Livro de Matemática

Sumário

Relações fundamentais

ciclo trigonométrico representando arco x.

Dado o arco x na figura, vamos incluí-lo como parâmetro das funções:

sen(x), cos(x), tan(x), cotg(x), sec(x) e cossec(x).

De seções anteriores vimos que:

tan(x) =
sen(x)
cos(x)
cotg(x) =
1
tan(x)
sec(x) =
1
cos(x)
cossec(x) =
1
sen(x)
Nota:

Dado um número inteiro a, o seu inverso será 1/a. Ocorre também que se multiplicarmos a por 1/a obteremos 1. Isto que está sendo dito aqui terá forte ligação com o que será visto adiante.
cossec(x) • sen(x) = 1

sen²(x) + cos²(x) = 1
∀ x ∈ ℝ

Relações decorrentes

sec²(x) = tan²(x) + 1
∀ x ≠ π/2 + kπ, k ∈ ℤ
cossec²(x) = cotg²(x) + 1
∀ x ≠ π + kπ, k ∈ ℤ

Identidades trigonométricas

As identidades trigonométricas são ferramentas úteis para a simplificação de expressões e equações trigonométricas. Consideremos duas funções f(x) e g(x). As funções f e g formam uma identidade trigonométrica quando f(x) = g(x). Essa identidade é válida para qualquer valor de x, obedecendo a lei que rege o domínio de cada função.
Por exemplo:

f(x) = sen²(x)

g(x) = 1 – cos²(x)

f(x) = g(x)

sen²(x) = 1 – cos²(x) → identidade trigonométrica

A igualdade (identidade) acima é válida para qualquer x real, logo configura uma identidade trigonométrica.

Nosso objetivo com as identidades trigonométricas é provar que são verdadeiras. E elas não virão tão simples quanto o exemplo acima. Para provar uma identidade trigonométrica podemos usar um dos dois artifícios abaixo.

Vamos provar a identidade (1 + cotg²(x))(1 – cos²(x)) = 1

1º artifício:

Escolhemos o membro mais complexo da equação e o simplificamos até chegarmos ao outro membro.
No exemplo acima o membro mais complexo é (1 + cotg²(x))(1 – cos²(x)). Portanto, vamos simplificá-lo até encontrarmos 1, que é o segundo membro.

(1 + cotg²(x))(1 – cos²(x)) = 1

1 + cos²(x)
sen²(x)
(1 – cos²(x)) = 1
sen²(x) + cos²(x)
sen²(x)
sen²(x) = 1

Sabemos da relação fundamental I que sen²(x) + cos²(x) = 1.

1
sen²(x)
sen²(x) = 1

1 = 1 → demonstrada a identidade

Nota:

A expressão (1 + cotg²(x))(1 – cos²(x)) pode ser escrita da forma (1 + cotg² x)(1 – cos² x), facilitando o visual.

2º artifício:

Vamos provar a identidade

tg x
1 + tg² x
=
sen x
sec x

Vamos inicialmente, atribuir cada membro a identidade a uma função.

f(x) =
tg x
1 + tg² x
g(x) =
sen x
sec x

Agora escolhemos a função mais simples e a simplificamos.

sen x
sec x
=
sen x
1
cos x
sen x
1
cos x
= sen x • cos x

Atribuimos a simplificação à função h(x).

h(x) = sen x • cos x

Agora devemos manipular a função f(x) de modo a chegar em h(x).

f(x) =
tg x
1 + tg² x
tg x
1 + tg² x
=
sen x
cos x
1 + sen² x
cos² x
sen x
cos x
1 + sen² x
cos² x
=
sen x
cos x
cos² x + sen² x
cos² x
sen x
cos x
cos² x
cos² x + sen² x

Já sabemos que cos² x + sen² x = 1.

Ficamos com sen x • cos x, que foi a expressão atribuída a h(x). Logo, f(x) = h(x), assim como g(x) = h(x). Finalmente, tem-se que f(x) = g(x), provando a identidade.

Exemplo 1

Demonstre a identidade trigonométrica tg²x + cos²x = sec²x – sen²x.


tg²x + cos²x = sec²x – sen²x

Como ambos os membros parecem complexos a primeira vista, vamos efetuar algumas manipulações com o objetivo de facilitar a resolução.

cos²x + sen²x = sec²x – tg²x

Agora fica fácil perceber que o membro da esquerda é mais simples, já que cos²x + sen²x = 1.

1 = sec²x – tg²x

1 =
1
cos²x
sen²x
cos²x
1 =
1 – sen²x
cos²x

1 – sen²x = cos²x

1 =
cos²x
cos²x

1 = 1

Identidade provada.

Exemplo 2

Expresse 1 – 2sen²x + sen²xcos²x + sen4x em função de cosx.


1 – 2sen²x + sen²xcos²x + sen4x
1 + sen²xcos²x – 2sen²x + sen4x
1 + sen²x(cos²x – 2 + sen²x)
1 + sen²x(cos²x + sen²x – 2)

sabemos que, cos²x + sen²x = 1, então:

1 + sen²x(1 – 2)
1 + sen²x(-1)
1 – sen²x
cos²x

Exemplo 3

Mostre que (senx + tgx)(cosx + cotgx) = (1 + senx)(1 + cosx).


(senx + tgx)(cosx + cotgx) = (1 + senx)(1 + cosx)

Vamos expandir o segundo membro.

(senx + tgx)(cosx + cotgx) = 1 + cosx + senx + senxcosx

Vamos expandir o primeiro membro para que fique igual ao segundo.

(senx + tgx)(cosx + cotgx)
senxcosx + sexcotgx + tgxcosx + tgxcotgx

senxcosx + senxcosx/senx + senx/cosxcosx + senx/cosxcosx/senx

Simplificando, temos:

senxcosx + cosx + senx + 1

Operando identidades

Até o momento calculamos as funções circulares de ângulos imediatos como 30º, 45º, 60º e 90º. Contudo, através destes ângulos podemos encontrar as funções circulares da soma de dois arcos, da diferença de dois arcos ou, ainda do dobro (ou triplo) de um arco dado.

sen(a + b) = sen a . cos b + sen b . cos a
cos(a + b) = cos a . cos b – sen a . sen b
tg(a + b) = tg a + tg b
1 – tg a . tg b

Exemplo 1

Calcule o seno, cosseno e tangente do ângulo de 75º.


sen 75º = sen(30º + 45º) = sen 30º . cos 45º + sen 45º . cos 30º

sen(30º + 45º) = 1 √2 + √2 √3
2 2 2 2
sen(30º + 45º) = √2 + √6
4 4
sen(75°) = √2 + √6
4

cos 75º = cos(30º + 45º) = cos 30º . cos 45º – sen 30º . sen 45º

cos(30º + 45º) = √3 √2 1 √2
2 2 2 2
cos(30º + 45º) = √6 √2
4 4
cos(75°) = √6 – √2
4

tg(30° + 45°) = tg 30º + tg 45°
1 – tg 30° . tg 45°
tg(30° + 45°) = √3 / 3 + 1
1 – √3 / 3 . 1
tg(30° + 45°) = √3 / 3 + 1
1 – √3 / 3
tg(30° + 45°) = 3 + √3
3 – √3
sen(a – b) = sen a . cos b – sen b . cos a
cos(a – b) = cos a . cos b + sen a . sen b
tg(a – b) = tg a – tg b
1 + tg a . tg b

Fórmulas da multiplicação

Dadas as funções circulares de um arco a, é possível, mediante a aplicação das fórmulas de adição de dois arcos, encontrarmos as funções circulares dos arcos 2a, 3a, …, chamados, respectivamente, de arco duplo, arco triplo, …
Fazendo b = a, teremos (a + b) = (a + a) = 2a.

Daí:

sen(2a) = 2sen a . cos a
cos(2a) = cos²a – sen²a
tg(2a) = 2tg a
1 – tg²a

Exemplo 1

Sendo cos a = 2/5, com 0 < a < π/2, determine sen 2a e cos 2a.


Exemplo 2

Demonstre que tg x • sen 2x = 2sen²x.


Exemplo 3

Demonstre que 1 + tg a • tg 2a = sec 2a


Matemática financeira

O que você vai estudar:
  1. Razão e Proporção
  2. Série de razões iguais
  3. Grandezas proporcionais
  4. Divisão proporcional – Regra de sociedade
  5. Regra de três
  6. Percentagem
  7. Operações sobre mercadorias
    • Vendas com lucro
    • Vendas com prejuízo
    • Acréscimos e abatimentos sucessivos
    • Moeda
    • Inflação
  8. Juros simples
    • Taxas proporcionais
    • Taxas equivalentes
    • Juros simples exatos
    • Juros simples comercial
  9. Juros compostos
    • Taxas equivalentes
    • Taxa nominal e taxa efetiva
    • Convenção exponencial e linear
    • Taxa real e taxa aparente

Razão e Proporção

O conceito de razão e proporção é de grande importância não só na matemática como também no nosso dia a dia. Podemos encontrar esse conceito ao ampliar uma imagem, ao assistir um a filme de terror em que um inseto possui tamanho gigante, totalmente fora da realidade; entre outros casos.

Razão

A razão nada mais é do que a divisão entre dois números, ou seja, a razão do número a para o número b (diferente de zero) é o quociente de a por b. Além disso, a razão serve para comparar duas grandezas.
Indicamos:

a
b
ou a : b

(lê-se: a para b)

Os números a e b são os termos da razão; a recebe o nome de antecedente (numerador) e b, consequente (denominador) da razão.

Exemplo 1

Na fila de um guichê de venda de ingressos em um estádio de futebol, havia 48 torcedores, sendo 20 palmeirenses e 28 corintianos. Qual a razão entre o número de palmeirenses e o número de corintianos? Explique.


20
28
=
5
7

Isso significa que para cada 5 palmeirenses havia 7 corintianos.

Exemplo 2

Um automóvel percorre 160 km em 2 horas. Qual a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto em percorrê-la?


160 km
2 h
= 80 km/h

Podemos dizer que esse automóvel faz em média 80 km em 1 hora.

Proporção

A igualdade entre duas razões recebe o nome de proporção. Aprendemos que a : b e c : d são razões; então, se igualarmos essas duas razões teremos uma proporção.

a
b
=
c
d

(Lê-se: a está para b, assim como c está para d)
Os números a e d são chamados extremos, e os números b e c são chamados meios.
Na proporção anterior, se realizarmos a multiplicação cruzada, teremos:

ad = bc

O que nos permite dizer que:

Em toda proporção, o produto dos meios é igual ao produto dos extremos.

Exemplo 1

Na bula de um remédio pediátrico recomenda-se a seguinte dosagem: 5 gotas para cada 2 k do “peso” da criança. Qual a dosagem correta para uma criança com 12 kg?


5 gotas
2 kg
=
x
12 kg

2x = 5 • 12
2x = 60
x = 30 gotas

Exemplo 2

Num concurso público, constatou-se que a razão entre o número de homens e o de mulheres era 3/5. Se o total de inscritos era 1600 pessoas, determine:

a) o número de mulheres que fizeram o concurso.
b) a razão entre o número de aprovados e o número total de inscritos, sabendo que 5/12 dos homens foram aprovados e 17/25 das mulheres não conseguiram aprovação.


Vamos determinar, inicialmente, que x representará o número de homens e y o de mulheres.

a)

3
5
=
x
y

Logo, 3y = 5x

x =
3y
5

x + y representa o total de inscritos.

x + y = 1600

3y
5
+ y = 1600
3y + 5y
5
= 1600

y = 1000. Logo, 1000 mulheres fizeram o concurso.

b)

O total de inscritos foi de 1600. Logo, 1000 + x = 1600 ⇒ 600 homens fizeram o concurso.
O problema informou que 5/12 dos homens foram aprovados.

5
12
600 = 250 aprovados

O problema informou também que 17/25 das mulheres foram reprovadas.

17
25
1000 = 680 reprovadas

1000 – 680(reprovadas) = 320 (aprovadas)

Visto que o problema pede a razão entre o número de aprovados e o número total de inscritos, temos:

250 (homens) + 320 (mulheres)
1600
=
570
1600

A resposta é:

57
160

Transformações

Vamos realizar algumas manipulações nos termos de uma proporção com a finalidade de descobrir algo novo. Tomemos, como exemplo, a proporção abaixo.

3
4
=
15
20

Realizando a multiplicação cruzada, temos: 3 • 20 = 4 • 15 → 60 = 60.
Ao fazer as manipulações com os termos da proporção, tome cuidado para que a igualdade dos produtos dos extremos e dos meios seja mantida.

• Alternando os extremos:

20
4
=
15
3
⇒ 20 • 3 = 4 • 15

• Alternando os meios:

3
15
=
4
20
⇒ 3 • 20 = 15 • 4

• Invertendo os termos:

4
3
=
20
15
⇒ 4 • 15 = 3 • 20

• Transpondo as razões:

15
20
=
3
4
⇒ 15 • 4 = 20 • 3

Série de razões iguais

Veja as razões abaixo:

8
2
,
12
3
,
20
5
,
28
7

Vemos que todas são iguais a 4. Portanto, podemos escrever:

8
2
=
12
3
=
20
5
=
28
7

Essa expressão recebe o nome de série de razões iguais ou proporção múltipla.
De forma geral, ficaria:

a
b
=
c
d
= =
m
n

Sendo k o valor das razões acima, temos:

a
b
= k,
c
d
= k, … ,
m
n
= k

Perceba que a = bk, c = dk, … ,m = nk
Somando membro a membro essas igualdades, temos:
a + c + … + m = bk + ck + … + nk
Colocando k em evidência, temos:
a + c + … + m = k(b + c + … + n)
portanto:

a + c + … + m
b + c + … + n
= k

Desta forma, podemos escrever:

a + c + … + m
b + c + … + n
=
a
b
= … =
m
n

E finalmente:

Em uma série de razões iguais, a soma dos antecedentes está para a soma dos consequentes, assim como qualquer antecedente está para o seu respectivo consequente.

Exemplo 1

Calcule x, y e z, sabendo que

x
9
=
y
11
=
z
15

e x + y + z = 420.


Vimos que

a + c + … + m
b + c + … + n
=
a
b
= … =
m
n

Então:

x + y + z
9 + 11 + 15
=
x
9
=
y
11
=
z
15

Portanto temos:

420
35
=
x
9
=
y
11
=
z
15

Encontrando o valor de x:

420
35
=
x
9

35 • x = 420 • 9
35 • x = 3780
x = 108
Encontrando o valor de y:

420
35
=
y
11

35 • y = 420 • 11
35 • y = 4620
x = 132
Encontrando o valor de z:

420
35
=
z
15

35 • z = 420 • 15
35 • z = 6300
z = 180

Exemplo 2

Determine dois números, sabendo que sua soma é 60 e que a razão entre eles é 2/3.


Vamos chamar os dois números desconhecidos de x e y.

Dados:

x + y = 60

A razão entre eles é 2/3

x
y
=
2
3

Vamos alternar os meios dessa proporção, ficando assim:

x
2
=
y
3

Agora podemos aplicar a propriedade:

x + y
2 + 3
=
x
2
=
y
3

Encontrando o valor de x:

60
5
=
x
2

5 • x = 60 • 2
5 • x = 120
x = 24

Encontrando o valor de y:

60
5
=
y
3

5 • y = 60 • 3
5 • y = 180
y = 36

Grandezas proporcionais

Grandezas diretamente proporcionais

Para entendermos o conceito de grandezas diretamente proporcionais vamos ver um exemplo:

Numa rodovia, um carro mantém uma velocidade constante de 90 km/h. Veja a tabela que relaciona o tempo t(em horas) e a distância d(em quilômetros):

Tempo (h) Distância (km)
0,5 45
1 90
1,5 135
2 180
3 270
4 360

Examinando a tabela, vemos que a grandeza distância depende da grandeza tempo, já que aumentando uma, a outra também aumenta.

0,5
45
=
1
90
=
1,5
135
= … =
1
90

Vamos montar as proporções usando a tabela.

Chamando de d a grandeza distância e de t a grandeza tempo, temos:

t
d
=
1
90
d = 90t

Dizemos, neste caso, que as sequências de números (1/2, 1, 3/2, 2, 3, 4) e (45, 90, 135, 180, 270, 360) são diretamente proporcionais ou, então, que as grandezas d e t são diretamente proporcionais e 1/90 é a razão ou coeficiente de proporcionalidade.

Duas grandezas são diretamente proporcionais quando os valores correspondentes às variáveis são expressos por uma função do tipo: y = kx, onde k é um número real constante, diferente de zero.

Portanto, as sequências de números reais e não-nulos (a1, a2, …, an) e (b1, b2, …, bn) são diretamente proporcionais se, e somente se:

a1
b1
=
a2
b2
= … =
an
bn
= k (cte)
Observação

Dadas duas sequências de números proporcionais, multiplicando-se todos dos elementos de uma das sequências por um número qualquer diferente de zero, a nova sequência continua sendo proporcional à outra.

Consideremos as sequências de números (2, 4, 12) e (3, 6, 18).
Temos:

2
3
=
4
6
=
12
18

Logo, essas sequências de números são diretamente proporcionais. Multiplicando por 5 os elementos da primeira sequência (5 • 2, 5 • 4 , 5 • 12 ) = (10, 20, 60).

10
3
=
20
6
=
60
18

Ainda assim as sequências continuam sendo proporcionais.

Grandezas inversamente proporcionais

Para entendermos o conceito de grandezas inversamente proporcionais vamos ver um exemplo:

Uma distância de 1.200 km pode ser percorrida por um avião, a uma velocidade de 100 km/h, em 12 horas; a uma velocidade de 200 km/h, em 6 horas; e a uma velocidade de 300 km/h, em 4 horas. Podemos, então, escrever a tabela:

Tempo (h) Velocidade (km/h)
12 100
6 200
4 300
3 400

Veja que a grandeza tempo depende da grandeza velocidade, já que aumentando a velocidade o tempo diminui, ou seja, quanto mais rápido se percorre uma certa distância, menos tempo se gasta. Com base na tabela, vamos montar as proporções abaixo.

12
1
100
=
6
1
200
=
4
1
300
=
3
1
400

As proporções acima são iguais a 1.200.

Podemos dizer que a sequência de números (12, 6, 4, 3) é diretamente proporcional a (1/100, 1/200, 1/300, 1/400). 1.200 é o fator ou coeficiente de proporcionalidade.
Chamando de x a grandeza velocidade e de y a grandeza tempo, temos:

yx = 1200 ou y = 1200(1/x)

Duas grandezas variáveis são inversamente proporcionais se os valores correspondentes x e y são expressos por uma função do tipo:

y = k
1
x

Onde k é um número real constante, diferente de zero.

Portanto, duas sequências de números reais e não-nulos (a1, a2, …, an) e (b1, b2, …, bn) são inversamente proporcionais se, e somente se:

a1 • b1 = a2 • b2 = … = an • bn = k ou

a1
1
b1
=
a2
1
b2
= .. =
an
1
bn
= k

Divisão proporcional – Regra de sociedade

A Regra de Sociedade é uma das aplicações da divisão proporcional, então vamos aprender inicialmentes como dividir um número em partes diretamente e inversamente proporcionais.

Divisão proporcional

Um barbante com 200 cm de comprimento foi dividido em três partes com comprimentos diretamente proporcionais aos números 3, 5 e 2. Qual o comprimento de cada pedaço?
Chamando de x, y e z , respectivamente, cada uma das partes, devemos verificar que:

x
2
=
y
3
=
z
5

Além disso, como x, y e z são partes em que dividimos o comprimento 200 cm, devemos ter: x + y + z = 200.
Como a proporção acima é uma série de razões iguais, podemos escrever:

x
2
=
y
3
=
z
5
=
x + y + z
2 + 3 + 5

x
2
=
y
3
=
z
5
=
200
10

Logo, x = 40, y = 60 e z = 100.

Dividir um número em partes proporcionais a vários outros números dados é decompô-lo em parcelas/partes proporcionais a esses números.

Divisão em partes inversamente proporcionais

Dividir um número em partes inversamente proporcionais significa dividir o número dado em partes diretamente proporcionais aos inversos destes números. Por exemplo:
Divida o número 210 em partes inversamente proporcionais a 3, 5 e 6. Isto quer dizer que devemos dividir o número 210 proporcionalmente aos inversos dos números 3, 5 e 6; que são 1/3, 1/5 e 1/6.

x
1
3
=
y
1
5
=
z
1
6
=
x + y + z
21
30

x
1
3
=
210
21
30

3x =
210 • 30
21

3x = 300 ⇒ x = 100

y
1
5
=
210
21
30

5y =
210 • 30
21

5y = 300 ⇒ y = 60

z
1
6
=
210
21
30

6z =
210 • 30
21

6z = 300 ⇒ z = 50

Lembre-se que somando as partes (100 + 60 + 50 = 210) deveremos chegar no valor original que dividimos.

Regra de sociedade

A regra de sociedade é uma extensão da divisão proporcional. Tem por objetivo a divisão dos lucros ou prejuízos entre os sócios que formam uma sociedade, por ocasião do Balanço geral exigido anualmente por lei ou quando da saída ou admissão de um sócio. Por convenção, o lucro ou o prejuízo é dividido pelos sócios proporcionalmente aos capitais que investiram, levando-se em conta as condições estipuladas no contrato social.

Vamos considerar dois casos:

Primeiro: Os capitais são iguais e empregados durante o mesmo tempo.

A fim de obtermos a parte de cada sócio, dividimos o lucro ou o prejuízo pelo número deles.
Exemplo: Uma empresa A obteve um lucro de R$332.500,00. Sabendo que os capitais empregados pelos três sócios eram iguais, vamos determinar a parte de cada um nos lucros.

332.700
3
= 110.900

Logo, cada sócio terá um parte de R$110.900,00 nos lucros.

Segundo: Os capitais são desiguais e empregados durante o mesmo tempo.

Neste caso dividimos o lucro ou o prejuízo em partes diretamente proporcionais aos capitais investidos por cada sócio.
Exemplo: Três sócios empregaram, respectivamente, os capitais de R$18.000,00, R$22.500,00 e R$27.000,00 e obtiveram um lucro líquido de R$27.000,00. Qual será a parte de cada um?
Veja que basta dividirmos o lucro de R$27.000,00 em partes diretamente proporcionais aos capitais investidos.

x
18.10³
=
y
225.10²
=
z
27.10³
=
27.10³
675.10²

x
18.10³
=
y
225.10²
=
z
27.10³
=
2
5

x =
18.10³ • 2
5
= 7.200

y =
225.10² • 2
5
= 9.000

z =
27.10³ • 2
5
= 10.800

Note que o sócio que mais investiu receberá uma parcela maior no lucro.

Regra de três

Regra de três é um assunto bastante cobrado em vestibulares, concursos públicos e outros exames. Mas, o que é regra de três?
Chamamos de regra de três os problemas nos quais são dadas uma grandeza que é direta ou inversamente proporcional a uma ou mais grandezas.
Vamos estudar dois tipos: a regra de três simples, que trabalha com apenas duas grandezas, e a composta, que envolve mais de duas grandezas.

Regra de três simples

Na regra de três simples são dados dois valores de uma grandeza A e apenas um valor da grandeza B. O segundo valor da grandeza B é o que deveremos descobrir.

Exemplo 1

Márcia comprou 6 m de tecido por R$15,00. Quanto gastaria se tivesse comprado 8 m?


Inicialmente, vamos dispor os dados do problema numa tabela.

Comprimento (m) Preço (R$)
6 15
8 x

Conforme a definição acima, o problema nos deu dois dados da grandeza comprimento e apenas um da grandeza preço.
Agora vamos analisar estas duas grandezas. O que acontece com a grandeza preço quando variamos a grandeza comprimento? Note que aumentando a quantidade de metros de tecido aumentamos o preço a ser pago. Logo, as grandezas comprimento e preço são diretamente proporcionais.

 
6
8
=
15
x

Preste atenção no sentido das setas. As duas grandezas apresentam as setas apontando no mesmo sentido, isso indica que são diretamente proporcionais. Agora é só realizar a multiplicação cruzada.

6x = 8 • 15
6x = 120
x = 20

Logo, o preço procurado é R$20,00.

Exemplo 2

Se 6 operários fazem certa obra em 10 dias, em quantos dias 20 operários fariam a mesma obra?


Vamos dispor os dados do problema numa tabela.

Operários Dias
6 10
20 x

A segunda informação da grandeza dias é o que estamos procurando. Então, o que acontecerá com a grandeza dias quando aumentamos o número de operários? Note que, quanto mais operários forem contratados mais rápido a obra será finalizada. Portanto, quando aumenta o número de operários o número de dias diminui. Logo, as grandezas Operários e Dias são inversamente proporcionais.

 
20
6
=
10
x

Note que o antecedente e o consequente da grandeza operários foram invertidos. Observe também o sentido das setas. Agora é só realizar a multiplicação cruzada.

20x = 6 • 10
20x = 60
x = 3

Finalmente, serão gastos 3 dias para finalizar a obra empregando-se 20 operários.

Observação:

Convém observar que, nos problemas de regra de três e outros no decorrer do livro, geralmente são consideradas condições iguais. Neste problema, por exemplo, supõe-se que os operários produzam igualmente e que as condições de trabalho também sejam iguais.

Regra de três composta

Se na regra de três simples são dadas duas grandezas, na regra de três composta o número de grandezas é superior a isso. Nesta modalidade, de cada grandeza são dados dois valores, com exceção de uma delas, da qual é dado apenas um valor, relacionado com um dos valores de cada uma das outras grandezas.

Exemplo 1

Se para imprimir 87.500 exemplares 5 rotativas gastam 56 minutos, em que tempo 7 rotativas, iguais às primeiras, imprimirão 350.000 desses exemplares?


Vamos dispor os dados do problema na tabela abaixo.

Exemplares Rotativas Tempo (min)
87.500 5 56
350.000 7 x

Note que da grandeza exemplares e rotativas foi dado dois valores, porém da grandeza tempo foi dado apenas um valor. O outro deveremos encontrar. Então, vamos relacionar as grandezas.

87.500
350.000
5
7
 
56
x

Perceba que, quando aumentamos a quantidade de exemplares a serem impressos aumenta também o tempo para imprimí-los. Desta forma, as grandezas exemplares e tempo são diretamente proporcionais, veja o sentido das setas. Por outro lado, quando aumentamos o número de rotativas o tempo diminui. Logo, as grandezas rotativas e tempo são inversamente proporcionais.

56
x
=
87.500 • 7
350.000 • 5

x = 160 min ou 2h40min

Exemplo 2

Quinze operários, trabalhando 9 h por dia, construíram 36 m de muro em 16 dias. Em quanto tempo 18 operários farão 60 m do mesmo muro, trabalhando 8 h por dia?


Novamente, vamos dispor os dados do problema numa tabela.

Operários Jornada Muro (m) Dias
15 9 36 16
18 8 60 x

Nesta problema temos quatro grandezas relacionadas. Vamos relacionar cada uma delas com a grandeza dias.

15
18
9
8
36
60
16
x

Quando aumentamos a quantidade de operários diminuimos o número de dias. Portanto, as grandezas operários e dias são inversamente proporcionais. O mesmo acontece quando diminuimos a jornada de trabalho. Diminuindo a jornada de trabalho o número de dias aumenta. Por outro lado, quando aumentamos a quantidade de metros de muro aumentamos também o número de dias.Logo, as grandezas metros de muro e dias são diretamente proporcionais.

Calculando o valor de x, vem:

16
x
=
18 • 8 • 36
15 • 9 • 60

x = 25 dias.

Percentagem

Todos os dias vemos nos meios de comunicação o uso da palavra Porcentagem, Percentagem ou Percentual. Elas aparecem relacionadas a anúncios do tipo:

“Só hoje! Shampoos e condicionadores com 20% de desconto!”
“Calcula-se que 23% da população sofreu com os prejuízos causados pela chuva.”
“Estima-se que o comércio eletrônico crescerá 17% no próximo ano.”

Todas estas expressões envolvem uma razão especial chamada percentagem.
Já sabemos de estudos anteriores que razão é a divisão entre dois números.

a
b
ou a : b

Quando a razão é representada com o consequente 100 ela é chamada razão centesimal.

Taxa percentual

Dos 35 candidatos que prestaram o concurso, 28 foram aprovados. Qual a taxa percentual de aprovados?

A razão entre o número de aprovados e o total de candidatos é:

28
35

Vimos acima que para ser uma razão centesimal é necessário que o consequente (denominador da fração) seja igual a 100. Portanto,

28
35
=
x
100

Efetuando a multiplicação cruzada temos:

x =
28 • 100
35
= 80

Portanto,

28
35
=
80
100
= 80%

80% é lido como oitenta por cento. Esse numeral (80%) é denominado taxa percentual ou centesimal.
Na razão 28/35, o número 28 representa a parte(s), ou quantidade tomada do todo; o número 35 representa o todo ou em quantas partes o todo foi dividido no caso de uma fração. Por exemplo: 1/3 representa uma parte de um todo que foi dividido em três.

Exemplo 1

Um vendedor tem 3% de comissão nos negócios que faz. Qual a sua comissão numa venda de R$ 3.600,00?


Primeira resolução:

3% de 3.600 é o mesmo que

3
100
3.600 = 108

Logo, a sua comissão numa venda de R$ 3.600,00 é de R$ 108,00.

Segunda resolução

3
100
=
x
3600

Na razão 3/100 o numeral 100 representa o todo e o numeral 3 a parte. O valor da venda realizada foi de 3.600 que também representa o todo. A parte dessa venda que cabe ao vendedor será a comissão que representamos por x.

x =
3 • 3.600
100
= 108

Logo, a comissão procurada vale R$ 108,00.

Exemplo 2

Uma cidade possui duas emissoras de rádio. Uma pesquisa, realizada com toda a população, apresentou o seguinte resultado: 20% da população ouve a emissora A, 24% ouve a emissora B, e 6% ouve as duas emissoras. Sabendo que a cidade tem 19.000 ouvintes, calcule o número de habitantes.


Veja como ficam representados os dados num diagrama de Venn.

Diagrama de Venn representando o ercentual de habitantes de uma cidade que assistem as emissoras de rádio A e B.

O círculo A representa a emissora de rádio A com 20% (14 + 6) dos ouvintes, já a emissora B possui 24% (18 + 6) dos ouvintes. Note que somando todos os dados (14% + 6% + 18% = 38%) não atingimos a totalidade que é de 100%. O problema informou também que 19.000 habitantes da cidade são ouvintes, daí concluimos que existem pessoas que não ouvem nenhuma das duas emissoras de rádio. Vamos usar as proporções para solucionar este problema.

38
100
=
19.000
x

38% dos habitantes da cidade são ouvintes de rádio. Se nos foi dado que 19.000 são ouvintes, então:

x =
19.000 • 100
38
= 50.000

Portanto, a cidade possui 50.000 habitantes. E 62%, representado pelo x% no diagrama de Venn, não ouvem nenhuma das duas emissoras de rádio.