Página |1 DIVISÃO EM PARTES PROPORCIONAIS A) Divisão em Partes Diretamente Proporcionais Dividir um número N em partes diretamente proporcionais a outros é achar partes de N, (x1, x2, ..., xn), diretamente proporcionais a esses outros números, (y1, y2, ..., yn), e cuja soma seja N. Exemplo de aplicação Três sócios resolveram abrir uma pizzaria. O primeiro investiu 30 mil reais, o segundo investiu 40 mil reais e o terceiro 50 mil reais. Após 1 ano de funcionamento, a pizzaria deu um lucro de 24 mil reais. Se esse lucro for distribuído de forma que a quantia recebida seja diretamente proporcional ao valor investido. Quanto cada um recebeu? Solução: Indicando por a, b e c as quantias recebidas por cada um dos sócios, temos: a + b + c = 24 e a b c . 30 40 50 Somando os numeradores e denominadores da proporção, obtemos: a b c abc 24 1 . 30 40 50 30 40 50 120 5 Daí: a 1 30 5 a 6 b 1 b 8 c 10 40 5 c 1 50 5 Página |2 Assim, o primeiro sócio receberá 6 mil reais, o segundo sócio receberá 8 mil reais e o terceiro sócio receberá 10 mil reais. B) Divisão em Partes Inversamente Proporcionais Dividir um número N em partes inversamente proporcionais a outros é achar partes de N, (x1, x2, ..., xn), diretamente proporcionais aos inversos desses outros números, (y1, y2, ..., yn), e cuja soma seja N. Exemplo de aplicação Uma senhora deseja dividir sua fortuna, que é de R$ 1.100.000,00 entre seus netos, de maneira inversamente proporcional às idades desses netos. Sabendo que as idades dos netos são 10, 5 e 4, qual a quantia recebida por neto? Solução: Indicando por x, y e z os valores recebidos por neto, temos: x y z x y z 1,1 e . 1 1 1 10 5 4 Somando os numeradores e denominadores da proporção, obtemos: x y z x y z 1,1 2. ... 1 1 1 1 1 1 11 10 5 4 10 5 4 20 Daí: 10 x 2 x 0,2 5 y 2 y 0,4 4 z 2 z 0,5 Página |3 Assim, o neto mais velho receberá 0,2 milhão (200 mil reais), o neto do meio receberá 0,4 milhão (400 mil reais) e o neto mais novo receberá 0,5 milhão (500 mil reais). C) Divisão Proporcional Composta Em alguns casos, pode ser necessário dividir um número em partes diretamente proporcionais a dois ou mais conjuntos de números ou, ainda, diretamente proporcional a um conjunto de números e inversamente proporcional a um outro conjunto. Nesses casos, é só lembrar que: - se x é inversamente proporcional a y, é diretamente proporcional a 1 . y - se x é diretamente proporcional a y e z, x é diretamente proporcional a yz. Exemplo de aplicação Dividir o número 98 em partes diretamente proporcionais a 2 e 3 e também diretamente proporcionais a 1 e 4. Solução: Sejam x e y as partes procuradas. Temos: x é D.P. a 2 e 1 x é D.P. a 2 . 1 = 2 y é D.P. a 3 e 4 y é D.P. a 3 . 4 = 12 Logo: x y e x + y = 9, que resolvido dá: 2 12 x = 14, e y = 84 Página |4 Observações 1. Duas grandezas são ditas diretamente proporcionais quando os valores da primeira grandeza e os valores da segunda grandeza são diretamente proporcionais. Assim, quando o valor (absoluto) de uma grandeza aumenta (ou diminui) sendo multiplicada por uma constante k, o valor (absoluto) correspondente da outra grandeza aumenta (ou diminui) sendo multiplicada pela mesma constante k. 2. Duas grandezas são ditas inversamente proporcionais quando os valores da primeira grandeza e os valores da segunda grandeza são inversamente proporcionais. Assim, quando o valor (absoluto) de uma grandeza aumenta (ou diminui) sendo multiplicada por uma constante k, o valor (absoluto) correspondente da outra grandeza diminui (ou aumenta) sendo dividida pela mesma constante k. Exemplos 1. Velocidade e distância percorrida são grandezas diretamente proporcionais, para um mesmo intervalo de tempo. Observe o caso em que é medido o deslocamento de quatro móveis com velocidades diferentes durante duas horas: Podemos observar que os valores da velocidade e do deslocamento formam uma proporção direta: 10 20 30 40 30 60 90 120 Página |5 Observe que da velocidade 10 para a velocidade 30, a grandeza foi multiplicada por 3, enquanto a distância correspondente foi de 30 para 90, ou seja, também multiplicada por 3. 2. Velocidade e tempo gasto são grandezas inversamente proporcionais, para uma mesma distância. Observe o caso em que é medido o deslocamento de quatro móveis com velocidades diferentes para percorrer uma distância de 200 km: Podemos observar que os valores da velocidade e do deslocamento formam uma proporção inversa: 1020 = 2020 = 405 = 504 Observe que, da velocidade 10 para a velocidade 40, a grandeza foi multiplicada por 4, enquanto o tempo correspondente foi de 20 para 5, ou seja, foi dividida por 4. PROBLEMAS DAS TORNEIRAS Considere um tanque de volume V e duas torneiras T1 e T2 . Suponhamos que a torneira T2 enche este tanque em t1 horas e a torneira T2 , enche o mesmo tanque em t 2 horas. Se elas são abertas ao mesmo tempo, quando o tanque estará cheio? Resolução: Sejam Q1 a vazão da torneira T1 , ou seja, Q1 Analogamente, para a torneira T2 , sua vazão é Q2 um t * . A quantidade de água torneira T1 de 0 até t * é V1 Q1 t * e Página |6 no tanque V . t1 V . Fixe t2 devido a da torneira T2 é V2 Q2 t * . Portanto, se elas forem abertas simultaneamente, a contribuição total das duas torneiras de 0 a t * é V t * V1 V2 . Por outro lado, a quantidade de água armazenada no tanque é proporcional ao tempo em que estas torneiras estão abertas. Assim, se representa o tempo total para encher o tanque de volume V, segue que V t 1 Q Q 1 1 * Vt * t Q1 Q2 t * 1 2 * V t t t V V t1 t 2 Exemplo de aplicação Uma torneira enche um tanque em 3 horas. Outra torneira o enche em 6 horas. Abrindo-se as duas torneiras simultaneamente, em quanto tempo o tanque ficará cheio? Solução: Suponhamos que o volume do tanque seja V . O próximo passo é analisar quanto cada torneira contribui para encher o tanque no período de 1 hora. A primeira torneira neste período contribui com V V e a segunda torneira com do tanque. Assim, se elas 3 6 forem abertas simultaneamente, elas juntas em 1 hora encherão com V do 6 tanque. Assim, se elas simultaneamente, elas juntas em 1 hora encherão V V 2V V V 3 6 6 2 Página |7 forem abertas Se em uma hora elas enchem a metade do tanque, então o tanque ficará completamente cheio em duas horas. Regra de Três Simples Dadas duas grandezas e conhecendo 2 medidas de uma grandeza e 1 medida da outra, podemos calcular a quarta medida estabelecendo uma proporção entre esses valores. Exemplo de aplicação Se 3 cachorros comem 5 quilos de ração, então 12 cachorros comem quantos quilos de ração? Solução: O número de cachorros e a quantidade de ração são grandezas diretamente proporcionais, pois, quanto mais cachorros, mais ração será consumida. Vamos representar que são diretamente proporcionais por duas setas com mesmo sentido. ( N º de cachorros ) (Qde de ração ) 3 5 12 x Estabelecendo a proporção, temos: 3 5 3 x 60 x 20 12 x Assim, os 12 cachorros comem 20 quilos de ração. Exemplo de aplicação Quatro pintores demoram 60 horas para pintar uma casa, quantas horas cinco pintores levariam para pintar a mesma casa? Página |8 Solução: O número de pintores e a quantidade de horas são grandezas inversamente proporcionais, pois, quando aumentamos o número de pintores, vamos precisar de menos horas para executar o mesmo serviço. Vamos representar as grandezas inversamente proporcionais por duas setas com sentidos contrários. ( N º de p int ores ) 4 5 (Qde de horas ) 60 x Estabelecendo a proporção, invertendo uma das frações, temos: 4 x 5 x 240 x 48 5 60 Assim, os cinco pintores levariam 48 horas para pintar a casa. Regra de Três Composta Quando tratarmos de mais de duas grandezas, podemos proceder de maneira idêntica à regra de três simples, porém vamos adotar o seguinte procedimento: • escolher uma das grandezas e comparar com as outras, verificando se as grandezas são diretamente ou inversamente proporcionais; • isolar a fração obtida da grandeza que foi usada para comparação no primeiro membro e no segundo membro colocamos o produto das frações obtidas das outras grandezas, com o cuidado de inverter as frações que são de grandezas inversamente proporcionais à grandeza escolhida para comparação. Página |9 Exemplo de aplicação Cinco pessoas comem doze quilos de feijão em quatro semanas, em quanto tempo dez pessoas comem trinta quilos de feijão? Solução: Vamos escolher o número de pessoas para comparar com as outras grandezas. Quanto mais pessoas, mais feijão será consumido, portanto a quantidade de feijão e o número de pessoas são diretamente proporcionais. Quanto mais pessoas, menos tempo irá durar o feijão, portanto o número de pessoas e o tempo são duas grandezas inversamente proporcionais. Estabelecendo a proporção, temos: 5 12 t . 120t 600 t 5 10 30 4 Assim, dez pessoas comendo trinta quilos de feijão precisarão de cinco semanas. Leia mais! O número (letra grega que se pronuncia “fi”), apesar de não ser tão conhecido, tem um significado muito interessante. Durante anos, o homem procurou a beleza perfeita, a proporção ideal. Os gregos criaram, então, o retângulo de ouro. Era um retângulo, do qual havia proporções (do lado maior dividido pelo lado menor) e, a partir dessa proporção, tudo era construído. Assim, eles fizeram o Parthernon (proporção do retângulo que forma a face central e lateral). A profundidade dividida pelo comprimento ou P á g i n a | 10 altura, tudo seguia uma proporção ideal de 1,618. Os egípcios fizeram o mesmo com as pirâmides, cada pedra era 1,618 menor do que a pedra de baixo, a de baixo era 1,618 maior que a de cima, que era 1,618 maior que a da 3ª fileira e assim por diante. Durante milênios, a arquitetura clássica grega prevaleceu. O retângulo de ouro era padrão, mas, depois de muito tempo, veio a construção gótica com formas arredondadas, que não utilizavam retângulo de ouro grego. Mas, em 1200, Leonardo Fibonacci um matemático que estudava o crescimento das populações de coelhos criou aquela que é provavelmente a mais famosa sequência matemática: a Série de Fibonacci. A partir de 2 coelhos, Fibonacci foi contando como eles aumentavam a partir da reprodução de várias gerações e chegou a uma sequência em que um número é igual a soma dos dois números anteriores: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ... 1 1 1+1=2 1+2=3 2+3=5 3+5=8 5 + 8 = 13 8 + 13 = 21 13 + 21 = 34 e assim por diante. Aí entra a primeira “coincidência”: proporção de crescimento média da série é 1,618. Os números variam, um pouco acima às vezes, um pouco abaixo, mas a média é 1,618, exatamente a proporção das pirâmides do Egito e do retângulo de ouro dos gregos. Então, essa descoberta de Fibonacci abriu uma nova ideia de tal proporção que os cientistas começaram a estudar a natureza em termos matemáticos e começaram a descobrir coisas fantásticas: P á g i n a | 11 • • • • a proporção de abelhas fêmeas em comparação com abelhas machos numa colmeia é de 1,618; a proporção em que aumenta o tamanho das espirais de um caracol é de 1,618; a proporção em que aumenta o diâmetro das espirais sementes de um girassol é de 1,618; a proporção em que se diminuem as folhas de uma árvore à medida que subimos de altura é de 1,618. E não só na Terra se encontra tal proporção. Nas galáxias, as estrelas se distribuem em torno de um astro principal numa espiral obedecendo à proporção de 1,618 também. Por isso, o número ficou conhecido como a DIVINA PROPORÇÃO. Porque os historiadores descrevem que foi a beleza perfeita que Deus teria escolhido para fazer o mundo. Bom, por volta de 1500, com o Renascentismo, a cultura clássica voltou à moda. Michelangelo e, principalmente, Leonardo da Vinci, grandes amantes da cultura pagã, colocaram esta proporção natural em suas obras. Mas Da Vinci foi ainda mais longe; como cientista, pegava cadáveres para medir a proporção do seu corpo e descobriu que nenhuma outra coisa obedece tanto à Divina proporção quanto o corpo humano... obra-prima Divina. Exemplos 1. Meça sua altura e depois divida pela altura do seu umbigo até o chão; o resultado é 1,618. 2. Meça seu braço inteiro e depois divida pelo tamanho do seu cotovelo até o dedo; o resultado é 1,618. 3. Meça seu dedo, ele inteiro dividido pela dobra central até a ponta ou da dobra central até a ponta dividido pela segunda dobra; o resultado é 1,618. 4. Meça sua perna inteira e divida pelo tamanho do seu joelho até o chão; o resultado é 1,618. 5. A altura do seu crânio dividido pelo tamanho da sua mandíbula até o alto da cabeça; o resultado é 1,618; P á g i n a | 12 6. Da sua cintura até a cabeça e depois só o tórax; o resultado é 1,618. (Considere erros de medida da régua ou fita métrica que não são objetos acurados de medição.) 7. Cada osso do corpo humano é regido pela Divina Proporção. Seria Deus, usando seu conceito maior de beleza em sua maior criação feita à sua imagem e semelhança? Coelhos, abelhas, caramujos, constelações, girassóis, árvores, arte e o homem; coisas teoricamente diferentes, todas ligadas numa proporção em comum. Então, até hoje, essa é considerada a mais perfeita das proporções. Porcentagem Qualquer razão de denominador 100 é chamada de razão centesimal, taxa percentual ou simplesmente porcentagem. Exemplos 3 3% 100 3 15 2. 15% 20 100 42,86 3 3. 0,4286 42,86% 7 100 1. Observe, no terceiro exemplo, que, para transformarmos um número escrito na forma decimal para porcentagem, basta multiplicarmos o número por 100%. Exemplos 1. 0,23 = 0,23100% = 23%. 2. 0,3214 = 0,3214100% = 32,14%. P á g i n a | 13 Observação: Podemos calcular a porcentagem que um número a representa de outro b, com b0, simplesmente escrevendo a fração a na forma de porcentagem. b Exemplo: O número 9 representa 60% do número 15, pois 9 = 15 0,6 = 60%. EXERCÍCIOS O PROFESSOR RESOLVE 01. (VUNESP) Para uma prova, 150 candidatos deveriam ser acomodados nas salas A, B, C e D de um colégio, com capacidade para receber 60, 50, 40 e 30 candidatos, respectivamente. A organização decidiu preencher inicialmente todos os lugares da sala menor, e os candidatos restantes foram repartidos entre as demais salas de forma diretamente proporcional à capacidade de cada uma. O número de lugares não ocupados na sala de maior capacidade foi igual a A) 8. B) 10. C) 12. D) 14. E) 16. 02. Quando estava na 3ª série colegial, participei de um grupo de trabalho de biologia, composto de 4 pessoas: André, Beth, Carlos e eu. Combinamos que os gastos com os materiais seriam divididos inversamente à participação de cada um na elaboração do trabalho, ou seja, quem trabalhasse mais pagaria proporcionalmente menos. No balanço final, após a entrega do trabalho, o resultado foi o seguinte: P á g i n a | 14 Total dos gastos: R$ 840,00 Tempo trabalhado: André: 15h, Beth: 20h, Carlos: 30h e eu: 40h. Dessa forma, André, Beth, Carlos e eu, respectivamente A) R$ 105,00, R$ 175,00, R$ 210,00 e R$ 350,00. B) R$ 120,00, R$ 160,00, R$ 240,00 e R$ 320,00. C) R$ 320,00, R$ 240,00, R$ 160,00 e R$ 120,00. D) R$ 350,00, R$ 210,00, R$ 175,00 e R$ 105,00. E) R$ 400,00, R$ 200,00, R$ 140,00 e R$ 100,00. pagamos, 03. (UPENET) Uma bomba enche um tanque em 3 horas, e uma válvula colocada no fundo o esvazia em 5 horas. Estando o tanque vazio, a bomba ligada e a válvula aberta, em quanto tempo o tanque estará cheio? A) 6 horas. B) 7 horas. C) 7,5 horas. D) 8 horas. E) 8,5 horas. 04. (UECE-2010) Três torneiras X, Y e Z, abertas simultaneamente, enchem um tanque em três horas. Cada uma das torneiras tem vazão constante e, sozinhas, encheriam o tanque em x horas, 8 horas e 6 horas, respectivamente. Nestas condições, o valor de x será A) 18. B) 20. C) 22. D) 24. E) 28. 05. (PUC-SP) Paulina está sempre apressada: quando usa a escada rolante de uma certa estação de metrô, costuma subir alguns degraus no percurso para ganhar tempo. Considerando que, quando ela sobe 8 degraus, gasta 50 segundos no percurso de toda a escada e, quando sobe 12 degraus, gasta 40 segundos, então o total de degraus dessa escada é P á g i n a | 15 A) 22. D) 30. B) 24. E) 32. C) 28. 06. Um fazendeiro tem ração para alimentar 32 bois durante 25 dias; no fim de 4 dias compra mais 10 bois. Se a ração de cada boi não for diminuída, as provisões serão suficientes para A) 5 dias. D) 19 dias. B) 14 dias. E) 21 dias. C) 16 dias. 07. (AFRE) Se 8 homens, trabalhando 8 horas por dia, levam 8 dias para fabricar 8 unidades de um artigo, então, em 12 dias, o número de unidades do mesmo artigo fabricado por 12 homens de mesma capacidade de trabalho que os primeiros, trabalhando 12 horas por dia, é A) 12. D) 32. B) 24. E) 35. C) 27. 08. (FCC) Sabendo que 1 megabyte = 106 bytes, suponha que certo site de pesquisa da internet processa 1 megabyte de informações digitais a cada 40 segundos. Com base nessa informação e sabendo que 1 gigabyte é igual a 1 bilhão de bytes, o esperado é que esse site seja capaz de processar 1 gigabyte de informações digitais a cada A) 11 horas, 6 minutos e 40 segundos. B) 11 horas e 46 minutos. C) 11 horas, 56 minutos e 20 segundos. D) 12 horas, 6 minutos e 46 segundos. E) 12 horas, 56 minutos e 40 segundos. 09. A capa de uma revista de grande circulação trazia a seguinte informação, relativa a uma reportagem daquela edição: P á g i n a | 16 “O brasileiro diz que é feliz na cama, mas debaixo dos lençóis 47% não sentem vontade de fazer sexo”. O texto abaixo, no entanto, adaptado da mesma reportagem, mostra que o dado acima está errado: “Outro problema predominantemente feminino é a falta de desejo – 35% das mulheres não sentem nenhuma vontade de ter relações. Já entre os homens, apenas 12% se queixam de falta de desejo”. Considerando que o número de homens na população seja igual ao de mulheres, a porcentagem aproximada de brasileiros que não sentem vontade de fazer sexo, de acordo com a reportagem, é A) 12%. D) 35%. B) 24%. E) 50%. C) 29%. 10. Suponha que a garçonete tenha decidido misturar água ao café-com-leite do "seu" Almeida. Num copo de 300 ml, colocou 20 ml de água pura e completou o restante de acordo com o pedido do freguês. Em comparação com a porção solicitada de café-com-leite, pode-se afirmar que "seu" Almeida bebeu a menos uma quantidade de leite igual a P á g i n a | 17 A) 5 ml. B) 10 ml. C) 15 ml. D) 20 ml. E) 25 ml. SOLUÇÕES Solução – 1ª questão Sala menor : 30 candidatos Re s tan te :150 30 120 candidatos 4 60 x 50 x 40 x 120 x . 5 4 Ocupados : 60 48 SalaMaior : 5 Não ocupadas : 60 48 12 lugares. P á g i n a | 18 Solução – 2ª questão 120 .x 8 x 15 120 .x 6 x B: 20 120 .x 4 x C: 30 120 .x 3 x E: 40 8 x 6 x 4 x 3 x 840 x 40. A: Solução – 3ª questão 1 1 1 5 x 3x 15 3 5 x 15 x 15 x 2 x 15 x 7,5 h Solução – 4ª questão 1 1 1 1 24 3 x 4 x 24 x x 8 6 3 8x x 24 24 x P á g i n a | 19 Solução – 5ª questão Seja " x" o número de deg raus : ( D.P) ( x 8) 50 seg x 28 deg raus ( x 12) 40 seg Solução – 6ª questão n º dias 32 21 42 x 32.21 x 16 dias 42 x n º bois Solução – 7ª questão Homens horas / dia n º dias unidades 8 8 8 8 12 12 12 x 8 8 8 8 1 1 . . x 27 unidades x 12 12 12 x 27 P á g i n a | 20 Solução – 8ª questão Quantidade 1 MB 1000 MB tempo 40 seg x 40.000 seg x x 11 horas 6 min e 40 seg Solução – 9ª questão (35% de 50%) (12% de 50%) 17,5% 6% 23,5% Solução – 10ª questão 75% de leite 0,75 300 225 Porção Solicitada : 25% de café 0,25 300 75 20ml de água Porção com água : leite : 75% de 280 210 Café : 25% de 280 70 Bebeu 225 210 15ml de leite a menos. P á g i n a | 21