CAPÍTULO 1 Números reais
Será que a estrutura espiral das conchas de moluscos, o Partenon em Atenas, na Grécia, as pirâmides em Gizé, no Egito, e a obra Mona Lisa, de Leonardo da Vinci, têm algum elemento em comum?
Muitos afirmam que essas e outras obras de arte ou de arquitetura apresentam, em suas composições, segmentos cujas medidas a e b, com a > b, estão à razão:
Dizemos que as razões dessa proporção são a razão áurea, cujo valor numérico é representado pela letra grega ϕ (fi), o número de ouro. Para que isso ocorra, a e b devem ser tais que:
Observe a fotografia e responda às questões no caderno.
a) Para a = 1, qual deve ser o valor de b para que estejam à razão áurea?
b) Com os valores de a e de b considerados no item anterior, determine uma aproximação para o número ϕ.
c) Pesquise sobre o número de ouro e debata com os colegas sobre a razão áurea representar um padrão de beleza.
1. A história dos números
Desde a invenção da escrita, há cêrca de 4 mil anos, o ser humano começou a usar símbolos para representar quantidades como resultado da contagem de objetos: quantidade de aves que criava, de peixes que pescava, de cereais que colhia etcétera
Os babilônios, por exemplo, muitos séculos antes de Cristo, empregavam símbolos em fórma de cunhaglossário para representar números:
• Uma cunha “em pé” (
) representava o número 1 e podia ser repetida até nove vezes.
• Uma cunha “deitada” (
) representava o número 10 e podia ser repetida até cinco vezes.
Esses símbolos eram talhados em tábuas de argila, como a da fotografia.
Outros povos, como os egípcios e os romanos, tinham seus próprios símbolos e suas próprias regras para registrar quantidades.
Atualmente, a maioria dos povos adota o sistema de numeração decimal, composto de dez símbolos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9), denominados algarismos indo-arábicos.
Números naturais
Números naturais são aqueles que expressam o resultado de uma contagem.
O conjunto dos números naturais, representado por
, pode ser indicado por:
= {0, 1, 2, 3, 4, 5, ...}
Com os números naturais, efetuamos qualquer adição ou multiplicação. As subtrações, no entanto, só serão possíveis quando o minuendo for maior ou igual ao subtraendo, e as divisões, quando o dividendo for múltiplo do divisor.
São exemplos de operações impossíveis de ser realizadas só com números naturais:
a) a subtração 6 ‒ 7 (não há número natural que adicionado a 7 resulte 6);
b) a divisão exata 8 : 5 (não há número natural que multiplicado por 5 resulte 8).
Os números naturais não são suficientes para representar todas as situações do dia a dia. Com eles, não é possível representar, por exemplo, temperaturas abaixo de zero grau Celsius nem a medida do comprimento do nosso palmo em metro.
Para atender a situações como essas, foram criados outros conjuntos numéricos, que estudaremos ao longo deste capítulo.
Números inteiros
Os números inteiros são números relativos (positivos ou negativos) criados pelo ser humano, em decorrência de necessidades impostas pelo comércio e de situações cotidianas que exigiram a representação de quantidades em relação ao referencial zero.
Acompanhe exemplos em que recorremos aos números inteiros.
a) Nos termômetros, para indicar temperaturas abaixo de zero grau Celsius (números negativos) ou acima de zero grau Celsius (números positivos). O referencial é 0 grau cê.
b) Para descrever o saldo de gols de times em um campeonato de futebol, podemos utilizar os números inteiros positivos para indicar os gols realizados, e os inteiros negativos, para os gols sofridos.
Gols realizados |
Gols sofridos |
Saldo de gols |
|
---|---|---|---|
Time A |
3 |
−4 |
−1 |
Time B |
2 |
−1 |
1 |
Time C |
5 |
−3 |
2 |
Time D |
6 |
−6 |
0 |
Fonte: anotações realizadas pelo professor de Educação Física.
O conjunto dos números inteiros, representado por
, pode ser indicado por:
= { reticências, ‒3, ‒2, ‒1, 0, +1, +2, +3, reticências}
Os símbolos + e ‒ à esquerda dos números passam a indicar a posição que eles ocupam em relação ao zero, quando organizados em ordem crescente ou decrescente: os números menores do que zero são negativos, e os maiores do que zero, positivos. O número zero não é positivo nem negativo.
Os números inteiros não negativos (0, +1, +2, +3, reticências) são associados aos números naturais, tanto na ordenação como nas operações, então, esses números passarão a ser indicados simplesmente por 0, 1, 2, 3, 4, reticências
Por esse motivo, podemos dizer que qualquer número natural é um número inteiro:
Com a criação do conjunto dos números inteiros, tornou-se possível efetuar subtrações em que o minuendo é menor do que o subtraendo. Por exemplo: (6 ‒ 7 = ‒1) e (0 ‒ 3 = ‒3).
Os números inteiros, no entanto, não são suficientes para representar o resultado de qualquer divisão. Por exemplo: (10 : 3) e [(‒5) : 7].
Números racionais
Considere os números a seguir.
1,25
0,777 reticências
‒13
‒0,75
Eles são exemplos de números racionais, pois podem ser escritos na fórma de fração
Fração; numerador: a; denominador: b;com um número inteiro no numerador e um número inteiro não nulo no denominador. Observe.
1,25 =
Fração. 5 quartos.0,777 reticências =
Fração. 7 nonos‒13 = ‒
fração 13 sobre 1‒0,75 = ‒
3 quartosCom os números racionais, podemos representar o resultado da divisão de quaisquer dois números inteiros, com o divisor não nulo. O conjunto dos números racionais, representado por
, pode ser indicado por:
Observe o quadro a seguir, com alguns exemplos de números racionais.
Número natural |
Número inteiro |
Número racional |
|
---|---|---|---|
3 |
✓ |
✓ |
✓ |
−8 |
✓ |
✓ |
|
|
✓ |
||
−0,7555... |
✓ |
Agora, note como podemos representar alguns números racionais na reta numérica.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Identifique, entre as operações a seguir, quais não podem ser realizadas apenas com números naturais.
a) 3 + 7
b) 5 ‒ 235
c) 0 ‒ 0
d) 7 ‒ 0
e) 3 : 7
f) 3 ⋅ 7
g) 8 : 3
h) 7 : 10
2 Responda às questões a seguir.
a) Por que é impossível efetuar a divisão exata 7 : 3 dispondo apenas de números naturais?
b) E 3 ‒ 7? Por que é impossível efetuá-la, considerando apenas os naturais?
3 Enquanto um avião sobrevoa a uma altitude de medida igual a 5,8 quilômetros, um submarino está a uma profundidade medindo 0,24 quilômetro.
a) Represente essas medidas com números relativos e explique qual foi o referencial utilizado.
b) Os números que aparecem no enunciado (5,8 e 0,24) são números racionais? Eles estão escritos na fórma de fração?
4 Entre os números a seguir, quais são inteiros?
5 Identifique as sentenças falsas e justifique com um exemplo.
a) Todo número natural é inteiro.
b) Todo número inteiro é racional.
c) Todo número natural é racional.
d) Todo número que pode ser escrito na fórma de fração de inteiros, com denominador não nulo, é racional.
e) Todo número natural é um número inteiro positivo.
f) Todo número inteiro é natural.
g) Todo número racional é inteiro.
6
Reúna-se com um colega e respondam quantos números inteiros existem:
a) entre dois números inteiros consecutivos;
b) entre 1 e 9, entre ‒1 e 1, entre ‒9 e 9;
c) entre 0 e 10, entre 0 e 100, entre 0 e ..1000000.
Pense mais um pouco reticências
FAÇA A ATIVIDADE NO CADERNO
Reúna-se com um colega e façam o que se pede.
a) Calculem os números racionais:
• a, que é a média aritmética de 3 e 7;
• b, que é a média aritmética de 3 e a ;
• c, que é a média aritmética de 3 e b;
• d, que é a média aritmética de 3 e c.
b) Representem os números racionais 3, a, b, c, d e 7 em uma mesma reta numérica.
c) As médias aritméticas de dois números obtidas no item a estão entre esses dois números?
d) É possível calcular os números ê, f, g, h, reticências, que sejam as médias aritméticas, respectivamente, de 3 e d, de 3 e ê, de 3 e f, de 3 e g, e assim por diante?
e) Considerando os itens anteriores, use sua percepção para dizer quantos números racionais existem entre 3 e 7 e quantos números racionais existem entre dois números racionais distintos quaisquer.
Representações dos números racionais
Com essa breve retomada sobre a necessidade de ampliar os conjuntos numéricos, podemos constatar que os algarismos indo-arábicos servem para representar todos os números que constituem esses conjuntos.
Notamos, também, que há mais de uma representação possível para todos os números racionais: a fracionária e a decimal.
No quadro a seguir, há algumas representações fracionárias e decimais de alguns números racionais.
Número racional |
Algumas representações |
|
---|---|---|
−2 |
|
−2,0 |
|
|
0,25 |
|
|
0,3636… |
Número racional |
Algumas representações |
|
---|---|---|
−5,3 |
|
−5,300 |
|
|
2,1333… |
6 |
|
6,000 |
Muitos números racionais podem ser representados por uma fração decimal, isto é, de denominador 10, 100, .1000 etcétera, como os números a seguir.
Já os números
Fração; 4 11 avos.e
Fração; 32 15 avos.não podem ser representados por uma fração decimal. No entanto, eles podem ser escritos na fórma decimal.
Note que, nas representações 0,3636 reticências e 2,1333 reticências, as reticências indicam infinitas casas decimais e periódicas. Por exemplo: em 0,3636 reticências, as reticências indicam que 36, chamado de período, continua se repetindo indefinidamente. Já em 2,1333 reticências, temos uma representação decimal periódica de período 3.
A representação decimal periódica recebe o nome de dízima periódica.
Uma dízima periódica pode ser escrita abreviadamente, colocando-se um traço sobre o período. Note a representação abreviada de algumas dízimas periódicas.
a) 2,555 reticências =
2,5 com um traço em cima do 5.b) ‒0,1313 reticências =
menos 0,13 com um traço em cima do 13.c) 1,2777 reticências =
1,27 com um traço em cima do 7.d) 0,21888 reticências =
0,218 com um traço em cima do 8.e) ‒ 8,612612 reticências =
Menos 8,612 com um traço em cima do 612.f) 4,0979797 reticências =
4,097 com um traço em cima do 97.EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
7 Escreva no caderno a representação decimal das frações a seguir.
a)
Fração; 35 décimos.
b)
Fração; 28 centésimos.c)
Fração; menos 7 centésimos.d)
Fração; numerador menos 321, denominador 10 mil.e)
quinhentos e quarenta e dois centésimosf)
Fração; 12 milésimos.8 Observando os resultados do exercício anterior, estabeleça a relação existente entre a quantidade de zeros do denominador de uma fração decimal e a quantidade de casas após a vírgula na representação decimal dessa fração.
9 Represente no caderno cada fração na fórma decimal.
a)
Fração; 2 quintos.
b)
Fração; 5 sextos.
c)
Fração; 11 terços.
d)
Fração; menos 45 oitavos.
e)
Fração; menos 11 90 avos.f)
Fração; 52 25 avos.10 Adicionando os dois números de cada item, obtemos outro número na fórma de dízima periódica. Determine em cada caso essa dízima periódica na fórma abreviada.
a) 2,444 reticências e 5,111 reticências
b) 2,5 e 3,222 reticências
11
Usando uma calculadora, faça o que se pede.
a) Escreva no caderno o número que aparece no visor após digitar estas teclas:
b) Reserve esse resultado na memória aditiva, digitando a tecla
.
c) Escreva no caderno o número que aparece no visor após digitar estas teclas:
d) Para subtrair o resultado do item c do resultado do item a, basta digitar as teclas
da memória subtrativa e
, que recupera o último resultado da memória. Escreva no caderno o número que aparece no visor.
e) Efetue
Fração; 20 nonos. Menos. Fração; 47 nonos.e, em seguida, com uma calculadora, confira o resultado.
f) Calcule o valor da expressão:
5,222 reticências ‒ 2,222 reticências
Da fórma decimal para a fórma de fração
Já trabalhamos com a transformação de um número escrito na fórma de fração para a fórma decimal. Para isso, basta efetuar o algoritmo da divisão, como neste exemplo.
Agora, vamos acompanhar como transformar um número na fórma decimal para a fórma de fração.
1º caso: Quando o número tem finitas casas decimais, sua leitura fornece uma boa indicação de como expressá-lo na fórma de fração.
Observe alguns exemplos.
a)
b)
2º caso: Quando o número tem infinitas casas decimais, como o número 0,55555 reticências, procedemos do seguinte modo.
• Primeiro, chamamos o número 0,55555 reticências de x, obtendo a igualdade:
x = 0,55555 reticências ( um)
• Em seguida, multiplicamos os dois membros por 10, chegando a uma nova igualdade:
10x = 5,5555 reticências ( dois)
• E, finalmente, subtraímos ( um) de ( dois), membro a membro, obtendo:
10x ‒ x = 5,555 reticências ‒ 0,555 reticências
9x = 5
Logo: 0,55555 reticências =
fração 5 nonos.Nesse caso, os dois membros da primeira igualdade foram multiplicados por 10. De modo geral, eles devem ser multiplicados por uma potência de 10 conveniente (10, 100, .1000, reticências) a fim de se deslocar a vírgula para a direita do primeiro período.
Acompanhe outro exemplo, com o número 2,373737 reticências
• Chamando 2,373737 reticências de x, obtemos a igualdade x = 2,373737 reticências
• Multiplicando os dois membros dessa igualdade por 100, obtemos uma nova igualdade:
100x = 237,3737 reticências
• Subtraindo a primeira igualdade da segunda, membro a membro, temos:
100x ‒ x = 237,3737 reticências ‒ 2,3737 reticências
99x = 235
Logo: 2,3737 reticências =
Fração 235, 99 avos.Agora, acompanhe o caso da dízima composta 6,8424242 reticências com um algarismo (8) após a vírgula, além do período 42.
• A partir da igualdade x = 6,8424242 reticências, devemos obter duas outras igualdades em que, no segundo membro, as partes decimais sejam iguais. Dessa maneira, na subtração de uma pela outra, essas partes decimais se anulam.
• Como há um algarismo (8) após a vírgula que não faz parte do período, multiplicamos ambos os membros por 10 e, depois, por .1000:
10x = 68,424242... e .1000x = .6842,424242...
• Subtraindo a primeira igualdade da segunda, membro a membro, temos:
Portanto, temos: 6,8424242 reticências =
Fração; numerador: 1129; denominador: 165.EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
12
Em uma calculadora, digite as teclas mostradas a seguir e escreva no caderno o resultado.
a) Para o último algarismo do número que aparece no visor, sua calculadora faz algum arredondamento?
b) Represente o número obtido na fórma de fração irredutível.
13 Escreva no caderno as frações irredutíveis que representam: o número 0,36, o número 0,04 e a adição 0,36 + 0,04.
14 Expresse os números a seguir na fórma de fração.
a) 3,444 reticências
b)
Menos 12,5 com um traço em cima do algarismo 5.
c)
0,45 com um traço em cima do 45.
d) ‒0,31222 reticências
15 Determine a fração irredutível que representa o valor de cada expressão a seguir.
a)
zero vírgula 2 mais 0 vírgula 3 com traço em cima do 3
b)
0,27, com um traço em cima do 7; mais 0,3, com um traço em cima do 3.
c)
0,38, com um traço em cima do 8; mais 1,45, com um traço em cima do 5.d)
1,8, com um traço em cima do 8; vezes a fração de numerador 2 e denominador 17.
16 Dividindo um número x por um número y, obtém-se 2,555 reticências Determine no caderno o valor de x e de y, sabendo que eles são números primos entre si.
17 Hora de criar – Escreva o número 7 como:
a) a soma de dois números racionais na fórma de fração;
b) a diferença de dois números racionais na fórma decimal, cada um com duas casas decimais;
c) a soma de duas dízimas periódicas.
18 Em uma caixa, há sete bolas numeradas de 1 a 7. Márcio retira três bolas consecutivas, sem recolocá-las na caixa, para representar um número a. O número retirado na primeira bola representará as unidades de a; o número da segunda bola representará os décimos de a; e o da terceira bola, os centésimos.
a) Márcio retirou os números 6, 4 e 2, nessa ordem. Qual é o número A formado nesse caso? Indique-o por uma fração irredutível.
b) Se, em seguida, Márcio retirar mais três bolas, qual é o maior número A possível que poderá ser formado com a retirada dessas bolas? E o menor?
Pense mais um pouco reticências
FAÇA A ATIVIDADE NO CADERNO
Observe as expressões a seguir.
a)
1 mais fração um meiob)
1 mais Fração; numerador: 1; denominador: 1 mais fração; um meio; fim da fração, fim da fração.c)
1 mais Fração; numerador: 1, denominador: 1 mais fração; numerador: 1, denominador: 1 mais fração; um meio, fim da fração, fim da fração, fim da fração.Calcule no caderno o valor das expressões dadas e, seguindo o padrão, escreva a quarta expressão e calcule seu valor.
PARA SABER MAIS
O problema dos coelhos de Fibonacci e o número áureo
Leonardo de Pisa ( cêrca de 1170-1240), conhecido como Fibonacci, publicou, em 1202, o famoso livro Liber Abaci (Livro do ábaco), em que explicou a notação indo-arábica que usamos hoje.
No capítulo XII, ele propôs o seguinte problema, que originou a sequência de Fibonacci:
O que nos interessa apresentar aqui é a sequência de Fibonacci. Por isso, vamos apenas iniciar a resolução dos primeiros passos do problema.
Observe a figura na qual um coelho grande representa um par de coelhos maduros (férteis) e um coelho pequeno representa um par de coelhos jovens (que não procriam).
• Vamos começar com um par de coelhos jovens.
• Esse par amadurece durante o 1º mês.
• Após o 1º mês, o 1º par dá à luz outro par, assim ficamos com 2 pares.
• Após o 2º mês, o par maduro dá à luz outro par jovem, enquanto o par de filhotes amadurece. Assim ficam 3 pares.
• Após o 3º mês, cada um dos 2 pares maduros dá à luz outro par, e o par de filhotes amadurece. Temos agora 5 pares.
• Após o 4º mês, cada um dos 3 pares maduros dá à luz outro par, e os 2 pares de filhotes crescem. Agora temos 8 pares.
• Após o 5º mês, temos 1 par de filhotes de cada um dos 5 pares adultos, mais 3 pares crescendo. Total: 13 pares.
Podemos, então, observar a sequência de números de Fibonacci: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, reticências
Dados obtidos em: LIVIO, Mario. Razão áurea. 3. ed. Rio de Janeiro: Record, 2008. p. 116.
Agora é com você!
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Compare a soma de dois números consecutivos da sequência com o número seguinte.
2 Quais são os próximos quatro números da sequência?
3 Com os onze números (n1, n2, n3, n4, reticências) da sequência agora conhecidos, calcule a razão de um número pelo termo anterior com aproximação até a terceira casa após a vírgula. Consulte a abertura do capítulo e diga de qual número os quocientes obtidos se aproximam.
TRABALHANDO A INFORMAÇÃO
Pesquisa amostral e estimativas
Violência contra mulheres
A violência contra as mulheres se manifesta de diversas fórmas. De fato, o próprio conceito definido na Convenção de Belém do Pará (1994) aponta para esta amplitude, definindo violência contra as mulheres como “qualquer ação ou conduta, baseada no gênero, que cause morte, dano ou sofrimento físico, sexual ou psicológico à mulher, tanto no âmbito público como no privado” ( Artigo 1º). Além das violações aos direitos das mulheres e a sua integridade física e psicológica, a violência impacta também no desenvolvimento social e econômico de um país.
SUBSECRETARIA DE POLÍTICAS PÚBLICAS PARA MULHERES. Violência contra a mulher. Mato Grosso do Sul, [2021?]. Disponível em: https://oeds.link/MF1MKA. Acesso em: 2 abril 2022.
Em 2021, o Instituto DataSenado, em parceria com o Observatório da Mulher contra a Violência, realizou uma pesquisa, com 3 mil brasileiras de 16 anos ou mais, denominada “Violência doméstica e familiar contra a mulher – 2021”.
Para 71% das entrevistadas, o Brasil é um país muito machista, e 68% conhecem uma ou mais mulheres vítimas de violência doméstica ou familiar, enquanto 27% declaram já ter sofrido algum tipo de agressão por um homem.
Note, nas tabelas a seguir, outros dados sobre essa pesquisa.
Amostra observada |
População estimada |
|
---|---|---|
Sim |
130 |
3.422.511 |
Às vezes |
1.280 |
37.719.799 |
Não |
1.574 |
49.490.883 |
Não sei/Prefiro não responder |
16 |
581.707 |
Total |
3.000 |
91.214.900 |
Fonte: BRASIL. Senado Federal. Violência doméstica e familiar contra a mulher, Brasília, Distrito Federal: Senado Federal, 2021. Disponível em: https://oeds.link/qWeDZi. Acesso em: 2 abril 2022.
Amostra observada |
População estimada |
|
---|---|---|
Sim, mais de uma |
1.638 |
45.041.306 |
Sim, conheço uma |
533 |
17.279.570 |
Não conheço |
813 |
28.464.935 |
Não sei/Prefiro não responder |
16 |
429.089 |
Total |
3.000 |
91.214.900 |
Fonte: BRASIL. Senado Federal. Violência doméstica e familiar contra a mulher, Brasília, Distrito Federal: Senado Federal, 2021. Disponível em: https://oeds.link/qWeDZi. Acesso em: 2 abril 2022.
Agora quem trabalha é você!
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 O que diz a Convenção de Belém do Pará (1994) sobre o que caracteriza a violência contra as mulheres?
2 Segundo a pesquisa, que percentual das entrevistadas consideram o Brasil um país machista?
3 De acordo com os dados, é possível dizer que as entrevistadas acham que as mulheres são tratadas com respeito no Brasil? Justifique sua resposta.
4 A maioria das entrevistadas conhece alguma mulher que já sofreu alguma violência? Justifique sua resposta.
5 Nas tabelas, foram identificadas a amostra observada e a população estimada. A amostra corresponde ao número de entrevistadas e, com base nesses valores e análises estatísticas, estimou-se a população feminina brasileira com 16 anos ou mais, correspondente a cada resposta.
A partir de uma pesquisa por amostragem é possível estimar a população correspondente. Para isso, são feitas análises estatísticas dos resultados, estabelecendo margens de erro e um índice de confiança de todo o resultado.
No caso dos dados apresentados na pesquisa “Violência doméstica e familiar contra a mulher – 2021”, o índice de confiança é 95%, e cada grupo de dados apresenta uma margem de erro.
Note que, para as duas perguntas apresentadas nas tabelas, 16 pessoas responderam não sei/prefiro não responder. Mas a estimativa para a população correspondente não foi a mesma. Isso ocorreu porque a margem de erro foi diferente para cada conjunto de dados. Qual foi a população estimada para cada um desses casos?
6 Considerando as 16 pessoas, em qual caso a população foi estimada para um valor maior e em qual caso foi estimada para um valor menor?
7 Você já tomou conhecimento de alguma pesquisa que apresente margem de erro? Converse com o professor e os colegas sobre essas pesquisas.
8 Considerando a temática apresentada pela pesquisa, procure outras informações sobre o assunto e converse com os colegas e o professor sobre ações que entidades governamentais podem fazer para conscientizar a população sobre esse tipo de violência.
9
Em grupos, elaborem cartazes de conscientização sobre a violência contra as mulheres. Com a permissão da escola e de outros estabelecimentos que frequentam, colem esses cartazes em lugares de grande visibilidade.
2. Números quadrados perfeitos
Se um número natural é a segunda potência de outro número natural, ele é chamado de quadrado perfeito. Então, um quadrado perfeito pode ser escrito como quadrado de outro número natural.
Observe alguns exemplos.
a) 4 é quadrado perfeito, pois 4 = 2 elevado a 2.
b) 81 é quadrado perfeito, pois 81 = 9 elevado a 2.
O número 32 não é quadrado perfeito, pois ele não é quadrado de nenhum número natural. Observe que 32 está entre dois quadrados perfeitos:
25 < 32 < 36,
em que 25 = 5 elevado a 2, 36 = 6 elevado a 2, e entre 5 e 6 não há nenhum número natural.
Assim, para produzir quadrados perfeitos, basta escolher um número natural e elevá-lo ao quadrado. Por exemplo, 12 é um número natural; então, 12 elevado a 2 = 144, que é um quadrado perfeito.
Observe o que acontece quando decompomos 12 e 144 em fatores primos.
Observe que 144 tem o dobro de fatores primos de 12:
• 12 tem 2 fatores iguais a 2 e 1 fator igual a 3;
• 144 tem 4 fatores iguais a 2 e 2 fatores iguais a 3.
Podemos verificar se um número é quadrado perfeito decompondo-o em fatores primos e verificando se a quantidade de cada um desses fatores é par.
Note que todos os expoentes dos fatores são pares. Então, 324 é um quadrado perfeito.
Acompanhe como podemos encontrar o número que gerou o quadrado perfeito 324:
324 = 22 ⋅ 34 = 22 ⋅ (32)2 = (2 ⋅ 32)2 = 182
Então, podemos dizer que 324 é quadrado perfeito, porque existe o número natural 18, que, elevado ao quadrado, resulta 324.
Note que 72 tem um número ímpar de fatores iguais a 2. Então, 72 não é um quadrado perfeito.
Podemos representar geometricamente um número quadrado perfeito. Por exemplo, com 36 quadradinhos iguais é possível formar um quadrado maior, porque 36 é um número quadrado perfeito.
Note que, com 8 quadradinhos iguais, não é possível formar um quadrado maior, pois 8 não é quadrado perfeito.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
19 Determine os quadrados perfeitos entre 100 e 200.
20 Efetuando a decomposição em fatores primos, verifique entre os números a seguir quais são quadrados perfeitos.
a) 225
b) 360
c) 441
d) 480
e) 576
f) 784
21 Com 144 quadradinhos iguais e justapostos, Fernando pode construir um quadrado maior. Quantos quadradinhos há em cada linha dêsse novo quadrado?
22 Com quantos quadradinhos iguais posso construir um quadrado maior que tenha 8 quadradinhos justapostos em cada linha?
23
Reúna-se com um colega e leiam o texto a seguir. Vamos usar três algarismos iguais para formar alguns números. A única operação que pode ser utilizada é a potenciação. Ao usar três algarismos iguais a 1, obtemos os números:
É fácil verificar que o maior desses números é 111, pois (1 elevado a 1) elevado a 1 = 1 elevado a 1 = 1; 11 elevado a 1 = 11 e 1 elevado a 11 = 1.
Com três algarismos iguais a 2, obtemos os números:
Agora, respondam às questões a seguir no caderno.
a) Qual é o maior desses números?
b) Quais destes números são quadrados perfeitos: 2 elevado a 22, (2 elevado a 2) elevado a 2 ou 22 elevado a 2? Justifiquem a resposta.
24
Hora de criar – Troque com um colega um problema, criado por vocês, sobre quadrados perfeitos. Depois de cada um resolver o problema elaborado pelo outro, destroquem para corrigi-los.
3. Raiz quadrada de números racionais não negativos
Quando calculamos o quadrado de um número natural, estamos determinando um número quadrado perfeito. Por exemplo:
15 elevado a 2 = 225
Nesse caso, podemos dizer:
• 225 é o quadrado de 15;
• 15 é a raiz quadrada de 225, que indicamos da seguinte maneira:
15 é igual a raiz quadrada de 225.Isso ocorre com qualquer número racional não negativo. Observe alguns exemplos.
a)
b)
Raiz quadrada de 1,44= 1,2, pois (1,2) elevado a 2 = 1,44
c) 13 elevado a 2 = 169; então, 13 =
raiz quadrada de 169.Da mesma maneira que representamos os números quadrados perfeitos pela quantidade de quadradinhos que formam um quadrado maior, também podemos relacionar o quadrado de um número racional não negativo à medida da área de uma região quadrada cujo lado tem a medida representada por esse número (em determinada unidade de medida de comprimento).
Observação
▶ No estudo que faremos, vamos sempre nos referir à medida da área da região poligonal simplesmente por medida da área do polígono. Por exemplo, a medida da área de uma região quadrada será denominada área do quadrado.
Acompanhe as situações a seguir.
Situação 1
Uma região quadrada com área medindo 144 métros² tem o lado com 12 métros de medida de comprimento, pois 12 elevado a 2 = 144.
Então,
12 é igual a raiz quadrada de 144..
Assim, para encontrar a medida ℓ do lado de um quadrado, sabendo que a medida de sua área é A, basta encontrar a raiz quadrada de A.
Situação 2
A área de uma plantação, que tem o formato de um quadrado, mede 256 métros quadrados. Para determinar a medida do lado do terreno dessa plantação, temos de calcular
Raiz quadrada de 256., pois ℓ2 = 256.
Como o número ℓ gera o quadrado perfeito 256, ele pode ser calculado ao decompor 256 em fatores primos. Assim, podemos escrever:
Portanto, o lado do terreno dessa plantação mede 16 métros.
Cálculo da raiz quadrada pela decomposição em fatores primos
Vimos que, para identificar um número quadrado perfeito, verificamos se ele tem uma quantidade par de cada um de seus fatores primos.
Isso também nos possibilita encontrar o número que gerou o quadrado perfeito. Esse número gerador é a raiz quadrada do quadrado perfeito dado.
Acompanhe um exemplo.
Então, 225 = 15 elevado a 2 e, portanto,
15 é igual a raiz quadrada de 225..
Esse procedimento constitui um meio de determinar a raiz quadrada de um número quadrado perfeito.
Agora, para dar mais um exemplo, vamos determinar
Raiz quadrada de 576.. Ao decompor 576 em fatores primos, obtemos:
576 = 2 elevado a 2 ⋅ 3 elevado a 2 = (2 elevado a 3 ⋅ 3 elevado a 1) elevado a 2 = 24 elevado a 2
Como 576 = 24 elevado a 2, concluímos que
Raiz quadrada de 576.= 24.
Observe que 24, decomposto em fatores primos (24 = 2 elevado a 3 ⋅ 3 elevado a 1), apresenta metade dos fatores primos de 576.
Assim, de modo prático, podemos dizer que, para extrair a raiz quadrada de números quadrados perfeitos, primeiro decompomos o número em fatores primos; em seguida, dividimos cada expoente por 2; e, finalmente, efetuamos a multiplicação obtida.
Observe mais alguns exemplos.
a)
Raiz quadrada da Fração de numerador: 36; denominador: 625; fim da fração e da raiz. É igual a: raiz quadrada da Fração de numerador: 2 ao quadrado que multiplica 3 ao quadrado; denominador: 5 elevado a 4; fim da fração e da raiz. É igual a: Fração de numerador: 2 vezes 3; denominador: 5 ao quadrado; fim da fração, que é igual a Fração de numerador: 6; denominador: 25; fim da fração.b)
Raiz quadrada de 12,96, é igual a raiz quadrada da Fração de numerador: 1296; denominador: 100; fim da fração e da raiz. É igual a raiz quadrada da Fração de numerador: 2 elevado a 4 que multiplica 3 elevado a 4; denominador: 2 ao quadrado que multiplica 5 ao quadrado; fim da fração e da raiz. É igual a Fração de numerador: 2 ao quadrado que multiplica 3 ao quadrado; denominador: 2 vezes 5; fim da fração. É igual a Fração de numerador: 4 vezes 9; denominador: 10; fim da fração. É igual a Fração de numerador: 36; denominador: 10; fim da fração. É igual a 3,6.EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
25 Justifique cada igualdade a seguir.
a)
Raiz quadrada de 0,64= 0,8
b)
Raiz quadrada de 2 elevado a 10, que multiplica 3 ao quadrado; fim da raiz= 25 ⋅ 3
26 Extraia a raiz quadrada de cada número a seguir pela decomposição em fatores primos.
a) 256
b) 196
c) 484
d) 729
e) .1600
f) .1024
27 ( unirrio- Rio de Janeiro) O valor de
é:
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.
28 Um paliteiro de base quadrada tem o formato da figura a seguir. Sabendo que a soma das medidas das áreas das faces laterais do paliteiro é igual a 162 centímetros² e que a área de todas as faces mede 202,5 centímetros², determine a medida a do lado da base dêsse paliteiro.
29 Usando a decomposição em fatores primos, calcule a raiz quadrada de:
a)
Fração; numerador: 25; denominador: 576.;
b) 0,01;
c)
Fração; numerador: 64; denominador: 1225.;
d) 19,36.
30 Ivan vai construir uma pipa colorida no formato de um quadrado. Para isso, ele recortou um quadrado de papel azul com área medindo .2500 centímetros quadrados, três quadrados de papel amarelo de área medindo 900 centímetros quadrados cada um e dois retângulos de papel vermelho de lados medindo 20 centímetros por 30 centímetros. Qual será a medida do lado dessa pipa?
31 O piso de um salão no formato de um quadrado é coberto com .10800 lajotas retangulares de lados medindo 40 centímetros por 30 centímetros. Determine no caderno:
a) a medida da área do salão;
b) as dimensões do salão.
Raiz quadrada aproximada
Os números quadrados perfeitos têm como raiz quadrada um número natural que, elevado ao quadrado, reproduz o número dado.
Observe o que acontece quando queremos extrair a raiz quadrada de um número que não é quadrado perfeito. Para exemplificar, vamos calcular a raiz quadrada do número 31.
O número 31 está compreendido entre os números quadrados perfeitos 25 e 36.
25 < 31 < 36
Então,
Raiz quadrada de 31.deve estar compreendida entre
Raiz quadrada de 25.e
Raiz quadrada de 36..
Como
Raiz quadrada de 25.= 5 e
Raiz quadrada de 36.= 6, temos:
Dizemos, então, que:
• 5 é a raiz quadrada aproximada por falta, a menos de uma unidade, do número 31;
• 6 é a raiz quadrada aproximada por excesso, a menos de uma unidade, do número 31.
Em geral, considera-se raiz quadrada aproximada de um número não quadrado perfeito a raiz quadrada aproximada por falta, a menos de uma unidade. Indica-se que 5 é a raiz quadrada aproximada por falta de 31, escrevendo-se:
(Lemos: “a raiz quadrada do número trinta e um é aproximadamente igual a cinco”.)
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
32 Considerando o número 110, responda.
a) Entre quais números quadrados perfeitos ele está compreendido?
b) A raiz quadrada dêsse número está compreendida entre quais números naturais?
c) Qual é a raiz quadrada por falta, a menos de uma unidade?
33 Qual é o menor número natural que devemos subtrair de 640 para obter um número quadrado perfeito? E qual é a raiz quadrada aproximada de 640 por falta, a menos de uma unidade?
34 No século vinte, qual foi o único ano representado por um número quadrado perfeito? E no século vinte e um, qual será o ano?
35 Faça estimativas para obter o valor aproximado de:
a)
Raiz quadrada de 51.
b) 50 ⋅
Raiz quadrada de 51.
c) 200 ⋅
Raiz quadrada de 51.
Como você pode comprovar os resultados que obteve?
Raiz quadrada com aproximação decimal
A seguir, vamos aprender a calcular a raiz quadrada de um número que não é quadrado perfeito com aproximação decimal.
Como exemplo, vamos considerar o número 2. Qual é o número racional que, elevado ao quadrado, resulta 2? Observe.
1 não pode ser, pois 12 = 1
2 não pode ser, pois 22 = 4
Dessa maneira,
raiz quadrada de 2é um número compreendido entre 1 e 2
1, que é menor que raiz quadrada de 2, que é menor que 2..
Como não existe nenhum número inteiro cujo quadrado dê 2, dizemos que 1 é a raiz quadrada aproximada do número 2.
Vamos procurar um número com uma casa decimal cujo quadrado seja mais próximo de 2.
Como também não existe número com uma casa decimal cujo quadrado seja igual a 2, concluímos que
raiz quadrada de 2é um número compreendido entre 1,4 e 1,5.
Nesse caso, dizemos que a raiz quadrada aproximada do número 2 com uma casa decimal é igual a 1,4 e escrevemos
Raiz quadrada de 2.≃ 1,4.
Vamos tentar uma aproximação melhor, com duas casas decimais, para
raiz quadrada de 2.
(1,41)2 = 1,9881 < 2
(1,42)2 = 2,0164 > 2
Logo,
raiz quadrada de 2é um número compreendido entre 1,41 e 1,42.
Então, podemos dizer que a raiz quadrada aproximada do número 2 com duas casas decimais é igual a 1,41 e escrevemos
Raiz quadrada de 2.≃ 1,41.
Se prosseguirmos, encontraremos a raiz quadrada aproximada de 2 com quantas casas decimais desejarmos, sem, entretanto, encontrar um número decimal cujo quadrado resulte 2.
Acompanhe outros exemplos.
a) Calcule a raiz quadrada do número 58 com duas casas decimais.
7 é a raiz quadrada aproximada de 58.
7,6 é a raiz quadrada aproximada com uma casa decimal do número 58.
Assim, a raiz quadrada de 58 com duas casas decimais é 7,61. Escrevemos
Raiz quadrada de 58.≃ 7,61.
b) Calcule a raiz quadrada do número 7,2 com uma casa decimal.
O número 7,2 está compreendido entre os quadrados perfeitos 4 e 9. Então:
, ou seja,
2, que é menor que raiz quadrada de 7,2, que é menor que 3.A raiz quadrada de 7,2 é um número compreendido entre 2 e 3.
Vamos começar testando 2,5.
(2,5)2 = 6,25 < 7,2
(2,6)2 = 6,76 < 7,2
(2,7)2 = 7,29 > 7,2
Assim, a raiz quadrada do número 7,2 com uma casa decimal é 2,6. Escrevemos
Raiz quadrada de 7,2.≃ 2,6.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
36 Verifique se 1,7 pode ser considerado uma raiz quadrada aproximada de 3.
37 Entre os números 3,87 e 3,88, qual deles se aproxima mais de
Raiz quadrada de 15.?
38 Qual é o número com uma casa decimal que representa a raiz quadrada aproximada de 265?
39 Calcule a raiz quadrada aproximada com uma casa decimal de:
a) 572
b) 28,19
c) 42,55
d) 12,6
40
Com uma calculadora, encontre a raiz quadrada aproximada com duas casas decimais de:
a)
Raiz quadrada de 88.
b)