Números & Álgebra

Números Inteiros, Racionais, Proporcionalidade, Potências e Raízes

6º ano · 7º ano · 8º ano · 9º ano

  • ✓Compreender e operar com números inteiros e racionais em diferentes contextos, incluindo a reta numérica.
  • ✓Resolver problemas envolvendo proporcionalidade direta e inversa, utilizando a regra de três e identificando a constante de proporcionalidade.
  • ✓Calcular e aplicar porcentagens em situações de aumento, desconto e juros simples.
  • ✓Aplicar as propriedades da potenciação e radiciação para simplificar cálculos e resolver expressões numéricas.
  • ✓Resolver expressões numéricas que combinam operações com números inteiros, racionais, potências e raízes, seguindo a ordem correta das operações.

Key concepts

Números Inteiros (Z)

O conjunto dos números inteiros (Z) é formado pelos números naturais (positivos), seus opostos (negativos) e o zero. Z = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ...}. Eles são utilizados para representar situações como temperaturas abaixo de zero, saldos bancários, altitudes e profundidades. As operações de adição, subtração, multiplicação e divisão seguem regras específicas para os sinais.

Números Racionais (Q)

O conjunto dos números racionais (Q) é formado por todos os números que podem ser escritos na forma de fração a/b, onde 'a' é um número inteiro e 'b' é um número inteiro diferente de zero. Inclui os números inteiros, frações, decimais exatos e dízimas periódicas. As operações com números racionais (adição, subtração, multiplicação e divisão) seguem as regras das frações e decimais.

Q = {a/b | a ∈ Z, b ∈ Z, b ≠ 0}
Proporcionalidade Direta

Duas grandezas são diretamente proporcionais quando a razão entre elas é constante. Isso significa que, se uma grandeza aumenta (ou diminui) por um certo fator, a outra grandeza aumenta (ou diminui) pelo mesmo fator. A relação pode ser expressa por uma função linear.

y = kx (onde k é a constante de proporcionalidade)
Proporcionalidade Inversa

Duas grandezas são inversamente proporcionais quando o produto entre elas é constante. Isso significa que, se uma grandeza aumenta por um certo fator, a outra grandeza diminui pelo mesmo fator. A relação pode ser expressa por uma função hiperbólica.

xy = k (onde k é a constante de proporcionalidade)
Porcentagem

Porcentagem é uma forma de expressar uma parte de um todo em relação a 100. É uma razão com denominador 100 e é representada pelo símbolo %. É amplamente utilizada para calcular aumentos, descontos, taxas e proporções em diversos contextos.

P% = P/100
Potenciação

Potenciação é uma operação matemática que representa a multiplicação de um número (base) por ele mesmo um determinado número de vezes (expoente). Por exemplo, aⁿ significa 'a' multiplicado por 'a' 'n' vezes. Possui propriedades que simplificam os cálculos, como a multiplicação de potências de mesma base (soma dos expoentes) e a potência de uma potência (multiplicação dos expoentes).

aⁿ = a × a × ... × a (n vezes)
Radiciação

Radiciação é a operação inversa da potenciação. Envolve encontrar a base de uma potência quando se conhece o resultado e o expoente. O símbolo √ é usado para representar a raiz. Por exemplo, √ⁿa = b significa que bⁿ = a. A raiz quadrada (n=2) e a raiz cúbica (n=3) são as mais comuns.

√ⁿa = b se bⁿ = a

Key facts to remember

  • 1O conjunto dos números inteiros (Z) inclui números positivos, negativos e o zero.
  • 2O conjunto dos números racionais (Q) abrange inteiros, frações, decimais exatos e dízimas periódicas.
  • 3Na multiplicação e divisão de números inteiros, sinais iguais resultam em positivo, e sinais diferentes resultam em negativo.
  • 4A ordem das operações é: Parênteses, Potências e Raízes, Multiplicação e Divisão (da esquerda para a direita), Adição e Subtração (da esquerda para a direita).
  • 5Em proporcionalidade direta, a razão entre as grandezas é constante (y/x = k). Em proporcionalidade inversa, o produto entre elas é constante (x × y = k).
  • 6Porcentagem é uma razão de um número para 100 (P% = P/100).
  • 7As propriedades da potenciação (ex: aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ, (aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ) são essenciais para simplificar cálculos.
  • 8A radiciação é a operação inversa da potenciação.

Worked examples

Example 1

Calcule o valor da expressão numérica: (-8) + 4 × (-3) - (15 ÷ 3) + 0,5.

IPrimeiro, resolvemos as multiplicações e divisões, seguindo a ordem da esquerda para a direita:
II4 × (-3) = -12
III15 ÷ 3 = 5
IVSubstituímos os resultados na expressão:
V(-8) + (-12) - 5 + 0,5
VIAgora, realizamos as adições e subtrações, seguindo a ordem da esquerda para a direita:
VII-8 - 12 - 5 + 0,5
VIII-20 - 5 + 0,5
9-25 + 0,5
10-24,5

Answer

-24,5

Lembre-se da ordem das operações: Parênteses, Potências/Raízes, Multiplicação/Divisão, Adição/Subtração.

Example 2

Um aparelho eletrônico custa R$ 1.200,00. Ele sofreu um aumento de 10% e, em seguida, um desconto de 5% sobre o novo preço. Qual o preço final do aparelho?

I1. Calcular o aumento de 10% sobre R$ 1.200,00:
IIAumento = 10% de R1.200,00=(10/100)×1.200=0,10×1.200=R 1.200,00 = (10/100) × 1.200 = 0,10 × 1.200 = R 120,00
III2. Calcular o preço após o aumento:
IVPreço com aumento = R1.200,00+R 1.200,00 + R 120,00 = R$ 1.320,00
V3. Calcular o desconto de 5% sobre o novo preço (R$ 1.320,00):
VIDesconto = 5% de R1.320,00=(5/100)×1.320=0,05×1.320=R 1.320,00 = (5/100) × 1.320 = 0,05 × 1.320 = R 66,00
VII4. Calcular o preço final após o desconto:
VIIIPreço final = R1.320,00−R 1.320,00 - R 66,00 = R$ 1.254,00

Answer

R$ 1.254,00

Atenção para aplicar o desconto sobre o valor já atualizado pelo aumento.

Example 3

Calcule o valor da expressão: (3⁴ × 3⁻²) / √81 + (2³)³ - (1/3)⁻².

I1. Simplificar a parte da potenciação no numerador da primeira fração:
II3⁴ × 3⁻² = 3^(4-2) = 3² = 9
III2. Calcular a raiz quadrada:
IV√81 = 9
V3. Calcular a potência de uma potência:
VI(2³)³ = 2^(3×3) = 2⁹ = 512
VII4. Calcular a potência com expoente negativo:
VIII(1/3)⁻² = (3/1)² = 3² = 9
95. Substituir os valores na expressão e resolver:
10(9) / 9 + 512 - 9
111 + 512 - 9
12513 - 9
13504

Answer

504

Lembre-se das propriedades das potências: aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ e (aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ. Para expoentes negativos, (a/b)⁻ⁿ = (b/a)ⁿ.

Common mistakes

  • ✗Errar o sinal em operações com números inteiros, especialmente na subtração e multiplicação/divisão.
  • ✗Confundir proporcionalidade direta com inversa, aplicando a regra de três de forma incorreta.
  • ✗Calcular aumentos ou descontos percentuais sucessivos sobre o valor original, em vez de sobre o valor atualizado.
  • ✗Aplicar propriedades de potências de forma errada, como (a+b)² = a² + b² (o correto é (a+b)² = a² + 2ab + b²).
  • ✗Não seguir a ordem correta das operações em expressões numéricas complexas, resultando em um valor incorreto.

Exam tips

  • ★Leia o problema com atenção para identificar as grandezas envolvidas e o tipo de relação (direta ou inversa) entre elas.
  • ★Organize seus cálculos passo a passo, especialmente em expressões numéricas, para facilitar a revisão e evitar erros.
  • ★Verifique cuidadosamente os sinais em todas as operações com números inteiros e racionais.
  • ★Ao resolver problemas de porcentagem, converta a porcentagem para decimal ou fração antes de realizar os cálculos.
  • ★Pratique a aplicação das propriedades de potências e raízes para agilizar a resolução e simplificar expressões.

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