Geometria Plana - Continuação

O retângulo


O retângulo é uma figura geométrica plana cujos lados opostos são paralelos e iguais e todos os ângulos medem 90º. Confiram o retângulo abaixo:


Para calcular a área do retângulo, basta que se multipliquem seu comprimento c (comprimento) pela largura (largura).
Exemplo

Num campeonato de futebol a equipe organizadora do evento está providenciando o gramado que será plantado em toda área do campo. Para comprar as gramas, a equipe precisa saber a área do campo, pois a grama é vendida por metro quadrado. Sabendo que o campo tem 115 m de comprimento por 75 m de largura e ainda que o campo tem o formato retangular, ajude a equipe a solucionar o problema, diga quantos metros quadrados de área tem o campo de futebol?


Geometria Plana



História
Os estudos iniciais sobre Geometria Plana estão relacionados à Grécia Antiga, também pode ser denominada Geometria
Euclidiana em homenagem a Euclides de Alexandria (360 a.C. - 295 a.C.), grande matemático educado na cidade de Atenas e
frequentador da escola fundamentada nos princípios de Platão.

As definições teóricas da Geometria de Euclides estão baseadas em axiomas, postulados, definições e teoremas que
estruturam a construção de variadas formas planas. Os polígonos são representações planas que possuem definições,
propriedades e elementos.

Conhecimentos geométricos também foram necessários aos sacerdotes. Por serem os coletores de impostos da época, a eles
era incumbida a demarcação das terras que eram devastadas pelas enchentes do Rio Nilo. A partilha da terra era feita
diretamente proporcional aos impostos pagos. Enraizada nessa necessidade puramente humana, nasceu o cálculo de área.

Cálculo de Áreas

Conhecer sobre área é conhecer sobre o espaço que podemos preencher em regiões poligonais convexas – qualquer segmento de reta com extremidades na região só terá pontos pertencentes a esta.

O cálculo de áreas tem muita aplicabilidade em diferentes momentos, seja em atividades puramente cognitivas, ou até mesmo trabalhistas. Um exemplo de profissional que faz uso dessa ferramenta para tornar possível o desempenho do seu trabalho é o pedreiro. É através do conhecimento de área que é possível estimar a quantidade de cerâmica necessária para pavimentar um determinado cômodo de uma casa, por exemplo.


O quadrado


O quadrado é uma figura geométrica plana regular em que todos os seus lados e ângulos são iguais. Veja um exemplo de quadrado na figura a seguir:

Para calcular a área de um quadrado basta que se multipliquem dois dos seus lados l entre si.


Exemplo 1

Para pavimentar a sala de sua casa D. Carmem comprou 26 m2 de piso. Sabendo que a sala tem o
formato quadrangular e que um dos lados mede 5 m, diga se o piso comprado por D. Carmem será suficiente para pavimentar a sua sala.

  • A sala tem o formato quadrangular;
  • O seu lado mede 5 m;
  • A área do quadrado é A = l 2.
Com base nos dados acima temos:







Conclui-se então que o piso comprado por D. Carmem será suficiente para pavimentar sua sala e ainda sobrará 1 m2.
Lembrete: a unidade de medida de área mais utilizada é o metro quadrado (m2), porém em alguns casos usa-se o km2, cm2, etc.

Operações com números

.Em um colégio, existem 3 turmas. A primeira turma tem 14 alunos, a segunda tem 19 alunos e a terceira tem 15 alunos. Quantos alunos o colégio possui?
Para determinarmos a quantidade de alunos que o colégio possui, basta juntarmos os alunos de todas as turmas. Isto é: somar a quantidade de alunos de cada turma.
14 + 19 + 15 = 48
Portanto, existem 48 alunos neste colégio.

Adição de Números Decimais

Em seu aniversário de 7 anos, Leonardo recebeu presentes em dinheiro. Seu pai lhe deu R$ 15,50, sua mãe R$ 7,65 e seu irmão R$ 8,28. Qual o valor total recebido por Leonardo?
Para calcularmos o valor total recebido por Leonardo, basta somarmos todos os valores recebidos.
Para realizar a adição de números decimais, as parcelas são dispostas de modo que se tenha vírgula sobre vírgula.
Soma de Números Decimais.
A soma é feita por colunas, da direita para a esquerda. Caso a soma da coluna ultrapasse o valor 9 (nove), somente preencheremos o campo de resultado com o dígito direito do resultado obtido. Os dígitos restantes ficarão acima da coluna imediatamente à esquerda da coluna somada. No caso da coluna somada ser a última, todos os dígitos poderão ser incluídos no campo de resultado.
Neste exemplo, a primeira coluna a ser somada tem os seguintes valores: 0, 5 e 8. Portanto, 0 + 5 + 8 = 13. Como o resultado ultrapassou o valor 9, preencheremos o campo de resultado somente com o o dígito direito do resultado obtido (neste caso, o número 3). O dígito 1 será incluído acima da coluna imediatamente à esquerda da coluna calculada.
Soma de Números Decimais.
Na segunda coluna, os valores a serem somados incluem o número 1 colocado acima desta coluna. Portanto, 1 + 5 + 6 + 2 = 14. O mesmo procedimento é utilizado até calcularmos todas as colunas, obtendo-se assim a soma desejada.
Soma de Números Decimais.
Com este resultado, sabemos que o valor total recebido por Leonardo é R$ 31,43.

Adição de Números Fracionários

Podemos definir as frações como partes de um todo. Por exemplo, teremos Fração. de uma pizza se dividirmos esta pizza em 8 pedaços iguais e tomarmos 3 destas partes. Também definimos a fração como o resultado da divisão de dois números. Por exemplo, a fração Fração. é o resultado da divisão de 3 por 8.
Para somar frações que tenham o mesmo denominador, basta somar seus numeradores, como no exemplo abaixo:
Soma de Números Fracionários.
No caso de frações com denominadores diferentes, devemos seguir alguns passos. Para entendermos este processo, calcularemos a seguinte soma de frações:
Soma de Números Fracionários.
1.º Passo: Encontrar um número que seja múltiplo de todos os denominadores (para isto, podemos utilizar o M.M.C., que será detalhado em outro tópico). Este número será o novo denominador.
Podemos utilizar, neste exemplo, o número 30 como múltiplo de todos os denominadores.
2.º Passo: Representar todas as frações da adição com este mesmo denominador. Para representar cada fração com este novo denominador, basta dividirmos este novo denominador pelo numerador da fração, e então multiplicar o resultado obtido pelo numerador desta mesma fração, obtendo assim o novo numerador desta fração.
Nas frações de nosso exemplo as contas são: 30 ÷ 3 × 7 = 7030 ÷ 2 × 4 = 60 e 30 ÷ 5 × 4 = 24. Portanto, temos:
Soma de Números Fracionários.
Apenas simplificando, temos:
Soma de Números Fracionários.

Propriedades Importantes da Adição

1) Comutatividade: A ordem das parcelas não altera o resultado final da operação. Assim, se x + y = z, logo y + x = z.
2) Associatividade: O agrupamento das parcelas não altera o resultado. Assim, se (x + y) + z = w, logo x + (y + z) = w.
3) Elemento Neutro: A parcela 0 (zero) não altera o resultado das demais parcelas. O zero é chamado "elemento neutro" da adição. Assim, se x + y = z, logo x + y + 0 = z.
4) Fechamento: A soma de dois números naturais será sempre um número natural.
5) Anulação: A soma de qualquer número e o seu oposto é zero. Exemplo: 2 + (-2) = 0.

A subtração

A subtração pode ser considerada como o oposto da adição. Pensamos em subtração quando queremos tirar um valor de outro, para saber quanto restará. Por exemplo, temos:
a - b = c
Nesta subtração, temos que: a é o minuendob é o subtraendo e c é a diferença (ou resto).

Subtração de Números Inteiros

Um carteiro, de nome Francisco, deve entregar 100 correspondências por dia. Se em determinado dia, até seu almoço, Francisco entregar 63 correspondências, quantas ele deverá entregar após o almoço para atingir sua meta?
Para determinarmos a quantidade de correspondências que devem ser entregues após o almoço, devemos subtrair o número de correspondências já entregues. Ou seja, subtrair 63 de 100:
100 - 63 = 37
Portanto, Francisco deverá entregar 37 correspondências após o almoço.

Subtração de Números Decimais

Marta foi à feira e levou R$ 43,50. Durante suas compras, Marta gastou 31,23. Com quanto dinheiro Marta voltou para casa?
Para calcularmos o valor restante, basta subtrairmos o valor gasto do valor inicial.
Para realizar a subtração de números decimais, as parcelas são dispostas de modo que se tenha vírgula sobre vírgula.
Subtração de Números Decimais.
A subtração é feita por colunas, da direita para a esquerda, onde devemos retirar do dígito do minuendo o dígito do subtraendo. Caso o dígito do minuendo seja menor do que o dígito do subtraendo, devemos retirar uma unidade do dígito do minuendo imediatamente à esquerda do dígito que está sendo calculado, e somar 10 (dez) ao dígito do minuendo do cálculo atual.
Neste exemplo, a primeira coluna a ser subtraída apresenta os seguintes valores: 0 (dígito do minuendo) e 3 (dígito do subtraendo). Como o dígito do minuendo é menor que o dígito do subtraendo, precisamos retirar 1 (um) do dígito do minuendo à esquerda (neste caso, o dígito 5). Após isto, devemos somar 10 (dez) ao dígito do minuendo do cálculo atual. Portanto, o dígito 5 passa a valer 4, e o dígito 0 passa a valer 10. Veja abaixo como ficou a subtração após o cálculo da primeira coluna:
Subtração de Números Decimais.
O mesmo procedimento é utilizado até calcularmos todas as colunas, obtendo-se assim a subtração desejada.
Subtração de Números Decimais.
Com este resultado, sabemos que Marta voltou para casa com R$ 12,27.

Subtração de Números Fracionários

Para subtrair frações que tenham o mesmo denominador, basta subtrair seus numeradores, como no exemplo abaixo:
Subtração de Números Fracionários.
No caso de frações com denominadores diferentes, devemos seguir alguns passos. Para entendermos este processo, calcularemos a seguinte subtração de frações:
Subtração de Números Fracionários.
1.º Passo: Encontrar um número que seja múltiplo de todos os denominadores (para isto, podemos utilizar o M.M.C., que será detalhado em outro tópico). Este número será o novo denominador.
Podemos utilizar, neste exemplo, o número 30 como múltiplo de todos os denominadores.
2.º Passo: Representar todas as frações da subtração com este mesmo denominador. Para representar cada fração com este novo denominador, basta dividirmos este novo denominador pelo numerador da fração, e então multiplicar o resultado obtido pelo numerador desta mesma fração, obtendo assim o novo numerador desta fração.
Nas frações de nosso exemplo as contas são: 30 ÷ 15 × 13 = 26 e 30 ÷ 2 × 1 = 15. Portanto, temos:
Subtração de Números Fracionários.

Propriedades Importantes da Subtração

3) Elemento Neutro: A parcela 0 (zero) não altera o resultado das demais parcelas. O zero é chamado "elemento neutro" da adição. Assim, x - 0 = xy - 0 = y e x - 0 - y = x - y.
4) Fechamento: A diferença de dois números naturais será sempre um número natural.
5) Anulação: Quando o minuendo é igual ao subtraendo, a diferença será 0 (zero). Exemplo: 2 - 2 = 0.

A multiplicação

Em sua forma mais simples, a multiplicação nada mais é do que uma simples forma de se somar uma quantidade finita de números iguais. Na multiplicação cada número é chamado defator, e o resultado da multiplicação é chamado de produto.
A multiplicação pode ser escrita de diversas formas, todas elas equivalentes: 3 × 4 = 3 . 4 = 3 * 4.

Multiplicação de Números Inteiros

A multiplicação de números inteiros pode ser considerada como uma soma de parcelas iguais. Por exemplo:
4 × 3 = 3 + 3 + 3 + 3 = 12
O número 3 apareceu 4 vezes. Portanto, 4 vezes 3 é igual a 12. Da mesma forma temos:
3 × 4 = 4 + 4 + 4 = 12
Neste caso, o número 4 apareceu 3 vezes. Então, 3 vezes 4 é igual a 12.
Problema: Sabemos que Patrícia treina natação durante 45 horas a cada mês. Quantas horas Patrícia treina durante um ano?
Para determinarmos quantas horas de treinamento Patrícia realiza em um ano, devemos multiplicar a quantidade de horas de treinamento em um mês (15) pela quantidade de meses em um ano (12).
Temos, portanto, a seguinte multiplicação a ser realizada: 15 × 12.
Para realizarmos a multiplicação, montamos a conta da seguinte maneira:
Multiplicação de Números Inteiros.
Da direita para esquerda, devemos multiplicar cada dígito do segundo fator por todos os dígitos do primeiro fator.
A disposição do resultado se dará da direita para a esquerda, iniciando-se abaixo do dígito do segundo fator que está sendo calculado.
Caso a multiplicação de dois dígitos ultrapasse o valor 9 (nove), somente preencheremos o campo de resultado com o dígito direito do resultado obtido. Os dígitos restantes ficarão acima do dígito do primeiro fator, imediatamente à esquerda do dígito calculado. No caso do dígito da esquerda do primeiro fator, todos os dígitos poderão ser incluídos no campo de resultado.
Neste exemplo, temos a seguinte multiplicação: 2 × 5 = 10. Portanto, o 0 (zero) fica abaixo do 2, e o 1 fica acima do dígito 1 do primeiro fator.
Multiplicação de Números Inteiros.
Quando o dígito do primeiro fator estiver sendo multiplicado e tiver herdado um número acima, será feita a multiplicação normalmente, e após isto será somado o valor que estiver acima deste dígito, conforme mostra o exemplo abaixo, onde 2 × 1 + 1 = 3

Números racionais

Número racional é todo o número que pode ser representado por uma razão (ou fração) entre dois números inteiros.
O conjunto dos números racionais (representado por \mathbb{Q}) é definido por:
Em outras palavras, o conjunto dos números racionais é formado por todos os quocientes de números inteiros a e b, em que b é não nulo. O uso da letra "Q" é derivado da palavra latina quotiē(n)s 1 , cujo significado é quantas vezes .
São exemplos de números racionais:
  

Para representar o conjunto dos racionais não negativos podemos usar \mathbb{Q}_{+} e para representar o conjunto dos números racionais não positivos podemos utilizar \mathbb{Q}_{-}. O número zero também faz parte do conjunto dos racionais. É comum usar um asterisco ao lado do símbolo que representa um determinado conjunto para indicar que se retirou o zero do mesmo, como em \mathbb{Q}^{*} (números racionais não nulos), \mathbb{Q}_{+}^{*} (racionais positivos) e \mathbb{Q}_{-}^{*} (racionais negativos). [carece de fontes]
Há quatro formas de se apresentarem os números racionais: Frações (próprias ou impróprias), números mistos (que é uma variação das frações impróprias), números decimais de escrita finita e, por fim, as dízimas, que são números decimais em cuja escrita aparecem períodos numéricos infinitos. Eis alguns exemplos:
  • Fração: \begin{matrix}\frac{7}{5}\end{matrix};
  • Numeral misto: 5\begin{matrix}\frac{3}{2}\end{matrix};
  • Números decimais de escrita finita: 8,35;
  • Dízimas periódicas: 8,(23); 1,23(5); 7,23(965);
Nesta notação os números entre parênteses repetem-se ao infinito.

   Racionais Positivos e Racionais Negativos
    O quociente de muitas divisões entre números naturais é um número racional absoluto.

    Números racionais positivos e números racionais negativos que sejam quocientes de dois negativos que sejam quocientes de dois números inteiros, com divisor diferente de zero.
    Por exemplo:
    (+17) : (-4) =
   
 é um número racional negativo
  
    Números Racionais Positivos
    Esses números são quocientes de dois números inteiros com sinais iguais.
·        (+8) : (+5)
 
 

·        (-3) : (-5) 

     Números Racionais Negativos
    São quocientes de dois números inteiros com sinais diferentes.
·        (-8) : (+5)         

·        (-3) : (+5)         

     Números Racionais: Escrita Fracionária
       têm valor igual a e representam o número racional 
.

    Obs.: Todo número inteiro é um número racional, pois pode ser escrito na forma fracionária:
 
 
Denominamos número racional o quociente de dois números inteiros (divisor diferente de zero), ou seja, todo número que pode ser colocado na forma fracionária, em que o numerador e denominador são números inteiros.

Conjuntos Numéricos

Conjunto dos Números Naturais
São todos os números inteiros positivos, incluindo o zero. É representado pela letra maiúscula N.
Caso queira representar o conjunto dos números naturais não-nulos (excluindo o zero), deve-se colocar um * ao lado do N:
N = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, ...}
N* = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11, ...}
Conjunto dos Números Inteiros
São todos os números que pertencem ao conjunto dos Naturais mais os seus respectivos opostos (negativos).
São representados pela letra Z:
Z = {... -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, ...}
O conjunto dos inteiros possui alguns subconjuntos, eles são:
- Inteiros não negativos
São todos os números inteiros que não são negativos. Logo percebemos que este conjunto é igual ao conjunto dos números naturais.
É representado por Z+:
Z+ = {0,1,2,3,4,5,6, ...}
- Inteiros não positivos
São todos os números inteiros que não são positivos. É representado por Z-:
Z- = {..., -5, -4, -3, -2, -1, 0}
- Inteiros não negativos e não-nulos
É o conjunto Z+ excluindo o zero. Representa-se esse subconjunto por Z*+:
Z*+ = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, ...}
Z*+ = N*
- Inteiros não positivos e não nulos
São todos os números do conjunto Z- excluindo o zero. Representa-se por Z*-.
Z*- = {... -4, -3, -2, -1}
Conjunto dos Números Racionais
Os números racionais é um conjunto que engloba os números inteiros (Z), números decimais finitos (por exemplo, 743,8432) e os números decimais infinitos periódicos (que repete uma sequência de algarismos da parte decimal infinitamente), como "12,050505...", são também conhecidas como dízimas periódicas.
Os racionais são representados pela letra Q.
Conjunto dos Números Irracionais
É formado pelos números decimais infinitos não-periódicos. Um bom exemplo de número irracional é o número PI (resultado da divisão do perímetro de uma circunferência pelo seu diâmetro), que vale 3,14159265 .... Atualmente, supercomputadores já conseguiram calcular bilhões de casas decimais para o PI.
Os irracionais são representados pela letra I.
Também são irracionais todas as raízes não exatas, como a raiz quadrada de 2 (1,4142135 ...)
Conjunto dos Números Reais
É formado por todos os conjuntos citados anteriormente (união do conjunto dos racionais com os irracionais).
Representado pela letra R.




Temos então os seguintes conjuntos numéricos:
  • Conjunto dos números Naturais ();
  • Conjunto dos números Inteiros ();
  • Conjunto dos números Racionais ();
  • Conjunto dos números Irracionais ();
  • Conjunto dos números Reais ();
  • Conjunto dos números Complexos ();
Este último conjunto numérico possui uma seção especial para ele (Números Complexos).