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.
Respostas e comentários
a) b ≃ 0,618033
b) ϕ ≃ 1,62
c) Resposta pessoal.
Capítulo 1 – Números reais
Os objetivos deste capítulo e suas justificativas, as indicações das habilidades e competências específicas da Matemática ( Bê êne cê cê), além de outras informações, estão no início deste Manual, nas orientações específicas.
Este capítulo retoma e amplia a evolução da ideia de número ao longo da história e sua aplicação para atender às necessidades do ser humano no que se refere à sua organização social e à compreensão dos fenômenos da natureza. dêsse modo, o capítulo revisa os números racionais e apresenta os números irracionais e o conjunto dos números reais; trata da reta real e da localização de números irracionais nela com o auxílio de triângulos retângulos e do teorema de Pitágoras; resgata a noção de quadrados perfeitos e explora cálculos com raízes quadradas de números racionais não negativos (exatas e com aproximação). Além disso, o capítulo também explora o cálculo de porcentagens sucessivas.
O tema motivador da abertura do capítulo é o número de ouro, que será explorado no desenvolvimento do capítulo no contexto da sequência de Fibonacci.
Ao trabalhar com a abertura deste capítulo, contribui-se para o desenvolvimento da competência geral 3 e para uma reflexão sobre o Tema Contemporâneo Transversal diversidade cultural.
Sugestão de leitura
Para ampliar o trabalho com esse tema, sugerimos:
NETO, P. R. S.; SILVEIRA, M. R. A.; MELO, L. A. S. Os aspectos “ver e ver-como” e o número de ouro na perspectiva wittgensteiniana da linguagem. Revista Eletrônica de Educação Matemática, volume 15, número 1, página 1 a 18, 2019. Disponível em: https://oeds.link/AA7gcG. Acesso em: 13 junho 2022.
Nesse artigo, os autores apresentam a perspectiva wittgensteiniana acerca das expressões ver e ver-como, com foco voltado para o ensino e a aprendizagem da Matemática, destacando o conceito de número de ouro, na perspectiva da linguagem, por meio de um breve histórico e sua constituição como objeto matemático propriamente dito, além de suas aplicações em outros ramos do conhecimento.
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.
Respostas e comentários
1. A história dos números
Habilidades da Bê êne cê cê: ê éfe zero nove ême ah zero três e ê éfe zero nove ême ah zero quatro.
Este tópico retoma e possibilita aos estudantes ampliar a compreensão dos números naturais, inteiros e racionais, preparando-os para o estudo dos números irracionais e, ainda, para associar os números reais ao conjunto que envolve todos esses números, além de poderem compreender a ideia de reta real. Assim, eles desenvolvem as habilidades ( ê éfe zero nove ême ah zero três) e ( ê éfe zero nove ême ah zero quatro).
Números naturais
Inicie o trabalho com esse tópico, propondo aos estudantes atividades em grupo que os motivem a mobilizar seus conhecimentos acerca dos números naturais e das características do sistema de numeração decimal. Eles podem:
• elencar as características do sistema de numeração decimal;
• dizer onde ele surgiu, como foi difundido e o motivo de sua prevalência em relação aos demais sistemas das civilizações antigas;
• dizer qual é o uso de um número natural;
• caracterizar o conjunto dos números naturais;
• discutir as limitações das operações com números naturais; entre outras tarefas.
Em seguida, cada grupo apresenta suas conclusões aos demais. No final, faça um encerramento do tema com os estudantes, em uma roda de conversa.
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].
Respostas e comentários
Números inteiros
Antes de começar o trabalho com esse tópico, peça aos estudantes que listem exemplos de utilização de números positivos e de números negativos, retomando o que são os números inteiros. Podem surgir, por exemplo: nos painéis de elevadores, para registrar saldo de pontos em competições esportivas, altitude de montes e profundidades (considerando o nível do mar como referência e valores inteiros das medidas), gols marcados e gols sofridos por um time em uma partida de futebol, entre outros.
O trabalho com os números inteiros pode ser semelhante ao sugerido com os números naturais. Proponha aos estudantes que caracterizem o conjunto dos números inteiros antes da leitura do texto desta página. Retome as ideias de antecessor e de sucessor, de oposto e de módulo de um número inteiro, além da inclusão dos números naturais no conjunto dos números inteiros.
Sugira também que conversem sobre as limitações das operações com os números inteiros, retomando a potenciação com expoente inteiro negativo.
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?
Respostas e comentários
1. Alternativas b, ê, g, h.
2. a) Porque não há número natural que multiplicado por 3 dê 7.
2. b) Porque não há número natural que adicionado a 7 dê 3.
3. a) +5,8 quilômetros; ‒0,24 quilômetro; nível do mar.
3. b) Sim; não, eles estão escritos na fórma decimal.
Números racionais
Explore a necessidade dos números racionais em situações de medição. Proponha na lousa uma ampliação do quadro apresentado. Peça aos estudantes que digam alguns números e depois falem se eles são números racionais.
Desenhe na lousa uma reta numérica e proponha a localização de números naturais, números inteiros negativos e números racionais na fórma de fração. Se julgar necessário, mostre alguns exemplos antes de pedir aos estudantes que façam atividades sobre esse conteúdo.
Exercícios propostos
Para resolver os exercícios 1 e 2, os estudantes podem se reunir em duplas. A troca de ideias favorece o levantamento de hipóteses e a argumentação, bem como o desenvolvimento das competências gerais 7 e 9. Socialize as respostas, validando-as com os estudantes.
Esses dois exercícios abordam as limitações matemáticas das subtrações e da divisão com números naturais e, assim, mostram que essas operações só serão sempre possíveis com a ampliação dos conjuntos numéricos. Converse com os estudantes sobre alguns exemplos cotidianos em que os números naturais não podem ser aplicados.
As operações apresentadas nos itens b, ê, g e h do exercício 1 não podem ser realizadas apenas utilizando o conjunto dos números naturais.
Acompanhe a resolução do exercício 3:
a) Utilizando como referência o nível do mar, obtemos: +5,8 quilômetros e ‒0,24 quilômetro.
b) 5,8 e 0,24 são números racionais escritos na fórma decimal.
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 |
Respostas e comentários
4.
Fração; numerador: menos 20; denominador: 10.e
Fração; numerador: mais 12; denominador: 4..
5. a) Verdadeira.
5. b) Verdadeira.
5. c) Verdadeira.
5. d) Verdadeira.
5. e) Falsa, pois zero não é um número inteiro positivo.
5. f) Falsa, pois, por exemplo, ‒1 não é um número natural.
5. g) Falsa, pois, por exemplo, 0,5 não é número inteiro.
6. a) Nenhum.
6. b) 7; 1; 17.
6. c) 9; 99; .999999.
Pense mais um pouco reticências:
a) 5; 4; 3,5; 3,25.
b)
c) Sim.
d) Espera-se que os estudantes respondam afirmativamente.
e) Espera-se que os estudantes respondam que existem infinitos números racionais.
Exercícios propostos
Antes de resolver o exercício 4, se necessário, retome a definição de número inteiro. Nesse exercício, os estudantes devem dividir o numerador pelo denominador de cada fração para descobrir se o número é inteiro ou não. Os números inteiros dentre os apresentados são
Fração menos 20 décimos.e
Fração mais 12 quartos..
Aproveite o exercício 5 para explorar a noção de contraexemplo, esclarecendo que é útil para corroborar a falsidade das sentenças, mas não serve como prova das sentenças verdadeiras.
No exercício 6, destaque o que há de diferentre entre as expressões “de 1 a 9” e “entre 1 e 9”:
• de 1 a 9, incluem-se o 1 e o 9: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9;
• entre 1 e 9, excluem-se o 1 e o 9: 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8.
Pense mais um pouco reticências
Essa seção pretende retomar o conceito de média aritmética para tratar de um conceito fundamental no estudo dos conjuntos numéricos: o conjunto dos números racionais é um conjunto denso.
As resoluções dessa seção estão no início deste Manual, nas orientações específicas do capítulo 1.
Representações dos números racionais
Explore as diferentes representações de um número racional e a conversão de uma fórma para a outra: a fórma de fração e a fórmadecimal. Se julgar adequado, retome a fórma percentual, associada a frações centesimais.
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
Respostas e comentários
7. a) 3,5
7. b) 0,28
7. c) ‒0,07
7. d) ‒0,0321
7. e) 5,42
7. f) 0,012
8. A quantidade de zeros no denominador de uma fração decimal é igual à quantidade de casas após a vírgula na representação decimal dessa fração.
9. a) 0,4
9. b) 0,8333 reticências
9. c) 3,666 reticências
9. d) ‒5,625
9. e) ‒0,1222 reticências
9. f) 2,08
10. a)
7,5, com um traço em cima do 510. b)
5,72, com um traço em cima do 211. Oriente os estudantes a, antes de iniciar o item ê, limpar a memória da calculadora, digitando a tecla êmi sí.
11. a) 3,66666 reticências
11. c) 1,66666 reticências
11. d) 2
11. e) ‒3
11. f) 3
Exercícios propostos
Os exercícios 7 e 8 articulam-se para levar os estudantes a elaborar, com suas palavras, um regra prática para escrever frações decimais na fórma decimal.
Para resolver o exercício 9, é suficiente efetuar a divisão entre o numerador e o denominador de cada fração, obtendo-se um número decimal. Se necessário, sugira aos estudantes que confiram as respostas utilizando uma calculadora.
No exercício 10, os estudantes devem perceber que, no item a, obterão a dízima periódica 7,55555 reticências, pois em 2,444 reticências haverá sempre 4 na parte decimal, indefinidamente, e em 5,111 reticências haverá sempre 1, levando a parte decimal da soma desses dois números a ser sempre 5, indefinidamente. E, no item b, obterão a dízima periódica 5,7222 reticências pois 2,5 é um número decimal com 5 na parte decimal, e em 3,222 reticências haverá sempre 2 na parte decimal, indefinidamente.
No exercício 11, usamos a calculadora para explorar a dízima periódica. No item ê, incentive os estudantes a efetuar a subtração das frações e, depois que obtiverem o resultado na fórma de fração, registrá-lo como um número decimal efetuando a divisão. No item f, destaque que a parte decimal de ambos os números é sempre igual a 2 e, por isso, se anulam na subtração proposta.
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.
Respostas e comentários
Da fórma decimal para a fórma de fração
Como sugestão, organize os estudantes em duplas para trabalhar com esse tópico. Algumas duplas podem fazer a leitura do 1º caso, enquanto outras leem o 2º caso. Depois, sorteie um estudante do grupo de duplas que trabalhou com um dos casos, e outro do grupo do outro caso para irem à lousa explicar o que foi discutido em sua dupla. Nesse momento, as demais duplas que exploraram o caso apresentado podem ajudar o colega em sua explicação.
Em seguida, proponha a cada dupla atividades relativas ao caso que não foi trabalhado, para determinarem a fórma de fração de números racionais dados na fórma decimal pelo processo explicado na lousa.
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.Respostas e comentários
Da fórma decimal para a fórma de fração
Reproduza os dois exemplos na lousa, explorando os passos com os estudantes. Peça a eles que antecipem o que deve ser feito em cada exemplo e por quê. A justificativa do processo mostra o grau de entendimento que os estudantes têm do procedimento.
Caso algum estudante ainda apresente dúvidas, mostre-lhe outros exemplos na lousa. É importante que esse tipo de transformação seja bem compreendido pelos estudantes.
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.
Respostas e comentários
12. 0,13636 reticências
12. a) A resposta depende da calculadora utilizada.
12. b)
Fração 3 sobre 2213.
Fração; numerador: 9; denominador: 25. Fração; numerador: 1; denominador: 25. Fração; 2 quintos..
14. a)
Fração; numerador: 31; denominador: 9.14. b)
Fração; numerador: menos 113; denominador: 9.14. c)
Fração; numerador: 5; denominador: 11.14. d)
Fração; numerador: menos 281; denominador: 900.15. a)
Fração; numerador: 8; denominador: 15.15. b)
Fração; numerador: 47; denominador: 18.15. c)
Fração; numerador: 83; denominador: 45.15. d)
Fração; 2 nonos.16. x = 23 e y = 9.
17. Respostas possíveis:
17. a)
Fração; 13 meios; fim da fração; mais fração; um meio.;
17. b) 9,42 ‒ 2,42;
17. c)
4,8, com um traço em cima do 8; mais 2,1, com um traço em cima do 1..
18. a) 6,42;
Fração; numerador: 321; denominador: 50..
18. b) 7,53; 1,35.
Pense mais um pouco...:
a)
Fração; 3 meios.b)
Fração; 5 terços.c)
Fração; 8 quintos.Exercícios propostos
As resoluções dos exercícios 12 a 15 e dos exercícios 17 e 18 estão no início deste Manual, nas orientações específicas do capítulo 1.
No exercício 16, comente com os estudantes o significado de números primos entre si: aqueles cujo máximo divisor comum é 1, ou seja, não há fatores primos comuns a esse grupo de números. Segue uma possível resolução dêsse exercício:
Note que, se
Fração; numerador: x; denominador: y; fim da fração= 2,555 reticências, então
Fração; numerador: x; denominador: y.é uma geratriz da dízima 2,555 reticências .
Além disso, como x e y são primos entre si, a fração
Fração; numerador: x; denominador: y.é irredutível, ou seja, não pode ser simplificada.
Assim, para determinar x e y, precisamos determinar a fração geratriz irredutível dessa dízima. Fazendo 2,555 reticências = a, obtemos:
a = 2,555...
10a = 25,555...
10a ‒ a = 25,555... ‒ 2,555...
9a = 23
a =
a, que é igual a Fração; 23 nonos.Fração; 23 nonos.
é uma fração irredutível.
Logo, x = 23 e y = 9.
Pense mais um pouco reticências
A seção tem um aspecto interessante e lúdico que pode ser explorado: o número de ouro (1,618033 reticências) e a sequência de Fibonacci. A sequência de expressões dada converge para o número de ouro. Apresente também aos estudantes a sequência de Fibonacci (1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, reticências) e mostre-lhes que o valor de cada expressão é uma fração cujo numerador e denominador são números consecutivos dessa sequência:
reticências
Sugestão de leitura
Para ampliar o trabalho, sugerimos:
LIVIO, M. Razão áurea. Rio de Janeiro/São Paulo: Record, 2007.
Nesse livro, o autor propõe uma jornada pela Arte e a Arquitetura, Botânica e Biologia, Física e Matemática. Ele relata curiosidades sobre uma série de personalidades fixadas no número ϕ, como os pitagóricos – defensores da tese em que a proporção áurea revelaria segredos dos deuses – Johannes Kepler, que considerava o número de ouro um dos maiores tesouros da Geometria, e Leonardo Fibonacci de Pisa, criador da sequência que leva seu nome.
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.
Respostas e comentários
1. Espera-se que os estudantes percebam que a soma é igual ao próximo número da sequência.
2. Espera-se que os estudantes obtenham 21, 34, 55 e 89.
3.
Fração; numerador: n2; denominador n1; fim da fração= 1,000;
Fração; numerador: n3; denominador n2; fim da fração= 2,000;
Fração; numerador: n4; denominador n3; fim da fração= 1,500;
Fração; numerador: n5; denominador n4; fim da fração= 1,667;
Fração; numerador: n6; denominador n5; fim da fração= 1,600;
Fração; numerador: n7; denominador n6;= 1,625;
Fração; numerador: n8; denominador n7; fim da fração= 1,615;
Fração; numerador: n9; denominador n8; fim da fração= 1,619;
Fração; numerador: n10; denominador n9; fim da fração= 1,618;
Fração; numerador: n11; denominador n10; fim da fração.= 1,618. Aproximam-se do número áureo.
Para saber mais
Para trabalhar com essa seção, organize os estudantes em grupos e peça-lhes que leiam o texto e escrevam um pequeno comentário sobre o que entenderam em relação à reprodução dos coelhos. Ao final, em uma roda de conversa, peça a eles que compartilhem suas conclusões.
Essa seção explora a sequência de Fibonacci.
Agora é com você!
As resoluções das atividades 1 a 3 estão no início deste Manual, nas orientações específicas do capítulo 1.
A atividade 3 propicia aos estudantes relacionar a sequência ao número de ouro, ampliando o trabalho da seção anterior Pense mais um pouco reticências .
Se julgar conveniente, peça previamente aos estudantes que pesquisem sobre a sequência de Fibonacci e suas aplicações, o que poderá contribuir para o desenvolvimento dessa seção na sala de aula.
Sugestões de leitura
Para enriquecer o trabalho com essa seção, sugerimos:
BELUSSI, G. M. et al ponto Número de ouro. Disponível em: https://oeds.link/2g2vfc. Acesso em: 13 junho 2022.
SILVA, A. L. A sequência da natureza e a matemática de Fibonacci. Jornal Biosferas. Disponível em: https://oeds.link/cy3xNh. Acesso em: 13 junho 2022.
Essas duas sugestões de leitura tratam da sequência de Fibonacci, razão áurea e número de ouro.
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.
Respostas e comentários
Trabalhando a informação
Habilidade da BNCC: ê éfe zero nove ême ah dois dois.
Ao propor aos estudantes atividades em que eles devem escolher e construir o gráfico mais adequado (colunas, setores, linhas), com ou sem uso de planilhas eletrônicas, para apresentar um determinado conjunto de dados, destacando aspectos como as medidas de tendência central, esta seção favorece o desenvolvimento da habilidade ( ê éfe zero nove ême ah dois dois).
A seção trata de pesquisa amostral e estimativas com o tema “Violência contra mulheres”.
Para explorar o Tema Contemporâneo Transversal educação em direitos humanos, os estudantes podem pesquisar e conversar sobre o tema e, para isso, podem ser incentivados a responder perguntas como: O que é preciso mudar na sociedade para que os casos de violência contra as mulheres acabem? Por que as mulheres, mesmo com suas importantes conquistas, ainda são vítimas de assédio sexual, atos de violência doméstica física e/ou psicológica, feminicídio? Como romper o modelo estrutural que coloca as mulheres em posições de inferioridade e situações de opressão?
As reflexões que devem ser feitas para mudar essa situação são muitas, mas o descondicionamento desses pilares deve começar na educação dos estudantes.
Uma sugestão é formar grupos com estudantes e profissionais da escola que trabalhem sistematicamente o tema, promovendo discussões e questionamentos sobre as causas da violência contra as mulheres, procurando envolver todos e desconstruir ideias preconcebidas, que vão contra qualquer ideia de humanismo e de justiça. Podem ser discutidas outras questões com a finalidade de promover a educação inclusiva e solidária, combatendo todo tipo de bullying, mas, neste contexto. A escola, como centro de convívio e de formação cidadã, tem responsabilidade nas propostas de mudança visando a uma sociedade mais justa, democrática e inclusiva. Esse trabalho está alinhado e favorece o desenvolvimento das competências gerais 8, 9 e 10.
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.
Respostas e comentários
1. 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.
2. 71%
3. Não, pois mais da metade das entrevistas ( uma. quinhentas e setenta e quatro) responderam que não.
4. Sim, pois duas. cento e setenta e uma entrevistadas (que correspondem a cêrca de 72% das entrevistadas) responderam que conhecem pelo menos uma mulher que sofreu violência.
5. Tabela 1: quinhentas e oitenta e uma. setecentas e sete mulheres; tabela 2: quatrocentas e vinte e nove.089 mulheres.
6. Observando o conjunto de dados é possível perceber que, para esse grupo de 16 pessoas, os dados da tabela 1 foram arredondados para um valor maior, e os da tabela 2, para um valor menor. Após estudarem o capítulo 3 é possível retornar a esta questão e perceber que, se os valores fossem proporcionais, ou seja, se não fossem consideradas as margens de erro, o valor seria de aproximadamente quatrocentas e oitenta e seis. quatrocentas e oitenta mulheres (16 ⋅ ..91214900 : .3000 ≃ .486480).
7. Espera-se que os estudantes respondam que em pesquisas eleitorais é comum o uso do termo margem de erro.
8. Resposta pessoal.
9. Resposta pessoal.
Agora quem trabalha é você!
Essas atividades podem ser realizadas de maneira coletiva; utilize‑as para direcionar uma roda de conversa com os estudantes e incentive-os a debater o assunto, pesquisar e apresentar outros dados sobre o tema que fundamentem os argumentos que apresentarem.
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.
Respostas e comentários
2. Números quadrados perfeitos
Habilidades da Bê êne cê cê: ê éfe zero nove ême ah zero três e ê éfe zero nove ême ah zero quatro.
Retome com os estudantes a noção de quadrado perfeito e a fatoração de números naturais. Para decidir se um número é ou não quadrado perfeito, eles devem compreender que o algarismo das unidades do número pode dar pistas. Ressalte que:
1 elevado a 2 = 1 6 elevado a 2 = 36
2 elevado a 2 = 4 7 elevado a 2 = 49
3 elevado a 2 = 9 8 elevado a 2 = 64
4 elevado a 2 = 16 9 elevado a 2 = 81
5 elevado a 2 = 25 10 elevado a 2 = 100
Assim, um número quadrado perfeito só pode terminar em 1, 4, 9, 6, 5 e zero. Os quadrados perfeitos que terminam em:
• 1 são obtidos apenas com bases terminadas em 1 ou 9 (1 elevado a 2 = 1 e 9 elevado a 2 = 81);
• 4, apenas com bases terminadas em 2 ou 8 (2 elevado a 2 = 4 e 8 elevado a 2 = 64);
• 5, apenas com bases terminadas em 5 (5 elevado a 2 = 25);
• 6, apenas com bases terminadas em 4 ou 6 (4 elevado a 2 = 16 e 6 elevado a 2 = 36);
• 9, apenas com bases terminadas em 3 ou 7 (3 elevado a 2 = 9 e 7 elevado a 2 = 49);
• 0, além do próprio zero, são potências de base 10 e de expoente par: 100 = 10 elevado a 2, .10000 = (100) elevado a 2 etcétera, ou são produtos de quadrados perfeitos por essas potências de base 10: 900 = 9 · 100;
.160000 = 16 · .10000 etcétera
Também é importante reconhecerem os quadrados perfeitos de 1 a 100: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81 e 100. A identificação de quadrados perfeitos ou dos mais próximos de um número natural dado é a base para o cálculo de raízes quadradas.
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?
Respostas e comentários
19. 121, 144, 169 e 196.
20. Alternativas a, c, ê, f.
21. 12 quadradinhos.
Números quadrados perfeitos
Explore com os estudantes a decomposição em fatores primos como mais um processo de reconhecimento de quadrados perfeitos, principalmente para números maiores que 100.
A associação de um número quadrado perfeito com a possibilidade de obter um quadrado com a mesma quantidade de quadradinhos dá significado ao aprendizado dêsse tema. Forneça malhas quadriculadas e peça aos estudantes que representem os quadrados perfeitos de 1 a 100 pelo respectivo quadrado que pode ser formado.
Exercícios propostos
No exercício 19, para determinar os quadrados perfeitos entre 100 e 200, podem-se determinar as seguintes potências:
112 = 121
122 = 144
132 = 169
142 = 196
Que representam os quadrados perfeitos solicitados.
No exercício 20, temos:
a) 225 = 32 · 52
b) 360 = 23 · 32 · 5
c) 441 = 32 · 72
d) 480 = 25 · 3 · 5
e) 576 = 26 · 32
f) 784 = 24 · 72
O exercício 21, ao propor aos estudantes que imaginem uma figura e apliquem a reversibilidade da potenciação, antecipa o cálculo da raiz quadrada.
Acompanhe uma resolução dêsse exercício:
Como os quadradinhos devem formar um quadrado maior, os lados devem ter a mesma quantidade de quadradinhos. Logo, procuramos um número que elevado ao quadrado resulte em 144. Esse número é o 12.
Portanto, em cada linha dêsse novo quadrado deve haver 12 quadradinhos.
Uma ampliação dessa atividade pode ser feita ao perguntar aos estudantes quantos quadradinhos há em cada coluna dêsse quadrado maior. Eles devem concluir que há 12 quadradinhos em cada coluna.
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).
Respostas e comentários
22. 64 quadradinhos.
23. a) 2 elevado a 22 = ..4194304
23. b) Todos, pois 2 elevado a 22 = (2 elevado a 11) elevado a 2, (2 elevado a 2) elevado a 2 = 2 elevado a 4 e 22 elevado a 2 já está na fórma de quadrado perfeito.
24. Resposta pessoal.
Exercícios propostos
No exercício 22, como cada linha do novo quadrado deverá ter 8 quadradinhos, devemos elevar o número 8 ao quadrado para obter a quantidade de quadradinhos que formam o novo quadrado.
Como 8 elevado a 2 = 64, o novo quadrado terá 64 quadradinhos.
No exercício 23, os números apresentados são 222, (2 elevado a 2) elevado a 2 = 4 elevado a 2 = 16, 22 elevado a 2 = 484 e 2 elevado a 22 = ..4194304. Destes, o maior é 2 elevado a 22.
Proponha aos estudantes outros grupos de números: 333, 33 elevado a 3, (3 elevado a 3) elevado a 3 e 3 elevado a 33.
Nesse caso, nenhum deles é quadrado perfeito porque não é possível expressá-los por uma potência de expoente 2:
• 333 termina em 3; logo, não é quadrado perfeito.
• 33 elevado a 3 = (3 · 11) elevado a 3 não pode ser expresso por potência de expoente 2.
• (3 elevado a 3) elevado a 3 = 3 elevado a 9 = 3 elevado a 8 · 3 não pode ser expresso por potência de expoente 2 por causa do fator 3.
• 3 elevado a 33 = 3 elevado a 3 vezes 11 não pode ser expresso por potência de expoente 2.
3. Raiz quadrada de números racionais não negativos
Habilidades da Bê êne cê cê: EF09MA03 e EF09MA04.
Estendemos a relação de potências de expoente 2 com a formação de quadrados para bases racionais positivas, associando agora à noção de área do quadrado e, dessa maneira, ampliamos o desenvolvimento das habilidades ( ê éfe zero nove ême ah zero três) e ( ê éfe zero nove ême ah zero quatro) para, depois, estender sua aplicação a qualquer número real positivo.
Inicialmente, retome com os estudantes o cálculo de raízes quadradas exatas de números inteiros não negativos, usando como base o que foi visto anteriormente sobre os quadrados perfeitos. Por exemplo:
• 144 é um quadrado perfeito porque 12 elevado a 2 = 144; então, podemos dizer que a raiz quadrada de 144 é 12, isto é, o número que elevado ao quadrado resulta em 144 é o 12.
• 200 não é um quadrado perfeito (200 = 2 · 100, e 2 não é quadrado perfeito). Isso significa que não há número natural que elevado ao quadrado resulta em 200, ou seja, 200 não tem raiz quadrada exata.
• 400 é quadrado perfeito, pois é 4 · 100, ou seja, pode ser expresso por (2 · 10) elevado a 2. Isso significa que o número 20 elevado ao quadrado resulta em 400; então, podemos dizer que a raiz quadrada de 400 é 20, isto é, o número que elevado ao quadrado resulta em 400 é o 20.
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.
Respostas e comentários
Raiz quadrada de números racionais não negativos
Para o cálculo de raiz quadrada, podemos usar o procedimento de situar o número dado entre quadrados perfeitos terminados em zero (para facilitar) e descobrir que números poderiam ser as raízes. Calculando o quadrado dessas possíveis raízes, comprovamos qual é o número procurado. Por exemplo:
• Qual é a raiz quadrada de 576? O problema se resume a procurar um número que elevado ao quadrado resulte em 576.
Vamos situar o 576 entre dois quadrados perfeitos (terminados em zeros para facilitar):
Então, se a raiz quadrada de 576 for exata, ela é um número entre 20 e 30. Mas como 576 tem final 6, as únicas possibilidades de isso ocorrer seriam potências cujas bases tivessem final 4 ou 6, isto é, haveria as possibilidades 24 ou 26. Como 400 é mais próximo de 576, testamos primeiro o 24 : 24 · 24 = 576. Podemos concluir que 24 elevado ao quadrado resulta em 576, isto é, a raiz quadrada de 576 é 24.
Comente com os estudantes que, caso a raiz quadrada procurada seja de um número racional positivo expresso na fórma de fração, podemos trabalhar com o numerador e o denominador separadamente para depois montar a fração que será a raiz quadrada procurada. Se esse número racional estiver expresso na fórma decimal, fazemos sua representação na fórma de fração e seguimos o que já foi exposto.
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.
Respostas e comentários
25. a) (0,8)2 = 0,64
25. b) (25 ⋅ 3)2 = 210 ⋅ 32
26. a) 16
26. b) 14
26. c) 22
26. d) 27
26. e) 40
26. f) 32
27. Alternativa c.
28. a = 4,5 centímetros
Cálculo da raiz quadrada pela decomposição em fatores primos
Apresente o procedimento da decomposição em fatores primos como outro modo de determinar as raízes quadradas exatas de números racionais envolvidos.
Seguem alguns exemplos:
•
Raiz quadrada de fração; numerador: 1; denominador: 25; fim da fração e da raiz, igual a interrogação.Note que 1 = 12 e 25 = 52. Assim, concluímos que
Fração; numerador: 1; denominador: 25; fim da fração, é igual a um quinto ao quadrado.. Logo:
•
Raiz quadrada de 0,2116 é igual a interrogação.Como o número racional está na fórma decimal, vamos expressá-lo na fórma de fração:
Agora, precisamos procurar o número que elevado ao quadrado resulta em
Fração; numerador: 2116; denominador: 10000..
Sabemos que .10000 = (100) elevado a 2. Então, precisamos decompor o número .2116 em fatores primos e expressá-lo com uma potência de expoente 2, se possível.
.2116 = 4 · 529 = 4 · 23 · 23 =
= 2 elevado a 2 · 23 elevado a 2 = (2 · 23) elevado a 2 = 46 elevado a 2
Utilizando a calculadora, pode-se verificar que:
46 · 46 = .2116
Assim, concluímos que
Fração; numerador: 2116; denominador: 10000; fim da fração, que é igual a fração; numerador: 46; denominador: 100 (em parênteses), ao quadrado.; logo:
=
Fazendo a verificação:
0,46 · 0,46 = 0,2116
Exercícios propostos
O exercício 27 pode ser feito em duplas, pois a troca de experiências aumenta o repertório de estratégias dos estudantes. Comente que devem resolver primeiro as raízes quadradas. Assim, devem começar por
Raiz quadrada de 81.:
(alternativa c).
As resoluções dos exercícios 25, 26 e 28 estão no início deste Manual, nas orientações específicas do capítulo 1.
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?
Respostas e comentários
29. a)
Fração; numerador: 5; denominador: 24.29. b) 0,1
29. c)
Fração; numerador: 8; denominador: 35.29. d) 4,4
30. 80 centímetros
31. a) .1296 métros quadrados
31. b) 36 métros por 36 métros
32. a) 100 e 121.
32. b) 10 e 11.
32. c) 10
Exercícios propostos
As resoluções dos exercícios 29 a 31 estão no início deste Manual, nas orientações específicas do capítulo 1.
Raiz quadrada aproximada
Nesse tópico, apresentamos o cálculo aproximado de uma raiz quadrada, por falta ou por excesso, a menos de uma unidade. Isso ocorre quando queremos calcular a raiz quadrada aproximada de um número que não é quadrado perfeito.
Amplie o trabalho apresentando outros exemplos na lousa, além do dado no livro.
Exercícios propostos
A seguir, apresentamos uma resolução do exercício 32:
a) O número 110 está compreendido entre os números quadrados perfeitos 100 (102) e 121 (112).
b) Como a raiz quadrada de 110 deve estar entre dois números naturais, ela deve estar entre a raiz quadrada dos quadrados perfeitos 100 e 121. Logo, a raiz de 110 está entre 10 e 11.
c) Pelo item b, temos que a raiz quadrada de 110 por falta, a menos de uma unidade, é 10.
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.
Respostas e comentários
33. 15; 25.
34. 1936; 2025.
35. a) 7
35. b) 350
35. c) .1400
35. Resposta possível: usando uma calculadora.
Exercícios propostos
As resoluções dos exercícios 33 e 34 estão no início deste Manual, nas orientações específicas do capítulo 1.
O exercício 35, além do uso da calculadora, tem como objetivo o experimento da estimativa.
Apresentar métodos diferentes para fazer cálculos ou resolver problemas é uma estratégia enriquecedora.
Acompanhe uma resolução:
a)
raiz quadrada de 51≃ ?
6 · 6 = 36
7 · 7 = 49
8 · 8 = 64
Logo, a
raiz quadrada de 51é aproximadamente 7.
b) 50 ·
raiz quadrada de 51≃ ?
Pelo item a, obtemos
raiz quadrada de 51≃ 7.
Então:
50 ·
raiz quadrada de 51≃ 50 · 7
50 ·
raiz quadrada de 51≃ 350
c) 200 ·
raiz quadrada de 51≃ ?
Pelo item a, obtemos
raiz quadrada de 51≃ 7.
200 ·
raiz quadrada de 51≃ 200 · 7
200 ·
raiz quadrada de 51≃ .1400
• Podemos comprovar os resultados utilizando uma calculadora.
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.
Respostas e comentários
Raiz quadrada com aproximação decimal
Nesse tópico também vamos trabalhar com cálculo de raiz quadrada de um número que não é quadrado perfeito. Porém, aqui, a aproximação é decimal.
Reproduza os exemplos na lousa, destacando as etapas com os estudantes. Verifique se eles compreendem os passos de cada etapa.
Amplie o trabalho apresentando-lhes outros exemplos. Depois, peça a alguns estudantes que mostrem na lousa o procedimento que utilizaram. Incentive o uso de estratégias próprias e a descrição do processo.
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)