Matemática – Aritmética – Algarismos significativos.

Algarismos podem perder o significado?

Tenho quase certeza de que, ao ler esse título, muitas pessoas ficarão perplexas, talvez chocadas. Como pode um algarismo perder o significado? O significado não é sempre o mesmo?

É importante não confundir o significado com o valor. O valor representado pelo algarismo depende dele mesmo e da posição que ocupa dentro do número. O significado depende da possibilidade de podermos medir o valor que ele representa.

Quando se aprende a usar as unidades empregadas na medição das grandezas com que iremos lidar no dia a dia, vemos que ela tem múltiplos submúltiplosEstes servem para exprimir medidas com frações da unidade e também com grande número delas. É por aí que começa a questão dos algarismos significativos.  

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Matemática – Aritmética. Divisão exata e aproximada de números.

Divisão decimal aproximada.

Quando estudamos a divisão, vimos que grande parte das vezes essa operação não é exata, sobrando ao final do processo, um resto menor que o divisor. Naquele momento deixamos de efetuar esse complemento da operação. Ficamos com o resultado:

  • $\color{navy}{quociente\cdot divisor + resto = dividendo}$

Agora, vamos determinar o resultado da operação, com uma aproximação na forma de número decimal. Para isso recorremos à colocação de uma vírgula após o último algarismo inteiro obtido no quociente e acrescentamos um zero no resto. A partir daí tentamos continuar a divisão. Se ainda não for possível, acrescentamos um zero ao quociente e mais outro no resto. Podemos continuar assim indefinidamente. Talvez em algum momento ocorra uma divisão exata, ou então teremos uma dízima periódica, quando um ou mais algarismos começam a se repetir no quociente. O melhor de tudo é fazer isso na prática. 

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Matemática – Aritmética

Multiplicar números com vírgulas.

  • Ao multiplicarmos números contendo vírgula, é quase certo de que o produto também conterá vírgula. Como iremos proceder para fazer essas multiplicações com segurança e sem errar?
  • Iremos colocar os números como se fossem inteiros e realizar a multiplicação da mesma forma. Feita a operação, iremos contar o número de algarismos existentes após a vírgula, tanto no multiplicando quanto no multiplicador e, contando esse número da direita para esquerda no produto, colocaremos a vírgula. 
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Matemática – Aritmética

Multiplicação de números por dez, seus múltiplos e sub-múltiplos

Vamos multiplicar os decimais por 10!

Anteriormente falamos na multiplicação de números inteiros por ${10}$ e seus múltiplos. Agora que já conhecemos os números com aproximação decimal após a vírgula, vamos ver como ficam eles, quando multiplicados por ${10, 100, 1000 ou 0,1; 0,01; 0,001}$ e assim por diante.

Vamos lembrar, onde foi que colocamos a vírgula, quando fizemos as divisões não exatas. Não foi depois dos algarismos ditos inteiros? Pois é isso mesmo. De forma que um número inteiro, tem, depois de seu último algarismo uma vírgula, que fica subentendida, uma vez que não há parte decimal. Vamos ver o que acontece com a vírgula, nessa multiplicação.

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013.5 Matemática, aritmética. Redução de radicais ao mesmo índice.

Redução ao mesmo índice.

Vimos que é importante dar atenção ao índice dos radicais, especialmente na realização de algumas operações com eles. Então vejamos se é possível fazer algo para que estes índices se tornem iguais em radicais onde eles são diferentes. Vamos ver um exemplo bem simples.

$\sqrt {3} \cdot \root 3\of {5} =?$

No primeiro temos o índice 2 (subentendido) e no segundo o índice é 3. Lembram-se de um assunto visto anteriormente denominado Mínimo múltiplo comum?  ou apenas mmc? Pois é hora de recorrer a essa ferramenta de cálculo.

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013.1 – Matemática, aritmética. Radiciação de naturais.

O caminho inverso. – Radiciação.

 

Assim como em outras situações, estamos vendo que, a cada nova operação matemática que aprendemos, logo depois aparece outra, que faz o caminho contrário. E não seria diferente com a potenciação.

  • Vamos pegar um número, potência de 3. Esse número vai ser 243. Vamos decompor em seus fatores, para sabermos qual é o expoente ao qual foi elevada a base 3, para encontrar 243.
  • O número é ímpar e por isso não divisível por dois ou seus múltiplos. Para seguir somamos os algarismos que formam o número $2 + 4 + 3 = 9$ que é divisível por $3$

  • Fizemos cinco divisões sucessivas por $3$, até resultar quociente $1$. Dessa forma temos que $\color{Blue}{3^5 = 243}$
  • Então podemos representar:
  • $\color{Blue}{243 = 3^5 = 3\times3\times3\times3\times3} $

A base 3, elevada ao expoente 5 e obtemos a potência 243.

  • Neste caso dizemos que 3 é a raiz quinta de 243.

Essa operação inversa se denomina Radiciação  e se representa na forma de um radical, onde temos:

  • Radicando é número cuja raiz estamos determinando.
  • Índice é o número que indica o expoente ao qual deve ser elevada a raiz para resultar o radicando.
  • Raiz é a base da potenciação que resulta no radicando.

Assim, usando o símbolo:\[\bbox[4px,border:2px solid olive]{\color{Blue}{ \root 5 \of {243} = 3}}\]

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011.3 – Matemática, aritmética. Potenciação de potências e expoente exponencial

Buscas na internet.

Pesquisando na internet, descobri que nos últimos dias a procura pelo assunto potenciação, por parte dos internautas, aumentou quase 100%. Isso significa que estou atacando um dos assuntos mais procurados. Vamos seguir mais um pouco. Apresentar mais uns detalhes sobre o assunto.

  • Vamos ver como se faz uma multiplicação de potências iguais.
  • Assim: $\color{Blue}{3^2\times 3^2\times 3^2\times 3^2 = (3^2)^4}$
  • Temos agora uma potência de potência, isto é, três elevado ao quadrado, elevado a quarta potência.
  • Vamos aplicar no começo, a regrinha da multiplicação de potências de mesma base.
  • Teremos:$\bbox[4px,border:2px solid olive]{\color{Blue}{3^{(2+2+2+2)} = 3^8}}$

Se observarmos bem, os expoentes na expressão $\color{Blue}{{[(3)^2]}^4}$, vemos que, se multiplicarmos os expoentes $\color{Blue}{2\times 4= 8}$ ou seja a soma dos expoentes das potências iguais.

Dessa forma pode-se afirmar que:

  • “Para elevar uma potência a outra potência, basta conservar a base e multiplicar os expoentes”.
  • Vamos exercitar um pouco?
    • $\color{Blue}{[(4)^2]^3 = 4^{(2\times 3)} = 4^6}$
    • $\color{Blue}{[(7)^3]^3 = 7^{(3\times 3)} = 7^9}$
    • $\color{Blue}{[(11)^4]^2 = (11)^(4\times 2) = (11)^8}$
    • $\color{Blue}{{[(5)^4]^5} = 5^{(4\times 5)} = 5^{20}}$

Fica muito simples perceber que a operação potenciação apresenta bem mais possibilidades de aplicações úteis, do que meramente substituir uma multiplicação por uma expressão mais simples, mais curta. Começam a pintar várias novidades. O que vimos até aqui é apenas um pequeno vislumbre do que é possível. Mas vamos devagar. Um degrau de cada vez.

Vamos recordar o que já vimos até aqui?

  • Transformar potências em multiplicações de fatores iguais.
    • $\color{Blue}{7^3 = ?}$
    • $\color{blue}{5^2 = ?}$
    • $\color{Blue}{8^6 = ?}$
    • $\color{Blue}{3^4 = ?}$
    • $\color{Blue}{2^5 = ?}$
  • Escrever na forma de potências as multiplicações.
    • $\color{Blue}{3\times3\times3\times3\times5\times5\times5 = ?}$
    • $\color{Blue}{5\times5\times5\times5\times5\times5 = ?}$
    • $\color{Blue}{4\times4\times4\times4\times4\times4\times4\times4 = ?}$
    • $\color{Blue}{{11}\times{11}\times{11}\times{11}\times{11} = ?}$
    • $\color{Blue}{7\times7\times7\times7 = ?}$
  • Escrever o resultado das potências.
    • $\color{Blue}{3^3 = ?}$
    • $\color{Blue}{5^3 = ?}$
    • $\color{Blue}{2^5 = ?}$
    • $\color{Blue}{7^1 = ?}$
    • $\color{navy}{6^0 = ?}$
    • $\color{navy}{(500)^0 = ?}$
    • $\color{navy}{(50)^1 = ?}$
  • Efetuar as multiplicações de potências de mesma base.
    • $\color{Blue}{{3^2}\times{3^4}\times{3^2}\times{3^3}\times{3^5} = ?}$
    • $\color{Blue}{{5^4}\times{5^3} = ?}$
    • $\color{Blue}{{4^0}\times{4^3}\times{4^5} = ?}$
    • $\color{Blue}{{6^2}\times{6^3}\times{6^3}\times{6^2} = ?}$
    • $\color{Blue}{{7^5}\times{7^1}\times{7^2} =?}$
  • Efetuar as divisões das potências de mesma base.
    • $\color{Blue}{{(5^8)}\div {(5^3)} = ?}$
    • $\color{Blue}{{(13)^5}\div{(13)^2} = ?}$
    • $\color{Blue}{{(4^7)}\div{(4^7)} = ?}$
    • $\color{Blue}{{(6^3)}\div{(6^1)} = ?}$
    • $\color{Blue}{{(8^6)}\div{(8^5)} = ?}$
  • Vamos dar mais um passinho?
    • E se o expoente for uma potência?
    • $\color{Blue}{{{5^3}^2} = 5^9}$
  • Trata-se agora de um expoente exponencial. Antes de elevarmos a base ao expoente, precisamos efetuar a potência desse expoente. Ou seja, precisamos efetuar o $\color{Brown}{3^2= 9}$ e depois elevar o 5 à nona potência. Teremos então: $\color{Brown}{5^{9}}$

Note que se multiplicássemos os expoentes ($\color{Brown}{3\times 2 =6}$, teríamos $\color{Brown}{5^{3\times 2} = 5^6}$, que é totalmente diferente. Notamos que a coisa fica um pouco mais complexa. Portanto cuidado. Potência de potência não é o mesmo que potência com expoente exponencial. Felizmente o uso dessa forma é menos comum, do que a primeira. Um pouco de exercício faz bem, né!

  • Efetue as potências indicadas.
    • $\color{Blue}{{{7^5}^2} = ?}$
    • $\color{Blue}{{{5^3}^1} = ?}$
    • $\color{Blue}{{{6^4}^3} = ?}$
    • $\color{Blue}{{{8^3}^4} = ?}$
    • $\color{Blue}{{{9^2}^3} = ?}$
  • Transforme os expoentes das potências em exponenciais.
    • $\color{Blue}{3^{32} = ?}$
    • $\color{Blue}{7^{243} = ?}$
    • $\color{Blue}{(13)^{27} = ?}$
    • $\color{Blue}{5^{625} = ?}$
    • $\color{Blue}{9^{256} = ?}$
  • Adendo: Um leitor me enviou a seguinte pergunta, ou melhor questão: Realizar a divisão que ele encontrou num livro ou apostila e não entendeu como resolver.
  • Exercício de divisão
    Exercício de divisão
  • A divisão apresentada é a divisão de duas potências. Seria assim:
  • $\color{navy}{{{{{{2^3}^2}^1}^8}^7}^6}\div {{{{{{4^2}^2}^8}^0}^9}^6}$
  • Vemos uma sucessão de potências em número de 6 (seis). À primeira vista parece algo difícil de resolver. Se fôssemos desenvolver tudo, iriamos fazer uma montanha de cálculos desnecessários. Não podemos esquecer que a matemática tem alguns atalhos que nos levam à resposta num piscar de olhos. Aquele problema gigante, se resolve num clic.
  • Acompanhem o raciocínio. Na potência dividendo, temos no quarto expoente de cima para baixo o número 1(um). Isto significa que iremos elevar 1(um) ao expoente que existir acima dele e o resultado só pode ser 1(um). Continuando vamos ter:
  • $\color{Blue}{2^1 = 2}$
  • Para terminar temos $\color{Blue}{3^2 = 9}$
  • Reduzimos o dividendo à potência $\color{Blue}{2^9}$
  • No divisor vamos encontrar na terceira posição, do último expoente para baixo. Sabemos que qualquer expoente para 0(zero), resulta igual a 0.
  • O próximo expoente é 8, e vamos ter $\color{Blue}{8^0 = 1}$
  • Na sequência temos o expoente 2 e fica $\color{Blue}{2^1 = 2}$
  • Terminamos com $\color{Blue}{2^2 = 4}$
  • Passamos a ter $\color{Blue}{4^4} = {(2^2)}^4 = {2^{2×4}} =2^8 $
  • Efetuando a divisão $\color{Blue}{{2^9}\div{2^8} = 2^{9-8} = 2^1 = 2}$.
  • Este resultado comprova que a resposta indicada na figura é a correta.
  • Andamos mais um passo. Se você for um dos que procuraram pelo assunto potenciação na internet e tiver interesse em aprofundar o assunto, entre em contato comigo nos endereços que constam abaixo do artigo. Estou a disposição para orientar e tirar suas dúvidas. Legal?

Curitiba, 05 de novembro de 2018.

Décio Adams

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011.1 – Matemática, aritmética. Potenciação.

Não é que eu estava esquecendo!

  • Estão lembrados que a multiplicação é uma soma de parcelas iguais?

E se tivermos uma multiplicação de fatores iguais? Será que podemos pensar em uma forma de escrever isso de maneira mais resumida?

  • Por exemplo:   $\bbox[4px,border:2px solid olive]{\color{navy}{3\times 3\times 3\times 3\times 3\times 3 = ?}}$
  • Muito simples. Basta irmos multiplicando o três tantas vezes quantas estiver indicado. Mas será que não tem outro jeito?
  • Há muito tempo ( pesquisei e não encontrei quando isso aconteceu) alguém olhou para essas expressões e pensou em uma maneira de encurtar a “tripa”. Como?
  • Foi criada a Potenciação, também conhecida como Exponenciação ou forma exponencial. Basta escrever o número de fatores iguais, um pouco acima, do lado direito daquele número que é repetido. Então como fica a expressão aí de cima?

\[\bbox[4px,border:2px solid olive]{\color{brown}{3^6}}\]

  • Nessa forma de escrever, temos um número na forma exponencial. Lemos: três elevado a sexta potência, ou três elevado a seis.

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010.4 – Matemática, aritmética. Divisão e suas propriedades. Resumo das propriedades das operações.

Divisão – Propriedades

A divisão, de modo semelhante à multiplicação, da qual é a operação inversa, poderia ser representada como uma subtração sucessiva de termos. Por exemplo:

  • $\color{navy}{30 : 6 = 5}$
  • $\color{navy}{30 – 6 – 6 – 6 – 6  – 6 = 0}$

Subtraímos do dividendo $\color{navy}{30}$(trinta) cinco vezes o divisor $\color{navy}{6}$ e sobrou $0$(zero). Isso por ser uma divisão exata. O número de subtrações sucessivas é igual ao quociente. Se a divisão não for exata, iremos ter no final um resto menor que o divisor. Vejamos.

  • $\color{navy}{47 : 7 = 6}$, sobrando resto $\color{navy}{5}$.
  • $\color{navy}{47 – 7 – 7 – 7 – 7 – 7 – 7 = 5}$ $\Leftrightarrow$ $\color{navy}{(7 + 7 + 7 + 7 + 7 + 7 + 5 = 47})$

Subtraímos seis vezes o divisor $\color{navy}{7}$ do dividendo $\color{navy}{47}$ e na última subtração, ficou sobrando o resto $\color{navy}{5}$. Para obter novamente o dividendo, somamos seis parcelas iguais a $\color{navy}{7}$ e no final também o resto $\color{navy}{5}$.

Podemos facilmente deduzir que a divisão não goza de todas as propriedades da multiplicação, assim como a subtração não goza das propriedades da adição. O que foi dito acima, vale para as divisões exatas, como vimos. Se sobrar resto, não obtemos um resultado inteiro. Esse assunto será estudado ao abordar o conjunto dos números racionais (fracionários).

  • Propriedade distributiva: Vejamos a seguinte situação.
  • $\color{navy}{(15 + 18)\div 3 = 33\div 3 = 11}$
  • $\color{navy}{(15\div 3) + (18\div 3) = 5 + 6 = 11}$
  • Neste caso, fizemos uma distribuição do divisor pelos termos da adição que forma o dividendo.
  • $\color{navy}{ (55 – 33)\div 11 = 22\div 11 = 2}$
  • $\color{navy}{(55\div 11) – (33\div 11) = 5 – 3 = 2}$
  • Fizemos o mesmo com a subtração e podemos dizer que o divisor é distributivo em relação aos termos da soma ou subtração.
  • Se colocarmos na ordem inversa, como por exemplo $\color{navy}{64\div (12 + 4) = 64\div 16 = 4}$. Não podemos fazer a distribuição do dividendo pelos dois termos do divisor. $\color{navy}{(64\div 12) + (64\div 4) = \frac{64}{12} + 16 \not= 4}$.
  • Isso nos mostra que a propriedade distributiva na divisão, se aplica ao divisor que pode dividir os termos da adição ou subtração, sem alterar o resultado. Já com o dividendo não acontece o mesmo. Por isso não posso afirmar que a divisão goza da propriedade distributiva em relação à adição e subtração, como acontece na multiplicação.
  • Elemento neutro – outro dia uma leitora dessa matéria me perguntou por que eu considerei que a divisão não goza do elemento neutro e afirmou que ela o considerava como sendo o número $1$. Analisei e foi preciso dar razão a ela, mas fazendo a ressalva, como aliás já fiz também para a multiplicação, de que isso só vale com o número natural $1$, quando ele é o divisor. O que só vem confirmar a afirmação de que esta propriedade não se aplica na divisão.

Resumo das propriedades:

Adição:

  • Comutativa – a ordem das parcelas não altera a soma.
  • Associativa – podemos substituir duas ou mais parcelas pela sua soma (associação), sem alterar a soma final.
  • Elemento Neutro – adicionar uma parcela igual a zero a uma soma, não altera o resultado. Zero é o Elemento neutro da adição.
  • Propriedade do fechamento – a adição sempre é possível no conjunto dos números naturais. A soma de dois números naturais, é igual a outro número natural.

Multiplicação:

  • Comutativa – a ordem dos fatores não altera o produto.
  • Associativa – podemos substituir dois ou mais fatores pelo seu produto (associação), sem alterar o produto final.
  • Elemento Neutro – multiplicar por 1(hum) não altera o produto. O número 1(hum) é o elemento neutro da multiplicação.
  • Distributiva em relação a adição e subtração – a multiplicação de um fator por uma soma ou subtração, pode ser feita distribuindo o fator por cada um dos termos e depois realizar a adição ou subtração entre os resultados. O produto final será o mesmo.
  • Fechamento:  Vimos que a multiplicação de dois números naturais é sempre possível, ou seja, um número natural multiplicado por outro, resulta num produto que é um número natural.

Subtração:  Não goza das propriedades comutativa, associativa,elemento neutro e fechamento no conjunto dos números naturais.

Divisão: Não goza das propriedades comutativa, associativa. O elemento neutro é o número natural $1$ quando colocado como divisor, jamais como dividendo. Isso equivale a dizer que a propriedade não se aplica. A propriedade distributiva em relação a adição e subtração, funciona apenas com o divisor. Com o dividendo não funciona. Na prática não devemos usar essa propriedade para a divisão.

Curitiba, 19 de outubro de 2018

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