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CALCULADORA CIENTÍFICA ETAPA 2 OPERAÇÕES CENTRO UNIVERSITÁRIO LEONARDO DA VINCI Rodovia BR 470, Km 71, nº 1.040, Bairro Benedito 89130-000 - INDAIAL/SC www.uniasselvi.com.br Curso sobre Calculadora Científica Centro Universitário Leonardo da Vinci Organização Grazielle Jenske Autores Leonardo Garcia dos Santos Luiz Carlos Pitzer Reitor da UNIASSELVI Prof. Hermínio Kloch Pró-Reitoria de Ensino de Graduação a Distância Prof.ª Francieli Stano Torres Pró-Reitor Operacional de Ensino de Graduação a Distância Prof. Hermínio Kloch Diagramação e Capa Renan Willian Pacheco Revisão Harry Wiese APRESENTAÇÃO Ao realizar-se algumas operações matemáticas, muitas vezes, por motivos diversos, precisamos recorrer ao auxílio das máquinas de calcular. Este processo, além de propiciar agilidade nestes cálculos, nos traz uma garantia de sucesso nos resultados encontrados. Contudo, para que esta garantia seja alcançada é necessário que conheçamos as principais formas de cálculos básicos e a maneira correta de suas aplicações. Nesta etapa iremos, além de trazer a você, estudar a maneira correta de realizar-se cálculos básicos com a calculadora científica, com as operações de soma, subtração, multiplicação e divisão de forma bem definida. Iremos trabalhar com a correta apresentação do cálculo com o uso de parênteses e ainda cálculos com as formas fracionárias e decimais. Por fim, como forma de complementação a todos estes estudos, analisaremos os cálculos que estão associados com medidas de ângulos, utilizando o grau e o radiano como unidade de medida, bem como seus submúltiplos. 2 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA ORDEM DAS OPERAÇÕES E UTILIZAÇÃO DOS PARÊNTESES Inicialmente, visto que serão realizados cálculos básicos, a calculadora deverá estar selecionada no modo COMP e unidade DEG. Outro fato importante desta etapa é que serão realizados cálculos que já são bastante conhecidos, por exemplo, operar com: Vamos realizar as seguintes operações, pressionando na sequência as teclas da calculadora (da esquerda para a direita) e em seguida comprove os resultados: OPERAÇÃO RESULTADO 15 + 12 = 27 23 + 45 – 9 = 59 12 x 12 ÷ 3 = 48 2 x 5 + 5 15 2 – 2 x 6 = -10 8 + 2 ÷ 5 = 8,4 Note que nos últimos dois cálculos realizados, as operações não são executadas na ordem em que aparecem. Obviamente isto se deve ao fato de as estruturas do cálculo matemático respeitarem a seguinte ordem: 1) Radiação e Exponenciação. 2) Divisão e Multiplicação. 3) Soma e Subtração. Na operação 8 + 2 ÷ 5, inicialmente resolve-se 2 ÷ 5 = 0,4 e apenas posteriormente soma-se 8, resultando em 8,4. OBSERVAÇÃO: Para a troca de sinal, utiliza-se a tecla . Muitas vezes este sinal deve aparecer, para que o sentido do valor negativo seja utilizado. Exemplo: - 2 + 6 = 4. Acerca desta última reflexão, verificaremos mais alguns exemplos, agora comentados. OPERAÇÃO RESULTADO OBSERVAÇÃO 2 + 3 x 4 = 14 Vemos que a operação que se realiza primeiro é 3 x 4, porque a multiplicação tem maior prioridade que a soma. 8 + 5 + 7 x 4 = 41 Primeiro se executa 7 x 4, depois as somas 8 + 5 + 28. 2 x 7 + 4 x 9 = 50 Neste caso temos duas multiplicações. Primeiro se realiza a que está à esquerda 2 x 7, depois 4 x 9. Por fim 14 + 36 = 50. 3 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA Em uma expressão primeiro se realiza a operação de maior prioridade na hierarquia. No caso de haver expressões de igual importância na hierarquia, estas operações vão sendo realizadas da esquerda para a direita. Mas agora, se o cálculo a ser executado é 2 + 3 x 5, e obrigatoriamente a soma deve ser a primeira operação a ser executada? Bom, como a calculadora sempre respeitará a hierarquia, devemos estender os nossos conhecimentos à utilização de parêntesis, transformando a expressão no seguinte cálculo: (2 + 3) x 5 Que resultará em 25. Note que colocando parênteses, estamos orientando a calculadora qual deverá ser a primeira operação a ser realizada (neste caso a soma). As teclas padrão para a utilização dos parêntesis são: Para a abertura do parênteses. Para o fechamento dos parênteses. Alguns exemplos (verifique em sua calculadora): OPERAÇÃO RESULTADO (2 + 3) x 4 = 20 (3 + 7) x (-2 + 6) = 40 (- 5 – 7) ÷ (-1 -2) = 4 Outra aplicação importante da utilização dos parênteses é a possibilidade de representar algumas expressões um pouco mais complexas. Veja os exemplos a seguir, é claro, sempre realizando as operações indicadas em sua calculadora. EXPRESSÃO OPERAÇÃO RESULTADO (8 + 2) x 4 = 2,5 (4 x (3 + 5) x 2) ÷ 5 = 12,8 (9 x 8 – 7 x 6) ÷ (2 x (3 + 4) ÷ 4) = 8,571458... 4 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA Repare que, por exemplo, no segundo cálculo há a colocação de digamos “duas camadas” de parênteses. A primeira (mais interna) para desfazer o processo de hierarquia, apresentado anteriormente, e outra (mais externa) para separar o numerador do cálculo. O mesmo ocorre no último cálculo apresentado, porém, note que o denominador também precisou ser colocado entre parênteses para que o processo pudesse ter êxito. CÁLCULOS ARITMÉTICOS BÁSICOS Neste ponto, iremos além de operar com as quatro operações básicas (e clássicas) da matemática, introduzir cálculos com frações, exponenciais e radicais, realizando todos os cálculos aritméticos básicos possíveis. FRAÇÕES O processo para introduzir frações em uma calculadora é um tanto simples, mas exige uma diferenciação introdutória: • Fração simples: Por exemplo, um meio, um quarto, três oitavos. • Número misto: É composto por uma parte inteira e outra fração simples. Por exemplo: dois inteiros e três quartos, cinco inteiros e sete trinta e dois avos. Agora, como introduzir estas frações na calculadora? Para introduzir uma fração simples, primeiro se escreve o numerador, depois a tecla e depois o denominador. Aparecerá no visor, por exemplo, 2 ˩ 3. Para introduzir um número misto, primeiro se escreve a parte inteira, logo na sequência a tecla , seguida do numerador, novamente a tecla e por fim o denominador. Por exemplo, aparecerá no visor 4 ˩ 5 ˩ 6. Veremos a seguir alguns exemplos de frações na calculadora: 5 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA EXPRESSÃO TECLAS NA CALCULADORA NO VISOR 1 2 1 ˩ 2 5 32 5 ˩ 32 1 3 4 1 ˩ 3 ˩ 4 5 7 32 5 ˩ 7 ˩ 32 OPERAÇÕES ENVOLVENDO FRAÇÕES As operações que podem ser realizadas com frações são: Soma: Subtração: Multiplicação: Divisão: Inverso: Potências: (algumas calculadoras não possuem x³). Vejamos alguns exemplos. Por favor, acompanhe em sua calculadora aprendendo e verificando os resultados: EXPRESSÃO TECLAS NA CALCULADORA RESULTADO 1 2 + 1 4 3 ˩ 4 (1 2 + 2 3 4) ÷ ( 1 8 + 1 12)= 15 ˩ 3 ˩ 5 (1 4 + 3 7) = 1 ˩ 9 ˩ 19 6 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA (2 3) +(4 3) - (5 7 2) = 89 ˩ 144 POTENCIAÇÃO E RADICIAÇÃO Iremos, neste momento, aprender como se realizam os processos de potenciação e radiciação. Deve fi car claro, que, neste ponto de nosso curso, o que será visto é uma ferramenta introdutória composta dos cálculos mais básicos. O tratamento de funções exponenciais (que inclui as raízes) de uma forma mais profunda é tema para uma etapa mais avançada. Alguns exemplos decálculos que podem ser realizados: EXPRESSÃO TECLAS NA CALCULADORA RESULTADO 7 = 2,6457... 6 = 1,871... 4 = ou 4 2 = 16 3 = ou 3 3 = 27 5 32 = 2 4 = ou 4 2 =4 = ou 4 2 = 3 = ou 3 3 =3 = ou 3 3 = 5 32 = 5 32 = As potências e raízes têm um nível de hierarquia maior do que a multiplicação e a divisão. Assim como na expressão , primeiramente se realiza a potência 3² = 9 e depois a divisão 2 ÷ 9 = 0,22... De mesma maneira, , primeiramente se realiza a raíz e depois a divisão 2 ÷ 2 = 1. Mais alguns exemplos: 7 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA EXPRESSÃO TECLAS NA CALCULADORA RESULTADO 2² + 3 x 4² 2 + 3 x 4 52 ( 3 + 4 ) = 5 ( 8 + 4) ÷ ( 2 + 3 ) = 0,2352... ( ( 2 + 3 ) ) ÷ ( ( 1 ÷ 2 ) + ( 3 ÷ 4 ) ) ( 3 ÷ 2) = 3,4703... 2 + 3 x 4 ( 3 + 4 ) = ( 3 + 4 ) = ( 3 + 4 ) = ( 8 + 4) ÷( 8 + 4) ÷( 8 + 4) ÷ ( 2 + 3 ) = ( 2 + 3 ) = ( ( 2 + 3 ) ) ÷( ( 2 + 3 ) ) ÷( ( 2 + 3 ) ) ÷ ( ( 1 ÷ 2 ) + ( 3 ÷ 4 ) ) ( 3 ÷ 2) = OBSERVAÇÕES: • Perceba que no segundo cálculo realizado, após a tecla da raiz há necessidade de inserir parênteses, pois, caso contrário, apenas o valor 3 estaria na raiz quadrada. • Ao se realizar potenciações, note que é possível calculá-las com qualquer expoente através da tecla “^”, que signifi ca “elevado a”. • No último cálculo realizado (que é bastante complexo), note que existe a possibilidade de escrever frações sem a utilização de uma tecla específi ca. Foi utilizada a ideia de divisão para esta representação, basta analisar, por exemplo, que a fração foram escritas como: (1 ÷ 2 ) , ( 3 ÷ 4 ) e ( 3 ÷ 2). CONVERSÃO ENTRE FRAÇÕES E DECIMAL Após compreender como acontecem os principais cálculos aritméticos básicos, vamos analisar uma forma bastante útil de associar frações e sua forma decimal. Em muitos cálculos, onde os resultados não são necessariamente inteiros é importante conhecer uma forma “mais enxuta” e “clara” de apresentar certos resultados. Vejamos: 8 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA 1) Imagine o cálculo: Primeiramente, com os conceitos vistos até o momento, procure realizar este cálculo em sua calculadora. Logo depois, quando o resultado 6,5 aparecer no visor, aperte a tecla . Você irá perceber que irá surgir a notação: 6 ˩ 1 ˩ 2 Que representa fração mista: Mas, caso você não desejar a utilização da fração mista, teclando e na sequência, , no visor irá aparecer: Que é a forma de fração simples para a notação decimal 6,5. 2) Neste segundo exemplo, que é com certeza um pouco mais simples e óbvio, iremos escrever uma fração, teclando: 7 8. Irá aparecer no visor 7 ˩ 8, que representa a fração . Agora, para retornar esta fração para sua forma decimal, basta teclar novamente para o resultado 0,875. Podemos perceber então que permanentemente podemos realizar as transformações entre as formas decimal e fracionário de um número. Adequando a representação que melhor se encaixará para a situação proposta. 3) Porém, vamos verifi car este caso agora. Faça o cálculo da raiz quadrada de 2: 2 = Deverá surgir no visor: 1,41423562.... Tente agora, transformar este resultado em fração, da mesma maneira que foi exemplifi cado no exemplo 1. Nada aconteceu, não é? Você consegue explicar por quê? cálculo em sua calculadora. Logo depois, quando o resultado 6,5 aparecer no visor, aperte a tecla . Você irá perceber que irá surgir a notação: Mas, caso você não desejar a utilização da fração mista, teclando e na sequência, , no visor irá aparecer: escrever uma fração, teclando: 7 8. Irá aparecer no visor 7 novamente para o resultado 0,875. 9 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA Isto ocorre, pois o valor da raiz de 2 é um número irracional. Estes valores não possuem forma decimal periódica infinita ou decimal finita, e desta maneira não conseguem ser representadas na forma fracionária. CÁLCULOS COM MEDIDAS DE ÂNGULOS Em matemática, ângulo é a região formada por duas semirretas de mesma origem. Medimos este ângulo a partir da “abertura” e a unidade padrão é o grau (º). Ainda assim, existem ângulos que não possuem a medida inteira do grau. E como não é de costume utilizar medidas decimais para a representação de ângulos, introduziremos seus submúltiplos: • Grau (º): Como sendo 1º = 60’ • Minuto(‘): Como sendo 1’ = 60’’ • Segundo(‘’): Como sendo 1º = 3600’’ Esta tecla, converte grau, minuto e segundo em decimal e vice-versa. OBSERVAÇÕES: 1) Para escrever a medida de ângulo, utilizaremos a medida de minuto e segundo que se referencia à base 60. 2) Iremos, em cada caso, apresentar o modo normal de resolução (resolução manual), para ilustrar a comodidade e facilidade que a máquina de calcular nos traz. EXEMPLOS: 1) Expressar 15º12’ em minutos: Resolução Normal: 15 x 60 + 12 = 912 Resolução na calculadora: 15 12 = x 60 2) Expressar 9140’’ em graus, minutos e segundos: Resolução normal: 10 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA Resolução na calculadora: 0 0 9140 = O resultado encontrado foi o de: 2º 32’ 20’’. Simplifi cando os resultados Em algumas situações, principalmente nas operações com medidas de ângulo, precisamos realizar a simplifi cação dos resultados obtidos: Simplifi car 28º86’90’’ Resolução Normal: OBSERVAÇÃO: Por trabalhar com a base sessenta, note que a cada 60 segundos, foi transferido 1 minuto para o próximo valor. Na mesma ideia, a cada sessenta minutos, foi transferido 1 grau, para o próximo valor. Resolução na Calculadora: 28 86 90 = O resultado encontrado foi: 29º 27’ 30’’. Adição e subtração: Como procedimento padrão, para adicionar e subtrair medidas de ângulos, devemos operar cada subunidade com sua correspondente. Ou seja, segundo com segundo, minuto com minuto e grau com grau. Não podendo esquecer que quando necessário, devemos realizar as simplifi cações e transformações necessárias. 1) Calcular 13º18’30’’ + 20º6’15’’ Resolução normal: Resolução Calculadora: 13 18 30 + 20 6 15 = O resultado encontrado é 33º24’45’’. Resolução Calculadora: 13 18 30 + 20 6 15 =Resolução Calculadora: 13 18 30 + 20 6 15 =Resolução Calculadora:13 18 30 + 20 6 15 =Resolução Calculadora: 13 18 30 + 20 6 15 =Resolução Calculadora: 13 18 30 + 20 6 15 =Resolução Calculadora: 13 18 30 + 20 6 15 = 11 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA OBSERVAÇÃO: Note que o resultado encontrado, já se encontra na forma simplificada. 2) Calcular 77º - 42º25’32’’ Resolução normal: De início, precisamos lembrar que 77º = 76º59’60’’. Agora: Resolução Calculadora: 76 59 60 - 42 25 32 = O resultado encontrado é 34º34’28’’. Multiplicação e divisão por número natural De forma intuitiva, conseguimos perceber que, para multiplicar (ou dividir) um ângulo por um número natural, devemos realizar esta operação com a parte dos graus, minutos e segundos, separadamente. Na sequência, realizar as simplificações e transformações necessárias. 1) Calcular 6º15’18’’ x 5 Resolução normal: Resolução na calculadora: 6 15 18 x 5 = O resultado encontrado é 31°16’30’’. 2) Calcular 48º36’18’’ ÷ 2 Resolução normal: 12 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA Resolução na calculadora: 48 36 18 ÷ 2 = O resultado encontrado é 24º18’9’’. OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: Confiar plenamente no processo realizado pela calculadora, muitas vezes pode levar a erros. Nem todos os cálculos ela consegue resolver da maneira satisfatória que uma questão ou uma situação problema exige, sem realizar- se uma adequação antecipada dos números. Desta forma, é essencial que o operador saiba a teoria básica que está por detrás do que parece um mero processo de cálculo. Um exemplo importante desta observação é a operação de potenciação com a utilização de ângulos a seguir, que muitas vezes não resulta em um valor inteiro de graus, minutos e segundos: 3) Calcular (5º25’12’’)² Realizar esta operação pode ser feita de duas maneiras, visto que o ato de fazer uma potenciação é multiplicar a base por ela mesma. Modo 1: ( 5 25 12 ) = Modo 2: ( 5 25 12 ) x ( 5 25 12 ) = O resultado encontrado é: 29º22’35,04. Repare que a parte que indica os segundos, foi arredondada para duas casas decimais, e desta forma, contempla certo erro por arredondamento. 13 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA AUTOATIVIDADES 1 A sequência de teclas ( 5 2 ) ÷ ( ( 4 2 + 3 ) ), representa qual expressão: 2 Ao se realizar cálculos aritméticos básicos, é muito importante a utilização dos parênteses. Para que o resultado de um cálculo seja 14, a sequência correta de teclas está descrita em: a) ( 16 ÷ 4 ) + 5 + ( 4 x 2 ) = b) ( (16 ÷ 4 )) + 5 + ( 4 x 2 ) = c) ( 16 ÷ 4 + (5 + ( 4 x 2 )) = d) ( 16 ÷ 4 ) + (5 + 4 x 2 ) = e) ( (16 ÷ 4 ) )+ (5 + 4 x 2 ) = 3 As operações matemáticas devem respeitar uma série de regras no que diz respeito à ordem em que as operações devem ser realizadas. Baseado nisto, verifique a operação que corresponde à correta aplicação dos parênteses para respeitar a “hierarquia” das operações básicas: a) (5 x 4) + (3 + 2) x 4 b) 5 x (4 + 3 + 2) x 4 c) (5 x (4 + 3) + 2) x 4 d) 5 x (4 + 3) + 2 x 4 e) (5 x 4) + 3 + (2 x 4) 14 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA 4 Muitas vezes, operar frações nos traz resultados com melhores aproximações. Conhecemos durante esta etapa a tecla que melhor opera com frações: Assim, assinale a opção que apresenta a expressão para a seguinte sequência de teclas: 8 3 + 2 3 5 ÷ 2 3. 5 Os cálculos com medidas de ângulos são muito mais ágeis com a utilização de uma calculadora. Assim, utilize uma calculadora para realizar a operação (15º14’20’’ – 44º) + 56º24’30’’ e assinale a opção que apresenta o resultado correto: a) 26°30’24’’ b) 25º41’50’’ c) 27°38’50’’ d) 30º41’50’’ e) 15º12’13’’ 15 Copyright © UNIASSELVI 2016. Todos os direitos reservados. CALCULADORA CIENTÍFICA REFERÊNCIAS CASIO. Guia do usuário fx-82MS. Disponível em: <http://support.casio.com/pt/ manual/004/GY300_Dtype_PT.pdf>. Acesso em: 10 out. 2016. MERLI, R. F. O uso da Calculadora Científica (Casio fx). 2013. Disponível em: <http:// www2.td.utfpr.edu.br/semat/UCC.pdf>. Acesso em: 26 maio 2014. PONTE, J.P. Cálculo mental e calculadora. Disponível em: <http://spiem.pt/DOCS/ ATAS_ENCONTROS/2008/2008_06_ISAlbergaria.pdf>. Acesso em: 10 out. 2016. SILVA, Albano; LOUREIRO, Cristina; VELOSO, Graciosa. Calculadoras na educação matemática [s.l.]: Grafis,1989. GABARITO DAS AUTOATIVIDADES 1- B 2- A 3- E 4- E 5- C Centro Universitário Leonardo da Vinci Rodovia BR 470, km 71, n° 1.040, Bairro Benedito Caixa postal n° 191 - CEP: 89.130-000 - lndaial-SC Home-page: www.uniasselvi.com.br
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