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Frações, razão e proporção APRESENTAÇÃO O estudo da matemática pode representar para muitos um momento de insatisfação – às vezes por exigir grau de memorização ou linha de raciocínio para a resolução de problemas até então desconhecidos. A matemática lecionada de forma engessada pode dificultar a aprendizagem e gerar desconforto no estudo da disciplina. Apesar da dificuldade que possa surgir no aprendizado, não há como escapar dessa ciência. Ao pensar em uma situação do nosso cotidiano – como, por exemplo, uma ida ao supermercado –, a matemática está presente de diversas maneiras: na quantidade de passos que você dá, na velocidade de caminhada, ao pagar um item, ao pesar uma quantidade de maçãs, dentre uma infinidade de outros exemplos. Ao escolher a área da saúde, muitas pessoas acham que o contato com a matemática será minimizado. No entanto, sabe-se que a matemática está envolvida em todas as áreas do conhecimento. Ao calcular novos casos de uma doença, ao estudar casos epidemiológicos – que são cálculos relacionados à frequência e à distribuição de problemas de saúde –, ao administrar uma medicação, ou seja, em várias atividades será feito o uso de conceitos matemáticos. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai ver os conceitos de frações e suas operações, razão e proporção, e a aplicação desses conceitos na solução de alguns problemas na área da saúde. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir fração e suas operações. • Explicar o que são razão e proporção.• Utilizar os conceitos de frações, razão e proporção em problemas aplicados à saúde. • DESAFIO A meningite é uma doença infecciosa caracterizada por um processo inflamatório das meninges, membranas que envolvem o cérebro e a medula espinhal. No Brasil, ela é considerada doença endêmica, e novos casos são esperados ao longo de todo o ano, com a ocorrência de surtos e epidemias ocasionais. Você está planejando viajar de férias com a família e é do seu conhecimento que está ocorrendo um surto de meningite. Para o sucesso de sua viagem, é importante verificar a probabilidade de a doença estar nas cidades que pretende visitar, já que a meningite é uma doença de rápida evolução, principalmente em crianças. Calcule a incidência de casos de meningite nas 3 cidades e decida seu roteiro de viagem de férias com segurança e tranquilidade. Justifique sua resposta. INFOGRÁFICO Na matemática, muitas são as soluções apresentadas para tratamento, significado e operação dos números. A fração representa a divisão de um todo em várias partes, mas não se trata apenas de uma divisão: pode ser importante trabalhar apenas com as partes, situação em que é preciso realizar operações com as frações. Por exemplo, o meio de calcular a concentração de um medicamento a ser administrado vai envolver cálculo de frações e suas operações. Ao preparar um medicamento no qual se utilizará mais de um composto, é preciso saber as partes de cada um deles para fazer efeito no medicamento. Por exemplo, devem ser misturados metade de um composto 1, um terço de um composto 2 e um sexto de um composto 3. Para concluir o processo e obter o medicamento correto sem ocasionar danos ao paciente, é necessário o conhecimento de frações e suas operações. No Infográfico a seguir, você vai visualizar como escrever uma fração e realizar suas operações. CONTEÚDO DO LIVRO A matemática é fundamental em todas as áreas do conhecimento e se apresenta nas diversas formas de utilização dos números. Esse uso vai desde a representação numérica até a análise gráfica das tendências em um gráfico, que possibilita a visualização de um comportamento em observação. Para se chegar a cálculos mais complexos, é preciso entender, por exemplo, o tratamento da representação das frações, que têm denominação e mecanismos de operações próprios. Na área da saúde, as operações matemáticas são constantemente utilizadas no auxílio de estudos de casos, relatos de epidemias, estudos da frequência de determinada doença em uma população, medicações, nutrição, consultas, análises clínicas e muito mais. No capítulo Fração, razão e proporção, da obra Cálculo (aplicado à saúde), você vai ver conceitos e operações referentes a essa área da matemática, conhecendo ainda a correlação de tais conceitos com problemas na área da saúde. CÁLCULO (APLICADO À SAÚDE) Claudia Abreu Paes Frações, razão e proporção Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Definir fração e suas operações. � Explicar o que são razão e proporção. � Utilizar os conceitos de frações, razão e proporção em problemas aplicados à saúde. Introdução Solucionar problemas matemáticos faz parte do nosso dia a dia. Ao realizar uma atividade cotidiana, não costumamos relacioná-la com a matemática ou com qualquer outro conteúdo escolar. Contudo, podemos identificar a matemática inclusive no café da manhã, ao comermos uma porção de torradas. Essa forma de perceber a matemática em nossas atividades diárias facilita a compreensão sobre a relação entre as diversas áreas do conhe- cimento como, por exemplo, a aplicação de cálculos na área da saúde. Ao receitar um medicamento, não é necessário somente identificar a doença do paciente e o medicamento a ser receitado, mas também é preciso calcular a quantidade de medicamento a ser prescrito. Neste capítulo, você vai estudar os conceitos básicos da matemática, como frações e suas operações, razão e proporção de forma objetiva, de modo a auxiliá-lo no preparo, na dosagem e na administração de medicamentos. Fração e suas operações Você já deve ter tido a experiência de repartir uma pizza em partes iguais. Pode ser que você não tenha associado, mas utilizou, diretamente, o conceito de fração. Vamos supor que há uma pizza para ser dividida em quatro pedaços, para quatro pessoas diferentes comerem. Como você representaria, matemati- camente, a parte que cada uma dessas pessoas comeria? De acordo com Egler et al. (2015), a fração é exatamente o meio de representar um número inteiro dividido em partes iguais. Veja o exemplo na Figura 1. Figura 1. Exemplo de uma fração — a quarta parte de um todo. = 1 4 A fração é escrita utilizando-se dois valores, que se chamam numerador e denominador: O numerador, número que está acima da linha de divisão, representa o número de partes que usaremos desse todo. Já o denominador, número que está abaixo da linha de divisão, representa o número de partes em que será dividido o todo. � O numerador e o denominador são os elementos da fração. � O denominador jamais pode ser nulo, ou seja, denominador ≠ 0. Frações, razão e proporção2 Uma fração pode ser classificada de diferentes formas, como: fração própria, fração imprópria, fração aparente e número misto. � Fração própria: fração cujo o numerador é menor que o denominador. Exemplo: � Fração imprópria: fração que não é própria, ou seja, quando o nume- rador é maior ou igual ao denominador. Exemplo: ■ Observação: isso ocorre quando a fração representa mais que uma fração de um inteiro, nesse caso, representa 1 inteiro mais . � Fração aparente: é uma fração imprópria, cujo numerador é um múl- tiplo do denominador. A divisão do numerador pelo denominador será um número inteiro. Exemplo: � Número misto: é um número que contém uma parte inteira e uma parte fracionária. Exemplo: Operações com frações Nesta seção, serão apresentados os conceitos de adição, subtração, multipli- cação e divisão entre frações. Adição e subtração de frações Para efetuar as operações de adição e subtração, deve-se analisar os denomi- nadores. Podemos observar duas situações, descritas a seguir. 3Frações, razão e proporção Frações com denominadores iguais: somam-se ou subtraem-se os numera- dores, e repete-se o denominador. Veja o exemplo: Frações com denominadores diferentes: nesse caso,é necessário encontrar o menor denominador comum — utilizando o conceito de mínimo múltiplo comum (MMC) —, converter as frações e calcular, como visto anteriormente. Veja o exemplo: Para determinar o MMC, identificamos o menor múltiplo comum entre os números 3 e 5. No cálculo do MMC, consideramos apenas os múltiplos diferentes de zero. Veja: Os denominadores serão multiplicados pelo fator que torna o denominador comum, ou seja, para que o denominador 3 se torne 15, basta multiplicar por 5. Assim como, para que o denominador 5 se torne 15, basta multiplicar por 3. Para que as frações ainda se correspondam, os numeradores também devem ser multiplicados. Veja: Frações, razão e proporção4 Multiplicação de frações Para efetuar a multiplicação entre frações, basta multiplicar numerador com numerador, e denominador com denominador. Veja o exemplo a seguir. Divisão de frações Nessa operação, inverte-se a fração denominadora, e multiplica-se pela fração numeradora. Veja o exemplo a seguir. Uma fração deve ser expressa sempre de forma irredutível. Para calcular a forma irredutível de uma fração, basta encontrar um número inteiro, do qual o numerador e o denominador sejam divisores exatos. Por exemplo, a fração: Se dividir o numerador e o denominador por 4: Se dividir o numerador e o denominador por 2: Como não há outro número inteiro divisor comum entre os números 11 e 2, de forma exata, a fração 11/2 é uma fração irredutível. 5Frações, razão e proporção Razão e proporção A razão é a maneira de correlacionar grandezas diferentes. Segundo Euclides (1984), a razão entre duas grandezas, que são do mesmo gênero, é um respeito recíproco entre elas, ou seja, a razão é uma forma de comparação entre duas grandezas. Veja a seguinte situação: você estuda, regularmente, quatro dias durante a semana. A semana é composta por sete dias. Dessa maneira, como você representaria uma razão de dias de estudo por semana? A análise é bem simples, você estuda quatro dias em cada semana (sete dias), ou seja, dos sete dias corridos, em quatro você estuda. Logo, pode-se escrever como uma razão 4:7 — em que se lê 4 está para 7. Observe que, ao expressar a razão, uma nova forma de notação foi inserida: : — dois pontos Você pode escrever uma razão em forma de fração e vice-versa. Observe: a cada 10 pessoas que sentem algum sintoma de gripe, apenas duas procuram ajuda médica. Assim, duas pessoas a cada 10 que sentem o sintoma de gripe buscam ajuda médica. Logo, podemos escrever como uma razão de 2:10. Em forma de fração, podemos representar como: Razão entre grandezas iguais Grandezas que podem ser reduzidas à mesma unidade de medida são chamadas de grandezas iguais. Imagine que, em uma visita ao seu médico, a indicação é que você beba 1 L de água por dia. Ao chegar em casa, você enche um copo de 200 mL de água e bebe a quantidade indicada pelo médico em cinco vezes. Essas duas grandezas estão relacionando a quantidade de líquido, assim, possuem a mesma finalidade e são ditas grandezas iguais. Repare: Frações, razão e proporção6 1 L → 200 mL Como saber a razão da quantidade de água ingerida por vez? É simples, 1 L pode ser escrito como 1.000 mL. Logo, você ingeriu 200 mL:1.000 mL, expressando em forma de fração: Calculando a forma irredutível dessa fração, dividindo por 200, temos: Logo, você ingeriu 1:5 de água. Razão entre grandezas diferentes É a razão entre grandezas que não podem ser reduzidas à mesma unidade de medida. Imagine que, ao beber café, você coloca em sua caneca 120 mL de café, e o adoça com duas colheres de sopa de açúcar (aproximadamente, 30 g de açúcar). Qual é a razão de açúcar por mililitro de café? A razão é: Proporção A proporção é a semelhança entre duas razões. Um bom exemplo é quando se escreve uma razão da forma irredutível, em que se utiliza a proporcio- nalidade para chegar ao resultado comum. Veja bem, ao escrever , em que se lê “200 está para 1.000 assim como 1 está para 5”, há uma seme- lhança direta. Para representar a proporção entre duas grandezas, utiliza-se a notação ∷, assim: 200:1.000 :: 1:5. 7Frações, razão e proporção Propriedade fundamental da proporção Dada uma proporção (com b e d ≠0), pode-se multiplicar os numeradores pelo produto dos denominadores (bd). Assim, temos: . Simplifi- cando, temos: ad = cb. Em , temos: � a, b, c e d são os termos da proporção; � a e c são chamados de antecedentes; � b e d são chamados de consequentes; � a e d são os extremos da proporção; � b e c são os meios da proporção. Reescrevendo a propriedade fundamental: “Em uma proporção, o produto dos meios é igual ao produto dos extremos”. Veja o exemplo a seguir. Termo desconhecido na proporção Em uma situação de proporcionalidade, uma vez conhecidos três termos da proporção, é possível calcular o quarto termo faltante aplicando a propriedade da proporção. Por exemplo, ao encher um copo com 200 mL de leite, divide-se em quantas partes o litro de leite inicialmente comprado? Observe: Ao aplicar a propriedade fundamental, temos: Frações, razão e proporção8 Grandezas diretamente proporcionais: diz-se que duas ou mais grandezas são diretamente proporcionais quando as razões entre os seus valores é um número constante. Por exemplo: Grandezas inversamente proporcionais: diz-se que duas ou mais grandezas são inversamente proporcionais quando o produto entre os termos dos extremos da proporção e os meios da proporção é constante. ab = cd = ef = constante Por exemplo: Frações, razão e proporção em problemas aplicados à saúde Na área da saúde, os conceitos de fração, razão e proporção são utilizados em diferentes situações. Por exemplo, ao calcular a incidência de uma nova epidemia, a frequência das aparições de novos casos de determinada doença, a análise de letalidade de uma doença, as taxas de natalidade/mortalidade, a dosagem de um medicamento a ser ministrado em um paciente, entre outras aplicações. A prescrição de medicamentos é efetuada para a maioria dos pacientes que procuram uma unidade médica. A indicação correta do medicamento requer um conhecimento matemático dos profissionais da saúde como, por exemplo, o conceito de razão. Um exemplo simples seria a administração de soro fisiológico a um paciente, em que as quantidades de gotas injetáveis devem ser calculadas em função do tempo, utilizando a seguinte razão: 9Frações, razão e proporção Um médico prescreveu a aplicação de soro fisiológico em um paciente, e o volume a ser aplicado é de 500 mL durante o período de duas horas. Quantas gotas por minuto devem ser administradas nesse paciente? Escrevendo de forma irredutível, temos: Com o uso de uma calculadora, chegamos ao valor de, aproximadamente, 83,333 gotas por minuto. A proporção também é bastante empregada no cotidiano de um agente da saúde. Quando surge um surto de determinada doença em sua cidade, por exemplo, o trabalho de dados informativos é realizado. Um exemplo é a análise da distribuição das ocorrências entre os sexos feminino e masculino. A distribuição proporcional é a forma simples de relatar a frequência de casos ocorridos em função de alguma característica específica. Imagine que há um surto de determinada doença, e precisamos saber sobre a distri- buição de homens e mulheres infectados. Hipoteticamente, 42 pessoas adoeceram, sendo 28 homens e 14 mulheres. Frações, razão e proporção10 A distribuição de dados, nessa situação, é dada conforme o quadro a seguir. Sexo Número de casos Distribuição proporcional Feminino 14 0,33 Masculino 28 0,67 Total 42 1 Outra forma de expressar esse resultado é em porcentagem. Assim, a proporção de casos no sexo feminino é de 33% e, no sexo masculino, é de 67%. ADAMI, A. M.; DORNELES FILHO, A. A.; LORANDI, M. M. Pré-cálculo. Porto Alegre: Book- man, 2015. ANTON, H.; BIVENS, I. C.; DAVIS, S. Cálculo. 10. ed. Porto Alegre: Bookman, 2014. v. 1. AYRES JR., F.; MENDELSON, E. Cálculo. 5. ed. Porto Alegre: Bookman,2013. Coleção Schaum. EGLER, L. M.; PROPES, D.; BROWN, A. J. Matemática para profissionais da saúde. Porto Alegre. AMGH, 2015. Série Tekne. ROGAWSKI, J.; ADAMS, C. Cálculo. 3e. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. v. 1. SAFIER, F. Pré-cálculo. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2011. Coleção Schaum. 11Frações, razão e proporção Conteúdo: DICA DO PROFESSOR Lidar com razão e proporção é poder analisar as relações apresentadas entre objetos de um contexto. Em um ambiente de saúde, uma grande preocupação em relação ao cuidado com o paciente é a administração de um medicamento, que deve ser realizada com precisão para não causar efeitos indesejados. Nesse sentido, suponha ser um cuidador que percebeu que a concentração do remédio era menor do que a prescrita pelo médico. Como resolver o problema? Nesta Dica do Professor, você verá como relacionar concentrações e grandezas para conseguir solucionar esse tipo de problema. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! EXERCÍCIOS 1) Em um receituário, está indicada a administração de 250mg de determinado medicamento. Em um frasco comercial desse medicamento, há 500mg diluídos em 5ml. Quantos ml desse frasco é preciso administrar ao paciente para que ele receba 250mg? A) 3ml. B) 2ml. C) 3,5ml. D) 2,5ml. E) 1,6ml. 2) A taxa de morte fetal é dada pela razão entre o número de mortes fetais e o número de nascidos vivos. Na cidade de Aleluia, interior do Rio de Janeiro, o número de nascidos vivos é de 6.000.000 e o número de mortes fetais é de 6.000. Qual a taxa de mortalidade nessa cidade? A) 1 morte por 1.000 habitantes. B) 20 mortes por 10.000 habitantes. C) 1 morte por 100 habitantes. D) 12 mortes por 1.000 habitantes. E) 2 mortes por 1.000 habitantes. 3) No mês de janeiro, muitos diagnósticos de dengue foram relatados. Em determinada unidade de pronto atendimento, 24 pessoas foram diagnosticadas com dengue, dentre as 120 pessoas consultadas no mesmo mês. Qual a proporção de ocorrência de dengue desse mês? A) 1 pessoa infectada a cada 6 pessoas consultadas. B) 2 pessoas infectadas a cada 5 pessoas consultadas. C) 1 pessoa infectada a cada 4 pessoas consultadas. D) 1 pessoa infectada a cada 5 pessoas consultadas. E) 2 pessoas infectadas a cada 6 pessoas consultadas. 4) Uma empresa que realiza pesquisas foi contratada para verificar o uso de medicamentos entre as pessoas. Uma pesquisa foi realizada com 100 pessoas, sendo 46 homens. Sabe-se que, de todas as pessoas que participaram desta pesquisa, apenas 20 homens fazem o uso de algum tipo de medicamento. Qual a proporção de pessoas que estão sendo medicadas? A) 23 pessoas a cada 50 pessoas usam algum tipo de medicação. B) 1 pessoa a cada 5 pessoas usa algum tipo de medicação. C) 10 pessoas a cada 23 pessoas usam algum tipo de medicação. D) 1 pessoa a cada 23 pessoas usa algum tipo de medicação. E) 10 pessoas a cada 50 pessoas usam algum tipo de medicação. 5) Uma prescrição médica indica que é necessário tomar 6mg de determinado medicamento. Após comprar o medicamento sem olhar corretamente o rótulo, observou-se que cada comprimido continha apenas 2mg do medicamento. Quantas pílulas devem ser ingeridas para garantir a quantidade de medicação prescrita? A) 2 comprimidos. B) 1 comprimido. C) 3 comprimidos. D) 6 comprimidos. E) 4 comprimidos. NA PRÁTICA A prática de exercícios físicos proporciona benefícios à saúde e à composição corporal, melhorando a qualidade de vida do indivíduo. Porém, exercícios fisicos nem sempre são sinônimo de saúde. A atividade mal administrada pode gerar desgastes nutricionais e alterações fisiológicas, gerando consequências danosas ao praticante. A compensação adequada do gasto energético e de nutrientes é essencial para o seu bom desenvolvimento. Um atleta, com a ajuda de um especialista, consegue elaborar uma dieta adequada ao seu tipo de atividade, considerando suas necessidades fisiológicas. Nesta aplicação prática, veja os conceitos abordados nesta Unidade de Aprendizagem em relação ao preparo físico de um atleta. SAIBA MAIS Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Razões, taxas e proporções Explore seus conhecimentos e pratique o que aprendeu realizando os exercícios sobre fração, razão e proporção disponíveis no site da Khan Academy. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Cálculo e diluição de medicamentos A administração de medicamentos é imprescindível à atividade do profissional da saúde. Aprenda mais sobre o assunto nesta cartilha do Conselho Regional de Enfermagem (COREN). Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
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