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F A C U L D A D E D E C IÊ N C IA S S O C IA IS A P L IC A D A S D E B E L O H O R IZ O N T E P r o f . P a u l a d e C a m p o s O l iv e ir a B elo H orizon te, 16 d e fevereiro d e 2012. L ista d e F ig u r a s 3.1 R 1 é um a função de A em B , p ois a cada elem ento do conjunto A corresp onde um único elem ento do conjunto B . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.2 R 3 é um a função de A em B , p ois a cada elem ento do conjunto A corresp onde um único elem ento do conjunto B . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.3 R 2 não é um a função de A em B , p ois o elem ento 4 do conjunto A p ossui dois corresp ondentes em B (2 e − 2). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.4 R 4 não é um a função de A em B , p ois o elem ento 6 do conjunto A não p ossui corresp ondente em B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.5 C onvenção de um a função . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 3.6 E sb oços de funções quadráticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.1 R eceita T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.2 C usto T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.3 R eceita T otal e C usto T otal no M esm o P ar de E ixos . . . . . . . . . . . . . 120 4.4 F unção D em anda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 4.5 F unção D esp esa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.6 F unção O ferta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.1 N otação de L ogaritm os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.2 C ondições de E xistência dos L ogaritm os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 S u m á r io 1 R ev isão 1 1.1 N úm eros N aturais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 N úm eros P rim os . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 N úm eros Inteiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.1 Introdução aos N úm eros Inteiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.2 A O rigem dos Sinais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.3 O C onjunto Z dos N úm eros Inteiros . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.4 M áxim o D ivisor C om um - M D C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.4.1 T écnica para o C álculo do M D C . . . . . . . . . . . . . . 4 1.2.5 M ínim o M últiplo C om um - M M C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2.5.1 T écnica para o C álculo do M M C . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 N úm eros R acionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.2 A Idéia de N úm ero F racionário . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3.3 F rações E quivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.4 O p erações com F rações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.3.4.1 A dição e Subtração de N úm eros F racionários . . . . . . . 9 1.3.4.2 M ultiplicação de N úm eros F racionários . . . . . . . . . . . 11 1.3.4.3 D ivisão de N úm eros F racionários . . . . . . . . . . . . . . 11 1.3.5 F rações e N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3.5.1 O P ap el das F rações e N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . 12 1.3.5.2 E lem entos H istóricos Sobre os N úm eros D ecim ais . . . . . 12 1.3.5.3 F rações e N úm eros D ecim ais(P otências de 10) . . . . . . . 13 1.3.5.4 L eitura de N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3.6 T ransform ando F rações em N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . 14 1.3.7 T ransform ando N úm eros D ecim ais em F rações . . . . . . . . . . . . 14 1.3.8 P ropriedades dos N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.8.1 M ultiplicação p or um a p otência de 10 . . . . . . . . . . . 15 1.3.8.2 D ivisão p or um a p otência de 10 . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.9 O p erações com N úm eros D ecim ais . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.9.1 A dição e Subtração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.9.2 M ultiplicação de núm eros decim ais . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.9.3 D ivisão de núm eros decim ais . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.10 D ízim a P eriódica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.10.1 A geratriz de um a dízim a p eriódica . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.10.2 A G eratriz de um a D ízim a Sim ples . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.10.3 A G eratriz de um a D ízim a C om p osta . . . . . . . . . . . . 19 1.3.10.4 D ica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.4 N úm eros Irracionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.5 N úm eros R eais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6 P otenciação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6.1 A lgum as P articularidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.6.2 C onvenções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.6.3 O utras C onvenções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.6.4 P ropriedades da P otenciação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.6.4.1 M ultiplicação de P otências de M esm a B ase . . . . . . . . 23 1.6.4.2 D ivisão de P otências de M esm a B ase . . . . . . . . . . . . 24 1.6.4.3 P otência de P otências de M esm a B ase . . . . . . . . . . . 24 1.6.4.4 P otência com E xp oente N egativo . . . . . . . . . . . . . . 24 1.7 E xpressões N um éricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.8 R azões e P rop orções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.8.1 R azões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.8.1.1 R azões E quivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.8.2 P rop orções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.8.2.1 P ropriedade F undam ental das P rop orções . . . . . . . . . 30 1.8.2.2 P ropriedades G erais das P rop orções . . . . . . . . . . . . 30 1.8.2.3 N úm eros D iretam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . . 32 1.8.2.4 N úm eros Inversam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . . 32 1.8.3 G randezas P rop orcionais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.8.3.1 G randezas D iretam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . 34 1.8.3.2 G randezas Inversam ente P rop orcionais . . . . . . . . . . . 34 1.9 R egra de T rês . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.9.1 R egra de T rês Sim ples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.9.2 R egra de T rês C om p osta . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.10 P orcentagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 1.10.1 T axa P ercentual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 1.10.2 P roblem as de P orcentagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 1.11 E xpressões A lgébricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.11.1 M onôm io ou T erm o A lgébrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 1.11.2 O p erações com M onôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.11.2.1 A dição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.11.2.2 Subtração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 1.11.2.3 M ultiplicação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.11.2.4 D ivisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 1.11.2.5 P otenciação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.11.3 P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.11.3.1 A dição de P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 1.11.3.2 Subtração de P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 1.11.3.3 M ultiplicação de P olinôm ios . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1.11.4 P rodutos N otáveis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 1.11.4.1 Q uadrado da Som a de D ois T erm os . . . . . . . . . . . . . 51 1.11.4.2 Q uadrado da D iferença de D ois T erm os . . . . . . . . . . 52 1.11.4.3 P roduto da Som a P ela D iferença de D ois T erm os . . . . . 53 1.11.5 F atoração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1.11.5.1 F ator C om um em E vidência . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1.11.5.2 A grupam ento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 1.11.5.3 D iferença de D ois Q uadrados . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1.11.5.4 T rinôm io Q uadrado P erfeito . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 1.11.6 Sim plificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 1.12 E quações do 1 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.12.1 P rocesso de R esolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 1.13 Inequação do 1 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 1.14 Sistem as de E quações do 1 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.14.1 M étodos de R esolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.14.1.1 M étodo da Substituição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1.14.1.2 M étodo da A dição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 1.15 E quações do 2 o G rau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.15.1 P rocesso de R esolução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.15.1.1 E quações C om pletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 1.15.1.2 E quações Incom pletas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 1.16 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2 C on ju n tos 75 2.1 C onceitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2.2 C onjuntos U nitários e C onjuntos V azios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.3 C onjuntos Iguais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.4 Sub conjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.5 C onjuntos N um éricos Im p ortantes (R evisão) . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.5.1 C onjunto dos N úm eros N aturais - N . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.5.2 C onjunto dos N úm eros Inteiros - Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 2.5.3 C onjunto dos N úm eros R acionais - Q . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.5.4 C onjunto dos N úm eros Irracionais - I . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.5.5 C onjunto dos N úm eros R eais - R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.6 Sub conj. D efinidos p or um a P ropriedade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7 O p erações com C onjuntos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7.1 U nião . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.7.2 Interseção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 2.7.3 D iferença . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 2.7.4 C om plem entação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.8 Sub conjuntos de R etas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.8.1 O p erações com Sub conjuntos de R etas . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.8.1.1 E X E M P L O S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.9 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3 F u n çõ es 99 3.1 D efinição e N otações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.1.1 V alor N um érico de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.2 D om ínio de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1.3 Im agem de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2 G ráfico de um a F unção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.1 P lano C artesiano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.2.2 F unção C onstante: f (x ) = k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.2.3 F unção L inear: f (x ) = a x + b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.3.1 C aracterísticas Im p ortantes da F unção L inear . . . . . . . 105 3.2.3.2 R epresentação G ráfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 3.2.3.3 E quação da R eta D ados D ois P ontos . . . . . . . . . . . . 106 3.2.3.4 E quação da R eta dados um P onto e o C oeficiente A ngular 108 3.2.3.5 Interseção de D uas F unções . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.2.4 F unção Q uadrática: f (x ) = a x 2 + bx + c . . . . . . . . . . . . . . . 109 3.2.4.1 C aracterísticas Im p ortantes da F unção Q uadrática . . . . 109 3.2.4.2 R epresentação G ráfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 3.3 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4 A p licaçõ es d e F u n çõ es 115 4.1 R eceita T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.2 C usto T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 4.3 L ucro T otal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 4.3.1 P onto de E quilíbrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 4.3.2 E xem plo C om pleto E nvolvendo R eceita, C usto e L ucro T otal . . . . 118 4.4 D em anda de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.4.1 E xemplo de D em anda de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.5 O ferta de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.5.1 E xem plo de O ferta de M ercado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 4.6 L ei da O ferta e da P rocura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 4.7 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 5 L ogaritm os 133 5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.2 D efinição . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 5.3 C ondições de E xistência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 5.4 P ropriedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.4.1 P ropriedade do produto do logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 5.4.2 P ropriedades do quociente do logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.4.3 P ropriedade da p otência do logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.4.4 P ropriedade da raiz de um logaritm o . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.4.5 P ropriedade da m udança de base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.4.6 U m outro exem plo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 5.5 E xercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 C a p ít u l o 1 R e v isã o 1 .1 N ú m e r o s N a t u r a is O conjunto dos núm eros naturais é representado p ela letra m aiúscula N e estes núm eros são construídos com os algarism os: 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, que tam b ém são conhecidos com o algarism os indo-arábicos. N o século V II, os árab es invadiram a Índia, difundindo o seu sistem a num érico. E m b ora o zero não seja um núm ero natural no sentido que tenha sido proveniente de ob jetos de contagens naturais, irem os considerá-lo com o um núm ero natural um a vez que ele tem as m esm as propriedades algébricas que os núm eros naturais. N a verdade, o zero foi criado p elos hindus na m ontagem do sistem a p osicional de num eração para suprir a deficiência de algo nulo. N a sequência considerarem os que os naturais têm início com o núm ero zero e escreverem os este conjunto com o: N = { 0,1,2,3,4,5,6,...} R epresentarem os o conjunto dos núm eros naturais com a letra N . A s reticências (três p ontos) indicam que este conjunto não tem fim . N é um conjunto com infinitos núm eros. E xcluindo o zero do conjunto dos núm eros naturais, o conjunto será representado p or: N ∗ = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,...} 1 .1 .1 N ú m e r o s P r im o s U m n ú m ero p rim o é u m n ú m ero n atu ral com ex atam en te d ois d iv isores n atu rais d istin tos, sen d o estes u m o n ú m ero 1 e o ou tro ele m esm o. A ssim , são n ú m eros p rim os:{ 2,3,5,7,9,11,13,17,19,23,29,31,···} C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O V ejam os os exem plos a seguir, onde D (n) indica todos os divisores de n . E x em p los: a) 1 não é prim o p ois D (1) = {1} b ) 2 é prim o p ois D (2) = {1, 2} c) 3 é prim o p ois D (3) = {1, 3} d ) 5 é prim o p ois D (5) = {1, 5} e) 7 é prim o p ois D (7) = {1, 7} f) 14 não é prim o p ois D (14) = {1,2,7,14} O b se rv a ç ã o : 1 não é prim o p ois tem ap enas 1 divisor e todo núm ero natural p ode ser escrito com o o produto de núm eros prim os, de form a única. 1 .2 N ú m e r o s In t e ir o s 1 .2 .1 In t r o d u ç ã o a o s N ú m e r o s In t e ir o s N a ép oca do R enascim ento, os m atem áticos sentiram cada vez m ais a necessidade de um novo tip o de núm ero, que pudesse ser a solução de equações tão sim ples com o: x + 2 = 0, 2x + 10 = 0, 4y + 4 = 0 A s C iências precisavam de sím b olos para representar tem p eraturas acim a e abaixo de 0 o C , p or exem plo. A strônom os e físicos procuravam um a linguagem m atem ática para expressar a atração entre dois corp os. Q uando um corp o age com um a força sobre outro corp o, este reage com um a força de m esm a intensidade e sentido contrário. M as a tarefa não ficava som ente em criar um novo núm ero, era preciso encontrar um sím b olo que p erm itisse op erar com esse núm ero criado, de m odo prático e eficiente. 1 .2 .2 A O r ig e m d o s S in a is A idéia sobre os sinais vem dos com erciantes da ép oca. O s m atem áticos encontraram a m elhor notação para expressar esse novo tip o de núm ero. V eja com o faziam tais com erciantes: 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.2. N Ú M E R O S IN T E IR O S Sup onha que um deles tivesse em seu arm azém duas sacas de feijão com 10 kg cada. Se esse com erciante vendesse num dia 8 K g de feijão, ele escrevia o núm ero 8 com um traço (sem elhante ao atualsinalde m enos) na frente para não se esquecer de que no saco faltava 8 K g de feijão. M as se ele resolvesse desp ejar no outro saco os 2 K g que restaram , escrevia o núm ero 2 com dois traços cruzados (sem elhante ao atual sinal de m ais) na frente, para se lem brar de que no saco havia 2 K g de feijão a m ais que a quantidade inicial. C om essa nova notação, os m atem áticos p oderiam , não som ente indicar as quantidades, m as tam b ém representar o ganho ou a p erda dessas quantidades, através de núm eros, com sinal p ositivo ou negativo. 1 .2 .3 O C o n ju n t o Z d o s N ú m e r o s In t e ir o s D efinim os o conjunto dos núm eros inteiros com o a reunião do conjunto dos núm eros naturais, o conjunto dos op ostos dos núm eros naturais e o zero. E ste conjunto é denotado p ela letra Z (Z ahlen = núm ero em alem ão). E ste conjunto p ode ser escrito p or: Z = { ...,− 4,− 3,− 2,− 1,0,1,2,3,4,...} E x e m p lo s d e su bco n ju n to s d o co n ju n to Z a) C onjunto dos núm eros inteiros excluído o núm ero zero: Z ∗ = { ...,− 4,− 3,− 2,− 1,1,2,3,4,...} b ) C onjunto dos núm eros inteiros não negativos: Z + = { 0,1,2,3,4,...} c) C onjunto dos núm eros inteiros não p ositivos: Z − = { ...,− 4,− 3,− 2,− 1,0} 1 .2 .4 M á x im o D iv is o r C o m u m - M D C C onsiderem os os conjuntos dos divisores resp ectivam ente dos núm eros 40 e 16. D (40) = {1, 2, 4, 5, 8, 10, 20, 40} D (16) = {1, 2, 4, 8, 16} O bservando que D (40)∩ D (16) = {1, 2, 4, 8}, p odem os afirm ar que: I) O s divisores com uns de 40 e 16 são 1, 2, 4, 8. II) O m aior divisor com um de 40 e 16 é 8. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E ntão, o núm ero 8 é cham ado m áxim o divisor com um de 40 e 16, que será representado p or M D C (40, 16) = 8. D aí p odem os dizer que: D ad os 2 ou m ais n ú m eros, n ão sim u ltan eam en te n u los, ch am a-se m áx im o d iv isor com u m d esses n ú m eros o m aior d os seu s d iv isores com u n s. 1.2.4.1 T é c n ic a p a r a o C á l c u l o d o M D C V am os determ inar o m áxim o divisor com um de 60 e 24. Já sab em os que: D (60) = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60} D (24) = {1, 2, 3, 4, 6,8, 12, 24} D (60)∩ D (24) = {1, 2, 3, 4, 6, 12} M D C (60,24) = 12. A gora, vam os obter o M D C p ela técnica de d ecom p osição em fatores p rim os. I) D ecom p õe-se cada núm ero em fatores prim os. II) o M D C será o produto dos fatores com uns,cada um deles elevado ao m enor exp oente. 60 2 30 2 15 3 5 5 1 24 2 12 2 6 2 3 3 1 60 = 2 2× 3× 5 24 = 2 3× 3 } −→ M D C (60,24) = 2 2× 3 = 12 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.2. N Ú M E R O S IN T E IR O S 1 .2 .5 M ín im o M ú lt ip l o C o m u m - M M C C onsiderem os os conjuntos dos m últiplos resp ectivam ente dos núm eros 6, 8 e 12. M (6) = {0, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60,...} M (8) = {0, 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 72, 80,...} M (12) = {0, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 84,...} O bservando que M (6)∩ M (8)∩ M (12)= {0, 24, 48,...}, p odem os afirm ar que: I) O s m últiplos com uns de 6, 8 e 12 são 0, 24, 48,... II) O m enor m últiplo com um , diferente de zero, de 6, 8 e 12 é 24. E ntão,o núm ero 24 é cham ado m ínim o m últiplo com um de 6,8 e 12,que será representado p or M M C (6,8,12) = 24. D aí p odem os dizer que: D ad os 2 ou m ais n ú m eros, d iferen tes d e zero, ch am a-se m ín im o m ú ltip lo com u m d esses n ú m eros o m en or d os seu s m ú ltip los com u n s, d iferen tes d e zero. 1.2.5.1 T é c n ic a p a r a o C á l c u l o d o M M C P odem os determ inar o M M C de 2 ou m ais núm eros diferentes de 0, p elo processo de d ecom p osição em fatores p rim os, conform e a seguinte regra: I) D ecom p õe-se cada núm ero em fatores prim os. II) o M D C será o produto de todos os fatores com uns e não com uns, cada um deles elevado ao m aior exp oente. 6 2 3 3 1 8 2 4 2 2 2 1 12 2 6 2 3 3 1 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 6 = 2× 3 8 = 2 3 12 = 2 2× 3 } −→ M M C (6,8,12) = 2 3× 3 = 24 D e m odo prático, as decom p osições são feitas sim ultaneam ente, p ois desta m aneira já se obtém os fatores com uns e não com uns com o m aior exp oente, conform e o exem plo: 6, 8, 12 2 3, 4, 6 2 3, 2, 3 2 3, 1, 3 3 1, 1, 1 24 M M C (6,8,12) = 2 3× 3 = 24 1 .3 N ú m e r o s R a c io n a is H á 3000 antes de C risto, os geôm etras dos faraós do E gito realizavam m arcação das terras que ficavam às m argens do rio N ilo, para a sua p opulação. M as, no p eríodo de junho a setem bro, o rio inundava essas terras levando parte de suas m arcações. L ogo os proprietários das terras tinham que m arcá-las novam ente e para isso, eles utilizavam um a m arcação com cordas, que seria um a esp écie de m edida, denom inada estiradores de cordas. A s p essoas utilizavam as cordas, esticando-as e assim verificavam quantas vezes aquela unidade de m edida estava contida nos lados do terreno, m as raram ente a m edida dava correta no terreno, isto é, não cabia um núm ero inteiro de vezes nos lados do terreno; sendo assim eles sentiram a necessidade de criar um novo tip o de núm ero - o núm ero fracionário, onde eles utilizavam as frações. 1 .3 .1 In t r o d u ç ã o À s vezes, ao tentar partir algo em p edaços, com o p or exem plo, um a pizza, nós a cortam os em partes que não são do m esm o tam anho. 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS L ogo isso daria um a grande confusão, p ois quem ficaria com a parte m aior? O u quem ficaria com a parte m enor? É lógico que alguém sairia no prejuízo. P en sem os n este ex em p lo: D ois irm ãos foram juntos com prar chocolate. E les com praram duas barras de chocolate iguais, um a para cada um . Iam com eçar a com er quando chegou um a de suas m elhores am igas e vieram as p erguntas: Q uem daria um p edaço para a am iga? Q ualdeveria ser o tam anho do p edaço? E les discutiram e chegaram à seguinte conclusão: P ara que nenhum dos dois com esse m enos, cada um daria m etade do chocolate para a am iga. • V ocê concorda com esta divisão? P or quê? • C om o você p oderia resolver esta situação para que todos com essem partes iguais? • O que você acha desta frase: Q uem parte e reparte e não fica com a m elhor parte, ou é b ob o ou não tem arte. • E lem entos gerais para a construção de frações 1 .3 .2 A Id é ia d e N ú m e r o F r a c io n á r io R elacionando núm eros racionais com frações,um núm ero racionalé o que p ode ser escrito na form a: mn onde m e n são núm eros inteiros,sendo que n deve ser não nulo,isto é, n deve ser diferente de zero. F reqüentem ente usam os m /n para significar a divisão de m p or n . C om o p odem os observar, núm eros racionais p odem ser obtidos através da razão (em L atim : ratio= razão= divisão= quociente) entre dois núm eros inteiros, razão p ela qual, o conjunto de todos os núm eros racionais é denotado p or Q . A ssim , é com um encontrarm os C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O na literatura a notação: Q = { m /n : m e n em Z , n d if eren te d e zero} Q uando há interesse, indicam os Q + para entender o conjunto dos núm eros racionais p ositivos e Q − o conjunto dos núm eros racionais negativos. O núm ero zero é tam b ém um núm ero racional. P ara expressar,m atem aticam ente,um a parte ou algum as partes iguais de um todo,vam os usar um par ordenado de núm eros naturais. P ara representar os elem entos que não são tom ados com o partes inteiras de algum a coisa, utilizam os o ob jeto m atem ático denom inado fração. E ntão,cham a-se fração todo par ordenado de núm eros naturais,com o segundo6= 0,onde: • o prim eiro núm ero indica quantas partes estam os tom ando do inteiro. • o segundo núm ero indica em quantas partes iguais o inteiro foi dividido. N um a fração, o prim eiro núm ero cham a-se n u m erad or e o segundo núm ero cham a-se d en om in ad or; am b os constituem os term os de um a fração. A ssim : N a fração 12 , 1 é o num erador e 2 é o denom inador. N a fração 35 , 3 é o num erador e 5 é o denom inador. O conjunto dos núm eros naturais que não inclui o zero, tendo em vista que zero foi um núm ero criado para dar significado nulo a algo, é representado p elo conjunto N ∗ será representado p or: N ∗ = { 1,2,3,4,5,6,7,...} A ssim , todos os núm eros naturais, diferentes de zero, representam em partes foi dividido o inteiro, ou seja, representam os denom inadores. O s núm eros que não representam partes inteiras, m as que são partes de inteiros, constituem os núm eros racionais não-negativos, aqui representados p or Q + , onde esta 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS letra Q significa quociente ou divisão de dois núm eros inteiros naturais. Q + = { 0,..., 14 ,..., 12 ,...,1,...,2,... } 1 .3 .3 F r a ç õ e s E q u iv a l e n t e s D uas frações são equivalentes se representama m esm a parte do inteiro. U m a fração eq u ivalen te é ob tid a m u ltip lican d o-se ou d iv id in d o-se (q u an d o p ossível) os term os d e u m a fração p or u m m esm o n ú m ero n atu ral, d iferen te d e zero. E x em p los: a) 12 = 24 → 1× 2 2× 2 = 24 b ) 12 = 36 → 1× 3 2× 3 = 36 c) 68 = 34 → 6÷ 2 8÷ 2 = 34 d ) 1620 = 45 → 16÷ 4 20÷ 4 = 45 1 .3 .4 O p e r a ç õ e s c o m F r a ç õ e s 1.3.4.1 A d iç ã o e S u b t r a ç ã o d e N ú m e r o s F r a c io n á r io s T em os de analisar dois casos: 1 o C aso : D en om in ad ores Igu ais P ara som ar ou su b trair fraçõ es com d en om in ad ores igu ais, b asta con servar o d en om in ad or e som ar ou su b trair os n u m erad ores. E x em p los: a) 47 + 27 = 4 + 2 7 = 67 b ) 57 − 27 = 5− 2 7 = 37 c) 25 + 125 = 2 + 12 5 = 145 d ) 199 − 119 = 19− 11 9 = 89 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 2 o C aso : D en om in ad ores D iferen tes P ara som ar ou subtrair frações com denom inadores diferentes, um a solução é obter frações equivalentes, de denom inadores iguais ao M M C dos denom inadores das frações. A ssim , P ara som ar ou su b trair fraçõ es com d en om in ad ores d iferen tes, p rim eiro calcu le o M M C , trasform e as fraçõ es em fraçõ es eq u ivalen tes com o d en om in ad or en con trad o n o M M C , e assim p ro ced a com o n a som a ou su b tração p ara d en om in ad ores iq u ais: con serve o d en om in ad or (M M C ) e som e ou su b traia o n u m erad or. E x em p lo 1 : Som ar as frações 45 e 52 . P rim eiro calculam os o M M C entre 5 e 2,que neste caso é a m ultiplicação dos dois denom inadores,assim obtem os M M C (5,2) = 10. D ep ois, transform am os as frações em frações equivalente, dividindo o resultado encontrado no M M C (5,2) p elos denom inadores e m ultiplicando p elos num eradores corresp ondentes: 45 = ?10 → (10÷ 5)× 4 = 8→ 810 52 = ?10 → (10÷ 2)× 5 = 25→ 2510 E ncontradas as equações equivalentes fazem os a som a, conform e o 1 o caso, conservam os o denom inador e som am os o num erador. 810 + 2510 = 8 + 25 10 = 3310 E x em p lo 2 : Subtrair as frações 712 e 1115 . P rim eiro calculam os o M M C entre 12 e 15, com o na seção 1.2.5, assim M M C (12,15) = 60. D ep ois, transform am os as frações em frações equivalente, dividindo o resultado encontrado no M M C (12,15) p elos denom inadores e m ultiplicando p elos num eradores corresp ondentes: 712 = ?60 → (60÷ 12)× 7 = 35→ 3560 1115 = ?60 → (60÷ 15)× 11 = 44→ 4460 E ncontradas as equações equivalentes fazem os a subtração, conform e o 1 o caso, conservam os o denom inador e subtraim os o num erador. 1 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS 3560 − 4460 = 35− 44 60 = − 960 R e su m in d o : utilizam os o M M C para obter as frações equivalentes e dep ois som am os norm alm ente as frações, que já terão o m esm o denom inador, ou seja, utilizam os o caso 1. 1.3.4.2 M u lt ip l ic a ç ã o d e N ú m e r o s F r a c io n á r io s P ara m u ltip licarm os n ú m eros fracion ários, d evem os m u ltip licar n u m erad or p or n u m erad or e d en om in ad or p or d en om in ad or. E x em p los: a) 83 × 43 = 8× 4 3× 3 = 329 b ) − 52 × 43 = − 5× 4 2× 3 = − 20 6 = − 206 = − 103 1.3.4.3 D iv is ã o d e N ú m e r o s F r a c io n á r io s P ara d iv id irm os n ú m eros fracion ários, d evem os efetu ar u m a m u ltip licação d e fraçõ es, con sid eran d o q u e a p rim eira fração é m u ltip licad a p ela segu n d a fração in vertid a (ou seja, o n u m erad or p assa p ara d en om in ad or e o d en om in ad or p ara n u m erad or). E x em p los: a) 8343 = 83 × 34 = 2412 = 2 b ) 119207 = 119 × 720 = 77 180 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1 .3 .5 F r a ç õ e s e N ú m e r o s D e c im a is 1.3.5.1 O P a p e l d a s F r a ç õ e s e N ú m e r o s D e c im a is A s frações decim ais e núm eros decim ais p ossuem notória im p ortância cotidiana. T ais conceitos são usados em m uitas situações práticas, em b ora, m uitas vezes passem desp ercebidas. Indo ao sup erm ercado com prar 1/2 K g de café p or R $ 2,80 e pagan do a com pra com um a nota de R $ 5,00, obtém -se R $ 2,20 de troco. N este exem plo, p odem os observar o uso de frações e núm eros decim ais. A través deste tip o de com pra, usam os o conceito de fração decim al juntam ente com o sistem a de p esagem (1/2 K g), núm eros decim ais juntam ente com o sistem a m onetário. M uitas outras situações utilizam de frações e núm eros decim ais. 1.3.5.2 E l e m e n t o s H is t ó r ic o s S o b r e o s N ú m e r o s D e c im a is H oje em dia é com um o uso de frações. H ouve tem p o, p orém que as m esm as não eram co-nhecidas. O hom em introduziu o uso de frações quando com eçou a m edir e representar m edidas. O s egíp cios usavam ap enas frações que p ossuíam o núm ero 1 dividido p or um núm ero inteiro, com o p or exem plo: 1/2, 1/3, 1/4, 1/5,... T ais frações eram denom inadas frações egíp cias e ainda hoje têm m uitas aplicações práticas. O s babilônios usavam em geral frações com denom inador 60. É provável que o uso do núm ero 60 p elos babilônios se deve ao fato que é um núm ero m enor do que 100 com m aior quantidade de divisores inteiros. O s rom anos, p or sua vez, usavam constantem ente frações com denom inador 12. P rovavelm ente os rom anos usavam o núm ero 12 p or ser um núm ero que em b ora p equeno, p ossui um núm ero expressivo de divisores inteiros. C om o passar dos tem p os, m uitas notações foram usadas para representar frações. A atual m aneira de representação data do século X V I. O s núm eros decim ais têm origem nas frações decim ais. P or exem plo,a fração 1/2 equivale à fração 5/10 que equivale ao núm ero decim al 0,5. Stevin (engenheiro e m atem ático holandês), em 1585 ensinou um m étodo para efetuar todas as op erações p or m eio de inteiros, sem o uso de frações, no qualescrevia os núm eros 1 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS naturais ordenados em cim a de cada algarism o do num erador indicando a p osição ocupada p ela vírgula no num eral decim al. E ste m étodo foi aprim orado e em 1617 N apier prop ôs o uso de um p onto ou de um a vírgula para separar a parte inteira da parte decim al. P or m uito tem p o os núm eros decim ais foram em pregados ap enas para cálculos astronôm icos em virtude da precisão prop orcionada. O s núm eros decim ais sim plificaram m uito os cálculos e passaram a ser usados com m ais ênfase ap ós a criação do sistem a m étrico decim al. 1.3.5.3 F r a ç õ e s e N ú m e r o s D e c im a is (P o t ê n c ia s d e 1 0 ) D entre todas as frações, existe um tip o esp ecial cujo denom inador é um a potência de 10. E ste tip o é denom inado fração decim al. E xem plos de frações decim ais, são: 1/10, 3/100, 23/100, 1/1000, 1/100 T oda fração decim al p ode ser representada p or um núm ero decim al, isto é, um núm ero que tem um a parte inteira e um a parte decim al, separados p or um a vírgula. A fração 127/100 p ode ser escrita na form a m ais sim ples, com o: 127 100 = 1,27 onde 1 representa a parte inteira e 27 representa a parte decim al. E sta notação sub entende que a fração 127/100 p ode ser decom p osta na seguinte form a: 127 100 = 100 + 27 100 = 100 100 + 27 100 = 1 + 0,27 = 1,27 A fração 8/10 p ode ser escrita na form a 0,8,onde 0 é a parte inteira e 8 é a parte decim al. A qui observam os que este núm ero decim al é m enor do que 1 p orque o num erador é m enor do que o denom inador da fração. 1.3.5.4 L e it u r a d e N ú m e r o s D e c im a is P ara ler núm eros decim ais é necessário prim eiram ente, observar a localização da vírgula que separa a parte inteira da parte decim al. E x em p los: C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O • 0,6: Seis décim os • 0,37: T rinta e sete centésim os • 0,189: C ento e oitenta e nove m ilésim os • 3,7: T rês inteiros e sete décim os • 13,45: T reze inteiros e quarenta e cinco centésim os • 130,824: C ento e trinta inteiros e oitocentos e vinte e quatro m ilésim os. 1 .3 .6 T r a n s f o r m a n d o F r a ç õ e s e m N ú m e r o s D e c im a is P odem os escrever a fração decim al 1/10 com o: 0,1. E sta fração é lida “um décim o". N otam os que a vírgula separa a parte inteira da parte fracionária. U m a outra situação nos m ostra que a fração decim al 231/100 p ode ser escrita com o 2,31,que se lê da seguinte m aneira: “dois inteiros e trinta e um centésim os". E m geral, transform a-se um a fração decim al em um núm ero decim al fazendo com que o num e-rador da fração tenha o m esm o núm ero de casas decim ais que o núm ero de zeros do denom inador. N a verdade, realiza-se a divisão do num erador p elo denom inador. P or exem plo: a) 130/100 = 1,30 b ) 987/1000 = 0,987 c) 5/1000 = 0,005 1 .3 .7 T r a n s f o r m a n d o N ú m e r o s D e c im a is e m F r a ç õ e s T am b ém é p ossível transform ar um núm ero decim al em um a fração decim al. P ara isto, tom a-se com o num erador o núm ero decim al sem a vírgula e com o denom inador a unidade (1) seguida de tantos zeros quantas forem as casas decim ais do núm ero dado. C om o exem plo, tem os: a) 0,5 = 5/10 b ) 0,05 = 5/100 c) 2,41 = 241/100 d ) 7,345 = 7345/1000 1 .3 .8 P r o p r ie d a d e s d o s N ú m e r o s D e c im a is Z e ro s a p ó s o ú ltim o a lg a rism o sig n ifi ca tiv o : U m núm ero decim al não se altera quando se acrescenta ou se retira um ou m ais zeros à direita do últim o algarism o não nulo de sua parte decim al. P or exem plo: 1 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS a) 0,5 = 0,50 = 0,500 = 0,5000 b ) 1,0002 = 1,00020 = 1,000200 c) 3,1415926535 = 3,141592653500000000 d ) 20 = 20,00000 1.3.8.1 M u lt ip l ic a ç ã o p o r u m a p o t ê n c ia d e 1 0 P ara m ultiplicar um núm ero decim al p or 10, p or 100, p or 1000, basta deslocar a vírgula para a direita um a, duas, ou três casas decim ais, de acordo com o núm ero de zeros. E x em p los: a) 7,4× 10 = 74 b ) 7,4× 100 = 740 c) 7,4× 1000 = 7400 1.3.8.2 D iv is ã o p o r u m a p o t ê n c ia d e 1 0 P ara dividir um núm ero decim al p or 10, 100, 1000, etc, basta deslocar a vírgula para a esquerda um a,duas,três,... casas decim ais tam b ém de acordo com a quantidade de zeros. E x em p los: a) 247,5÷ 10 = 24,75 b ) 247,5÷ 100 = 2,475 c) 247,5÷ 1000 = 0,2475 1 .3 .9 O p e r a ç õ e s c o m N ú m e r o s D e c im a is 1.3.9.1 A d iç ã o e S u b t r a ç ã o P ara efetuar a adição ou a subtração de núm eros decim ais tem os que seguir alguns passos: a) Igualar a quantidade de casas decim ais dos núm eros decim ais a serem som ados ou subtraídos acrescentando zeros à direita de suas partes decim ais. b ) E screver os num erais observando as colunas da parte inteira (unidades, dezenas, centenas, etc), de form a que: i) o algarism o das unidades de um núm ero deverá estar em baixo do algarism o das unidades do outro núm ero, ii) o algarism o das dezenas de um núm ero deverá estar em baixo do algarism o das dezenas do outro núm ero, iii) o algarism o das centenas deverá estar em baixo do algarism o das centenas do outro núm ero, etc), C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O iv ) a vírgula deverá estar debaixo da outra vírgula, e v ) a parte decim al (décim os, centésim os, m ilésim os, etc) de form a que décim os sob décim os, centésim os sob centésim os, m ilésim os sob m ilésim os, etc. c) R ealizar a adição ou a subtração. E x em p los: a) 0,24 + 7,1 0, 24 + 7, 1 ⇒ 0, 24 + 7, 10 7, 34 b ) 3,4 + 11,175 3, 4 + 11, 175 ⇒ 3, 400 + 11, 172 14, 572 c) 20− 17,15 20 - 17 ,15 ⇒ 20, 00 - 17, 15 3, 85 d ) 103,50− 88,5 103, 50 - 88, 5 ⇒ 103, 50 - 88, 50 15, 00 1.3.9.2 M u lt ip l ic a ç ã o d e n ú m e r o s d e c im a is P odem os m ultiplicar dois núm eros decim ais transform ando cada um dos núm eros decim ais em frações decim ais, realizar a m ultiplicação de num erador p or num erador e denom inador p or denom inador, e dep ois novam ente transform á-los em núm eros decim ais, dividindo o num erador p elo denom inador. O u, p odem os tam b ém m ultiplicar os núm eros decim ais com o se fossem inteiros e dar ao produto tantas casas quantas forem as casas do m ultiplicando som adas às do m ultiplicador. E x em p los: a) 2,24× 1,7 224 100 × 1710 = 3808 1000 = 3,808 ou 2,24 × 1,7 1568 + 224 3,808 1 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS b ) 3,15× 0,25 315 100 × 25 100 = 7875 10000 = 0,7875 ou 3,15 × 0,25 1575 + 630 0,7875 1.3.9.3 D iv is ã o d e n ú m e r o s d e c im a is C om o visto anteriorm ente, se m ultiplicarm os tanto o dividendo com o o divisor de um a divisão p or 10, 100 ou 1000, o quociente não se alterará. U tilizando essas inform ações p oderem os efetuar divisões entre núm eros decim ais com o se fossem divisões de núm eros inteiros. A ssim , dividendo e divisor terão ap enas um a casa decim al, logo m ultiplicam os am b os p or 10 para que o quociente não se altere. A ssim tanto o dividendo com o o divisor serão núm eros inteiros. N a prática, dizem os que "cortam os"a vírgula. E x em p los: a) 7,65÷ 1,8 = 7,65 1,8 = 7,65× 100 1,8× 100 = 765 180 = 4,25 b ) 0,1÷ 23,458 = 0,1 23,458 = 0,1× 1000 23,458× 1000 = 100 23458 = 0,0043 1 .3 .1 0 D íz im a P e r ió d ic a U m a d ízim a p erió d ica é u m n ú m ero real d a form a: m ,n pppp... on d e m , n e p são n ú m eros in teiros, sen d o q u e o n ú m erop se rep ete in d efi n id am en te, razão p ela q u al u sam os os três p on tos: ... ap ós o m esm o. A p arte q u e se rep ete é d en om in ad a p e río d o. E m alguns livros é com um o uso de um a barra sobre o p eríodo ou um a barra debaixo do p eríodo ou o p eríodo dentro de parênteses, m as,para nossa facilidade de escrita,usarem os reticências. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E x em p los: a) 0,3333333... = 0,3 b ) 1,6666666... = 1,6 c) 12,121212... = 12, 12 d ) 0,9999999... = 0,9 e) 7,1333333... = 7,1 3 U m a d ízim a p erió d ica é sim p le s se a p arte d ecim al é form ad a ap en as p elo p erío d o. A lgu n s ex em p los são: 0,333333... = 0,(3) = 0,3 3,636363... = 3,(63) = 3,63 U m a d ízim a p erió d ica é co m p o sta se p ossu i u m a p arte q u e n ão se rep ete en tre a p arte in teira e o p erío d o. P or ex em p lo: 0,83333333... = 0,8 3 0,72535353... = 0,7253 1.3.10.1 A g e r a t r iz d e u m a d íz im a p e r ió d ic a D ada um a dízim a p eriódica, qual será a fração que dá origem a esta dízim a? É p ossível determ inar a fração (núm ero racional) que deu origem a um a dízim a p eriódica. E sta fração é cham ada de geratriz da dízim a p eriódica. 1.3.10.2 A G e r a t r iz d e u m a D íz im a S im p l e s A geratriz d e u m a d ízim a sim p les é u m a fração q u e tem p ara n u m erad or o p erío d o e p ara d en om in ad or tan tos n oves q u an tos forem os algarism os d o p erío d o (lem b ran d o q u e p erío d o é a p arte q u e rep ete). E x em p los: 1 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.3. N Ú M E R O S R A C IO N A IS a) 0,777... = 79 O p eríodo é o valor 7, que é form ado p or ap enas um dígito, p or isso, ap enas um algarism o 9 no denom inador. b ) 0,2323... = 2399 O p eríodo é o valor 23,que é form ado p or dois dígitos,p or isso,tem os dois algarism os 9 no denom inador. c) 3,7575... = 3 + 0,7575... = 3 + 7599 = 297 + 75 99 = 372 99 N este caso tem os um a parte inteira, o valor 3,separam os a parte inteira da racional, geram os a fração da parte p eriódica e então fazem os a som a das duas partes, utilizando M M C . 1.3.10.3 A G e r a t r iz d e u m a D íz im a C o m p o s t a A geratriz d e u m a d ízim a com p osta é u m a fração d a form a nd , on d e n é form ad a p ela p arte n ão p erió d ica segu id a d o p erío d o, m en os a p arte n ão p erió d ica. d tan tos n oves q u an tos forem os algarism os d o p erío d o segu id os d e tan tos zeros q u an tos forem os algarism os d a p arte n ão p erió d ica. E x em p los: a) 0,12525... = 125− 1 990 = 124 990 O p eríodo é o valor 25, que é form ado p or dois dígitos (25), a parte não p eriódica é o valor 1, assim colocam os no num erador o valor 125 (parte não p eriódica seguida do p eríodo) m enos 1 (parte não p eriódica), no denom inador colocam os dois noves, referentes ao p eríodo (25) e um zero referente à parte não p eriódica (1). b ) 0,04777... = 047− 04 900 = 43 900 O p eríodo é o valor 7, que é form ado p or um dígito (7), a parte não p eriódica é o valor 04, assim colocam os no num erador o valor 47 (parte não p eriódica seguida do p eríodo) m enos 4 (parte não p eriódica), no denom inador colocam os um nove, referentes ao p eríodo (7) e dois zeros referentes à parte não p eriódica (04). c) 3,23555... = 3 + 0,23555... = 3 + 235− 23 900 = 3 + 212 900 = 2700 + 212 900 = 2912 900 N este caso tem os um a parte inteira, o valor 3,separam os a parte inteira da racional, geram os a fração da parte p eriódica e então fazem os a som a das duas partes, utilizando M M C . C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1.3.10.4 D ic a Q uando tem os um a dízim a p eriódica com parte inteira p odem os utilizar o m étodo da geratriz para dízim a com p osta, com a diferença que para a parte inteira não adicionam os zeros ao denom inador. E x em p los: a) 3,7575... = 375− 3 99 = 372 99 O p eríodo é o valor 75 e a parte não p eriódica é o valor 3, que neste caso é inteiro. A ssim colocam os no num erador o valor 375, que representa a parte não p eriódica seguida do p eríodo subtraím os a parte não p eriódica 3 e no denom inador colocam os dois noves que referem ao núm ero de algarism os do p eríodo e não adicionam os zeros p ois a parte p eriódica não é inteira. b ) 3,23555... = 3235− 323 900 = 2912 900 O p eríodo é o valor 5 e a parte não p eriódica é o valor 323, que neste caso contém um núm ero inteiro (3). A ssim colocam os no num erador o valor 3235,que representa a parte não p eriódica seguida do p eríodo subtraíndo a parte não p eriódica (323) e no denom inador colocam os um nove que refere ao núm ero de algarism os do p eríodo (5) e adicionam os som ente dois zeros, p ois a parte p eriódica é form ada p or um a parte inteira e outra não inteira, a parte não inteira é o valor 23 com dois algarism os e p or isso tem os dois zeros no denom inador. 1 .4 N ú m e r o s Ir r a c io n a is C om o já pudem os ver os racionais são aqueles núm eros que p odem ser escritos em form a de fração, onde o num erador é um núm ero inteiro e o denom inador tam b ém é um núm ero inteiro diferente de zero. A ssim , aqueles núm eros que não conseguim os escrevê-los em form a de fração são cham ados de núm eros irracionais. O conjunto dos núm eros irracionais é form ado p elos núm eros decim ais não-exatos, não p eriódicos e raízes não-exatas. T am b ém aparecem neste conjunto algum as constantes b em conhecidas com o o núm ero pi e o núm ero de E uler (e= 2,718). 2 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.5. N Ú M E R O S R E A IS 1 .5 N ú m e r o s R e a is Q ualquer núm ero racional ou irracional é cham ado de núm ero real. P odem os dizer, p ortanto que núm ero real é todo núm ero decim al, finito ou infinito. D esta form a, todo o núm ero que conhecem os é um núm ero real. 1 .6 P o t e n c ia ç ã o A p otên cia é u m p ro d u to d e fatores igu ais à b ase, sen d o tom ad os tan tos fatores q u an to for o ex p o en te. a n = n f a t o r e s ︷ ︸︸ ︷ a× ···× a, on d e a é a b ase e n é o ex p o en te. E x em p lo : 2 5 = 5 fa to res ︷ ︸︸ ︷ 2× 2× 2× 2× 2 = 32, onde 2 é a base, 5 o exp oente e 32 a p otência (resultado da op eração p otenciação). 1 .6 .1 A l g u m a s P a r t ic u l a r id a d e s P otên cia com ex p o en te ím p ar: con serva sin al d a b ase S im b olicam en te: (− a ) m = − a m e/ou a m = a m P otên cia com ex p o en te p ar: resu ltad o p ositivo S im b olicam en te: (− a ) m = a m e/ou a m = a m E x em p los: a) 11 3 = 11× 11× 11 = 1331 b ) 3 2 = 3× 3 = 9 c) (− 3) 2 = (− 3)× (− 3) = 9 d ) 10 4 = 10× 10× 10× 10 = 10000 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m.b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O e) (− 10) 4 = (− 10)× (− 10)× (− 10)× (− 10) = 10000 f) 4 3 = 4× 4× 4 = 64 g ) (− 4) 3 = (− 4)× (− 4)× (− 4) = − 64 h ) 7 3 = 7× 7× 7 = 343 i) (− 7) 3 = (− 7)× (− 7)× (− 7) = − 343 1 .6 .2 C o n v e n ç õ e s C onsideram os 2 1, 3 1, 4 1, 5 1, ...,2 0, 3 0, 4 0, 5 0, ..., com o p otências e convencionam os: 2 1 = 2, 3 1 = 3, 4 1 = 4, 5 1 = 5, ...,2 0 = 1, 3 0 = 1, 4 0 = 1, 5 0 = 1, ..., isto é: Q u alq u er n ú m ero elevad o ao ex p on te 1 (u m ) é igu al à b ase. S im b olicam en te: a 1 = a E x em p los: a) 5 1 = 5 b ) 8 1 = 8 c) (− 3) 1 = − 3 d ) (− 7) 1 = − 7 Q u alq u er n ú m ero, d iferen te d e 0, elevad o ao ex p on te 0 (zero) é igu al à 1(u m ). S im b olicam en te: a 0 = 1, a6= 0 O B S : N ão ex iste 0 0 E x em p los: a) 5 0 = 1 b ) 8 0 = 1 c) (− 3) 0 = 1 d ) (− 7) 0 = 1 1 .6 .3 O u t r a s C o n v e n ç õ e s P otên cia d e b ase 0(zero) e ex p o en te d iferen te d e zero é igu al a 0. S im b olicam en te: 0 n = 0, n 6= 0 O B S : N ão ex iste 0 0 2 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.6. P O T E N C IA Ç Ã O E x em p los: a) 0 2 = 0 b ) 0 3 = 0 c) 0 4 = 0 d ) 0 5 = 0 U m a p otên cia d e b ase 1 é sem p re 1 S im b olicam en te: 1 n = 1 E x em p los: a) 1 2 = 1 b ) 1 3 = 1 c) 1 4 = 1 d ) 1 5 = 1 Q u alq u er p otên cia d e 10 é igu al ao algarism o 1 segu id o d e tan tos zeros q u an tas forem as u n id ad es d o ex p o en te. S im b olicam en te: 10 0 = 1, 10 1 = 10, 10 2 = 100, 10 3 = 1000, ... E x em p los: a) 10 0 = 1 b ) 10 1 = 10 c) 10 2 = 100 d ) 10 3 = 1000 e) 10 4 = 10000 f) 10 5 = 100000 g ) 10 6 = 1000000 h ) 10 7 = 10000000 i) 10 8 = 100000000 1 .6 .4 P r o p r ie d a d e s d a P o t e n c ia ç ã o A s propriedades seguintes são válidas para p otências com base p ertencente aos núm eros reais e exp oente inteiro. 1.6.4.1 M u lt ip l ic a ç ã o d e P o t ê n c ia s d e M e s m a B a s e B asta con servar a b ase e som ar os ex p o en tes: S im b olicam en te: a m · a n = a m + n E x em p los: a) 10 4× 10 3 = 10 4 + 3 = 10 7 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O b ) a× a 4× a 2 = a 1 + 4 + 2 = a 7 c) (− 7) 2× (− 7) = (− 7) 2 + 1 = (− 7) 3 d ) (− 3) 2× (− 3) 1× (− 3) 0 = (− 3) 2 + 1 + 0 = (− 3) 3 = − 27 1.6.4.2 D iv is ã o d e P o t ê n c ia s d e M e s m a B a s e B asta con servar a b ase e su b trair os ex p o en tes: S im b olicam en te: a m ÷ a n = a m − n E x em p los: a) 2 5÷ 2 3 = 2 5− 3 = 2 2 = 4 b ) 10 6÷ 10 2 = 10 6− 2 = 10 4 = 10000 c) (− 3) 6÷ (− 3) 3 = (− 3) 6− 3 = (− 3) 3 = − 27 d ) (− 7) 1 0÷ (− 7) 8 = (− 7) 1 0− 8 = (− 7) 2 = 49 1.6.4.3 P o t ê n c ia d e P o t ê n c ia s d e M e s m a B a s e B asta con servar a b ase e m u ltip licar os ex p o en tes: S im b olicam en te: (a m ) n = a m × n E x em p los: a) (2 2) 3 = 2 2× 3 = 2 6 = 64 b ) (2 − 2) (− 5 ) = 2 (− 2 )× (− 5 ) = 2 1 0 = 1024 c) (10 2) 3 = 10 2× 3 = 10 6 = 1000000 d ) (3 3) 3 = 3 3× 3 = 3 9 = 19683 1.6.4.4 P o t ê n c ia c o m E x p o e n t e N e g a t iv o T o d o n ú m ero elevad o a u m ex p o en te n egativo é igu al a u m a fração on d e o n u m erad or é sem p re a u n id ad e e o d en om in ad or é o m esm o n ú m ero elevad o ao m esm o ex p o en te, p orém com sin al p ositivo. S im b olicam en te: a − m = ( 1a ) m , a6= 0 2 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.7. E X P R E SSÕ E S N U M É R IC A S E x em p los: a) 3 − 2 = 13 2 = 19 b ) (− 4) − 3 = 1 (− 4) 3 = − 164 c) 5 − 3 = 15 3 = 1125 d ) (− 2) − 6 = 1 (− 2) 6 = 164 T o d a fração elevad a a u m ex p o en te n egativo é igu al à su a fração in versa elevad a ao ex p o en te p ositivo. S im b olicam en te: ( ab ) − m = ( ba ) m , a ,b6= 0 E x em p los: a) ( 25 ) − 2 = ( 52 ) 2 = 254 b ) ( 23 ) − 1 = ( 32 ) 1 = 32 c) ( − 34 ) − 3 = ( − 43 ) 3 = − 6427 d ) ( − 58 ) − 2 = ( − 85 ) 2 = − 6425 1 .7 E x p r e ssõ e s N u m é r ic a s N o cotidiano, m uitas vezes usam os expressões sem p erceb er que as m esm as representam expressões num éricas. N um a pap elaria,quando calculam os o preço de um caderno som ado ao preço de duas canetas, usam os expressões com o 1,90 + 2× 2,50, onde 5,90 representa o preço do caderno e 2,50 o preço de cada caneta. E x p ressão n u m érica é u m a seq ü en cia d e op eraçõ es fu n d am en tais: d iv isão, m u ltip licação, su b tração e ad ição, q u e p o d em ser agru p ad as com o u so d e p arên teses, colch etes e ch aves. U m a ex p ressão é d ita n u m érica q u an d o p ossu i ap en as n ú m eros em su as op eraçõ es. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O P ara calcular corretam ente qualquer expressão num érica, é necessário ob edecer algum as prioridades. E ntão, devem os ter em m ente que devem os fazer os cálculos na seguinte ordem : 1 o: P arênteses ( ); 2 o: C olchetes [ ]; 3 o: C haves { }; 4 o: P otência e/ou raiz, na ordem em que aparecem ; 5 o: M ultiplicação e/ou divisão, na ordem em que aparecem ; 6 o: Som a e/ou subtração, na ordem em que aparecem . E x em p lo 1 : 2 + { 5[3− (5− 10) + 1]+ 4}− 3 D e acordo com a ordem apresentada, devem os com eçar com a op eração que se encontra dentro dos parênteses: 5− 10 = − 5, ficando assim a expressão: 2 + { 5[3− (− 5) + 1]+ 4}− 3 C om o tem os um sinal negativo do lado de fora do parênteses, tem os de inverter o sinal de dentro, deixando a expressão da seguinte form a: 2 + { 5[3 + 5 + 1]+ 4}− 3 Seguindo a ordem estab elecida, tem os de resolver as op erações que estão dentro dos colchetes: 2 + { 5[9]+ 4}− 3 C om o não é apresentado nenhum sinal antes do colchete, trata-se de um a m ultiplicação, 5[9] = 5× 9 = 45, assim : 2 + { 45 + 4}− 3 A próxim a op eração a ser feita é a que se encontra dentro das chaves: 2 + { 49}− 3 C om o o sinal do lado de fora das chaves é p ositivo, conserva-se o sinal de dentro: 2 + 49− 3 A gora, resolve-se prim eiro a adição, p ois esta aparece em prim eiro lugar: 51− 3 e p or últim o a subtração, dando assim o resultado da expressão: 48 2 6 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S E x em p lo 2 : [( 12 )( − 23 ) − ( − 43 )] 2÷ ( 32 ) − 1 R esolve-se prim eiro a m ultiplicação entre parênteses e o parênteses que se encontra ap ós o sinal de divisão: [( − 26 ) − ( − 43 )] 2÷ ( 23 ) Sim plifica-se a fração 26 p or 2, restando 13 : [( − 13 ) − ( − 43 )] 2÷ ( 23 ) R etira-se os parênteses, sinal p ositivo m antém sinal de dentro e sinal negativo inverte-se sinal de dentro: [− 13 + 43 ] 2÷ ( 23 ) R esolve-sea subtração [ 33 ] 2÷ ( 23 ) Sim plifica-se a fração 33 , chegando-se ao resultado 1: [ 1 ] 2÷ ( 23 ) E leva-se o 1 ao exp oente 2 resultando ao próprio 1: 1÷ 23 D ivisão com fração, m antém -se a prim eira e m ultiplica-se p ela segunda invertida: 11 × 32 F az-se a m ultiplicação direta, num erador p or num erador e denom inador p or denom inador, e assim chegam os ao resultado final: 32 1 .8 R a z õ e s e P r o p o r ç õ e s 1 .8 .1 R a z õ e s A nalise as situações seguintes: S itu ação 1 : R icardo, M aria C láudia e N ivaldo colecionam selos. O álbum do R icardo tem 240 selos, o de M aria C láudia tem 120 e o de N ivaldo tem 40. E stá claro que R icardo p ossui m ais selos que M aria C láudia e esta m ais que N ivaldo. O núm ero de C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 7 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O selos de R icardo é o dobro de M aria C láudia, ou seja, o quociente entre o núm ero de selos dele e dela é 2. n o¯ selos d e R ica rd o n o¯ selos d e M . C la´ u d ia = 240 120 = 2 O núm ero de M aria C láudia é o triplo do de N ivaldo, ou seja, o quociente entre os núm eros de selos dela e dele é: n o¯ selos d e M . C la´ u d ia n o¯ selos d e N iv a ld o = 120 40 = 3 N os dois casos observam os que o quociente indica m uito b em quanto um a coleção é m aior que a outra. S itu ação 2 : U m autom óvel A ,m ovido a gasolina,consom e 24 litros de com bustível para ir de um a cidade a outra. U m autom óvel B , m ovido a álcool gasta 36 litros de com bustível para fazer o m esm o p ercurso. É evidente que B gasta m ais que A , m as quanto? O quociente entre o com bustível gasto p or B e p or A : a´ lcool d e B g a solin a d e A = 3624 = 1,5 O quociente indica que para cada litro de com bustível gasto p or A , o carro B gasta 1,5 litros de com bustível. O C arro A ,em relação à quantidade de com bustível gasto, é m ais econôm ico que o B . P udem os notar nas duas situações anteriores que o quociente de um núm ero p or outro serve m uito b em para com pará-los. N a M atem ática o quociente de dois núm eros é cham ado de ra zã o. R azão en tre d u as gran d ezas é o q u o cien te in d icad o d os n ú m eros q u e m ed em essas gran d ezas n u m a m esm a u n id ad e. A razão de dois núm eros ou a razão entre dois núm eros é indicada p or a : b ou ab que se lê “razão de a para b "ou “razão entre a e b "ou “a está para b ". O prim eiro núm ero é cham ado de an teced en te e o segundo de con seq ü en te. 1.8.1.1 R a z õ e s E q u iv a l e n t e s D izem os que as razões, 12 , 24 , 36 , 510 , ... 2 8 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S são equivalentes e se indica: 12 ∼ 24 ∼ 36 ∼ 510 E stas razões são equivalentes p ois indicam a m esm a relação, ou seja, ao obterm os um núm ero decim al (dividirm os num erador p or denom inador) encontrarem os o m esm o valor. E x em p lo : C alcular a razão equivalente a 25 cujo conseqüente seja 30. Solução: 25 = x30 P erceb e-se que o denom inador foi m ultiplicado p or 6, então para se obter a razão equivalente a 25 basta m ultiplicar o num erador tam b ém p or 6: 25 = 2× 6 5× 6 = 1230 1 .8 .2 P r o p o r ç õ e s A razão de 12 para 4 e 124 , que é igual a 3. A razão de 18 para 6 e 186 , que é igual a 3. A ssim sendo, as razões 124 e 186 exprim em o m esm o quociente 3. P or esse m otivo dizem os que as razões 124 e 186 são iguais, ou seja, 124 = 186 . D u as razõ es são igu ais q u an d o elas ex p ressam q u o cien tes igu ais. U m a igualdade entre duas razões é cham ada um a prop orção. P or exem plo, as razões 124 e 186 são iguais. A igualdade 124 = 186 é um a prop orção C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 2 9 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O D ad o q u atro n ú m eros a, b, c e d, to d os d iferen tes d e zero, d izem os q u e form am n essa ord em u m a p ro p o rç ã o q u an d o a razão ab é igu al à razão cd , ou seja: ab = cd L ê-se “a está p ara b assim com o c está p ara d ”. 1.8.2.1 P r o p r ie d a d e F u n d a m e n t a l d a s P r o p o r ç õ e s T om em os p or exem plo, a prop orção 124 = 186 , sab em os que para reconhecer a validade ou não de um a prop orção, usam os a propriedade de que “nas razões iguais, os produtos do antecedente de um a p elo conseqüente da outra são iguais”, ou, “o produto das m ultiplicações cruzadas são iguais”, logo: 12 �� ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ ❄ 18 ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ ⑧ 4 6 12× 6 ︸︷︷︸ e x tr e m o s = 4× 18 ︸ ︷︷︸ m e io s E sta propriedade, que serve para reconhecer a validade ou não de um a prop orção, é cham ada de p ro p ried a d e fu n d a m en ta l e p ode ser assim enunciada: E m to d a p rop orção ab = cd o p ro d u to d os ex trem os (a× d) é igu al ao p ro d u to d os m eios (b× c), ou seja, (a× d ) = (b× c). 1.8.2.2 P r o p r ie d a d e s G e r a is d a s P r o p o r ç õ e s V am os ver nesta seção algum as propriedades das prop orções que p odem ser úteis na resolução de exercícios. 1 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a som a dos dois prim eiros term os está para o prim eiro term o assim com o a som a dos dois últim os term os está para o terceiro. E m sím b olos: 3 0 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S se ab = cd , então a + b a = c + d c E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7 + 2 7 = 21 + 6 21 , ou seja, 97 = 2721 2 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a som a dos dois prim eiros term os está para o segundo term o assim com o a som a dos dois últim os term os está para o quarto. E m sím b olos: se ab = cd , então a + b b = c + d d E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7 + 2 2 = 21 + 6 6 , ou seja, 92 = 276 3 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a diferença dos dois prim eiros term os está para o prim eiro term o assim com o a diferença dos dois últim os term os está para o terceiro. E m sím b olos: se ab = cd , então a− b a = c− d c E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7− 2 7 = 21− 6 21 , ou seja, 57 = 1521 4 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a diferença dos dois prim eiros term os está para o segundo term o assim com o a diferença dos dois últim os term os está para o quarto. E m sím b olos: se ab = cd , então a− b b = c− d d E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7− 2 2 = 21− 6 6 , ou seja, 52 = 156 5 a P rop ried ad e: E m toda prop orção, a som a dos antecedentes está para a som a dos conseqüentes assim com o qualquer antecedente está para o seu conseqüente. E m sím b olos: se ab = cd , então a + c b + d = ab e a + c b + d = cd E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7 + 21 2 + 6 = 72 , ou seja, 288 = 72 6 a P rop ried ad e: E m toda prop orção,a diferença dos antecedentes está para a diferença dos conseqüentes assim com o qualquerantecedente está para o seu conseqüente. E m sím b olos: se ab = cd , então a− c b− d = ab e a− c b− d = cd E x em p lo : D a prop orção 72 = 216 decorre 7− 21 2− 6 = 72 , ou seja, − 14 − 4 = 72 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 1 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1.8.2.3 N ú m e r o s D ir e t a m e n t e P r o p o r c io n a is O bserve os núm eros da sucessão, 2,6,10,18 O bserve agora os núm eros da sucessão 1,3,5,9 V ocê notou certam ente que os núm eros da prim eira sucessão são exatam ente os dobros dos núm eros da segunda, ou seja, o quociente de cada term o da prim eira sucessão p elo tem o corresp ondente da segunda é sem pre o m esm o (é 2). 21 = 63 = 105 = 189 P or esse m otivo dizem os que os núm eros da sucessão 2, 6, 10, 18 são d ireta m en te p ro po rcio n a is aos núm eros da sucessão 1, 3, 5, 9 e que o fator de prop orcionalidade é 2. O s n ú m eros d a su cessão a ,b,c,d ,e,... são d ire ta m e n te p ro p o rc io n a is aos n ú m eros d a su cessão a ′,b ′,c ′,d ′,e ′,... q u an d o as razõ es (os q u o cien tes) d e cad a term o d a p rim eira su cessão p elo term o corresp on d en te d a segu n d a su cessão são to d os igu ais: aa ′ = bb ′ = cc ′ = dd ′ = ee ′ = ... O valor d esses q u o cien tes é ch am ad o fa to r d e p ro p o rc io n a lid a d e. 1.8.2.4 N ú m e r o s In v e r s a m e n t e P r o p o r c io n a is O bserve os núm eros da sucessão, 2,3,4,6 3 2 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.8. R A Z Õ E S E P R O P O R Ç Õ E S O bserve agora os núm eros da sucessão 12,8,6,4 V ocê notou certam ente que o produto de cada term o da prim eira sucessão p elo term o corresp ondente da segunda é sem pre o m esm o (é 24). 2× 12 = 3× 8 = 4× 6 = 6× 4 N ote ainda que o quociente de cada term o da prim eira sucessão p elo inverso do term o da segunda é sem pre o m esm o: 2112 = 318 = 416 = 614 P or esse m otivo dizem os que os núm eros da sucessão 2, 3, 4, 6 são in versa m en te p ro po rcio n a is aos núm eros da sucessão 12, 8, 6, 4 e que o fator de prop orcionalidade é 24. O s n ú m eros d a su cessão a ,b,c,d ,e,... são in v e rsa m e n te p ro p o rc io n a is aos n ú m eros d a su cessão a ′,b ′,c ′,d ′,e ′,... q u an d o os p ro d u tos d e cad a term o d a p rim eira su cessão p elo term o corresp on d en te d a segu n d a su cessão são to d os igu ais: a× a ′ = b× b ′ = c× c ′ = d× d ′ = e× e ′ = ... O valor d esses p ro d u tos é ch am ad o fa to r d e p ro p o rc io n a lid a d e. N ote q u e isto eq u ivale a afi rm ar: as razõ es (q u o cien tes) d e cad a term o d a p rim eira su cessão p elo in verso d o term o corresp on d en te d a segu n d a su cessão são to d as igu ais: a1a ′ = b1b ′ = c1c ′ = d1d ′ = e1e ′ = ... C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 3 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O 1 .8 .3 G r a n d e z a s P r o p o r c io n a is 1.8.3.1 G r a n d e z a s D ir e t a m e n t e P r o p o r c io n a is P ense na seguinte situação: R enata está na padaria do “seu Joaquim ” e pretende com prar uns biscoitos deliciosos que custam R $ 2,00 cada. Q uanto R enata vai gastar? B em , tudo vaidep ender do núm ero de biscoitos com prados. A tab ela abaixo m ostra com o p odem variar o núm ero de biscoitos e o preço. n o¯ de biscoitos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 preço(R $) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 V ocê observa que o núm ero de biscoitos que R enata p ode com prar é va riá vel e que R enata p ode gastar um a quantia va riá vel. E ntretanto, você observa que a quantia gasta é sem pre igual ao núm ero de biscoitos com prados vezes 2. A razão entre o núm ero de biscoitos e seu preço é sem pre a m esm a: 12 = 24 = 36 = 48 = ··· = 1224 P or esse m otivo dizem os que a gra n d eza núm ero de biscoitos e a gra n d eza preço dos biscoitos são gra n d eza s d ireta m en te p ro po rcio n a is. D u as gran d ezas variáveis são ch am ad as d e g ra n d e za s d ire ta m e n te p ro p o rc io n a is q u an d o a razão en tre os valores d a p rim eira gran d eza e os valores corresp on d en tes d a segu n d a é sem p re a m esm a. 1.8.3.2 G r a n d e z a s In v e r s a m e n t e P r o p o r c io n a is P ense agora na seguinte situação: R enata com prou 120 biscoitos na padaria do “seu Joaquim ”, levou para casa e distribuiu para os irm ãos, dando a m esm a quantidade para todos. Q uantos biscoitos cada um ganhou? A qui tam b ém a resp osta vai dep ender do núm ero de irm ãos de R enata. A tab ela abaixo m ostra com o varia o núm ero de biscoitos dep endendo do núm ero de irm ãos. 3 4 C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 1.9. R E G R A D E T R Ê S n o¯ de irm ãos 1 2 3 4 5 6 n o¯ de biscoitos 120 60 40 30 24 20 V ocê observa que o núm ero de biscoitos dados a cada irm ão é va riá vel e que o núm ero de irm ãos que R enata p ode ter tam b ém é va riá vel. E ntretanto, você observa que o núm ero de irm ãos vezes o núm ero de biscoitos dados a cada um é sem pre 120: 1× 120 = 2× 60 = 3× 40 = 4× 30 = 5× 24 = 6× 20 P or esse m otivo dizem os que a gra n d eza núm ero de irm ãos e a gra n d eza núm ero de biscoitos são gra n d eza s in versa m en te p ro po rcio n a is. D u as gran d ezas variáveis são ch am ad as d e g ra n d e za s in v e rsa m e n te p ro p o rc io n a is q u an d o a p ro d u to en tre os valores d a p rim eira gran d eza e os valores corresp on d en tes d a segu n d a é sem p re a m esm o. 1 .9 R e g r a d e T r ê s M uitas vezes estam os diante de problem as que envolvem grandezas diretam ente ou inversam ente prop orcionais. P ara sua resolução é m uito im p ortante conhecer a regra prática cham ada regra d e três. 1 .9 .1 R e g r a d e T r ê s S im p l e s É um a regra prática que nos p erm ite com parar duas grandezas prop orcionais, A e B , relacionando dois valores de A e dois valores de B .E ssas grandezas form am um a prop orção em que se conhecem três term os e o quarto é o procurado. A regra de três sim ples consiste em m ontarm os um a tab ela, colocando cada coluna, ordenadam ente, os valores da m esm a grandeza e, daí, obterm os um a equação. E ssa equação terá “a m esm a form a” da tab ela quando as grandezas forem diretam ente prop orcionais. N o caso de grandezas inversam ente prop orcionais, a “m ontagem ” da equação será feita invertendo-se a razão de um a das grandezas. C o p y rig h t c© P ro f. P a u la d e C a m p o s O liv eira , p ro fp a u la @ fa cisa .co m .b r - 1 o S em / 2 0 1 2 3 5 C A P ÍT U L O 1. R E V ISà O E x em p lo 1 : C inco m etros de um tecido custam R $ 8,00. Q uanto custam nove m etros desse m esm o tecido? com prim ento(m ) preço(R $) 59 y 8x y A s grandezas consideradas são diretam ente prop orcionais (aum entando-se o com prim ento, aum enta-se tam
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