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UNIDADE 4 – ARITMÉTICA DOS NÚMEROS RACIONAIS Metas Estabelecer modelos intuitivos para o conjunto dos números racionais e estudar elementos da Aritmética dos números racionais, assim como saber tratar os símbolos envolvidos e aplicar esses conhecimentos na resolução de problemas. Objetivos Ao final do estudo desta unidade o aluno deve: • saber expressar ideias sobre os números racionais por meio de modelos intuitivos; • conhecer propriedades da Aritmética dos números racionais; • saber aplicar conhecimentos da Aritmética dos números inteiros no tratamento simbólico dos números racionais; • ter praticado diversas contas numéricas a ponto de ter melhorado ainda mais no cálculo de expressões numéricas; • Resolver novos problemas práticos que envolvam noções de frações, como em cálculos de porcentagem. Instrumento desenvolvido por Pitágoras. Ele fracionou um segmento de corda para produzir diferentes sons de maneira que formassem acordes de acordo com concepções ocidentais. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 2 Modelos intuitivos para o conjunto dos números racionais A simples combinação de símbolos matemáticos não é suficiente para gerarmos objetos matemáticos. Por exemplo, ∞∫ ∅% ×∩ não é um objeto matemático, é uma expressão sem qualquer sentido. Da mesma maneira, a simples disposição de pares de números inteiros entre uma barra horizontal não é suficiente para a criação de um novo objeto matemático. Não é óbvio que a expressão 3 4 significa algo! E ainda que alguém ensine a tratar esse tipo de objeto, a realizar diversas operações com eles, isso não significa que tais objetos passarão a ter significado, não necessariamente. O caminho matemático para que a expressão 𝑝 𝑞 , com p, q ℤ e q 0, passe a ter um significado não é nada simples e exige etapas e conhecimentos os quais, de modo geral, um aluno universitário iniciante não está preparado para entender. O que podemos fazer para buscar entender novas expressões matemáticas, numa disciplina de iniciação como a de Matemática Básica, é usar o caminho que muitas civilizações seguiram quando já faziam uso de uma matemática utilitária, ou seja, usar símbolos para representar ideias intuitivas e aprender a tratar esses símbolos a partir dessas interpretações intuitivas. Já na Unidade 1 apresentamos um modelo intuitivo para o conjunto ℚ das frações de números inteiros, chamado de parte-todo (aluno, revise o texto da Unidade 1 sobre parte-todo). Se uma pessoa aprende a interpretar o símbolo de fração como parte-todo, digamos, é importante entender que toda a lógica de pensamento dessa pessoa será baseada nessa interpretação. Assim, por exemplo, essa pessoa terá dificuldades em entender uma escrita como 3 4 = 3 4, os dois membros da igualdade têm significados completamente diferentes. Vamos conferir essa última afirmação. Na igualdade 3 4 = 3 4, o primeiro membro fala sobre considerar o todo, a unidade, dividi-la em 4 partes e pegar 3 dessas partes, 3 partes de 4, da unidade. Já o segundo membro representa 3 unidades divididas em 4 partes, considerando uma dessas partes. São ações completamente diferentes! Vejamos nas figuras abaixo como essas ações são diferentes. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 3 O leitor deve avaliar bem as figuras a fim de entender as diferenças nas ações. Uma começa com a unidade, outra com 3 unidades. As duas realizam uma divisão em quatro, mas uma considera 3 dessas partes e outra só uma dessas partes. Definitivamente são ações bem diferentes. Contudo, se olharmos a parte mais escura das duas figuras, ou se olharmos a marca sobre a reta numérica correspondente a cada ação, vemos que elas se equivalem ou, de outro modo, produzem o mesmo resultado no final. Os números racionais possuem muitas formas de serem representados e também possuem muitos modelos intuitivos. Isso é uma particularidade desse conjunto, em relação aos outros conjuntos numéricos. O leitor deve ter essa questão em mente quando for estudar os números racionais. Textos didáticos podem assumir diferentes interpretações, ou modelos intuitivos, para os números racionais, podem lidar com diferentes sistemas de representação, mas sempre deve haver uma correspondência entre as eventuais diferentes abordagens. Tradicionalmente interpretamos o símbolo de fração como uma relação parte- todo, como uma operação de divisão ou um quociente ( 3 4 representa 3 dividido por 4, o que dá sentido a expressão, 3 4 = 3 4) e como um índice comparativo. Para este último modelo intuitivo a fração funciona como uma razão, uma taxa, uma proporção. Por exemplo, nesse conto, dizer que 3 4 da população está doente significa que de cada 4 habitantes 3 estão doentes, se a população tem 8 habitantes então 6 estão doentes, se a população tem 100 habitantes então 75 deles estão doentes. Os valores sempre seguem essa proporção. Os três modelos intuitivos são os mais utilizados, mas existem outros. O aluno pode usar esses modelos livremente para entender informações sobre os objetos abstratos da Matemática chamados de números racionais. Por exemplo, por que podemos dizer que 3 4 = 0,75? Podemos dizer isso por que, se fizermos a divisão 3 : 4 seguindo o algoritmo de divisão de inteiros, vamos chegar na expressão 0,75. Bom, se usarmos uma régua e medirmos 3 partes da divisão da unidade em 4, também chegaremos no valor 0,75. São explicações diferentes, baseadas em modelos intuitivos diferentes. Mais um exemplo, qual é o sentido da fração 3 0 ? Existe sentido para essa expressão? Vejamos o problema do ponto de vista de um modelo intuitivo. Sabemos que não podemos dividir o número 3 por 0, pois não existe um número k tal que 0.k = 3. Logo, usando a divisão como modelo intuitivo, encontramos uma explicação para não consideramos expressões matemática da forma 𝑝 0 . Esse tipo de referência é importante principalmente quando começamos a acumular novos conhecimentos e podemos eventualmente misturar o significado dos símbolos. Por exemplo, é muito comum para alunos que estudam a disciplina de Cálculo achar que pode existir significado para a expressão 𝑝 0 (alguns se confundem e dizem que essa expressão é uma indeterminação). Se o presente leitor passar por esse tipo de dúvida no futuro, lembre-se dessas palavras, lembre-se do que significa frações de números por meio de modelos intuitivos e tire suas dúvidas. Ainda com relação aos diferentes modelos, o leitor deve lembrar que temos 3 sistemas de representação básicos estudados até agora, apresentados na Unidade 1, a Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 4 representação decimal, com casas decimais, a representação fracionária e a representação geométrica na reta numérica. Atividade de aprendizagem Atividade 1: Para podermos medir adotamos uma unidade de medida. Quando escolhemos uma fração própria da unidade como nova unidade, a chamamos de submúltiplo da unidade. a) O metro é uma unidade de referência. Já o centímetro é um submúltiplo da unidade metro. Essa nova unidade corresponde a que fração da unidade metro? b) Quantas vezes a unidade dia é maior do que a unidade hora? c) Como se chama a unidade de medida que corresponde a 1 12 da unidade ano? d) A unidade de medida segundo corresponde a que fração da unidade hora? Atividade 2: A notação de fração nos possibilita trabalhar com inúmeras unidades sem precisarmos fazer referências a elas. a) Rescrever a medida, 43 100 metros, usando a unidade centímetros. b) Uma pessoa tentou medir um segmento a a partir da unidade u mas não conseguiu uma boa avaliação. Resolveu mudar para a unidade u’, um submúltiplo da unidade u. As figuras a seguir ilustram a situação nos dois momentos.(i) A unidade u’ corresponde a que fração da unidade u? (ii) Como expressar a medida do segmento a em termos da unidade u’? (iii) Escreva a medida do segmento a usando notação de fração e fazendo referência à unidade u. Medida na unidade u. Medida na unidade u’. c) Reescrever 5 milímetros na unidade metro e usando fração. d) Reescrever 34 centímetros na unidade metro e usando fração. e) Reescrever 13 horas na unidade dia e usando fração. f) Reescrever: i) 245 365 anos. ii) 78 3600 horas. iii) 90 60 horas. iv) 15 7 semanas. v) 13 horas, sem usar a palavra horas. vi) 88 centímetros, sem usar a palavra centímetros. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 5 vii) 25 centavos, sem usar a palavra centavos g) As pessoas dormem ao longo de uma fração do dia. Em média, dormem um terço do dia. Como esta avaliação é representada em horas? Escreva, depois, o resultado na unidade dia. Atividade 3: Um pote com 500g de geleia custa R$ 7,00. É justo pagar R$ 9,00 por um pote de 700g da mesma geleia? Atividade 4: Um certo pintor que gosta muito de Matemática diz que seu desempenho pintando paredes é de 30 6 , se referindo a 30 metros quadrados pintados em 6 horas de trabalho. Se o pintor trabalhou por 42 horas, quantos metros quadrados de área ele conseguiu pintar? Apresente duas maneiras de obter o mesmo resultado. Atividade 5: Considerando a figura, a representa que fração da unidade? Atividade 6: Um número racional é dado no sistema de representação decimal por 1,625. Encontre um par de números inteiros que sirva para representar esse mesmo número racional como um índice comparativo. Atividade 7: Escreva o que você entende da seguinte expressão: “ 6 4 de uma pizza”. Atividade 8: Quando tiver a oportunidade, verifique em materiais didáticos se estes apresentam os 3 modelos intuitivos para os números racionais e se relacionam os modelos entre si. Aproveite para pensar sobre o assunto, é necessário para a boa formação do aluno na escola conhecer esses 3 modelos intuitivos? Tratamentos aritméticos sobre os números racionais Poder contar com modelos intuitivos para pensar sobre objetos matemáticos pode ser de grande ajuda. Temos enfatizado bastante essa questão. Contudo, a graça da Matemática é justamente não depender dos modelos intuitivos, é desenvolver conhecimentos abstratos que permitam, por exemplo, que uma pessoa lide com problemas práticos de maneira mais eficiente ou resolva diversos problemas de naturezas bem diferentes a partir de uma mesma técnica, conforme ilustramos isso bem na unidade anterior. E para isso acontecer é necessário que aprendamos a lidar mais com os objetos matemáticos a partir de suas representações simbólicas. Basicamente, o tratamento simbólico dos números racionais depende de conhecimentos aritméticos a respeito dos números inteiros. Por exemplo, para se obter a representação decimal de um número racional a partir da sua representação fracionária é suficiente, e útil, saber efetuar divisões com casas decimais. Uma questão simples que depende de habilidades aritméticas é saber determinar se duas frações representam o mesmo número racional ou não. Outras ações envolvendo Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 6 frações que dependem de conhecimentos sobre os números inteiros são comparar números racionais, operar números racionais e até representá-los na reta numérica. Vejamos alguns conhecimentos simbólicos mais básicos envolvendo números racionais. Atividade de aprendizagem Atividade 9: Verdadeiro ou falso? a) O zero não possui uma representação fracionária. b) Números inteiros só possuem uma única representação fracionária, n = 𝑛 1 . c) Todo número racional possui uma única representação decimal. d) Toda fração é menor do que 1. Atividade 10: Aluno, é preciso tomar cuidado com a representação fracionária. Você sabia que um número racional sempre possui mais de uma representação fracionária? Por exemplo, 4 6 e 2 3 são duas frações que correspondem ao mesmo número racional. Podemos verificar isso efetuando as divisões (4 : 6 = 2 : 3 = 0,6666...) ou usando a interpretação parte-todo. Existe um critério geral para decidir se duas frações representam o mesmo número racional, a saber, 𝑎 𝑏 = 𝑐 𝑑 ad = bc , sempre que a, b, c, d ℤ e b, d 0. a) Escolha um par de frações que você tenha certeza que representam o mesmo número racional e verifique que eles satisfazem o critério. b) Escolha um par de frações que você tenha certeza que não representam o mesmo número racional e verifique que eles não satisfazem o critério. c) Verifique que −4 5 e 4 −5 representam o mesmo número racional. (A propósito, você saberia fazer isso sem o critério? Pela interpretação parte-todo ia ficar difícil, não?) d) Verifique se as frações dadas representam o mesmo número racional a partir do critério visto aqui. i) −1 5 e −6 30 ii) −5 7 e 235 299 iii) 12 8 e 3 2 iv) 2700 750 e 18 5 v) 1512 588 e 6 7 e) Dado o número racional, x, escreva a representação fracionária equivalente a partir do denominador, q, indicado. i) x = 25 100 e q = 4 Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 7 ii) x = 500 1000 e q = 2 iii) x = 120 60 e q = 1 iv) x = 5 e q = 3 v) x = −2 3 e q = −21 f) Resolva a equação 3 1 1 5 = −x . g) Existe uma forma simples de se obter frações equivalentes: 𝑝 𝑞 = 𝑝.𝑛 𝑞.𝑛 , sempre que n 0. Use o critério desta atividade para verificar esta última igualdade. h) Sabendo fatorar inteiros, podemos usar a expressão anterior para fazer o que chamamos de simplificação de uma fração. Por exemplo, 2 4 = 1.2 2.2 = 1 2 (fatoramos e depois usamos a simplificação). Aplique essa técnica na simplificação das frações a seguir. i) 16 30 ii) 111 97 iii) 46 32 iv) 2700 750 v) 256 384 vi) 1263 421 i) Uma fração 𝑝 𝑞 é dita irredutível se o mdc entre p e q é 1, ou seja, quando não é mais possível simplificá-la. Verifique se as frações dadas são irredutíveis ou não. i) 2 3 ii) −2 3 iii) 45 70 iv) 231 3 v) 80 23 vi) 16 −12 j) “Todo número racional pode ser representado por uma fração irredutível”. Verifique se esta afirmação é verdadeira para os números racionais representados no item (h). k) Verifique se a afirmação do item anterior é verdadeira para os números racionais dados por representação decimal. i) 1,2 ii) 5,5 iii) 0,01 iv) 0,666... Comparando racionais Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 8 A relação entre diferentes números racionais não é tão evidente, a partir de suas representações, assim como é para números inteiros. No caso dos racionais, podemos ter diferentes números racionais dados por diferentes representações (Qual é o maior, 0,35 ou 3/7?), e mesmo entre mesmos sistemas representações o problema pode continuar (Qual é o maior, 7/9 ou 6/8?). Vamos olhar essa questão mais de perto. Uma forma de representação que deixa claro o que é maior é dada pela representação na reta numérica. Conforme visto na Unidade 1, a configuração para definir o que é maior, a ou b, é dada por uma figura do tipo: Assim, um bom recurso para comparar números racionais é a representação na reta numérica. Em termos práticos, se os números dados não estão na forma geométrica, a representação na reta numérica não é uma grande vantagem, pois exige que se faça diversas contas para a realização da conversão do número dado numa representação numérica para a reta. Por exemplo, qual é a posição do número dado por −36 5 na reta numérica? Se quisermos saber entre que inteiros a fração se encontra, podemos fazer adivisão euclidiana, −36 = (−8).5 + 4 e perceber que −36 5 fica antes de −8. Como a divisão tem resto 4, numa divisão por 5, vemos que a fração fica bem próxima do inteiro −7. Divisão euclidiana efetuada com ajuda do cenário: https://www.geogebra.org/m/xyuuUF7E O interessante aqui é tentar mesclar as informações. Vejamos algumas atividades sobre o assunto. Atividade de aprendizagem Atividade 11: Baseado na informação gráfica e sabendo que as letras representam números inteiros, complete as lacunas com < ou >: a) a ___ b b) c ___ 1 c) c ___ d d) x ___ y e) e ___ d f) e ___ c g) 1 ___ e h) 0 ___ e i) 0 ___ c j) r ___ 3 https://www.geogebra.org/m/xyuuUF7E Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 9 Atividade 12: Através da representação geométrica, verifique quem está mais próximo de 0: (Dica: você pode utilizar uma fita métrica como apoio.) a) 9 13 ou 11 13 b) 1 3 ou 1 4 c) −1 3 ou −1 4 d) −2 5 ou 2 5 e) 2 5 ou 1 3 Atividade 13: Verifique novamente qual fração está mais perto de 0 mas agora usando a interpretação de fração como uma operação de divisão. Atividade 14: Diga o que representa uma quantidade maior, 30 15 ou 12 9 . Explique como obteve sua resposta. Atividade 15: Diga o que representa uma quantidade maior, 7 12 ou 5 8 . Explique como obteve sua resposta. Atividade 16: De modo geral, se quisermos comparar frações mantendo a representação de fração, uma boa estratégia de comparação é transformar as duas frações para um mesmo submúltiplo da unidade. A maneira mais direta de expressar isso é dado pelas duas transformações: 𝑝 𝑞 = 𝑝𝑠 𝑞𝑠 e 𝑟 𝑠 = 𝑟𝑞 𝑠𝑞 . Aplique essa ideia com os próximos pares de frações. a) 3 7 e 4 9 b) 13 6 e 14 8 c) 5 6 e 13 15 d) 13 7 e 20 11 e) 113 221 e 3 2 f) 45 6 e 7 g) 16 12 e 7 6 Atividade 17: Rapidinhas: a) O que é maior, 700 6342 ou −34? b) Encontre um número dado pela sua representação decimal, que deve conter 9, e que seja menor do que 1 100000 . c) Encontre um número racional entre 3 5 e 4 5 . d) Qual fração é maior, entre: (i) −1 5 e 2 −5 ? (ii) −21 8 e 3? (iii) −15 7 e −7 4 ? e) Coloque as frações em ordem crescente: 2 7 , 1 3 , 11 35 , 3 8 . f) Determine o maior múltiplo de 1 3 que seja menor do que 25 10 . Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 10 Operações aritméticas entre números racionais As operações aritméticas entre os números racionais podem ser representadas algebricamente por x + y e x.y, para pares de números racionais, x e y. Também podem ser representadas, e efetuadas, na forma decimal, seguindo regras iguais às que encontramos para os números inteiros. Geometricamente também podemos nos apoiar nas representações apresentadas na Unidade 1. A novidade maior aqui é quando trabalhamos com a representações fracionárias. Vejamos esse caso. Sejam os racionais dados por 𝑝 𝑞 e 𝑟 𝑠 . Sabemos que somar é contar sucessivamente (essa é uma interpretação intuitiva). E acabamos de ver que não dá para sair contando pedaços de frações, pois, se elas tiverem denominadores diferentes, esses pedaços não serão comparáveis, terão tamanhos diferentes. Assim, a estratégia óbvia é fazer com que as duas frações possuam o mesmo denominador, 𝑝 𝑞 = 𝑝𝑠 𝑞𝑠 e 𝑟 𝑠 = 𝑟𝑞 𝑠𝑞 . A partir dessa interpretação, é natural definir: 𝑝 𝑞 + 𝑟 𝑠 = 𝑝𝑠 𝑞𝑠 + 𝑟𝑞 𝑠𝑞 = 𝑝𝑠 + 𝑟𝑞 𝑠𝑞 . Essa é a expressão geral, para frações gerais. Se considerarmos casos particulares, podemos nos concentrar na ideia básica, igualar os denominadores. Por exemplo, para calcular 2 9 + 2 6 , podemos fazer as transformações 2 9 + 2 6 = 2.2 9.2 + 2.3 6.3 = 4 18 + 6 18 = 10 18 . A última passagem é bastante natural, do ponto de vista do modelo intuitivo parte-todo, se temos 4 pedaços de 18 com mais 6 pedaços de 18, temos ao todo 10 pedaços de 18. A operação de adição goza de algumas propriedades importantes. As principais são: a) a, b, c ℚ, temos (a + b) + c = a + (b + c); (associatividade); b) a ℚ, 0 + a = a + 0 = a; c) a ℚ, −a é o único que satisfaz a + (−a) = (−a) + a = 0; (−a é dito o simétrico de a) d) a, b ℚ, temos a + b = b + a; (comutatividade) e) a, b, c ℚ, a equação a + b = a + c é equivalente a b = c; (simplificação de equações) f) a, b ∈ ℚ, existe um único número racional x que é solução da equação a + x = b e o valor de x é dado por x = (−a) + b; Observação: Na propriedade (c), se a é representado em termos de fração, a = 𝑝 𝑞 , o símbolo −a representa a fração −𝑝 𝑞 = 𝑝 −𝑞 . Ou seja, o símbolo − 𝑝 𝑞 significa −𝑝 𝑞 = 𝑝 −𝑞 . Agora, se a é representado em termos geométricos, −a representa o segmento de mesmo comprimento que a, mas de sentido contrário na reta orientada (confira a Unidade 1). Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 11 Nesse primeiro momento, nosso foco se encontra em saber usar as propriedades operacionais, não em justificá-las ou em compreendê-las mais profundamente, ou seja, estamos mais interessados no caráter procedimental, nos algoritmos de tratamento. Vejamos algumas atividades. Atividade de aprendizagem Atividade 18: Se a ℚ e a ≠ 0, o que podemos dizer de −a, podemos dizer −a ℚ+? Podemos dizer que −a ℚ−? Atividade 19: Lembrando que podemos fazer conversões como 1 = 2 2 = 3 3 = 4 4 e etc., efetue as seguintes adições de cabeça (mas, depois desenvolva as contas por escrito para confirmar a resposta). a) 1 + 3 8 b) 1 + 5 6 c) 1 + 1 7 Atividade 20: Utilizando as propriedades associativa e comutativa acima, efetue as seguintes adições de cabeça (mas, depois desenvolva as contas por escrito para confirmar a resposta). a) 4 3 4 1 5 1 + + , b) ++ 4 1 6 2 6 4 , c) 5 1 3 2 5 4 + + , d) ++ 3 2 7 5 3 1 . Voltemos a considerar dois racionais dados por 𝑝 𝑞 e 𝑟 𝑠 agora a fim de olhar para a operação de multiplicação. Nesse caso, envolvendo representações fracionárias, expressamos a multiplicação entre números racionais por: 𝑝 𝑞 . 𝑟 𝑠 = 𝑝𝑟 𝑞𝑠 . Não é difícil obter interpretações para a multiplicação de frações, contudo já não é tão fácil quanto o caso da adição de frações ou o caso da multiplicação de números inteiros. Antes de comentarmos mais sobre isso, vamos adiantar uma ideia que já deve ser útil. Existe um grande índice de erro na operação de adição por meio de frações, muitos alunos de escola simplificam o tratamento simbólico fazendo 𝑝 𝑞 + 𝑟 𝑠 = 𝑝+𝑟 𝑠+𝑞 . Isso não deveria acontecer, mas acontece. Talvez, se nossos alunos fossem acostumados a aprender tratamentos simbólicos com a ajuda de modelos intuitivos, esse tipo de erro não ocorresse tanto. Se um aluno entendesse que não faz sentido somar as fatias de uma pizza cortada em 6 com as fatias de uma pizza cortada em 8 e se ele soubesse relacionar as expressões simbólicas de fração com casos como esse da pizza poderíamos diminuir erros de manipulação simbólica sem qualquer significação. Vejamos uma interpretação para a expressão 1 4 . 2 3 . Podemos interpretar o produto de dois valores como a área do retângulo Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 12 de lados dados por esses valores, conforme visto na Unidade 1. Assim, a situação pode ser visualizada como a seguir. As frações 1 4 e 1 3 causam uma partição da unidade em um total de 4.3 = 12 pequenos retângulos e o total desses retângulos que compõem o retângulo de lados 1 4 e 1 3 é 1.2 = 2. É dessa interpretação que tiramos quea área do retângulo é 2 12 , ou seja, 1 4 . 2 3 = 2 12 . Atividade de aprendizagem Atividade 21: a) Efetue as multiplicações a seguir. i) 5 2 . 4 3 ; ii) 5 3 . 4 1 ; iii) 4 1 .2 ; iv) 3 1 .3 ; v) 15 7 . 7 15 ; vi) 111 321 .0 ; vii) 7. 4 3 ; viii) 9 16 . 4 3 . b) Tenho 4 3 de um terreno de 100 metros quadrados. Quantos metros quadrados de terreno eu tenho? c) Quanto é a metade de 5 2 de 500? Algumas propriedades da operação produto: a) a, b , c ℚ, temos (ab)c = a(bc); (associatividade) b) o número 1 é tal que, para todo número racional a, 1a = a1 = a; c) a = q p ℚ, a 0, o número racional, a−1 = p q , é tal que aa−1 = a−1a = 1; (a−1 é dito o inverso de a) d) a, b ℚ, temos ab = ba; (comutatividade) e) a, b ℚ, onde a 0, x = a−1b é a única solução da equação ax = b; f) a, b , c ℚ, onde a 0, a equação ab = ac é equivalente a b = c; (simplificação de equações) O domínio das propriedades deve permitir tratar de situação como a ilustrada a seguir. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 13 Exemplo: Uma pessoa conseguiu medir dois quintos do perímetro do seu terreno e encontrou 15 metros e meio. Qual é o perímetro do terreno? Se x é o perímetro, dois quintos do perímetro é igual a 5 2 x. Assim, o problema nos diz que x é solução da equação 5 2 x = 2 31 . Logo, 5 2 x = 2 31 x = 4 155 2 31 . 2 5 2 31 . 5 2 1 == − x = 4 155 m = 38m e 75cm. Observação: O leitor deve ficar atento para a seguinte notação: r s q p s r q p .= . Observação: Também é comum escrever r s q p s r q p .: = . Só faltou enunciarmos uma propriedade bastante utilizada, a propriedade distributiva da operação produto com relação à operação soma. a, b, c ℚ, a(b + c) = ab + ac. Atividade de aprendizagem Atividade 22: a) Calcule o valor das seguintes expressões. i) )12( 2 1 2 1 +− ii) 3 2 :3 iii) 5 3 .5 iv) 3: 3 2 v) −− 4 23 4 23 11 3 11 3 vi) −− 5 1 3 1 2 5 3 vii) 3 1 1 1 + viii) 3 5 − 2 3 1 2 +1+ 4 9 b) Efetue a expressão: i) 5 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 − − − + + + ; ii) 4 1 1 4 1 1 : 2 1 1 2 1 1 − + − + . Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 14 Atividade 23: A noção de porcentagem é simplesmente um tipo especial de fração, mais precisamente, representa uma fração cujo denominador é 100. Assim, n por cento, ou n%, representa a fração 100 n . Resolva os itens a seguir. a) Represente a porcentagem dada em forma de fração simplificada. i) 25% ii) 30% iii) 50% iv) 75% v) 44% vi) 10% b) Transforme o número dado para a notação de porcentagem. i) 2 1 ii) 4 3 iii) 5 3 iv) 20 14 v) 1 vi) 2 c) Calcule: i) 50% de 20 ii) 150% de 20 iii) 25% de 16 iv) 30% de 9 80 d) Efetue: i) 5 4 10% 28 ii) 32%10% 12 5 iii) %50 %20 iv) −− 2 1 1 1 v) 17 23 12 3 45 11 − Atividade 24: a) Efetue a expressão: i) 2,34 + 3,14; ii) 5,5 4,2; iii) 9,6 0,3. b) Para os mesmos itens do exercício anterior, primeiro transforme os números em frações decimais e depois efetue as operações. Compare o desenvolvimento e analise quando é melhor trabalhar com notação decimal e com notação de fração. c) i) Represente a porcentagem dada em forma de fração simplificada. i.i) 1,1% i.ii) 2,2% i.iii) 0,1% ii) Transforme o número dado para a notação de porcentagem. ii.i) 1,1 ii.ii) 0,001 iii) Calcule: iii.i) 10% de 1,1 iii.ii) 0,1% de 1200 iii.iii) 2,5% de 1,1 d) Efetue. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 15 i) 5 6 − 4,2 ii) 1,2 + 3 1 iii) 22,3 3,02,0 − iv) 32%. 2,1 02,0 v) 0,5 + 6,0 2,0 02,01,0 − vi) 20,13 + 1 vii) 3,01 1 − viii) 3430,121 Atividade 25: Determine os valores racionais de 𝑥 para os quais a fração 2𝑥−1 5 𝑥−1 𝑥 não está bem definida. Calcule essa fração para 𝑥 igual a 1 3 . Um pouco mais de exercícios Atividade de aprendizagem Atividade 26: Complete com as representações possíveis: a) −2 3 = 2 = − 3 b) −5 4 = 5 = − 5 c) −4 −3 = 4 = − 3 Atividade 27: Resolva os problemas. a) Calcule 2/5 de um tanque cheio de gasolina com capacidade de 45 l. b) Comer 2/3 de uma pizza dividida em 6 fatias iguais, equivale a comer quantas fatias? c) Se 2/7 de uma dívida equivalem a 120 Reais, determine o valor total da dívida. Atividade 28: Resolva e dê a resposta em forma de fração irredutível: a) −1 3 . 18 5 b) 1 − −2 3 . 3 8 c) 5.4 − 1 4 . 3 2 d) − 1 2 . 7 9 + 1 5 − 2 9 Atividade 29: Efetue e dê a resposta simplificada, em forma de fração irredutível: a) 0,02 0,1 - 0,54 × 1 0,6 b) ( 2 2/5 ) -1 × 5 6 − 1 2 + 13 (22 + 32) 2 Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 16 c) 1 2 − 3 2 − 5 3 2 : 3 2 d) 1 + 2 1 3 1− 1 1− 1 1 − 1 3 e) 1,0:)632(25,01 201,0 3,246 0 2 1 : 3 1 1 1 −−++ − + Atividade 30: O exame de um concurso tem a duração de 4 horas e é composto pelas provas de Português, Inglês, Matemática e Redação. Um aluno levou 0,8 h para completar a prova de Português, 15% do tempo total para completar a de Inglês e 2/5 do tempo total para completar a de Matemática. Quanto tempo sobrou para ele fazer a redação? Atividade 31: Um quadrado de lado 10 teve a medida de seu lado reduzido em 20%. Qual o percentual de redução da área do quadrado? Atividade 32: Um lojista comprou de seu fornecedor um artigo por 220 reais (preço de custo) e fixou o preço de venda com lucro de 40%. A seguir, ao fazer uma liquidação, ele deu aos compradores um desconto de 30% sobre o preço de venda desse produto. a) Esse comerciante teve lucro ou prejuízo? b) Determine o percentual do lucro ou prejuízo em relação ao preço de custo do produto. Atividade 33: Numa gincana estudantil, a equipe Lua terminou a tarefa em 7 2 do dia e a outra equipe Terra levou 3 22 horas. Quem ganhou a gincana? Gabarito Atividade 1: a) 1/100 b) 24 vezes maior c) mês d) 1/3600 Atividade 2: a) 43 centímetros. b) (i) u’ = 1/4 u. (ii) a = 11u’. (iii) a = 11 4 u. c) 5 milímetros = 5 1000 metros. d) 34 centímetros = 34 100 metros. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 17 e) 13 horas = 13 24 dias. f) (i) 245 dias (ii) 78 segundos (iii) 90 minutos (iv) 15 dias (v) 13 24 dias (vi) 88 100 metros (vii) 25 100 reais g) Temos que 1/3 do dia é o mesmo que 1/3 de 24 horas, que é igual a 24 : 3 = 8 horas. Com notação de fração, na unidade dia, temos que dormimos 8 24 dias. Atividade 3: 500 : 7 = 71,428... 700 : 9 = 77,777... Esses quocientes mostram quantas gramas por reais. Assim, compramos mais gramas por real pago no pote de 700g. Não só é justo, como é mais vantajoso! Atividade 4: A fração 30 6 estabelece a proporção entre área pintada e horas trabalhadas. Como 42 = 7.6, isto é, ele trabalhou 7 vezes mais, ele pintou 7 vezes mais, ou seja, ele pintou 7.30 = 210 metros quadrados. Outra explicação: 30 : 6 = 5. Assim, para saber a área referente a 6 horas de trabalho, basta fazer a conta 5.6 que é igual a 30. De modo análogo, mantendo a proporção, para saber a área referente a 42 horas de trabalho fazemos 5.42 que é 210. Atividade 5: Podemos olhar o intervalo entre 0,83 e 0,84 como dividido em 10 partes. Nesse caso a está na posição 4/10. Mas, dividir esse intervalo em 10 partes é o mesmo que dividir a unidade em 1000 partes. Assim, a representação de decimal de a é 0,834, donde uma representação fracionária pode ser 834 1000 . Atividade6: Podemos considerar a fração com denominador sendo uma potência de 10, 1625 1000 . Atividade 7: Uma maneira é ver a pizza como uma unidade. Assim, a frase, 6 4 de uma pizza, pode ser entendida pela ação de se dividir a pizza em 6 partes sendo que foram contadas 4 dessas partes. Atividade 9: a) Falso, podemos fazer 0 = 0 3 . b) Falso, por exemplo, 5 = 5 1 = 10 2 . c) Falso, por exemplo, 1 = 0,99999... . d) Falso, o nome “fração” pode ser um obstáculo cognitivo, normalmente, principalmente no senso comum, associamos o termo fração à ideia de uma parte do Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 18 todo. Contudo, principalmente na matemática, podemos ver frações maiores do que 1. Por exemplo, 5 3 > 1. Atividade 10: a) Por exemplo, se você escolheu 1 2 e 2 4 , os valores substituídos no critério fica: 1.4 = 2.2, o que é verdadeiro. b) Escolhendo 1 7 e 3 2 , o critério gera a relação 1.2 = 3.7, o que claramente não é verdadeiro. c) Para as duas frações −4 5 e 4 −5 o critério fica (−4).(−5) = 4.5, que é uma sentença verdadeira. Se usássemos a interpretação parte-todo, ficaria complicado analisar a fração 4 −5 , como seria dividir a unidade em −5 partes?! d) (i) (−1).30 = (−6).5 (ii) (−5).299 235.7 (nem precisamos fazer a conta, pois os membros têm sinais diferentes. (iii) 2.18 = 3.8 (iv) 2700.5 = 18.750 (v) 7.1512 6.588 e) i) 𝑥 = 25 100 = 1.25 4.25 = 1 4 ii) 𝑥 = 500 1000 = 1.500 2.500 = 1 2 iii) 𝑥 = 120 60 = 2.60 1.60 = 2 1 = 2 iv) 𝑥 = 5 = 5 1 = 5.3 1.3 = 15 3 v) 𝑥 = −2 3 = −2.−7 3.−7 = 14 −21 f) Podemos usar o critério para comparar frações, 3 1 1 5 = −x 3.5 = 1.(x – 1) x = 15 + 1 = 16. Como 16 – 1 0, a solução encontrada serve para a expressão fracionária original. g) Pelo critério, 𝑝 𝑞 = 𝑝.𝑛 𝑞.𝑛 p.(q.n) = q.(p.n). Como a sentença, p.(q.n) = q.(p.n), é claramente verdadeira, a igualdade entre frações fica justificada. h) (i) 30 16 = 8 15 e mdc(8,15)=1. (ii) Já é irredutível, pois 97 é primo e 111 não é múltiplo de 97. (iii) 46 32 = 23 16 e mdc(23,16) = 1. (iv) 2700 750 = 18.150 5.150 = 18 5 (Dica: nesse caso, calcule mdc(2700,750) = 150 e faça a simplificação usando esse valor.) (v) 256 384 = 2 3 , onde usamos o mdc(256,384) = 128. (vi) 1263 421 = 3 1 , note que 421 é primo e 1263 = 3.421. i) (i) Irredutível (ii) Irredutível (iii) 45 70 = 9 14 (iv) 3 231 = 77 1 (v) Irredutível (vi) 12 16 − = 4 −3 = − 4 3 j) Basta verificar que cada fração simplificada é irredutível. k) O exercício é converter a expressão para uma fração e, então, simplifica-la. i) 1,2 = 12 10 = 6 5 ii) 5,5 = 55 10 = 11 2 iii) 0,01 = 1 100 iv) 0,66... = 2 3 Atividade 11: a) < b) > c) < d) > e) < f) < g) > h) > i) < j) > Atividade 12: Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 19 a) Evidentemente 9 13 está mais próximo. b) 1 4 está mais próximo, veja a representação abaixo: c) − 1 4 está mais próximo, veja a representação abaixo d) Estão à mesma distância: e) 1/3 está mais próximo conforme a figura abaixo. Atividade 13: a) 9: 13 = 0,69... e 11 : 13 = 0,84... b) 1 : 3 = 0,33... e 1 : 4 = 0,25 c) −1 : 3 = −0,33... e −1 : 4 = −0,25 d) −2 : 5 = −0,4 e 2 : 5 = 0,4 e) 2 : 5 = 0,4 e 1 : 3 = 0,33... Atividade 14: A fração 30 15 é equivalente a 2 e 12 9 claramente é menor do que 2 (= 18 9 ). Atividade 15: Uma ideia é encontrar frações equivalentes que facilitem a comparação. Temos: 7 12 = 14 24 e 5 8 = 15 24 . Assim, 5 8 é maior. Atividade 16: a) 3 7 = 27 63 < 4 9 = 28 63 b) 52 24 = 13.4 6.4 = 13 6 > 14 8 = 14.3 8.3 = 42 24 , pois mmc(6,8)=24. Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 20 c) 26 30 = 13.2 15.2 = 13 15 > 5 6 = 5.5 6.5 = 25 30 , pois mmc(6,15)=30. d) 143 77 = 13.11 7.11 = 13 7 > 20 11 = 20.7 11.7 = 140 77 , pois mmc(11,7)=77. e) 3 2 > 113 221 , pois 3 2 > 1 e 1 > 113 221 . f) 45 6 > 7 = 7.6 6 = 42 6 g) 16 12 = 8 6 > 7 6 Atividade 17: a) 700 6342 , pois um número positivo é sempre maior do que um negativo. b) Note que 1 100000 = 0,00001. Um número menor do que esse, tendo o algarismo 9 pode ser 0,00000009. c) Temos que 6 10 < 7 10 < 8 10 e 3 5 = 6 10 , 4 5 = 7 10 . Logo, 3 5 < 7 10 < 4 5 . (Você consegue encontrar outro número racional entre 5 3 e 5 4 ?) d) (i) 1 −5 (ii) 3 (iii) −60 28 = −15 7 < −7 4 = −49 28 , −49 28 é a maior. e) 𝑚𝑚𝑐(3,7,8,35) = 840, então 2 7 = 240 840 < 11 35 = 264 840 < 1 3 = 280 840 < 3 8 = 315 840 . f) Queremos determinar o maior valor de n, tal que 𝑛 3 = 𝑛. 1 3 < 25 10 . Este é mais um dos problemas que podem ser resolvidos por contagem, nos moldes da Unidade 3. Primeiro, note que 1 3 = 10 30 . Assim, temos os múltiplos de 1 3 listados a seguir: 10 30 , 20 30 , 30 30 , … , 70 30 , 80 30 e 8 vezes 1 3 já ultrapassou a fração 75 30 = 25 10 . Logo, a resposta é n = 7. Agora, se você quiser evitar contagens, podemos trabalhar algebricamente. Temos 10.𝑛 30 = 𝑛 3 < 25 10 = 75 30 se, e só se, 10n < 75. E o maior valor de n tal que a desigualdade é válida é 7. Atividade 18: Nada podemos dizer sobre −a. Por exemplo, se a = 3 2 , −a ℚ−, Se a = −5, −a ℚ+. Atividade 19: a) 8 11 8 3 8 8 8 3 1 =+=+ b) 6 11 6 5 6 6 6 5 1 =+=+ c) 7 8 7 1 7 7 7 1 1 =+=+ . Atividade 20: a) 4 3 4 1 5 1 + + = 5 6 5 5 5 1 1 5 1 4 3 4 1 5 1 =+=+= ++ . b) ++ 4 1 6 2 6 4 = 4 5 4 1 1 4 1 6 2 6 4 =+=+ + . Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 21 c) 5 1 3 2 5 4 + + = 3 5 5 1 5 4 3 2 5 1 5 4 3 2 = ++=+ + . d) ++ 3 2 7 5 3 1 = 7 12 7 5 3 2 3 1 7 5 3 2 3 1 =+ += ++ . Atividade 21: a) i) 10 3 5.2 1.3 5 2 . 4 3 == ; ii) 20 3 5 3 . 4 1 = ; iii) 2 1 4 1 .2 = ; iv) 1 3 1 .3 = ; v) 1 15 7 . 7 15 = ; vi) 111 321 .0 = 0; vii) 4 21 7. 4 3 = ; viii) 3 4 3.1 4.1 9 16 . 4 3 == . b) 4 3 .100 = 3.25 = 75 m2. c) 100 5 500 500. 5 2 . 2 1 == . Atividade 22: a) (Novo exercício: uma das respostas do gabarito deste item está errada. Encontre-a.) i) 1)12( 2 1 2 1 −=+− ii) 2 9 3 2 :3 = iii) 3 5 3 .5 = iv) 23: 3 2 = v) 11 3 4 23 4 23 11 3 11 3 = −− vi) 3 1 5 1 3 1 2 5 3 = −− vii) 4 3 3 1 1 1 = + viii) 3 5 − 2 3 1 2 +1+ 4 9 = −1 15 35 18 = −1 15 . 18 35 = −6 175 . b) i) 105 32 5 1 . 21 32 5 21 32 41 21 11 1 4 1 1 1 11 21 1 1 4 5 1 1 1 11 10 1 1 1 5 4 1 1 1 1 10 11 1 1 1 1 5 1 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 === + + = − − + = − − + + = − − + + = − − − + + + Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 22 ii) 5 9 5 4 . 4 3 . 1 2 . 2 3 4 3 4 5 2 1 2 3 4 1 1 4 1 1 2 1 1 2 1 1 === − + − + Atividade 23: a) i) 25% = 4 1 100 25 = . ii) 30% = 10 3 100 30 = iii) 50% = 2 1 100 50 = iv) 75% = 4 3 100 75 = v) 44% = 25 11 50 22 100 44 == vi) 10% = 10 1 100 10 = b) i) 100 50 50.2 50.1 2 1 == = 50% ii) 100 75 25.4 25.3 4 3 == = 75% iii) 100 60 20.5 20.3 5 3 == = 60% iv) 100 70 5.20 5.14 20 14 == = 70% v) 1 = 100 100 1 1 = = 100% vi) 2 = 100 200 100.1100.2 1 2 == = 200% c) i) 50% de 20 = 50%.20 = 1020. 2 1 20. 100 50 == ii) 150% de 20 = 150%.20 = 302.15 10 20.15 20. 10 15 20. 100 150 ==== iii) 25% de 16 = 25%.16 = 4 4 16 16. 4 1 16. 100 25 === iv) 30% de 9 80 = 30%. 9 80 = 3 8 9 80 . 10 3 9 80 . 100 30 == d) i) 5 4 10% 28 = 24,2 100 224 4.25 4.56 25 56 5.5 28.2 10.5 28.4 28. 100 10 . 5 4 ====== = 224% Observação: As últimas simplificações no item (a) foram apenas por gosto. Não existe nenhuma obrigação em converter a resposta para alguma notação específica (a menos que seja pedido). Assim, a resposta poderia ter terminado com 25 56 , com 100 224 , com 2,24 ou com 224%, tanto faz. ii) 32%10% 12 5 = 75 1 100.3 4 12.100.2 32 12 5 . 100 10 . 100 32 === . Observação: A resposta 75 1 pode ser colocada em notação de decimal ou de porcentagem, mas não será uma resposta simplificada, com números mais “bonitos”. O que não pode Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 23 ser feito em hipótese alguma é escrever a resposta arredondada, ou aproximada, como 75 1 ≈ 0,133, por exemplo. iii) %404,0 10 4 5 2 50 100 . 100 20 100 50 100 20 %50%20 %50 %20 ======= iv) 3 2 2 3 1 2 1 1 1 == −− v) 4140 17 23 17 . 180 1 17 23 180 45 180 44 17 23 12 3 45 11 − = − = − = − Atividade 24: a) i) 2,34 + 3,14 = 5,48; ii) 5,5 4,2 = 23,1; iii) 9,6 0,3 = 32. b) i) 2,34 + 3,14 = 100 548 100 314 100 234 =+ = 5,48 ii) 5,5 4,2 = 10 231 10 2111 10 42 10 55 = = = 23,1 iii) 9,6 0,3 = 32 3 10 . 10 96 10 3 10 96 == c) i) i.i) 1,1% = 1000 11 100 1,1 = i.ii) 2,2% = 500 11 1000 22 = i.iii) 0,1% = 1000 1 ii) ii.i) 1,1 = %110 100 110 10 11 == ii.ii) 0,001 = 100 1,0 = 0,1% iii) iii.i) 10% de 1,1 = 10%×1,1 = 11,0 100 11 10 11 . 100 10 == iii.ii) 0,1% de 1200 = 0,1%×1200 = 10 12 1200. 1000 1 1200. 100 1,0 == = 1,2 iii.iii) 2,5% de 1,1 = 2,5%×1,1 = 0275,0 10000 275 10 11 . 1000 25 == d) i) 5 6 − 4,2 = 3 10 30 10 4212 10 42 5 6 −= − = − =− Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 24 Podemos realizar a conta usando notação decimal: 5 6 − 4,2 = 1,2 − 4,2 = −3 ii) 1,2 + 3 1 = 15 23 30 46 30 1036 3 1 10 12 == + =+ iii) 20 1 12 10 . 100 6 10 12 100 6 2,1 10 3 10 2 22,3 3,02,0 === = − = 0,05 iv) 32%. 375 2 25.15 2 100.15 8 120 2 . 100 32 2,1 02,0 ==== v) 0,5 + 6 7 6 43 3 2 2 1 3 2 5,0 6 10 . 20 8 5,0 6 10 . 2,0 08,0 5,06,0 2,0 02,01,0 = + =+=+=+=+= − Observação: Estude a estratégia usada para efetuas as contas do item (e). Primeiro foram realizadas as contas envolvendo produto e divisão. Para isto, as expressões foram convertidas para fração, com o objetivo de buscar simplificações. Depois, ao chegar na expressão 3 2 5,0 + , foi preciso decidir entre a notação decimal e de fração. Como 3 2 em notação decimal envolve dízima periódica, foi melhor converter 0,5 para notação de fração. Lembre-se que as contas ficariam erradas se terminassem parecidas com 3 2 5,0 + ≈ 0,5 + 0,6 = 1,1. vi) 20,13 + 1 = 2×10×3 + 1 = 61 vii) 7 10 10 7 1 7,0 1 3,01 1 === − viii) 3430,121 = 34×3× 121 1000 = 121 102000 Observação: Note que, pelo processo de fatoração, fica claro que 102000 e 121 = 11×11 não têm fatores em comum, donde é perda de tempo querer simplificar a fração final. (Esta é uma das vantagens em trabalhar com frações e simplificações em vez de simplesmente efetuar as divisões e produtos.) Atividade 25: Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 25 A expressão 2𝑥−1 5 𝑥−1 𝑥 não está bem definida quando x = 1 ou quando x = 0. Quando x = 1/3, temos 2𝑥−1 5 𝑥−1 𝑥 = −1 15 −2 = 1 30 . Atividade 26: a) -2 3 = 2 -3 = - 2 3 b) -5 4 = 5 -4 = - 5 4 c) -4 -3 = 4 3 = - -4 3 Atividade 27: a) 2 5 × 45 = 2 × 9 = 18 l. b) Como 2 3 = 4 6 e uma fatia é 1/6, então equivale a comer 4 fatias. c) Seja x o valor da dívida. De acordo com o enunciado, 2 7 x = 120, então 𝑥 = 120 × 7 2 = 60 × 7 = 420 reais. Atividade 28: a) − 1 3 × 18 5 = − 1 3 × 6 × 3 5 = − 6 5 b) 1− −2 3 × 3 8 = 1 + 2 8 = 1 + 1 4 = 5 4 c) 5 × 4 − 1 4 × 3 2 = 20 − 3 8 = 157 8 . d) - 1 2 × 7 9 + 1 5 - 2 9 = - 7 18 + 1 5 - 2 9 = -35 + 18 - 20 90 = - 37 90 Atividade 29: a) 0,02 0,1 - 0,54 × 1 0,6 = 2 10 - 54 60 = 1 10 (2 - 54 6 ) = 1 10 (2 - 9) = - 7 10 b) ( 2 2/5 ) -1 × 5 6− 1 2 + 13 (22+32) 2 = (2 × 5 2 ) -1 × 5 11 2 + 13 13 2 = 1 5 × 10 11 + 1 13 = 2 11 + 1 13 = 26 + 11 11 × 13 = 37 143 c) 1 2- 3 2 - 5 3 2 : 3 2 = 1 4-3 2 - 5 6 : 3 2 = 1 1 2 - 5 6 . 2 3 =2- 5 9 = 13 9 . d) 1 + 6 1- 1 1- 1 1- 1 3 = 1 + 6 1- 1 1- 3 2 = 1 + 6 1+2 = 3 e) Passo 1: resolva o denominador na primeira fração: Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 26 1 1 + 1 3 : -1 2 + 0 × 246,3 0,201 + 0,25 − (2 − 3 × 6): 0,1 = 1 3 + 1 3 : -1 2 + 0 × 246,3 0,201 + 0,25 − (2 − 3 × 6) : 0,1 Passo 2: resolva o produto por zero: 1 3 + 1 3 : -1 2 + 0 × 246,3 0,201 + 0,25 − (2 − 3 × 6) : 0,1 = 1 4 3 : -1 2 + 0 + 0,25 − (2 − 3 × 6) : 0,1 Passo 3: substitua o valor 0,1 por sua fração irredutível: 1 4 3 : -1 2 + 0,25 − (2 − 3 × 6) : 0,1 = 1 4 3 : -1 2 + 0,25 − (2 − 3 × 6) : 1 10 Passo 4: resolva as divisões: 1 4 3 : -1 2 + 0,25 − (2 − 3 × 6) : 1 10 = 3 4 × 2 -1 + 0,25 − (2 − 3 × 6) × 10 Passo 5: resolva os produtos e o parêntese: 3 4 × 2 -1 + 0,25 − (2 − 3 × 6) × 10 = 6 -4 + 1 4 − (2 − 18) × 10 = -5 4 − (-16) × 10 Passo 6: resolva o produto primeiro e depois a soma -5 4 − (-16) × 10 = -5 4 +160= -5 + 640 4 = 635 4 a) (Note que a fração é irredutível, pois mdc (635,4) = 1) Atividade 30: Observe que para fazer a prova de Português o aluno levou 0,8h = 0,8 × 60 min = 48 min; para a de Inglês o tempo gasto foi 15% de 4h, que é igual a 15 100 × 4h = 0,6h = 0,6 × 60 min = 36min. E para fazer a de Matemática o tempo foi 2 5 ×4 h = 8 5 h = 8 5 × 60 min = 96 min. Assim, o tempo gasto em minutos para as três provas foi de 48 + 36 + 96 = 180 min, ou seja 3h. Portanto sobrou 1h (ou sobraram 60 min) para ele fazer a redação. Atividade 31: Com a redução, a medida do lado do quadrado ficou igual a 8. Então sua área é dada por A = 8 × 8 = 64. Assim, a área foi reduzida de 100 para 64, ou seja, de 36 unidades de área, o que corresponde a 36% de redução para a área. Atividade 32: Matemática Básica Unidade 4 – Aritmética dos números racionais Cederj 27 a) O preço de venda do produto é dado por 220 + 220 × 40/100 = 308 reais. Ao fazer a liquidação, o produto foi vendido por 308 – 308 × 30/100 = 215,6 reais. Portanto o preço da liquidação foi menor do que o preço de custo, o que caracteriza prejuízo para o lojista de 4,40 reais. b) O percentual do prejuízo em relação ao preço de custo foi de 4,40 × 100/220 = 2%. Atividade 33: Temos que 7 2 do dia é igual a 7 2 de 24 horas, que é igual a 7 2 × 24 = 7 48 horas. Como 48 7 6,85 e 22 3 7,33, concluímos que a equipe Lua ganhou.