Matemática do ensino fundamental · 1.º ao 9.º ano
38Números decimais
Entre e há um monte de números: , , … Os números decimais estendem o sistema de valor posicional para a direita das unidades, e seguem as mesmas regras dos números naturais — com algumas armadilhas que este capítulo vai ensinar você a evitar.
38.1 A escrita decimal
Definição 38.1 (Casas decimais)
Um número decimal tem uma parte inteira e uma parte decimal, separadas pelo ponto decimal. Cada casa à direita do ponto vale dez vezes menos que a anterior: décimos, centésimos, milésimos. Por exemplo,
Observação 38.2 (Zeros que contam e zeros que não contam)
Acrescentar zeros no fim da parte decimal não muda nada: . Mas os zeros entre algarismos são essenciais: . E é bem diferente de !
Método 38.3 (Comparar números decimais)
- Compare primeiro as partes inteiras: porque .
- Se as partes inteiras forem iguais, compare as partes decimais algarismo por algarismo a partir da esquerda — completar com zeros no fim ajuda: para comparar e , escreva e ; como centésimos, .
Atenção: mais comprido não quer dizer maior. tem mais algarismos que , mas é menor.
38.2 Somar, subtrair, multiplicar
Método 38.4 (Contas armadas com decimais)
Para somar ou subtrair números decimais, alinhe os pontos decimais (assim as unidades ficam sob as unidades e os décimos sob os décimos), completando com zeros no fim se for preciso; depois calcule como com números naturais e ponha o ponto do resultado sob os outros.
Exemplo 38.5
Calcule , alinhando os pontos ():
Calcule (escreva ): . Confira: .
Exemplo 38.6 (Multiplicar decimais)
Para calcular : multiplique como números naturais, ; depois conte os algarismos decimais dos fatores () e ponha o ponto de modo que o resultado tenha essa quantidade: . Conferência de tamanho: deve dar um pouco mais que — e dá.
38.3 Multiplicar e dividir por 10, 100, 1000
Proposição 38.7 (Deslocar o ponto)
Multiplicar um número decimal por , , desloca o ponto decimal dele , , casas para a direita; dividir o desloca para a esquerda (completando com zeros quando for preciso):
Demonstração. Multiplicar por faz cada algarismo valer dez vezes mais: os décimos viram unidades, as unidades viram dezenas, e assim por diante — cada algarismo anda uma coluna para a esquerda no quadro de valor posicional, o que é o mesmo que deslocar o ponto uma casa para a direita. Dividir inverte isso. ∎
Exemplo 38.8 (Unidades de medida)
Converter unidades é exatamente esse jogo: como m cm,
38.4 Arredondamento
Definição 38.9 (Arredondamento)
O arredondamento de um número à unidade (ou ao décimo, ao centésimo, …) é o número mais próximo com essa precisão. Olhe o algarismo seguinte: se for , arredonde para baixo (mantenha); se for , arredonde para cima.
Exemplo 38.10
arredondado à unidade é (algarismo seguinte : mantém); arredondado ao décimo é (algarismo seguinte : sobe). O preço arredondado ao centésimo é — o arredondamento pode mudar todos os algarismos!
38.5 Exercícios
Exercício 38.1 ★
Escreva como número decimal: ; ; ; “oito unidades e cinco centésimos”.
Solução
Solução de Exercício 38.1.
; ; ; .
Exercício 38.2 ★
Em : qual é o algarismo dos décimos? E o dos centésimos? O que conta o algarismo ? Escreva esse número como na Definição 38.1.
Solução
Solução de Exercício 38.2.
Algarismo dos décimos: ; algarismo dos centésimos: ; o conta as dezenas.
Exercício 38.3 ★
Copie e complete com , ou :
Exercício 38.4 ★
Ordene do menor para o maior: ; ; ; ; .
Solução
Solução de Exercício 38.4.
Complete até duas casas: ; ; ; ; . Ordem:
Exercício 38.5 ★
Que números decimais correspondem aos pontos , , numa reta numérica graduada em décimos, se está traços depois do , está traços depois do e está traços depois do ?
Solução
Solução de Exercício 38.5.
Cada traço é um décimo. : ; : ; : .
Exercício 38.6 ★
Arme as contas e calcule: ; ; (conte os algarismos decimais!).
Solução
Solução de Exercício 38.6.
.
(confere: ).
, e dois algarismos decimais nos fatores: .
Exercício 38.7 ★
Calcule sem escrever nada:
Solução
Solução de Exercício 38.7.
; ; ; .
Exercício 38.8 ★
Converta: m em cm; g em kg; km em m; mm em m.
Solução
Solução de Exercício 38.8.
m cm; g kg (divida por ); km m; mm m.
Exercício 38.9 ★
Arredonde : à unidade; ao décimo; ao centésimo. Arredonde ao décimo.
Solução
Solução de Exercício 38.9.
À unidade: (algarismo seguinte : sobe). Ao décimo: . Ao centésimo: . E ao décimo: o algarismo seguinte é , então sobem os décimos — .
Exercício 38.10 ★★
Um pão francês custa . Lena compra três pães e paga com uma nota de . Escreva as duas contas necessárias e dê o troco dela.
Solução
Solução de Exercício 38.10.
Preço dos pães: . Troco: .
Exercício 38.11 ★★
Encontre um número decimal estritamente entre e ; depois um entre e . Quantos números desses existem em cada caso?
Solução
Solução de Exercício 38.11.
Entre e : por exemplo (ou , , …). Entre e : por exemplo . Nos dois casos há infinitos números desses: sempre se pode acrescentar mais casas decimais.
Exercício 38.12 ★★★
Usando cada um dos algarismos , , exatamente uma vez e um ponto decimal, escreva o maior número possível e depois o menor possível. (Números como não são permitidos: a parte inteira tem de conter pelo menos um algarismo.)
Solução
Solução de Exercício 38.12.
Maior: ponha os maiores algarismos na frente e o ponto o mais tarde possível: . Menor: os menores algarismos na frente e o ponto o mais cedo possível: .
38.6 Problema: o número logo depois de 3 não existe
Problema 38.1
Problema de fim de semana — entre dois números decimais quaisquer sempre há outro: ampliando a reta numérica
Na escada dos números naturais, todo número tem um vizinho de porta: logo depois de vem , e nada mora entre os dois. Os números decimais são um mundo completamente diferente. Qual é o número logo depois de ? É ? ? ? Este problema desenvolve uma técnica de ampliação da reta numérica (continuando o Exercício 38.11) e chega a uma conclusão famosa: o número logo depois de não existe — entre dois números decimais quaisquer, por mais próximos que estejam, sempre há espaço para mais.
Parte I — Ampliando.
- Qual é maior, ou ? Calcule a diferença entre eles.
- Trace uma reta numérica de a , graduada em centésimos, e marque nela , e . Liste todos os números com dois algarismos decimais que ficam estritamente entre e . Quantos são?
- Amplie de novo: entre e , liste todos os números com três algarismos decimais. Quantos são desta vez?
- Usando a mesma ideia, explique como contar os números com exatamente três algarismos decimais que ficam estritamente entre e , e dê essa contagem.
- Descreva a receita escondida por trás das questões 2 a 4 (a ampliação): dados dois números que parecem vizinhos, como e , como é que escrever mais uma casa decimal sempre revela um número estritamente entre eles? Aplique a sua receita a e , e depois a e .
Parte II — O vizinho que não existe.
- Tomás afirma: “o número logo depois de é ”. Mostre que ele está errado, dando um número estritamente entre e . Tomás recua para e depois para . Vença cada um desses candidatos.
- Explique por que ninguém pode ganhar esse jogo de você: qualquer que seja o número estritamente maior que proposto por Tomás, a receita de ampliação da questão 5 produz um número estritamente entre e a proposta dele. O que isso prova sobre “o número logo depois de ”?
- Agora o outro lado: Tomás caça o número logo antes de e tenta , depois , depois . Vença os três candidatos dele. Depois calcule e descreva (sem armar a conta) a diferença entre e o número escrito com um , um ponto e vinte algarismos .
- Por que nada disso funciona com os números naturais? Explique em uma ou duas frases por que não existe número natural estritamente entre e , embora existam muitos números decimais ali.
- Um comprimento é anunciado como “ cm, arredondado ao décimo” (Definição 38.9). Dê o menor comprimento que arredonda para cm e explique por que um comprimento de cm não arredonda para — de modo que o comprimento verdadeiro é pelo menos cm e estritamente menor que cm.
Parte III — Brincadeiras com algarismos e pontos.
- Ordene do menor para o maior: ; ; ; . Depois explique a um colega, em uma frase, por que mesmo estando escrito com mais algarismos (Método 38.3).
- Os preços de uma loja têm sempre exatamente dois algarismos decimais. Existe algum preço estritamente entre e ? Compare com a questão 9: o que os preços e os números naturais têm em comum?
- Usando cada um dos algarismos , , exatamente uma vez e um ponto decimal (parte inteira não vazia, como no Exercício 38.12), encontre o número mais próximo de . Justifique calculando a distância dos seus melhores candidatos até .
- O número mais famoso da matemática, , satisfaz . Dê um número decimal estritamente entre e ; depois um estritamente entre e . (Os matemáticos espremem exatamente assim — cada nova casa decimal é mais uma ampliação. Você vai ver em ação no Capítulo 43.)
- O grande final: explique por que há mais números decimais entre e do que qualquer número que você consiga dizer. (Quantos números uma ampliação produz? A ampliação pode parar algum dia?)
Solução
Solução de Problema 38.1.
1. é maior: completando, . A diferença é , um milésimo.
2. Estritamente entre e ficam
nove números, um por nova marca de graduação.
3. O mesmo desenho, dez vezes menor: entre e ficam — nove números de novo.
4. Entre e , os números com três algarismos decimais são : todos os milésimos de a , ou seja, números.
5. A receita da ampliação: escreva os dois números com a mesma quantidade de casas decimais e depois acrescente mais uma casa decimal — o número menor seguido de um algarismo de a cai estritamente entre os dois. De fato, e , e
do mesmo modo, . Entre duas graduações vizinhas sempre há um nível inteiramente novo de nove graduações mais finas.
6. ; depois ; depois . Cada candidato é vencido por mais uma ampliação.
7. Qualquer que seja o número proposto por Tomás — chame-o de candidato, estritamente maior que —, a questão 5 produz um número estritamente entre e o candidato. Logo o candidato não era o número mais próximo de : existe algo ainda mais próximo. Como isso acontece com todo candidato sem exceção, nenhum número pode ser “o número logo depois de ”: ele simplesmente não existe.
8. , , . E . Com vinte noves, a diferença é um ponto decimal seguido de dezenove zeros e um — uma unidade na vigésima casa decimal: minúscula, mas não nula. Por mais noves que Tomás escreva, ele nunca chega a .
9. Os números naturais sobem de em : mais que e menos que significaria um número inteiro de unidades estritamente entre e unidades, e não existe nenhum. A ampliação só escapa disso escrevendo algarismos depois do ponto — exatamente o que os números naturais não têm.
10. O menor comprimento que arredonda para é cm: o algarismo seguinte dele é , que arredonda para cima (Definição 38.9). E sobe para pela mesma razão. Então “ cm arredondado ao décimo” quer dizer: pelo menos cm e estritamente menos que cm — um segmento inteiro de comprimentos verdadeiros possíveis se esconde atrás de um único valor arredondado.
11. . Em uma frase: comparando algarismo por algarismo a partir da esquerda, tem décimos enquanto tem , e a comparação já se resolve aí — a quantidade de algarismos escritos não diz nada sobre o tamanho (Método 38.3).
12. Não: em centavos, são centavos e são centavos — números inteiros consecutivos, sem nada entre eles. Os preços, tendo exatamente duas casas decimais, são na verdade números inteiros de centavos disfarçados: como os números naturais da questão 9, eles têm vizinhos de porta. A ampliação sem fim precisa do direito de escrever cada vez mais casas decimais.
13. Os candidatos perto de são e (um número começado por , ou por , , , , fica longe de ). Distâncias: e . O mais próximo é .
14. Por exemplo , já que ; depois , já que . (Os dois são passos reais da caça de verdade a )
15. Suponha que alguém diga um número, tão grande quanto quiser. Uma ampliação transforma cada par de graduações vizinhas entre e em nove números novos, e a ampliação pode ser repetida para sempre — as questões 2, 3 e 4 foram apenas os dois primeiros níveis. Repetindo-a vezes suficientes, produzem-se mais números decimais entre e do que o número dito. Logo nenhum número é grande o bastante para contá-los: são infinitos.