01.035 – Matemática – Aritmética. Razão e proporção. Regra de três composta.

No estudo da regra de três simples, usamos apenas duas grandezas que se relacionam. Sendo um dos valores desconhecido, é possível descobrir seu valor com o uso dos outros três valores conhecidos, formando uma proporção. A aplicação das regras das proporções nos fornece procedimentos para atingir nossa finalidade.

Quando o problema envolve três ou mais grandezas, a regra simples não nos ajuda. Mas podemos recorrer à chamada Regra de Três composta. Para isso é conveniente elaborar uma tabela com tantas colunas quantas forem as grandezas. Haverá grandezas diretamente proporcionais e as inversamente proporcionais, ocasionando a inversão da ordem em que aparecem no cálculo. Vamos tomar um exemplo.

  1. Sabendo que $5$ torneiras iguais, totalmente abertas, enchem um tanque de $6000$ litros de água, em $4$ horas de fluxo. Se colocarmos $8$ torneiras iguais, enchendo um tanque de $10000$ litros, qual será o tempo para conclusão do processo?
TorneirasLitrosHoras
560004
810000X
Analisando o problema, notamos que, se o volume de água permanecer o mesmo, o número maior de torneiras tornará o tempo gasto menor. O que nos leva a concluir que o número de torneiras é inversamente proporcional ao tempo.
Se o número de torneiras permanecer constante, haverá uma demora maior do que as 4 horas para encher o tanque de 10000 litros. Volume de água e tempo diretamente proporcionais. Então podemos escrever a proporção da seguinte forma.

$ {4\over X} ={8\over 5}\times{6000\over 10000}$

${4\over X} = {48000\over 50000}$

Multiplicando os extremos e os meios entre si, teremos:

$48000\times X = 4\times 50000$$\Leftrightarrow$$X = {200000\over 48000}$

$$\color{Brown}{X \simeq 4,17 horas}$$

2. Usando um ferro elétrico $1$ hora por dia, durante $20$ dias, o consumo de energia será de $10\, kW/h$. Se o mesmo ferro elétrico for usado $110$ minutos por dia durante $30$ dias, qual será o consumo? 

tempo/dia DiasConsumo(kW/h)
602010
11030x
As grandezas todas são diretamente proporcionais. Usando o ferro por mais dias, aumentará o consumo. Usando o mesmo ferro por mais tempo diariamente o consumo em 20 dias também aumentará. Então a proporção ficará:

${10\over X} = {60\over 110}\times{20\over 30}$$\Leftrightarrow$${10\over X} = {1200\over 3300 }$

$ 1200\times X = 10\times 3300$$\Leftrightarrow$$ X = {10\times 3300\over 1200}$

$$\color{Sepia}{X = 27,5\, kW/h}$$

3. Trabalhando $10$ horas por dia, durante $18$ dias, João recebeu $R\$ 2 100,00$. Se trabalhar $8$ horas por dia, quantos dias ele deverá trabalhar para receber $R\$ 2 700,00$?

Horas/diaDiasRemuneração
10182.100,00
8x2.700,00
O número de horas diárias é inversamente proporcional ao número de dias. Os dias de trabalho são proporcionais ao valor da remuneração. Então devemos estabelecer a proporção:

${18\over X} = {8\over 10}\times{2100,00\over 2700,00}$$\Leftrightarrow$${18\over X}= {16800,00\over 27000,0}$

${16800\times X} = {27000\times 18}$$\Leftrightarrow$$X ={27000\times 18\over 16800}$

$$\color{Sepia}{x\simeq 29 dias}$$

4. Em uma empresa, $10$ funcionários produzem $3 000$ peças, trabalhando $8$ horas por dia durante $5$ dias. O número de funcionários necessários para que essa empresa produza $7 000$ peças em $15$ dias, trabalhando $4$ horas por dia, será de quanto?
Nº funcionáriosNº peçash/diaDias
10300085
X7000415
O número de peças é proporcional ao número de funcionários. O número de horas dia é inversamente proporcional ao número de funcionários. O número de dias é inversamente proporcional ao número de funcionários. Portanto a proporção fica sendo:

${10\over X} = {3000\over 7000}\times{4\over 8}\times{15\over 5}$

${10\over X} = {3000\times\not{4}\times\not{15}\over 7000\times\not{8}\times\not{5}}$

${10\over X} ={30\times 3\over 70\times 2}$$\Leftrightarrow$${90\times X} = {10\times 140}$

$$\color{Sepia}{X ={1400\over 90}\simeq15,56}$$

Serão 16 funcionários pois não existe fração de funcionário.

Exercitando.

01. (Unifor–CE) Se $6$ impressoras iguais produzem $1000$ panfletos em $40$ minutos, em quanto tempo $3$ dessas impressoras produziriam $2000$ desses panfletos? 

02.(UFMG)- Uma empresa tem $750$ empregados e comprou marmitas individuais congeladas suficientes para o almoço deles durante $25$ dias. Se essa empresa tivesse mais $500$ empregados, a quantidade de marmitas adquiridas seria suficiente para quantos dias? 

03.(Unifor–CE)Um texto ocupa $6$ páginas de $45$ linhas cada uma, com $80$ letras (ou espaços) em cada linha. Para torná-lo mais legível, diminui-se para $30$ o número de linhas por página e para $40$ o número de letras (ou espaços) por linha. Considerando as novas condições, determine o número de páginas ocupadas.

04.(UFRGS-RS)-Se foram empregados $4\, kg$ de fios para tecer $14$ m de uma maquete de fazenda com $80\,cm$ de largura, quantos quilogramas serão necessários para produzir $350\,m$ de uma maquete de fazenda com $120\,cm$ largura?

05.Em $8 horas$, $20$ caminhões descarregam $160\,m^{3}$ de areia. Em $5 horas$, quantos caminhões serão necessários para descarregar $125\,m^{3}$?

06.Em uma fábrica de brinquedos, $8$ homens montam $20$ carrinhos em $5$ dias. Quantos carrinhos serão montados por $4$ homens em $16$ dias?

07.Dois pedreiros levam $9$ dias para construir um muro com $2\,m$ de altura. Trabalhando $3$ pedreiros e aumentando a altura para $4\,m$, qual será o tempo necessário para completar esse muro?

08. Três torneiras enchem uma piscina em $10$ horas. Quantas horas levarão $10$ torneiras para encher $2$ piscinas?

09.Uma equipe composta de $15$ homens extrai, em $30$ dias, $3,6$ toneladas de carvão. Se a equipe for aumentada para $20$ homens, em quantos dias conseguirão extrair $5,6$ toneladas de carvão?

10.Vinte operários, trabalhando $8$ horas por dia, gastam $18$ dias para construir um muro de $300\,m$. Quanto tempo levará uma turma de $16$ operários, trabalhando $9$ horas por dia, para construir um muro de $225\,m$? 

11.Um caminhoneiro entrega uma carga em um mês, viajando $8\, horas$ por dia, a uma velocidade média de $50\,km/h$. Quantas horas por dia ele deveria viajar para entregar essa carga em $20$ dias, a uma velocidade média de $60\,km/h$?

12.Com uma certa quantidade de fio, uma fábrica produz $5400\,m$ de tecido com $90\,cm$ de largura em $50\, minutos$. Quantos metros de tecido, com $1$ metro e $20$ centímetros de largura, seriam produzidos em $25\, minutos$? 

Havendo dúvidas na resolução dos exemplos ou sobre o raciocínio a ser desenvolvido de modo geral, use um dos canais abaixo listados para pedir ajuda. Não fique na dúvida. Aproveite para esclarecer tudo sem problema algum.

Curitiba, 15 de junho de 2020

Décio Adams

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067.11 – Matemática, álgebra. Cologaritmo e antilogaritmo.

Logaritmos

Cologaritmo

Vimos que se ${0 < a ≠ 1}$ e ${b > 0}$, denominamos logaritmo de ${b}$ na base ${a}$ ao expoente de ${a}$ que resulta na potência igual a ${b}$.

Já o cologaritmo é o oposto ou simétrico do logaritmo. Assim: ${colog_a{b} = – log_a{b}}$

${colog_a{b} = (-1)\cdot{log_a{b}}} ⇔ {colog_a{b} = log_a{b}^{-1}}$

${colog_a{b} = log_a{1\over b}}$

Fica demonstrado que o cologaritmo de um número em determinada base é igual ao logaritmo de seu inverso na mesma base.

Continue lendo “067.11 – Matemática, álgebra. Cologaritmo e antilogaritmo.”

01.061 – Matemática, Álgebra. Inequação do primeiro grau.

Inequação! Que é isso?

Lembremos que uma equação é uma igualdadeentre duas quantidades, representadas por números, letras e expressões de letras com números. O prefixo in é uma negação. Assim a palavra inequação, poderíamos dizer, que é a negação de uma equação. Em outras palavras é uma desigualdade. Existem alguns símbolos que usamos para indicar essas desigualdades como:

  • “Menor do que”                                               $\Rightarrow\color{maroon}{ \mathbf{\lt}} $
  • “maior do que”                                                $\Rightarrow \color{maroon}{\mathbf{\gt}} $
  • “menor ou igual a”                                          $\Rightarrow \color{maroon}{\mathbf{\le}} $
  • “maior ou igual a”                                            $\Rightarrow\color{maroon}{\mathbf{ \ge}} $
  • “Diferente”                                                        $\Rightarrow\color{maroon}{\mathbf{\neq}} $
  • “Não menor do que”                                       $\Rightarrow\color{maroon}{\mathbf{\not\lt}} $
  • “Não maior do que”                                         $\Rightarrow\color{maroon}{\mathbf{\not\gt}} $
  • “Não menor ou igual a”                                    $\Rightarrow\color{maroon}{\mathbf{\not\le}}$
  • “Não maior ou igual a”                                    $\Rightarrow\color{maroon}{ \mathbf{\not\ge}}$

Em determinados momentos, todos esses símbolos podem aparecer em uma expressão matemática. No caso presente, estudo das inequações, iremos usar principalmente os quatro primeiros. Vejamos alguns exemplos:

  • $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{2x -3 \lt 0}} $
  • $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ x + 7 \gt 2}} $
  • $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ 8 -x \ge 5}}$
  • $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ 4 + x \le 2x}} $
  • A determinação do conjunto verdade de uma inequação, é feita de modo semelhante ao procedimento adotado nas equações, com algumas peculiaridades próprias.
  • Vamos pegar como exemplo a primeira das quatro citadas acima:
  •  $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{2x – 3\lt 0}}$.
  • O objetivo é obter uma desigualdade que indique onde estão localizados os valores que servem para substituir  nessa inequação. Temos então que deixar o isolado no primeiro membro.
  • \[ 2x – 3 + 3 \lt 0 + 3 \] \[2x \lt 3 \] \[ {{2x}\over 2} \lt {3\over 2} \] \[ x \lt {3\over 2} \]
  • Isso nos mostra que todos os números reais, menores do que o número 3/2 servem para x, isto é, transformam a expressão em uma sentença verdadeira. Logo: \[\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ V =\left\{ x\in R | {x\lt {3\over 2}}\right\}}} \]
  • Representando o conjunto dos números reais na Reta Real, o conjunto verdade dessa inequação será formado por todos os números associados aos pontos dessa reta, à esquerda do ponto que corresponde ao número 3/2.
*** QuickLaTeX cannot compile formula:


\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
title=Reta num\'{e}rica,
axis x line=center,
axis y line=none,
xmin = -10,
xmax = +10,
ymin = -1,
ymax = 1,
xtick={-10,-9,...,9,10},
height=3cm,
width=\textwidth,
xlabel=$x$,
ylabel=$y$,
axis line style=
]

\addplot[blue,very thick, domain=-10:10] coordinates {
(-10,0) (1.35,0)
};

\draw[orange,thick] (axis cs:1.5,0) circle (0.08cm);

\end{axis}
\end{tikzpicture}
[/latex
<ul>
 	<li>A falta de espaço, impede a visualização de todo conjunto verdade no gráfico, que abrange todos os números até</li>
 	<li>$-\infty$.</li>
</ul>
<ul>
 	<li style="text-align: justify">Vejamos o segundo exemplo.</li>
 	<li style="text-align: justify">$\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ x + 7 \gt 2}} $</li>
 	<li>Procedendo da mesma maneira, teremos:</li>
 	<li style="text-align: justify">\[ x + 7 - 7 \gt 2 - 7 \] \[ x \gt -5 \]</li>
 	<li style="text-align: justify">O conjunto verdade será</li>
 	<li style="text-align: justify">\[\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ V =\{x\in R|{x \gt -5}\}}} \]</li>
 	<li style="text-align: justify">Igualmente aqui, se representarmos a reta numérica real, o conjunto verdade será formado por todos os números à direita do número (<strong>-5</strong>), que fica excluído, assim como todos os números à sua esquerda.</li>
</ul>
[latex display="true"]

\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
title=Reta num\'{e}rica,
axis x line=center,
axis y line=none,
xmin = -10,
xmax = +10,
ymin = -1,
ymax = 1,
xtick={-10,-9,...,9,10},
height=3cm,
width=\textwidth,
xlabel=$x$,
ylabel=$y$,
axis line style=
]

\addplot[blue,very thick, domain=-10:10] coordinates {
(-4.85,0) (10,0)
};

\draw[orange,thick] (axis cs:-5,0) circle (0.08cm);

\end{axis}
\end{tikzpicture}


*** Error message:
Argument of \pgfmathfloatparse@@ has an extra }.
leading text: \end{axis}
Paragraph ended before \pgfmathfloatparse@@ was complete.
leading text: \end{axis}
Extra }, or forgotten \endgroup.
leading text: \end{axis}
Extra \else.
leading text: \end{axis}
Paragraph ended before \pgfplotsplothandlerdeserializepointfrom@default@ was 
Package PGF Math Error: The function `thisrow' already exists.
leading text: ]
Package PGF Math Error: The function `thisrowno' already exists.
leading text: ]
Package pgfplots Error: Sorry, nested axis environments are not supported. Please move the inner axis environment below \end{axis} and use alignment options (for example named nodes, see manual) to place it at the desired position.
leading text: ]
TeX capacity exceeded, sorry [input stack size=5000].

  • A vez da terceira:
  • $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ 8 -x \ge 5}} $
  • Aplicando o mesmo procedimento, ficamos com:
  • \[ 8 – 8 – x \ge 5 – 8 \] \[ -x \ge -3 \]
  • Observe que o os dois membros da inequação são precedidos do sinal $-$, o que nos indica que para melhor interpretação, devemos multiplicar a expressão toda $-1$. Lembrando da reta numérica, vamos observar que a posição dos números negativos, fica invertida em relação ao zero$(0)$, isto é, quanto maior for o módulo, mais à esquerda ele se situa. A consequência disso é que, a multiplicação de uma inequação por $-1$, inverte o sentido da desigualdade, ou seja se era $\le$, passa para $\ge$ e vice-versa. Vamos ver como fica nosso exemplo.
  • \[ {(-x \ge – 3)}\cdot{(-1)} \] \[ x\le 3 \]
  • O conjunto verdade dessa inequação será pois:
  • \[\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ V = \{x\in R|{x\le 3}\}}} \]
  • Neste caso o número $3$, faz parte do conjunto verdade. Ficam excluídos apenas os números à direita do $3$. Na Reta Real fica:

Rendered by QuickLaTeX.com

  • O último exemplo:
  • $\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{ 4 + x \le 2x}} $
  • Aplicando o raciocínio par isolar a variável, temos:
  • \[ 4 – 4 + x \le 2x – 4 \] \[ x – 2x \le 2x – 2x – 4 \] \[ -x \le -4 \]
  • Novamente é preciso multiplicar por $-1$, e inverter o sinal da desigualdade.
  • \[{(-x \le -4)}\cdot{(-1)} \] \[ x \ge 4 \]
  • O conjunto verdade será composto por todos os números reais, desde o $4$ inclusive, até infinito$\infty$.
  • \[\bbox[5px,border:2px solid brown]{\color{navy}{V = \{x\in R|{x\ge 4}\}}} \]
  • Na Reta Real,  teremos:

Rendered by QuickLaTeX.com

  • O final da resolução de qualquer inequação de primeiro grau será sempre a variável, seguida de um sinal de desigualdade e depois um número. Se a variável tiver sinal negativo, devemos multiplicar por $\color{Brown}{-1}$ e inverter o sinal da desigualdade. Isso não pode ser esquecido. 

Vamos “malhar”?

  • Determine o conjunto verdade das inequações a seguir.
  • $\color{navy}{ 4x – 7 \lt 2x + 1}$
  • $\color{navy}{ 11 + 3x \gt – 8} $
  • $\color{navy}{ – 6 + 2x \ge 3x + 1}$
  • $\color{navy}{ 6 \le 5 – 3x} $
  • $\color{navy}{ 3y + 4 \le 7 – y} $
  • $\color{navy}{15 – 4x \lt 11 +x}$
  • $\color{navy}{ 6x + 5\gt 4x – 7}$
  • $\color{navy}{ 2 + 7x \ge 6x + 4} $

 Curitiba, 21 de maio de 2016.

Curitiba, 07 de janeiro de 2018 (Revisto e republicado)

Décio Adams

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01.036 – Matemática – Álgebra, introdução e conceitos básicos.

Iniciação à álgebra.

A origem da palavra “álgebra”, é um tanto dúbia. Supõe-se que tenha surgido a partir de um livro de um matemático árabe, escrito no ano 825 d.C. No título desse livro há a palavra “al-jabr” e o assunto é exatamente o estudo do que hoje denominamos com esse nome.

Traduzindo para uma linguagem comum e direta, consiste na substituição de números (algarismos) por letras ou outros símbolos. O uso das letras universalizou-se, uma vez que isso dispensa a criação de uma nova coleção de símbolos para representar números de qualquer valor. Usamos tanto o alfabeto latino, como o grego, além de alguns símbolos criados especialmente para indicar operações matemáticas. Poderia alguém perguntar:

  • Qual a utilidade de substituir números por letras?
  • À primeira vista, parece não oferecer nenhuma vantagem. Quando porém ingressamos nas aplicações mais complexas da matemática, para solucionar problemas, percebemos a utilidade desse procedimento. Há sempre um valor a ser determinado, que denominamos incógnita e aí começa o uso de letras para representar esses números desconhecidos em determinada situação.

Continue lendo “01.036 – Matemática – Álgebra, introdução e conceitos básicos.”

01.033 – Matemática – Aritimética, razão, proporção. Regra de três simples

Aplicação das proporções – Regra de três simples.

  • Uma das principais aplicações das proporções é a conhecida Regra de Três. Cabe talvez a pergunta, por que o nome Regra de Três? 

Na verdade, o nome se deve ao fato de serem fornecidos três valores e existir um quarto valor desconhecido. São valores de duas grandezas que se correspondem. A existência de proporção entre esses valores, permite que seja determinado o quarto valor, através do conhecimento dos outros três.

Vamos ver um exemplo.

Continue lendo “01.033 – Matemática – Aritimética, razão, proporção. Regra de três simples”