento. 7. Copie o desenho e responda: a. Qual a razão irredutível entre o pacote cinza e o branco? b. Qual a razão irredutível entre o pacote branco e o cinza? Razões especiais Existem casos muito usados de comparação entre grandezas de espécies diferentes, como quilômetro e hora, habitantes e quilômetros quadrados. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 21 Por exemplo, um automóvel percorreu 80km em 1 hora. Podemos indicar a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto: 80 1 km h ou 80km: 1h, que lemos 80 quilômetros por hora. Nesses casos, as unidades sempre ficam indicadas na razão. Outros exemplos: a. Se um município tem 43 habitantes por quilômetro quadrado, indicamos a razão entre os habitantes e a área ocupada com 43 hab. 1km2 ou 43 hab.: 1km2, que lemos 43 habitantes por quilômetro quadrado. b. A razão entre a distância percorrida e o tempo gasto por uma pessoa que andou 50 metros em 1 minuto é min. 1 m50 ou 50m: 1min. Essas razões também podem ser indicadas assim: 80 km h , , 43 hab. km 50 m min.2 . Faça os exercícios no seu caderno 8. Indique, de acordo com os exemplos dados, as seguintes razões: a. 12 metros por segundo. b. 1 metro cúbico por minuto. c. 2.000 litros por hora. d. 38 habitantes por quilômetro quadrado. 9. Indique as razões, escrevendo-as na forma irredutível. a. 60 metros em 5 segundos. b. 7.000 metros em 20 minutos. c. 2.000 litros em 4 horas. d. 1.064 habitantes em 7 quilômetros quadrados. Uma outra razão especial de larga aplicação é a escala. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 22 Escala de um desenho é a razão entre as dimensões do desenho (comprimento, largura, diâmetro) e as do modelo real medidos numa mesma unidade. A escala 1:1000, por exemplo, significa que as dimensões reais são 1000 vezes maiores que as do desenho. Outro exemplo: Numa peça desenhada na escala 1:5, uma medida de 25mm no desenho equivale a quantos mm na peça? Vejamos: se a escala é 1:5 significa que 1mm no desenho equivale a 5mm na peça. Logo 25 x 5 = 125mm. Observe agora a seguinte situação: A seção de controle de qualidade de uma indústria, ao controlar o material recebido, só aceita os pedidos que apresentarem até 3 peças defeituosas em cada lote de 100 peças. Essa relação entre peças com defeito e peças fabricadas pode ser indicada pela razão 3 100 ou 3:100. Note que esta razão tem conseqüente 100. A razão com conseqüente 100 é um tipo especial de razão chamada porcentagem. As razões com conseqüente 100 podem ser representadas com o símbolo da porcentagem (%). Assim: 3 100 3%→ 10 100 10%→ Observe que, nestes casos, estamos comparando uma quantidade com outra quantidade fixa, isto é, 100. Quando falamos em 12%, consideramos 12 em 100. Por exemplo, falar em 12% dos empregados de uma indústria significa 12 empregados em cada grupo de 100. Para ler uma porcentagem, dizemos o número seguido da expressão por cento. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 23 Assim: 3% lemos três por cento 10% lemos dez por cento 12% lemos doze por cento Faça os exercícios no seu caderno. 10. Represente as razões usando o símbolo da porcentagem:a. 100 12 b. 100 120 c. 7 100 d. 19 100 e. 30 100 f. 50 100 11. Escreva a leitura por extenso: a. 7% b. 30% c. 15% d. 80% e. 9% 12. Escreva sob a forma de razão irredutível: a. 5% b. 20% c. 35% d. 107% e. 237% Proporção Já vimos anteriormente que duas razões são equivalentes quando têm o mesmo valor. Assim, 3 : 4 e 6 : 8 são razões equivalentes porque 3 : 4 = 0,75 e 6 : 8 = 0,75. Podemos então escrever que 3 : 4 = 6 : 8 (três para quatro é igual a seis para oito). Essa sentença recebe o nome de proporção. Portanto, proporção é a igualdade entre duas razões. A proporção pode ser representada de duas formas diferentes: 3 : 4 = 6 : 8 ou 3 4 = 6 8 Nas duas formas a leitura é: três está para quatro assim como seis está para oito. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 24 Exemplos a. 1 2 5 = 3 4 15 2 (um meio está para cinco assim como três quartos está para quinze meios) b. 5 0 2, = 15 0,6 (cinco está para dois décimos assim como quinze está para seis décimos) O primeiro e quarto termos da proporção chamam-se extremos; o segundo e terceiro termos chamam-se meios. Então: Em qualquer proporção o produto dos extremos é igual ao produto dos meios. Verifique os exemplos: a. b. 2 1 2 x 3 = 1 x 1 3 = 4 3 40 5 4 1 3 5 40 6 ou 1 1 120 20 20 c. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 25 Essa propriedade é conhecida como propriedade fundamental e pode ser utilizada para verificar se quatro números dados numa certa ordem, formam uma proporção. Por exemplo, verifique se os números 3, 5, 6 e 10 formam uma proporção. 3 5 = 6 10 3 x 10 = 30 5 x 6 = 30 Logo, 3, 5, 6 e 10 formam, nessa ordem, uma proporção. Faça os exercícios no seu caderno. 13. Verifique se as razões 3 4 e 4,5 6 são equivalentes. Se o forem, escreva-as em forma de proporção. 14. Escreva por extenso a leitura das proporções: a. 4 5 = 8 10 b. 3 : 2 = 9 : 6 c. 0,1 : 3 = 0,6 : 18 d. 5 8 6 = 1 4 12 5 15. Verifique, usando a propriedade fundamental, quais os pares de razões que formam proporção. a. 4 5 e 8 10 b. 1 : 4 e 3 : 2 c. 2 : 3 e 4 : 9 d. 0 5 2 5 , , e 1 5 Cálculo de um termo qualquer da proporção Como você acabou de ver, não é sempre que um par de razões forma uma proporção. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 26 Mas, quando só conhecemos três termos de uma proporção, é sempre possível descobrir o termo que falta para formar a proporção. Por exemplo, conhecemos estes termos da proporção: 3 4 = ? 12 Note que falta um dos termos, que não sabemos qual é. Vamos representar esse termo desconhecido por uma letra: x, por exemplo. Para descobrir o valor do termo desconhecido de uma proporção, indicamos a igualdade do produto dos meios com o produto dos extremos, encontrando uma sentença matemática. Vamos explicar melhor. Sabemos que multiplicando os extremos e depois os meios da proporção vamos encontrar o mesmo resultado. Se as multiplicações dão o mesmo resultado, elas formam uma igualdade. Então, podemos indicar essa igualdade. Veja: 3 x 4 12 Fica assim: 4 . x = 3 . 12 Esta igualdade indica que o resultado de 4 vezes x é o mesmo 3 vezes 12. Para resolver esta igualdade calculando o valor de x usamos a operação inversa. Veja como: 4 . x = 3 . 12 4x = 36 x = 36 4 → usamos a operação inversa para calcular x x = 9 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 27 O termo desconhecido é 9. Podemos indicar a proporção: 3 4 = 9 12 Exemplos a. 7 21 2 x 7 . x = 2 . 21 7x = 42 → resolvendo 2º membro x = 42 7 → aplicando operação inversa x = 6 b. 3 5, x = 7,7 4,4 3,5 . 4,4 = x . 7,7 ou x . 7,7 = 3,5 . 4,4 15,4 = x . 7,7 x . 7,7 = 15,4 15 4 7 7 , , = x x = 15,4 7,7 2 = x x = 2 c. 1,2 . 0,25 = 0,3 . x ou 0,3 . x = 1,2 . 0,25 0,3 = 0,3 . x 0,3 . x = 0,3 0 3 0 3 , , = x x = 0 3 0 3 , , 1 = x x = 1 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 28 d. x . x x x 1 6 = 3 5 . 2 7 = 6 35 = 6 35 1 6 ou 6 35 : 1 6 . 6 1 . 1 6 6 35 = x = 36 35 Faça o exercício no seu caderno. 16. Calcule o valor do termo desconhecido em cada proporção: a. x 4 = 25 5 b. 0,15 x = 2 4,0 c. x 9,6 = 6,0 4,2 d. 2 7 3 5 = x 7 e. 1 : x = 4,5 : 9 f. 8,4 : 2 = x : 4,2 g. 1 2 : 3 4 = 1 8 : x h. x : 15 = 7 : 3 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 29 Regra de três e porcentagem Grandezas proporcionais Constantemente estamos relacionando grandezas. Ao dizer, por exemplo, que uma barra de ferro de 60cm dá para fazer 16 parafusos, estamos relacionando a quantidade de material com o número de parafusos produzidos. Também ao afirmar que 2 operários levam 30 dias para fazer certo trabalho, estamos relacionando o número de operários com o tempo gasto. Dizemos que duas grandezas são proporcionais quando é possível manter entre elas uma proporção. Por exemplo, dobrando a quantidade de material, também vai dobrar o número de parafusos produzidos. Assim, se a barra tiver 120cm, poderão ser produzidos 32 parafusos. Do mesmo modo, reduzindo à metade a quantidade de material, também o número de parafusos produzidos vai ficar reduzido à metade. Tendo à barra 30cm, só serão produzidos 8 parafusos. Note que, aumentando ou diminuindo uma grandeza (quantidade de material), a outra grandeza (número de parafusos) também aumenta ou diminui. Este aumento ou esta redução na mesma proporção nas duas grandezas é que faz as duas proporcionais. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 30 No exemplo dos operários, você vai ver que a relação é um pouco diferente. Se 2 operários fazem o serviço em 30 dias, 4 operários, com a mesma capacidade de trabalho, vão fazer o mesmo serviço em 15 dias. Note que 15 é a metade de 30. E, reduzindo à metade o número de operários, vai ser necessário o dobro de tempo para concluir o trabalho. Assim, 1 operário levará 60 dias. Neste caso, aumentando uma grandeza (número de operários), a outra grandeza (tempo gasto) diminuiu; ou então, diminuindo uma grandeza (número de operários), a outra (tempo gasto) aumentou. Mas, mesmo assim, podemos dizer que as grandezas são proporcionais, pois uma diminui do mesmo modo que a outra aumenta na mesma proporção. Por esses dois exemplos, você pode ver que as grandezas proporcionais podem manter dois tipos de relação. Isso acontece porque as grandezas podem ser direta ou inversamente proporcionais. Faça o exercício no seu caderno. 1. Copie os quadros abaixo no seu caderno e complete com os dados que faltam, calculando-os mentalmente. Número de máquinas trabalhando Número de peças produzidas 6 600 3 200 12 Velocidade Tempo gasto no percurso 80km/h 5h 40km/h 2h30min 50km/h Duas grandezas são diretamente proporcionais quando, aumentando uma delas, a outra também aumenta na mesma proporção; ou então, diminuindo uma delas, a outra diminui na mesma proporção. No exemplo dos parafusos, as grandezas são diretamente proporcionais. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 31 Duas grandezas são inversamente proporcionais quando, aumentando uma delas, a outra diminui na mesma proporção; ou então, diminuindo uma delas, a outra aumenta na mesma proporção. No exemplo dos operários, as grandezassão inversamente proporcionais. O exercício 1 que você resolveu no seu caderno trata de grandezas proporcionais. Escreva abaixo de cada quadro (dado anteriormente) se as grandezas são direta ou inversamente proporcionais. Podemos relacionar grandezas proporcionais de uma forma prática: colocando as grandezas, uma de cada lado, e ligando as duas com um traço. Vamos relacionar desta forma as grandezas dos exemplos: 60cm 16 parafusos 120cm 32 parafusos 2 operários 30 dias 4 operários 15 dias ou ainda: cm parafusos e operários dias 60 16 2 30 120 32 4 15 2. Classifique as grandezas abaixo em direta ou inversamente proporcionais. a. 6 tornos 1 200 peças 2 tornos 400 peças b. 10 l combustível 300km percorridos 30 l combustível 100km percorridos c. 24 dentes na engrenagem 300rpm 36 dentes na engrenagem 200rpm d. 80km/h 5h 40km/h 10h Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 32 3. Assinale com D as grandezas diretamente proporcionais e com I as inversamente proporcionais. a. Tempo de funcionamento de um chuveiro e energia consumida. b. Diâmetro de uma polia e número de rotações por minuto. c. Número de operários trabalhando e tempo para fazer um trabalho. d. Quantidade de material e número de peças produzidas. Regra de três Regra de três é uma forma de resolver problemas empregando os conhecimentos de proporção e equação. Chama-se regra de três porque conhecemos três valores e com eles encontramos um quarto valor. Para resolver problemas que envolvem grandezas proporcionais usando a regra de três, seguimos os passos abaixo. Exemplo 1 Se com 20 litros de combustível um automóvel percorreu 160km, quantos quilômetros percorrerá com 35 litros? Relacionamos as grandezas na forma prática, representando a grandeza desconhecida por x. litros km 20 160 35 X Verificamos se as grandezas são direta ou inversamente proporcionais. litros km 20 160 35 X São diretamente proporcionais porque com mais combustível serão percorridos mais quilômetros. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 33 Montamos a proporção. Como as grandezas são diretamente proporcionais, a proporção é montada na forma como está indicada. Neste problema, fica assim: 20 35 = 160 x Armamos a sentença. 20 . x = 35 . 160 Resolvendo: 20 x = 35 . 160 20 . x = 5 600 x = 5 600 20 x = 280 Escrevemos a resposta, ou seja: Com 35 litros o automóvel percorrerá 280km. Exemplo 2 Viajando a uma velocidade média de 72km por hora, o percurso entre duas cidades pode ser feito em 5 horas. Qual deveria ser a velocidade média para se fazer o mesmo percurso em 4 horas? Relacionamos os valores das grandezas envolvidas no problema: Km/s horas 72 5 x 4 Verificamos se as grandezas são direta ou inversamente proporcionais. Aumentando a velocidade, diminui o tempo gasto: as grandezas são inversamente proporcionais. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 34 Montamos a proporção invertendo uma das grandezas, porque as grandezas são inversamente proporcionais: 72 x = 4 5 ou x 72 = 5 4 Armamos a sentença. x . 4 = 72 . 5 Resolvendo: 4x = 360 x = 360 4 x = 90 Damos a resposta ao problema: a velocidade média deveria ser 90km por hora. Exemplo 3 Calcular o número de rotações por minuto da polia menor. diâmetro rpm 18 600 15 X Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 35 Inversamente proporcionais (maior diâmetro, menor rpm) 15 600 18 x 15 . x = 18 . 600 15x = 10.800 x = 10.800 15 x = 720 Resposta: A polia menor dá 720 rotações por minuto. 4. Resolva os problemas abaixo usando a regra de três, conforme os exemplos dados. a. Se 4,8m de fio custam R$240,00, qual será o preço de 6m do mesmo fio? b. Um móvel com velocidade constante percorre 20m em 4 minutos. Quantos metros percorrerá em 6 minutos? c. Num dia, 5 operários produziram 800 peças. Se 8 operários trabalhassem no mesmo ritmo quantas peças iriam produzir? d. Para construir uma casa 4 pedreiros levaram 60 dias. Em quantos dias 5 pedreiros com a mesma capacidade de trabalho fariam a mesma casa? e. Uma máquina deve trabalhar a 800rpm. Qual o diâmetro da polia a ser colocada no seu eixo se o motor que vai acioná-lo dá 1.200rpm e tem uma polia de 100mm? f. Uma fábrica de tecidos consumiu 1.820 fardos de algodão em 13 dias. Em 8 dias quantos fardos consumiu? g. Uma engrenagem de 40 dentes dá 300rpm. Qual é a rotação de uma outra de 60 dentes engrenada a ela? Porcentagem Você já aprendeu que a porcentagem é uma razão especial com conseqüente 100. Assim, 25% correspondem a 25 100 e significam 25 em cada grupo de 100. Se dizemos Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 36 que 25% dos empregados de uma indústria são mulheres, estamos afirmando que, em cada grupo de 100 empregados, 725 são mulheres. Da mesma forma, quando falamos em 15% de desconto, estamos nos referindo a um desconto de R$l5,00 a cada R$100,00. Mas, se o número de empregados da indústria for 1.000 ou a quantidade do dinheiro for R$ 20.000,00 como saber quantos empregados são 25% ou quanto vale o desconto de 15%? É sempre possível calcular a porcentagem de uma determinada quantidade, porque a quantidade considerada equivale a 100%. Os 1.000 empregados são o total de empregados da indústria e, por isso, 1.000 correspondem a 100%. Do mesmo modo, R$ 20.000,00 correspondem a 100%, pois são a quantidade total do dinheiro considerado. Para calcular a porcentagem de uma determinada quantidade, podemos utilizar a regra de três. Para isso, é necessário saber montar a regra de três, dispondo corretamente os valores conhecidos. Exemplos a. Quantos são 25% de 1.000 empregados? empregados % 1.000 100 x 25 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 37 Em porcentagem, as grandezas são sempre diretamente proporcionais. Então: 25 100 x 000.1 = x . 100 = 1.000 . 25 x . 100 = 25.000 100 000.25 x = x = 250 Resposta: 25% de 1.000 empregados são 250 empregados. b. Numa firma trabalham 20 mulheres que correspondem a 40% dos empregados. Qual é o total de empregados da firma? empregados % 20 40 x 100 100 40 x 20 = x . 40 = 20 . 100 x . 40 = 2.000 40 000.2 x = x = 50 Resposta: o total de empregados da firma é 50. c. Num livro de 400 páginas, a quantos por cento correspondem 100 páginas? páginas % 20 40 x 100 Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 38 x . 400 = 100 . 100 x . 400 = 10.000 x = 400 000.10 x = 25 Resposta: 100 páginas do livro correspondem a 25% do total. Faça os exercícios no seu caderno. 5. Quanto valem 15% de R$ 20.000,00? 6. Quanto valem 30% de 240? 7. Qual é a quantia cujos 15% valem R$ 300,00? 8. Se 3% de uma remessa de peças são 75 peças, qual é o total da remessa? 9. Uma fábrica possui 250 empregados. Quantos por cento são 20 empregados? Outros exemplos: d. Numa remessa de peças, 500 delas correspondem a 20%. Quantas peças correspondem a 80%? peças % 500 20 x 80 x . 20 = 500 . 80 x . 20 = 40.000 x = 20 000.40 x = 2.000 Resposta: 80% correspondem a 2 000 peças. Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 39 e. Uma pessoa que recebe R$ 6.000,00 de salário vai ter um aumento de 38%. Qual será seu novo salário? Observação Você pode resolver este problema de duas maneiras diferentes: R$ % 6.000 100 x 38 x . 100 = 6.000 . 38 x . 100 = 228.000x = 100 000.228 x = 2.280 (valor do aumento) novo salário → 6.000 + 2.280 = 8.280 R$ % 6.000 100 x 138 x . 100 = 6.000 . 138 x . 100 = 828.000 x = 100 000.828 x = 8.280 (novo salário) Resposta: Seu novo salário será de R$ 8.280,00 f. Uma mercadoria que era vendida a R$ 5.000,00 teve um desconto de 15%. Quanto ficou custando? Matemática básica SENAI-SP - INTRANET AA171-06 40 R$ % 5.000 100 x 15 x . 100 = 5.000 . 15 x . 100 = 75.000 x = 100 000.75 x = 750 (desconto) Novo preço → 5 000 - 750 = 4 250 R$ % 5.000 100 x 85 (100 -15) x . 100 = 5.000 . 85 x . 100 = 425.000 x = 100 000.425 x = 4.250 (novo preço) Resposta: Ficou custando R$ 4.250,00 Faça os exercícios no seu caderno. 10. 25% de certa quantia correspondem a R$ 5.250,00. Quantos cruzeiros equivalem a 70%? 11. Na quantia de R$ 25.000,00, quantos por cento são R$ 750,00? 12. Uma mercadoria que valia R$ 6.000,00 teve aumento de 30%. Qual é seu novo preço? 13. Um operário recebe R$ 4.000,00 mensais e tem desconto de 8% para a Previdência Social. Quanto recebe líquido? 14. Preço de uma mercadoria sofreu um desconto de 15%, passando então a custar R$ 1.700,00. Quanto custava antes do desconto? Matemática Básica SENAI-SP 41 Medidas e Figuras Geométricas Medir uma grandeza é compará-la com outra da mesma espécie, tomada como unidade padrão. Unidades de medidas de Comprimento. O Metro. A palavra metro vem do grego métron que significa “o que mede”. Múltiplos e Submúltiplos do Metro. Além da unidade fundamental de comprimento, o metro, existe ainda os seus múltiplos e submúltiplos, cujos nomes são formados com o uso dos prefixos: quilo, hecto, deca, deci, centi e mili. Observe o quadro: Múltiplos do metro Submúltiplos do metro Unidades menores que o milímetro Quilômetro Hectômetro Decâmetro Metro Decí- metro Centí- metro Milímetro Décimo de mm Centésimo de mm Milésimo De mm ou micrometro km hm dam m dm cm mm __ __ µm 1 000m 100m 10m 1m 0,1m 0,01m 0,001m 0,000 1m ou 0,1mm 0,000 01m ou 0,01mm 0,000 001m ou 0,001mm Matemática Básica SENAI-SP 42 Os múltiplos do metro são utilizados para medir grandes distâncias, enquanto os submúltiplos, para pequenas distâncias, e os submúltiplos do milímetro são de aplicação mais específicas nas indústrias eletrometalmecânica. Leitura: 2,54 m → dois metros e cinqüenta e quatro centímetros. m dm cm 2, 5 4 0,125mm → cento e vinte e cinco milésimos de milímetro. ou cento e vinte e cinco micrometros. mm Décimos de milímetro Centésimos de milímetro µµµµm 0, 1 2 5 Observe que a cada algarismo corresponde uma unidade de comprimento. Transformação de Unidades: 6,54 km em m → 6,54 km = ? m km hm dam m 6. 5 4 0, A vírgula desloca-se três casas para a direita. Cada unidade deslocada para a direita significa uma multiplicação por 10. 6,54 km = 6540 m. 35,8 cm em m → 35,8 cm = ? m m dm cm mm 0, 3 5 8 A vírgula desloca-se duas casas para a esquerda. Cada unidade deslocada para a esquerda significa uma divisão por 10. Matemática Básica SENAI-SP 43 35,8 cm = 0,358 m. Faça os exercícios: 24) Escreva corretamente a leitura das medidas de comprimento abaixo: a)1,459 m→__________________________________________________________ b)199,54dm→_________________________________________________________ c)0,54 cm→__________________________________________________________ d)7,486 km→_________________________________________________________ e)33,9 hm→__________________________________________________________ 25) Transforme para a unidade pedida: a)527m = ____________________________cm b)34,5m = ___________________________dam c)150cm = ___________________________mm 26) Expresse em metros os resultados das seguintes expressões: a) 3,6 km + 450 m = b) 16 dm + 54,6 cm + 200 mm = c) 2,4 km + 82 hm + 12,5 dam = Matemática Básica SENAI-SP 44 Perímetro de figuras planas Perímetro de polígonos Perímetro de um polígono é a soma das medidas de seus lados Exemplo Observação Se o polígono tiver lados de medidas iguais pode-se usar a multiplicação Perímetro do círculo O perímetro do círculo é conhecido como comprimento da circunferência. Para calculá-lo usa- se a fórmula: onde: C = comprimento da circunferência D = diâmetro (dobro do raio) π ≈ 3,14 Matemática Básica SENAI-SP 45 Exemplos: a) Calcule o comprimento das circunferências a seguir. Matemática Básica SENAI-SP 46 Faça os exercícios: Calcule o perímetro das figuras planas. a) b) c) Matemática Básica SENAI-SP 47 Superfície (Área) Temos idéia do que é uma superfície ao observarmos o tampo de uma carteira, a parte da lousa onde se escreve, o piso ou o teto da sala de aula. A medida de uma superfície chama-se área e a unidade fundamental é o metro quadrado (m2). Os múltiplos do metro quadrado são: • quilômetro quadrado (km2) • hectômetro quadrado (hm2) • decâmetro quadrado (dam2) Os submúltiplos são: • decímetro quadrado (dm2) • centímetro quadrado (cm2) • milímetro quadrado (mm2) A equivalência entre as unidades de superfície pode ser verificada na tabela abaixo. Múltiplos do metro quadrado Submúltiplos do metro quadrado Quilômetro quadrado Hectômetro quadrado Decâmetro quadrado Metro Quadrado Decímetro Quadrado Centímetro Quadrado Milímetro Quadrado km 2 hm 2 dam 2 m 2 dm 2 cm 2 mm 2 1 000 000m 2 10 000m 2 100m 2 1m 2 0,01m 2 0,000 1m 2 0,000 001m 2 Observando a tabela verificamos que cada unidade de área é 100 vezes maior que a imediatamente inferior e 100 vezes menos que a imediatamente superior. Então, para se ler ou escrever uma medida de superfície, colocamos 2 algarismos da medida para cada unidade. A quantidade de algarismos da parte decimal de uma medida de superfície deverá ser sempre par. Completamos com um zero caso isso não aconteça. Também a transformação de unidades é feita como nas medidas de comprimento, porém, colocando-se 2 algarismos em cada unidade. Matemática Básica SENAI-SP 48 Km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 5, 00 01 04 Vejamos alguns exemplos a) Escrever as medidas por extenso (veja a tabela a seguir) 8,7315dm2 = oito decímetros quadrados, sete mil trezentos e quinze milímetros quadrados 0,0543m2 = quinhentos e quarenta e três centímetros quadrados km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 8, 73 15 0, 05 43 b) Escreva simbolicamente a medida: cinco metros quadrados, cento e quatro milímetros quadrados. Usando a tabela temos: Então a medida escrita de maneira simbólica fica: 5,000 104m2 c) Faça as transformações de unidade (veja a tabela). 4,32cm2 para m2 Resposta: 0,000 432m245,96m2 para cm2 Resposta: 459 600cm2 km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2 0, 00 04 32 45, 96 00 Matemática Básica SENAI-SP 49 Faça os exercícios: (utilize a tabela para facilitar seu trabalho) 31) Escreva por extenso a leitura das medidas: a) 145m2 b) 13,5cm2 c) 5,78km2 32) Escreva simbolicamente as medidas. a) dois metros quadrados, doze decímetros quadrados b) oito decâmetros quadrados, cento e vinte e sete decímetros quadrados Matemática Básica SENAI-SP 50 Área de figuras planas Para medir a superfície de figuras geométricas planas usamos fórmulas específicas para cada uma. Vamos verificar algumas delas. Retângulo onde:A é a área do retângulo c é a medida do comprimento é a medida da largura do retângulo Quadrado onde:A é a área do quadrado é a medida do lado do quadrado Como no quadrado os lados são iguais, o produto comprimento x largura fica lado x lado, ficando então lado ao quadrado, que abreviamos . Matemática Básica SENAI-SP 51 Triângulo onde:A é a área do triângulo b é a medida da base h é a medida da altura do triângulo Trapézio onde:A significa área do trapézio B significa base maior b significa base menor h significa altura do trapézio Matemática Básica SENAI-SP 52 Exemplos de cálculos de área Calcule a área das figuras a seguir. Lembre- se que: Matemática Básica SENAI-SP 53 Matemática Básica SENAI-SP 54 Faça os exercícios: 34) Calcule a área das seguintes figuras, tendo cuidado com as transformações de unidades. a) b) c) Matemática Básica SENAI-SP 55 Vamos ver mais algumas fórmulas de cálculo de área de figuras planas. Paralelogramo onde:A é a área do paralelogramo b é a base h é a altura do paralelogramo Losango onde:A é a área do losango d é a diagonal menor D é a diagonal maior Círculo onde:A é a área do círculo r é a medida do raio π vale aproximadamente, 3,14 Matemática Básica SENAI-SP 56 Matemática Básica SENAI-SP 57 Faça os exercícios: Calcule a área das figuras planas seguintes. a) b) Volume Volume de uma figura geométrica espacial é a medida do espaço ocupado por essa figura. Para medir o volume de uma figura espacial ou sólido geométrico usamos como medida padrão o metro cúbico (m3). Os seus múltiplos e submúltiplos bem como seus símbolos e equivalência estão na tabela abaixo. Múltiplos do metro cúbico Submúltiplos do metro cúbico Quilômetro Hectômetro Decâmetro cúbico cúbico cúbico Metro cúbico Decímetro Centímetro Milímetro cúbico cúbico cúbico km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 1 000 000 000 1 000 000m 3 1 000m 3 m 3 1m 3 0,001m 3 0,000 001 m 3 0,000 000.001m 3 Matemática Básica SENAI-SP 58 Para ler e escrever unidades de volume colocamos 3 algarismos da medida dada para cada unidade de volume. Portanto, a quantidade de algarismos da parte decimal de uma medida de volume deverá ser 3, 6, 9 etc. Completamos com 1 ou 2 zeros se isto não acontecer. Para transformar unidades de volume precedemos da mesma forma que nas medidas de comprimento e superfície, porém colocando 3 algarismos em cada unidade. Veja alguns exemplos a) Escrever por extenso a leitura das medidas: 8,068m3 = oito metros cúbicos, sessenta e oito decímetros cúbicos 0,320 019dm3 = trezentos e vinte mil e dezenove milímetros cúbicos Observe na tabela: b) Escreva simbolicamente: um metro cúbico, vinte e oito decímetros cúbicos = 1,028m3 Veja a tabela: km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 1, 028 12, 000 012 407 km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 8, 068 0, 320 019 Matemática Básica SENAI-SP 59 c) Faça as transformações (observe a tabela a seguir). 32m3 para dm3 = 32000dm3 122mm3 para dm3 = 0, 000122dm3 0,453cm3 para m3 = 0,000000453m3 km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3 32 000 0, 000 122 0, 000 000 453 Faça os exercícios:(Se necessário, use a tabela) 1) Escreva por extenso as medidas abaixo. a)4,0m3 b)18,5cm3 2) Faça as transformações pedidas. a)8,0 m3 para cm3 b)18 000cm3 para dm3 c)4 854dm3 para m3 Matemática Básica SENAI-SP 60 Volume das figuras espaciais Para calcular o volume das figuras espaciais também usamos fórmulas específicas para cada uma. Veja as principais: Cubo onde: a é a aresta Paralelepípedo retângulo onde:a é a largura b é o comprimento c é a altura Matemática Básica SENAI-SP 61 Prismas em geral onde: A b é a área da base h é a altura Cilindro onde:r é raio da base h é a altura Matemática Básica SENAI-SP 62 Exemplos Calcular o volume das figuras geométricas espaciais a seguir. a) b) c) Área da base: Matemática Básica SENAI-SP 63 e) Atenção: = diâmetro Faça os exercícios: 38) Calcule o volume das figuras seguintes. a) b) Matemática Básica SENAI-SP 64 d) Capacidade Podemos determinar a capacidade de um recipiente calculando o seu volume. A unidade fundamental de capacidade é o litro (l). Seus múltiplos e submúltiplos constam na tabela a seguir. Múltiplos do litro Submúltiplos do litro Quilolitro Hectolitro Decalitro Litro Decilitro Centilitro Mililitro kl hl dal l dl cl ml 1 000 l 100 l 10 l 1 l 0,1 l 0,01 l 0,001 l Pela tabela observa-se que a equivalência entre as unidades de capacidade é a mesma verificada com as unidades de medida de comprimento. Portanto, o procedimento adotado para ler, escrever e converter medidas de capacidade deve ser o mesmo observado com as medidas de comprimento (1 algarismo em cada “casa” da tabela). Exemplos 5,8 l= cinco litros e oito decilitros dois litros e nove centilitros = 2,09 l 3,5 l transformado em ml resulta 3500ml Matemática Básica SENAI-SP 65 Faça os exercícios: 39) Faça, conforme o exemplo, a leitura das seguintes medidas. a)145,4 l = cento e quarenta e cinco litros e quatro decilitros b)39 542m l e)913,4 l Matemática Básica SENAI-SP 66 Massa Massa é a quantidade de matéria de um corpo A unidade fundamental de massa é o quilograma (kg) e seus submúltiplos estão na tabela a seguir. Quilograma Submúltiplos do quilograma Hectograma Decagrama Grama Decigrama Centigrama Miligrama kg hg dag g dg cg mg 1 000g 100g 10g 1g 0,1g 0,01g 0,001g Usamos ainda a tonelada (t) que vale 1000kg. A equivalência entre asunidades de massa é a mesma existente entre as de comprimento e também as de capacidade. Para ler, escrever e converter medidas de massa procede-se da mesma forma. Exemplos 5 hg = cinco hectogramas 3,54 g = três gramas, cinqüenta e quatro centigramas 0,200 kg = duzentos gramas vinte decigramas e quinze miligramas = 20,15dg 3,5 kg transformado em gramas fica 3500g 35 cg para hg fica 0,0035hg Matemática Básica SENAI-SP 67 Faça os exercícios: 41) Escreva por extenso a leitura das medidas a) 20,859kg a) 4,05g b)9,45dg c)3t Matemática Básica SENAI-SP 68 Relação entre volume, capacidade e massa Um litro de água destilada (sem impurezas) e sob certas condições de temperatura e pressão equivale, aproximadamente, a 1dm3 e a 1kg. Temos portanto a relação: Fundamentados nessa relação podemos tirar outras, como: ou ainda Vamos verificar alguns problemas relativos a esse assunto. a)Quantos litros contém uma caixa d’ água de 2m de comprimento, 1m de largura e 0,80m de altura? Resposta: A caixa d´ água contém 1600 l b)Fazer as conversões pedidas. 45,5 l para kg solução: solução: , Matemática Básica SENAI-SP 69 Faça os exercícios: 43) Faça as conversões pedidas. a) 300cm3 para g b) 14,800m3 para l c) 2,520dm3 para kg d) 4,500 l para m3 Resolva os problemas a seguir. a) Quantos litros de água cabem num reservatório cúbico de 2m de aresta? b) Um tanque para armazenar gasolina tem a forma de um cilindro com 5cm de altura e raio de base igual a 4m. Qual é a capacidade em litros desse reservatório? c) Uma lata vazia pesa 1,40kg e cheia de água (pura) pesa 11,40kg. Qual é a sua capacidade? Matemática Básica SENAI-SP 70 Matemática Básica 71 Triângulo Retângulo ELEMENTOS Lados de um triângulo retângulo Vamos relembrar alguns conceitos importantes para o estudo de triângulos: • triângulo retângulo tem um ângulo reto, ou seja, de 90º; • AB é segmento de reta; • m( AB ) quer dizer medida do segmento AB ; • vértice de um triângulo é o ponto comum entre dois lados. Os lados do triângulo retângulo recebem nomes especiais. O lado oposto ao ângulo reto recebe o nome de hipotenusa (lado maior). No triângulo ABC, por exemplo, qual lado é a hipotenusa? Note que Ĉ é o ângulo reto. O lado oposto de Ĉ é AB . Então, AB é a hipotenusa: Matemática Básica 72 Os lados do triângulo que formam o ângulo reto recebem o nome de catetos. Se você observar novamente o triângulo ABC, vai verificar que AC e CB são os lados que formam o ângulo reto. Então, são esses os catetos do triângulo ABC. Veja: RELAÇÃO DE PITÁGORAS Existe uma relação entre as medidas dos lados do triângulo retângulo chamada relação de Pitágoras. A relação de Pitágoras é a seguinte: o quadrado da medida da hipotenusa é igual à soma dos quadrados das medidas dos catetos. O que significa essa afirmação? Vamos entendê-la através de uma figura. Observe, a seguir, o triângulo BCD. Note que a hipotenusa é BC e que os catetos são BD e CD . Matemática Básica 73 Note também as medidas: hipotenusa = 45mm catetos = 27mm e 36mm Pela relação de Pitágoras a medida da hipotenusa ao quadrado (452) é igual á medida de um cateto ao quadrado (272) mais a medida do outro cateto ao quadrado (362). Teremos então: 452 = 272 + 362 2 025 = 729 + 1 296 2 025 = 2 025 Note que tanto no quadrado da hipotenusa como na soma dos quadrados dos catetos encontramos 2 025. Nomeando a hipotenusa e os catetos com letras, podemos escrever uma fórmula para relação de Pitágoras. Veja como nomeamos o triângulo : a representa a cota da hipotenusa. Observe que a cota a está oposta ao vértice ª b e c representam os catetos. Observe que a cota b está oposta ao vértice B e que a cota c está oposta ao vértice C. Matemática Básica 74 A relação de Pitágoras pode então ser escrita assim: (hip.)2 = (cat.1) 2 + (cat.2) 2 onde: (hip.) é a hipotenusa (cat.1) é um cateto (cat.2) é outro cateto ou ainda assim: a2 = b2 + c2 RAZÕES TRIGONOMÉTRICAS Revisão Razão Razão entre duas grandezas de mesma espécie é o quociente obtido entre os números que medem as grandezas, na mesma unidade. Observe essa situação: em uma indústria trabalham 50 homens e 10 mulheres. Podemos comparar o número de homens e de mulheres, assim: 10 50 Essa comparação é chamada razão. Matemática Básica 75 Podemos, ainda, determinar o valor dessa razão. Basta dividir o número que fica acima do traço (antecedente) pelo que fica embaixo (conseqüente). Então ficaria 50 : 10 = 5 O valor da razão 10 50 é 5. Já a razão entre o número de mulheres e o de homens fica indicada assim: 50 10 . E o valor dessa razão é 0,2, porque 10 : 50 = 0,2. Proporção É a igualdade entre duas razões. Veja: 2 8 = 5 20 pois 8 2 e 20 5 0 4 ( 1a razão ) 0 4 ( 2a razão) ↓ ↓ Assim: 4 = 4 Lembretes: 1. Na proporção, o produto dos extremos é igual ao produto dos meios (ou vice-versa). Veja: → meios → extremos Assim: Matemática Básica 76 Ou seja: (extremo x extremo) = ( meio x meio) ou (meio) x (meio) = (extremo x extremo) 2. Se dividirmos ambos os membros de uma igualdade por um mesmo número diferente de zero, não alteramos essa igualdade. Assim, 2x = 8 8 x2 = 2 8 (dividindo os membros por 2) x = 4 Na prática resolvemos usando operação inversa. Exemplos de aplicação dos lembretes 1 e 2: Calcule o valor do termo desconhecido nas proporções: a) 3 2 = 6 x → 3 . x = 2 . 6 → 3x = 12 → x = 3 12 → = 4 b) 2 = 3 x ou 1 2 = 3 x → 1 . x = 2 . 3 → x = 6 c) 2 = x 3 → 1 2 = x 3 → 2. x = 1 . 3 → 2x = 3 → x = 2 3 → x = 1,5 d) x = 2 4 → x = 2 Matemática Básica 77 Faça o exercício no seu caderno. 1. Calcule o termo desconhecido: a) 5 2 = 10 x b) 5 = 3 x c) 5 = x 3 d) 0,500 = 2 x e) 0,500 = x 2 f) x = 5 3 Seno, co-seno e tangente Sempre é possível estabelecer razão entre as medidas de dois lados de um triângulo quando estão na mesma unidade. Nos triângulos retângulos, a razão entre as medidas de dois de seus lados recebe um nome especial: razão trigonométrica. A palavra trigonométrica refere-se a triângulos (trigono) e às suas medidas (métrica). Os cálculos trigonométricos envolvem medidas de dois lados e um ângulo do triângulo retângulo. Os catetos recebem nomes especiais conforme sua posição em relação a um ângulo agudo considerado. Veja: Matemática Básica 78 Exemplos Observe as figuras e especifique as medidas assinaladas. a) • é o ângulo considerado ( ) • 50 mm é a medida da hipotenusa ( hip.) • 36mm é a medida do cateto oposto a (c.o.) * o ângulo e o cateto não são citados b) • o ângulo considerado é • a medida da hipotenusa (hip.) é 30mm • a medida do cateto adjacente (c.a.) é 15mm * não há referência sobre e Matemática Básica 79 c) • é o ângulo assinalado • é o cateto oposto ( c.o.) a ele • é o cateto adjacente ( c.a.) a ele * a hipotenusa ( ) e o outro ângulo ( ) não são citados Faça o exercício no seu caderno. 2. Observe as figuras e responda: a) Qual é o ângulo considerado? b) Qual é a medida da hipotenusa? c) Qual é o nome do lado que mede 10mm? d) Como se chama o lado do qual não se deu a medida? Ι ) = 30°ΙΙ ) = 60° Matemática Básica 80 Podemos calcular a razão entre as medidas dos lados desses triângulos. As razões entre as medidas de dois lados de um triângulo retângulo (chamadas razões trigonométricas) recebem nomes especiais. Vamos verificar o que ocorre nos exemplos dados anteriormente: a) Se calcularmos a razão entre a medida do cateto oposto a B (36mm) e a medida da hipotenusa (50mm) teremos: = 0,72 Esta razão (0,72) recebe o nome de seno (indica-se sen). Portanto, 0,72 é o seno do ângulo considerado: . Simbolicamente, sen = 0,72. b) Se calcularmos a razão entre a medida do cateto adjacente a Ĉ (15mm) e a medida da hipotenusa (50mm) teremos: = 0,3 Esta razão (0,3) recebe o nome de co-seno (indica-se cos). Portanto, 0,3 é o co-seno do ângulo considerado: . Simbolicamente; cos = 0,3. Matemática Básica 81 c) Se calcularmos a razão entre a medida do cateto oposto a (42mm) e a medida do cateto adjacente a (71mm) teremos: ≈ 0,591 Esta razão recebe o nome de tangente (indica-se tg). Portanto, 0,591 é a tangente do ângulo considerado . Simbolicamente; tg ≈ 0,591. Resumo sen = cos = tg = Matemática Básica 82 Exemplo Observe a figura e responda as questões. 1) Qual é o ângulo considerado? 2) Quanto mede o cateto oposto a ele? 3) Qual é a medida do cateto adjacente a ele? 4) Quanto mede a hipotenusa? 5) Calcule o valor do seno, co-seno e tangente do ângulo considerado. Solução: 1) O ângulo considerado é . 2) O cateto oposto a ele mede 20mm. 3) A medida do cateto adjacente a ele é 34,5mm. 4) A hipotenusa mede 39,8mm. 5) a) sen = sen = sen = 0,502 b) cos = cos = cos ≈ 0,866 Matemática Básica 83 c) tg = tg = Cálculo 2000 34,5 tg ≈ 0,579 2750 0,579 3350 245 Recapitulando o que já vimos: A razão trigonométrica recebe o nome de seno do ângulo ou seno do ângulo = ou sen = .)hip( .)o.c( A razão trigonométrica recebe o nome de co-seno do ângulo ou co-seno do ângulo = ou cos = .)hip( .)a.c( Matemática Básica 84 A razão trigonométrica recebe o nome de tangente ou tangente do ângulo = ou tg = .)a.c( .)o.c( Outros exemplos: Dadas as fórmulas (razões) sen = .)hip( .)o.c( cos = .)hip( .)a.c( tg = .)a.c( .)o.c( e os triângulos abaixo, faça o seguinte: Ι) Escreva (a.i.) no ângulo indicado, (c.o.) no cateto oposto a ele, (c.a.) no cateto adjacente e (hip.) na hipotenusa. ΙΙ) Escolha a fórmula (razão) adequada de acordo com as medidas dadas e calcule a razão trigonométrica. a) Matemática Básica 85 Resolução: Ι) a.i. = c.a. = 3mm hip. = 5mm ΙΙ) Como são dados (c.a.) e (hip.), a razão é co-seno. Logo: cos = .)hip( .)a.c( cos = Cálculos 30 5 0 0,6 cos = 0,6 b) Resolução: Ι) a.i. = c.o. = 2cm c.a. = 3cm ΙΙ) Como são dados (c.o.) e (c.a.) a razão é tangente. Logo: tg = .)a.c( .)o.c( Matemática Básica 86 tg = Cálculo 20 3 20 0,666... 2 tg ≈ 0,666 c) Resolução: Ι) a.i. = 48°40’ c.o. = 6cm hip.= 8cm ΙΙ) Como são dados (c.o.) e (hip.) a razão é seno. Logo: sen = .)hip( .)o.c( sen 48°40’ = 8 6 Cálculo 60 8 40 0,75 0 sen 48°40’ = 0,75 Matemática Básica 87 Observações • Para calcular a razão aproxima-se até milésimos se a divisão não for exata. • Se é dado o valor do ângulo considerado, substitui-se este valor na fórmula (ver exemplo c). Faça os exercícios no seu caderno. 3. Copie a figura e responda às questões propostas. a) Qual é o ângulo considerado? b) Quanto mede o cateto oposto a ele? c) Quanto mede o cateto adjacente a ele? d) Quanto mede a hipotenusa? e) Calcule o seno, o co-seno e a tangente do ângulo considerado. 4. Copie o mesmo triângulo do exercício 3, considere o outro ângulo agudo e responda às mesmas questões em relação a ele. Matemática Básica 88 5 Copie os triângulos e faça o seguinte: I) Indique o ângulo considerado (a.i.), a hipotenusa (hip.), o cateto oposto (c.o.) e o cateto adjacente (c.a.). II) Escolha a fórmula adequada e calcule o seno, co-seno ou tangente. a) b) c) d) Matemática Básica 89 Tabela das razões trigonométricas Observe a razão seno para os triângulos abaixo: No ABC temos sen30° = 20 10 = 0,5 No MNO temos sen30° = 15 5,7 = 0,5 No PQR temos sen30° = 5 5,2 = 0,5 Este valor constante permite o uso de tabelas. Vamos ver como se utiliza uma tabela trigonométrica. A consulta a qualquer uma delas é feita da mesma forma, portanto vamos trabalhar com uma delas, por exemplo a de senos. Matemática Básica 90 A tabela de senos é formada por colunas e linhas. Assim: Observe, na sua tabela, as linhas e as colunas: • A primeira coluna indica a medida do ângulo em graus; • A primeira linha indica os minutos; • As outras colunas contêm os valores dos senos. Notou que todos os senos possuem cinco casas depois da vírgula? Mas, mesmo tendo encontrado um seno com três casas, você poderá localizá-lo na tabela. Vamos ver, então, como encontramos na tabela a medida do ângulo que corresponde ao valor de um seno conhecido. Como encontrar, por exemplo, a medida do ângulo que tem como seno 0,078? Primeiro, localizamos na tabela o valor do seno, procurando um número que comece por 0,078: Matemática Básica 91 Note que, apesar de o seno possuir cinco casas na tabela, pudemos localizá-lo, apenas observando as três primeiras casas do número. Vamos, agora, encontrar a medida do ângulo. Na direção do seno localizando, na primeira coluna, está a medida em graus, e, na primeira linha, estão os minutos: Logo, a medida do ângulo que tem como seno 0,078 é 4°30’. Não se preocupe com o fato de a tabela possuir tantos números, pois os senos aparecem em ordem, aumentando sempre da esquerda para a direita: 0,00000 0,00291 0,00582 0,00873 0,01164 0,01454 0,01745 0,02036 0,02327 etc. Às vezes, o número procurado não se encontra na tabela. Por exemplo: se você procurar o seno = 0,093 não vai encontrá-lo. Encontrará 0,09585 (maior) e 0,9295 (menor). Neste caso, uma das soluções é utilizar o mais próximo. Veja como: 1º) Complete com zeros o seno procurado deixando-o com 5 casas decimais (0,093 = 0,09300) Matemática Básica 92 2º) Calcule a diferença entre ele e os dois mais próximos (maior e menor). 3º) Como 0,09295 é o seno mais próximo do seno procurado, a resposta à consulta é: 5°20’. Faça o exercício no seu caderno. 6. Copie os senos abaixo, procure os ângulos correspondentes na tabela e escreva-os ao lado, conforme exemplo: a) 0,167 = sen 9°40’ b) 0,401 c) 0,868 d) 0,997 e) 0,862 f) 0,761 g) 0,9 h) 0,6 Vamos considerar agora o problema inverso. Conhecendo a medida de um ângulo, encontrar na tabela o valor do seno correspondente. Podemos encontrar, por exemplo, o valor do seno do ângulo de 3º20’. Primeiro, localizamos os graus da medida da primeira coluna da tabela: Matemática Básica 93 Depois, seguimos a linha desses graus até a coluna que fica na direção dos minutos da medida. Como a medida do exemplo possui 20’, seguimos a linha até a coluna de 20’. Dessa forma, encontramos o seno do ângulo de 3º20’: sen 3º20’ = 0,05814. Vejamos outros exemplos: a) sen 74º10’ = 0,96206 b) sen 63º = 0,89101 (como não há minutos, procura-se o valor na coluna 0’) c) sen 10’ = 0,00291 (como não há graus, procura-se na linha0º) Matemática Básica 94 Faça os exercícios no seu caderno. 7. Consulte a tabela e escreva os senos dos ângulos: a) a)sen 24º30’ b) b)sen 44º40’ c) c)sen 85º d) d)sen 61º50’ e) e)sen 30º f) f)sen 45º 8. Consulte uma das três tabelas trigonométricas para responder às questões a seguir. a) Qual é o co-seno de 60º? b) Qual é a tangente de 18º? c) 0,25882 é co-seno de qual ângulo? d) 7,268 é a tangente aproximada de que ângulo? e) Qual é o seno de 30º? E o co-seno de 60º? Estes resultados são iguais? f) Qual é o co-seno de 39º10’? E o seno de 50º50’? Esses resultados são iguais? g) Qual é o seno de 25º30’? E o co-seno de 64º30’? Esses resultados são iguais? 9. Calcule a soma dos ângulos das questões e, f e g do exercício anterior. Assim: a) b) c) (Procure lembrar-se como se chamam esses pares de ângulos pois será muito útil no seu trabalho) Matemática Básica 95 O seno de um ângulo é uma constante. Isso quer dizer que o seno de uma determinada medida de ângulo é sempre o mesmo, quaisquer que sejam as medidas da hipotenusa e do cateto oposto a esse ângulo. Como você já viu, o seno do ângulo de 30º, por exemplo, é sempre 0,5. Nos dois triângulos seguintes, o seno de é 0,5. Observe: 4 2 sen = 4 2 Cálculos 2,0 4 sen = 0,5 0 0,5 sen = 6 3 Cálculos 3,0 6 sen = 0,5 0 0,5 Nos dois casos, o seno é 0,5 e o ângulo mede 30º, apesar de as medidas dos lados serem diferentes: 2cm e 4cm no primeiro; 3cm e 6cm no segundo. Matemática Básica 96 O mesmo ocorre com as razões co-seno e tangente. Dessa forma é sempre possível calcular a medida de um ângulo agudo quando conhecemos as medidas dos lados do triângulo. Cálculo do ângulo Vamos ver qual é a medida do ângulo F do triângulo DEF. Ι) dados do problema: a.i. = = a.i. c.o. = 40 ou 40 = c.o. hip. = 50 50 = hip. ΙΙ) Resolução: sen = .hip .o.c sen = 50 40 sen = 0,8 Consultando a tabela de senos temos: = 53º10’ Observação Após a consulta à tabela, o nome da razão (sen) desaparece, pois 53º10’ já é a medida do ângulo indicado. Portanto, para calcular a medida do ângulo seguimos os seguintes passos: Matemática Básica 97 1º) destacamos os dados do problema; 2º) identificamos a razão de acordo com os dados; 3º) resolvemos o problema, substituindo na fórmula (razão) os dados indicados e efetuando as operações até consultar a tabela. Outros exemplos: a) Calcule o ângulo H: I) dados: a.i. = a. = 45 ip. = 60 II) razão: cos = .hip .a.c III) cos = 60 45 cos = 0,75 (ver tabela de co-seno) = 41º20’ Resposta: O ângulo mede 41º20’. Matemática Básica 98 b) Calcule o ângulo : I) dados: a.i. = c.a. = 10 c.o. = 16 II) razão: tg = .a.c .o.c III) tg = 10 16 tg = 1,6 (consultando a tabela de tangentes) = 58º. Faça o exercício no seu caderno. 10. Calcule os ângulos indicados nas figuras: a) Matemática Básica 99 b) c) Cálculo de um lado do triângulo É sempre possível calcular o valor de um lado qualquer de um triângulo retângulo sendo conhecidos um ângulo e qualquer um dos outros dois lados. Matemática Básica 100 Vejamos um exemplo: Calcule x no triângulo abaixo. I) dados: a.i. = = 35º c.a. = 45cm c.o.= x II) razão: tg = .a.c .o.c III) tg 35º = 45 x • Consultando a tabela de tangentes temos: tg 35º ≅ 0,700 (vamos trabalhar com apenas 3 casas decimais). Então: 0,700 = 45 x ou 1 7,0 = 45 x Matemática Básica 101 • Calculando o valor de x: Cálculo 31,5 7,0 x 45 1 . x = 0,7 . 45 x = 31,5 Resposta: O valor de x é 31,5cm. Outros exemplos: a) Calcule o lado . I) dados: 65º40’ = a.i. 15 mm = hip. = c.a. (x) II) razão: cos = .hip .a.c III) cos 65º40’ = 15 x tabela: cos 65º40’ = 0,412 0,412 = 15 x ou 1 . X = 0,412 . 15 X = 6,18 Matemática Básica 102 Resposta: O lado mede 6,18mm. b) Calcule a hipotenusa do triângulo HIJ: I) dados: 53º10’ = a.i. 40 = c.o. = hip. (x) II) razão: sen = .hip .o.c III) sen 53º10’ = x 40 tabela: sen 53º10’ = 0,800 0,8 = x 40 ou 0,8 . x = 1 . 40 0,8 . x = 40 x = 8,0 40 x = 50 Resposta: A hipotenusa do triângulo mede 50mm. Matemática Básica 103 Faça os exercícios no seu caderno. 11. Copie no seu caderno os triângulos e escreva nas cotas indicadas: (c.a.), (c.o.),(hip.) ou (a.i.), conforme o caso. a) b) c) Matemática Básica 104 d) 12. Copie no seu caderno, consulte a tabela e responda. a) sen 30º = b) cos 30º = c) tg 30º = d) sen 30º20’ = e) cos 30’ = f) tg 90º = 13. Escreva no seu caderno o ângulo correspondente às razões dadas. a) exemplo: cos x = 0,500 Resposta: x = 60º b) cos x = 0,86603 c) tg x = 1,76758 d) sen x = 0,500 e) sen x = 0,86603 Matemática Básica 105 14. Desenhe com medidas quaisquer e calcule as cotas pedidas. Utilize os esquemas dos exemplos dados: a) b) c) d) e) f) Matemática Básica 106 g) h) 15. Desenhe os triângulos dados com medidas quaisquer e calcule no seu caderno os ângulos ou lados pedidos. a) b) c) d) Matemática Básica 107 e) f) g) h) i) j) l) Matemática Básica 108 Microsoft Word - 01_Capa.pdf Microsoft Word - 02_Introducao.pdf Microsoft Word - 03_Operacoes_fundamentais.pdf Microsoft Word - 04_Razao_e_proporcao.pdf Microsoft Word - 05_Regra_de_tres_e_porcentagem.pdf Microsoft Word - 06_Medidas e figuras geométricas.pdf Microsoft Word - 07_Triangulo Retangulo.pdf