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Representação de conjuntos REPRESENTAÇÂO DOS CONJUNTOS Os conjuntos são representados por letras maiúsculas e os elementos do mesmo são representados entre chaves. Assim, teríamos: O conjunto das letras do nosso alfabeto; L= {a, b, c, d,..., z}. O conjunto dos dias da semana: S= {segunda, terça,... domingo}. A representação de conjuntos pode ser feita de três maneiras: 1º - Por extensão Um conjunto pode ser descrito por extensão: quando o número dos seus elementos for finito e suficientemente pequeno enumerando explicitamente todos os seus elementos colocados entre chaves e separados por vírgulas. Exemplos: A = {Janeiro, Fevereiro, Março, Abril,..., Novembro, Dezembro} - Conjunto dos meses do ano. V = {a, e, i, o, u} - Conjunto das vogais. P = {2, 4, 6, 8, 10, 12,…} Conjunto dos números pares positivos. 2º - Por compreensão: Um conjunto é representado por compreensão quando: é enunciada uma propriedade característica dos seus elementos. Isto é, uma propriedade que os seus e só os seus elementos possuam. Exemplos: B(meses do ano) C= {letras do alfabeto} D= {os meus CDs de música} P = {p ∊ N: p = 2q para algum q ∊ N} Q = {x ∊ N: x é primo} R = {x: x é um número natural par e positivo} 3º - Por diagramas Conjunto unitário É o conjunto que possui um único elemento. Assim, teríamos: A= {fevereiro}, B = {Número primo que é par}. Conjunto vazio É o conjunto que não possui elementos. É representado por: {} ou Ø Assim teríamos: A= {} ou A = Ø RELAÇÃO DE INCLUSÃO – SUBCONJUNTOS Seja por exemplo, o conjunto das letras do nosso alfabeto: B = {a, b, c, d, e, f, g, h, i, j,..., z} Vemos que B é formado por um conjunto de vogais (V) e um conjunto de consoantes (C). Logo poderíamos dizer que o conjunto das vogais faz parte do conjunto das letras do nosso alfabeto, e indica-se por: V ⊂ B ou B ⊃ V Assim se lê cada um dos dois símbolos: ⊂ ..... “Está contido em” ⊃ ..... “Contém” Em caso contrário indicaríamos por: ⊄ ..... “Não está contido em” ⊅ ..... “Não contém” A ⊂ B ⇔ (∀ x) (x ∊ A⇒ X ∊ B) Observação importante: O conjunto vazio é o único conjunto que é subconjunto de qualquer conjunto RELAÇÃO DE IGUALDADE Dois conjuntos, M e N, dizem-se iguais quando todo elemento de M pertence a N, e todo elemento de N pertence a M, ou seja, M é subconjunto de N e N é subconjunto de M. Logo: Se M ⊂ N e M ⊃ N → M=N Exemplificando teríamos: M = {Márcia, Maria, Fábio} N = {Fábio, Maria, Márcia} Podemos ver que os elementos de M estão em N e que o mesmo acontece com os elementos de N, então podemos dizer que M=N. CONJUNTO UNIVERSO – REPRESENTAÇÃO DE VENN Seja por exemplo, o conjunto dos dias da semana que começam com S. Logo: S={ segunda-feira, sexta-feira, sábado} Podemos verificar que esse conjunto é um subconjunto do conjunto D dos dias da semana. D={Terça-feira, quarta-feira, Quinta-feira, Domingo} Um modo prático e fácil de ilustrar este conjunto é representando-o através de REPRESENTAÇÃO DE VENN. Consiste em representar os elementos de um conjunto internamente a um retângulo (geralmente) e os elementos dos subconjuntos, limitados por uma linha fechada e não entrelaçada. Assim teríamos: OPERAÇÕES ENTRE CONJUNTOS 1) INTERSECÇÃO DE CONJUNTOS: ∩ É a operação que permite determinar conjunto dos elementos comuns a dois ou mais conjuntos. Indicação: ∩ Sejam dados: A={ 1, 2, 3, 4} e B={0, 1, 3 , 5} Temos: A ∩ B = { 1, 2, 3, 4} ∩ {0, 1, 3 , 5} = {1, 3 } A ∩ B = {x/ x ∊ A e x ∊ B} 2) UNIÃO DE CONJUNTOS: U É a operação que permite determinar o conjunto de todos os elementos pertencentes a dois ou mais conjuntos. Sejam dados: A = { 1, 2, 3, 4} e B = { 0, 1, 3, 5} temos: A U B = { 1, 2, 3, 4} U { 0, 1, 3, 5} = { 0, 1, 2, 3, 4, 5} Esquemáticamente teríamos: A U B = {x/ x ∊ A ou x ∊ B} Tipos de conjunto Existem diferentes tipos de conjuntos, seus nomes estão de acordo com a quantidade de elementos que eles agrupam. O agrupamento de termos com características semelhantes é uma definição para a palavra conjunto. Os conjuntos recebem nomes de acordo com a quantidade de elementos que podem vir a ser agrupados. Conjunto finito Esse tipo de conjunto representa uma quantidade limitada de elementos. Por exemplo, o conjunto dos números compreendidos entre 1 e 10 será representado da seguinte maneira: {x / 1 < x < 10} ou {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} Conjunto infinito Apresenta uma quantidade infinita (ilimitada de termos). Por exemplo: ? O conjunto dos reais é considerado um conjunto infinito, pois não possui fim. ? O conjunto dos números inteiros também é considerado infinito. Conjunto unitário Esse conjunto é caracterizado por possuir apenas um único elemento. Por exemplo: ? O conjunto dos números naturais compreendidos entre 0 e 2. Nesse caso existe somente um elemento, o 1. Representamos por {1}. ? O conjunto dos números inteiros compreendidos entre –3 e –1. Entre os números –3 e –1 existe apenas o número inteiro –2. Portanto, a representação deste conjunto unitário é {–2}. Conjunto Vazio O conjunto vazio não possui nenhum elemento, a sua representação pode ser feita utilizando duas simbologias: { } ou Ø. Por exemplo: ? O conjunto dos números naturais antecessores ao 0 (zero) é considerado vazio, pois nos números naturais não existe antecessor de zero. ? O conjunto dos números fracionários existentes no conjunto dos números inteiros é considerado um conjunto vazio, pois não existem frações dentre os números inteiros. Conjunto Universo É o conjunto representativo de todos os elementos da conjuntura na qual estamos trabalhando, e também de todos os conjuntos relacionados. Na representação do conjunto universo utilizamos a letra maiúscula U. Conjuntos Numéricos Conjunto dos Números Naturais São todos os números inteiros positivos, incluindo o zero. É representado pela letra maiúscula N. Caso queira representar o conjunto dos números naturais não-nulos (excluindo o zero), deve-se colocar um * ao lado do N: N = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, ...} N* = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11, ...} Conjunto dos Números Inteiros São todos os números que pertencem ao conjunto dos Naturais mais os seus respectivos opostos (negativos). São representados pela letra Z: Z = {... -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, ...} O conjunto dos inteiros possui alguns subconjuntos, eles são: - Inteiros não negativos São todos os números inteiros que não são negativos. Logo percebemos que este conjunto é igual ao conjunto dos números naturais. É representado por Z+: Z+ = {0,1,2,3,4,5,6, ...} - Inteiros não positivos São todos os números inteiros que não são positivos. É representado por Z-: Z- = {..., -5, -4, -3, -2, -1, 0} - Inteiros não negativos e não-nulos É o conjunto Z+ excluindo o zero. Representa-se esse subconjunto por Z*+: Z*+ = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...} Z*+ = N* - Inteiros não positivos e não nulos São todos os números do conjunto Z- excluindo o zero. Representa-se por Z*-. Z*- = {... -4, -3, -2, -1} Conjunto dos Números Racionais Os números racionais é um conjunto que engloba os números inteiros (Z), números decimais finitos (por exemplo, 743,8432) e os números decimais infinitos periódicos (que repete uma sequência de algarismos da parte decimal infinitamente),como "12,050505...", são também conhecidas como dízimas periódicas. Os racionais são representados pela letra Q. Conjunto dos Números Irracionais É formado pelos números decimais infinitos não-periódicos. Um bom exemplo de número irracional é o número PI (resultado da divisão do perímetro de uma circunferência pelo seu diâmetro), que vale 3,14159265 .... Atualmente, supercomputadores já conseguiram calcular bilhões de casas decimais para o PI. Também são irracionais todas as raízes não exatas, como a raiz quadrada de 2 (1,4142135 ...) Conjunto dos Números Reais É formado por todos os conjuntos citados anteriormente (união do conjunto dos racionais com os irracionais). Representado pela letra R. Subconjuntos Numéricos O conjunto dos números reais é formado pela união dos seguintes conjuntos de números: naturais, inteiros, racionais e os irracionais. Com ausência dos números irracionais, podemos estabelecer subconjuntos dos outros conjuntos. Subconjuntos de N N* = {x Є R / x ≠ 0} – conjunto dos números naturais com ausência do zero. Subconjuntos de Z ( números inteiros) Z+ = {x Є Z / x ≥ 0} – conjunto dos números inteiros positivos Z– = {x Є Z / x ≤ 0} – conjunto dos números inteiros negativos Z* = {x Є Z / x ≠ 0}– conjunto dos números inteiros com ausência do zero Z*+ = {x Є Z / x > 0} – conjunto dos números inteiros positivos com ausência do zero. Z*– = {x Є Z / x < 0} – conjunto dos números inteiros negativos com ausência do zero. Subconjuntos de Q (números racionais) Q+ = {x Є Q / x ≥ 0} – conjunto dos números racionais positivos Q– = {x Є Q / x ≤ 0} – conjunto dos números racionais negativos Q* = {x Є Q / x ≠ 0} – conjunto dos números racionais com ausência do zero Q*+ = {x Є Q / x > 0} – conjunto dos números racionais positivos com ausência do zero Q*– = {x Є Q / x < 0} – conjunto dos números racionais negativos com ausência do zero Subconjuntos de R (números reais) R+ = {x Є R / x ≥ 0} – conjunto dos números reais positivos R– = {x Є R / x ≤ 0} – conjunto dos números reais negativos R*+ = {x Є R / x > 0} – conjunto dos números reais positivos com ausência do zero R*– = {x Є R / x < 0} – conjunto dos números reais negativos com ausência do zero R* = (x Є R / x ≠ 0} – conjunto dos números reais com ausência do zero Intervalo Pode-se representar o conjunto dos números reais associando cada número x ∈ R a um ponto de uma reta r. assim se convencionarmos uma origem O, associando a ela o zero, adotamos uma unidade e um sentido positivo para esta reta, teremos aquela que denominamos reta orientada. Seja a e b números reais com a < b. os subconjuntos de R a seguir são chamados intervalos. Intervalo limitado Intervalo fechado: Números reais maiores ou iguais a a e menores ou iguais a b. Intervalo: [a, b] Conjunto: {x ∈ R | a ≤ x ≤ b} Intervalo aberto: Números reais maiores do que a e menores do que b. Intervalo: ]a, b[ Conjunto: {x ∈ R | a < x < b} Intervalo fechado à esquerda: Números reais maiores ou iguais a a e menores do que b. Intervalo: [a, b[ Conjunto: {x ∈ R | a ≤ x < b} Intervalo fechado à direita: Números reais maiores do que a e menores ou iguais a b. Intervalo: ]a, b] Conjunto: {x ∈ R | a < x ≤ b} Intervalos ilimitados Semi reta esquerda, fechada, de origem b: Números reais menores ou iguais a b. Intervalo: ]-∞ ,b] Conjunto: {x ∈ R | x ≤ b} Semi reta esquerda, aberta, de origem b: Números reais menores que b. Intervalo: ]-∞ ,b[ Conjunto: {x ∈ R | x Semi reta direita, fechada, de origem a: Números reais maiores ou iguais a a. Intervalo: [a,+∞ [ Conjunto: {x ∈ R | x ≥ a} Semi reta direita, aberta, de origem a: Números reais maiores que a. Intervalo: ]a, +∞ [ Conjunto: {x ∈ R | x>a} Reta numérica: Números reais. Intervalo: ] ∞- ,+∞ [ Conjunto: R Expressão Numérica Introdução Nem todas as dificuldades encontradas na resolução de problemas ou cálculos matemáticos são relativas, pelo menos diretamente, ao assunto em estudo. Em alguns casos, existe uma evidente deficiência na explicação do conteúdo, por parte do professor, em outros falta à atenção adequada para a sua compreensão por parte do aluno. O fato é que para compreender os conteúdos matemáticos, além de ser preciso dedicar o máximo possível de atenção, é também necessário o descomplicamento do seu ensino, isto é, o professor deverá apresentar o desenvolvimento dos cálculos propostos, mas sempre que for possível, mostrar aos alunos os atalhos primordiais para a agilização de suas soluções. As expressões numéricas são altamente necessárias para solucionarmos problemas cotidianos. Através do conhecimento das operações básicas da matemática, bem como da interpretação dos dados contidos nos problemas, podemos organizar o problema, extrair suas informações principais, convertê-lo a um modelo matemático e, por fim, efetuar os cálculos para a sua resolução. Neste trabalho, mostrarei apenas as expressões numéricas simples, aquelas que apresentam apenas multiplicação, divisão, adição e subtração. Os elementos de uma expressão numérica. Uma expressão numérica é composta de alguns elementos que deverão ser observados atentamente antes do início de sua resolução. É importante também, antes de explorarmos os elementos em debate, chamar atenção para a ordem das operações matemáticas dispostas na expressão, ou seja, deveremos sempre resolver os produtos e os quocientes, para somente após operar com as adições e subtrações. Um pouco mais adiante detalharei mais essa informação. Em relação aos elementos de uma expressão, podemos destacar os parênteses ( ), os colchetes [ ], as chaves { }, os números e os símbolos de operação. Entre os parênteses, colchetes e chaves, também existe uma sequência resolutiva a ser seguida. Primeiro resolvemos a parte interna dos parênteses, em seguida os colchetes e, logo após, as chaves. Ao concluirmos esse ritual, nos restará uma expressão simples, contendo apenas o que chamamos de adição algébrica. Considerações sobre os sinais de adição (+) e subtração (-) Quando o sinal de adição (+) anteceder um parêntese, colchete ou chaves deverá eliminar o parêntese, o colchete ou chaves, na ordem de resolução, reescrevendo os números internos com o seus sinais originais. Quando o sinal de subtração (-) anteceder um parêntese, colchete ou chaves deverá eliminar o parêntese, o colchete ou chaves, na ordem de resolução, reescrevendo os números internos com o seus sinais invertidos. Resolvendo expressões Vejam a expressão numérica 15 x 2 – 30 ÷ 3 + 7 15 x 2 – 30 ÷ 3 + 7 → primeiro resolveremos a multiplicação e a divisão, em qualquer ordem. 30 – 10 + 7 → Agora resolveremos a adição e subtração, também em qualquer ordem. 27 (Resultado Final) Acompanhem a resolução da expressão 10 x [30 ÷ (2 x 3 + 4) + 15] 10 x [30 ÷ (2 x 3 + 4) + 15] → primeiro resolveremos a multiplicação interna aos parênteses. 10 x [30 ÷ (6 + 4) + 15] → resolveremos a adição interna aos parênteses, desta forma os eliminando. 10 x [30 ÷ 10 + 15] → resolveremos a divisão interna aos colchetes. 10 x [3 + 15] → resolveremos a adição interna aos colchetes. 10 x [18] → eliminaremos os colchetes, como o sinal de multiplicação os antecede, apenas reescreveremos o número interno com o seu sinal de origem. 10 x 18 → resolveremos a multiplicação. 180 (Resultado Final) Observem a expressão 25 + {14 – [25 x 4 + 40 – (20 ÷ 2 +10)]} e acompanhem as sua respectiva resolução: 25 + {14 – [25 x 4 + 40 – (20 ÷ 2 + 10)]} → primeiro resolveremos a divisão interna aos parênteses. 25 + {14 – [25 x 4 + 40 – (10 + 10)]} → resolveremos a adição interna aos parênteses. 25 + {14 – [25 x 4 + 40 – (20)]} → eliminaremos os parênteses, como o sinal que os antecede é negativo, inverteremos o sinal interno. 25 + {14 – [25 x 4 + 40 – 20]} → resolveremos a multiplicação interna aos colchetes. 25 + {14 – [100 + 40 – 20]} → resolveremos a adição e subtração, em qualquer ordem, internas aos colchetes. 25 + {14 – [120]} → eliminaremos os colchetes, como o sinal que os antecede é negativo, inverteremos o sinal interno. 25 + {14 – 120} → resolveremos a subtração interna aos colchetes. 25 + {- 106} → eliminaremos as chaves, como o sinal que as antecede é positivo, manteremos o sinal interno original. 25 – 106 → resolveremos a subtração - 81 (Resultado Final) Considerações finais Se observarmos atentamente a utilização dos critérios de resolução de expressões, ou seja, seguindo os passos resolutivos apresentados neste trabalho, poderemos chegar, com certo grau de facilidade, ao resultado final de quaisquer que seja a expressão proposta como atividade. Assim como em todo o grande campo da matemática, deveremos sempre depositar o máximo de atenção ao lidarmos com os cálculos por ela propostos, pois desprezarmos a importância de um dos seus elementos de composição, estaremos fortemente propensos ao insucesso em sua correta resolução. Lembro-lhes que a compreensão de conceitos e conteúdos matemáticos está intimamente ligada a prática constante de atividades que contemplem bons exercícios, situações-problema, exigência de raciocínio lógico, interpretação etc. Portanto, se queres realmente compreender a matemática, pratique-a. (PUC) Um levantamento sócio-econômico entre os habitantes de uma cidade revelou que, exatamente: 17% têm casa própria; 22% têm automóvel; 8% têm casa própria e automóvel. Qual o percentual dos que não têm casa própria nem automóvel? Solução: Com base nos dados, fazemos um diagrama de Venn-Euler, colocando a quantidade de elementos dos conjuntos. Começamos sempre pela intersecção (8%). Ao colocar o número de elementos de um conjunto, não podemos esquecer de descontar os da intersecção. Como a soma das parcelas percentuais resulta em 100%, então 9% + 8% + 14% + x = 100 %. Daí, vem que 31% + x = 100%. Logo, o percentual dos que não têm casa própria nem automóvel é x = 100% - 31% = 69%. Dez mil aparelhos de TV foram examinados depois de um ano de uso e constatou-se que 4.000 deles apresentavam problemas de imagem, 2.800 tinham problemas de som e 3.500 não apresentavam nenhum dos tipos de problema citados. Então o número de aparelhos que apresentavam somente problemas de imagem é: (A) 4 000 (B) 3 700 (C) 3 500 (D) 2 800 (E) 2 500 Solução: Resposta na altermativa (B). Observe o diagrama construído com base no enunciado, onde I é o conjunto dos que apresentavam defeito na imagem, S o conjunto dos que apresentavam problemas de som e N o conjunto daqueles que não apresentavam nenhum defeito citado. Começamos sempre colocando o número de elementos da intersecção. Ao colocar o número de elementos de um conjunto, não podemos esquecer de descontar os da intersecção x. Temos que 4000 - x + x + 2800 - x + 3500 = 10000, onde x é o números de televisores que apresentavam, ao mesmo tempo, os dois problemas citados. Segue que x = 10300 - 10000 = 300. Então o número de aparelhos que apresentavam somente problemas de imagem é 4000 - x = 4000 - 300 = 3700. (UFMG) Numa república hipotética, o presidente deve permanecer 4 anos em seu cargo; os senadores, 6 anos e os deputados, 3 anos. Nessa república, houve eleição para os três cargos em 1989. A próxima eleição simultânea para esses três cargos ocorrerá, novamente, em que ano? Solução: Temos que encontrar o menor número (diferente de zero) que é múltiplo de 3, de 4 e de 6 ao mesmo tempo, ou seja, temos que encontrar o Mínimo Múltiplo Comum de 3, 4 e 6. Fatorando 3 , 4 e 6 simultaneamente encontramos 22× 3. Logo, M.M.C. (3 , 4 , 6) = 12. Assim, a próxima eleição simultânea acontecerá em 1989 + 12 = 2001. Em uma prova discursiva de álgebra com apenas duas questões, 470 alunos acertaram somente uma das questões e 260 acertaram a segunda. Sendo que 90 alunos acertaram as duas e 210 alunos erraram a primeira questão. Quantos alunos fizeram a prova? Solução: Temos que 90 acertaram as duas questões. Se 260 acertaram a segunda, então, 260 - 90 = 170 acertaram apenas a segunda questão. Se 470 acertaram somente uma das questões e 170 acertaram apenas a segunda, segue que, 470 - 170 = 300 acertaram somente a primeira. Como 210 erraram a primeira, incluindo os 170 que também erraram a primeira, temos que, 210 - 170 = 40 erraram as duas. Assim podemos montar o diagrama de Venn-Euler, onde: P1 é o conjunto dos que acertaram a primeira questão; P2 é o conjunto dos que acertaram a segunda e N é o conjunto dos que erraram as duas. Observe que a interseção entre P1 e P2 é o conjunto dos que acertaram as duas questões. Logo, o número de alunos que fizeram a prova é: 300 + 90 + 170 + 40 = 600. Uma editora estuda a possibilidade de lançar novamente as publicações Helena, Senhora e A Moreninha. Para isto, efetuou uma pesquisa de mercado e concluiu que em cada 1000 pessoas consultadas: 600 leram A Moreninha; 400 leram Helena; 300 leram Senhora; 200 leram A Moreninha e Helena; 150 leram A Moreninha e Senhora; 100 leram Senhora e Helena; 20 leram as três obras; Calcule: a) O número de pessoas que leu apenas uma das obras. b) O número de pessoas que não leu nenhuma das três obras. c) O número de pessoas que leu duas ou mais obras. Solução: Começamos sempre colocando no diagrama o número de elementos da intersecção. Ao colocar o número de elementos de um conjunto, não podemos esquecer de descontar os da intersecção 200 - 20 = 180 ; 150 - 20 = 130 ; 100 - 20 = 80 ; 600 - 180 - 20 - 130 = 270 ; 400 - 180 - 20 - 80 = 120 ; 300 - 130 - 20 - 80 = 70. 270 + 180 + 120 + 130 + 20 + 80 + 70 = 870 Assim: a) O número de pessoas que leu apenas uma das obras é 270 + 120 + 70 = 460 : b) O número de pessoas que não leu nenhuma das três obras é x = 1000 - 870 = 130 ; c) O número de pessoas que leu duas ou mais obras é 180 + 20 + 130 + 80 = 410 (PUC - adaptado) Numa comunidade constituída de 1800 pessoas há três programas de TV favoritos: Esporte (E), novela (N) e Humanismo (H). A tabela abaixo indica quantas pessoas assistem a esses programas. Programas E N H E e N E e H N e H E, N e H Nenhum Número de telespectadores 400 1220 1080 220 180 800 100 x Através desses dados verifica-se que o número de pessoas da comunidade que não assistem a qualquer dos três programas é: (A) 200 (B) 300 (C) 900 (D) 100 (E) 500 Solução: No diagrama de Venn-Euler colocamos a quantidade de elementos dos conjuntos. Começamos sempre colocando o número de elementos da intersecção. Ao colocar o número de elementos de um conjunto, não esquecer-nos de descontar os da intersecção que tem 100 elementos. Então, 100 + 120 + 100 + 80 +700 + 200 + 300 + x = 1800. Segue que, 1600 + x = 1800. Logo, o número de pessoas da comunidade que não assistem a qualquer dos três programas é: x = 1800 - 1600 = 200. Assim, (A) é a opção correta.Números Racionais Interseção dos conjuntos: Naturais, Inteiros e Racionais Os números decimais são aqueles números que podem ser escritos na forma de fração. Podemos escrevê-los de algumas formas diferentes: Por exemplo: ♦ Em forma de fração ordinária: ; ; e todos os seus opostos. Esses números têm a forma com a , b Z e b ≠ 0. ♦ Números decimais com finitas ordens decimais ou extensão finita: Esses números têm a forma com a , b Z e b ≠ 0. ♦ Número decimal com infinitas ordens decimais ou de extensão infinita periódica. São dízimas periódicas simples ou compostas: As dízimas periódicas de expansão infinita podem ser escritas na forma : com a, b Z e b ≠ 0. - O conjunto dos números racionais é representado pela letra Q maiúscula. Q = {x = , com a Z e b Z*} - Outros subconjuntos de Q: Além de N e Z, existem outros subconjuntos de Q. Q* ---------- É o conjunto dos números racionais diferentes de zero. Q+ ---------- É o conjunto dos números racionais positivos e o zero. Q- ----------- É o conjunto dos números racionais negativos e o zero. Q*+ ---------- É o conjunto dos números racionais positivos. Q*- ----------- É o conjunto dos números racionais negativos. - Representação Geométrica Entre dois números racionais existem infinitos outros números racionais. Fração equivalente Frações que representam o mesmo resultado Quase sempre, aprendemos o conceito de fração equivalente cortando uma pizza em vários pedaços. Independente de você gostar ou não de pizza, dividi- la em quatro partes e comer dois dos seus pedaços é a mesma coisa que dividi-la em oito partes e devorar quatro pedaços. Pode parecer diferente, mas a quantidade de pizza é a mesma. Experiência Tanto faz usarmos para dizer o que comemos de uma barra de chocolate. Essas frações são equivalentes e, portanto, representam o mesmo resultado. Se você não estiver convencido, pegue um cartão com formato retangular, igual ao de uma barra de chocolate, e faça a experiência, usando as frações que foram sugeridas. No mesmo retângulo, pinte uma cor diferente para cada fração citada no exemplo. Você perceberá rapidamente a equivalência. Utilidade da fração equivalente Agora, talvez a pergunta mais importante seja: para que serve a fração equivalente? Vamos imaginar que uma pesquisa de opinião, sobre determinada marca de sabonete, está sendo feita em uma cidade. Dentre os habitantes, um total de 2.500 pessoas foram entrevistadas. Três marcas de sabonete são apresentadas a essas pessoas. Terminada a pesquisa, 500 escolheram a marca A, 600 a marca B e 1.200 optaram pela C. O restante não gosta de nenhuma das três. O resultado dessa pesquisa pode ser registrado por meio de frações, já que as opções feitas podem ser entendidas como pedaços em relação a um todo de 2.500 pessoas. Vejamos, de acordo com esse exemplo, como as frações representam uma boa ferramenta de análise e comparação: ao registrarmos as frações não podemos deixar de pensar que, para escrevê-las ou pronunciá-las, seria mais fácil se pudéssemos simplificá-las. A equivalência é um recurso que ajuda a realizar essa simplificação. Regra Utilizando a experiência do retângulo que representa a barra de chocolate com as frações equivalentes observamos que há uma regra para esse tipo de fração. Multiplicando ou dividindo, simultaneamente, o numerador e o denominador por um mesmo número, alteramos o valor numérico dos dois indicadores da fração, mas sem alterar a equivalência. Assim, podemos continuar indefinidamente a nossa seqüência da barra chocolate com Para registrar e falar é mais interessante diminuir os valores numéricos dos numeradores e dos denominadores. As frações simplificadas ocupam menos espaço, gastam menos grafite ou tinta e tornam mais clara a visualização do problema. Com esse objetivo em mente, devemos sempre dividir em vez de multiplicar. Na prática Voltando à pesquisa de opinião sobre sabonetes, o registro para o produto A ficará mais simples fazendo Essa simplificação poderia ser feita em várias etapas. Em vez de dividirmos por 500, poderíamos começar pelo 2, depois usaríamos o 5, e assim sucessivamente, em várias etapas, até chegar no mesmo resultado de . No entanto, quanto maior o número escolhido - um número que consiga dividir simultaneamente o numerador e o denominador -, mais rápida será a simplificação. Assim, as frações mais simples, que representam as opções da população pelos produtos B e C, poderão ser calculadas em uma única etapa. Para o produto B obtemos . E para o C fazemos . Esses são procedimentos importantes na resolução de problemas, mesmo para os que não gostam de matemática. E por falar dos que não gostam, é bom registrar que, na nossa pesquisa, dos habitantes não gostam de nenhum dos três produtos. Simplificar uma fração consiste em reduzir o numerador e o denominador através da divisão pelo máximo divisor comum aos dois números. Uma fração está totalmente simplificada quando verificamos que seus termos estão totalmente reduzidos a números que não possuem termos divisíveis entre si. Uma fração simplificada sofre alteração do numerador e do denominador, mas seu valor matemático não é alterado, pois a fração quando tem seus termos reduzidos se torna uma fração equivalente. A fração possui as seguintes frações equivalentes: . Elas são formadas por elementos diferentes, mas todas possuem o mesmo valor proporcional. Nesse exemplo, temos que a fração é a fração irredutível de . Simplificar uma fração consiste em dividir o numerador e o denominador pelo mesmo número. Você pode simplificar uma fração por partes, veja: Ou você pode simplificar a fração uma única vez. Para isso, você deve identificar o máximo divisor comum aos dois termos. Observe: O máximo divisor comum aos números 24 e 36 é o 12. Então, simplificamos da seguinte maneira: Observe mais alguns exemplos de simplificação. O MDC entre 32 e 40 é 8. O MDC entre 63 e 81 é 9. O MDC entre 90 e 120 é 30. O MDC entre 36 e 66 é 6. Portanto, para que uma fração se torne irredutível, devemos dividir o numerador e o denominador pelo maior divisor comum ou realizar a simplificação por partes. Lembre-se de que toda fração irredutível possui inúmeras frações equivalentes. Medidas de Comprimento Sistema Métrico Decimal Desde a Antiguidade os povos foram criando suas unidades de medida. Cada um deles possuía suas próprias unidades-padrão. Com o desenvolvimento do comércio ficavam cada vez mais difíceis a troca de informações e as negociações com tantas medidas diferentes. Era necessário que se adotasse um padrão de medida único para cada grandeza. Foi assim que, em 1791, época da Revolução francesa, um grupo de representantes de vários países reuniu-se para discutir a adoção de um sistema único de medidas. Surgia o sistema métrico decimal. Metro A palavra metro vem do gegro métron e significa "o que mede". Foi estabelecido inicialmente que a medida do metro seria a décima milionésima parte da distância do Pólo Norte ao Equador, no meridiano que passa por Paris. No Brasil o metro foi adotado oficialmente em 1928. Múltiplos e Submúltiplos do Metro Além da unidade fundamental de comprimento, o metro, existem 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 Unidade Fundamental Submúltiplos quilômetro hectômetro decâmetro metro decímetro centímetro milímetro km hm dam m dm cm mm 1.000m 100m 10m 1m 0,1m 0,01m 0,001m Os múltiplos do metro são utilizados para medir grandes distâncias, enquanto os submúltiplos, para pequenas distâncias. Para medidas milimétricas, em que se exige precisão, utilizamos: mícron (µ) = 10 -6 m angströn (Å) = 10 -10 m Para distâncias astronômicas utilizamos o Ano-luz (distância percorrida pela luz em um ano): Ano-luz = 9,5 · 10 12 km O pé, a polegada, a milha e a jarda são unidades não pertencentes ao sistemas métrico decimal, são utilizadas em países de língua inglesa. Observe as igualdades abaixo: Pé = 30,48 cm Polegada = 2,54 cm Jarda = 91,44 cm Milha terrestre = 1.609 m Milha marítima = 1.852 m Observe que: 1 pé = 12 polegadas 1 jarda = 3 pés Leitura das Medidas de Comprimento A leitura das medidas de comprimentos pode ser efetuada com o auxílio do quadro de unidades. Exemplos: Leia a seguinte medida: 15,048 m. Sequencia prática 1º) Escrever o quadro de unidades: km Hm dam m dm cm mm 2º) Colocar o número no quadro de unidades, localizando o último algarismo da parte inteira sob a sua respectiva. km Hm dam m dm cm mm 1 5, 0 4 8 3º) Ler a parte inteira acompanhada da unidade de medida do seu último algarismo e a parte decimal acompanhada da unidade de medida do último algarismo da mesma. 15 metros e 48 milímetros Outros exemplos: 6,07 km lê-se "seis quilômetros e sete decâmetros" 82,107 dam lê-se "oitenta e dois decâmetros e cento e sete centímetros". 0,003 m lê-se "três milímetros". Transformação de Unidades Observe as seguintes transformações: Transforme 16,584hm em m. km hm dam m dm cm mm Para transformar hm em m (duas posições à direita) devemos multiplicar por 100 (10 x 10). 16,584 x 100 = 1.658,4 Ou seja: 16,584hm = 1.658,4m Medidas de capacidade A quantidade de líquido é igual ao volume interno de um recipiente, afinal quando enchemos este recipiente, o líquido assume a forma do mesmo. Capacidade é o volume interno de um recipiente. A unidade fundamental de capacidade chama-se litro. Litro é a capacidade de um cubo que tem 1dm de aresta. 1l = 1dm 3 Múltiplos e submúltiplos do litro Múltiplos Unidade Fundamental Submúltiplos quilolitro hectolitro decalitro litro decilitro centilitro mililitro kl hl dal l dl cl ml 1000l 100l 10l 1l 0,1l 0,01l 0,001l Cada unidade é 10 vezes maior que a unidade imediatamente inferior. Relações 1l = 1dm 3 1ml = 1cm 3 1kl = 1m 3 Leitura das medidas de capacidade Exemplo: leia a seguinte medida: 2,478 dal kl hl dal l dl cl ml 2, 4 7 8 Lê-se "2 decalitros e 478 centilitros". Medidas de massa Introdução Observe a distinção entre os conceitos de corpo e massa: Massa é a quantidade de matéria que um corpo possui, sendo, portanto, constante em qualquer lugar da terra ou fora dela. Peso de um corpo é a força com que esse corpo é atraído (gravidade) para o centro da terra. Varia de acordo com o local em que o corpo se encontra. Por exemplo: A massa do homem na Terra ou na Lua tem o mesmo valor. O peso, no entanto, é seis vezes maior na terra do que na lua. Explica-se esse fenômeno pelo fato da gravidade terrestre ser 6 vezes superior à gravidade lunar. Obs: A palavra grama, empregada no sentido de "unidade de medida de massa de um corpo", é um substantivo masculino. Assim 200g, lê-se "duzentos gramas". Quilograma A unidade fundamental de massa chama-se quilograma. O quilograma (kg) é a massa de 1dm 3 de água destilada à temperatura de 4ºC. Apesar de o quilograma ser a unidade fundamental de massa, utilizamos na prática o grama como unidade principal de massa. Múltiplos e Submúltiplos do grama Múltiplos Unidade principal Submúltiplos 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 Observe que cada unidade de volume é dez vezes maior que a unidade imediatamente inferior. Exemplos: 1 dag = 10 g 1 g = 10 dg Medidas de tempo Introdução É comum em nosso dia-a-dia pergunta do tipo: Qual a duração dessa partida de futebol? Qual o tempo dessa viagem? Qual a duração desse curso? Qual o melhor tempo obtido por esse corredor? Todas essas perguntas serão respondidas tomando por base uma unidade padrão de medida de tempo. A unidade de tempo escolhida como padrão no Sistema Internacional (SI) é o segundo. Segundo O Sol foi o primeiro relógio do homem: o intervalo de tempo natural decorrido entre as sucessivas passagens do Sol sobre um dado meridiano dá origem ao dia solar. O segundo (s) é o tempo equivalente a do dia solar médio. As medidas de tempo não pertencem ao Sistema Métrico Decimal. Múltiplos e Submúltiplos do Segundo Quadro de unidades Múltiplos minutos Hora dia min H d 60 s 60 min = 3.600 s 24 h = 1.440 min = 86.400s São submúltiplos do segundo: décimo de segundo centésimo de segundo milésimo de segundo Cuidado: Nunca escreva 2,40h como forma de representar 2 h 40 min. Pois o sistema de medidas de tempo não é decimal. Observe: Equações de primeiro grau (com uma variável) Introdução Equação é toda sentença matemática aberta que exprime uma relação de igualdade. A palavra equação tem o prefixo equa, que em latim quer dizer "igual". Exemplos: 2x + 8 = 0 5x - 4 = 6x + 8 3a - b - c = 0 Não são equações: 4 + 8 = 7 + 5 (Não é uma sentença aberta) x - 5 < 3 (Não é igualdade) (não é sentença aberta, nem igualdade) A equação geral do primeiro grau: ax+b = 0 onde a e b são números conhecidos e a diferente de 0, se resolve de maneira simples: subtraindo b dos dois lados, obtemos: ax = -b dividindo agora por a (dos dois lados), temos: Considera a equação 2x - 8 = 3x -10 A letra é a incógnita da equação. A palavra incógnita significa " desconhecida". Na equação acima a incógnita é x; tudo que antecede o sinal da igualdade denomina-se 1º membro, e o que sucede, 2ºmembro. Qualquer parcela, do 1º ou do 2º membro, é um termo da equação. Equação do 1º grau na incógnita x é toda equação que pode ser escrita na forma ax=b, sendo a e bnúmeros racionais, com a diferente de zero. Equação do 2º Grau Fórmula de Bhaskara Uma equação é uma expressão matemática que possui em sua composição incógnitas, coeficientes, expoentes e um sinal de igualdade. As equações são caracterizadas de acordo com o maior expoente de uma das incógnitas. Veja: 2x + 1 = 0, o expoente da incógnita x é igual a 1. Dessa forma, essa equação é classificada como do 1º grau. 2x² + 2x + 6 = 0, temos duas incógnitas x nessa equação, em que uma delas possui o maior expoente, determinado por 2. Essa equação é classificada como do 2º grau. x³ – x² + 2x – 4 = 0, nesse caso temos três incógnitas x, em que o maior expoente igual a 3 determina que a equação é classificada como do 3º grau. Cada modelo de equação possui umaforma de resolução. Trabalharemos a forma de resolução de uma equação do 2º grau, utilizando o método de Bhaskara. Determinar a solução de uma equação é o mesmo que descobrir suas raízes, isto é, o valor ou os valores que satisfazem a equação. Por exemplo, as raízes da equação do 2º grau x² – 10x + 24 = 0 são x = 4 ou x = 6, pois: Substituindo x = 4 na equação, temos: x² – 10x + 24 = 0 4² – 10 * 4 + 24 = 0 16 – 40 + 24 = 0 –24 + 24 = 0 0 = 0 (verdadeiro) Substituindo x = 6 na equação, temos: x² – 10x + 24 = 0 6² – 10 * 6 + 24 = 0 36 – 60 + 24 = 0 – 24 + 24 = 0 0 = 0 (verdadeiro) Podemos verificar que os dois valores satisfazem a equação. Mas como determinarmos os valores que tornam a equação uma sentença verdadeira? É sobre essa forma de determinar os valores desconhecidos que abordaremos a seguir. Vamos determinar pelo método resolutivo de Bhaskara os valores da seguinte equação do 2º grau: x² – 2x – 3 = 0. Uma equação do 2º grau possui a seguinte lei de formação ax² + bx + c = 0, onde a, b e c são os coeficientes da equação. Portanto, os coeficientes da equação x² – 2x – 3 = 0 são a = 1, b = –2 e c = –3. Na fórmula de Bhaskara utilizaremos somente os coeficientes. Veja: 1º passo: determinar o valor do discriminante ou delta (?) ∆ = b² – 4 * a * c ∆ = (–2)² – 4 * 1 * (–3) ∆ = 4 + 12 ∆ = 16 2º passo Os resultados são x’ = 3 e x” = –1. Exemplo 2 Determinar a solução da seguinte equação do 2º grau: x² + 8x + 16 = 0. Os coeficientes são: a = 1 b = 8 c = 16 ∆ = b² – 4 * a * c ∆ = 8² – 4 * 1 * 16 ∆ = 64 – 64 ∆ = 0 No exemplo 2 devemos observar que o valor do discriminante é igual a zero. Nesses casos, a equação possuirá somente uma solução ou raiz única. Exemplo 3 Calcule o conjunto solução da equação 10x² + 6x + 10 = 0, considerada de 2º grau. ∆ = b² – 4 * a * c ∆ = 6² – 4 * 10 * 10 ∆ = 36 – 400 ∆ = –364 Nas resoluções em que o valor do discriminante é menor que zero, isto é, o número seja negativo, a equação não possui raízes reais. RAZÃO O conceito de razão é a forma mais comum e prática de fazer a comparação relativa entre duas grandezas. Ao dividir uma grandeza por outra, estamos comparando a primeira com a segunda, que passa a ser a base da comparação. Por exemplo, se a área de um retângulo mede 300 cm² e a área de um outro retângulo mede 210 cm², ao fazermos a razão das áreas, temos: 210300=710=0,7 Estamos calculando o quanto a área menor representa da maior. Em outras palavras, a área menor representa 0,7, ou 70%, da área maior. Isso é uma comparação muito significativa e fácil de ser feita. RAZÃO. Dados dois números reais a e b, com b diferente de zero, chamamos derazão entre a e b ao quociente ab=k Observe que k é um número real. O numerador a chamamos de antecedente, e o denominador b chamamos de consequente dessa razão (lê-se “a está para b”). A razão k indica o valor do número a quando comparado ao número b, tomando-o como unidade. Exemplo: Uma escola tem 1200 m² de área construída e 3000 m² de área livre. A razão da área construída para a área livre é: A) 6/5 B) 3/5 C) 4/5 D) 1/10 E) 2/5 Solução: razão = área construída área livre=12003000=25(letra E) Isso significa que a área construída representa 25=0,4,ou 40%, da área livre. APLICAÇÕES DO CONCEITO DE RAZÃO Escala. Ao compararmos mapas com os lugares a serem representados por eles, representamos as distâncias em escala menor que a real. O conceito é dado pela seguinte razão: Escala = medida no mapamedida real ; (ambos na mesma unidade de medida). Exemplo: a escala da planta de um terreno na qual o comprimento de 60 metros foi representado por um segmento de 3 cm é: A) 1 : 10.000 B) 1 : 2.000 C) 1 : 3.000 D) 1 : 6.000 E) 1 : 4.000 Solução Primeiramente, transformamos os 60 m para centímetros, para trabalharmos no mesmo sistema de unidades: 60 m=60⋅100 cm=6000 cm60 m=60⋅100 cm=6000 cm Portanto, Escala = 3cm6000cm=12000=1:20003cm6000cm=12000=1:2000 (letra B) Velocidade Média. É a razão entre a distância percorrida e o tempo total de percurso. A velocidade média será sempre acompanhada de uma unidade, que depende das unidades escolhidas para calcular distância e tempo. Alguns exemplos de unidades para a velocidade média são km/h, m/s, cm/s etc. Velocidade média = distância percorrida tempo total de percurso Exemplo: A distância entre as cidades do Rio de Janeiro e São Paulo é de, aproximadamente, 400 km. Um carro levou 5 horas para percorrer esse trajeto. Determine sua a velocidade média. Solução Velocidade = distância percorridatempo total de percurso=400km5hdistância percorridatempo total de percurso=400km5h = 80 km/h O significado desse valor é que a cada hora o carro percorreu, aproximadamente, 80 km. Densidade. A densidade de um corpo é a razão entre a sua massa e o seu volume. A densidade também será sempre acompanhada de uma unidade, que depende das unidades escolhidas para medir a massa e o volume. Alguns exemplos de unidades para a densidades são g/cm³, kg/m³ etc. Densidade = massa volume=mv massa volume=mv Exemplo: Uma quantidade de óleo de cozinha ocupava completamente uma jarra com 1 litro de volume. Sabe-se que a densidade do óleo é de, aproximadamente, 0,86 g/cm³. Determine a massa do óleo, em gramas. Solução Como a densidade é dada em g/cm³, isso significa que o volume deve ser dado em cm³. Assim, fazendo a conversão, 1l = 1 dm³ = 1000 cm³. Daí, densidade = massa volume⇒0,86=m1000⇒m=0,86⋅1000 = 860 g Portanto, a massa de óleo contida na jarra é de 860 g. PROPORÇÃO Chamamos de proporção a igualdade de duas razões. a1b1=a2b2=k (também escrito por a1:b1 :: a2:b2), onde a1, a2, b1, b2 são números reais com b1 e b2 diferentes de zero. O número k é o que chamamos de constante da proporção (Lê-se “a1 está para b1 assim como a2está para b2). O antecedente da primeira razão (a1) e o consequente da segunda (b2) são chamados de extremos, enquanto o consequente da primeira razão (b1) e o antecedente da segunda razão (a2) são chamados de meios. Os nomes são sugestivos quando consideramos a segunda forma de expressar a proporção (a1:b1 :: a2:b2) Propriedade fundamental da proporção O produto dos meios é igual ao produto dos extremos. O que denotamos por: ab=cd⟺bc=ad Pela comutatividade do produto, podemos escrever a mesma proporção de várias maneiras distintas: ab=cd⟺dc=ba⟺db=ca⟺ac=bd , entre outras. (Enem 2012) Há, em virtude da demanda crescente de economia de água, equipamentos e utensílios como, por exemplo, as bacias sanitárias ecológicas, que utilizam 6 litros de água por descarga em vez dos 15 litros utilizados por bacias sanitárias não ecológicas, conforme dados da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Qual será a economia diária de água obtida por meio da substituição de uma bacia sanitária não ecológica, que gasta cerca de 60 litros por dia com a descarga, por uma bacia sanitária ecológica? a) 24 litros b) 36 litros c) 40 litros d) 42 litros e) 50 litros Solução Chamemos de x o número de litros de água despejados pela bacia ecológica. Daí, 1560=6x→15x=360→x=24litros Assim, a economia será de: 60−24=36litros Resposta: letra B Regra de Três Simples e Composta Um pouco de história Estuda-se em proporção a relação entre grandezas. Em alguns casos vemos que as grandezas são diretamente proporcionais, ou seja, o aumento de uma implica o aumento da outra, em outros, inversamente proporcionais,isto é, o aumento de uma implica a redução da outra. Seja em quaisquer dos casos anteriores, podemos resolver grande parte dos problemas relacionados às grandezas proporcionais utilizando regra de três simples ou composta. O conhecimento e a utilização de conceitos semelhantes à regra de três são muito antigos, tendo sua provável origem na China antiga, podendo ser observados em tempos muito distantes. Vários problemas envolvendo manipulações muito próximas do que hoje conhecemos como regra de três podem ser vistos no Papiro Rhind, documento confeccionado no Egito há cerca de 3000 anos. Mais recente que o Papiro Rhind, o livro Liber Abaci do matemático italiano Leonardo Fibonacci (1175-1250) revela vários problemas envolvendo a regra de três. Apesar de sua criação ser tão remota, as aplicações relativas à regra de três são as mais variadas. Tratando da matemática utilitária, podemos dizer que a regra de três é primordial a nossa vida, pois soluciona questões corriqueiras com muita simplicidade e economia de tempo. Vejam abaixo alguns problemas envolvendo regra de três simples e composta, direta e inversamente proporcionais. 1. Um quilo (usarei “quilo” simplificadamente para representar quilograma (Kg)) de farinha de trigo é suficiente para fazer 12 pães. De quanta farinha necessito para fazer 18 pães? 2. Quatro pedreiros constrói uma pequena casa em 90 dias. Dois pedreiros construirá a mesma casa em quanto tempo? 3. Se 8 homens levam 12 dias montando 16 máquinas, então, nas mesmas condições, 15 homens levarão quantos dias para montar 50 máquinas? 4. Trabalhando 6 dias, 5 operários produzem 400 peças. Quantas peças desse mesmo tipo serão produzidas por 7 operários em 9 dias de trabalho? Ainda neste artigo, em momento oportuno, solucionaremos os problemas propostos acima. Grandezas diretamente proporcionais Dizemos que duas grandezas são diretamente proporcionais quando o aumento de uma implica o aumento da outra. Ao dobrarmos uma grandeza, a outra também será dobrada, ao triplicarmos uma, a outra também será triplicada. Em outras palavras, grandezas diretamente proporcionais variam sempre na mesma razão. Vejam o exemplo NÚMERO DE PESSOAS DE CERTA FAMÍLIA DESPESA SEMANAL COM ALIMENTAÇÃO (R$) RAZÃO 4 200 1/50 5 250 1/50 Observação: A tabela acima é meramente ilustrativa e supõe que com o ingresso de mais um membro nesta família aumentará proporcionalmente sua despesa semanal. Grandezas inversamente proporcionais Duas grandezas são inversamente proporcionais quando o aumento de uma implica na redução da outra, ou seja, quando dobramos uma delas, a outra se reduz a metade; quando triplicamos uma delas, a outra fica reduzida a terça parte, etc. Os números racionais x, y e z são inversamente proporcionais aos números racionais a, b e c, respectivamente, quando se tem: x . a = y . b = z . c Veja o exemplo NÚMERO DE OPERÁRIOS DE CERTA OBRA DIAS GASTOS PARA CONCLUI-LA (DIAS) RELAÇÃO x.a = y.b 12 60 12 . 60 =720 6 120 6 . 120 =720 Razão: 12/6 = 2/1 60/120 = 1/2 Note que 12/6 e 60/120 possuem razões inversas, isto é, 2/1 é o inverso de 1/2. Regra de três simples Quando, em uma relação entre duas grandezas, conhecemos três valores de um problema e desconhecemos apenas um, poderemos chegar a sua solução utilizando os princípios da regra de três simples. Para isso, basta que multipliquemos os meios entre si e os extremos também entre si. Acompanhem: Exemplo: os números 6 e 10 são diretamente proporcionais a 12 e x respectivamente. Nessas condições, vamos encontrar o valor de x que torne essa afirmação verdadeira. Vamos à solução dos problemas (1) e (2) propostos no início deste trabalho. (1) Um quilo de farinha de trigo é suficiente para fazer 12 pães. De quanta farinha necessito para fazer 18 pães? ● Vamos chamar o valor desconhecido de x emontar uma tabela contendo os valores. Inicialmente teremos que analisar se as grandezas quantidade de farinha de trigo e número de pães são inversa ou diretamente proporcionais. Se duplicarmos a quantidade de farinha de trigo, a quantidade de pães também duplicará. Se triplicarmos a farinha, os pães também serão triplicados, e assim por diante. Sendo assim, somos levados a concluir que essas duas grandezas são diretamente proporcionais; Sabendo dessa informação, basta escrevermos a proporção de acordo com o quadro acima e partir para sua solução; As flechas no mesmo sentido indicam que as grandezas são diretamente proporcionais. Conclusão: para fazer 18 pães precisaremos de 1,5 kg de farinha de trigo. (2) Quatro pedreiros constroem uma pequena casa em 90 dias. Dois pedreiros construirão a mesma casa em quanto tempo? ● Vamos chamar o valor desconhecido de x e montar uma tabela contendo os valores. Como no caso anterior, teremos que analisar se as grandezas quantidade de pedreiros e dias gastos na construção são inversa ou diretamente proporcionais. Se aumentarmos o número de pedreiros, a duração da obra será reduzida, portanto, essas grandezas são inversamente proporcionais; Sabendo dessa informação, basta escrevermos a proporção de acordo com o quadro acima e partir para sua solução; Como as grandezas são inversamente proporcionais, devemos inverter uma das frações; As setas contrárias indicam que as grandezas são inversamente proporcionais. Conclusão: se reduzirmos o número de pedreiro a dois, teremos a obra concluída em 180 dias. Regra de três composta Quando trabalhamos com três grandezas, direta ou inversamente proporcionais e, num determinado problema, existem seis valores, dos quais cinco são conhecidos e apenas um desconhecido, pode-se encontrar o valor da incógnita através da regra de três composta. Vamos à solução dos problemas (3) e (4) propostos no início deste trabalho. (3) Se 8 homens levam 12 dias montando 16 máquinas, então, nas mesmas condições, 15 homens levarão quantos dias para montar 50 máquinas? ● Vamos chamar o valor desconhecido de x e montar uma tabela contendo os valores: Analisemos as grandezas a fim de saber se são direta ou inversamente proporcionais entre si. Fixando a grandeza quantidade de homens, vamos relacionar as grandezas tempo de montagem com número de máquinas. Se dobrarmos o tempo de montagem, dobraremos o número de máquinas. Logo, essas duas grandezas são diretamente proporcionais. Fixando a grandeza número de máquinas, vamos relacionar as grandezas quantidade de homens com tempo de montagem. Se dobrarmos o número de homens, teremos reduzido à metade o tempo de montagem. Logo, essas duas grandezas são inversamente proporcionais. Sabendo dessas informações, basta escrevermos a proporção de acordo com a tabela acima; Como temos grandezas inversamente proporcionais, devemos inverter uma das frações; Conclusão: Com 15 homens, serão construídas 50 máquinas em 20 dias. (4) Trabalhando 6 dias, 5 operários produzem 400 peças. Quantas peças desse mesmo tipo serão produzidas por 7 operários em 9 dias de trabalho? ● Chamaremos o valor desconhecido de x: Vamos fazer a análise dos dados contidos na tabela acima. Fixando a grandeza dias de trabalho, vamos relacionar as grandezas número de operários com quantidade de peças. Ao dobrarmos o número de operários, dobraremos também o número de peças fabricadas. Dessa forma, essas duas grandezas são diretamente proporcionais; Fixando agrandeza número de operários e relacionando as grandezas dias de trabalho com quantidade de peças, temos: ao dobrarmos o número de dias de trabalho, dobraremos também a quantidade de peças produzidas, ou seja, estas grandezas também são diretamente proporcionais; Portando esses dados, deveremos escrever a devida proporção de acordo com a tabela acima; Como temos grandezas diretamente proporcionais, manteremos as frações em suas formas originais. Conclusão: com 7 operários, em 9 dias serão produzidas 840 peças. “A sede de conhecimento nos faz trilhar por caminhos novos, viver aventuras, compartilhar saberes, modelar e remodelar paradigmas.” Robison Sá. PORCENTAGEM É frequente o uso de expressões que refletem acréscimos ou reduções em preços, números ou quantidades, sempre tomando por base 100 unidades. Alguns exemplos: A gasolina teve um aumento de 15% Significa que em cada R$100 houve um acréscimo de R$15,00 O cliente recebeu um desconto de 10% em todas as mercadorias. Significa que em cada R$100 foi dado um desconto de R$10,00 Dos jogadores que jogam no Grêmio, 90% são craques. Significa que em cada 100 jogadores que jogam no Grêmio, 90 são craques. Razão centesimal Toda a razão que tem para consequente o número 100 denomina-se razão centesimal. Alguns exemplos: Podemos representar uma razão centesimal de outras formas: As expressões 7%, 16% e 125% são chamadas taxas centesimais ou taxas percentuais. Considere o seguinte problema: João vendeu 50% dos seus 50 cavalos. Quantos cavalos ele vendeu? Para solucionar esse problema devemos aplicar a taxa percentual (50%) sobre o total de cavalos. Logo, ele vendeu 25 cavalos, que representa a porcentagem procurada. Portanto, chegamos a seguinte definição: Porcentagem é o valor obtido ao aplicarmos uma taxa percentual a um determinado valor. Exemplos: Calcular 10% de 300. Calcular 25% de 200kg. Logo, 50kg é o valor correspondente à porcentagem procurada. EXERCÍCIOS: 1) Um jogador de futebol, ao longo de um campeonato, cobrou 75 faltas, transformando em gols 8% dessas faltas. Quantos gols de falta esse jogador fez? Portanto o jogador fez 6 gols de falta. 2) Se eu comprei uma ação de um clube por R$250,00 e a revendi por R$300,00, qual a taxa percentual de lucro obtida? Montamos uma equação, onde somando os R$250,00 iniciais com a porcentagem que aumentou em relação a esses R$250,00, resulte nos R$300,00. Portanto, a taxa percentual de lucro foi de 20%. Uma dica importante: o FATOR DE MULTIPLICAÇÃO. Se, por exemplo, há um acréscimo de 10% a um determinado valor, podemos calcular o novo valor apenas multiplicando esse valor por 1,10, que é o fator de multiplicação. Se o acréscimo for de 20%, multiplicamos por 1,20, e assim por diante. Veja a tabela abaixo: Acréscimo ou Lucro Fator de Multiplicação 10% 1,10 15% 1,15 20% 1,20 47% 1,47 67% 1,67 Exemplo: Aumentando 10% no valor de R$10,00 temos: 10 * 1,10 = R$ 11,00 No caso de haver um decréscimo, o fator de multiplicação será: Fator de Multiplicação = 1 - taxa de desconto (na forma decimal) Veja a tabela abaixo: Desconto Fator de Multiplicação 10% 0,90 25% 0,75 34% 0,66 60% 0,40 90% 0,10 Exemplo: Descontando 10% no valor de R$10,00 temos: 10 * 0,90 = R$ 9,00 Geometria plana Semelhança de Triângulos Identificando dois triângulos semelhantes Sabemos que triângulos são polígonos. Sendo assim, o estudo que é feito para identificar a semelhança de figuras poligonais será válido para o estudo da semelhança de triângulos. Com isso, dois triângulos serão semelhantes se satisfizerem duas condições simultaneamente: se seus lados correspondentes possuírem medidas proporcionais e se os ângulos correspondentes forem iguais (congruentes). Se invertermos a afirmação feita acima, teremos um fato verdadeiro: as condições são satisfeitas somente quando os triângulos são semelhantes. Vejamos um desenho para que possamos compreender melhor: Antes, temos que determinar a correspondência dos vértices de cada triângulo, pois assim determinaremos a correspondência dos lados e dos ângulos entre estes dois triângulos. Os vértices A, B, C correspondem, respectivamente, aos vértices A’, B’, C’. Sendo assim, montaremos as razões de proporcionalidade entre os lados correspondentes. Uma das condições é que todos os lados correspondentes possuam uma proporcionalidade, que chamaremos neste caso de k. Ressaltando que essa razão foi construída pela divisão de cada lado correspondente: veja que o lado A’B’ do segundo triângulo corresponde ao lado AB do primeiro triângulo. Por este fato, a divisão foi feita entre eles, e de mesmo modo com os outros lados. Entretanto, apenas a condição de proporcionalidade dos lados não é suficiente para afirmarmos a semelhança entre os dois triângulos. Necessitamos que seus ângulos correspondentes sejam iguais. Sendo assim, indicaremos a semelhança destes triângulos desta forma: Exemplo: Verifique se os triângulos a seguir são proporcionais. Ao verificarmos a congruência dos ângulos, teremos que: Temos agora que verificar a proporcionalidade dos lados. Note que todos os lados possuem a mesma razão de proporcionalidade (1/2). Sendo assim, podemos afirmar que Teorema de Tales Teorema de Tales: importante ferramenta na determinação de medidas utilizando a proporcionalidade Tales de Mileto foi um importante filósofo, astrônomo e matemático grego que viveu antes de Cristo. Ele usou seus conhecimentos sobre Geometria e proporcionalidade para determinar a altura de uma pirâmide. Em seus estudos, Tales observou que os raios solares que chegavam à Terra estavam na posição inclinada e eram paralelos, dessa forma, ele concluiu que havia uma proporcionalidade entre as medidas da sombra e da altura dos objetos, observe a ilustração: Com base nesse esquema, Tales conseguiu medir a altura de uma pirâmide com base no tamanho da sua sombra. Para tal situação ele procedeu da seguinte forma: fincou uma estaca na areia, mediu as sombras respectivas da pirâmide e da estaca em uma determinada hora do dia e estabeleceu a proporção: O Teorema de Tales pode ser determinado pela seguinte lei de correspondência: “Feixes de retas paralelas cortadas ou intersectadas por segmentos transversais formam segmentos de retas proporcionalmente correspondentes”. Para compreender melhor o teorema observe o esquema representativo a seguir: Pela proporcionalidade existente no Teorema, temos a seguinte situação: Exemplo 1 Aplicando a proporcionalidade existente no Teorema de Tales, determine o valor dos segmentos AB e BC na ilustração a seguir: AB = 2x – 3 BC = x + 2 A’B’ = 5 B’C’ = 6 Determinando o valor de x: AB = 2x – 3 → 2*4 – 3 = 5 BC = x + 2 → 4 + 2 = 6 Exemplo 2 Determine o valor de x na figura a seguir: Relações Métricas Triângulo retângulo Num triângulo retângulo, os lados perpendiculares, aqueles que formam um ângulo de 90º, são denominados catetos e o lado oposto ao ângulo de 90º recebe o nome de hipotenusa. O teorema de Pitágoras é aplicado ao triângulo retângulo e diz que: hipotenusa ao quadrado é igual à soma dos quadrados dos catetos, hip² = c² + c². Relações métricas no triângulo retângulo Observeos triângulos: Os triângulos AHB e AHC são semelhantes, então podemos estabelecer algumas relações métricas importantes: h² = mn b² = ma c² = an bc = ah Aplicações do Teorema de Pitágoras Diagonal do quadrado Dado o quadrado de lado l, a diagonal D do quadrado será a hipotenusa de um triângulo retângulo com catetos l, com base nessa definição usaremos o teorema de Pitágoras para uma expressão que calcula a diagonal do quadrado em função da medida do lado. Altura de um triângulo equilátero O triângulo PQR é equilátero, vamos calcular sua altura com base na medida l dos lados. Ao determinarmos a altura (h) do triângulo PQR, podemos observar um triângulo retângulo PHQ catetos: h e l/2 e hipotenusa h. Aplicando o teorema de Pitágoras temos: Diagonal do bloco retangular (paralelepípedo) Observe o bloco de arestas a, b e c, iremos calcular a diagonal (d), mas usaremos a diagonal x da base em nossos cálculos. Veja: x² = a² + b² d² = x² + c² substituindo, temos: Diagonal do cubo (caso particular do paralelepípedo) Consideremos o cubo um caso particular de um bloco retangular, então: a = b = c = l Área das figuras planas O cálculo da área de figuras planas é parte do estudo da geometria básica, e visa saber qual é a área da extensão de uma figura bidimensional, como um quadrado que poderia representar uma superfície de uma mesa, por exemplo. A medida de uma superfície é denominada pelo título de área. A referência de unidade usada é o metro quadrado (m²) e a letra usada para representação de área neste estudo será S. Cálculo da área de um triângulo Triângulos são polígonos de três lados e três ângulos. A sua área pode ser calculada multiplicando-se a base pela altura, que deve ser obtida tomando por base a ponta do triângulo até a sua base. Em um triângulo equilátero, ou seja, que possui os três ângulos internos iguais, pode=se calcular por meio da seguinte fórmula, onde l representa a medida dos lados. Cálculo da área de um paralelogramo Paralelogramo é um quadrilátero que possui lados opostos iguais e paralelos. A área do paralelogramo pode ser obtida multiplicando-se a base pela altura como representado na fórmula abaixo, sendo que h representa a altura e b a base. Cálculo da área de um losango Losango é um paralelogramo que, além de todos os lados opostos serem iguais e paralelos, possui os quatro lados iguais, todos os ângulos internos iguais, e suas diagonais são perpendiculares, sendo possível dividi-lo em quatro triângulos iguais (como mostrado na imagem abaixo). Se as medidas de h e b estiverem disponíveis, é possível usar a mesma fórmula do paralelogramo para chegar ao valor da área. Para realizar o cálculo sem as informações de altura e base, consideraremos a área de um dos quatro triângulos formados. Considerando que a base b é a metade da diagonal , e a altura h como a metade da diagonal , para realizar o cálculo da área total, multiplica-se o valor da área do triângulo por quatro. Simplificando: Cálculo da área de um quadrado Os quadrados são losangos, no entanto, nem todos os losangos serão quadrados da mesma forma que todos os quadrados são retângulos, mas nem todos os retângulos são quadrados. O quadrado é um losango que além de possuir os quatro lados iguais com diagonais perpendiculares, possui todos os ângulos internos iguais a 90°. Podemos utilizar as mesmas fórmulas do losango e do paralelogramo para calcular a área de um quadrado. Quando tivermos acesso à medida do lado do quadrado, usamos a fórmula do paralelogramo: Como a base e a altura são iguais, pode-se simplificar a fórmula: S= l² Quando dispormos da medida das diagonais do quadrado, podemos usar a fórmula usada para o losango: Como as duas diagonais são iguais, podemos troca-las por d, simplificando: Cálculo da área de um retângulo Retângulos são quadriláteros equiângulos, ou seja, que possuem todos os ângulos internos iguais, e possuem os lados opostos também iguais. Os retângulos que possuem os quatro lados iguais são chamados de quadrados. O cálculo da sua área, por ser um paralelogramo, usa a fórmula: Cálculo da área de um círculo O perímetro de uma circunferência, quando dividido pelo seu diâmetro, resultará sempre no mesmo valor, independente da circunferência. Este valor é denominado pela letra grega pi, representada pelo símbolo π. O pi é um número irracional, tendo desta forma infinitas casas decimais. No entanto, é tomado como base o valor 3,14159265. Para cálculos onde a precisão pode ser menor, utiliza-se o 3,1416 ou até mesmo 3,14. O perímetro da circunferência é obtido por meio da fórmula: P=2πR Sua área pode ser calculada: S= π.r² Sendo r o raio do círculo. Cálculo da área de um setor circular O cálculo pode ser realizado por meio da área total do círculo e, em seguida, montando-se uma regra de três, onde a área total estará para 360° assim como a área do setor estará para o número de graus do setor. S representa a área total do círculo, a área do setor circular e a o número de graus: A partir disso, chegamos a seguinte fórmula em graus: E a esta em radianos: Onde r representa o raio do círculo referente ao setor e a é o ângulo também do setor. Cálculo da área de coroas circulares O cálculo de uma coroa circular pode ser feito por meio do cálculo da área total do círculo menos a área total do círculo inscrito. Representando em fórmula: S= π(R² – r²) Onde R simboliza o raio do círculo e r representa o raio do círculo inscrito. Geometria – comprimento da circunferência e área do círculo 1. Introdução Qual é a área total em azul de cada figura sabendo-se que o comprimento aproximado do contorno da moeda de R$ 0,01 é 16π mm e da moeda de R$ 0,10 é 20 mm? Qual é o comprimento da circunferência interna da boia, sabendo-se que a área do círculo determinado pelo contorno dessa circunferência é igual a 0,25 m2? Qual é o comprimento da circunferência obtida pelo contorno externo do bambolê, sabendo que o diâmetro é igual a 90 cm? 2. Comprimento da circunferência e área do círculo Circunferência [do latim circumferentia]: contorno de um círculo. Círculo [do latim circulus]: superfície plana e fechada, limitada por uma circunferência. Corda [do latim chorda]: segmento determinado por dois pontos quaisquer da circunferência. Raio [do latim radiu]: segmento com uma extremidade no centro e outra na circunferência. Diâmetro [do grego diámetros, pelo latim diametros]: corda que passa pelo centro da circunferência. Secante [do latim secante]: designativo da reta que intercepta uma curva em dois pontos distintos. Tangente [do latim tangente]: que tange ou tangencia. Concêntrico [do latim concentricu]: que tem o mesmo centro. a) Comprimento da circunferência e área do círculo Observe a circunferência de centro O e raio r, C(O,r). Contornando a circunferência com uma tira de papel milimetrado ou fio de linha e depois o esticando, podemos medir o seu comprimento aproximado. Você viu no laboratório que o quociente entre a medida do comprimento (C) e a medida do diâmetro (d) de uma circunferência é uma constante de valor aproximadamente igual a 3,14 e representada pela letra grega (lê-se “pi"). Temos: A medida do diâmetro de uma circunferência é igual ao dobro da medidado raio (d = 2r). Substituindo 2r em d, temos Podemos concluir que: C = . d sendo d = 2r e substituindo 2r em d, temos que: C = . 2r ou C = 2r Observe os polígonos regulares inscritos e circunscritos à circunferência (C) determinada pelo contorno da moeda de R$ 0,10. Observe que, aumentando o número de lados dos polígonos circunscritos e inscritos, o perímetro dos polígonos circunscritos diminui e o perímetro dos polígonos inscritos aumenta. Chamando de 2pIn o perímetro dos polígonos inscritos e do 2pCIn o perímetro dos polígonos circunscritos com n l n > 2, temos: 2pIn < 2pCIn Aumentando o número de lados dos polígonos inscritos (com número muito grande de lados), temos que seu perímetro aumenta e será aproximadamente igual ao comprimento da circunferência determinada pelo contorno da moeda de real e aumentando o número de lados dos polígonos circunscritos (com número muito grande de lados), temos que seu perímetro diminui e também será aproximadamente igual ao comprimento da mesma circunferência. Assim: 2pIn C e 2pCIn C Determinando a razão entre as medidas dos perímetros dos polígonos inscritos pelo diâmetro da circunferência determinada pelo contorno da moeda, temos que: Quanto mais lados tiver o polígono e quanto menor for o polígono, maior será a precisão da razão , assim mais casas decimais o número terá. Uma das primeiras aproximações numéricas dessa razão foi o número racional , obtido por Arquimedes. Depois de muito tempo, verificou-se que o valor numérico dessa razão não é um número racional e sim um número irracional (decimal não exato e não periódico), que passou a ser representado pela letra grega “pi" (). Hoje, com os computadores, o número p é escrito com milhares e milhares de casas decimais, Assim como , o número também não pode ser escrito na forma de fração, pois é irracional. Observe alguns arredondamentos do número : p 3 (maior inteiro) p 3,1 (com uma casa decimal) p 3,14 (com duas casas decimais) p 3,142 (com três casas decimais) p 3,1416 (com quatro casas decimais) Substituindo em 3,142pIn por C e 3,14 por p, temos: ou c = d. A medida do comprimento (C) de uma circunferência de raio r é igual ao produto da medida do diâmetro pelo número . Sendo d = 2r, podemos escrever C = d . p = 2r . p = 2pr, ou seja, C = 2 r Qual é a medida do comprimento da circunferência determinada pelo contorno externo de um canudinho de refrigerante, sabendo que a medida do diâmetro dessa circunferência é de aproximadamente 4 mm? Temos que C = . d C = . 4 mm C = 4 mm Resposta: A medida é 4 mm. Qual é a medida do comprimento da circunferência máxima da Terra, em notação científica, sabendo que o raio dessa circunferência é igual a 6378 km? Use π 3,14. Temos que: d = 6378 km e C = p . r C = 2 . . 6378 km = 12756 km = 12756 . 3,14 km 40053,84 km 4,005384 . 104 km Resposta: A medida é 4,005384 . 104 km. 3. Área do Círculo Observe os círculos. Traçando o diâmetro de cada círculo, obtemos dois semicírculos, Dividindo cada um dos semicírculos em setores menores e iguais, podemos obter figuras equivalentes aos círculos de raios r1 e r2, respectivamente. A medida do comprimento de cada circunferência é dada por C1 = . d1 = 2r1 C2 = . d2 = 2r2 A medida do comprimento de cada semicircunferência é dada por Dividindo esses setores circulares em partes iguais e as menores possíveis, podemos obter dois paralelogramos de áreas equivalentes aos círculos de raios r1 e r2, respectivamente. Para cada paralelogramo, podemos obter um retângulo de área equivalente aos círculos de raios r1 e r2respectivamente. Não se esqueça de que a medida do lado menor de cada paralelogramo é igual à medida da altura de seu respectivo retângulo. Determinando a área de cada retângulo, temos: Concluímos que a área do círculo de raio r1 é dada por AC1 = (r1)2 e a área do círculo de raio r2 é dada por AC2 = (r2)2. A área de um círculo de raio r é igual ao produto do quadrado do raio pelo número π. Assim, calculamos o comprimento da circunferência e a área do círculo determinado por uma circunferência. Uma pista circular tem 20 m de diâmetro. Quantas voltas completas um corredor precisa dar em torno da pista para totalizar 1 km? (use 3,14) d = 20 m r = 10 m C = 2 r C = 2 . 3,14 . 10 m = 62,8 m 1 km = 1000 m Resposta: Precisará dar 16 voltas em torno da pista. Um disco circular de papelão, usado para colocar pizza, tem diâmetro igual a 30 cm. Qual é a área do disco? Use p 3,14. Resposta: A área do disco é 0,07065 m2. Resposta: A área do disco é 0,07065 m2. Sabendo que o diâmetro aproximado de uma moeda de R$ 0,10 é igual a 20 mm, quantas circunferências tangentes, conforme figura, serão traçadas, contornando com lápis essa moeda sobre uma folha de papel retangular de 30 cm x 20 cm? Qual é o comprimento total das circunferências? Se pintarmos todas as circunferências, qual é a área total de todos os círculos sobre a folha retangular? Qual é a área não pintada da folha? d = 20 mm = 2 cm r = 1 cm Dividindo cada uma das dimensões da folha pelo diâmetro da moeda, temos: Serão contornadas 10 fileiras com 15 circunferências cada uma, ou seja, 150 circunferências. O comprimento de uma circunferência é determinado por: C = 2 . r C = 2 . . 1 = 2 cm Para as 150 circunferências: CTotal = 150 . 2 . cm = 300 cm para π 3,14, temos: CTotal 300 . 3,14 cm 942 cm A área total de um círculo é determinada por: A = r2 = . 12 cm2 para 3,14, temos C 3,14 cm2 Para os 150 círculos, temos: ATotal = 150 . cm2 Para 3,14, temos ATotal 150 . 3,14 cm 471 cm2. A área da folha é determinada pelo produto da base pela altura: AF = (30 x 20) cm2 = 600 cm2 área não pintada (ANP) é a diferença entre a área da folha e a área total dos círculos: ANP = AF – AT (600 – 471)cm2 129 cm2 ou (600 – 150 )cm2 Resposta: Serão traçadas 150 circunferências, de comprimento total aproximado de 942 cm, a área total aproximada dos 150 círculos é de 471 cm2 e a área total aproximada não pintada é de 129 cm2. Observe os polígonos regulares inscritos. O segmento de reta perpendicular a um dos lados de um polígono regular, com extremidades no centro do polígono e em um dos lados desse polígono, chama- se apótema de um polígono regular. Observe que a área de cada triângulo é igual à metade do produto do lado desse polígono pela altura (apótema). Aumentando infinitamente o número de lados, o perímetro (2p) do polígono é aproximadamente igual ao comprimento da circunferência e o apótema do polígono é aproximadamente igual ao raio. Temos que a área do polígono é dada pelo produto do semiperímetro pelo apótema. Como o perímetro do polígono é aproximadamente igual ao comprimento da circunferência, temos que a área do círculo é dada por: A área de um círculo de raio r é dada por AC = r2. Geometria espacial Fórmulas para Cálculo de Volume de sólidos Em geral, o volume de sólidos refere-se à capacidade desse sólido e é calculado levando-se em consideração suas três dimensões. Cada tipo de sólido possui uma fórmula para o cálculo de seu volume Podemos encontrar o volume de todos os sólidos geométricos. O volume corresponde à “capacidade” desse sólido. Tente imaginar alguns sólidos geométricos, é possível preenchê-lo com algum material,
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