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1 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO MATEMÁTICA NÚMEROS INTEIROS E RACIONAIS: Operações (adição, subtração, multiplicação, divisão, potenciação). CONJUNTO DOS NÚMEROS INTEIROS – Z Definimos o conjunto dos números inteiros como a reunião do conjunto dos números naturais (N = {0,1,2,3,4, ..., n, ...}, o conjunto dos opostos dos números naturais e o zero. Este conjunto é denotado pela letra Z (Zahlen=número em alemão). Este conjunto pode ser escrito por: Z = {..., -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, ...} O conjunto dos números inteiros possui alguns subconjuntos notáveis: O conjunto dos números inteiros não nulos: Z* = {..., -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3, 4, ...}; Z* = Z – {0} O conjunto dos números inteiros não negativos: Z+ = {0, 1, 2, 3, 4, ...} Z+ é o próprio conjunto dos números naturais: Z+ = N O conjunto dos números inteiros positivos: Z*+ = {1, 2, 3, 4, ...} O conjunto dos números inteiros não positivos: Z_ = {..., -5, -4, -3, -2, -1, 0} O conjunto dos números inteiros negativos: Z*_ = {..., -5, -4, -3, -2, -1} Módulo: chama-se módulo de um número inteiro a distância ou afastamento desse número até o zero, na reta numérica inteira. Representa-se o módulo por | |. O módulo de 0 é 0 e indica-se |0| = 0 O módulo de +7 é 7 e indica-se |+7| = 7 O módulo de –9 é 9 e indica-se |–9| = 9 O módulo de qualquer número inteiro, diferente de zero, é sempre positivo. Números Opostos: Dois números inteiros são ditos opostos um do outro quando apresentam soma zero; assim, os pontos que os representam distam igualmente da origem. Exemplo: O oposto do número 2 é -2, e o oposto de -2 é 2, pois 2 + (-2) = (-2) + 2 = 0 No geral, dizemos que o oposto, ou simétrico, de a é – a, e vice-versa; particularmente o oposto de zero é o próprio zero. ADIÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS Para melhor entendimento desta operação, associaremos aos números inteiros positivos a idéia de ganhar e aos números inteiros negativos a idéia de perder. ganhar 5 + ganhar 3 = ganhar 8 (+5) + (+3) = (+8) perder 3 + perder 4 = perder 7 (-3) + (-4) = (-7) ganhar 8 + perder 5 = ganhar 3 (+8) + (-5) = (+3) perder 8 + ganhar 5 = perder 3 (-8) + (+5) = (-3) O sinal (+) antes do número positivo pode ser dispensado, mas o sinal (–) antes do número negativo nunca pode ser dispensado. Propriedades da adição de números inteiros: O conjunto Z é fechado para a adição, isto é, a soma de dois números inteiros ainda é um número inteiro. Associativa: Para todos a,b,c em Z: a + (b + c) = (a + b) + c 2 + (3 + 7) = (2 + 3) + 7 Comutativa: Para todos a,b em Z: a + b = b + a 3 + 7 = 7 + 3 Elemento Neutro: Existe 0 em Z, que adicionado a cada z em Z, proporciona o próprio z, isto é: z + 0 = z 7 + 0 = 7 Elemento Oposto: Para todo z em Z, existe (-z) em Z, tal que z + (–z) = 0 9 + (–9) = 0 EXERCÍCIOS 1- Calcule a soma: a) (+11) + 0 = g) (–22) + (+34) = b) 0 + (–13) = h) (+49) + (–60) = c) (+28) + (+2) = i) (–130) + (–125) = d) (–34) + (–3) = j) (+49) + (+121) = e) (–8) + (–51) = k) (+820) + (–510) = f) (+21) + (+21) = l) (–162) + (–275) = 2- Determine o número inteiro que se deve colocar no lugar de x para que sejam verdadeiras as igualdades: a) x + (+9) = +13 d) x + (–3) = +3 b) x + (–6) = –10 e) x + (+7) = –8 c) x + (–7) = 0 f) (–20) + x = –18 3- Sabe-se que a = –73, b = +51 e c = –17. Nessas condições, calcule o valor de: a) a + b c) b + c b) a + c d) a + b + c 4- Numa olimpíada de matemática, uma turma ganhou 13 pontos na primeira fase e 18 na segunda. Usando a adição de números inteiros, calcule quantos pontos essa turma ganhou. 5- Caio tem R$ 3.600,00 na sua conta bancária. Se ele fizer um depósito de R$ 4.000,00, como ficará o seu saldo? 6- Em um programa de perguntas e respostas, a cada resposta correta Carlos, recebia R$ 20,00 do apresentador do programa. Porém, a cada resposta errada, pagava R$ 22,00. De 100 perguntas, Carlos acertou 52. Ele ganhou ou perdeu dinheiro? Quantos reais? 7- Sabe-se que Júlio César, famoso conquistador e cônsul romano, nasceu no ano 100 a.C. e morreu, assassinado, com a idade de 56 anos. Em que ano Júlio César morreu? 2 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 8- Os números a e b são inteiros. Se a e b são opostos, quanto dá a adição a + b? 9- Os números a e b são inteiros positivos. É correto afirmar que a + b é um número positivo? 10- Na atmosfera, a temperatura diminui cerca de 1 grau a cada 200m de afastamento da superfície terrestre. Se a temperatura na superfície é de +20 graus, qual será a temperatura na atmosfera a uma altura de 10 km? RESPOSTAS 1- (a) +11) (b) –13) (c) +30) (d) –37) (e) –59) (f) +42) (g) +12) (h) –11) (i) –255 (j) +170) (k) +310) (l) –437) 2- (a) +4) (b) –4) (c) +7) (d) +6) (e) –15) (f) +2) 3- (a) –22) (b) –90) (c) +34) (d) –39) 4- (31) 5- (R$ 7.600,00) 6- (Perdeu R$ 16,00) 7- (44 a.C.) 8- (0) 9- (SIM) 10- (–30 graus) SUBTRAÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS A subtração é empregada quando: • Precisamos tirar uma quantidade de outra quantidade; • Temos duas quantidades e queremos saber quanto uma delas tem a mais que a outra; • Temos duas quantidades e queremos saber quanto falta a uma delas para atingir a outra. A subtração é a operação inversa da adição. Observe que: 9 – 5 = 4 4 + 5 = 9 diferença subtraendo minuendo Considere as seguintes situações: 1- Na segunda-feira, a temperatura de Monte Sião passou de +3 graus para +6 graus. Qual foi a variação da temperatura? Esse fato pode ser representado pela subtração: (+6) – (+3) = +3 2- Na terça-feira, a temperatura de Monte Sião, durante o dia, era de +6 graus. À Noite, a temperatura baixou de 3 graus. Qual a temperatura registrada na noite de terça-feira? Esse fato pode ser representado pela adição: (+6) + (–3) = +3 Se compararmos as duas igualdades, verificamos que (+6) – (+3) é o mesmo que (+5) + (–3). Temos: (+6) – (+3) = (+6) + (–3) = +3 (+3) – (+6) = (+3) + (–6) = –3 (–6) – (–3) = (–6) + (+3) = –3 Daí podemos afirmar: Subtrair dois números inteiros é o mesmo que adicionar o primeiro com o oposto do segundo. EXERCÍCIOS 1- Numa adição, uma das parcelas é 148 e a soma é 301. Qual é a outra parcela? 2- Numa subtração, o subtraendo é 75 e a diferença é 208. Qual é o minuendo? 3- Dê o valor do número natural representado pela letra x. a) x – 155 = 45 b) x – 420 = 0 4- Dona Noêmia, a bibliotecária da escola, organizou um quadro com o movimento de retirada e devolução dos 40 livros indicados para leitura da 5º série. Movimento na biblioteca Dia Retirada Devolução 2ª feira 25 - 3ª feira 12 - 4ª feira - 10 5ª feira 7 8 Dos livros indicados para a 5ª série, quantos estavam na biblioteca no início da 6ª feira? 5- Um número inteiro é expresso por (53 – 38 + 40) – 51 + (90 – 7 + 82) = 101. Qual é esse número inteiro? 6- Calcule a diferença entre: a) o oposto de – 15 com o oposto de – 35; b) o oposto de – 24 com o módulo de – 50. 7- Calcule: a) (+12) + (–40) b) (+12) – (–40) c) (+5) + (–16) – (+9) – (–20) d) (–3) – (–6) – (+4) + (–2) + (–15) 8- Determine o valor de x de modo a tornar as sentenças verdadeiras: a) x + (–12) = –5 b) x + (+9) = 0 c) x – (–2) = 6 d) x + (–9) = –12 e) –32 + x = –50 f) 0 – x = 8 9- A tabela a seguir refere-se ao movimento bancário da conta corrente de minha amiga Cláudia, no período de 10 a 15 de fevereiro: Dia Histórico Débito Crédito Saldo 10/02 Saldo Anterior –120,00 11/02 Cheque 45,00 a) 12/02 Depósito 200,00 b) 3 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO13/02 IOF* 1,00 c) 14/02 Cheque 123,00 d) 15/02 Depósito 150,00 e) * IOF – Imposto sobre Operações Financeiras. Cabe a você encontrar o saldo bancário de Cláudia dia a dia. 10- Qual a diferença prevista entre as temperaturas no Piauí e no Rio Grande do Sul, num determinado dia, segundo as informações? Tempo no Brasil: Instável a ensolarado no Sul. Mínima prevista -3º no Rio Grande do Sul. Máxima prevista 37° no Piauí. RESPOSTAS 1- 153 2- 283 3 - a) x = 200 b) x = 420 4- 14 5- 270 6- a) -20 b) –26 7- a) –28 b) 52 c) 0 8- a) 7 b) –9 c) 4 9- a) – 165,00 b) 35,00 10- (+40 graus) MULTIPLICAÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS A multiplicação funciona como uma forma simplificada de uma adição quando os números são repetidos. Poderíamos analisar tal situação como o fato de estarmos ganhando repetidamente alguma quantidade, como por exemplo, ganhar 1 objeto por 30 vezes consecutivas, significa ganhar 30 objetos e esta repetição pode ser indicada por um x, isto é: 1 + 1 + 1 ... + 1 + 1 = 30 x 1 = 30 Se trocarmos o número 1 pelo número 2, obteremos: 2 + 2 + 2 + ... + 2 + 2 = 30 x 2 = 60 Se trocarmos o número 2 pelo número -2, obteremos: (–2) + (–2) + ... + (–2) = 30 x (2) = –60 Observamos que a multiplicação é um caso particular da adição onde os valores são repetidos. Na multiplicação o produto dos números a e b, pode ser indicado por a x b, a . b ou ainda ab sem nenhum sinal entre as letras. Para realizar a multiplicação de números inteiros, devemos obedecer à seguinte regra de sinais: (+1) × (+1) = (+1) (+1) × (-1) = (-1) (-1) × (+1) = (-1) (-1) × (-1) = (+1) Com o uso das regras acima, podemos concluir que: Sinais dos números Resultado do produto iguais positivo diferentes negativo Propriedades da multiplicação de números inteiros: O conjunto Z é fechado para a multiplicação, isto é, a multiplicação de dois números inteiros ainda é um número inteiro. Associativa: Para todos a,b,c em Z: a x (b x c) = (a x b) x c 2 x (3 x 7) = (2 x 3) x 7 Comutativa: Para todos a,b em Z: a x b = b x a 3 x 7 = 7 x 3 Elemento neutro: Existe 1 em Z, que multiplicado por todo z em Z, proporciona o próprio z, isto é: z x 1 = z 7 x 1 = 7 Elemento inverso: Para todo inteiro z diferente de zero, existe um inverso z–1=1/z em Z, tal que z x z–1 = z x (1/z) = 1 9 x 9–1 = 9 x (1/9) = 1 Distributiva: Para todos a,b,c em Z: a x (b + c) = (a x b) + (a x c) 3 x (4+5) = (3 x 4) + (3 x 5) EXERCÍCIOS Quando numa expressão aparecem parênteses ( ), colchetes [ ] e chaves { }, resolvem-se primeiro as operações contidas nos parênteses, depois as operações contidas nos colchetes e por último as operações contidas nas chaves. 1- Calcule o valor das seguintes expressões numéricas: a) –5 + (–3) . (+8) b) (–6) . (+5) – (–4) . (+3) c) (–5 + 1) . (–8 + 2) d) 6 – (–6 + 4) . (–5 + 9) e) (–3) . (–4) + (–6) . (+5) f) 12 – (–2) . (+3) + (–4) . (–5) g) 9 – [(–2) . (+7) – (–8) . (+3)] h) (–2) . (+3) + {2 . [–3 + (–2) . (–4)]} 2- Calcule o valor numérico das expressões: a) 2x – y, sendo x = –3 e y = –5 b) 4x – 2y + 5z, sendo x = –1, y = –6 e z = +5 c) 4ab + 5a, sendo a = 7 e b = –8 d) 6xy – 5y, sendo x = +4 e y = –1 e) 5a – 3ab + 7b, para a = –3 e b = +2 f) 2ab – 5abc, para a = 2, b = 3 e c = –1 3- Use a propriedade distributiva da multiplicação para calcular –5 . (–8 + 5). 4- Sem realizar a operação, determine o número inteiro que devemos colocar no lugar do número x para que se tenha: 4 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO a) x . (–16) = –16 b) x . (–5) = (–5) . (+9) c) x . (–8) = 0 d) x . (+1) = +11 5- Quais os dois números inteiros negativos cuja soma é –5 e cujo produto é +6? 6- Quais os dois números inteiros, um positivo e outro negativo, cuja soma é +3 e o produto é 10? 7- A letra a representa um número inteiro e (+65) . (-12) . a = 0. Qual é o valor de a? 8- Qual é o produto de três números inteiros consecutivos em que o maior deles é –10? 9- Três números inteiros são consecutivos e o menor deles é +99. Determine o produto desses três números. 10- Paulo pensou em dois números pares consecutivos. Multiplicou-os e obteve +168. Sabendo que um deles é igual a –14, faça uma estimativa e, por tentativas, determine o outro. RESPOSTAS 1) a) – 29 b) – 18 c) 24 d) 14 e) – 18 f) 38 g) – 1 h) 4 2) a) – 1 b) 33 c) – 189 d) 19 e) 17 f) 42 3) 15 4) a) +1 b) +9 c) 0 d) +11 5) –2 e –3 6) +5 e –2 7) 0 8) -1320 9) 999 900 10) -12 DIVISÃO DE NÚMEROS INTEIROS Dividendo divisor dividendo : divisor = quociente 0 quociente quociente . divisor = dividendo Sabemos que na divisão exata dos números naturais: 40 : 5 = 8, pois 5 . 8 = 40 36 : 9 = 4, pois 9 . 4 = 36 Vamos aplicar esses conhecimentos para estudar a divisão exata de números inteiros. Veja o cálculo: (–20) : (+5) = q (+5) . q = (–20) q = (–4) Logo: (–20) : (+5) = +4 Considerando os exemplos dados, concluímos que, para efetuar a divisão exata de um número inteiro por outro número inteiro, diferente de zero, dividimos o módulo do dividendo pelo módulo do divisor. Daí: quando o dividendo e o divisor têm o mesmo sinal, o quociente é um número inteiro positivo. quando o dividendo e o divisor têm sinais diferentes, o quociente é um número inteiro negativo. a divisão nem sempre pode ser realizada no conjunto Z. Por exemplo, (+7) : (–2) ou (–19) : (–5) são divisões que não podem ser realizadas em Z, pois o resultado não é um número inteiro. No conjunto Z, a divisão não é comutativa, não é associativa e não tem a propriedade da existência do elemento neutro. 1- Não existe divisão por zero. Exemplo: (–15) : 0 não tem significado, pois não existe um número inteiro cujo produto por zero seja igual a –15. 2- Zero dividido por qualquer número inteiro, diferente de zero, é zero, pois o produto de qualquer número inteiro por zero é igual a zero. Exemplos: a) 0 : (–10) = 0 b) 0 : (+6) = 0 c) 0 : (–1) = 0 EXERCÍCIOS 1- Calcule os quocientes: a) 0 : (–91) b) (+182) : (–14) c) (–216) : (–24) d) (+486) : (–18) e) (–490) : (–14) f) (+900) : (–15) g) (–828) : (+23) h) (+1 120) : (–28) i) (–1 488) : (+124) 2- Identifique as sentenças verdadeiras: a) O sinal do quociente de dois números inteiros é positivo se o dividendo for positivo e o divisor zero. b) O sinal do quociente de dois números inteiros é negativo se o dividendo e o divisor tiverem o mesmo sinal. c) O quociente de dois números inteiros é sempre um número inteiro. d) O quociente de dois números inteiros é zero se o dividendo for zero e o divisor for inteiro positivo. e) O sinal do quociente de dois números inteiros é positivo se o dividendo e o divisor tiverem o mesmo sinal. 3- Copie as igualdades substituindo o x por números inteiros de modo que elas se mantenham: a) (–140) : x = –20 b) 144 : x = –4 c) (–147) : x = +21 d) x : (+13) = +12 e) x : (–93) = +45 f) x : (–12) = –36 5 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 4- Sabendo que A = (–46 – 18) : (59 – 43), determine o valor de A. 5- Sendo x = (–82 + 34 – 6) e y = (–9) . (51 – 53), qual é o valor de x : y? 6- Qual é o valor de B, se B = (–6 + 2 + 4 – 8 + 8) : (+138)? 7- Sabendo que a = (–25 + 18 – 72 + 49) : (–15) e b = (+24): (81 – 93 + 17 – 42 + 25), responda: a) Qual o valor de a? b) Qual o valor de b c) Qual o valor do produto a . b? 8- Qual é o número inteiro que dividido por –8 resulta +12? 9- Nicolau pensou em um número que multiplicado por (-25) tem como resultado (+150). Qual foi o número em que Nicolau pensou? 10- Adicionando –846 a um número inteiro e multiplicando a soma por –3, obtém-se +324. Que número é esse? RESPOSTAS1) a) 0 b) – 13 c) 9 d) – 27 e) 35 f) – 60 g) – 36 h) – 40 i) – 12 2) d, e 3) a) + 7 b) – 36 c) – 7 d) + 156 e) – 4 185 f) + 432 4) -4 5) -3 6) 0 7) a) 2 b) – 2 c) – 4 8) -96 9) -6 10) +738 POTENCIAÇÃO DE NÚMEROS INTEIROS A potência an do número inteiro a, é definida como um produto de n fatores iguais. O número a é denominado a base e o número n é o expoente. an = a × a × a × a × ... × a a é multiplicado por a n vezes Exemplos: 33 = (3) x (3) x (3) = 27 (-5)5 = (-5) x (-5) x (-5) x (-5) x (-5) = -3125 (-7)² = (-7) x (-7) = 49 (+9)² = (+9) x (+9) = 81 Toda potência de base positiva é um número inteiro positivo. Exemplo: (+3)2 = (+3) . (+3) = +9 Toda potência de base negativa e expoente par é um número inteiro positivo. Exemplo: (– 8)2 = (–8) . (–8) = +64 Toda potência de base negativa e expoente ímpar é um número inteiro negativo. Exemplo: (–5)3 = (–5) . (–5) . (–5) = –125 Propriedades da Potenciação: Produtos de Potências com bases iguais: Conserva-se a base e somam-se os expoentes. (–7)3 . (–7)6 = (–7)3+6 = (–7)9 Quocientes de Potências com bases iguais: Conserva-se a base e subtraem-se os expoentes. (+13)8 : (+13)6 = (+13)8 – 6 = (+13)2 Potência de Potência: Conserva-se a base e multiplicam-se os expoentes. [(+4)5]2 = (+4)5 . 2 = (+4)10 Potência de expoente 1: É sempre igual à base. (+9)1 = +9 (–13)1 = –13 Potência de expoente zero e base diferente de zero: É igual a 1. Exemplo: (+14)0 = 1 (–35)0 = 1 EXERCÍCIOS 1- Determine a quinta potência de –2. 2- Calcule o valor das seguintes expressões: a) (–7 + 8 – 4)4 b) (–13 + 92 – 58)0 c) (–15 + 8 + 3 + 4)10 d) (–25 + 39 – 24)3 e) (–65 + 82 – 23)1 f) (–108 + 212 – 103)7 3- Identifique as igualdades verdadeiras: a) –40 = –1 b) [(+3) + (–2)]5 = (+3)5 + (–2)5 c) [a2]5 = a7 d) [(+35) : (–7)]5 = (+35)5 : (–7)5 e) a4 . a3 . b2 = a7 . b2 f) (–1)100 = –1 4- Aplique propriedades de potências de bases iguais e calcule os valores de: a) (–1)8 . (–1)3 b) (+10)2 . (+10)3 c) (+12)5 : (+12)4 d) (–20)6 : (–20)6 e) [(+1)3]6 f) [(–2)3]0 5- Se A = (–9)2 e B = – (–9)2, qual é o valor de A . B? 6- Considerando A = (–10)3 e B = – (–10)3, qual é o valor de A . B? 7- A letra x representa um número inteiro. A expressão x2 é o quadrado do valor de x. Qual é o valor da expressão x2 – 2 . x + 1 para x = –1? 8- As letras x e y representam números inteiros, Calcule o valor da expressão 2 . x – y2 para x = –2 e y = 5. 6 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 9- A letra a representa um número inteiro. Se a = (–6)2, qual é o valor do quadrado de a? 10- Se y = –4 . (+8) – (–56) : (+3 – 1)3 + (–3)0 . (–4 –1), calcule o valor de y. RESPOSTAS 1) -32 2) a) 81 b) 1 c) 0 d) – 1000 e) –6 f) 1 3) a, d, e 4) a) –1 b) 100 000 c) 12 d) 1 e) 1 f) 1 5) (-9)2 . – (-9)2 = 81 . - 81 = – 6 561 6) (-10)3 . – (-10)3 = 1000 . -1000 = -1 000 000 ou -16 7) 4 8) -29 9) 1296 10) -30 CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS – Q CONJUNTO DOS NÚMEROS RACIONAIS – Q Um número racional é o que pode ser escrito na forma n m , onde m e n são números inteiros, sendo que n deve ser diferente de zero. Freqüentemente usamos m/n para significar a divisão de m por n. Como podemos observar, números racionais podem ser obtidos através da razão entre dois números inteiros, razão pela qual, o conjunto de todos os números racionais é denotado por Q. Assim, é comum encontrarmos na literatura a notação: Q = { n m : m e n em Z, n diferente de zero} No conjunto Q destacamos os seguintes subconjuntos: Q* = conjunto dos racionais não nulos; Q+ = conjunto dos racionais não negativos; Q*+ = conjunto dos racionais positivos; Q _ = conjunto dos racionais não positivos; Q*_ = conjunto dos racionais negativos. REPRESENTAÇÃO DECIMAL DAS FRAÇÕES Tomemos um número racional q p , tal que p não seja múltiplo de q. Para escrevê-lo na forma decimal, basta efetuar a divisão do numerador pelo denominador. Nessa divisão podem ocorrer dois casos: 1º) O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, um número finito de algarismos. Decimais Exatos: 5 2 = 0,4 4 1 = 0,25 4 35 = 8,75 50 153 = 3,06 2º) O numeral decimal obtido possui, após a vírgula, infinitos algarismos (nem todos nulos), repetindo-se periodicamente. Decimais Periódicos ou Dízimas Periódicas: 3 1 = 0,333... 22 1 = 0,04545... 66 167 = 2,53030... REPRESENTAÇÃO FRACIONÁRIA DOS NÚMEROS DECIMAIS Trata-se do problema inverso: estando o número racional escrito na forma decimal, procuremos escrevê-lo na forma de fração. Temos dois casos: 1º) Transformamos o número em uma fração cujo numerador é o número decimal sem a vírgula e o denominador é composto pelo numeral 1, seguido de tantos zeros quantas forem as casas decimais do número decimal dado: 0,9 = 10 9 5,7 = 10 57 0,76 = 100 76 3,48 = 100 348 0,005 = 1000 5 = 200 1 2º) Devemos achar a fração geratriz da dízima dada; para tanto, vamos apresentar o procedimento através de alguns exemplos: Exemplo 1 – Seja a dízima 0,333... . Façamos x = 0,333... e multipliquemos ambos os membros por 10: 10x = 0,333 7 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO Subtraindo, membro a membro, a primeira igualdade da segunda: 10x – x = 3,333... – 0,333... 9x = 3 x = 3/9 Assim, a geratriz de 0,333... é a fração 9 3 . Exemplo 2: Seja a dízima 5,1717... . Façamos x = 5,1717... e 100x = 517,1717... . Subtraindo membro a membro, temos: 99x = 512 x = 512/99 Assim, a geratriz de 5,1717... é a fração 99 512 . Exemplo 3: Seja a dízima 1,23434... Façamos x = 1,23434... 10x = 12,3434... 1000x = 1234,34... . Subtraindo membro a membro, temos: 990x = 1234,34... – 12,34... 990x = 1222 x = 1222/990 Simplificando, obtemos x = 495 611 , a fração geratriz da dízima 1,23434... Módulo ou valor absoluto: é a distância do ponto que representa esse número ao ponto de abscissa zero. Exemplo: módulo de – 2 3 é 2 3 . Indica-se 2 3 − = 2 3 módulo de + 2 3 é 2 3 . Indica-se 2 3 + = 2 3 Números Opostos: dizemos que – 2 3 e 2 3 são números racionais opostos ou simétricos e cada um deles é o oposto do outro. As distâncias dos pontos – 2 3 e 2 3 ao ponto zero da reta são iguais. SOMA (ADIÇÃO) DE NÚMEROS RACIONAIS Como todo número racional é uma fração ou pode ser escrito na forma de uma fração, definimos a adição entre os números racionais b a e d c , da mesma forma que a soma de frações, através de: b a + d c = bd bcad + PROPRIEDADES DA ADIÇÃO DE NÚMEROS RACIONAIS O conjunto Q é fechado para a operação de adição, isto é, a soma de dois números racionais ainda é um número racional. Associativa: Para todos a, b, c em Q: a + ( b + c ) = ( a + b ) + c Comutativa: Para todos a, b em Q: a + b = b + a Elemento neutro: Existe 0 em Q, que adicionado a todo q em Q, proporciona o próprio q, isto é: q + 0 = q Elemento oposto: Para todo q em Q, existe -q em Q, tal que q + (–q) = 0 SUBTRAÇÃO DE NÚMEROS RACIONAIS A subtração de dois números racionais p e q é a própria operação de adição do número p com o oposto de q, isto é: p – q = p + (–q) EXERCÍCIOS 1- Qual é o valor da soma algébrica – 3 8 + 6 5 ? 2- Determine o valor de –2 + 15 2 + 1,2 – 4 3 . 3- Calcule o valor das seguintes somas algébricas: a) – 15 7 + 6 1 f) – 5 12 +0,6 b) – 5 3 – 3 1 g) – 1,25 – 8 1 c) – 15 4 – 12 1 h) 3 – 2 3 – 1,6 + 4 7 d) 10 1 – 15 4 i) 15 14 – 1,4 – 3 8 + 1,8 e) – 12 7 + 8 1 4- Qual é o valor da soma (– 6 25 ) + (+ 9 11 )? 5- Qual é o valor da diferença (– 6 7 ) (+0,4)? 6- Determine o valor de: a) (– 4 3 ) + (– 6 5 ) d) (+ 5 3 ) – (+ 8 7 ) 8 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO b) (– 12 5 ) – (– 4 3 ) e) (–1,25) – (+ 8 3 ) c) (–0,4) + ( 6 1 ) f) (– 6 7 ) + (+0,15) 7- e destas expressões? Qual é o valor? a) (–0,3) – (– 4 1 ) + (+ 5 3 ) b) (–1,2) + (– 6 5 ) – (+0,6) 8- Se A representa um número e A = (– 3 7 ) + (– 6 5 ) – (–2,5), então responda: a) Qual é o valor de A? b) Qual é o valor de –27. A? c) Qual é o valor de A 1 ? 9- Copie as sentenças substituindo o ñ pelos símbolos <, > ou = de modo que sejam verdadeiras: a) – 4 3 + 6 1 � – 6 7 b) – 0,7 � – 3,2 – 3 5 c) – 1,01 + 5 8 � 1,59 d) 1 – 1,064 � – 2 + 1,98 10- Sabe-se que a = – 12 7 e b = 9 5 . Responda: a) Qual é o valor de a + b? b) Qual é o valor de –a – b? c) Qual é o valor de – (a + b)? d) Qual é o valor de ba + 1 ? 11- As letras x e y representam números racionais. Se x = (–3,5) – (– 12 33 ) e y = – 12 17 , responda: a) Qual é o valor de x? b) Qual é o valor de x – y? c) Qual é o valor de –x + y? d) Qual é o valor de – (–x + y)? 12- Qual é o valor da expressão – 4 1 + +− 4 3 2 1 ? 13- Determine o valor da expressão −− 3 7 21 35 13 36+ . 14- Calcule o valor das expressões: a) −− 9 8 18 5 + 9 4 b) +− 3 5 15 17 + 1,35 15- As letras A e B representam números racionais. Sendo A = – 4 3 + 7 4 e B = – 7 30 + 14 11, responda: a) Qual é o valor de A? -5/28 b) Qual é o valor de B? -7/2 c) Qual é o valor de A – B? 93/28 d) Qual é o valor de B – A? -93/28 16- A soma de dois números racionais é –1,8. Um deles é 9,7. Calcule o outro número. –11,5 17- Subtraindo-se um número de 52, obtém-se –85,6. Que número é esse? 137,6 18- A soma algébrica de dois números racionais é – 3 5 . Um dos números é – 12 5 . Qual é o outro número? -5/4 19- Renato escreveu um número racional na forma decimal e adicionou 25 67 a esse número. Para sua surpresa o resultado foi zero. Qual foi o número que ele escreveu? -2,68 20- No início de julho, o saldo bancário de Dino era R$ 2,36. Durante o mês ele usou cheques no valor de R$ 8,32 e R$ 9,85 e fez um depósito de R$ 15,00. Qual era o saldo de Dino no final de julho? -0,81 ou R$ 0,81 D RESPOSTAS 1- (11/6) 2- (-17/12) 3- (a) – 3/10) (b) – 14/15) (c) – 7/20) (d) – 1/6) (e) – 11/24) (f) – 9/5 ou – 1,8) (g) – 11/8 ou – 1,375) (h) 33/20 ou 1,65) (i) – 4/3) 21 9 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 4- (- 53/18) 5- (-47/30) 6- (a) -19/12) (b) 1/3) (c) – 7/10) (d) – 11/40) (e) – 13/8) (f) – 61/60) 7- (a) 11/20) (b) – 79/30) 8- (a) – 2/3) (b) 18) (c) – 3/2) 9- (a) >) (b) >) (c) <) (d) <) 10- (a) – 1/36) (b) 1/36) (c) 1/36) (d) – 36) 11- (a) – 3/4) (b) 2/3) (c) – 2/3) (d) 2/3) 12- (0) 13- (-16/13) 14 - (a) – 13/18) (b) 113/60) 15 - (a) – 5/28) (b) – 7/2) (c) 93/28) (d) – 93/28) 16 - (-11,5) 17 - (137,6) 18- (-5/4) 19 - (- 2,68) 20 - (-0,81 ou R$0,81) MULTIPLICAÇÃO (PRODUTO) DE NÚMEROS RACIONAIS Como todo número racional é uma fração ou pode ser escrito na forma de uma fração, definimos o produto de dois números racionais b a e d c , da mesma forma que o produto de frações, através de: b a x d c = bd ac O produto dos números racionais a e b também pode ser indicado por a × b, axb, a.b ou ainda ab sem nenhum sinal entre as letras. Para realizar a multiplicação de números racionais, devemos obedecer à mesma regra de sinais que vale em toda a Matemática: (+1) × (+1) = (+1) (+1) × (-1) = (-1) (-1) × (+1) = (-1) (-1) × (-1) = (+1) Podemos assim concluir que o produto de dois números com o mesmo sinal é positivo, mas o produto de dois números com sinais diferentes é negativo. PROPRIEDADES DA MULTIPLICAÇÃO DE NÚMEROS RACIONAIS O conjunto Q é fechado para a multiplicação, isto é, o produto de dois números racionais ainda é um número racional. Associativa: Para todos a, b, c em Q: a × ( b × c ) = ( a × b ) × c Comutativa: Para todos a, b em Q: a × b = b × a Elemento neutro: Existe 1 em Q, que multiplicado por todo q em Q, proporciona o próprio q, isto é: q × 1 = q Elemento inverso: Para todo q = b a em Q, q diferente de zero, existe q-1 = a b em Q: q × q-1 = 1 b a x a b = 1 Distributiva: Para todos a, b, c em Q: a × ( b + c ) = ( a × b ) + ( a × c ) EXERCÍCIOS 1- Calcule os produtos seguintes: a) − 11 48 . 16 1 b) + 60 7 . − 21 10 c) (–0,3) . − 24 25 d) (+1,2) . − 3 10 e) + 48 49 . − 7 30 . + 5 1 f) + 8 21 . − 7 16 . − 20 1 . − 36 75 2- Determine o triplo dos seguintes números racionais: a) – 27 14 b) – 9,07 c) 90 17 3- A letra y representa um número racional. Qual é o valor de y nas sentenças seguintes? a) y . − 27 20 = 1 b) − 50 1 . y = 1 c) y . (–0,8) = 1 4- Se dois números racionais opostos são diferentes de zero, qual será o sinal do produto desses números? 5- O produto de dois números racionais inversos tem sinal positivo ou sinal negativo? 10 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 6- Pense em dois números racionais inversos e multiplique-os. Agora responda: a) Qual foi o resultado? b) Se você pensar em outros dois números, o que acontecerá? 7- As anotações que estão na tabela são as dívidas de Roberto no mês de julho. No mês de agosto, a sua situação piorou. Resposta, usando decimais: Julho Dia R$ 05 - 2,46 13 - 10,80 31 -3,07 Responda, usando decimais: a) De quanto foi a dívida de Roberto no mês de julho? b) Se a dívida dobrou no mês de agosto, de quanto foi essa dívida? 8- Escreva um número racional que multiplicado por 15 7 − resulta 1. 9- A metade de um número racional somada com o,8 é – 0,45. Que número é esse? 10- Qual é o número racional cuja terça parte é igual a 3,25? RESPOSTAS 1) a) – 3/11 b) – 1/18 c) 5/16 d) – 4 e) – 7/8 f) – 15/24 2) a) – 14/9 b) – 27,21 c) 17/30 3) a) – 27/20 b) – 50 c) – 5/4 4) negativo 5) positivo 6) a) 1 b) o produto será 1. 7) a) – 16,33 b) – 32,66. 8) – 15/7 9) – 2,5 10) 9,75 DIVISÃO DE NÚMEROS RACIONAIS A divisão de dois números racionais p e q é a própria operação de multiplicação do número p pelo inverso de q, isto é: p ÷ q = p × q-1 EXERCÍCIOS 1) Você se lembra? Então, 3 20 9 4 − − é igual a − 9 4 : − 3 20 . Qual é o valor de 3 20 9 4 − − ? 2) A letra y representa um número racional. Se − 26 15 : y = 13 20 − , qual é o valor de y?3) A letra x representa um número racional.Qual é o valor de x nas igualdades seguintes? a) (–35) . x = 20 1 b) x : (–0,25) = – 0,35 4)Qual é o valor da expressão 3 1 − −− −− 6 7 12 5 6 1 4 3 – 5)Calcule o valor das expressões numéricas: a) 24 7 +−− − 4 3 6 7 8 1 12 5– b) + − + 2 5 12 1: 16 3 − 2 7 4 9 – 6)Qual é o valor de − + 7 9: 35 20 + 3 16 : ? 7)Calcule o valor da expressão numérica (– 0,2) : + 65 4 − 5 3 + 6 25 – . 8)Calcule o valor das expressões numéricas: a) − − 32 3: 8 5 − 24 5 : b) − − 25 14: 40 21 + 16 75 : c) ( ) − + 30: 7 60 − 28 5 5 14 + 8 1– . : d) ( ) − − 16,0: 5 8 : (+0,25) + + 17 50 : − 340 25 11 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 9)Considere x = – +−+− 4 9 2 3 5 2 – −−− 5 124 10 7 e responda: a) Qual é o valor de x ? b) Qual é o valor de x 1 − ? c)A letra y representa um número racional e x + y = 0. Qual é o valor de y? 10)Sabe-se que a = − 7 5 . + +− 8 21: 8 5 2 3 . − 5 7 9 5 − . Responda: a) Qual é o valor de a? b) Qual é o valor de – 3 . a ? RESPOSTAS 1) 1/15 2) 3/8 3) a) – 1/700 b) 0,0875 4) – 1/6 5) a) – 5/12 b) – 3/2 6) – 1/12 7) – ¾ 8) a) – 32 b) 1/5 c) 5/4 d) 0 9) a) 39/20 b) – 20/39 10) a) – 8/9 b) 8/3 POTENCIAÇÃO DE NÚMEROS RACIONAIS A potência qn do número racional q é um produto de n fatores iguais. O número q é denominado a base e o número n é o expoente. qn = q × q × q × q × ... × q, (q aparece n vezes) Exemplos: a) 3 5 2 = 5 2 . 5 2 . 5 2 = 125 8 b) 3 2 1 − = − 2 1 . − 2 1 . − 2 1 = 8 1 − c) (–5)² = (–5) . ( –5) = 25 d) (+5)² = (+5) . (+5) = 25 Propriedades da Potenciação: • Toda potência com expoente 0 é igual a 1. 0 5 2 + = 1 • Toda potência com expoente 1 é igual à própria base. 1 4 9 − = 4 9 − • Toda potência com expoente negativo de um número racional diferente de zero é igual a uma outra potência que tem a base igual ao inverso da base anterior e o expoente igual ao oposto do expoente anterior. 2 5 3 − − = 2 3 5 − = 9 25 • Toda potência com expoente ímpar tem o mesmo sinal da base. 3 3 2 = 3 2 . 3 2 . 3 2 = 27 8 • Toda potência com expoente par é um número positivo. 2 5 1 − = − 5 1 . − 5 1 = 25 1 • Produto de potências de mesma base. Para reduzir um produto de potências de mesma base a uma só potência, conservamos a base e somamos os expoentes. 2 5 2 . 3 5 2 = 532 5 2 5 2 5 2. 5 2. 5 2. 5 2. 5 2 = = + • Quociente de potências de mesma base. Para reduzir um quociente de potências de mesma base a uma só potência, conservamos a base e subtraímos os expoentes. 32525 2 3 2 3 2 3. 2 3 2 3. 2 3. 2 3. 2 3. 2 3 2 3: 2 3 = == − • Potência de Potência. Para reduzir uma potência de potência a uma potência de um só expoente, conservamos a base e multiplicamos os expoentes. 62322222232 2 1 2 1 2 1 2 1. 2 1. 2 1 2 1 = = = = +++ EXERCÍCIOS 1) Escreva o produto 73 3 2. 3 2 + + como uma só potência. 12 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 2) Escreva o quociente 412 25 16: 25 16 − − como uma só potência. 3) Se x = 8 23 10 − ,como se escreve x5 usando um só expoente? 4) Utilize as propriedades das potências de bases iguais e escreva como uma só potência: a) 36 20 17. 20 17 − − b) 46 4 3: 4 3 − − c) 52 25 13 + d) [ (– 0,18)3]5 e) 59 15 43. 15 43 + + f) 59 15 43. 15 43 + + 5)Qual é o valor da expressão + −−− 4 3: 2 1 24 13 3 ? 6) Calcule o valor das expressões numéricas: a) 2 3 2: 3 2 25 − − − b) − − − − 36 25 15 28: 5 7: 6 1 3 c) ( ) +−+−− 6 13:52. 3 2 2 d) − −+ 2 3: 5 2.5 10 3 2 e) 25 – [( 3,3 – 0,2 . 1,5 ) – 6,4 : 0,8]2 f) −+−+ + − −−− 212 2 113 5 1 3 1. 2 13 7) Qual é o valor de 3 21 3 33 − −− + ? 8) Determine o valor da expressão 2 2 3 11 3 − − − − . 9)Como 27 = 33, usando expoentes inteiros negativos podemos escrever 3-3 para representar 27 1 . Procedendo da mesma forma, como poderíamos escrever 27 1 ? 10) Use potências de base 10 e expoentes inteiros negativos para escrever os seguintes números: a) 0,0003 b) 0,005 c) 0,00018 d) 0,081 e) – 0,00016 f) –0,000418 RESPOSTAS 1) 10 3 2 + 2) 8 25 16 − 3) 40 23 10 − 4) a) (-17/20)9 b) (-3/4)2 c) (13/25)10 d) (-0,18)15 e) (-719)8 f) (-4315)14 5) – 3/8 6) a) -62/27 b) -1/12 c) 23/27 d) -11/15 e) 0 f) 13/10 7) 12 8) 1/72 9) 2-4 10) a) 3.10-4 b) 5.10-3 c) 18.10-5 d) 81.10-3 e) -16.10-5 f) -418.10-6 13 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO EXPRESSÕES NUMÉRICAS Expressões Algébricas são aquelas que contêm números e letras. Ex: 2ax²+bx Variáveis são as letras das expressões algébricas que representam um número real e que de princípio não possuem um valor definido. Valor numérico de uma expressão algébrica é o número que obtemos substituindo as variáveis por números e efetuamos suas operações. Ex: Sendo x =1 e y = 2, calcule o valor numérico (VN) da expressão: x² + y » 1² + 2 =3 Portando o valor numérico da expressão é 3. Monômio: os números e letras estão ligados apenas por produtos. Ex : 4x Polinômio: é a soma ou subtração de monômios. Ex: 4x+2y Termos semelhantes: são aqueles que possuem partes literais iguais ( variáveis ) Ex: 2 x³ y² z e 3 x³ y² z » são termos semelhantes pois possuem a mesma parte literal. Adição e Subtração de expressões algébricas Para determinarmos a soma ou subtração de expressões algébricas, basta somar ou subtrair os termos semelhantes. Assim: 2 x³ y² z + 3x³ y² z = 5x³ y² z ou 2 x³ y² z - 3x³ y² z = -x³ y² z Convém lembrar dos jogos de sinais. Na expressão ( x³ + 2 y² + 1 ) – ( y ² - 2 ) = x³ +2 y² + 1 – y² + 2 = x³ + y² +3 Multiplicação e Divisão de expressões algébricas Na multiplicação e divisão de expressões algébricas, devemos usar a propriedade distributiva. Exemplos: 1) a ( x+y ) = ax + ay 2) (a+b)(x+y) = ax + ay + bx + by 3) x ( x ² + y ) = x³ + xy » Para multiplicarmos potênciasde mesma base, conservamos a base e somamos os expoentes. » Na divisão de potências devemos conservar a base e subtrair os expoentes Exemplos: 1) 4x² : 2 x = 2 x 2) ( 6 x³ - 8 x ) : 2 x = 3 x² - 4 3) = [Resolução] Para iniciarmos as operações devemos saber o que são termos semelhantes. Dizemos que um termo é semelhante do outro quando suas partes literais são idênticas. Veja: ► 5x2 e 42x são dois termos, as suas partes literais são x2 e x, as letras são iguais, mas o expoente não, então esses termos não são semelhantes. ► 7ab2 e 20ab2 são dois termos, suas partes literais são ab2 e ab2, observamos que elas são idênticas, então podemos dizer que são semelhantes. Adição e subtração de monômios Só podemos efetuar a adição e subtração de monômios entre termos semelhantes. E quando os termos envolvidos na operação de adição ou subtração não forem semelhantes, deixamos apenas a operação indicada. Veja: Dado os termos 5xy2, 20xy2, como os dois termos são semelhantes eu posso efetuar a adição e a subtração deles. • 5xy2 + 20xy2 devemos somar apenas os coeficientes e conservar a parte literal. 25 xy2 • 5xy2 - 20xy2 devemos subtrair apenas os coeficientes e conservar a parte literal. - 15 xy2 Veja alguns exemplos: • x2 - 2x2 + x2 como os coeficientes são frações devemos tirar o mmc de 6 e 9. 3x2 - 4 x2 + 18 x2 18 17x2 18 • 4x2 + 12y3 – 7y3 – 5x2 devemos primeiro unir os termos semelhantes. 12y3 – 7y3 + 4x2 – 5x2 agora efetuamos a soma e a subtração. 5y3 – x2 como os dois termos restantes não são semelhantes, devemos deixar apenas indicado à operação dos monômios. • Reduza os termos semelhantes na expressão 4x2 – 5x -3x + 2x2. Depois calcule o seu valor numérico da expressão. 4x2 – 5x - 3x + 2x2 reduzindo os termos semelhantes. 4x2 + 2x2 – 5x - 3x 14 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 6x2 - 8x os termos estão reduzidos, agora vamos achar o valor numérico dessa expressão. Para calcularmos o valor numérico de uma expressão devemos ter o valor de sua incógnita, que no caso do exercício é a letra x. Vamos supor que x = - 2, então substituindo no lugar do x o -2 termos: 6x2 - 8x 6 . (-2)2 – 8 . (-2) = 6 . 4 + 16 = 24 + 16 40 Multiplicação de monômios Para multiplicarmos monômios não é necessário que eles sejam semelhantes, basta multiplicarmos coeficiente com coeficiente e parte literal com parte literal. Sendo que quando multiplicamos as partes literais devemos usar a propriedade da potência que diz: am . an = am + n (bases iguais na multiplicação repetimos a base e somamos os expoentes). (3a2b) . (- 5ab3) na multiplicação dos dois monômios, devemos multiplicar os coeficientes 3 . (-5) e na parte literal multiplicamos as que têm mesma base para que possamos usar a propriedade am . an = am + n. 3 . ( - 5) . a2 . a . b . b3 -15 a2 +1 b1 + 3 -15 a3b4 DIVISÃO DE MONÔMIOS Para dividirmos os monômios não é necessário que eles sejam semelhantes, basta dividirmos coeficiente com coeficiente e parte literal com parte literal. Sendo que quando dividirmos as partes literais devemos usar a propriedade da potência que diz: am : an = am - n (bases iguais na divisão repetimos a base e diminuímos os expoentes), sendo que a ≠ 0. (-20x2y3) : (- 4xy3) na divisão dos dois monômios, devemos dividir os coeficientes -20 e - 4 e na parte literal dividirmos as que têm mesma base para que possamos usar a propriedade am : an = am – n. -20 : (– 4) . x2 : x . y3 : y3 5 x2 – 1 y3 – 3 5x1y0 5x Potenciação de monômios Na potenciação de monômios devemos novamente utilizar uma propriedade da potenciação: (I) (a . b)m = am . bm (II) (am)n = am . n Veja alguns exemplos: (-5x2b6)2 aplicando a propriedade (I). (-5)2 . (x2)2 . (b6)2 aplicando a propriedade (II) 25 . x4 . b12 25x4b12 BINÔMIO Denomina-se Binômio de Newton , a todo binômio da forma (a + b)n , sendo n um número natural . Exemplo: B = (3x - 2y)4 ( onde a = 3x, b = -2y e n = 4 [grau do binômio] ). Exemplos de desenvolvimento de binômios de Newton : a) (a + b)2 = a2 + 2ab + b2 b) (a + b)3 = a3 + 3 a2b + 3ab2 + b3 c) (a + b)4 = a4 + 4 a3b + 6 a2b2 + 4ab3 + b4 d) (a + b)5 = a5 + 5 a4b + 10 a3b2 + 10 a2b3 + 5ab4 + b5 Nota: Não é necessário memorizar as fórmulas acima, já que elas possuem uma lei de formação bem definida, senão vejamos: Vamos tomar, por exemplo, o item (d) acima: Observe que o expoente do primeiro e últimos termos são iguais ao expoente do binômio, ou seja, igual a 5. A partir do segundo termo, os coeficientes podem ser obtidos a partir da seguinte regra prática de fácil memorização: Multiplicamos o coeficiente de a pelo seu expoente e dividimos o resultado pela ordem do termo. O resultado será o coeficiente do próximo termo. Assim por exemplo, para obter o coeficiente do terceiro termo do item (d) acima teríamos: 5.4 = 20; agora dividimos 20 pela ordem do termo anterior (2 por se tratar do segundo termo) 20:2 = 10 que é o coeficiente do terceiro termo procurado. Observe que os expoentes da variável a decrescem de n até 0 e os expoentes de b crescem de 0 até n. Assim o terceiro termo é 10 a3b2 (observe que o expoente de a decresceu de 4 para 3 e o de b cresceu de 1 para 2). Usando a regra prática acima, o desenvolvimento do binômio de Newton (a + b)7 será: (a + b)7 = a7 + 7 a6b + 21 a5b2 + 35 a4b3 + 35 a3b4 + 21 a2b5 + 7 ab6 + b7 Como obtivemos, por exemplo, o coeficiente do 6º termo (21 a2b5) ? Pela regra: coeficiente do termo anterior = 35. Multiplicamos 35 pelo expoente de a que é igual a 3 e dividimos o resultado pela ordem do termo que é 5. Então, 35 . 3 = 105 e dividindo por 5 (ordem do termo anterior) vem 105:5 = 21, que é o coeficiente do sexto termo, conforme se vê acima. Observações: 1) o desenvolvimento do binômio (a + b)n é um polinômio. 2) o desenvolvimento de (a + b)n possui n + 1 termos . 3) os coeficientes dos termos eqüidistantes dos extremos , no desenvolvimento De (a + b)n são iguais . 15 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 4) a soma dos coeficientes de (a + b)n é igual a 2n . Fórmula do termo geral de um Binômio de Newton Um termo genérico Tp+1 do desenvolvimento de (a+b) n , sendo p um número natural, é dado por onde é denominado Número Binomial e Cn.p é o número de combinações simples de n elementos, agrupados p a p, ou seja, o número de combinações simples de n elementos de taxa p. Este número é também conhecido como Número Combinatório. EXERCÍCIOS 1 - Determine o 7º termo do binômio (2x + 1)9 , desenvolvido segundo as potências decrescentes de x. Solução: Vamos aplicar a fórmula do termo geral de (a + b)n , onde a = 2x , b = 1 e n = 9. Como queremos o sétimo termo, fazemos p = 6 na fórmula do termo geral e efetuamos os cálculos indicados. Temos então: T6+1 = T7 = C9,6 . (2x) 9-6 . (1)6 = 9! /[(9-6)! . 6!] . (2x)3 . 1 = 9.8.7.6! / 3.2.1.6! . 8x3 = 84.8x3 = 672x3. Portanto o sétimo termo procurado é 672x3. 2 - Qual o termo médio do desenvolvimento de (2x + 3y)8 ? Solução: Temos a = 2x , b = 3y e n = 8. Sabemos que o desenvolvimento do binômio terá 9 Termos, porque n = 8. Ora sendo T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 os termos do desenvolvimento do binômio, o termo do meio (termo médio) será o T5 (quinto termo). Logo, o nosso problema resume-se ao cálculo do T5 . Para isto, basta fazer p = 4 na fórmula do termo geral e efetuar os cálculos decorrentes. Teremos:T4+1 = T5 = C8,4 . (2x) 8-4 . (3y)4 = 8! / [(8-4)! . 4!] . (2x)4 . (3y)4 = 8.7.6.5.4! / (4! . 4.3.2.1) . 16x4.81y4 Fazendo as contas vem: T5 = 70.16.81.x 4 . y4 = 90720x4y4 , que é o termo médio procurado. 3 - Desenvolvendo o binômio (2x - 3y)3n , obtemos um polinômio de 16 termos. Qual o valor de n? Solução: Ora, se o desenvolvimento do binômio possui 16 termos, então o expoente do binômio é igual a 15. Logo, 3n = 15 de onde conclui-se que n= 5. 4 - Determine o termo independente de x no desenvolvimento de (x + 1/x )6 . Solução: Sabemos que o termo independente de x é aquele que não depende de x, ou seja, aquele que não possui x. Temos no problema dado: a = x , b = 1/x e n = 6. Pela fórmula do termo geral, podemos escrever: Tp+1 = C6,p . x 6-p . (1/x)p = C6,p . x 6-p . x-p = C6,p . x 6-2p . Ora, para que o termo seja independente de x, o expoente desta variável deve ser zero, pois x0 = 1. Logo, fazendo 6 - 2p = 0, obtemos p=3. Substituindo então p por 6, teremos o termo procurado. Temos então: T3+1 = T4 = C6,3 . x 0 = C6,3 = 6! /[(6-3)! . 3! ] = 6.5.4.3! / 3!.3.2.1 = 20. Logo, o termo independente de x é o T4 (quarto termo) que é igual a 20. EXERCÍCIOS 1) Qual é o termo em x5 no desenvolvimento de (x + 3)8 ? 2) Determine a soma dos coeficientes do desenvolvimento de (x - 3y)7 . 3) Qual é o valor do produto dos coeficientes do 2o. e do penúltimo termo do desenvolvimento de (x - 1)80 ? 4) FGV-SP - Desenvolvendo-se a expressão [(x + 1/x) . (x - 1/x)]6 , obtém-se como termo independente de x o valor: a) 10 b) -10 c) 20 d) -20 e) 36 5) UF. VIÇOSA - A soma dos coeficientes do desenvolvimento de (2x + 3y)m é 625. O valor de m é: a) 5 b) 6 c)10 d) 3 e) 4 6) MACK-SP - Os 3 primeiros coeficientes no desenvolvimento de (x2 + 1/(2x))n estão em progressão aritmética.O valor de n é: a) 4 b) 6 c) 8 d) 10 e) 12 7) No desenvolvimento de (3x + 13)n há 13 termos. A soma dos coeficientes destes termos é igual a: 8) UFBA-92 - Sabendo-se que a soma dos coeficientes no desenvolvimento do binômio (a + b)m é igual a 256, calcule (m/2)! 9) UFBA-88 - Calcule o termo independente de x no desenvolvimento de (x2 + 1/x)9. 16 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 10) Calcule a soma dos coeficientes do desenvolvimento do binômio (3x - 1)10. RESPOSTAS (1) T4 = 1512.x 5 (2) – 128 (3) 6400 (4-D) (5-E) (6-8) (7) 248 (8) 24 (9) 84 (10) 1024 MÚLTIPLOS E DIVISORES DE NÚMEROS NATURAIS Sabemos que 30:6 = 5,porque 5 x 6 = 30. Podemos dizer então que: “30 é divisível por 6 porque existe um numero natural (5) que multiplicado por 6 dá como resultado 30.” Um numero natural a é divisível por um numero natural b, não-nulo, se existir um número natural c,tal que c . b = a. Ainda com relação ao exemplo 30 : 6 = 5, temos que: 30 é múltiplo de 6,e 6 é divisor de 30. Conjunto dos múltiplos de um número natural: é obtido multiplicando-se esse número pela sucessão dos números naturais: 0,1,2,3,4,5,6,... Para acharmos o conjunto dos múltiplos de 7, por exemplo, multiplicamos por 7 cada um dos números da sucessão dos naturais: 7 x 0 = 0 7 x 1 = 7 7 x 2 = 14 7 x 3 = 21 7 x 4 = 28 7 x 5 = 35 O conjunto formado pelos resultados encontrados forma o conjunto dos múltiplos de 7: M(7) = {0,7,14,21,28,...}. Observações: è Todo número natural é múltiplo de si mesmo. è Todo número natural é múltiplo de 1. è Todo número natural, diferente de zero, tem infinitos múltiplos. è O zero é múltiplo de qualquer número natural. è Os múltiplos do número 2 são chamados de números pares, e a fórmula geral desses números é 2 k (k∈N ). Os demais são chamados de números ímpares, e a fórmula geral desses números é 2 k + 1 ( k∈ N ). Critérios de divisibilidade: são regras práticas que nos possibilitam dizer se um número é ou não divisível por outro, sem efetuarmos a divisão. Divisibilidade por 2: Um número é divisível por 2 quando termina em 0, 2, 4, 6 ou 8, ou seja, quando ele é par. Exemplos: a) 9656 é divisível por 2, pois termina em 6. b) 4321 não é divisível por 2, pois termina em 1. Divisibilidade por 3: Um número é divisível por 3 quando a soma dos valores absolutos de seus algarismos é divisível por 3. Exemplos: a) 65385 é divisível por 3, pois 6 + 5 + 3 + 8 + 5 = 27, e 27 é divisível por 3. b) 15443 não é divisível por 3, pois 1+ 5 + 4 + 4 + 3 = 17, e 17 não é divisível por 3. Divisibilidade por 4: Um número é divisível por 4 quando seus dois algarismos são 00 ou formam um número divisível por 4. Exemplos: a) 536400 é divisível por 4, pois termina em 00. b) 653524 é divisível por 4, pois termina em 24, e 24 é divisível por 4. c) 76315 não é divisível por 4, pois termina em 15, e 15 não é divisível por 4. Divisibilidade por 5: Um número é divisível por 5 quando termina em 0 ou 5. Exemplos: a) 35040 é divisível por 5, pois termina em 00. b) 7235 é divisível por 5, pois termina em 5. c) 6324 não é divisível por 5, pois termina em 4. Divisibilidade por 6: Um número é divisível por 6 quando é divisível por 2 e por 3. Exemplos: a) 430254 é divisível por 6, pois é divisível por 2 e por 3 (4 + 3 + 0 + 2 + 5 + 4 = 18). b) 80530 não é divisível por 6, pois não é divisível por 3 ( 8 + 0 + 5 + 3 + 0 = 16 ). c) 531561 não é divisível por 6, pois não é divisível por 2. Divisibilidade por 8: Um número é divisível por 8 quando seus três últimos algarismos forem 000 ou formarem um número divisível por 8. Exemplos: a) 57000 é divisível por 8, pois seus três últimos algarismos são 000. b) 67024 é divisível por 8, pois seus três últimos algarismos formam o número 24, que é divisível por 8. c) 34125 não é divisível por 8, pois seus três últimos algarismos formam o número 125, que não é divisível por 8. Divisibilidade por 9: Um número é divisível por 9 quando a soma dos valores absolutos de seus algarismos formam um número divisível por 9. Exemplos: 17 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO a) 6253461 é divisível por 9, pois 6 + 2 + 5 + 3 + 4 + 6 + 1 = 27 é divisível por 9. b) 325103 não é divisível por 9, pois 3 + 2 + 5 + 1 + 0 + 3 = 14 não é divisível por 9. Divisibilidade por 10: Um número é divisível por 10 quando termina em zero. Exemplos: a) 563040 é divisível por 10, pois termina em zero. b) 246321 não é divisível por 10, pois não termina em zero. Divisibilidade por 11: Um número é divisível por 11 quando a diferença entre a soma dos algarismos de posição ímpar e a soma dos algarismos de posição par resulta em um número divisível por 11. Exemplos: a) 1º 3º 5º ð Algarismos de posição ímpar.(Soma dos algarismos de posição impar: 4 + 8 + 3 = 15.) 4 3 8 1 3 2º 4º ð Algarismos de posição par.(Soma dos algarismos de posição par:3 + 1 = 4) 15 – 4 = 11 ð diferença divisível por 11. Logo 43813 é divisível por 11. b) 1º 3º 5º 7º ð (Soma dos algarismos de posição ímpar:8 + 4 + 5 + 2 = 19) 8 3 4 1 5 7 2 1 2º 4º 6º 8º ð (Soma dos algarismos de posição par:3 + 1 + 7 + 1 = 12) 19 – 12 = 7 ð diferença que não é divisível por 11. Logo 83415721 não é divisível por 11. Divisibilidade por 12: Um número é divisível por 12 quando é divisível por 3 e por 4. Exemplos: a) 78324 é divisível por 12, pois é divisível por 3 ( 7 + 8 + 3 + 2 + 4 = 24) e por 4 (termina em 24). b) 652011 não é divisível por 12, pois não é divisível por 4 (termina em 11). c) 863104 não é divisível por 12, pois não é divisível por 3 ( 8 + 6 + 3 +1 + 0 + 4 = 22). Divisibilidade por 15: Um número é divisível por 15 quando é divisível por 3 e por 5. Exemplos: a) 650430 é divisível por 15, pois é divisível por 3 ( 6 + 5 + 0 + 4 + 3 + 0 =18) e por 5 (termina em 0). b) 723042 não é divisível por 15, pois não é divisível por 5 (termina em 2). c) 673225 não é divisível por 15, pois não é divisível por 3 ( 6 + 7 + 3 + 2 + 2 + 5 = 25). EXERCÍCIOS 1- Escreva os elementos dos conjuntos dos múltiplos de 5 menores que 30. 2- Escreva os elementos dos conjuntos dos múltiplos de 8 compreendidos entre 30 e 50. 3- Qual é o menor múltiplo de 12 maior que 50? 4- Qual é o menor número que devemos somar a 36 para obter um múltiplo de 7? 5- Como são chamados os múltiplos de 2? 6- Verifique se os números abaixo são divisíveis por 4. a) 23418 b) 65000 c) 38036 d) 24004e) 58617 7- Verifique se os números abaixo são divisíveis por 11. a) 8324701 b) 62784 c) 123211 d) 78298 e) 2013045 8- Qual é o maior múltiplo de 15 menor que 150? 9- Escreva os elementos dos conjuntos dos múltiplos de 7 maiores que 10 e menores que 20. 10- Verifique se os números abaixo são divisíveis por 15. a) 280365 b) 421380 c) 70305 d) 203400 e) 43123 RESPOSTAS 1- {0, 5, 10, 15, 20, 25} 2- {32, 40, 48} 3- 60 4- 6 5- pares 6- a) N b) S c) S d) S e) N 7- a) N b) S c) S d) S e) N 8- 135 9- {14} 10- a) S b) S c) S d) S e) N PROBLEMAS Os problemas matemáticos são resolvidos utilizando inúmeros recursos matemáticos, destacando, entre todos, os princípios algébricos, os quais são divididos de acordo com o nível de dificuldade e abordagem dos conteúdos. Primeiramente os cálculos envolvem adições e subtrações, posteriormente as multiplicações e divisões. Depois os problemas são resolvidos com a utilização dos fundamentos algébricos, isto é, criamos equações matemáticas com valores desconhecidos (letras). Observe algumas situações que podem ser descritas com utilização da álgebra. - O dobro de um número adicionado com 4: 2x + 4; - A soma de dois números consecutivos: x + (x + 1); - O quadrado de um número mais 10: x2 + 10; - O triplo de um número adicionado ao dobro do número: 3x + 2x; - A metade da soma de um número mais 15: x/2 + 15; - A quarta parte de um número: x/4. 18 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO Exemplo 1 A soma de três números pares consecutivos é igual a 96. Determine-os. 1º número: x 2º número: x + 2 3º número: x + 4 (x) + (x+2) + (x+4) = 96 Resolução: x + x + 2 + x + 4 = 96 3x = 96 – 4 – 2 3x = 96 – 6 3x = 90 x = 90/3 x = 30 1º número: x = 30 2º número: x + 2 = 30 + 2 = 32 3º número: x + 4 = 30 + 4 = 34 Os números são 30, 32 e 34. Exemplo 2 O triplo de um número natural somado a 4 é igual ao quadrado de 5. Calcule-o: Resolução: 3x + 4 = 52 3x = 25 – 4 3x = 21 x = 21/3 x = 7 O número procurado é igual a 7. Exemplo 3 A idade de um pai é o quádruplo da idade de seu filho. Daqui há cinco anos, a idade do pai será o triplo da idade do filho. Qual é a idade atual de cada um? Resolução: Atualmente Filho: x Pai: 4x Futuramente Filho: x + 5 Pai: 4x + 5 4x + 5 = 3 . (x + 5) 4x + 5 = 3x + 15 4x – 3x = 15 – 5 X = 10 Pai: 4x = 4 . 10 = 40 O filho tem 10 anos e o pai tem 40. Exemplo 4 O dobro de um número adicionado ao seu triplo corresponde a 20. Qual é o número? Resolução 2x + 3x = 20 5x = 20 x = 20/5 x = 4 O número corresponde a 4. Exemplo 5 Em uma chácara existem galinhas e coelhos totalizando 35 animais, os quais somam juntos 100 pés. Determine o número de galinhas e coelhos existentes nessa chácara. Galinhas: G Coelhos: C G + C = 35 Cada galinha possui 2 pés e cada coelho 4, então: 2G + 4C = 100 Sistema de equações Isolando C na 1ª equação: G + C = 35 C = 35 – G Substituindo C na 2ª equação: 2G + 4C = 100 2G + 4 . (35 – G) = 100 2G + 140 – 4G = 100 2G – 4G = 100 – 140 - 2G = - 40 G = 40/2 G = 20 Calculando C C = 35 – G C = 35 – 20 C = 15 EXERCÍCIOS 1- A soma das idades de Arthur e Baltazar é de 42 anos. Qual a idade de cada um, se a idade de Arthur é 5 2 da idade de Baltazar? A + B = 42 anos A = 2/5 . B (substituindo a letra “A” pelo valor 2/5.B) 2/5.B + B = 42 (mmc: 5) 2B + 5B = 210 7B = 210 B = 210/7 B = 30 A = 12 2- A diferença entre as idades de José e Maria é de 20 anos. Qual a idade de cada um, sabendo-se que a idade de José é 5 9 da idade de Maria? 19 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO J – M = 20 (substituindo a letra “J” por 9/5M) J = 9/5M 9/5M – M = 20 (mmc:1;5) 9M – 5M = 100 4M = 100 M = 100/4 M = 25 e J = 45 3- Verificou-se que numa feira 9 5 dos feirantes são de origem japonesa e 5 2 do resto são de origem portuguesa. O total de feirantes japoneses e portugueses é de 99. Qual o total de feirantes dessa feira? F = feirantes (substituindo a letra “J” por 5/9.F) J = 5/9.F P = J + P = 99 (mmc:9;45) 33F = 4455 F = 4455/33 F = 135 4- Certa quantidade de cards é repartida entre três meninos. O primeiro menino recebe 7 3 da quantidade e o segundo, metade do resto. Dessa maneira, os dois receberam 250 cards. Quantos cards havia para serem repartidos e quantos cards recebeu o terceiro menino? X = cards (substituindo o “1°” e “2º” pelos valores respectivos) 1º = 3/7.X (mmc: 1;7) 2º = 3x + 2x = 1750 1º + 2º = 250 5x = 1750 X = 1750/5 X = 350 ------------------------------------------------------------------------------ 1º = 3/7 . 350 = 150 2º = 2/7 . 350 = 100 3º = 350 – 250 = 100 5- Num dia, uma pessoa lê os 5 3 de um livro. No dia seguinte, lê os 4 3 do resto e no terceiro dia, lê as 20 páginas finais. Quantas páginas tem o livro? X = livro 1 dia = 3/5 x 1 dia + 2 dia + 3 dia = x 2 dia = ¾ (x – 3/5x) 3/5 x + ¾ (x – 3/5x) + 20 = x 3 dia = 20 páginas 3/5 x + ¾ + 20 = x 3/5 x + ¾ . 2x/5 + 20 = x 3/5 x + 6x/20 + 20 = x (mmc:5;20) 12x + 6x + 400 = 20x 20x – 18x = 400 2x = 400 X = 400/2 = 200 páginas 6- Uma caixa contém medalhas de ouro, de prata e de bronze. As medalhas de ouro totalizam 5 3 das medalhas da caixa. O número de medalhas de prata é 30. O total de medalhas de bronze é 4 1 do total de medalhas. Quantas são as medalhas de ouro e de bronze contidas na caixa? O + P + B = T T = total 3/5T + 30 + 1/4T = T (mmc:5;4) O = 3/5T 12T/20 + 5T/20 + 600/20 = 20T/20 P = 30 17T + 600 = 20T B = 1/4T 20T – 17T = 600 3T = 600 T = 600/3 = 200 medalhas ---------------------------------------------------------------------- O = 3/5T = 3/5 . 200 = 120 B = 1/4T = ¼ . 200 = 50 7-Uma viagem é feita em quatro etapas. Na primeira etapa, percorrem-se os 7 2 da distância total. Na segunda, os 5 3 do resto. Na terceira, a metade do novo resto. Dessa maneira foram percorridos 60 quilômetros. Qual a distância total a ser percorrida e quanto se percorreu na quarta etapa? T = total 1ª = 2/7T 2ª = 3ª = 1ª + 2ª + 3ª = 60 2T/7 + 3T/7 + 2T/14 = 60 (mmc:7;14) 4T + 6T + 2T = 840 12T = 840 T = 840/12 T = 70 4ª = 70 – 60 = 10 8- A soma das idades de Lúcia e Gabriela é de 49 anos. Qual a idade de cada uma, sabendo-se que a idade de Lúcia é 4 3 da idade de Gabriela? L + G = 49 anos (substitui aletra “L” por 3/4G) L = 3/4G ¾ G + G = 49 (mmc:1;4) 3G + 4G = 196 7G = 196 G = 196/7 = 28 L = 49 – 28 = 21 9- Num dia, um pintor pinta 5 2 de um muro. No dia seguinte, pinta mais 51 metros do muro. Desse modo, pintou 9 7 do muro todo. Quantos metros tem o muro? 20 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO M = muro 1 dia = 2/5M 2 dia = 51 metros 2/5M + 51 = 7/9M (mmc:5;9) 18M/45 + 2295/45 = 35M/45 18M + 2295 = 35M 35M – 18M = 2295 17M = 2295 M = 2295/17 M = 135 metros 10- Um aluno escreve 8 3 do total de páginas de seu caderno com tinta azul e 58 páginas com tinta vermelha. Escreveu, dessa maneira, 9 7 do total de páginas do caderno. Quantas páginas possui o caderno? P = total 3/8P + 58 = 7/9P (mmc:8;9) Azul = 3/8P 27P + 4176 = 56P Vermelha = 58 56P – 27P = 4176 29P = 4176 P = 4176/29 = 144 páginas RESPOSTAS 1- Baltazar 30 anos e Artur 12 anos 2- José 45 anos e Maria 25 anos 3- 135 feirantes 4- 350 cards e 3º 100 cards 5- 200 páginas 6- 120 de ouro e 50 de bronze 7- Gabriela 28 anos e Lúcia 21 anos 8- Total 70 km e 4º 10 km 9- 135 metros 10- 144 páginas FRAÇÕES E OPERAÇÕES COM FRAÇÕES NÚMEROS FRACIONÁRIOS ADIÇÃO E SUBTRAÇÃO Frações com denominadores iguais: Exemplo: Jorge comeu 8 3 de um tablete de chocolate e Miguel 8 2 desse mesmo tablete. Qual a fração do tablete de chocolate que Jorge e Miguel comeram juntos? A figura abaixo representa o tablete de chocolate. Nela também estão representadas as frações do tablete que Jorge e Miguel comeram: 3/8 2/8 5/8 Observe que 8 3 + 8 2 = 8 5 Portanto, Jorge e Miguel comeram juntos 8 5 do tablete de chocolate. Na adição e subtração de duas ou mais frações que têm denominadores iguais, conservamos o denominador comum e somamos ou subtraímos os numeradores. Outro Exemplo: 2 1 2 753 2 7 2 5 2 3 = −+ =−+ Frações com denominadores diferentes: Calcular o valor de 6 5 8 3 + . Inicialmente, devemos reduzir as frações ao mesmo denominador comum: mmc (8,6) = 24 6 5 8 3 + = 24 20 24 9 + 24 : 8 . 3 = 9 24 : 6 . 5 = 20 Devemos proceder, agora, como no primeiro caso, simplificando o resultado, quando possível: 24 20 24 9 + = 24 29 24 209 = + Portanto: 6 5 8 3 + = 24 20 24 9 + = 24 29 24 209 = + Na adição e subtração de duas ou mais frações que têm os denominadores diferentes, reduzimos inicialmente as frações ao menor denominador comum, após o que procedemos como no primeiro caso. 21 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO MULTIPLICAÇÃO Exemplo: De uma caixa de frutas, 5 4 são bananas. Do total de bananas, 3 2 estão estragadas. Qual é a fração de frutas da caixa que estão estragadas? Representa 4/5 do conteúdo da caixa Representa 2/3 de 4/5 do conteúdo da caixa. Repare que o problema proposto consiste em calcular o valor de 3 2 de 5 4 que, de acordo com a figura, equivale a 15 8 do total de frutas. De acordo com a tabela acima, 3 2 de 5 4 equivale a 3 2 . 5 4 . Assim sendo: 3 2 . 5 4 = 15 8 Ou seja: 3 2 de 5 4 = 3 2 . 5 4 = 5.3 4.2 = 15 8 O produto de duas ou mais frações é uma fração cujo numerador é o produto dos numeradores e cujo denominador é o produto dos denominadores das frações dadas. Outro exemplo: 3 2 . 5 4 . 135 56 9.5.3 7.4.2 9 7 == Observação: Sempre que possível, antes de efetuar a multiplicação, podemos simplificar as frações entre si, dividindo os numeradores e os denominadores por um fator comum. Esse processo de simplificação recebe o nome de cancelamento. 1 1 3 2 . 5 4 . 25 12 10 9 5 3 = DIVISÃO Duas frações são inversas ou recíprocas quando o numerador de uma é o denominador da outra e vice-versa. Exemplo: 3 2 é a fração inversa de 2 3 5 ou 1 5 é a fração inversa de 5 1 Considere a seguinte situação: Lúcia recebeu de seu pai os 5 4 dos chocolates contidos em uma caixa. Do total de chocolates recebidos, Lúcia deu a terça parte para o seu namorado. Que fração dos chocolates contidos na caixa recebeu o namorado de Lúcia? A solução do problema consiste em dividir o total de chocolates que Lúcia recebeu de seu pai por 3, ou seja, 5 4 : 3. Por outro lado, dividir algo por 3 significa calcular 3 1 desse algo. Portanto: 5 4 : 3 = 3 1 de 5 4 Como 3 1 de 5 4 = 3 1 . 5 4 = 5 4 . 3 1 , resulta que 5 4 : 3 = 5 4 : 1 3 = 5 4 . 3 1 São frações inversas Observando que as frações 1 3 e 3 1 são frações inversas, podemos afirmar que: Para dividir uma fração por outra, multiplicamos a primeira pelo inverso da segunda. Portanto 5 4 : 3 = 5 4 : 1 3 = 5 4 . 3 1 = 15 4 Ou seja, o namorado de Lúcia recebeu 15 4 do total de chocolates contidos na caixa. 22 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO Outro exemplo: 6 5 8 5. 3 4 5 8: 3 4 2 1 == Note a expressão: 5 1 2 3 . Ela é equivalente à expressão 5 1: 2 3 . Portanto 5 1 2 3 = 5 1: 2 3 = 1 5. 2 3 = 2 15 NÚMEROS E GRANDEZAS PROPORCIONAIS: Razões e Proporções Sejam dois números reais a e b, com b ≠ 0. Chama-se razão entre a e b (nessa ordem) o quociente a : b, ou a/b. A razão é representada por um número racional, mas é lida de modo diferente. Exemplos: a) A fração 5 3 lê-se: “três quintos”. b) A razão 5 3 lê-se: “3 para 5”. Os termos da razão recebem nomes especiais. Exemplo 1: A razão entre 20 e 50 é 5 2 50 20 = já a razão entre 50 e 20 é 2 5 20 50 = . Exemplo 2: Numa classe de 42 alunos há 18 rapazes e 24 moças. A razão entre o número de rapazes e o número de moças é 4 3 24 18 = , o que significa que para “cada 3 rapazes há 4 moças”. Por outro lado, a razão entre o número de rapazes e o total de alunos é dada por 7 3 42 18 = , o que equivale a dizer que “de cada 7 alunos na classe, 3 são rapazes”. Razão entre grandezas de mesma espécie: A razão entre duas grandezas de mesma espécie é o quociente dos números que expressam as medidas dessas grandezas numa mesma unidade. Exemplo: Uma sala tem 18 m2. Um tapete que ocupar o centro dessa sala mede 384 dm2. Vamos calcular a razão entre a área do tapete e a área da sala. Primeiro, devemos transformar as duas grandezas em uma mesma unidade: Área da sala: 18 m2 = 1 800 dm2 Área do tapete: 384 dm2 Estando as duas áreas na mesma unidade, podemos escrever a razão: 75 16 1800 384 1800 384 2 2 == dm dm Razão entre grandezas de espécies diferentes: Exemplo 1: Considere um carro que às 9 horas passa pelo quilômetro 30 de uma estrada e, às 11 horas, pelo quilômetro 170: Distância percorrida: 170 km – 30 km = 140 km Tempo gasto: 11h – 9h = 2h Calculamos a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto para isso: hkm h km /70 2 140 = A esse tipo de razão dá-se o nome de velocidade média. Observe que: • as grandezas quilômetro e hora são de naturezas diferentes; • a notação km/h (lê-se: “quilômetros por hora”) deve acompanhar a razão. Exemplo 2: A Região Sudeste (Espírito Santo, Minas Gerais, Rio de Janeiro e São Paulo) tem uma área aproximada de 927 286 km2 e uma população de 66 288 000 habitantes, aproximadamente, segundo estimativas projetadas pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) para o ano de 1995. Dividindo-se o número de habitantes pela área, obteremos o número de habitantes por km2 (hab./km2): 2/.5,71 927286 66288000 kmhab≅A esse tipo de razão dá-se o nome de densidade demográfica. A notação hab./km2 (lê-se:”habitantes por quilômetro quadrado”) deve acompanhar a razão. Exemplo 3: Um carro percorreu, na cidade, 83,76 km com 8 l de gasolina. Dividindo-se o número de quilômetros percorridos pelo número de litros de combustível consumidos, teremos o número de quilômetros que esse carro percorre com um litro de gasolina: lkm l km /47,10 8 76,83 ≅ 23 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO A esse tipo de razão dá-se o nome de consumo médio. A notação km/l (lê-se: “quilômetro por litro”) deve acompanhar a razão. Exemplo 4: Uma sala tem 8 m de comprimento. Esse comprimento é representado num desenho por 20 cm. Qual é a escala do desenho? Escala = 40:1 40 1 800 20 8 20 ou cm cm m cm orealcompriment onodesenhocompriment === A razão entre um comprimento no desenho e o correspondente comprimento real, chama-se Escala. EXERCÍCIOS 1- Se a razão de x para y é 3 10 , quem é maior: x ou y? 2- Numa escola estão matriculados 800 alunos, dos quais 450 são meninas. A razão entre o número de meninos e o número de meninas é: a) 9 7 b) 7 9 c) 16 9 d) 16 7 3- No campeonato colegial mirim, Reginaldo percorreu 60 m em 8 s. Sua velocidade média foi: a) 6 m/s b) 7 m/s c) 7,5 m/s d) 8 m/s 4- (Unifor-CE) Se a razão entre dois números é 5 3 , a razão entre o quíntuplo do primeiro e a terça parte do segundo é igual a: a) 9 1 b) 3 1 c) 1 d) 3 e) 9 5- (Vest. Rio) Um bar vende suco e refresco de tangerina. Ambos são fabricados diluindo em água um concentrado desta fruta. As proporções são de uma parte de concentrado para três de água, no caso do suco, e de uma parte de concentrado para seis de água no caso do refresco. O refresco também poderia ser fabricado diluindo x partes de suco em y partes de água, se a razão y x fosse igual a: a) 2 1 b) 4 3 c) 1 d) 3 4 e) 2 6- (U.F. Santa Maria -RS) A velocidade média é definida como o quociente do espaço percorrido, em quilômetros, pelo tempo gasto para percorrê-lo, em horas. Um automóvel percorreu a distância entre duas cidades, com velocidade média de 60 km/h e fez a viagem de regresso com velocidade média de 40 km/h. Então, pode-se afirmar que a velocidade média do percurso total, ida e volta, foi de: a) 48 km/h b) 50 km/h c) 52 km/h d) 60 km/h e) 100 km/h 7- (UFRS) Se a escala de um mapa é 5 por 2 500 000 e dois pontos no mapa à distância de 25 cm, ao longo de uma rodovia, a distância real em km é: a) 100 b) 125 c) 150 d) 200 e) 250 8- (ESPM-SP) Em um mapa verifica-se que a escala é 1 : 22 000 000. Duas cidades estão distantes de São Paulo, respectivamente, 4 e 6 cm. Se fosse feita uma estrada ligando as três cidades, qual seria o mínimo de extensão que ela teria? 9- (UFRJ) Um automóvel de 4,5 m de comprimento é representado, em escala, por um modelo de 3 cm de comprimento. Determine a altura do modelo que representa, na mesma escala, uma casa de 3,75 m de altura. 10- (UFCE) Em um mapa cartográfico, 4 cm representam 12 km. Nesse mesmo mapa, 10 cm representarão quantos quilômetros? RESPOSTAS (1-X) (2-A) (3-C) (4-E) (5-A) (6-B) (7-B) (8)1.320km) (9)2,5cm) (10)30km) PROPORÇÃO A igualdade entre duas razões recebe o nome de proporção. Na proporção 10 6 5 3 = (lê-se: “3 está para 5 assim como 6 está para 10”), os números 3 e 10 são chamados extremos, e os números 5 e 6 são chamados meios. Observemos que o produto 3 x 10 = 30 é igual ao produto 5 x 6 = 30, o que caracteriza a propriedade fundamental das proporções: “Em toda proporção, o produto dos meios é igual ao produto dos extremos”. 24 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO Exemplo 1: Na proporção 9 6 3 2 = , temos 2 x 9 = 3 x 6 = 18; e em 16 4 4 1 = ,temos 4 x 4 = 1 x 16 = 16. Exemplo 2: Na bula de um remédio pediátrico recomenda-se a seguinte dosagem: 5 gotas para cada 2 kg do “peso” da criança. Se uma criança tem 12 kg, a dosagem correta x é dada por: kg x kg gotas 122 5 = x = 30 gotas Por outro lado, se soubermos que foram corretamente ministradas 20 gotas a uma criança, podemos concluir que seu “peso” é 8 kg, pois: pgotas kg gotas /20 2 5 = p = 8kg (nota: o procedimento utilizado nesse exemplo é comumente chamado de regra de três simples.) Propriedades da Proporção: • O produto dos extremos é igual ao produto dos meios: essa propriedade possibilita reconhecer quando duas razões formam ou não uma proporção. • A soma dos dois primeiros termos está para o primeiro (ou para o segundo termo) assim como a soma dos dois últimos está para o terceiro (ou para o quarto termo). 10 14 5 7 10 410 5 25 4 10 2 5 =⇒ + = +⇒= ou 4 14 2 7 4 410 2 25 4 10 2 5 =⇒ + = +⇒= • A diferença entre os dois primeiros termos está para o primeiro (ou para o segundo termo) assim como a diferença entre os dois últimos está para o terceiro (ou para o quarto termo). • 8 2 4 1 8 68 4 34 6 8 3 4 =⇒ − = −⇒= ou 6 2 3 1 6 68 3 34 6 8 3 4 =⇒ − = −⇒= • A soma dos antecedentes está para a soma dos conseqüentes assim como cada antecedente está para o seu conseqüente. 8 2 4 1 8 68 4 34 6 8 3 4 =⇒ − = −⇒= ou 6 2 3 1 6 68 3 34 6 8 3 4 =⇒ − = −⇒= • A diferença dos antecedentes está para a diferença dos conseqüentes assim como cada antecedente está para o seu conseqüente. 8 12 10 15 8 12 28 312 2 3 8 12 =⇒= + + ⇒= ou 2 3 10 15 2 3 28 312 2 3 8 12 =⇒= + + ⇒= EXERCÍCIOS 1- Na proporção 28 yx = , sabe-se que x – y = 90. Quanto vale x? 2- As áreas de dois terrenos estão uma para a outra assim como 2 está para 3. Determine a área de cada um, sabendo-se que elas somam 360 m2. 3- A diferença entre a idade de Ângela e a idade de Vera é 12 anos. Sabendo-se que suas idades estão uma para a outra assim como 2 5 , determine a idade de cada uma. 4- Divida R$ 72,00 entre duas pessoas de modo que a primeira e a segunda recebam quantias proporcionais a 3 e a 5. 5- Um segmento de 78 cm de comprimento é dividido em duas partes na razão de 9 4 . Determine o comprimento de cada uma das partes. 6- (UFGO) Sabe-se que as casas do braço de um violão diminuem de largura seguindo uma mesma proporção. Se a primeira casa do braço de um violão tem 4 cm de largura e a segunda casa, 3 cm, calcule a largura da quarta casa. 25 Didatismo e Conhecimento MATEMÁTICA E RACIOCÍNIO LÓGICO TRT - RO JANEIRO /2011 TECNICO 7- (Ulbra–RS) Água e tinta estão misturadas na razão de 9 para 5. Sabendo-se que há 81 litros de água na mistura, o volume total em litros é de: a) 45 b) 81 c) 85 d) 181 e) 126 8- Os números x e y são tais que x + y = – 105 e . 2 5 = y x Os valores de x e y são: a) –35 e –70 b) –175 e 70 c) 35 e –140 d) –30 e –75 9- Calcule x e y na proporção 25 yx = , sabendo que x + y = 84. 10- A diferença entre dois números é 65. Sabe-se que o primeiro está para 9 assim como o segundo está para 4. Calcule esses números. RESPOSTAS 1) x = 120 y = 30 2) 144 m2 216 m2 3) Ângela 20 Vera 8 4) R$27,00 R$45,00 5) 24 cm 54 cm 6) 27/16 cm 7) E 8) D 9) x = 60 y = 24 10) 117 e 52 DIVISÃO EM PARTES PROPORCIONAIS NÚMEROS DIRETAMENTE PROPORCIONAIS Considere a seguinte situação: Joana gosta de queijadinha e por isso resolveu aprender a fazê-las. Adquiriu a receita de uma amiga. Nessa receita, os ingredientes necessários são: 3 ovos 1 lata de leite condensado 1 xícara de leite 2 colheres das de sopa de farinha de trigo
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