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Moderna PLUS MATEMÁTICA 24PAIVA w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r MANOEL PAIVA 1 Exercícios resolvidos 13 Lucas, Arnaldo e Celso fundaram uma empre- sa. Lucas investiu R$ 120.000,00 no negócio, Arnaldo investiu R$ 100.000,00 e Celso investiu R$ 80.000,00. O lucro mensal é dividido em par- tes diretamente proporcionais aos investimen- tos dos sócios. No mês passado, o lucro da em- presa foi de R$ 45.000,00. Que parte desse lucro coube a cada um dos sócios? Resolução Devemos determinar os números x, y e z tais que: x 1 y 1 z 5 45.000 (I) x ________ 120.000 5 y ________ 100.000 5 z _______ 80.000 (II) Aplicando na equação (II) a propriedade P.6 das proporções, obtemos: x 1 y 1 z ___________________________ 120.000 1 100.000 1 80.000 5 x ________ 120.000 5 5 y ________ 100.000 5 z _______ 80.000 (III) Substituindo (I) em (III), concluímos: 45.000 ________ 300.000 5 x ________ 120.000 5 y ________ 100.000 5 z _______ 80.000 } x 5 18.000, y 5 15.000 e z 5 12.000 Logo, Lucas, Arnaldo e Celso devem receber R$ 18.000,00, R$ 15.000,00 e R$ 12.000,00, respec- tivamente. 14 João e Pedro são sócios de uma empresa. Ambos investiram a mesma quantia, porém João é o fun- dador da empresa e Pedro só entrou como sócio 3 anos depois. Hoje, quando a empresa completa 5 anos de existência, haverá a primeira divisão do lucro. Segundo a regra da sociedade, a divisão do lucro deve considerar apenas o capital que cada um investiu e o tempo de participação na empresa. Sendo R$ 28.000,00 o lucro a ser dividi- do, calcular o valor que deve receber cada um. Resolução Como ambos investiram quantias iguais, mas João trabalhou durante 5 anos e Pedro durante 2 anos, a divisão do lucro deve ser diretamente proporcional aos tempos de trabalho. Assim, sendo x e y as quantias que devem receber João e Pedro, respectivamente, temos: x 1 y 5 28.000 (I) x __ 5 5 y __ 2 (II) Aplicando na equação (II) a propriedade P.6 das proporções, obtemos: x 1 y ______ 5 1 2 5 x __ 5 5 y __ 2 (III) Substituindo (I) em (III), concluímos: 28.000 _______ 7 5 x __ 5 5 y __ 2 ] x 5 20.000 e y 5 8.000 Logo, João deve receber R$ 20.000,00 e Pedro, R$ 8.000,00. Resolução O total de diárias a serem pagas na fazenda A é dado pelo produto 20 3 25 5 500, e o total de diárias a serem pagas em B é dado pelo produto 30 3 18 5 540. Assim, a quantia R$ 31.200,00 deve ser dividida em partes diretamente proporcionais aos produtos 20 3 5 e 30 3 18. Indicando por a e b as quantias que devem ser enviadas às fazendas A e B, respectivamente, temos: a 1 b 5 31.200 (I) a ____ 500 5 b ____ 540 (II) Aplicando na equação (II) a propriedade P.6 das proporções, obtemos: a 1 b __________ 500 1 540 5 a ____ 500 5 b ____ 540 (III) Substituindo (I) em (III), concluímos: 31.200 _______ 1.040 5 a ____ 500 5 b ____ 540 ] a 5 15.000 e b 5 16.200 Logo, devem ser enviados R$ 15.000,00 à fazenda A e R$ 16.200,00 à B. D EL FI M M A R TI N S/ PU LS A R IM A G EN S 15 Para a colheita de café em suas duas fazendas, A e B, o proprietário contratou duas turmas: uma com- posta de 20 pessoas, que trabalharam juntas du- rante 25 dias na fazenda A; e a outra, composta de 30 pessoas, que trabalharam juntas durante 18 dias na fazenda B. No fim do trabalho, o fazendeiro ava- liou em R$ 31.200,00 o valor que deveria ser pago aos trabalhadores e enviou a cada fazenda o valor correspondente ao salário das turmas. Que quan- tia foi enviada a cada fazenda, considerando que todos os trabalhadores recebem a mesma diária? Notas: 1. Esse problema trata de uma “divisão proporcional compos- ta”, que obedece à seguinte propriedade, conhecida como propriedade da divisão proporcional composta: Dividir um número k em partes diretamente pro- porcionais aos números p1 e p2, respectivamente, e diretamente proporcionais aos números q1 e q2, respectivamente, equivale a dividir o número k em partes diretamente proporcionais aos produtos p1 3 q1 e p2 3 q2, respectivamente. No exercício resolvido anterior, dividimos o número 31.200 em partes diretamente proporcionais a 20 e 25, respectivamente, e diretamente proporcionais a 30 e 18, respectivamente. Moderna PLUS MATEMÁTICA 25PAIVA w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r MANOEL PAIVA 1 Exercícios propostos 104 Em cada um dos itens a seguir, verifique se as sequências são diretamente proporcionais. a) (1, 5, 6) e (4, 20, 24) b) (4, 8, 6, 1) e (10, 15, 20, 5) c) @ 1 __ 2 , 1, 2 __ 3 # e @ 3 __ 4 , 3 __ 2 , 1 # 105 Obtenha os valores de x, y e z de modo que as sequências (8, x, 12, z) e (4, 5, y, 3) sejam direta- mente proporcionais. 106 O comprimento, a largura e a altura de um pa- ralelepípedo são diretamente proporcionais aos números 4, 2 e 1, respectivamente. Calcule o volume desse paralelepípedo, sabendo que seu comprimento é 6 cm. altura largura 6 cm 107 As estaturas de José, Beto e Ricardo, jogadores de basquetebol do colégio, são diretamente pro- porcionais aos números 6,9; 7 e 6,6, respectiva- mente. Sabendo que a estatura de José é 2,07 m, calcule as estaturas de Beto e Ricardo. 108 Divida o número 30 em partes diretamente pro- porcionais aos números 3, 2 e 1. 109 Divida o número 16,6 em partes diretamente proporcionais aos números 2,2; 1,3 e 4,8. 110 Para a confecção de uma argamassa, as quan- tidades de água, areia e cimento devem ser di- retamente proporcionais a 2, 6 e 1, respectiva- mente. Qual é a quantidade, em quilograma, de cimento contida em 45 kg dessa argamassa? 111 Uma torneira com vazão constante despejou 5.850 L de água em um tanque, em três etapas: na primeira abasteceu o tanque durante 2 h, na segunda durante 3 h e na terceira durante 1,5 h. Quantos litros de água essa torneira despejou no tanque em cada etapa? 112 Vicente, Cláudio e Álvaro trabalharam 3 h, 4 h e 6 h, respectivamente, para a conclusão de uma tarefa. Por essa tarefa, receberam juntos R$ 520,00. Quanto recebeu cada um, sabendo que o salário/hora foi o mesmo para todos? 113 Com certa quantidade de tinta, encheram-se 1.200 recipientes de três tamanhos diferentes: pequeno, médio e grande. A capacidade de cada 11 m 10 m Hall 20 m2 II I III 2. A propriedade da divisão proporcional composta pode ser generalizada do seguinte modo: Dividir um número k em partes diretamente pro- porcionais a duas ou mais sequências numéricas, simultaneamente, equivale a dividir o número k em partes diretamente proporcionais aos produtos dos elementos correspondentes nessas sequências. recipiente médio é o dobro da capacidade de cada pequeno, e a capacidade de cada recipiente grande é o triplo da capacidade de cada pequeno. Sabendo que as quantidades usadas de recipien- tes pequenos, médios e grandes foram diretamen- te proporcionais às suas capacidades, calcule o número de recipientes de cada tamanho usados. 114 O comprimento e a largura de um retângulo são diretamente proporcionais a 8 e 6, respectiva- mente. Calcule a área desse retângulo, sabendo que seu perímetro é 42 cm. 115 O comprimento, a largura e a altura de um para- lelepípedo são proporcionais a 1, 1 __ 2 e 1 __ 3 . Calcule o volume desse paralelepípedo, sabendo que a soma das medidas de suas 12 arestas é 44 dm. 116 Duas piscinas têm a forma de um paralelepípe- do. A área da base (piso) de uma delas é 18 m2, e a área da base da outra é 24 m2. Sabendo que as duas têm a mesma profundidade, estão completamente cheias e juntas têm 63.000 L de água, calcule a capacidade de cada uma. 117 Três máquinas, A, B e C, trabalharam juntas du- rante o mesmo tempo, produzindo 180 pratos iguais. A máquina A produz 12 pratos por minuto, a B produz 8 pratos por minuto e a C produz 10 pratos por minuto. Quantos pratosproduziu cada máquina? 118 (Enem) Em uma empresa, existe um galpão que precisa ser dividido em três depósitos e um “hall” de entrada de 20 m2, conforme a figura a seguir. Os depósitos I, II e III serão construídos para o armazenamento de, respectivamente, 90, 60 e 120 fardos de igual volume, e suas áreas devem ser proporcionais a essas capacidades. A largura do depósito III deve ser, em metros, igual a: a) 1 c) 3 e) 5 b) 2 d) 4 119 Luísa, Márcia e Roberta são as sócias de uma loja que hoje completa 6 anos de existência. Luí- sa investiu R$ 18.000,00 na loja e é a fundadora, Márcia investiu R$ 12.000,00 e é sócia há 4 anos, e Roberta investiu R$ 20.000,00 e é sócia há apenas 2 anos. Hoje haverá a primeira divisão de lucro da empresa. Segundo a regra da sociedade, a divi- são do lucro deve considerar apenas o capital que cada uma investiu e o tempo de participação na empresa. Sendo R$ 49.000,00 o lucro a ser dividi- do, calcule o valor que deve receber cada uma. (Sugestão: Veja o exercício resolvido 13, sobre divisão proporcional composta.) Moderna PLUS MATEMÁTICA 26PAIVA w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r MANOEL PAIVA 1 Ao completar um ano de funcionamento, o lu- cro de L reais foi dividido entre eles. A parte que coube a a) Antônio correspondeu a 13 ___ 29 de L. b) Carlos correspondeu a 11 ___ 29 de L. c) Ernesto correspondeu a 9 ___ 29 de L. Sócio Tempo de participação Capital inicial investido Antônio 6 meses R$ 5.000,00 Carlos 12 meses R$ 2.500,00 Ernesto 9 meses R$ 3.000,00 Sócio Tempo de participação Capital investido Eduardo 10 anos R$ 24.000,00 Armando 8 anos R$ 25.000,00 Renata 5 anos R$ 20.000,00 Segundo a regra da sociedade, a divisão do lucro ou prejuízo deve considerar apenas o capital que cada um investiu e o tempo de participação na empresa. Qual foi o prejuízo de cada sócio? A tabela abaixo mostra a velocidade média de cada veículo e o tempo de du- ração da viagem. Carro 1 Carro 2 Carro 3 Velocidade média (km/h) 100 80 50 Tempo (h) 4 5 8 Note que o produto da velocidade pelo tempo correspondente é constante, ou seja, é sempre o mesmo: 100 3 4 5 80 3 5 5 50 3 8 Por isso, dizemos que a sequência (100, 80, 50) é inversamente proporcional à sequência (4, 5, 8). Note, também, que a sentença 100 3 4 5 80 3 5 5 50 3 8 é equivalente a 100 ____ 1 __ 4 5 80 ___ 1 __ 5 5 50 ___ 1 __ 8 Isso significa que os números 100, 80 e 50 são diretamente proporcionais aos inversos dos números 4, 5 e 8, respectivamente. Generalizando, definimos: Duas sequências numéricas com o mesmo número de termos não nulos são inversamente proporcionais quando o produto de termos correspondentes é constante. Consequência Se duas sequências de números não nulos são inversamente proporcionais, então qualquer uma delas é diretamente proporcional à sequência formada pelos inversos dos números da outra. Exemplo A sequência (2, 4, 3) é inversamente proporcional à sequência (18, 9, 12), pois: 2 3 18 5 4 3 9 5 3 3 12 Logo, a sequência (2, 4, 3) é diretamente proporcional à sequência @ 1 ___ 18 , 1 __ 9 , 1 ___ 12 # . Sequências numéricas inversamente proporcionais Três automóveis percorreram 400 km, indo de São Paulo ao Rio de Janeiro. 120 (Puccamp-SP) A tabela a seguir mostra a parti- cipação em uma empresa, de seus três sócios, em tempo (a partir do início das atividades da empresa) e em capital inicial investido. d) Carlos correspondeu a 7 ___ 29 de L. e) Antônio correspondeu a 5 ___ 29 de L. 121 Em determinado mês, uma empresa teve um prejuízo de R$ 162.000,00. A tabela a seguir mos- tra o capital investido e o tempo de participação de cada um dos três sócios na empresa. Moderna PLUS MATEMÁTICA 27PAIVA w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r MANOEL PAIVA 1 PH O TO G R A PH ER ’S C H O IC E/ G ET TY IM A G ES Divisão de um número em partes inversamente proporcionais a outros números Um carro de corrida deu três voltas em uma pista: na primeira volta sua velocidade média foi 2 km/min; na segunda foi 3 km/min e na terceira foi 4 km/min. Se o tempo gasto nas três voltas foi 13 min, quanto tempo durou cada volta? Para resolver esse problema, vamos indicar por a, b e c os tempos, em minuto, que duraram a 1a, a 2a e a 3a voltas, respectivamente, e por d o comprimento da pista, em quilômetro. Dividindo o comprimento da pista pelo tempo que durou cada volta, obtemos a velocidade média em cada volta: d __ a 5 2 d __ b 5 3 d __ c 5 4 ] d 5 2a d 5 3b d 5 4c Logo: 2a 5 3b 5 4c Perceba, portanto, que a sequência (a, b, c) é inversamente proporcional à sequência (2, 3, 4); logo, a sequência (a, b, c) é diretamente proporcional à sequência @ 1 __ 2 , 1 __ 3 , 1 __ 4 # . Assim, temos: a 1 b 1 c 5 13 (I) a __ 1 __ 2 5 b __ 1 __ 3 5 c __ 1 __ 4 (II) Aplicando na equação (II) a propriedade P.6 das proporções, obtemos: a 1 b 1 c ___________ 1 __ 2 1 1 __ 3 1 1 __ 4 5 a __ 1 __ 2 5 b __ 1 __ 3 5 c __ 1 __ 4 (III) Substituindo (I) em (III), concluímos: 13 ___ 13 ___ 12 5 a __ 1 __ 2 5 b __ 1 __ 3 5 c __ 1 __ 4 ] a 5 6, b 5 4 e c 5 3 Logo, os tempos que duraram a 1a, a 2a e a 3a voltas foram, respectivamente, 6 min, 4 min e 3 min. Moderna PLUS MATEMÁTICA 28PAIVA w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r MANOEL PAIVA 1 Dividir um número k em partes inversamente proporcionais aos números não nulos a1, a2, a3, ..., an significa determinar os números x1, x2, x3, ..., xn tais que: x1 1 x2 1 x3 1 ... 1 xn 5 k x1 __ 1 __ a1 5 x2 ___ 1 __ a2 5 x3 ___ 1 __ a3 5 ... 5 xn ___ 1 __ an Exercício resolvido 16 Dividir o número 135 em partes inversamente proporcionais a 1, 3, 9 e 18. Resolução Dividir 135 em partes inversamente proporcio- nais a 1, 3, 9 e 18 equivale a dividir 135 em partes diretamente proporcionais aos inversos de 1, 3, 9 e 18. Assim, devemos determinar os números a, b, c e d tais que: a 1 b 1 c 1 d 5 135 (I) a __ 1 __ 1 5 b __ 1 __ 3 5 c __ 1 __ 9 5 d ___ 1 ___ 18 (II) Aplicando na equação (II) a propriedade P.6 das proporções, obtemos: a 1 b 1 c 1 d _______________ 1 __ 1 1 1 __ 3 1 1 __ 9 1 1 ___ 18 5 a __ 1 __ 1 5 b __ 1 __ 3 5 c __ 1 __ 9 5 d ___ 1 ___ 18 (III) Substituindo (I) em (III), concluímos: 135 ____ 27 ___ 18 5 a __ 1 __ 1 5 b __ 1 __ 3 5 c __ 1 __ 9 5 d ___ 1 ___ 18 ] ] a 5 90, b 5 30, c 5 10 e d 5 5 Logo, a divisão do número 135 em partes inver- samente proporcionais a 1, 3, 9 e 18 resulta em 90, 30, 10 e 5, respectivamente. Nesse problema, observamos que, quanto maior a velocidade do carro, menor será o tempo gasto para dar uma volta na pista e, quanto menor a velocidade, maior será o tempo gasto, verificando-se que a velocidade e o tempo variam em razões inversas. Por exemplo: • ao dobrar a velocidade, o tempo para dar uma volta na pista se reduz à me- tade; • ao triplicar a velocidade, o tempo para dar uma volta na pista se reduz à terça parte; • ao reduzir à metade a velocidade, o tempo para dar uma volta na pista dobra; • e assim por diante, ao multiplicar a velocidade por um número positivo k, o tempo para dar uma volta na pista será dividido por k. Essas observações mostram que o problema trata da divisão do número 13 em partes inversamente proporcionais a 2, 3 e 4. Generalizando os procedimentos adotados na resolução desse problema, es- tabelecemos que dividir um número em partes inversamente proporcionais aos termos de uma sequência numérica significa decompor essenúmero em parcelas diretamente proporcionais aos inversos dos termos da sequência. Em símbolos, temos: Exercícios propostos 122 Em cada um dos itens a seguir, verifique se as sequências são inversamente proporcionais. a) (2, 4, 1) e (14, 7, 28) b) (12, 4, 6, 3) e (5, 15, 10, 30) c) @ 1 __ 4 , 2, 3 __ 5 # e @ 3 __ 2 , 3 ___ 16 , 5 __ 8 # 123 Obtenha os valores de x e y de modo que as sequências (9, x, y) e (20, 60, 45) sejam inversa- mente proporcionais. 124 Obtenha os valores de x, y e z de modo que as sequências @ 1 __ 3 , x, 6, z # e @ 3 __ 2 , 12, y, 1 __ 5 # sejam inver- samente proporcionais. 125 Divida o número 66 em partes inversamente proporcionais aos números 2, 4 e 6. 126 Divida o número 52 em partes inversamente proporcionais a 2, 1 __ 2 e 1 __ 4 . 127 Em um movimento de conscientização da po- pulação, a empresa responsável pelo abasteci- mento de água de uma cidade promoveu uma campanha em que toda residência que dimi-