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9º ano · Matemática
Proporcionalidade · Proporcionalidade

Razões e proporções

Antes de começar, convém dominares: Frações. Frações equivalentes. (8º ano do Ensino Fundamental (Anos Finais))

Uma tela «16:9», um mapa «1 : 300.000», uma receita com «2 de farinha por cada 1 de água»… Tudo isso são razões: maneiras de comparar duas quantidades dividindo. São a base da proporcionalidade, que você encontra por todo lado: preços, receitas, plantas, velocidades. Quando chegar ao fim, você vai conseguir dizer se uma tela de 53 cm por 30 cm é mesmo «16:9».

Razão entre duas quantidades

Numa turma com 12 meninas e 18 meninos, a razão entre o número de meninas e o de meninos é $\frac{12}{18} = \frac{2}{3}$: para cada 2 meninas há 3 meninos.

Diagrama de grupos de meninas e meninos que ilustra a razão de doze para dezoito, simplificada para dois para três. … ×6 12 meninas18 meninos razão 12 : 18 = 2 : 3

Quando as quantidades têm unidades, a razão também as tem: $3\ \text{kg}$ de cerejas por R$ 52,50 dão $\frac{\text{R\$}\,52{,}50}{3\ \text{kg}} = \text{R\$}\,17{,}50/\text{kg}$. A unidade faz parte da interpretação.

Velocidade e conversão de unidades

Uma razão entre grandezas de espécies diferentes, como a velocidade, depende das unidades. Para passar de m/s para km/h, multiplique por $3{,}6$ (porque $1\ \text{m/s} = \frac{0{,}001\ \text{km}}{\frac{1}{3600}\ \text{h}} = 3{,}6\ \text{km/h}$). Para o caminho inverso, divida por $3{,}6$.

Escalas

Uma escala é a razão entre uma medida no desenho e a medida real. A escala $1 : 300.000$ significa que 1 cm no mapa corresponde a $300.000$ cm = 3 km na realidade.

Mapa em escala que mostra a correspondência entre uma distância no papel e a distância real. 1 cm mapa 1 : 300.000 1 cm no mapa = 300.000 cm reais = 3.000 m = 3 km
Pratica★☆☆Por começar
Calcule o valor da razão de cada par de quantidades e interprete o resultado: a) $3\ \text{kg}$ de cerejas custam $\text{R\$}\ 10,50…

Calcule o valor da razão de cada par de quantidades e interprete o resultado:

  1. a) $3\ \text{kg}$ de cerejas custam $\text{R\$}\ 10,50$.
  1. b) Uma ciclista de gravel percorre $95\ \text{km}$ em $4\ \text{h}$.
  1. c) Uma garrafa contém $2\ \text{L}$ e um galão, $25\ \text{L}$.
Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Duas hastes metálicas medem $8\ \text{dm}$ e $12\ \text{dm}$. a) Calcule a razão entre o comprimento da primeira e o da segunda, e simplifique-a. b) Calcule a razão…

Duas hastes metálicas medem $8\ \text{dm}$ e $12\ \text{dm}$.

  1. a) Calcule a razão entre o comprimento da primeira e o da segunda, e simplifique-a.
  1. b) Calcule a razão entre a segunda e a primeira.
  1. c) Como são entre si as duas razões obtidas? Isso ocorre sempre?
Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Um mapa rodoviário está desenhado na escala $1 : 300.000$. a) Explique o significado dessa razão. b) Qual distância real representam $5\ \text{cm}$ do mapa? c) Duas…

Um mapa rodoviário está desenhado na escala $1 : 300.000$.

  1. a) Explique o significado dessa razão.
  1. b) Qual distância real representam $5\ \text{cm}$ do mapa?
  1. c) Duas cidades distam $21\ \text{km}$ na realidade. A que distância estão no mapa?
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Pratica★★☆Por começar
Uma lançadora de dardo treina com uma marca situada a $60\ \text{m}$ e leva $4,8\ \text{s}$ para percorrer essa distância na sua corrida de aproximação. a) Calcule a…

Uma lançadora de dardo treina com uma marca situada a $60\ \text{m}$ e leva $4,8\ \text{s}$ para percorrer essa distância na sua corrida de aproximação.

  1. a) Calcule a razão entre a distância e o tempo, em $\text{m/s}$.
  1. b) Expresse-a em $\text{km/h}$.
  1. c) É correto calcular a razão entre $60\ \text{m}$ e $4,8\ \text{s}$ sem prestar atenção às unidades? Por que é necessário indicá-las sempre ao interpretar uma razão?
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Proporções

Esquema de produtos cruzados numa proporção que verifica a igualdade entre extremos e meios. 34 = 912 extremos: 3 · 12 = 36 meios: 4 · 9 = 36 36 = 36 → é uma proporção

Calcular o termo que falta

Graças a esta propriedade, se conheces três termos, podes achar o quarto (a quarta proporcional):

$$\frac{x}{4} = \frac{9}{12} \ \Rightarrow\ 12x = 36 \ \Rightarrow\ x = 3$$

Se os meios forem iguais, $\frac{a}{x} = \frac{x}{b}$, então $x^2 = ab$ e, sendo $x > 0$, $x = \sqrt{ab}$ é o meio proporcional. Por exemplo, entre 4 e 9: $x = \sqrt{36} = 6$.

Propriedades das proporções

Como a regra dos produtos se mantém quando se trocam os termos de certa forma, numa proporção $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$ você pode permutar os meios ($\frac{a}{c} = \frac{b}{d}$) ou permutar os extremos ($\frac{d}{b} = \frac{c}{a}$): em ambos os casos continua valendo $a \cdot d = b \cdot c$. Já trocar um extremo por um meio de qualquer maneira não funciona.

Mais uma propriedade útil: se $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$, então $\frac{a+b}{b} = \frac{c+d}{d}$, porque $(a+b)\,d = ad + bd = bc + bd = b\,(c+d)$.

Veja estas propriedades num caso real: uma tela «16:9» tem razão largura/altura $\frac{16}{9} \approx 1{,}78$. Um painel de $62\ \text{cm}$ por $34\ \text{cm}$ dá $\frac{62}{34} \approx 1{,}82$, então o rótulo não é totalmente rigoroso. Volte ao início: para saber se uma tela é mesmo 16:9, calcule a razão e compare com $\frac{16}{9}$ (ou use produtos cruzados).

Repartir uma quantidade segundo uma razão

Se um total $T$ tem de ser repartido na razão $m : n$, imagine o total dividido em $m + n$ partes iguais: uma parte vale $\frac{T}{m+n}$, e as quantidades são $m$ partes e $n$ partes. É a mesma ideia de a razão comparar uma parte com outra parte, e o total ser a soma das duas.

Pratica★☆☆Por começar
Num abrigo de animais, a razão entre o número de gatos e o número de cães acolhidos é de $4 : 7$. a) Sabendo que no total há mais de $30$ animais e menos de $40$, deduza…

Num abrigo de animais, a razão entre o número de gatos e o número de cães acolhidos é de $4 : 7$.

  1. a) Sabendo que no total há mais de $30$ animais e menos de $40$, deduza quantos gatos e quantos cães há no abrigo sem recorrer à tentativa e erro às cegas. Explique com clareza a propriedade numérica em que você se baseia para garantir isso.
  2. b) Escreva a proporção matemática completa que relaciona o número de gatos e cães com a razão simplificada dada, indicando explicitamente quais são os extremos e quais são os meios.
  3. c) Se amanhã forem adotados $2$ gatos e $2$ cães, verifique, por meio da regra dos produtos cruzados, se a proporção entre as duas espécies se mantém ou se altera.
Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Verifique, calculando o produto dos extremos e o produto dos meios, se os seguintes pares de razões formam uma proporção: a) $\frac{6}{4}$ e $\frac{15}{10}$ b)…

Verifique, calculando o produto dos extremos e o produto dos meios, se os seguintes pares de razões formam uma proporção:

  1. a) $\frac{6}{4}$ e $\frac{15}{10}$
  1. b) $\frac{5}{8}$ e $\frac{7}{12}$
  1. c) $\frac{2,5}{4}$ e $\frac{5}{8}$
Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Determine a quarta proporcional em cada caso: a) $\frac{x}{4} = \frac{9}{12}$ b) $\frac{5}{x} = \frac{15}{21}$ c) $\frac{8}{6} = \frac{20}{x}$

Determine a quarta proporcional em cada caso:

  1. a) $\frac{x}{4} = \frac{9}{12}$
  1. b) $\frac{5}{x} = \frac{15}{21}$
  1. c) $\frac{8}{6} = \frac{20}{x}$
Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Com os números $3$, $6$, $4$ e $8$, forme: a) Uma proporção em que $3$ e $8$ sejam os extremos. b) Uma proporção em que $3$ e $8$ sejam os meios. c) Verifique em ambas…

Com os números $3$, $6$, $4$ e $8$, forme:

  1. a) Uma proporção em que $3$ e $8$ sejam os extremos.
  1. b) Uma proporção em que $3$ e $8$ sejam os meios.
  1. c) Verifique em ambas que o produto dos extremos é igual ao produto dos meios.
Resolver
Pratica★★☆Por começar
Determine o valor de $x$ nestas proporções: a) $\frac{x}{2,4} = \frac{7}{4,8}$ b) $\frac{3}{x} = \frac{\frac{1}{2}}{\frac{3}{4}}$ c) $\frac{1,5}{4,5} = \frac{x}{13,5}$

Determine o valor de $x$ nestas proporções:

  1. a) $\frac{x}{2,4} = \frac{7}{4,8}$
  1. b) $\frac{3}{x} = \frac{\frac{1}{2}}{\frac{3}{4}}$
  1. c) $\frac{1,5}{4,5} = \frac{x}{13,5}$
Resolver
Pratica★★☆Por começar
Determine o meio proporcional em cada caso, ou seja, o valor positivo de $x$ que satisfaz a proporção contínua: a) $\frac{x}{4} = \frac{25}{x}$ b)…

Determine o meio proporcional em cada caso, ou seja, o valor positivo de $x$ que satisfaz a proporção contínua:

  1. a) $\frac{x}{4} = \frac{25}{x}$
  1. b) $\frac{3}{x} = \frac{x}{27}$
  1. c) $\frac{x}{2} = \frac{50}{x}$
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Pratica★★★Por começar
Uma aluna afirma o seguinte: > «Como $\frac{6}{9} = \frac{10}{15}$, então também vale $\frac{6}{10} = \frac{15}{9}$, porque apenas mudei a ordem dos números.» a)…

Uma aluna afirma o seguinte:

«Como $\frac{6}{9} = \frac{10}{15}$, então também vale $\frac{6}{10} = \frac{15}{9}$, porque apenas mudei a ordem dos números.»

  1. a) Verifique se a primeira igualdade é uma proporção verdadeira.
  1. b) Verifique se a segunda igualdade também é verdadeira. Ela acertou?
  1. c) A regra correta diz que em uma proporção é possível permutar os meios ou permutar os extremos. Aplique-a a $\frac{6}{9} = \frac{10}{15}$ e escreva duas proporções equivalentes verdadeiras.
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Pratica★★★Por começar
Indique se cada afirmação é verdadeira ou falsa, supondo que $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$ seja uma proporção verdadeira. Justifique usando o produto dos extremos e dos…

Indique se cada afirmação é verdadeira ou falsa, supondo que $\frac{a}{b} = \frac{c}{d}$ seja uma proporção verdadeira. Justifique usando o produto dos extremos e dos meios:

  1. a) «$\frac{a}{c} = \frac{b}{d}$»
  1. b) «$\frac{d}{b} = \frac{c}{a}$»
  1. c) «$\frac{a + b}{b} = \frac{c + d}{d}$»
  1. d) «$\frac{a}{b} = \frac{a + c}{b + d}$»
Resolver

Resumo

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