Prévia do material em texto
Livro do professor 2 Transformações geométricas 23 1 Potenciação e radiciação 2 3 Porcentagem 44 8o. ano Volume 1 Matemática © Sh ut te rs to ck /O rio nt ra il Livro didático 1 © NA SA /J PL -C al te ch b c d e f g h 1. Esse sistema com sete planetas está localizado a cerca de 40 anos-luz do nosso Sistema Solar. Você sabe o que é ano-luz? 2. Um ano-luz equivale a aproximadamente 9 461 000 000 000 quilômetros. Notando que essa distância é um pouco menor do que 9,5 trilhões de quilômetros, qual é a distância aproximada entre o nosso Sistema Solar e o sistema dos sete planetas descobertos? 3. Por que você acha que as distâncias astronômicas são expressas em ano-luz e não em unidades como quilômetros ou metros? Potenciação e radiciação f g h 1. É a distância percorrida pela luz em um ano. 2. 40 · 9 500 000 000 000 km = 380 000 000 000 000 km 3. Para evitar a escrita de números muito grandes. Repare que quando es- crevemos 40 anos-luz em km, usamos um número com 15 algarismos. Comente com os alunos que neste capítulo será estudado um modo de representar números muito grandes (ou muito pequenos) que faci- lita sua escrita e leitura. A Nasa descobriu sete planetas com tamanhos próximos ao da Terra e que orbitam a estrela anã chamada TRAPPIST-1. Desses sete planetas, que estão localizados fora do nosso Sistema Solar e por isso são conhecidos como exoplanetas, três são muito parecidos com a Terra, identificados pelas letras e, f e g na imagem. 2 Potências com expoentes inteiros Potências com expoentes inteiros positivos Este é o triângulo de Sierpinski, um tipo de fractal criado pelo matemático polonês Waclaw Sierpinski. Ele é construído da seguinte maneira: • Iniciamos com um triângulo qualquer. Nesse caso, vamos escolher um triângulo equilátero. • Marcamos os pontos médios dos lados desse triângulo. • Ligamos os pontos médios e obtemos quatro triângulos. • Retiramos o triângulo central. Em cada estágio, repetimos os três últimos passos anteriores para cada um dos triângulos restantes obtidos no estágio anterior. Veja os quatro primeiros estágios. Estágio 2 Estágio 3Estágio 0 (inicial) Estágio 1 a) Pesquise o que é fractal. É uma figura que pode ser dividida sucessivamente em partes, em que cada uma é semelhante à figura toda. Um fractal contém cópias reduzidas de si mesmo, essas cópias contêm cópias ainda menores e assim por diante. b) No estágio 1, têm-se três triângulos equiláteros roxos. Quantos triângulos equiláteros roxos existem no estágio 2? 9 c) E no estágio 3, quantos triângulos roxos existem? 27 d) Represente, na forma de multiplicação de fatores iguais, a quantidade de triângulos roxos obtidos no estágio 3. 3 ∙ 3 ∙ 3 e) Escreva as quantidades de triângulos roxos dos estágios 1, 2 e 3 como potências de base 3. Estágio 1: 31 Estágio 2: 32 Estágio 3: 33 f) Observe o padrão do item anterior e escreva a quantidade de triângulos roxos do estágio 4 como uma potência de base 3. Depois, calcule o resultado dessa potência. De acordo com o padrão observado, o número de triângulos roxos do estágio 4 é 34. Essa potência é igual a 3 · 3 · 3 · 3 = 81. Objetivos Após o estudo deste capítulo, espera-se que você efetue cálculos de potências com expoentes inteiros, conheça algumas propriedades da potenciação, represente números em notação científi- ca e resolva problemas que envolvem as operações de potenciação e radiciação. O termo fractal é originário do la- tim fractus, que significa “fracionar”, “quebrar”. Foi criado pelo matemá- tico polonês Benoit Mandelbrot, em 1975. 3 No estágio 5, haverá 243 triângulos roxos. Esse número poderia ser obtido por meio da seguinte potência: ↓ ↓ ← = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ =5 5 fatores Expoente Potência Base 3 3 3 3 3 3 243 Também podemos chamar 35 de potência. Essa representação pode ser lida da seguinte maneira: “três elevado à quinta potência”. Lembre-se de que nessa operação a base é o fator que se repete, o expoente indica a quantidade de vezes que esse fator aparece na multiplicação e o resultado é a potência. Agora, complete a tabela com a fração que cada triângulo menor destacado representa do triângulo inicial. Estágio 1 2 3 Fração do estágio inicial 1 4 1 16 1 64 Note que, no estágio 2, a fração que cada um dos triângulos menores representa do triângulo inicial pode ser escrita da seguinte forma: 1 16 1 4 1 4 1 4 2 = ⋅ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ a) Represente a fração do estágio 3 na forma de uma potência. 1 64 1 4 1 4 1 4 1 4 3 = ⋅ ⋅ =⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ b) Calcule, por meio de uma potência, a fração do estágio inicial que cada um dos triângulos menores representa • no estágio 4: 1 4 1 4 1 4 1 4 1 4 1 256 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ ⋅ ⋅ = • no estágio 5: 1 4 1 4 1 4 1 4 1 4 1 4 1 1 024 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = c) Continuando com o processo nos estágios seguintes, qual é a potência que indica a fração que cada um dos triângulos menores do estágio n representa do estágio inicial? Dados um número racional a e um número inteiro n maior do que 1, a expressão an é uma potência e representa uma multiplicação de n fatores iguais ao número a. a a a a an vezes = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅…� ������� n Definimos também que a a1 . Quando a é diferente de zero, a 0 1. Note que, até o momento, você calculou potências com base positiva e obteve sempre resultados positivos, pois o produto de números positivos é sempre positivo. 1 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ n 8o. ano – Volume 14 Atividades 1. João vai viajar e colocou na mala 2 jaquetas, 2 calças, 2 camisas e 2 pares de calçados. Para resolver potenciações cuja base é um número negativo, utilizamos o mesmo procedimento que para as de base positiva. Vamos observar o que acontece com o sinal do resultado quando a base é negativa: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) − = − ⋅ − ⋅ − ⋅ − = + ⋅ + = + 2 2 2 2 2 4 4 4 � ����� � ����� � �������� 116 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) − = − ⋅ − ⋅ − ⋅ − ⋅ − = + ⋅ + 2 2 2 2 2 2 4 4 5 � ����� � ����� � ��������� � ���������� ⋅ − = + ⋅ − = − ( ) ( ) ( ) 2 16 2 32 Agora é sua vez! Calcule as seguintes potências: a) (–6)2 = (–6) ∙ (–6) = 36 b) (–6)3 = (–6) ∙ (–6) ∙ (–6) = –216 Com base nos resultados obtidos, responda se o resultado é positivo ou se é negativo. a) Uma potência cuja base é um número positivo e o expoente é ímpar. Positivo. b) Uma potência cuja base é um número positivo e o expoente é par. Positivo. c) Uma potência cuja base é um número negativo e o expoente é ímpar. Negativo. d) Uma potência cuja base é um número negativo e o expoente é par. Positivo. © Sh ut te rs to ck /R ob ua rt a) Com as roupas e os calçados que ele está le- vando, de quantas maneiras diferentes João pode se vestir escolhendo uma calça, uma camisa, um par de sapatos e uma jaqueta? Escreva a resposta na forma de uma potên- cia e calcule o resultado. 2 · 2 · 2 · 2 = 24 = 16 b) Quando sair para viajar, ele estará usando uma calça, uma camisa, um par de tênis e uma jaqueta. Considerando também essas peças, de quantas maneiras ele poderá se vestir? 3 · 3 · 3 · 3 = 34 = 81 Matemática 5 2. Determine os resultados das seguintes potên- cias: a) 24 = 16 b) 72 = 49 c) 53= 125 d) 104= 10 000 e) 16 = 1 f) 04 = 0 g) 0,32 = 0,09 h) 30 = 1 i) 1,12 = 1,21 j) 0,13 = 0,001 3. Escreva as potências relativas às seguintes frases e obtenha os resultados. a) Um oitavo ao quadrado. b) Seis ao cubo. 63 = 216 c) Dois elevado à décima potência. 210 = 1 024 d) Quatro terços elevado a zero. e) Menos um elevado à sétima potência. (–1)7 = –1 f) Dez elevado à quinta potência. 105 = 100 000 4. Determine os resultados das seguintes potên- cias: 1 8 1 64 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = 4 3 1 0 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = b) O resultado de –42 é igual a (–4)2? Não, pois –42 = –4 · 4 = –16 e (–4)2 = (–4) · (–4) = 16. Note que –42 não é o quadrado de –4, mas, sim, o oposto do quadrado de 4. c) O resultado de –23 é igual a(–2)3? Sim, pois –23 = –2 · 2 · 2 = –8 e (–2)3 = (–2) · (–2) · · (–2) = –8. Nesse caso, como o expoente é ímpar, o oposto do cubo de 2 é igual ao cubo de –2. 6. Sem efetuar os cálculos, escreva se o resultado da potência é positivo ou negativo. a) ( )72 4 Positivo b) ( )15 3 Positivo c) ( , )8 3 5 Negativo d) ( , )0 4 6 Positivo e) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 6 19 8 Positivo f) ( , )0 1 9 Negativo g) ( )9 7 Negativo h) 52 Negativo i) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 5 2 0 Positivo j) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 1 7 11 Negativo k) ( )5 2 Positivo l) ( , )0 8 2 Positivo 7. Complete as lacunas com um destes símbolos: > (maior que), < (menor que) ou = (igual a). a) ( )6 2 < ( )2 6 b) ( )12 3 < ( )5 2 c) ( )2 0 > 0 7 d) ( , )1 4 2 > ( , )0 5 2 e) ( )4 5 < ( )4 2 f) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 2 5 1 < ( , )0 1 2 g) 52 < ( )5 2 h) ( )8 3 = 83 i) ( )1 3 > ( )3 1 a) ( )7 3 = –343 b) ( )12 2 = 144 c) ( )3 5 = –243 d) ( )9 0 = 1 e) ( )4 2 = 16 f) ( , )1 5 2 = 2,25 g) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 2 3 5 = h) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 5 4 4 = i) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 11 13 0 = 1 32 243 625 256 5. Responda a cada uma das questões e justifique sua resposta. a) O resultado de 32 é igual a 23? Não, pois 32 = 3 ·3 = 9 e 23 = 2 · 2 · 2 = 8. 8o. ano – Volume 16 Potências com expoentes inteiros negativos a) Complete a tabela com os resultados das potências. Potência 23 22 21 20 2–1 2–2 2–3 Resultado 8 4 2 1 1 2 1 4 1 8 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 : 2 b) Agora, complete esta outra tabela: Potência 33 32 31 30 3–1 3–2 3–3 Resultado 27 9 3 1 1 3 1 9 1 27 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 Observe as seguintes potências: 2 8 2 1 8 3 3= =−e 3 9 3 1 9 2 2= =−e Podemos reescrever duas delas da seguinte maneira: 2 1 2 3 3 − = 3 1 3 2 2 − = NOTE QUE, DE UMA POTÊNCIA PARA A SEGUINTE, O EXPOENTE DIMINUI UMA UNIDADE E O RESULTADO É DIVIDIDO POR 2. 8. Observe os seguintes “triângulos” formados por números ímpares. 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 3 5 7 9 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 a) Cada linha do primeiro triângulo é formada pelos primeiros números ímpares positivos. A primeira linha só tem o número 1. A soma dos números da segunda linha é 4 e da ter- ceira linha é 9. Qual é a soma dos números da quarta linha? E da quinta? Quarta linha: 1 + 3 + 5 + 7 = 16 Quinta linha: 1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25 b) Note que você pode escrever todas as so- mas do item anterior como potências de expoente 2. Usando esse fato e imaginando que você amplie o primeiro triângulo até 10 linhas, qual será a soma dos números da dé- cima linha? A soma dos números da décima linha será 102 = 100. c) O segundo triângulo é construído de um jeito diferente. Cada linha também tem um número ímpar a mais do que a linha anterior, mas os números são escritos em sequência. Obtenha a soma dos números de cada linha e represente-a como potência de um mes- mo expoente. Primeira linha: 1 Segunda linha: 3 + 5 = 8 = 23 Terceira linha: 7 + 9 + 11 = 27 = 33 Quarta linha: 13 + 15 + 17 + 19 = 64 = 43 Quinta linha: 21 + 23 + 25 + 27 + 29 = 125 = 53 d) Usando o que você observou no item ante- rior, qual seria a soma dos números da oitava linha, caso o triângulo fosse ampliado? A soma dos números da oitava linha seria 83 = 8 · 8 · 8 = 512. Sugestão de atividades: questões 1 e 2 da seção Hora de estudo. Ilu st ra C ar to on . 2 01 8. D ig ita l. Matemática 7 Com base nas igualdades anteriores, determine os resultados das seguintes potências: 5–2 = = 1 5 1 252 2–5 = = 1 2 1 325 7–1 = = 1 7 1 71 Veja que quando o expoente for um número inteiro negativo, o resultado é o inverso da potência com o correspondente expoente positivo. Por exemplo, o resultado de 10–4 (dez elevado a menos quatro) é o inverso de 104 (dez elevado a quatro). 10 1 10 1 10000 4 4 − = = Essa ideia é válida sempre? Bem, quase sempre! Quando o expoente for um número inteiro negativo qual- quer, a base deve ser diferente de zero, porque não faz sentido dividir por zero. Veja como ficaria a potência 0–2. 0 1 0 1 0 2 2 − = = (como a divisão de 1 por 0 não faz sentido, não podemos calcular 0–2.) Veja agora como podemos calcular uma potência em que a base é uma fração e o expoente é negativo. Por exemplo, 3 4 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − . Vamos mostrar duas maneiras de fazer isso. Primeira maneira: Usamos a mesma ideia dos exemplos anteriores. O resultado é o inverso da po- tência com expoente 2. 3 4 1 3 4 1 9 16 1 16 9 16 9 2 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = = ⋅ = − Segunda maneira: Como o inverso de 3 4 é 4 3 , basta inverter a fração e trocar o sinal do expoente. 3 4 4 3 4 3 4 3 16 9 2 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⋅ = − Atividades 1. Calcule os resultados das seguintes potências: a) 7 2− = 1 7 1 492 b) ( )− =−5 3 1 5 1 1253( )− =− c) 10 5− = 1 10 1 100 0005 d) ( )− =2 8 256 e) ( )− =−2 4 1 2 1 164( )− = f) ( )− =−10 1 1 10 1 101( )− =− g) ( )− =6 3 –216 h) ( )− =11 2 121 i) ( )− =−4 3 1 4 1 643( )− =− 2. Complete as lacunas com um destes símbolos: <, > ou =. a) 12 2 > ( )10 3 b) 1 5 3 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − < 1 3 5 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − c) 1 2 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − = ( )4 2 d) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ 5 8 0 < ( , )0 1 1 8o. ano – Volume 18 3. Calcule os resultados das seguintes potências: a) 3 7 3 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − 7 3 343 27 3 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = b) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = −5 14 2 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = 14 5 196 25 2 c) 2 7 1 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − 7 2 7 2 1 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = d) 1 17 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − 172 = 289 e) 5 2 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = − 2 5 16 625 4 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = f) −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = −2 3 3 −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ =− 3 2 27 8 3 4. Observe as potências do quadro a seguir, cada uma representada por uma letra. A B C D E 2 2 ( )2 2 22 ( )2 2 22 a) Calcule: • A + D • B – E (–2)2 – (–4) = 4 + 4 = 8 b) Ao obter o resultado de cada potência do quadro, quantos valores diferentes você encontrou? 3 valores diferentes 1 4 4 4, e −⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ . 1 2 1 42 = 4 = 4 1 2 1 42( )− = = –4 1 2 1 2 1 4 1 4 2 4 1 22 2 + − = + = = ( ) Propriedades da potenciação Você já sabe como calcular o resultado de muitas potências. Imagine que alguém faça a seguinte pergunta: Quanto é 2 223 10 dividido por 230 ? Isso daria um trabalho danado! Em muitas calculadoras, nem conseguiríamos calcular 223 · 210 e 230, pois os resultados não caberiam no visor. Entretanto, veremos que existem algumas propriedades da potencia- ção, com as quais o cálculo acima pode ser feito rapidamente. Aliás, não apenas esse, mas muitos outros. Produto de potências de mesma base Observe a expressão 5 53 2. Para resolvê-la, escrevemos cada potência como uma multiplicação de fatores iguais. 5 5 5 55 5 5 53 2 5⋅ = =⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Como os fatores são todos iguais, pudemos escrever uma só potência. Comparando a expressão com o resultado obtido, vemos que: 5 5 5 53 2 3 2 5⋅ = =+ Na multiplicação de potências de mesma base, conservamos a base e somamos os expoentes. Veja mais dois exemplos. • 37 · 33 = 37 + 3 = 310 • 712 · 7–8 = 712 + (–8) = 712 – 8 = 74 Matemática 9 Quociente de potências de mesma base Observe a expressão 9 95 2: . 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 5 2 5 2 3: = = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ Ao observar os expoentes do numerador, do denominador e do quociente, vemos que: 9 9 9 95 2 5 2 3: = =− Na divisão de potências de mesma base, conservamos a base e subtraímos os expoentes. Veja mais dois exemplos: • ( ) : ( ) ( ) ( )− − = − = −−5 5 5 510 5 10 5 5 • 1 2 1 2 1 2 1 2 10 12 10 12 2 ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ − − : Potência de uma potência Agora que já sabemos como multiplicar e dividir potências de mesma base, vamos ver um modo de escre- ver expressões como (102)3. Podemos escrever a potência como um produto de fatores iguais e depois aplicar a propriedade da multipli- cação de potências de mesma base. ( )10 10 10 10 10 102 32 2 2 2 2 2 6= ⋅ ⋅ = =+ + O expoente da potência resultante é igual ao produto dos expoentes da expressão inicial. ( )10 10 102 23 3 6= =⋅ Para elevar uma potência a um expoente, conservamos a base e multiplicamos os expoentes. Exemplos: • (52)10 = 52 · 10 = 520 • (2–1)–3 = 2(–1) · (–3) = 23 Produto e quociente de potências de mesmo expoente Vimos que a multiplicação ou a divisão de potências de mesma base pode ser escrita como uma só potência. Isso também pode ser feito quando multiplicamos ou dividimos potências com o mesmo expoente. Acompanhe dois exemplos: • 2 53 3 Podemos escrever a expressão como multiplicações de fatores iguais: 2 5 2 2 2 2 2 2 25 5 5 5 5 5 53 3 3⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅( ) ( ) ( ) ( ) Portanto: 2 5 2 5 103 3 3 3⋅ = ⋅ =( ) Tome cuidado para não confundir ( )22 3 com 22 3 . A expressão 22 3 não é uma potên- cia elevada a um expoente, mas, sim, uma potência cuja base é 2 e o ex- poente é a potência 23. Nesse caso, resolvemos primeiramente a potên- cia do expoente. Veja a diferença: ( )2 2 2 642 3 2 3 6= = =⋅ 2 2 2562 8 3 8o. ano – Volume 110 • 12 34 4 Veja como podemos escrever essa expressão: 12 3 12 3 12 12 12 12 12 12 12 12 12 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Portanto: 12 3 12 3 44 4 4 4=⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = Quando multiplicamos potências de mesmo expoente, multiplicamos as bases e conservamos o expoente; quando dividimos potências de mesmo expoente, dividimos as bases e conservamos o expoente. Exemplos: • 3 2 3 2 65 5 5 5⋅ = ⋅ =( ) • 20 16 20 16 5 4 2 2 2 2 : = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ = ⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟ Atividades 1. Em uma potência de base 10 podemos saber facilmente a quantidade de algarismos do resultado obser- vando o expoente. Potência Expoente Número de algarismos 102 2 3 103 3 4 104 4 5 105 5 6 Gabaritos e comentários.1 c) Você sabe o que é um googol? Em 1938, o matemático Edward Kasner pediu a um sobrinho de 8 anos que desse um nome a um número muito grande, maior do que qualquer outro do Universo, igual a 10100. Esse número foi chamado de googol (lemos “gugol”). Veja que um googol é formado por 101 algarismos, o 1 seguido de 100 zeros. 10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 Qual é o número de algarismos • do dobro de um googol? • de um googol elevado ao quadrado? • de 20 vezes um googol? a) Simplifique a expressão a seguir e escreva quantos algarismos tem o resultado. ( )10 10 10 5 2 2 9 2 3 8 8 2 ⋅ ⋅ ⋅ − b) Quantos algarismos tem o resultado de 1 00033? Para responder a essa pergunta, você pode escrever 1 000 como 103. Matemática 11 2. Escreva cada expressão como uma só potência. a) 7 75 3⋅ = b) ( ) ( )− ⋅ − =9 94 5 c) 13 1313 10: d) ( ) : ( )− − =2 23 7 e) ( )33 3 f) 5 55 5 2 2 : ( ) g) 2 2 27 2 10⋅ =: h) ( ) : ( )11 112 6 4 3 i) ( ) : ( )2 10 5 45 5 3 3⋅ ⋅ = j) ( : ) ( : )8 2 24 65 5 4 4⋅ = 3. Você já estudou algumas propriedades da po- tenciação. Por exemplo, quando multiplicamos potências de mesma base, conservamos a base e somamos os expoentes. Com base nelas, um aluno pensou em outras “propriedades” e escre- veu as seguintes igualdades. © iS to ck ph ot o. co m /M ar id av 23 + 24 = 23 + 4 = 27 32 + 42 = (3 + 4)2 a) Na primeira igualdade, ele pensou que, quando adicionamos potências de mesma base, conservamos a base e somamos os ex- poentes. Calcule 23 + 24 e compare o resul- tado com o de 27. b) A primeira igualdade escrita pelo aluno é verdadeira? c) Na segunda igualdade, o raciocínio do aluno foi o seguinte: quando adicionamos potên- cias com o mesmo expoente, conservamos o expoente e adicionamos as bases. Calcule 32 + 42. Depois, calcule (3 + 4)2, começando pela adição, e compare os resultados. d) A segunda igualdade é verdadeira? 75 + 3 = 78 (–9)4 + 5 = (–9)9 1313 – 10 = 133 (–2)3 – 7 = (–2)–4 33 · 3 = 39 525 : 510 = 515 27 + 2 – 10 = 2–1 1112 : 1112 = 110 205 : 203 = 202 45 · 44 = 49 4. Para obter o resultado de algumas expressões, o uso das propriedades da potenciação pode nos ajudar bastante. a) Calcule o valor da expressão 2 2 2 2 2 5 7 2 4 2 34 ⋅ ⋅ ⋅ − ( ) . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 5 7 2 4 2 3 5 7 2 4 16 3 12 8 16 3 12 8 13 4 ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ = = = − + ⋅ − − + ( ) 22 2 2 2 128 20 13 20 13 7= = =− b) Use uma única potência para escrever o va- lor da expressão 4 25 25 10 50 40 . 4 25 25 4 25 4 25 4 25 100 10 50 40 10 50 40 10 10 10 10 ⋅ = ⋅ = ⋅ = = ⋅ = − ( ) Caso um aluno escreva 100 como 102, obterá como resultado (102)10 = 1020. 5. Você já ouviu falar em quadrado mágico? Nos quadrados a seguir, a soma dos números de cada linha, de cada coluna e de cada diagonal é a mes- ma. Essa soma é chamada de constante mágica. 1 15 14 4 4 9 2 12 6 7 9 3 5 7 8 10 11 5 8 1 6 13 3 2 16 No primeiro, a constante mágica é 15; no segundo, 34. Vamos pensar em outro tipo de quadrado má- gico, formado apenas por potências de base 2. Nele, não é a soma, mas o produto dos números de cada linha, coluna e diagonal que é o mesmo. 29 22 27 24 26 28 25 210 23 a) Qual é a constante mágica desse quadrado? 218 b) Complete o quadrado com as potências de 2 que estão faltando. Veja os comentários nas orientações didáticas. Sugestão de atividades: questões de 3 a 6 da seção Hora de estudo. 8o. ano – Volume 112 Notação científica No início do capítulo, falamos sobre a descoberta de um sistema solar com sete planetas chamado TRAPPIST-1, que está a cerca de 40 anos-luz de distância da Terra. Já vimos que 1 ano-luz é a distância percorrida pela luz em 1 ano e que equivale a quase 9 461 000 000 000 quilômetros. Arredondando 1 ano-luz para 9 500 000 000 000, qual é a distância aproximada da Terra ao TRAPPIST-1? 40 · 9 500 000 000 000 km = 380 000 000 000 000 km O número que você encontrou é bastante grande! É comum aparecerem números muito grandes ou muito pequenos no meio científico. Existe um procedimento para apresentar esses números de modo que sua escrita e leitura sejam mais simples. Por exemplo, em trabalhos científicos, a distância que você calculou é escrita da seguinte maneira: 3,8 · 1014 km Dizemos que esse número está escrito em notação científica. Agora, veremos como fazer esse tipo de repre- sentação. Vamos começar com esse mesmo exemplo, a distância aproximada, em km, entre a Terra e o TRAPPIST-1. 380 000 000 000 000 (trezentos e oitenta trilhões) Esse número pode ser escrito da seguinte maneira: 38 · 10 000 000 000 000 (trinta e oito vezes dez trilhões) Como 10 000 000 000 000 é igual a 1013, podemos escrever: 38 · 1013 Apesar de o número anterior já estar representado de um modo bem mais simples do que no início, ele ainda não está em notação científica. Para padronizar a escrita, foi estabelecida uma regra que diz que o número que multiplica a potência de 10 precisa ser no mínimo 1 e menor que 10. Como 38 não se encaixa nesse interva- lo, precisamos pensar mais um pouco. Se dividirmos 38 por 10, obteremos 3,8, que serve para nós. Fazendo isso, devemos aumentar em uma unidade o expoente da potência, pois assim compensamos a troca de 38 por 3,8. 3,8 · 1014 Agora sim, como 3,8 está entre 1 e 10, o número 3,8 · 1014 está escrito em notação científica. Veja outro procedimento para escrever 380 000 000 000 000 em notação científica. 1. Nesse número, onde está posicionada a vírgula? 2. Para colocar a vírgula entre 3 e 8, quantas casas precisamos deslocá-la para a esquerda? 3. Qual é a relação entre a quantidade de casas deslocadas para a esquerda e o expoente da potência de 10 do número escrito em notação científica? Escreva os seguintes números em notação científica: a) 25 000 2,5 · 104 b) 175 000 000 1,75 · 108 c) 987 654 321 9,87654321 · 108 Agora, vamos pensar em um número bem pequeno. A espessura média de um fio de cabelo é de 0,00007 m. Será que podemos escrever esse número em notação científica?Sim, mas nesse caso a potência de 10 terá expoente negativo. Inicialmente, observe algumas potências de 10 em que o expoente é um número inteiro negativo. 10 1 10 0 11− = = , 10 1 10 0 012 2 − = = , 10 1 10 0 0013 3 − = = , 10 1 10 0 00014 4 − = = , Sugestão de encaminhamento.2 © Sh ut te rst oc k/ Pi xie M e Matemática 13 Repare que a quantidade de casas decimais é o expoente com o sinal trocado. Assim, por exemplo, sabemos que o resultado de 10–9 tem 9 casas decimais e algarismo 1 na última casa. 10 0 0000000019 9 − = , casas decimais � ��� ��� Agora, vamos usar essa ideia para escrever 0,00007 de outra maneira. 0,00007 = 7 · 0,00001 Como 0 00001 10 5 5, casas decimais = − , temos: 0,00007 = 7 · 10–5 Como 7 está entre 1 e 10, o número acima está representado em notação científica. Da mesma forma que fizemos antes, existe um procedimento prático para escrever 0,00007 em notação científica. 1. Para colocar a vírgula depois do 7, quantas casas precisamos deslocá-la para a direita? 2. Qual é a relação entre a quantidade de casas deslocadas para a direita e o expoente da potência de 10 do número escrito em notação científica? Escreva os seguintes números em notação científica: a) 0,000000015 1,5 · 10–8 b) 0,00258 2,58 · 10–3 c) 0,0000000000352 3,52 · 10–11 Um número em notação científica é escrito como o produto de dois fatores: • um número maior que ou igual a 1 e menor que 10; • uma potência de base 10. Número maior que ou igual a 1 e menor que 10 Número inteiro · 100 Para colocar a vírgula depois do 7, precisamos deslocar a vír- gula 5 casas para a direita. O expoente da potência de 10 do número escrito em notação científica é o oposto do número de casas deslocadas para a direita. Atividades 1. Escreva as medidas a seguir em notação científica. a) Massa da Terra: 5 970 000 000 000 000 000 000 000 kg 5,97 · 1024 kg b) Velocidade da luz: 300 000 km/s 3 · 105 km/s c) Idade da Terra: 4 550 000 000 anos 4,55 · 109 anos Gabaritos.3 d) Diâmetro do vírus da dengue: 0,00000005 m 5 · 10–8 m 2. A distância média entre o Sol e a Terra é de 149 600 000 km. Para termos uma ideia de como essa distância é grande, a luz do Sol, com uma velocidade de quase 300 000 km/s, leva cerca de 8 minutos e 18 segundos para chegar até a Terra. A massa do Sol é de aproximadamente 1 990 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg, bem mais do que a da Terra. 8o. ano – Volume 114 Sugestão de atividades: questões 7 e 8 da seção Hora de estudo. Escreva em notação científica: a) a distância média entre o Sol e a Terra. 1,496 · 108 km b) a massa aproximada do Sol. 1,99 · 1030 kg 3. Em 2017, a população mundial chegou a 7 500 000 000 de habitantes. Escreva esse núme- ro de pessoas em notação científica. 7 500 000 000 = 7,5 · 109 4. O que é nanotecnologia? Nanotecnologia é o estudo dos princípios de funcionamento, do projeto e da fabricação de dispo- sitivos mecânicos, eletrônicos, óp- ticos, etc., com funções definidas e cujas dimensões são da ordem de 1 a 100 nanômetros. Um na- nômetro é a bilionésima parte do metro, ou seja: 1 nanômetro = 1 1 000 000 000 0 000000001m m, A molécula do DNA humano tem apenas 2,5 nanômetros de largura. Transforme essa medida em metros e escreva-a em notação científica. 2,5 · 0,000000001 m = 0,0000000025 m 0,0000000025 m = 2,5 · 10–9 m 5. Para medir a capacidade de armazenamento de informações dos computadores, usamos o byte (lê-se “baite”) como unidade de medi- da. Um byte é uma se- quência de 8 bits, como 10011001 ou 11111101. Geralmente, um carac- tere corresponde a um byte. No caso da letra B, a sequência é 01000010. Você pode estar pensando que um byte é uma unidade muito pequena, pois um texto com al- gumas páginas terá muitos bytes. Uma imagem ou uma fotografia, nem se fala! Por isso, existem múltiplos do byte, como o quilobyte (kB), o megabyte (MB) e o gigabyte (GB). Porém, no caso dessa unidade, as coisas são um pouco dife- rentes do que estamos acostumados. O prefixo “quilo” não significa 1 000, como em quilograma (1 000 gramas) ou quilômetro (1 000 metros). Nesse caso, 1 quilobyte é igual a 1 024 bytes. Re- pare que 1 024 é uma potência de base 2, pois 210 = 1 024. Aliás, 1 byte são 8 bits, outra po- tência de base 2. Os demais prefixos seguem a mesma ideia, como mostra o quadro. 1 quilobyte = 1 024 bytes 1 megabyte = 1 024 quilobytes 1 gigabyte = 1 024 megabytes 1 terabyte = 1 024 gigabytes a) Considere um notebook com um HD de 1 terabyte (TB). Essa capacidade equivale a quantos megabytes? b) O tamanho de uma música pode variar mui- to. Vamos considerar uma média de 5 MB. Em um pen drive de 9 GB livres cabem quantas músicas? © Sh ut te rs to ck /A ph el le on © Sh ut te rs to ck /V al di s T or m s © Sh ut te rs to ck /V al er y Br oz hi ns ky Cada bit pode ser indicado pelo algarismo 1 ou pelo al- garismo 0, que representam situações diferentes entre si, como ligado e desligado ou aberto e fechado. Matemática 15 Raízes exatas Judô é um esporte olímpico disputado sobre um tatame dividido em três regiões. A área de combate é um quadrado composto de uma faixa de largura constante de 1 metro e um quadrado menor, que fica no centro do tatame. A faixa serve para alertar os ju- docas de que devem voltar para o quadrado central. Por fim, tem-se a chamada área de segurança, que tem largura de 3 metros. Considere um tatame com área total de 196 m2. Ilus tra Car too n. 2 018 . Di gita l. 3 m ? m 3 m ? m a) Qual a medida dos lados do tatame? 14 m. b) Que operação você utilizou para determinar a medida dos lados do tatame? A radiciação. c) Qual a medida dos lados da área de combate? 8 m. d) Quantos metros quadrados tem a área de combate? 64 m2. Você já estudou que a radiciação é a operação in- versa da potenciação. 216 6363 = 216 Radicando Expoente Base Índice Veja alguns exemplos. • Qual a medida dos lados de um quadrado cuja área é igual a 75,69 cm²? Para responder a essa pergun- ta, precisamos descobrir um nú- mero que elevado ao quadrado seja igual a 75,69. Isso equivale a calcular a raiz quadrada de 75,69. n 75 69, Mas como determinar a raiz quadrada de 75,69? A maneira mais simples é utilizar uma calculadora. Na falta dela, podemos fazer tentativas. Primeiramen- te, pensamos quais são os dois quadrados perfeitos, um menor e outro maior do que 75,69. Nesse caso, os números são 64 e 81. Assim, sabemos que a raiz quadrada de 75,69 é maior do que 8 e menor do que 9. Além disso, veja que 75,69 está mais perto de 81. Por isso, vamos iniciar as tentativas com um número maior do que 8,5. 8,6 · 8,6 = 73,96 Como 73,96 é menor do que 75,69, o número 8,6 ainda é pouco. Vamos fazer outra tentativa. 8,7 · 8,7 = 75,69 Portanto, descobrimos que 75 69 8 7, , , ou seja, os lados do quadrado medem 8,7 cm. Você poderia ter iniciado as tentativas por qualquer outro número. Caso tivesse co- meçado com 8,8, obteria 8,8 · 8,8 = 77,44. Nesse caso, precisaria tentar outro número menor, pois 77,44 é maior do que 75,69. • Milena está construindo um empilhamento na forma de um cubo, em que cada aresta tem 5 cubinhos. © Sh ut te rs to ck /T av i a) Quantos cubinhos Milena usará nesse empi- lhamento? 125 cubinhos, pois 5 · 5 · 5 = 53 = 125. Comentário sobre a raiz quadrada de um número. 4 Raízes exatas e aproximadas ℓ ℓ 75,69 cm2 8o. ano – Volume 116 b) Caso ela utilize exatamente 64 cubinhos para formar um empilhamento cúbico, quantos cubinhos seriam colocados em cada aresta? Além das raízes quadradas e raízes cúbicas, exis- tem raízes quartas, raízes quintas, raízes sextas e assim por diante. Veja alguns exemplos. 625 5 5 625 243 3 3 243 64 2 2 64 4 4 5 5 6 6 , . , . , . pois pois pois Raízes aproximadas Para decorar uma mesa quadrada, cujos lados medem 8 decímetros, foi confeccionada uma toalha, também quadrada, de modo que suas pontas ficassemexa- tamente nas metades dos lados da mesa. A figura mostra a vista superior da mesa com a toalha. a) Qual é a área da mesa? Como 82 = 64, a área da mesa é 64 dm2. b) Qual é a área da toalha? Justifique sua resposta. Como a toalha tem o formato de um quadrado, a medida dos lados, em decímetros, é a raiz quadrada de 32, ou seja, 32 dm . Se usarmos uma calculadora, obteremos um valor aproximado. O resultado que aparece no visor tem 10 casas de- cimais e é uma aproximação de 32. 8 dm 8 dm A área da toalha é 32 dm2, pois é a metade da área da mesa. O valor exato tem infinitas casas decimais, mas não é uma dízima periódica. Portanto, ele não é um número racional. Você vai aprender mais a respeito de números com essa característica no próximo ano. Veja uma aproximação com 31 casas decimais obtida na calculadora de um computador. 5,6568542494923801952067548968388 Também podemos obter uma aproximação para a raiz quadrada de 32 fazendo tentativas. Como 32 é maior do que 25 e menor do que 36, sabemos que sua raiz quadrada está entre 5 e 6, mais perto do 6. Assim: 5 6 5 6 3136 5 7 5 7 32 49 32 , , , , , , ⋅ = ⋅ = ⎤ ⎦ ⎥→ está entre 5,6 e 5,7. Se quisermos uma aproximação com mais casas decimais, continuamos com as tentativas. 5 64 5 64 31 8096 5 65 5 65 319225 5 66 5 66 32 0356 3 , , , , , , , , , ⋅ = ⋅ = ⋅ = ⎤ ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ → 22 está entre 5,65 e 5,66. Portanto, a medida dos lados da toalha é quase 5,66 dm, ou seja, cerca de 56,6 cm. Imagine agora que precisemos obter uma aproxi- mação para a raiz cúbica de 12. Usando a calculadora de um computador, por exemplo, obtemos a seguin- te aproximação: 2,2894284851066637356160844238794 Caso não tenhamos uma calculadora que forneça raízes cúbicas, podemos fazer tentativas. Sabemos que 123 é maior do que 2 e menor do que 3, pois 23 = 8 e 33 = 27. Repare também que como 12 está mais perto de 8, 123 está mais perto de 2. Complete as lacunas a seguir. 2,1 · 2,1 · 2,1 = 9,261 2,2 · 2,2 · 2,2 = 10,648 2,3 · 2,3 · 2,3 = 12,167 • Com base nos resultados anteriores, qual o valor aproximado de 123 , com uma casa decimal? 2,3 Quatro cubinhos, pois 4 4 4 4 643 = ⋅ ⋅ = . A quantidade de cubinhos é a raiz cúbica de 64, ou seja, 64 43 . © Sh ut te rs to ck /V al en tin V al ko v 5,6568542495 32 Matemática 17 Potenciação e radiciação: uma relação curiosa Até agora, vimos potências com expoentes intei- ros, como 23, 3–2 e 50. Será que também podemos cal- cular potências com expoentes não inteiros? Veja o resultado de 90,5, obtido em uma calculadora: 9 30 5, Será que foi uma coincidência o resultado de 90,5 ser igual ao resultado da raiz quadrada de 9? Vamos ver o que acontece com outros números. 4 2 25 5 10 3 1622776602 0 5 0 5 0 5 , , , , Podemos ver que 40,5 é a raiz quadrada de 4 e que 250,5 é a raiz quadrada de 25. O resultado de 100,5 na calcula- dora foi 3,1622776602. Se você multiplicar esse número por ele mesmo, não obterá exatamente 10, pois a calculadora forneceu apenas uma aproximação para 100,5. Podemos verificar qual é o nú- mero fornecido pela calculadora para a raiz quadrada de 10. Compare o número do visor com o resultado de 100,5. São iguais, certo? Isso quer dizer que, quando o expoente da potência for 0,5, estamos obtendo uma raiz quadrada? Isso mesmo! Veja mais um exemplo para esse fato curioso. Va- mos calcular o valor de 30,5. Sem uma calculadora em mãos, fica difícil imaginar quanto isso vai dar. Mas se você pensar em multiplicar 30,5 por ele mesmo, isso pode ficar mais fácil. 30,5 · 30,5 (Usamos a propriedade da multiplicação de potências de mesma base.) 30,5 · 30,5 = 30,5 + 0,5 30,5 · 30,5 = 31 30,5 · 30,5 = 3 Como o resultado obtido foi 3, concluímos que a raiz quadrada de 3 é igual a 30,5. Veja agora o que po- demos notar se escrevermos 0,5 como 1 2 . 3 3 3 3 0 5 1 2 , 3 3 1 12 2 O numerador do expoente fracionário é o expoen- te da base da potência, e o denominador é o índice do radical. Essa é uma relação curiosa entre potências e raízes. Mas atenção! Para trabalhar com o expoente fracionário, precisamos que a base não seja um nú- mero negativo. Acompanhe mais um exemplo. 8 2 3 Vamos calcular essa potência de expoente fracionário de duas maneiras. Primeira maneira Escrevemos 8 como 23. 8 2 2 3 3 2 3( ) Usamos a propriedade de potência de potência. 8 2 8 2 8 2 8 4 2 3 3 2 3 2 3 3 2 3 2 3 2 2 3 = = = ⇒ = ⋅ ⋅ Segunda maneira Usamos a “relação curiosa”. 8 8 2 23 3 O numerador do expoente fracionário é o expoente da base da potência, e o denominador é o índice do radical. 8 64 8 4 2 3 3 2 3= ⇒ = Nesse exemplo, obtivemos o mesmo resultado nos dois modos de resolução. Isso nos mostra que a relação curiosa funcionou. Na verdade, com uma calculadora, você pode verificar que ela sempre funciona. © Sh ut te rs to ck /V al en tin V al ko v 3,1622776602 10 8o. ano – Volume 118 Atividades 1. Calcule as seguintes raízes: a) 81 9 b) 225 15 c) 144 12 d) 36 6 e) 273 3 f) 164 2 g) 325 2 h) 1 0003 10 i) 1 69, 1,3 j) 4 41, = 2,1 2. Sabemos que a radiciação e a potenciação são operações inversas. Por exemplo, a raiz quadra- da de 49 é 7, pois 72 = 49. Você já parou para pensar que o quadrado de –7 também é 49? Assim, não daria para dizer que 49 7= − ? Pensando apenas dessa forma, sim, pois realmente (–7)2 = (–7) · (–7) = 49. Porém, nesse e em muitos outros casos, teríamos dois resultados para a mesma situação, o que não faz sentido. Por isso, ficou convencionado que a raiz quadrada de 49 é +7. Nunca teremos uma raiz quadrada com resultado negativo. a) Quais são os números que elevados ao qua- drado resultam em 400? 20 e –20. b) Qual é a raiz quadrada de 400? 20 c) Ao contrário da raiz quadrada, quando pre- cisamos calcular uma raiz cúbica, não é ne- cessário fazer uma convenção. • Qual é o número que elevado ao cubo resulta em 8? 2 • Qual é o número que elevado ao cubo resulta em –27? –3 d) Calcule o valor de: • 83 2 • − =273 –3 e) Calcule o valor da seguinte expressão: 64 8 25 81 13 4 5+ − − + − − Dica: Note que nessa expressão temos outros tipos de raízes. Para qualquer raiz com índice par, vale a mesma ideia da raiz quadrada; para as raízes com índice ímpar, a ideia é a mesma da raiz cúbica. 3. Nem sempre existe um número que elevado ao quadrado resulta em outro. Por exemplo, se ten- tarmos pensar em qual número que elevado ao quadrado resulta em –100, não conseguiremos achar um. Assim, a raiz quadrada de –100 não existe. O mesmo acontece com qualquer raiz de índice par. Quando o índice for ímpar, sempre exis- tirá a raiz. Calcule, se possível, cada uma das raízes a seguir. Caso não seja uma raiz exata, escreva o resultado com aproximação de uma casa decimal. a) 5 76, b) 40 c) 4 d) 83 e) 814 f) 1253 g) 180 h) 56 25, i) 35 4. Em um anúncio de locação de uma sala comer- cial, aparecia a informação de que a área era de 17,64 m2. Considerando que essa sala é “quadra- da”, qual a medida do comprimento e da largura? 5. Um terreno com formato retangular foi dividido por uma cerca, como ilustra a figura. O terreno ABEF é um quadrado e BCDE é um retângulo. A B C F E D 116,64 m2 207,36 m2 a) Qual é a medida dos lados do terreno ABEF? b) Qual é a maior dimensão do terreno BCDE? c) Imagine outro terreno, com formato quadra- do, cuja área é igual à do terreno ACDF. Qual é a medida dos lados desse terreno? 6. Determine o resultado de cada potência ou expressão. a) 64 1 2 b) 343 1 3 c) 27 2 3 d) 49 6250 5 0 25, , e) 1 2 36 2 36 1 2 1 2⋅ + ⋅ − Sugestão de atividades: questões de 9 a 11 da seção Hora de estudo. Gabaritos.5 Matemática 19 Hora de estudo Organize as ideias Neste capítulo, aprendemos algumas ideias novas sobre a potenciação e a radiciação. Vimos também como escrever um número em notação científica. Invente uma potenciação e uma radiciaçãoe preencha os quadrinhos. Além disso, complete as lacunas. Expoente Base Índice Radicando Complete as lacunas. • Com exceção do zero, qualquer outro número elevado a 0 é igual a 1 . • Todo número elevado a 1 é igual ao próprio número/a ele mesmo . • Quando o expoente de uma potência é um número inteiro negativo, o resultado é o inverso da potência com o correspondente expoente positivo. Invente um exemplo e preencha o esquema ao lado. • Na multiplicação de potências de mesma base, conservamos a base e somamos os expoentes. • Na divisão de potências de mesma base, conservamos a base e subtraímos os expoentes. • Para elevar uma potência a um expoente, conservamos a base e multiplicamos os expoentes. • Quando multiplicamos potências de mesmo expoente, multiplicamos as bases e conservamos o expoente. • Quando dividimos potências de mesmo expoente, dividimos as bases e conservamos o expoente. 1. A malha pontilhada ao lado é formada por 25 pontos. Observe as nove expressões a seguir. Resolva cada uma delas, marque os pontos na malha de acordo com os resultados obtidos e os ligue na ordem em que elas aparecem, começando com A e terminando em I. A primeira já está resolvida e é igual a 15. Por isso, a figura começa no ponto 15, indicado em vermelho. Gabaritos.6 20 1 1 cm 1 cm 1 2 3 4 5 6 11 16 22 23 24 21 10 15 20 25 A: 42 – 70 = 16 – 1 = 15 B: 3 22 4+ −( ) C: 5 22 2 D: ( )7 3 2 E: ( ) :2 6 46 2 F: (35 – 152) : (20 + 21) G: 13 5 4 92 2⋅ − ⋅ H: 5 1 9 13 4⋅ − + ⋅ −( ) ( ) I: 3 5 82 1 0 Qual é a área da figura obtida? a) 16 cm2 b) 15 cm2 X c) 14 cm2 d) 13 cm2 e) 12 cm2 2. (ENEM) No depósito de uma biblioteca há cai- xas contendo folhas de papel de 0,1 mm de es- pessura, e em cada uma delas estão anotados 10 títulos de livros diferentes. Essas folhas foram empilhadas formando uma torre vertical de 1 m de altura. Qual a representação, em potência de 10, cor- respondente à quantidade de títulos de livros registrados nesse empilhamento? a) 102 b) 104 X c) 105 d) 106 e) 107 3. Você já sabe que, em uma potência de base 10, em que o expoente é um número inteiro positi- vo, a quantidade de zeros do resultado é igual ao expoente da potência. Veja alguns exemplos. 10 100 10 10000 10 10 000 000 2 4 7 2 4 7 zeros zeros zeros �� � ��� � ������� Quando o expoente é um número inteiro nega- tivo, também existem relações entre o expoente e o resultado. a) Complete a tabela a seguir. Potência Fração Forma decimal 10–1 1 10 0,1 10–2 1 100 0,01 Potência Fração Forma decimal 10–3 1 1000 0,001 10 4 1 10 000 0,0001 b) Nas potências do item a, qual é a relação entre o número de casas decimais e o expoente? c) Nas potências do item a, qual é a relação en- tre o número de zeros do resultado na forma decimal e o expoente? d) É comum ouvirmos nomes como milhão, bi- lhão, trilhão. Esses termos estão associados a potências de base 10. Complete a tabela. Cem 100 = 102 Um mil 1 000 = 103 Dez mil 10 000 = 104 Cem mil 100 000 = 105 Um milhão 1 000 000 = 106 Um bilhão 1 000 000 000 = 109 Um trilhão 1 000 000 000 000 = 1012 Um décimo 0,1 = 10–1 Um centésimo 0,01 = 10–2 Um milésimo 0,001 = 10–3 Um décimo de milésimo 0,0001 = 10–4 Um centésimo de milésimo 0,00001 = 10–5 Um milionésimo 0,000001 = 10–6 Um bilionésimo 0,000000001 = 10–9 O número de casas decimais é o oposto do expoente, ou seja, é o expoente com o sinal trocado. O número de zeros do resultado na forma decimal é o oposto do expoente. 21 Técnicos concluem mapeamento do aquífero Guarani O aquífero Guarani localiza-se no sub- terrâneo dos territórios da Argentina, Bra- sil, Paraguai e Uruguai, com extensão total de 1.200.000 quilômetros quadrados, dos quais 840.000 quilômetros quadrados es- tão no Brasil. O aquífero armazena cerca de 30 mil quilômetros cúbicos de água e é considerado um dos maiores do mundo. Na maioria das vezes em que são feitas referências à água, são usadas as unidades metro cúbico e litro, e não as unidades já descritas. A Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) divulgou, por exemplo, um novo reserva- tório cuja capacidade de armazenagem é de 20 milhões de litros. 4. Assinale a alternativa que apresenta o maior dos cinco números. a) ( )35 2 b) 35 2 X c) 32 5 d) 3 3 52 25 e) 3 35 2 5. (OBM) Dividindo-se o número 4 4 2( ) por 4 4 obtemos o número: a) 2 b) 43 c) 44 d) 48 X e) 412 4 4 4 4 4 4 4 4 16 4 16 4 12 2( ) = = =− 6. (OBMEP) Qual é a soma dos algarismos do nú- mero que se obtém ao calcular 2 5100 103 ? a) 7 X b) 8 c) 10 d) 12 e) 13 Dica: Escreva 5103 como 5100 · 53. 7. (ENEM) a) 1 5 10 2, vezes a capacidade do reservatório novo. b) 1 5 103, vezes a capacidade do reservatório novo. c) 1 5 10 6, vezes a capacidade do reservatório novo. d) 1 5 10 8, vezes a capacidade do reservatório novo. X e) 1 5 10 9, vezes a capacidade do reservatório novo. Dica: 1 km é igual a 1 000 m, então 1 quilômetro cúbico é igual a 1 bilhão de metros cúbicos. 8. Um dia é igual a 24 horas, uma hora é igual a 60 mi- nutos e 1 minuto é igual a 60 segundos, certo? a) Calcule quantos segundos correspondem a um ano de 365 dias. b) Escreva o resultado obtido no item anterior em notação científica. c) Reescreva o número do item b aproximando para duas casas decimais a parte que multi- plica a potência de 10. 9. Assinale a alternativa que mais se aproxima de 53. a) 7,1 b) 7,2 X c) 7,3 d) 7,4 e) 7,5 10. O valor da expressão 10 89 2 25 84 64 46 24 , , , , + − é: X a) 2 b) 2,5 c) 3 d) 3,5 e) 4 11. A terça parte de 312 é 3 3 3 3 12 12 1 11= =− . Qual é a metade de 2 3 2 ? a) 1 3 2 b) 2 3 4 c) 2 X d) 2 e) 0,75 Disponível em: http://noticias.terra.com.br. Acesso em: 10 jul. 2009. (adaptado). Comparando as capacidades do aquífero Gua- rani e desse novo reservatório da SABESP, a ca- pacidade do aquífero Guarani é 22 2 1. Você sabe o que é uma mesquita? 2. Aponte uma ocorrência de simetria que aparece na foto. Transformações geométricas © W ik im ed ia C om m on s/ M oh am m ad Re za D om iri G an ji A grande variedade de motivos e formas ornamentais presentes na mesquita de Nasir al-Mulk surpreende visitantes do mundo inteiro. A simetria na construção, a riqueza de detalhes nos mosaicos e a iluminação proporcionada pelos vitrais são algumas das características que chamam a atenção nesse local. • Mesquita de Nasir al-Mulk, em Shiraz, no Irã 1. Pessoal. Templo dos muçulmanos. 2. Respostas possíveis: Reflexão; rotação; translação. Leia comentário nas orientações didáticas.1 23 Neste capítulo, relembraremos e aprofundaremos o estudo dos tipos de transformações geométricas no plano denominadas isometrias, mais conhecidas como simetrias. Elas modificam a posição de uma figura, mas mantêm sua forma e suas medidas. Na figura ao lado, por exemplo, considere o passarinho 1 como a figura original para completar as frases a seguir. • O passarinho que representa uma reflexão do original é o de número 2 . • O passarinho 3 é uma translação do original. • O passarinho 4 é uma rotação do original. Reflexão A reflexão é uma transformação isométrica e recebe esse nome por produzir um resultado semelhante ao ob- tido quando refletimos um objeto em um espelho plano. A posição da figura se modifica, mas a forma e o tamanho são mantidos. Na imagem, temos um hexágono refletido em um espe- lho plano. O hexágono e sua imagem são iguais em forma e tamanho, mas em posições diferentes. Nesse caso, o espe- lho funciona como um eixo de simetria da foto. O hexágo- no refletido é também chamado de simétrico do original. • Veja essa situação representada no plano cartesiano. O eixo vertical representa o espelho, ou seja, é o eixo de simetria. Vamos ver o que acontece com as coordenadas dos vértices do hexágono ao ser refletido? © P. Im ag en s/Pi th Original Refletido ou simétrico A (0, 2) A (0, 2) B (0, 4) B (0, 4) C (1,5; 5) C' (–1,5; 5) D (3, 4) D' (–3, 4) E (3, 2) E' (–3, 2) F (1,5; 1) F' (–1,5; 1) Considere o hexágono da direita como o original e preencha a tabela com as coordenadas dos vértices dos dois hexágonos. Depois, explique a mudança que ocorre nas coordenadas dos vértices do hexágono refletido em relação ao original. Objetivos Após o estudo deste capítulo, espera-se que você reconheça e construa diferentes transforma- ções geométricas com base nas propriedades das figuras envolvidas. Espera-se que a resposta dos alunos faça referência à permanência das ordenadas e ao fato de as abscissas serem opostas nos dois hexágonos − com exceção dos vértices A e B, que são comuns. Peça que expliquem a coincidência desses vértices, que ocorre pelo fato de eles estarem sobre o eixo de simetria (eixo y). 0 1 2 3 4–4 –1–3 –2 1 2 3 4 y x 5 C D E F A B F’ E’ D’ C’ 6 1 2 4 3 Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 8o. ano – Volume 124 Repare que a distância de um vértice do hexágono original ao eixo de simetria é igual à distância desse eixo ao vértice corres- pondente no hexágono simétrico. Por exemplo, a distância do eixo ao vértice F é 1,5, assim como a do vértice F’ ao eixo também é 1,5. Essas distâncias estão indica- das pelos segmentos em linha vermelha. As distâncias de um ponto a uma reta dada são sempre medidas sobre uma reta perpendicular à reta dada. Desse modo, garantimos que a distân- cia seja a medida do menor segmento que vai do ponto à reta. • Agora, observe a figura formada por um pentágono e seu reflexo. a) Anote na tabela as coordenadas dos vértices do pentágono original e do simétrico. Depois, escreva um texto sobre o posicionamento do eixo de simetria e quais mudanças ocorreram nas coordenadas. O eixo de simetria está posicionado sobre o eixo x. As abscissas de todos os vértices do pentágono original são mantidas como abscissas dos vértices do pentágono simétrico, e as ordenadas de um são opostas às do outro. b) Confira as distâncias entre o eixo de simetria e os vértices dos dois pentágonos e converse com o professor e os colegas sobre o que observou. • No próximo exemplo, o eixo de simetria não coincide com qualquer dos eixos cartesianos, mas, sim, com uma reta que forma um ângulo de 45° com ambos, ou seja, divide ao meio o 1º. e o 3º. quadrantes. Uma reta que divide um ângulo em duas partes iguais é chama- da de bissetriz do ângulo. Assim, dizemos que essa reta é a bissetriz dos quadrantes ímpares do plano cartesiano. Preencha a tabela com as coordenadas dos vértices do triângulo original e as do simétrico. Original Simétrico A (–1, 1) A’ (1, –1) B (–1, 3) B’ (3, –1) C (–4, 1) C’ (1, –4) 0 1 2 3 4–4 –1–3 –2 1 2 3 4 y x 5 C D E F A B F’ E’ D’ C’ 6 0 1 2 3 4 –4 –3 –1 1 2 3 4 y x5 6 –2 B C D E A A’ B’ C’ E’ D’ Original Simétrico A (2, 3) A’ (2, –3) B (4, 4) B’ (4, –4) C (6, 4) C’ (6, –4) D (5, 3) D’ (5, –3) E (6, 2) E’ (6, –2) 0 1 2 3 –4 –1 –3 –1 1 2 3 y x –2 –2–3–4 4 4 C B A A’ B’ C’ Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. Matemática 25 O par ordenado de cada vértice original ficou em ordem invertida no vértice correspondente do simétrico. Para justificar essa mudança, note que cada ponto do eixo x está à mesma distância do eixo de simetria que um ponto do eixo y com as coordenadas trocadas entre si. Por exemplo, o ponto (3, 0) está à mesma distância do eixo de simetria que o ponto (0, 3). Atividades Gabaritos.2 1. Em cada item, desenhe a figura simétrica em relação ao eixo de simetria indicado em vermelho. b) c) d) y x a) 2. Forme uma faixa decorativa refletindo sempre a figura formada segundo um eixo de simetria vertical. Cada eixo deve estar um quadradinho à direita da figura anterior. 3. Na malha a seguir, forme uma faixa decorativa refletindo uma figura original à sua escolha. É preciso que ela seja simétrica sempre em relação aos eixos verticais. Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 8o. ano – Volume 126 4. No plano cartesiano ao lado, há três eixos de simetria indicados em verde e uma figura original. a) Desenhe as figuras simétricas à original segundo cada um dos eixos de simetria. b) Elabore uma tabela e registre os pares ordenados dos vérti- ces da figura original e de uma das figuras simétricas à sua escolha. • Observe-os com atenção e descubra quais modificações aconteceram nas coordenadas dos vértices. Em seguida, elabore um pequeno texto explicando isso. 5. No plano cartesiano ao lado, marque os seguintes pontos: A (2, 6), B (3, 5), C (3, 2), D (1, 1), E (1, 2) e F (0, 4). Una-os com segmentos de reta nessa ordem. a) Descreva o polígono que você obteve. b) Agora, marque estes pontos na malha e una-os com segmentos de reta nesta ordem: G (–6, –2), H (–5, –3), I (–2, –3), J (–1, –1), K (–2, –1), L (–4, 0). • Notou que esse novo polígono é simétrico ao original? Então, responda à pergunta: onde deve estar posicio- nado o eixo de simetria para produzir esse polígono simétrico? Trace o eixo e justifique sua resposta. O eixo de simetria coincide com a bissetriz dos quadrantes pares (2º. e 4º. quadrantes) do plano cartesiano. A justificativa pode fazer referência ao fato de a distância dos vértices correspondentes ser a mesma em relação a essa reta. Espera-se que a descrição enfoque características como “é um hexágo- no não convexo”. Podem ser incluídas outras informações, por exemplo, “tem um vértice sobre o eixo y”, “não toca no eixo x”, entre outras. 40 1 2 3 –4 –1 –3 –1 1 2 3 4 y –2 –2–3 5 –5 –4 5 x Matemática em detalhes Vamos mostrar como podemos localizar o eixo de simetria caso as figuras não estejam posicionadas sobre um plano cartesiano ou uma malha quadriculada. Reúna-se com um colega para acompanhar as próximas orientações e trocar ideias a respeito desse assunto. Você vai precisar de um lápis bem apontado, uma régua, um compasso, um esquadro e duas das casinhas que estão no material de apoio. Primeiro, colamos uma casinha de cada cor no meio de uma folha em branco, afastadas entre si e alinhadas na horizontal. Marcamos o ponto A no ponto mais alto da casinha original e o ponto A’, correspondente ao ponto A, na casinha simétrica. Aqui, consideramos a casinha verde como a original. Depois, traçamos um segmento de reta unindo esses dois pontos, con- forme o exemplo dado. 0 1 2 3 –4 –1 –3 –1 1 2 3 4 y –2 –2–3 5 –4 x–5–6 6 L K J IH G E D C B A F Comente com os alunos a respeito da sobreposição da figura original a uma das figuras simétricas. Verifique nas orienta- ções didáticas mais comentários de encaminhamento e gabarito. Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. © P. Im ag en s/ Pi th Matemática 27 Sabendo que as distâncias do eixo de simetria até cada um desses pontos devem ser iguais, precisamos encontrar o ponto que fica exatamente na metade desse segmento. Esse ponto é denominado ponto médio. Sim, é possível medir o segmento com a régua, dividir a medida por 2 e marcar o ponto médio. Contudo, o primeiro procedimento que vamos mostrar aqui pode ser usado mesmo que não disponhamos de uma régua graduada e que a situação não seja tão planejada como esta, em que os assoalhos das duas casinhas estão alinhados na horizontal. Acompanhe a explicação. Posicionamos a ponta-seca do compasso sobre uma das extremida- des do segmento AA’. Usamos a abertura do compasso igual ao com- primento do segmento. Na verdade, a abertura pode ser menor do que o comprimento do segmento, mas precisa ser maior do que a metade dele. Traçamos dois arcos, um acima e outro abaixo do segmento. Com a mesma abertura, repetimos o procedimento com a ponta-seca na outra extremidade do segmento, de modo que os arcos se cruzem com os tra- çados anteriormente. Indicamos os pontos em que os arcosse cruzam como M e N. Com auxílio da régua, traçamos uma reta que passa por M e N e é perpendicular ao segmento AA’. Essa reta passa por P, ponto médio do segmento AA’, e coincide com o eixo de simetria. Agora, suponha que na folha haja espaço somente para fazer os arcos acima do segmento. Nesse caso, marcamos com os arcos apenas um dos pon- tos e traçamos a reta perpendicular ao segmento AA’ passando por esse ponto. Para isso, posicionamos a régua alinhada com o segmento AA’ e apoiamos nela o esquadro conforme mostra a figura. Traçamos o segmento que vai do ponto M até P, o ponto médio de AA’. Prolongando o segmento MP, obtemos o eixo de simetria. Obviamente, esse procedimento vale também para arcos traçados abaixo do segmento AA’. Fo to s: © P. Im ag en s/ Pi th 8o. ano – Volume 128 Atividades 1. Trace as figuras simétricas em cada item considerando o eixo de simetria indicado em vermelho. a) c) b) d) e) f) 2. Use o procedimento que preferir para traçar o eixo de simetria de cada uma das imagens. a) b) Sugestão de atividade: questão 1 da seção Hora de estudo. Os alunos podem traçar dois seg- mentos entre pontos correspon- dentes, medi-los, marcar os pontos Rotação Você já deve ter visto os vitrais usados como peças decorativas em edifícios e monumentos. Eles proporcionam belos efeitos visuais com a passagem da luz por suas composições. Observe o vitral abaixo, produzido com base em uma rosácea. As rosáceas são elaboradas por meio de simetrias, como a reflexão e a rotação. Neste momento, vamos nos ater ao estudo da rotação. a) Quantas pétalas tem a rosácea do vitral apresentado? Essas pétalas são todas iguais? São 8 pétalas, todas iguais em tamanho e forma, apenas a posição se modifica. b) Sobre a rosácea, traçamos segmentos de reta que separam as pétalas entre si. Quanto mede cada um dos ângulos formados entre esses segmentos? Cada ângulo mede 360° : 8 = 45°. Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. © Va nd er le i N em itz médios medindo-os com a régua e traçar a reta que passa por eles ou usar um dos dois procedimentos apresentados na seção Ma- temática em detalhes. Matemática 29 Esse tipo de simetria é uma transformação geométrica caracterizada por modificar a posição de uma figura (original) ao girá-la em torno de um ponto central, mantendo seu tamanho e sua forma. Assim, esse vitral é uma composição formada por simetria de rotação. No caso da rosácea, qualquer uma das pétalas pode ser a figura original, e o ângulo de rotação mede 45°. O ponto fixo em torno do qual fazemos girar a figura é chamado de centro de rotação. Nesse caso, é o centro da rosácea, onde se cruzam os segmentos traçados. Para formá-la, usamos rotações sucessivas segundo ângulos de mesma medida e sempre consideramos que a rotação será no sentido horário, a menos que seja dito o contrário. Veja este esquema de uma rosácea de oito pétalas. Na figura da direita, é possível notar que há dois octógonos regulares, e todos os vértices dos octógonos estão perfeitamente ajustados sobre as intersecções dos arcos da rosácea. Em torno do octógono regular, podemos ajus- tar uma circunferência passando por todos os seus vértices. 00 Esse octógono está inscrito na circunferência e seu centro coincide com o centro da circunfe- rência. Podemos, ainda, traçar ângulos com vértices no centro no ponto O e extremidades nos vértices do polígono. Cada um desses ângulos é chamado de ângulo central. Essa situação é possível para outros polígonos e para todos os polígonos regulares. Trace os ângulos centrais em cada um dos polígonos a seguir. Triângulo equilátero Quadrado Trapézio Hexágono regular Triângulo escaleno a) Que relação existe entre cada ângulo central de um octógono regular e o ângulo de giro que formou a rosácea de 8 pétalas? Ambos medem 45°. Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 8o. ano – Volume 130 b) Quanto medem os ângulos centrais dos polígonos regulares? Triângulo equilátero: 120°; quadrado: 90°; hexágono regular: 60°. c) Se você quisesse desenhar uma rosácea com 5 pétalas iguais em tamanho e forma, qual polígono poderia ajustar-se perfeitamente a essa composição? Um pentágono regular. Observe a composição ao lado e descubra o ângulo de rotação usado para formá-la. a) Trace um dos ângulos de rotação e anote sua medida. Para isso, marque um ponto de uma das figuras e o ponto correspondente na figura seguinte. Trace um segmento unindo cada um desses pontos ao centro de rotação O. Em seguida, meça o ângulo for- mado usando o transferidor. b) O que ocorreria se o ângulo de rotação fosse menor do que o utilizado nessa composição? E se fosse maior? Agora, observe a mesma figura desenhada em um plano cartesiano. a) Oriente os alunos a marcar um dos vértices da figura. Isso facilita a localização do ponto correspondente na outra figura. O ângulo de rotação é de 90°. Gabaritos.3 c) Nomeie os vértices do quadrado e o centro do círculo maior e preencha a tabela para anotar suas coordenadas. Ponto Coordenadas A (–4, 2) B (–2, 4) C (0, 2) D (–2, 0) Centro (–2, 2) d) Desenhe a figura após uma rotação de 90° e anote no gráfico suas coordenadas. e) Se a rotação de 90° ocorrer no sentido anti-horário, quais serão as coordenadas dos vértices da figura? As coordenadas dos vértices, em ordem correspondente à da tabela, serão (–2, –4), (–4, –2), (–2, 0) e (0, –2). As coordenadas do centro do círculo serão (–2, –2). f) Se quisermos a figura desenhada inteiramente no 4º. quadrante, de quantos graus deverá ser a rotação em relação à figura original? Quais serão as coordenadas dos vértices? A rotação deverá ser de 180° em relação à figura original. As coordenadas serão, na ordem correspondente à da tabela, (4, –2), (2, –4), (0, –2) e (2, 0). As coordenadas do centro do círculo serão (2, –2). g) Note que (–3, 1) é um ponto que está em um dos lados do quadrado da figura original. Considerando as figuras do 1º., do 3º. e do 4º. quadrantes obtidas pela rotação da original, quais são as coordenadas correspondentes ao ponto (–3, 1) nessas figuras? Figura Original Do 1º. quadrante Do 3º. quadrante Do 4º. quadrante Coordenadas (–3, 1) (1, 3) (–1, –3) (3, –1) As coordenadas dos vértices, em ordem correspondente à da tabela, são (2, 4), (4, 2), (2, 0) e (0, 2). As coordenadas do centro do círculo são (2, 2). 90° O 0 1 2 3 4 –4 –1 –3 –1 1 2 3 4 y x–3–4 A B C D –2 –2 Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. Matemática 31 h) Pense agora em um ponto qualquer da figura original, cujas coordenadas são (a, b). Quais são os cor- respondentes vértices nas figuras do 1º., do 3º. e do 4º. quadrantes obtidas pela rotação da original? Figura Original Do 1º. quadrante Do 3º. quadrante Do 4º. quadrante Coordenadas (a, b) (b, –a) (–b, a) (–a, –b) Para fazer a rotação de uma figura, é necessário conhecer o ângulo de rotação e o ponto em torno do qual a figura vai girar. Precisamos levar em conta que a rotação é uma transformação isométrica, ou seja, após a transformação, os com- primentos e as medidas dos ângulos ficam mantidos. Desse modo, as distâncias de todos os pontos da figura original até o centro de rotação devem ser as mesmas dos pontos correspondentes na figura girada. Podemos destacar duas situações. 1. O centro de rotação é um ponto que pertence à figura. Observe os exemplos. a) O centro de rotação é o ponto C e o ângulo do giro é de 90°. Note que o centro de rotação coincide com um dos vértices da figura original. Partindo do lado BC, traçamos um ângulo de 90° com vértice no cen- tro de rotação e, com auxílio da régua, marcamos o ponto B’ de modo que a medida do lado B’C seja igual à do lado BC. Procedemos do mesmo modo para traçar o lado A’C. Em seguida, basta ligar A’ com B’ para obter a figura girada. b) O ângulo de rotação é de 180° e o centro de rotação é o ponto N. Note que aqui o centro de rotação estáno interior da figura. A figura original é a cor-de-rosa. Partindo do segmento que une o ponto J ao ponto N, traçamos um ângulo de 180° com vértice no centro de rotação e, com auxílio da régua, marcamos o ponto J’ de modo que a medida do segmento J’N seja igual à do segmento NJ. Procedemos do mesmo modo para marcar todos os outros vértices da figura girada. Li- gando esses pontos com auxílio da régua, obtemos a figura verde. 2. O centro de rotação é um ponto fora da figura. O ângulo de rotação é de 60° e o centro é o ponto O. Orientações de encaminhamento.4 • Trace um segmento ligando um ponto qualquer da figura ao centro de rotação. Aqui escolhemos um vértice, pois isso facilita o traça- do da figura final. Com auxílio do transferidor, marque o ângulo de rotação com vértice em O e trace o outro lado do ângulo. A B C B’ A’ 90° 90° J N J’ Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. © Sh ut te rs to ck /Y ul ia G la m 60° O A B C D EF 8o. ano – Volume 132 • Com a ponta-seca do compasso em O e abertura igual a OA, trace um arco que intersecte o outro lado do ângulo e marque o ponto A’. Esse ponto é o vértice correspondente ao vértice A na figura simétrica. A B C D EF 60° O A’ • Utilize o mesmo procedimento para marcar os outros vértices e, unindo-os com segmentos de reta, trace a figura simétrica. A B C D EF A’ F’ E’ D’ C’ B’ Localização do centro de rotação Há situações em que o centro de rotação de uma figura não está indi- cado. Nesse caso, como é possível localizá-lo? Você já viu como localizar o ponto médio de um segmento, lembra? Essa reta que passa perpendicularmente pelo ponto médio de um segmento é chamada de mediatriz do segmento. Cada um de seus pontos está a distâncias iguais das extremidades do segmento. De modo formal, dizemos: Mediatriz é o lugar geométrico dos pontos do plano que equidistam de dois pontos dados. Para localizar o centro de rotação de uma figura, será necessário traçar a mediatriz. • Assim, no exemplo a seguir, considera-se o losango original ABCF e seu simétrico A’B’C’F’. Escolha dois pontos do losango original e trace segmentos ligando-os aos seus correspondentes na figura simétrica. Nesse exemplo, traçamos os segmen- tos CC’ e FF’. Então, traçamos as mediatrizes desses segmentos. O ponto de intersecção das mediatrizes é o centro de rotação. A A’ Reta mediatriz M N A FB C F’ A’ B’ C’ G Centro de rotação Mediatriz de FF’ Mediatriz de CC’ Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. Matemática 33 Atividades 1. Qual é o ângulo central de um pentágono regular inscrito em uma circunferência? O centro do pentágono regular e o da circunferência são o mesmo. Podemos traçar ângulos com vértices no centro e extremi- dades nos vértices do pentágono regular. Assim, formaremos 5 ângulos, cada qual chamado de ângulo central, cuja medida é igual a 360° : 5 = 72°. 2. O polígono ao lado é um hexágono regular. Considere o ponto O como centro de rotação desse hexágono. Girando o hexágono em 120° no sentido horário, qual das alternativas representa o hexágono obtido? a) O b) O X c) O 3. Com o auxílio da régua, do compasso e do transferidor, trace o polígono obtido após uma rotação de 90° em torno do centro O de cada figura no sentido anti-horário. a) I M L K J O J’ K’ L’ M’I’ b) G O F’ G’ 90° F c) B C A D O A’ B’ D’ C’ 90° 4. Com o auxílio de régua e compasso, localize o centro de rotação em cada item. a) Centro de rotação: F A B CD E A’ B’ D’ C’ E’ Mediatriz de DD’— F Mediatriz de AA’— b) Centro de rotação: M G Mediatriz de GG’ — Mediatriz de HH’ — J I I’ J’ G’ H H’ M O Há comentário de encaminha- mento nas orientações didáticas. Comentário de encaminhamento. 5 Auxilie os alunos na construção das mediatrizes. Nas resoluções, são apresentadas as sugestões de segmentos e a construção das respectivas mediatrizes. Os alunos podem considerar outros segmentos, sempre ligando um ponto da figura original ao correspondente na figura simétrica. Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 8o. ano – Volume 134 5. Observe o triângulo original ABC e seu simétrico A’B’C’ na figura ao lado. a) Localize o centro de rotação O dessa transformação. b) Qual é a medida do ângulo de rotação? O ângulo de rotação mede 90°. 6. A figura ao lado é composta de semicírculos idênticos e triângulos retângulos também idênticos. Sabendo que o ponto O é o centro de rotação, responda às questões. a) Qual é a medida do ângulo de rotação usado para formar essa composição de semicírculos? O ângulo de 90°. b) E para a composição de triângulos? O ângulo de 180°. 7. Observe este mandala: a) Trace os eixos de simetria da figura. b) Quantos eixos de simetria ela apresenta? 6 eixos de simetria. c) Essa figura pode ser composta de rotações sucessivas. Identifique o padrão que se repete na figura quando essas rotações são aplicadas. d) Qual é a medida desse ângulo de rotação? A figura original apresenta 6 dessas partes, assim, a medida do ângulo de rotação é 360° : 6 = 60°. Mandala, em sânscrito, significa “círculo”. Por extensão, denomina-se mandala as composições decorativas de formato cir- cular elaboradas com base em rotações. Sugestão de atividades: questões de 2 a 5 da seção Hora de estudo. Mediatriz de AA’ — Mediatriz de CC’ — O B’ C’ A B C A’ P Q P’ O 180° Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. © iS to ck ph ot o. co m /R ai sa K en sh en sk ai a c) Os alunos podem identificar e indicar na figura um dos padrões ao lado: Mostre à turma que a fi- gura original é composta de seis repetições de um desses padrões. Matemática 35 Translação Você provavelmente já observou frisos geométricos utilizados em peças decorativas. Observe estes exem- plos de frisos: • Em cada um dos frisos, há um padrão que se repete. a) Crie um padrão e represente-o na malha quadriculada. A figura que você fizer será considerada a figura original. Reproduza o padrão pelo menos duas vezes formando um friso. b) O que acontece com a figura original para compor o friso? Pessoal. Possíveis respostas: Deslizamento horizontal, repetição das figuras lado a lado. Esse movimento feito pela figura original na compo- sição dos frisos é chamado de translação. Do mesmo modo que a rotação e a reflexão, a translação é uma transformação isométrica, ou seja, modifica a posição da figura mantendo sua forma e seu tamanho. Na translação, a figura original pode ser movida ao longo de uma reta. Essa reta dá a direção do movimen- to, a qual fica determinada pelo ângulo que a reta faz com o eixo x. É necessário também definir o sentido da translação e a amplitude, ou seja, quantas unidades de comprimento a figura avançará. Veja o exemplo ao lado. Na figura original, produzi- mos uma translação de 3 unidades segundo a direção da reta r, no sentido de A para B. Como fizemos translações sucessivas, cada figura formada sofreu essa mesma trans- formação, produzindo a próxima figura. © Sh ut te rs to ck /K ur ba no v A B 45° r x Figura original Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 8o. ano – Volume 136 Agora, você vai fazer a translação de 4 unidades de comprimento (amplitude) da figura ao lado ao longo de uma reta paralela ao eixo x (direção), da esquerda para a direita (sentido). Atividades 1. Faça a translação das figuras a seguir segundo a direção, o sentido e a distância indicados pela seta. a) b) c) 2. Em cada item, a figura B representa a translação da figura original A. Utilizando uma seta, represente a direção, o sentido e a amplitude da translação aplicada em cada item. a) A B b) A B c) A B d) A B 3. O vértice E do hexágono é transladado para o ponto E’, conforme mostra a figura. Essa informação é suficiente para traçar a imagem do hexágono da figura por translação?Justifique sua resposta. Há comentários nas orientações didáticas. Há comentário nas orientações didáticas. Comentários e gabaritos.6 x A B C D EF E’ Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. Matemática 37 4. Considere a figura original e pinte, ao lado, a figura que representa sua translação. Figura original 1 2 3 Agora, responda às questões. a) Qual figura indica uma transformação de rotação da figura original? Figura 3. b) Qual representa uma transformação por reflexão da figura original? Figura 1. 5. Aplicando-se uma transformação isométrica no losango A, obtemos o losango B. • Quais transformações podem ter sido aplicadas? A reflexão em torno do eixo vertical, a rotação de 180° ou a translação. 6. A figura a seguir mostra um exemplo de frisos geométricos. • Quais transformações isométricas podem ser observadas nessa composição? Reflexão e translação. Sugestão de atividade: questão 6 da seção Hora de estudo. Transformações combinadas No estudo da reflexão, você realizou repetidas reflexões de uma figura em malha quadriculada, obtendo um resultado semelhante a este: Figura 1 Figura 2 Nas transformações combinadas, cada figura obtida passa a ser a original para a próxima transformação. Na faixa acima, foram usadas sucessivas reflexões. Repare que as figuras 1 e 2 aparecem alternadamente na sequência de figuras que se forma. Imaginando que o resultado pretendido fosse uma faixa com a primeira e a última figuras, podemos fazer essa composição com reflexão deslizante. Figura 1 Figura 3 A B Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 8o. ano – Volume 138 Uma reflexão deslizante é a combinação de uma reflexão e uma translação. Acompanhe a explicação. • Primeiro fazemos a reflexão em torno do eixo vertical da figura 1 e obtemos a figura 2. Figura 1 Figura 2 • Usando a figura 2 como original, fazemos uma translação horizontal de amplitude 24 unidades para obter a figura 3. Figura 2 Figura 3 • Como resultado final da reflexão deslizante, obtemos a faixa com as figuras 1 e 3. Figura 1 Figura 3 Observe outro exemplo de reflexão deslizante. Figura 1 Figura 2 (translação de amplitude 1) Direção da translação Eixo de reflexão Figura 3 (reflexão segundo eixo horizontal) Reflexão deslizante • Além da figura utilizada, qual diferença podemos destacar entre os dois exemplos? No exemplo da xícara, a translação foi feita antes da reflexão. Questione a turma se a ordem de execução das transformações faz diferença no resultado final. Fique atento! Para ser reflexão deslizante, o eixo de reflexão e a direção da translação devem ser paralelos. Para fazer transformações combinadas, é fundamental ter especificado o padrão utilizado, ou seja, a figura que dá origem à composição final. Reflexão deslizante é a transformação resultante da composição de uma reflexão com uma translação. O eixo de orientação da translação deve ser paralelo ao eixo de simetria. Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. Matemática 39 Atividades 1. Os pontos A (–6, 5), B (–5, 2), C (–3, 4), D (–5, 7) e E (–5, 5) são vértices de um pentágono. a) Represente esse pentágono no plano cartesiano a seguir. 40 1 2 3 –4 –1 –3 –1 1 2 3 4 –2 –2–3 5 –5 –4 x–5–6 –6 –7 6 y 7 A B C D E A’ E’ B’ C’ D’ Q T R S P • Agora, represente, no mesmo plano cartesia- no, o pentágono A’B’C’D’E’ simétrico ao origi- nal segundo o eixo x. • Com base no pentágono simétrico A’B’C’D’E’, represente o pentágono PQRST obtido após a translação de 6 unidades para a direita, em que o eixo de orientação é paralelo ao eixo x. b) Na tabela a seguir, registre os pares ordenados dos vértices dos pentágonos solicitados. Pentágono A’B’C’D’E’ Pentágono PQRST A’ (–6, –5) P (0, –5) B’ (–5, –2) Q (1, –2) C’ (–3, –4) R (3, –4) D’ (–5, –7) S (1, –7) E’ (–5, –5) T (1, –5) c) Essa composição de transformações é um exemplo de reflexão deslizante? Explique sua resposta. Sim, pois a transformação resultante é uma composição de uma reflexão segundo o eixo x, que é o eixo de simetria, com uma translação cujo eixo de orientação é paralelo ao eixo x. 2. Assinale as alternativas em que não é aplicada a reflexão deslizante e informe as transformações geomé- tricas utilizadas nesses casos. a) X b) G X c) X d) Comentários de encaminhamento e gabarito. 7 Reflexão segundo eixo horizontal. Reflexão segundo eixo hori- zontal e reflexão segundo eixo Reflexão segundo eixo vertical e translação em que o eixo de orien- tação é per- pendicular ao da refle- xão. Ja ck A rt. 2 01 7. D ig ita l. vertical ou rotação de 180°. 8o. ano – Volume 140 3. Observe a imagem do azulejo ao lado e identifique quais transforma- ções geométricas podem ter sido aplicadas em sua composição. Utilize o material de apoio, cole as figuras no caderno e trace os eixos. 4. Com base na figura A, foi aplicada uma transformação geométrica para obter a figura B. Depois, outra transformação geométrica foi aplicada para obter a figura C. Observe essa sequência de transformações indicadas nos passos 1 e 2 do esquema a seguir. Com base nas imagens, assinale as afirmativas corretas. a) O passo 1 indica a rotação de 180° no sen- tido horário. X b) O passo 1 indica a reflexão sobre o eixo vertical. X c) O passo 2 indica a translação. X d) A sequência de passos 1 e 2 representa uma reflexão deslizante. e) A sequência de passos 1 e 2 representa re- flexões sucessivas. 5. No plano cartesiano, represente o triângulo que tem vértices nos pontos A (4, 3), B (2, 7) e C (0, 5). Depois, desenhe o triângulo DEF, obtido após transladar verticalmente 7 unidades o triângulo ABC, no sentido negativo do eixo y. Há comentários e gabarito detalhado nas orientações didáticas. • Com base no triângulo DEF, encontre os vérti- ces do triângulo GHI, aplicando a reflexão em relação à bissetriz dos quadrantes ímpares. • Registre, na tabela a seguir, as coordenadas dos vértices do triângulo GHI. Vértice Coordenadas (x, y) G (–4, 4) H (0, 2) I (–2, 0) 40 1 2 3 –4 –1 –3 –1 1 2 3 4 –2 –2–3 5 –5 –4–5 –6 –7 6 y 7 G 65 x I A B C E F D H Eix o d e s im etr ia Translação vertical de 7 unidades 7 Passo 1 Passo 2 Figura A Figura C Figura B © Sh ut te rs to ck /D ep ia no Ja ck A rt. 2 01 7. D ig ita l. © Sh ut te rs to ck /Ir in a Ki ld iu sh ov a Matemática 41 R M J G Z R O S Á C E A R O T B M L J L U A Q B S E T S Q E P O B G F Y O H F A V N D O X F O R M A G L Ç H L I R à N S K H O M E à T R A N S L A Ç Ã O S X O J C T B P M F W P N I à U J A R A P A D R à O H O G B V I L Ç O X F X Q H L S Y Á Z O X R T G U J K E Hora de estudo 42 Organize as ideias Neste capítulo, aprofundamos o estudo de transformações geométricas no plano e abordamos as transfor- mações combinadas. Com base no estudo realizado, complete as lacunas tornando cada frase verdadeira e, em seguida, procure os termos no caça-palavras. 1. A rotação é uma transfor- mação geométrica associada a um ponto fixo e uma amplitude de ângulo. 2. Em uma isometria, a forma é uma das características da figura que se mantêm inalteradas. 3. Denomina-se padrão a figura que se repete preenchendo totalmente o plano. 4. A reflexão é uma transfor- mação associadaa um eixo de simetria. 5. Rosácea é uma figura composta de rotações sucessivas de um padrão. 6. Mediatriz é uma reta que passa pelo ponto médio de um segmento de reta e é perpendi- cular a ele. 7. A simetria de reflexão deslizante é uma transformação combinada de uma reflexão e uma translação . 1. Complete a figura seguinte de acordo com a isometria correspondente à reflexão em torno do eixo horizontal s. s C H GA F B D E H’ B’ C’ F’ D’ E’ 2. Utilizando régua e compasso, determine o eixo de simetria da seguinte figura: Lembre os alunos de que o eixo de sime- tria pode ser determinado ao traçar a me- diatriz de um segmento em que as extre- midades são um ponto da figura original e o correspon- dente na figura refletida. Comentários e gabaritos. 8 Me dia triz A B C D E F F’ A’ D’ E’ C’ B’ Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. 3. (OBM) Se girarmos o pentá- gono regular, ao lado, de um ângulo de 252°, em torno do seu centro, no sentido horário, qual figura será obtida? a) X b) c) d) e) 4. (ENEM) Um programa de edição de imagens possibilita transformar figuras em outras mais comple- xas. Deseja-se construir uma nova figura a partir da original. A nova figura deve apresentar simetria em relação ao ponto O. A imagem que representa a nova figura é: a) O b) O c) O d) O X e) O 5. (ENEM) As figuras a seguir exibem um trecho de um quebra-cabeça que está sen- do montado. Observe que as peças são quadradas e há 8 pe- ças no tabuleiro da figura A e 8 peças no tabuleiro da figura B. As peças são retiradas do ta- buleiro da figura B e colocadas no tabuleiro da figura A na po- sição correta, isto é, de modo a completar os desenhos. Disponível em: http://pt.eternityii.com. Acesso em: 14 jul. 2009. É possível preencher corretamente o espaço in- dicado pela seta no tabuleiro da figura A colo- cando a peça a) 1 após girá-la 90° no sentido horário. b) 1 após girá-la 180° no sentido anti-horário. X c) 2 após girá-la 90° no sentido anti-horário. d) 2 após girá-la 180° no sentido horário. e) 2 após girá-la 270° no sentido anti-horário. 6. (ENEM) Uma das expressões artísticas mais fa- mosas associada aos conceitos de simetria e congruência é, talvez, a obra de Maurits Cornelis Escher, artista holandês cujo trabalho é ampla- mente difundido. A figura apresentada, de sua autoria, mostra a pavimentação do plano com cavalos claros e cavalos escuros, que são con- gruentes e se encaixam sem deixar espaços vazios. Realizando procedimentos análogos aos fei- tos por Escher, entre as figuras abaixo, aquela que poderia pavimentar um plano, utilizando- -se peças congruentes de tonalidades claras e escuras é a) b) c) X d) e) Figura original O Considerando o ponto O como centro de rotação, a nova figura é obtida por meio de uma rotação de 180°. f i g u r a A f i g u r a B Peça 1 Peça 2 43 1. Converse com o professor e os colegas sobre a diferença entre o cartão de débito e o de crédito. 2. Cite uma vantagem e uma desvantagem na utilização do cartão de crédito para a realização de transações comerciais. 3 Porcentagem Você já ouviu fa- lar em “dinheiro de plástico”? Esse ter- mo é empregado quando nos referimos aos cartões de crédito ou débito, os quais são feitos de plástico e muito utilizados para pagar contas, substituindo o uso do dinheiro em espécie (cédulas e moedas). Hoje, eles representam a principal forma de pagamento em diversos tipos de estabelecimento pela comodidade e segurança oferecidas. Com eles, podemos optar pelo pagamento de uma compra à vista ou a prazo. 1 Comentários e sugestão de encaminhamento. © Sh ut te rs to ck /P et er K ot of f 44 Ao fim deste capítulo, espera-se que você interprete e calcule de diferentes formas as porcen- tagens que constam em gráficos e tabelas, bem como resolva problemas que envolvem aumentos, descontos e juros compostos, sem a apresentação de fórmulas. Objetivos Resolução de problemas Diferentes representações da porcentagem Você já estudou que a porcentagem é uma razão que se pode indicar por meio de uma fração ou de um número decimal. Observe os exemplos a seguir com diferentes formas de representação. • 25% é o mesmo que 25 partes de um total de 100, ou 25 dividido por 100, ou 25 100 1 4 0 25, . • 13,9% corresponde a 13,9 em cada 100, ou 13,9 dividido por 100, ou 13 9 100 0 139 , , . Para calcular a porcentagem, usamos diversas formas de reso- lução, como por meio de uma regra de três, do cálculo proporcio- nal, da multiplicação por decimal, entre outras. Vamos relembrar essas formas analisando a seguinte situação: • Em um concurso público para auxiliar de enfermagem, 3 300 candidatos eram do sexo masculino, enquanto o sexo feminino representava 45% do total de candidatos. No dia da prova, faltaram 12,4% do total de inscritos. Com base nos dados apresentados, responda às questões propostas. a) Qual é a porcentagem do total de candidatos correspondente ao gênero masculino? b) Quantas pessoas do sexo feminino se inscreveram no concurso? Podemos utilizar a regra de três: % Pessoas F F 55 3300 45 3300 55 2 700 45 = ⋅ = Nesse concurso, 2 700 pessoas eram do sexo feminino. A situação anterior possibilita ainda vários outros questionamentos com os dados apresentados, como: quantas pessoas fizeram essa prova? Para responder a essa questão, podemos primeiramente calcular o total de pessoas inscritas. 2 700 + 3 300 = 6 000 inscritos Sabe-se que no dia da prova faltaram 12,4% do total de inscritos, ou seja, 100 – 12,4 = 87,6 o que significa que 87,6% do total refere-se aos candidatos que fizeram a prova. O total de candidatos representa 100%. Para obter a porcentagem referente aos candidatos do sexo masculino, basta retirar o percentual do sexo feminino de 100. Assim: 100 – 45 = 55 Portanto, 55% eram do sexo masculino. Feminino Masculino45% Candidatos ao concurso de enfermagem Sugestão de encaminhamento.2 Ja ck A rt. 2 01 7. D ig ita l. 45 3 Mais informações e gabaritos. Lembre-se de que: 87 6 87 6 100 0 876, % , , Usando a multiplicação do total de inscritos pela forma decimal da porcentagem, temos: 0,876 × 6 000 = 5 256 Ou calculando por meio da regra de três: % , , Pessoas P P 100 6000 87 6 6000 100 5 256 87 6 = ⋅ = Concluímos que a prova foi realizada por 5 256 candidatos. Educação financeira Retomando a discussão sobre a utilização dos cartões trabalhada na abertura do capítulo, vejamos algumas diferenças entre eles. • Cartão de débito: é associado a uma conta bancária e pode ser utilizado para pagar compras ou retirar nosso dinheiro do banco. Todas as movimentações feitas são deduzidas automaticamente do saldo bancário. • Cartão de crédito: é uma espécie de linha de crédito contratada. Todos os gastos são acumulados em uma fatura mensal, cujo vencimento é escolhido no momento de contratação do cartão. Com ele, podemos efetuar compras e pagá-las em um prazo de até 40 dias, dependendo da data da compra e do vencimento da fatura, assim como optar pelo parcelamento do valor total do produto ou serviço contratado. Analise a situação a seguir, que envolve uma compra com o cartão de crédito. • Um cliente foi a uma loja de utensílios domésticos, comprou os itens a seguir e fez o pagamento com o cartão de crédito. R$ 189 ,00 R$ 66,00 R$ 219 ,00 R$ 79,00 No ato da compra, ele optou por pagar o valor integral no vencimento do cartão. Após alguns dias, ao receber a fatura, percebeu que poderia pagar somente o valor mínimo, correspondente a 20% do total da compra. Nesse caso, a instituição financeira cobraria 10% de juros sobre o saldo restante e dividiria o saldo devedor em 4 parcelas iguais. © iS to ck ph ot o. co m /S er ez ni y; © Sh ut te rs to ck : A nt on B al az h/ Af ric a St ud io /Ir in a Zo rin a 8o. ano – Volume 146 Responda às questões de acordocom a situação anterior. a) Qual foi o valor total da compra? b) Qual é o valor mínimo referente a essa compra? c) Qual será o valor das faturas nos 4 meses posteriores considerando a opção pelo pagamento mínimo, no primeiro mês, e sabendo que não haverá outras despesas? d) Quanto será o valor pago da compra no final do financiamento? e) Analise a situação e os valores obtidos nos itens anteriores. Qual das opções de pagamento você escolheria: pagamento integral da fatura ou pagamento mínimo? Explique sua resposta. Atividades 1. Uma pesquisa realizada com 600 jovens de uma escola sobre seus gêneros de filmes favoritos registrou que 11,5% dos entrevistados escolheram a comédia, 20% preferiram a ficção científica, 15% optaram por aventura e 30% escolhe- ram terror. O restante do grupo respondeu “outros gêneros”. a) Quantos jovens optaram por filmes de ficção científica? Pode-se aplicar o raciocínio proporcional: % Pessoas 100 600 10 60 20 120 : 10 × 2 : 10 × 2 b) Quantos jovens responderam “outros gêneros”? 11,5 + 20 + 15 + 30 = 76,5 100 – 76,5 = 23,5 Do total, 23,5% dos jovens optaram por outros gêneros. 600 · 0,235 = 141 Então, ao todo, 141 jovens responderam “outros gêneros”. c) Com base nos dados apresentados, elabore uma questão que envolva a porcentagem e passe-a para seu colega para resolvê-la. Pessoal. 2. Uma empresa de alimentos está selecionando candidatos a uma vaga de ge- rente de controle de qualidade. Dos 156 entrevistados, 30 são mulheres e, dessas, 20% têm especialização na área. Determine o percentual de mulheres que concorrem à vaga e não têm especialização nessa área. 20% de 30 é: 0,2 · 30 = 6 mulheres com especialização Portanto: 30 – 6 = 24 Do total de mulheres, 24 não têm especialização na área de controle de qualidade. Há comentário nas orientações didáticas. 4 Gabaritos e informações complementares de encaminhamento. © Sh ut te rs to ck /K ol op ac h © Sh ut te rs to ck /E vg en iy kl ey m en ov Matemática 47 3. Uma empresa concedeu uma bonificação de 10,5% sobre o salário dos empregados em determinado mês como recompensa pelo aumento na produção. Considere que um empregado recebeu de bonifica- ção R$ 283,50. Quantos reais o empregado recebeu de salário nesse mês? % R$ 10,5 283,50 100 x 10 5 283 50 100 28 350 10 5 2 700 , , , ⋅ = ⋅ = = x x x O salário do empregado desse mês foi de R$ 2.700,00. 4. Uma escola oferece a seus 980 alunos a formação em uma entre três línguas estrangeiras: inglês, francês ou espanhol. Os alunos que optarem por mais de uma língua devem pagar à parte pela escolha. Sabe-se que, do total de alunos, 69% escolheram duas línguas, 16%, três línguas, e o restante optou por somente uma língua estrangeira. Quantos alunos optaram por estudar apenas uma língua estrangeira? © Sh ut te rs to ck : S ar un yu _f ot o/ Al ho vi k 5. Em uma pesquisa realizada com 2 000 jovens sobre sua preferência esportiva, 550 deles responderam que preferem futebol. Qual é a porcentagem dos entrevistados que preferem outro tipo de esporte conside- rando que todos escolheram apenas um esporte? 2 000 – 550 = 1 450, ou seja, 1 450 jovens preferem outros esportes. 1 450 2 000 0 725 72 5, , %ou ou x x = ⋅ = 1 450 100 2 000 72 5, % Portanto, 72,5% dos entrevistados escolheram outros esportes. 6. (UNITAU – SP) Em um supermercado, um determinado produto que custava R$ 18,00 teve um aumen- to, passando a custar R$ 23,40. A taxa de reajuste sobre o preço antigo foi de a) 10% b) 20% c) 25% X d) 30% e) 35% 7. (ESPM – SP) A estreia do triathlon nas Olimpíadas deu-se em 2000, na cidade de Sydney, Austrália, com a distância que é conhecida como “Triathlon Olímpico”: 1,5 km de natação, 40 km de ciclismo e 10 km de corrida. Em relação à distância total percorrida pelos atletas, a corrida representa, aproximadamente: a) 23,64% b) 17,36% c) 27,22% d) 31,12% X e) 19,42% 8. (OBMEP) Uma caixa contém bolas brancas e pretas. Daniel retirou 60% das bolas, observou que 55% dessas bolas eram brancas e devolveu todas as bolas para a caixa. Qual é o maior percentual possível de bolas brancas na caixa? a) 60% b) 65% c) 68% X d) 73% e) 75% Sugestão de atividades: questões 1, 2, 3 e 5 da seção Hora de estudo. 8o. ano – Volume 148 Aumentos e descontos percentuais Frequentemente, ouvimos falar em acréscimos e reduções percentuais sobre valores de contas a pagar, preços de mercadorias, taxas, impostos e outras movimentações financeiras. Acompanhe como a calculadora pode nos auxiliar no cálculo desses percentuais. Aumento percentual Uma mercadoria que custava x reais sofreu um aumento de 12%. Isso equivale a dizer que o novo preço será 100% do preço anterior (x) acrescido de 12% do preço anterior (12% de x). Desse modo, o novo preço será 112% do preço inicial. De modo geral, juntando essas porcentagens, temos: 100 100 12 100 1 0 12 112+⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟⋅ = + ⋅ = ⋅x x x( , ) , Vamos aplicar essa ideia na situação a seguir com o uso de uma calculadora. • O preço de um perfume terá um aumento de 15%. Quantos reais ele custará após o aumento? 100 + 15 = 115, ou seja, 115% ou 1,15 sobre R$ 60,00. Para calcular o novo valor do perfume usando a calculadora, acompanhe as duas maneiras a seguir. 1ª.) Digite 60, aperte a tecla * ou × (de multiplicação). Em seguida, digite 1,15 e a tecla =. Calculadora Exibir Editar Ajuda MC MR MS M+ M– CE C ± 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 , – 1/x % = 60 * 1,15 Calculadora Exibir Editar Ajuda MC MR MS M+ M– CE C ± 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 , – 1/x % = 69 2ª.) Digite 60, aperte a tecla * ou ×. Em seguida, digite 115 e a tecla %. Calculadora Exibir Editar Ajuda MC MR MS M+ M– CE C ± 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 , – 1/x % = 60 * 115 Calculadora Exibir Editar Ajuda MC MR MS M+ M– CE C ± 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 , – 1/x % = 69 60 * 115% Por qualquer uma das duas formas, obtêm-se 69 reais, valor correspondente ao preço original de 60 reais mais 9 reais de aumento. R$ 60,00 © Sh ut te rs to ck /H ek la Ilu st ra çõ es : J ac k Ar t. 20 17 . D ig ita l. Matemática 49 • Complete a tabela aplicando os percentuais de aumentos indicados e calcule o novo preço usando a calculadora. Preço da mercadoria Percentual de aumento Porcentagem a ser aplicada Aumento em decimal Novo preço em reais R$ 200,00 1,5% 101,5% 1,015 200 · 1,015 = 203,00 R$ 1.568,70 20% 120% 1,2 1.882,44 R$ 700,00 12,9% 112,9% 1,129 790,30 R$ 450,40 16,7% 116,7% 1,167 525,62 Desconto percentual Uma mercadoria que custava x reais sofreu um desconto de 12%. Isso significa que o novo valor será equi- valente a 100% do preço anterior (x) subtraído de 12% do preço anterior (12% de x). O novo valor será menor do que o preço anterior (x). 100 100 12 100 1 0 12 0 88−⎛ ⎝ ⎜ ⎞ ⎠ ⎟⋅ = − ⋅ = ⋅x x x( , ) , Aplique essa ideia na situação a seguir. • Um livro que custava R$ 42,00 está com desconto de 15%. Quantos reais o cliente pagará por ele? 100 – 15 = 85, ou seja, 85% ou 0,85 sobre R$ 42,00. 42 · 0,85 = 35,7 Concluímos que o cliente pagará R$ 35,70 . • Complete a tabela aplicando os percentuais de descontos indicados e calcule o novo preço usando a calculadora. Preço da mercadoria Percentual de desconto Porcentagem a ser aplicada Desconto em decimal Novo preço em reais R$ 200,00 1,5% 98,5% 0,985 200 · 0,985 = 197,00 R$ 1.568,70 20% 80% 0,8 1.254,96 R$ 700,00 12,9% 87,1% 0,871 609,70 R$ 450,40 16,7% 83,3% 0,833 375,18 Lembre aos alunos que os valores em reais admitem somente duas casas decimais. Por essa razão, usamos o arredondamento. © Sh ut te rs to ck /G eo rg e Ru dy 8o. ano – Volume 150 Matemática em detalhes Acompanhe atentamente as situações propostas. • Um comerciante aumentou o preço de um produto de R$ 80,00 para R$ 100,00. Qual foi o percentual de aumento? Para responder a essa pergunta, há várias possibilidades de resolução, acompanheduas delas. 1ª.) Podemos calcular a razão entre o aumento em reais e o preço inicial. 100 – 80 = 20, ou seja, houve um aumento de 20 reais. Para saber a porcentagem referente a 20 reais em um total de 80 reais, fazemos: 20 80 20 80 0 25: , Como 0 25 25 100 , , pode-se concluir que houve um aumento de 25%. 2ª.) Podemos obter a razão entre o preço final e o inicial, assim: 100 80 100 80 1 25: , O resultado obtido pode ser escrito e interpretado da seguinte maneira: 1 25 1 0 25 125 100 25 , , % % % = + ↓ ↓ ↓ Como 1,25 corresponde a 125%, a diferença entre esse percentual e 100% é o aumento percentual, ou seja, 25%. • Um mês após aumentar o preço, o comerciante observou que as vendas daquele produto diminuíram bas- tante e resolveu retornar ao preço anterior. Qual foi o percentual de redução? Nesse momento, é comum que algumas pessoas pensem que a redução equivale a 25%, com base no cálculo feito anteriormente. Isso porque, antes, o preço aumentou R$ 20,00 e agora diminuiu os mesmos R$ 20,00. Porém, veja o que acontece quando calculamos a razão entre o desconto em reais e o preço inicial, de R$ 100,00. 20 100 20 100 0 2: , Como 0 2 20 100 , , a redução corresponde a 20%. Também podemos obter a razão entre o preço final e o inicial. 80 100 80 100 0 8: , 0 8 1 0 2 80 100 20 , , % % % = − ↓ ↓ ↓ Como 0,8 corresponde a 80%, a diferença entre esse percentual e 100% é a redução percentual, ou seja, 20%. Matemática 51 Desse modo, quando o preço é aumentado de R$ 80,00 para R$ 100,00, a variação percentual é de 25%, e quando é reduzido de R$ 100,00 para R$ 80,00, a variação percentual é de 20%. Mesmo que as diferenças sejam iguais em valores absolutos, nesse caso, 20 reais, os referenciais são diferentes. Note que ocorre um aumento quando a razão entre o valor final e o inicial for maior do que 1. Quando a razão estiver compreendida entre 0 e 1, ocorre uma redução. Veja dois exemplos a seguir. 1. Se uma quantidade passa de 3 para 4, o aumento é de, aproximadamente, 33,3%, pois: 4 3 1333 1 0 333 33 3 , , , % = + 2. Se uma quantidade passa de 4 para 3, a redução é de 25%, pois: 3 4 0 75 1 0 25 25 = = −, , % Em ambos os casos, a variação é de 1 unidade para mais ou para menos. No entanto, os referenciais são diferentes: • o aumento de 1 unidade tem como referência o valor inicial de 3 unidades; • a redução de 1 unidade tem como referência o valor inicial de 4 unidades. Atividades 1. Uma operadora de telefonia oferece celulares a preços especiais a seus clientes caso façam a adesão ao plano fidelidade pelo período de 1 ano. Jorge aproveitou esse plano e escolheu um smartphone. Qual é o percentual aproximado de desconto ofereci- do nessa promoção? A diferença de preço será: 3 500 – 1 950 = 1 550 3 500 1550 100 3 500 1550 100 3 500 155 000 44 3 % , x x x x = ⋅ = O desconto corresponde a aproximadamente 44,3%. 2. Um modelo de bicicleta é vendido em uma loja por R$ 1.500,00. a) Sabe-se que, para o pagamento à vista, é concedido um desconto de 12%. Qual é o preço da bicicleta à vista? 100% – 12% = 88% Assim, calculamos 88% de R$ 1.500,00. 88 100 1500 0 88 1500 1320⋅ = ⋅ =, Portanto, o preço à vista é R$ 1.320,00. 5 Gabaritos. © iS to ck ph ot o.c om /Gr afner © Sh ut te rs to ck /K w an gm oo za a Promoção De R$ 3.500,00 Por R$ 1.950,00 Parcelado no cartão de crédito em 12 vezes sem juros 8o. ano – Volume 152 b) Para esse modelo de bicicleta, 40% do valor de venda corresponde aos impostos. Qual seria o preço da bicicleta desconsiderando os impostos? Valor dos impostos: 40 100 1500 0 4 1500 600⋅ = ⋅ =, Desconsiderando os impostos, o preço da bicicleta seria R$ 1.500,00 – R$ 600,00 = R$ 900,00. c) O dono da loja decidiu que vai fazer uma promoção durante a próxima semana. Com isso, esse mo- delo será vendido por R$ 1.250,00. Qual será o percentual de desconto concedido nessa promoção? O valor do desconto será R$ 1.500,00 – R$ 1.250,00 = R$ 250,00. 1500 250 100 1500 250 100 1500 25 000 16 666 % , x x x x = ⋅ = = O desconto será de aproximadamente 16,7%. 3. Em janeiro do ano passado, a tarifa residencial de luz em uma cidade era de R$ 144,33 (até 300 kWh). No mesmo período deste ano, a tarifa foi R$ 121,33. Qual foi a por- centagem de redução na tarifa de luz do ano passado para este ano? 144,33 – 121,33 = 23,00 144 33 23 100 144 33 23 100 144 33 2 300 16 , % , , x x x x = ⋅ = A redução na tarifa de luz corresponde a aproximadamente 16%. 4. Sobre um produto importado, cujo preço era R$ 1.500,00, incidiu um imposto de 35% e 7,5% de frete. Qual o total pago por esse produto incluindo todos esses encargos? 100 + 35 + 7,5 = 142,5 142,5% de 1 500 é 1,425 · 1 500 = 2 137,50. Foram pagos R$ 2.137,50 no total. 5. Uma loja de eletroeletrônicos está oferecendo um desconto de 13% nas compras feitas com pagamento à vista. Qual é o preço normal de uma Smart TV que custou R$ 2.504,73? 100 – 13 = 87 R$ % 2 504,73 87 x 100 O preço normal da TV é R$ 2.879,00. 87 100 2 504 73 250 473 87 2 879 ⋅ = ⋅ = = x x x , Ilu st ra C ar to on . 2 01 8. D ig ita l. Matemática 53 6. Um pacote de massagem com 8 sessões em uma clínica de te- rapias alternativas custava R$ 550,00. No verão, sofreu um au- mento de 12% e no início do inverno teve um desconto de 21% sobre o valor praticado no verão. a) Adquirindo um pacote de massagem no inverno, quantos reais custará cada sessão? 550 × 1,12 = 616 (valor do pacote no verão) 616 × 0,79 = 486,64 (valor do pacote no inverno) 486,64 : 8 = 60,83 Cada sessão no inverno custará R$ 60,83. b) Elabore uma questão que envolva cálculos de porcentagem com os dados apresentados no enuncia- do e passe para seu colega resolver. Pessoal. 7. Um trabalhador teve seu salário aumentado em 12,6% em decorrência da sua produtividade, passando a receber R$ 1.553,88. Qual era o salário desse trabalhador antes do aumento? 100 + 12,6 = 112,6 R$ % 1 553,88 112,6 x 100 Antes do aumento, o salário do trabalhador era R$ 1.380,00. 112 6 100 1553 88 155 388 112 6 1380 , , , ⋅ = ⋅ = = x x x 8. (UCB – DF) Pedro pretende comprar uma geladeira e uma máquina de lavar. Após a informação do vendedor de que a geladeira custa R$ 1.200,00 e a máquina custa R$ 1.500,00, ele pediu descontos. O vendedor ofereceu 15% de desconto no preço da geladeira e 10% no preço da máquina de lavar. Nessas condições, em relação ao valor total dos dois produtos, foi oferecido a Pedro o desconto de a) 10%. X b) 12,2%. c) 12,5%. d) 15,5%. e) 25%. 9. (FCC – SP) Em dezembro de 2007, um investidor comprou um lote de ações de uma empresa por R$ 8 000,00. Sabe-se que: em 2008 as ações dessa empresa sofreram uma valorização de 20%; em 2009, sofreram uma desvalorização de 20%, em relação ao seu valor no ano anterior; em 2010, se valorizaram em 20%, em relação ao seu valor em 2009. De acordo com essas informações, é verdade que, nesses três anos, o rendimento percentual do investimento foi de: a) 20%. b) 18,4%. c) 18%. X d) 15,2%. e) 15%. © Sh ut te rs to ck /L eo na rd o da 8o. ano – Volume 154 10. O Imposto Predial e Territorial Urbano (IPTU) é cobrado anualmen- te de todos os cidadãos que possuem um imóvel. A arrecadação é direcionada ao município e deve ser aplicada em obras públicas, como melhoria de pavimentações das ruas e das calçadas, sistema de esgotos, iluminação pública, entre outras. A alíquota é aplicada sobre o valor venal do imóvel e varia de um município para outro. Em um município, por exemplo, é cobrada a alíquota de 0,85%. O valor do IPTU pode ser pago à vista, com 6% de desconto, ou em 10 parcelas iguais. a) Qual será o valor de cada parcela do IPTU de um imóvel no valor de R$ 189.000,00 nesse município? 189 000 0 0085 1606 50⋅ =, , 1 606,50 : 10 = 160,65 Cada prestação será de R$ 160,65. b) Qual é o valordo IPTU desse imóvel se o pagamento for efetuado à vista? 1 606,50 × 0,06 = 96,39 1 606,50 – 96,39 = 1 510,11 Ou podemos calcular da seguinte maneira: 1 – 0,06 = 0,94 ou 94% 1 606,50 × 0,94 = 1 510,11 Para o pagamento à vista, o valor seria R$ 1.510,11. c) Verifique no site da prefeitura de seu município qual seria aproximadamente o valor da alíquota e quais as condições de pagamento. Escreva um texto sobre isso com base nos dados obtidos. Pessoal. Ilustra Cartoon. 2018. Digital. Alíquota é o percentual com que determinado tri- buto incide sobre o valor de algo tributado. Sugestão de atividades: questões 4, 6 e 7 da seção Hora de estudo. Educação financeira Você sabe o que é o IPVA? O Imposto sobre a Propriedade de Veículos Automotores (IPVA) é pago por todos os proprietários de veículos (carros, motocicletas, caminhões, ônibus e outros). O valor arrecadado com esse imposto é dividido entre o estado, o município de registro do veículo e o Fundo de Manuten- ção e Desenvolvimento da Educação Básica e de Valorização dos Profissionais da Educação (Fundeb). O imposto pode ser pago à vista com desconto ou em parcelas ao longo do ano. © Sh ut te rs to ck /M . P rim ak ov Matemática 55 Para calcular o IPVA, basta verificar o valor venal do veículo (valor sugerido de venda) e aplicar a alíquo- ta (porcentagem sobre o valor venal) determinada em cada um dos estados da federação. O valor venal do veículo é descrito na tabela Fipe (Fundação Instituto de Pesquisas Econômicas) e a alíquota varia de estado para estado de 1 a 4%. No Paraná, por exemplo, a alíquota praticada em 2018 para veículos de passeio era de 3,5% sobre o valor de venda e o desconto para pagamento à vista era de 3% sobre o valor do IPVA. Para responder às questões propostas, considere um veículo cujo valor de venda na tabela Fipe é de R$ 32.850,00. a) No Paraná, em 2018, qual foi o valor do IPVA desse veículo para pagamento à vista? 3 5 32 850 00 3 5 100 32 850 0 035 32 850 1149 75 3 1 1 , % $ . , , , , % $ . de R de R ⋅ = ⋅ = 449 75 3 100 1149 75 0 03 1149 75 34 4925 , , , , ,⋅ = ⋅ = 1 149,75 – 34,49 = 1 115,26 O valor do IPVA desse veículo foi R$ 1.115,26. b) Se o proprietário do veículo optou pelo pagamento do IPVA em 3 parcelas, qual foi o valor de cada uma delas? 1 149,75 : 3 = 383,25 O valor de cada parcela foi R$ 383,25. c) Em 2018, a alíquota do IPVA sobre o valor venal de um veículo era de 4% no estado de São Paulo e de 2,5% em Pernambuco. Considerando um veículo de R$ 12.556,00, quantos reais de IPVA foram pagos a mais de um estado para o outro? 4 – 2,5 = 1,5 1 5 12 556 00 1 5 100 12 556 0 015 12 556 188 34 , % $ . , , , , de R ⋅ = ⋅ = ou 4 12 556 00 4 100 12 556 0 04 12 556 502 24 % $ . , , , de R ⋅ = ⋅ = 2 5 12 556 00 2 5 100 12 556 0 025 12 556 313 90 , % $ . , , , , de R ⋅ = ⋅ = 502,24 – 313,90 = 188,34 A diferença é de R$ 188,34. d) Quais fatores contribuem para que exista diferença nos valores de IPVA nos diversos estados? De acordo com a Constituição brasileira, artigo 155, inciso III, §6º., o imposto referente ao IPVA previsto terá alíquotas mínimas fixadas pelo Senado Federal e tais alíquotas poderão ser diferenciadas em função do tipo e da utilização do veí- culo. Os estados aplicam tarifas competitivas para atrair os proprietários de grandes frotas de veículos, como locadoras e empresas de táxi, para emplacarem os carros e assim arrecadarem mais impostos. 8o. ano – Volume 156 Aumentos e descontos sucessivos Há situações em que ocorrem vários aumentos ou descontos sobre um mesmo valor. Acompanhe a situação a seguir. • Uma fábrica de calçados produziu um tênis cujo preço de custo era de R$ 55,00. Até chegar ao consumidor, o produto recebeu dois aumentos: 36% sobre o preço de custo referente aos impostos e 12% sobre o valor incluindo os impostos em relação ao lucro do lojista. Qual é o valor de venda desse produto? Observe como podemos resolver esse problema. 1ª. maneira Como haverá um aumento de 36% correspondente aos impostos, isso significa que: 100 + 36 = 136, ou seja, 136% ou 1,36 de R$ 55,00. 55 × 1,36 = 74,80 Sabendo que o lojista terá lucro de 12% sobre R$ 74,80: 100 + 12 = 112, ou seja, 112% ou 1,12 de R$ 74,80. 74,80 × 1,12 = 83,776 Considerando que o nosso sistema monetário admite duas casas decimais, o valor do tênis será R$ 83,77 ou, arredondando, R$ 83,78. 2ª. maneira Como as porcentagens se referem aos aumentos sucessivos que devem ser aplicados sobre um mesmo valor, podemos calcular assim: 55 136 112 112 83 77674 8 × × = = × = , , , ,, ��� �� Verifica-se que, em qualquer uma das soluções, obtemos o mesmo valor de venda do tênis. Agora, observe este outro exemplo, referente aos descontos sucessivos: • Uma loja estava vendendo os móveis para sala, cozinha e quarto por R$ 18.000,00. Para alavancar as vendas, o gerente resolveu fazer uma promoção- -relâmpago: além da oferta anunciada no cartaz, durante uma hora os compradores ainda teriam desconto de 7% nos pagamentos à vista. Quantos reais custarão esses móveis durante essa hora de promoção se o cliente pagar à vista? Acompanhe como podemos resolver esse problema de duas formas. 1ª. maneira Considerando o desconto de 9% sobre R$ 18.000,00, temos: 100 – 9 = 91, ou seja, 91% ou 0,91 de R$ 18.000,00. 18 000 × 0,91 = 16 380 lucro: segundo o Dicionário Aurélio, “ganho, vantagem ou benefício que se obtém de alguma coisa, ou com uma atividade qualquer”. © Sh ut te rs to ck /P an po te © Sh ut te rs to ck /G rz eg or z C za ps ki Promoção R$ 18.000,00 À vista com 9% de desconto Matemática 57 Aproveitando a promoção-relâmpago e pagando à vista, o cliente terá ainda o desconto de 7%, portanto: 100 – 7 = 93, ou seja, 93% ou 0,93 de R$ 16.380,00. 16 380 × 0,93 = 15 233,40 2ª. maneira Como essas porcentagens se referem aos descontos sucessivos aplicados sobre um mesmo valor, podemos calcular assim: 18 000 × 0,93 × 0,91 = 15 233,40 Note que, resolvendo o problema por qualquer uma das formas, obteve-se o mesmo resultado, ou seja, o cliente que aproveitar a promoção pagará R$ 15.233,40 e economizará R$ 2.766,60. Atividades 1. Analise cada uma das afirmações e escreva V para as verdadeiras e F para as falsas. Justifique cada uma por meio de cálculos. a) ( F ) Dois descontos sucessivos de 10% sobre um mesmo valor equivalem a um único desconto de 20%. Não, pois 90 100 90 100 8 100 10 000 81 100 0 81 1 0 81 0 19⋅ = = = − =, , ,e , ou seja, 19%. b) ( V ) Se um produto no valor de R$ 44,00 sofrer um desconto de 60% e depois um aumento de 30%, o valor de venda será de R$ 22,88. Sim, pois 44 0 4 1 3 22 88⋅ ⋅ =, , , . c) ( F ) Dois aumentos sucessivos de 10% sobre um mesmo valor equivalem a um único aumento de 121%. Não, pois 110 100 110 100 12 100 10 000 121 100 1 21 1 21 1 0 21⋅ = = = − =, , ,e , ou seja, 21%. 2. Foram convidadas 400 pessoas para uma festa de casamento. Dessas, 15% não confirmaram a presença. No dia da festa, 5% das pessoas que haviam confirmado tiveram imprevistos e não foram ao casamento. a) Qual é a porcentagem do total de convidados que não compareceu à festa? 95 100 85 100 8 075 10 000 0 8075⋅ = = , ou 80,75% 100 – 80,75 = 19,25 Do total de convidados, 19,25% não compareceram à festa. b) Quantos convidados foram ao casamento? Convidados % 400 100 x 80,75 Compareceram à festa 323 convidados. 100 400 80 75 32 300 100 323 ⋅ = ⋅ = = x x x , 6 Gabaritos. 8o. ano – Volume 158 3. Um produtor colheu várias caixas de tomates e as levou para a feira. No caminho, houve uma perda de 3% do total colhido. Durante a exposição na barraca, ao escolher os melhores frutos, o consumidor acaba apertan- do cada um. Dessa forma, ocorreu novamente uma perda, agora de 7% dos tomates expostos. a) Qual é a porcentagem do total de tomates quepode ser comercializada? 97 100 93 100 9 021 10 000 0 9021 90 21⋅ = = , , %ou b) É correto afirmar que 10% dos tomates colhidos não puderam ser aproveitados? Justifique sua respos- ta com cálculos. Não, pois 100 – 90,21 = 9,79, ou seja, 9,79%. Ou podemos resolver a questão da seguinte forma: 0,97 · 0,07 = 0,0679, que corresponde a 6,79% do total de tomates produzidos. Como no caminho houve uma perda de 3%, fazemos: 6,79 + 3 = 9,79. 4. (CESGRANRIO – RJ) Um investidor aplicou certa quantia em um fundo de ações. Nesse fundo, 1/3 das ações eram da empresa A, 1/2 eram da empresa B e as restantes, da empresa C. Em um ano, o valor das ações da empresa A aumentou 20%, o das ações da empresa B diminuiu 30% e o das ações da empresa C aumentou 17%. Em relação à quantia total aplicada, ao final desse ano, este investidor obteve: a) lucro de 10,3%. b) lucro de 7,0%. X c) prejuízo de 5,5%. d) prejuízo de 12,4%. e) prejuízo de 16,5%. 5. (UFMG) O preço de venda de determinado produto tem a seguinte composição: 60% referentes ao custo, 10% referentes ao lucro e 30% referentes a impostos. Em decorrência da crise econômica, houve um aumento de 10% no custo desse produto, porém, ao mesmo tempo, ocorreu uma redução de 20% no valor dos impostos. Para aumentar as vendas do produto, o fabricante decidiu, então, reduzir seu lucro à metade. É CORRETO afirmar, portanto, que, depois de todas essas alterações, o preço do produto sofreu redução de X a) 5%. b) 10%. c) 11%. d) 19%. Sugestão de atividade: questão 8 da seção Hora de estudo. © iS to ck ph ot o. co m /B ra ne x Matemática 59 Juros compostos Determinadas transações financeiras, como compras a crédito, empréstimos bancários, pagamentos de im- postos efetuados após a data do vencimento, entre outras, geram valores adicionais que o credor (aquele que tem a receber) cobrará como compensação pelo tempo que esse valor ficará emprestado. O valor do “aluguel” cobrado pelo uso desse dinheiro por determinado tempo denomina-se juro, e o per- centual correspondente a esse valor adicional denomina-se taxa de juros. O cálculo das taxas de juros se associa a alguns fatores, como à inflação do período, aos riscos que o credor pode ter com esse empréstimo, ao tempo maior ou menor para pagamento, entre outros. Em transações que envolvem juros simples, a taxa de juros é aplicada sempre sobre o capital inicial. Nas aplicações com juros compostos, a cada período, os juros somam-se ao capital, e a taxa de juros é aplicada sobre o montante em cada período. Analise a situação a seguir. • Uma pessoa emprestou R$ 10.600,00 de um amigo a uma taxa de juros de 5% ao mês e vai quitar a dívida em 3 meses. Após a leitura, temos os seguintes dados: Capital inicial: R$ 10.600,00 Taxa de juros: 5% ao mês Tempo: 3 meses Vamos analisar quantos reais essa pessoa deverá pagar ao amigo se a dívida for quitada aplicando-se 1º.) juros simples: 1º. mês: 10 600 × 0,05 = 530 2º. mês: 10 600 × 0,05 = 530 3º. mês: 10 600 × 0,05 = 530 Total a pagar: 10 600 + 530 + 530 + 530 = 12 190 Note que nesse cálculo de juros simples podemos multiplicar o capital pelo número de meses que durar a dívida e pela taxa de juros, assim: 10 600 × 3 × 0,05 = 1 590 Total a pagar: 10 600 + 1 590 = 12 190 2º.) juros compostos: 1º. mês: 10 600 × 0,05 = 530 e 10 600 + 530 = 11 130 2º. mês: 11 130 × 0,05 = 556,50 e 11 130 + 556,50 = 11 686,50 3º. mês: 11 686,50 × 0,05 = 584,325 e 11 686,50 + 584,325 12 270,82 Comparando as duas formas de juros, o que você pode perceber? Pessoal. Espera-se que os alunos percebam que se a dívida for paga com a taxa de juros simples, o valor será de R$ 12.190,00, mas, se for a juros compostos, a pessoa pagará R$ 12.270,82. A diferença é de R$ 80,82. Nos juros simples, os juros são calculados sobre o capital inicial, e nos juros compostos os juros são somados ao capital e a taxa é aplicada sobre o montante em cada período. 8o. ano – Volume 160 Atividades 7 Gabaritos. 1. No ano passado, Marta emprestou de Carla R$ 1.000,00 no mês de agosto para pagamento no mês de novembro, quando receberia seu 13º. salário. Combinaram que a taxa de juros compostos cobrada seria de 5% ao mês. Para determinar o total a ser pago em novembro, complete a tabela. Tempo Capital em R$ Juros em R$ Montante em R$ 1º. mês 1.000,00 1.000 × 0,05 = 50 1.050,00 2º. mês 1.050,00 1.050 × 0,05 = 52,50 1.102,50 3º. mês 1.102,50 1.102,50 × 0,05 = 55,125 1.157,62 2. Calcule os juros compostos e o tempo em meses suficiente para obter um montante de R$ 1.311,27 aplicando R$ 1.200,00 a uma taxa de 3% a.m. Construa uma tabela para registrar os dados obtidos. 3. Qual a taxa de juro mensal de um empréstimo de R$ 5.000,00 que gerou um montante de R$ 5.250,00 no primeiro mês? a) 0,05% b) 2,5% X c) 5% d) 10% e) 15% Juros: 5 250 – 5 000 = 250 e 250 5 000 0 05 5, %ou . 4. Daniel aplicou R$ 800,00 a juros compostos pelo prazo de 4 meses e acompanhou mês a mês o novo montante. Se, ao final do primeiro mês, o montante foi de R$ 816,00, calcule a) a taxa de juros mensal dessa aplicação. b) o montante após 2 meses de aplicação. 5. Determine o montante de uma aplicação de R$ 3.000,00 à taxa de 3,5% ao mês durante 4 meses a) a juros simples. b) a juros compostos. 6. Um comerciante de eletrodomésticos usados anuncia uma geladeira pelo preço de R$ 1.600,00. Para o pagamento à vista, ele concede um desconto de 8%. Se o valor for pago com cheque pré-datado para 90 dias a uma taxa de juros compostos de 5% ao mês, a) qual será o preço da geladeira para cada uma das opções? b) quantos reais a mais, em relação ao valor à vista, o comerciante receberá se vender a geladeira a prazo? 7. (ESCS – DF) Rafael obteve um empréstimo de R$ 4.000,00 a uma taxa de juros (compostos) de 2% ao mês sobre o saldo devedor, ou seja, sobre a quantia que ele ainda deve. Ele planeja quitar a dívida pagan- do R$ 1.500,00 ao final do primeiro mês, R$ 1.500,00, ao final do segundo, e o restante, quando vencer o terceiro mês. Assim, se cumprir o planejado, para quitar o empréstimo Rafael pagará, ao todo, a seguinte quantia: a) R$ 4.240,00; b) R$ 4.216,50; c) R$ 4.198,56; d) R$ 4.187,38; X e) R$ 4.154,24. Sugestão de atividade: questão 9 da seção Hora de estudo. Matemática 61 Organize as ideias Neste capítulo, estudamos um pouco mais sobre as porcentagens. Complete as lacunas dos textos a seguir, que tratam dos aumentos e dos descontos. • Aumentar uma quantidade em 20% equivale a multiplicá-la por 1,20 . • Diminuir 20% de um valor corresponde a multiplicá-lo por 0,80 . • Aumentar uma quantia em 10% e depois aplicar um desconto de 8% equivale a multiplicá-la por 1,10 e por 0,92 . Escreva a diferença principal entre o cálculo dos juros simples e dos juros compostos. A diferença entre o cálculo dos juros simples e dos compostos é que, no primeiro, calcula-se a taxa apenas sobre o valor inicial, ao passo que no cálculo dos juros compostos a taxa incide sempre sobre o capital mais o juro acumulado de um período para o outro. 8 Gabaritos. BNCC_SPEmatEF81LA_I097 Hora de estudo 62 1. (ENEM) Uma enquete, realizada em março de 2010, perguntava aos internautas se eles acreditavam que as atividades humanas provocam o aquecimen- to global. Eram três as alternativas possíveis e 279 internautas responderam à enquete, como mostra o gráfico. Analisando os dados do gráfico, quantos internautas responderam “NÃO” à enquete? a) Menos de 23. b) Mais de 23 e menos de 25. X c) Mais de 50 e menos de 75. d) Mais de 100 e menos de 190. e) Mais de 200. Dos 279 internautas que responderam à enquete, 25% responderam “não”. Calculando 25% de 279, temos: % , Pessoas x x 100 279 25 279 100 69 75 25 = ⋅ = Portanto, mais de 50 e menos de 75 internautas responderam “não”. 2. (ENEM) Gabaritos. 8 80% 60% 40% 20% 0% Sim Não Não sei avaliar 67% 25% 8% ÉPOCA. Ed. 619, 29 mar. 2010 (adaptado). O Brasil é um país com uma vantagemeconômica clara no terreno dos recursos naturais, dis- pondo de uma das maiores áreas com vocação agrícola do mundo. Especialistas calculam que, dos 853 milhões de hectares do país, as cidades, as reservas indígenas e as áreas de preservação, incluindo florestas e mananciais, cubram por volta de 470 milhões de hectares. Aproxima- damente 280 milhões se destinam à agropecuária, 200 milhões para pastagens e 80 milhões para a agricultura, somadas as lavouras anuais e as perenes, como o café e a fruticultura. FORTES, G. Recuperação de pastagens é a alternativa para ampliar cultivos. Folha de S.Paulo, 30 out. 2011. De acordo com os dados apresentados, o per- centual correspondente à área utilizada pela agricultura em relação à área do território brasi- leiro é mais próximo de a) 32,8% b) 28,6% c) 10,7% X d) 9,4% e) 8,0% Área utilizada pela agricultura: 80 milhões de hectares Área do território brasileiro: 853 milhões de hectares Assim: 80 853 0 094 9 4, , % 3. (OBMEP) Para testar a qualidade de um com- bustível composto apenas de gasolina e álcool, uma empresa recolheu oito amostras em vários postos de gasolina. Para cada amostra foi deter- minado o percentual de álcool e o resultado é mostrado no gráfico abaixo. Em quantas dessas amostras o percentual de álcool é maior que o percentual de gasolina? amostra 8 amostra 7 amostra 6 amostra 5 amostra 4 amostra 3 amostra 2 amostra 1 10 20 30 40 50 60 70 80 90 % álcool a) 1 b) 2 X c) 3 d) 4 e) 5 4. (ENEM) Uma empresa possui um sistema de controle de qualidade que classifica o seu de- sempenho financeiro anual, tendo como base o do ano anterior. Os conceitos são: insuficiente, quando o crescimento é menor que 1%; regular, quando o crescimento é maior ou igual a 1% e menor que 5%; bom, quando o crescimento é maior ou igual a 5% e menor que 10%; ótimo, quando é maior ou igual a 10% e menor que 20%; e excelente, quando é maior ou igual a 20%. Essa empresa apresentou lucro de R$ 132 000,00 em 2008 e de R$ 145 000,00 em 2009. De acordo com esse sistema de controle de qua- lidade, o desempenho financeiro dessa empresa no ano de 2009 deve ser considerado a) insuficiente. b) regular. X c) bom. d) ótimo. e) excelente. Lucro em 2008: R$ 132.000,00 Lucro em 2009: R$ 145.000,00 Aumentos nos lucros de 2008 para 2009: R$ 13.000,00 Assim: % ( $) , Lucro R p p 100 132 000 100 13 000 132 000 9 85 13 000 = ⋅ Portanto, o crescimento foi de aproximadamente 9,85%, ou seja, o desempenho financeiro da empresa deve ser considerado bom. 5. (ENEM) Uma pesquisa foi realizada com a in- tenção de conhecer o que as pessoas sabem so- bre o diabetes. Nela, utilizou-se um questionário com 16 perguntas, respondidas pelas pessoas na entrada de estações do metrô de São Paulo. Os gráficos a seguir mostram, respectivamente, os percentuais de respostas dadas às seguintes per- guntas do questionário: “Você conhece alguém com diabetes?” e “Caso conheça, indique onde.” Disponível em: www.diabetes.org.br (adaptado). Sim Não37% 63% Na família e no trabalho Na família No trabalho Na escola 16% 21% 15% 48% O percentual do número de entrevistados que conhecem pessoas diabéticas na escola é mais aproximado por X a) 6%. b) 15%. c) 37%. d) 41%. e) 52%. Os entrevistados que conhecem alguém com diabetes correspondem a 37% do total de entrevistados. Desses, 15% conhecem alguém com diabetes na escola. 37 37 100 0 37 15 15 100 0 15 0 15 0 37 0 0555 5 55 % , % , , , , , % = = = = ⋅ = = Assim, 5,55% dos entrevis- tados conhecem pessoas diabéticas na escola, ou seja, aproximadamente 6%. A s a m os tr as e m q ue o p er ce nt ua l d e ál co ol é m ai or d o qu e o pe rc en - tu al d e ga so lin a sã o aq ue la s c om m ai s d e 50 % d e ál co ol . N o gr áf ic o, ob se rv a- se q ue e ss as a m os tr as s ão 1 (e nt re 8 0% e 9 0% d e ál co ol ), 2 (7 0% d e ál co ol ) e 3 (6 0% d e ál co ol ). 63 6. (UECE) O preço de um automóvel novo da marca BLM é R$ 60.000,00. A cada ano de uso, esse valor diminui 10% do preço do ano anterior. Imediatamente após quatro anos de uso, o pre- ço desse automóvel é a) entre R$ 39.400,00 e R$ 42.100,00. b) entre R$ 42.100.00 e R$ 43.600,00. c) maior do que R$ 43.600,00. X d) menor do que R$ 39.400,00. Preço inicial do automóvel: R$ 60.000,00 A cada ano de uso, o preço do automóvel reduz-se a 90% do preço anterior. Preço do automóvel após um ano de uso: 0,9 · 60 000 = 54 000 Preço do automóvel após dois anos de uso: 0,9 · 54 000 = 48 600 Preço do automóvel após três anos de uso: 0,9 · 48 600 = 43 740 Preço do automóvel após quatro anos de uso: 0,9 · 43 740 = 39 366 Assim, imediatamente após quatro anos de uso, o preço do automóvel é menor do que R$ 39.400,00. 7. (ENEM) Para aumentar as vendas no início do ano, uma loja de departamentos remarcou os preços de seus produtos 20% abaixo do preço original. Quando chegam ao caixa, os clientes que possuem o cartão fidelidade da loja têm di- reito a um desconto adicional de 10% sobre o valor total de suas compras. Um cliente deseja comprar um produto que custava R$ 50,00 antes da remarcação de preços. Ele não possui o cartão fidelidade da loja. Caso esse cliente possuísse o cartão fidelidade da loja, a economia adicional que obteria ao efe- tuar a compra, em reais, seria de a) 15,00. b) 14,00. c) 10,00. d) 5,00. X e) 4,00. 8. (ENEM) Um fornecedor vendia caixas de leite a um supermercado por R$ 1,50 a unidade. O su- permercado costumava comprar 3 000 caixas de leite por mês desse fornecedor. Uma forte seca, ocorrida na região onde o leite é produzido, for- çou o fornecedor a encarecer o preço de venda em 40%. O supermercado decidiu então cortar em 20% a compra mensal dessas caixas de leite. Após essas mudanças, o fornecedor verificou que sua receita nas vendas ao supermercado ti- nha aumentado. O aumento da receita nas vendas do fornece- dor, em reais, foi de X a) 540. b) 600. c) 900. d) 1 260. e) 1 500. 9. (ENEM) Um jovem investidor precisa escolher qual investimento lhe trará maior retorno finan- ceiro em uma aplicação de R$ 500,00. Para isso, pesquisa o rendimento e o imposto a ser pago em dois investimentos: poupança e CDB (cer- tificado de depósito bancário). As informações obtidas estão resumidas no quadro: Rendimento mensal (%) IR (imposto de renda) Poupança 0,560 ISENTO CDB 0,876 4% (sobre o ganho) Para o jovem investidor, ao final de um mês, a aplicação mais vantajosa é a) a poupança, pois totalizará um montante de R$ 502,80. b) a poupança, pois totalizará um montante de R$ 500,56. c) o CDB, pois totalizará um montante de R$ 504,38. X d) o CDB, pois totalizará um montante de R$ 504,21. e) o CDB, pois totalizará um montante de R$ 500,87. 64 Capítulo 2 – Página 27 – Matemática em detalhes – Reflexão Ja ck A rt. 2 01 7. D ig ita l. 8o. ano – Volume 1 Material de apoio Matemática 1 Capítulo 2 – Página 41 – Transformações combinadas © Sh ut te rs to ck /Ir in a Ki ld iu sh ov a 8o. ano – Volume 1 Material de apoio Matemática 3