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Estratégias de Cálculo Mental e Aplicações no ENEM Prof. Fredão “Eu pouco me importo se meus alunos sabem dividir 430 por 12 usando a conta da divisão, mas me importo, sim, se o sentido numérico deles é suficientemente desenvolvido para estimar de cabeça que a resposta é um pouco mais de 35.” (Jordan Ellenberg em O Poder do Pensamento Matemático) Com a devida habilidade matemática na manipulação algébrica, veja quanto tempo você pode poupar no ENEM! Questão 01 (ENEM 2010) Em sete de abril de 2004, um jornal publicou o ranking de desmatamento, conforme gráfico, da chamada Amazônia Legal, integrada por nove estados. Disponível em: www.folhaonline.com.br. Acesso em: 30 abr. 2010 (adaptado). Considerando-se que até 2009 o desmatamento cresceu 10,5% em relação aos dados de 2004, o desmatamento médio por estado em 2009 está entre a) 100 km2 e 900 km2. b) 1 000 km2 e 2 700 km2. c) 2 800 km2 e 3 200 km2. d) 3 300 km2 e 4 000 km2. e) 4 100 km2 e 5 800 km2. ========= Introdução ao Cálculo Mental ========= “Quando se está pensando seriamente em matemática, algumas vezes é necessário multiplicar 6 por 8, e se você tiver de recorrer à calculadora toda vez que fizer isso, jamais conseguirá o tipo de fluxo mental que o raciocínio efetivo exige. Você não pode escrever um soneto se tiver de procurar como se escreve cada palavra.” (Jordan Ellenberg em O Poder do Pensamento Matemático) Para começarmos, há uma grande diferença entre fazer cálculos matemáticos no papel e mentalmente. A matemática no papel é feita da direita para a esquerda ( ) enquanto a matemática mental deve sempre ser feita da esquerda para a direita ( )→ ! Mas por quê? Eis algumas vantagens: ✓ Todo número é lido e pronunciado da esquerda para a direita. Ou seja, ao tentar fazer mentalmente o cálculo da direita para a esquerda o resultado é gerado de trás pra frente; ✓ É melhor para estimativas! Quase sempre é mais útil saber que 893 + 313 é um pouco superior a 1200 do que saber que termina em 6 (veja, por exemplo, a questão de 2010 que acabamos de resolver!). ✓ Pode não parecer tão útil resolver da esquerda para a direita a adição 47 + 32, mas é definitivamente mais útil para adições e subtrações com mais dígitos, tal como para multiplicações e divisões. Além de fazer os cálculos da esquerda para a direita, há um princípio básico na matemática mental: SIMPLIFICAR! A ideia básica é, sempre, a de simplificar os cálculos envolvidos, quebrando-os em porções menores e mais simples de lidar. ======== As 4 Operações no Cálculo Mental ======== • Adição Apesar de serem quase que automáticas, em especial quando a soma é menor do que 10, vale reforçar uma ideia que, por vezes, utilizo em cálculos mais complexos e que veremos mais adiante no curso: a complementariedade dos números 1|9, 2|8, 3|7, 4|6 e, de certo modo, 5|5 no nosso sistema decimal (base 10). quebro o 8 em 5 + 3 complementariedade do 5 e 5 75 8 75 5 3 80 3 83.+ = + + = + = Outro procedimento comum é o de quebrar um dos números da adição em partes menores, com o intuito de simplificar um processo maior em processos menores. No exemplo abaixo quebraremos o 327 em 300 + 20 + 7: 538 300 838 20 538 327 838 27 858 7 865. + + + = + = + = Pode ser útil que você pronuncie o processo mentalmente. Algo da forma 538 mais 327 é 838 mais 27 que é 858 mais 7 que é 865. No meu caso, o que “escutei mentalmente” quando fiz esse cálculo foi levemente diferente. Algo como 538 mais 327 é 850 (530 + 320) mais 15 (8 + 7) que é 865. http://www.folhaonline.com.br/ Estratégias de Cálculo Mental e Aplicações no ENEM Prof. Fredão • Subtração Em geral, subtrações tendem a ser mais complicadas do que adições. Mas, se continuarmos resolvendo os problemas da esquerda para a direita, quebrando-os em problemas menores e mais simples de lidar, subtrair pode ser tão simples quanto adicionar. Vejamos dois exemplos, tendo em mente que há, em geral, dois caminhos: 1º caminho: subtrações em que não é necessário pedir emprestado (o que ocorre quando um algarismo menor é subtraído de um maior em uma mesma posição); 2º caminho: subtrações em que é necessário pedir emprestado (o que ocorre quando um algarismo maior é subtraído de um menor em uma mesma posição). não é necessário pedir emprestado 87 23 87 23 67 3 64.− − = − = Veja que foi utilizado o 1º caminho, já que 7 – 3 > 0. é necessário pedir 83 30 emprestado 83 27 83 27 53 3 56. − − − = + = Já no 2º exemplo foi utilizado o 2º caminho, já que seria necessário pedir emprestado (uma vez que 3 – 7 < 0). Outra possibilidade seria quebrar o 27 em 24 + 3. Veja: é necessário pedir 83 23 emprestado 83 27 83 27 60 4 56. − − − = − = • Multiplicação Continuando com os dois princípios básicos do cálculo mental (esquerda para a direita & simplificar o problema), vejamos três formas distintas de calcular o resultado de um mesmo produto: 73 49 . 1. Adição Nesse primeiro caso, quebraremos o 73 em 70 3+ : 49 349 70 49 73 3430 147 3577. = + = 2. Subtração Agora, quebraremos o 49 em 50 1− : 73 50 73 1 73 49 3650 73 3600 23 3577. = − = − = 3. Fatoração Esse método pode ser utilizado sempre que um dos fatores do produto puder ser fatorado. No nosso exemplo, podemos reescrever o 49 como 7 7 , o que resulta em duas etapas no produto, mas que não envolve adição ou subtração de grandes números. 490 21 3500 70 7 73 49 73 7 7 511 7 3577 . + + + = = = • Divisão Vejamos novamente a citação inicial do material: “Eu pouco me importo se meus alunos sabem dividir 430 por 12 usando a conta da divisão, mas me importo, sim, se o sentido numérico deles é suficientemente desenvolvido para estimar de cabeça que a resposta é um pouco mais de 35.” Como podemos estimar isso mentalmente?! Veja que 12 30 360 = e 12 40 480 = . Logo, a resposta será da forma 30 e alguma coisa. Subtraindo 360 de 430 temos 430 360 70− = e fazendo 70 12 , temos como resultado 5 e resto 10. Logo, juntando os resultados, temos que 10 430 12 35 12 = . Visualizando o processo, temos que: 30 5 430 360 70 60 10 10 10 5 30 35 35 ou 35 . 12 12 12 12 12 12 12 6 = + = + + = + = Vejamos como poderíamos utilizar essa ideia da divisão para sequer precisar fazer o cálculo até o final. Questão 02 (ENEM PPL 2014) Enquanto as lâmpadas comuns têm 8 mil horas de vida útil, as lâmpadas LED têm 50 mil horas. MetroCuritiba, 18 ago. 2011 (adaptado). De acordo com a informação e desprezando possíveis algarismos na parte decimal, a lâmpada LED tem uma durabilidade de a) 1 750 dias a mais que a lâmpada comum. b) 2 000 dias a mais que a lâmpada comum. c) 2 083 dias a mais que a lâmpada comum. d) 42 000 dias a mais que a lâmpada comum. e) 1 008 000 dias a mais que a lâmpada comum. Estratégias de Cálculo Mental e Aplicações no ENEM Prof. Fredão === Alguns Métodos Específicos de Cálculo Mental === • Método da Multiplicação Cruzada (Criss-Cross) Um método mais geral associado à matemática védica é o método criss-cross (produtos cruzados). Para ilustrá-lo, comecemos calculando o produto de dois números com dois algarismos: 23 12 . A lógica do método criss-cross pode ser ilustrada da maneira abaixo, na qual o 1º algarismo representa o algarismo das centenas, o 2º algarismo é o das dezenas e o 3º algarismo é o das unidades: Esse método pode parecer relativamente inútil para multiplicações de dois algarismos, mas vejamos uma extensão para o caso de multiplicações de números com quatro algarismos. Nesse caso, o método funciona da seguinte maneira: Como exemplo, tomemos 1362 2174 .Tente agora resolver as seguintes multiplicações abaixo! 13 22 117 632 215 818 1126 163 4127 7113 = = = = = • Quadrados de Números Terminados em 5 Para calcular o quadrado de qualquer número de dois algarismos que termine em cinco, basta lembrar de duas coisas: o A resposta começa com o primeiro algarismo sendo multiplicado pelo seu sucessor; o A resposta termina com o número 25. Vejamos três exemplos: 2 3 4 35 1225 = (veja que 4 é o sucessor de 3) 2 8 9 85 7225 = (veja que 9 é o sucessor de 8) 2 13 14 135 18225 = (veja que 14 é o sucessor de 13) Caso queira treinar um pouco mais: 2 2 2 2 2 2 2 2 25 205 45 245 75 305 95 9995 = = = = = = = = • Quadrados de Números Próximos de 100 Iniciemos com o exemplo do 297 . O primeiro passo é calcular a distância do 97 ao 100, que é de 3 unidades. Denominemos o 3 de número mágico. A partir daí, devemos fazer dois cálculos: o Subtrair o número mágico do número que desejamos elevar ao quadrado. Este resultado ocupará os algarismos dos milhares e centenas; o Elevar o número mágico ao quadrado. Este resultado ocupará os algarismos das unidades e dezenas. Logo, teremos que 2 2 97 3 3 97 94 09 − = . Vejamos outro exemplo, agora para um valor superior a 100. Nesse caso, a única mudança é que devemos adicionar o número mágico ao invés de subtrair: 2 2 2 número mágico 4 104 4 4 104 104 10816. = + = Tente agora com os números a seguir: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 99 101 89 98 103 87 94 105 112 93 106 135 91 108 47 = = = = = = = = = = = = = = = Estratégias de Cálculo Mental e Aplicações no ENEM Prof. Fredão ===== Aplicações do Cálculo Mental no ENEM ===== Questão 03 (ENEM 2019) O Sistema Métrico Decimal é o mais utilizado atualmente para medir comprimentos e distâncias. Em algumas atividades, porém, é possível observar a utilização de diferentes unidades de medida. Um exemplo disso pode ser observado no quadro. Assim, um pé, em polegada, equivale a a) 0,1200. b) 0,3048. c) 1,0800. d) 12,0000. e) 36,0000. Questão 04 (ENEM PPL 2014) Em 2010, cerca de 3,24 milhões de passageiros foram transportados entre os Estados Unidos e o Brasil, de acordo com dados divulgados pela Agência Nacional de Aviação Civil (Anac). O gráfico mostra a distribuição relativa do número de passageiros transportados entre o Brasil e os cinco destinos mais procurados, dos quais apenas dois países são europeus: França e Portugal. De acordo com esses dados, o valor mais aproximado para a quantidade total de passageiros transportados em 2010 entre o Brasil e os países europeus mostrados no gráfico é a) 874 800. b) 1 018 285. c) 1 481 142. d) 2 499 428. e) 3 240 000. Questão 05 (ENEM 2014) O Brasil é um país com uma vantagem econômica clara no terreno dos recursos naturais, dispondo de uma das maiores áreas com vocação agrícola do mundo. Especialistas calculam que, dos 853 milhões de hectares do país, as cidades, as reservas indígenas e as áreas de preservação, incluindo florestas e mananciais, cubram por volta de 470 milhões de hectares. Aproximadamente 280 milhões se destinam à agropecuária, 200 milhões para pastagens e 80 milhões para a agricultura, somadas as lavouras anuais e as perenes, como o café e a fruticultura. FORTES, G. Recuperação de pastagens é alternativa para ampliar cultivos. Folha de S. Paulo, 30 out. 2011. De acordo com os dados apresentados, o percentual correspondente à área utilizada para agricultura em relação à área do território brasileiro é mais próximo de a) 32,8%. b) 28,6%. c) 10,7%. d) 9,4%. e) 8,0%.