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Unidade 2
Ensino dos Números e
Sistemas de Numeração
Metodologia
do Ensino da
Matemática
Diretor Executivo
DAVID LIRA STEPHEN BARROS
Gerente Editorial
CRISTIANE SILVEIRA CESAR DE OLIVEIRA
Projeto Gráfico
TIAGO DA ROCHA
Autoria
EDNEI STRAPASSAN
AUTORIA
Ednei Strapassan
Sou formado em Administração Pública, Matemática e Pedagogia,
especialista em Ensino da Matemática, Educação Especial e Educação a
Distância e Novas Tecnologias, com experiência em ensino da matemática
nos níveis fundamental e médio nos setores públicos e privados e
produção de conteúdo para EAD. Sou apaixonado pelo que faço e pela
educação como um todo e gosto muito de transmitir minha experiência
e conhecimentos àqueles que buscam uma nova formação ou ainda,
uma complementação. Por isso fui convidado pela Editora Telesapiens a
integrar seu elenco de autores independentes. Estou muito feliz em poder
auxiliar você nesta fase de muito estudo e trabalho. Pode contar comigo!
ICONOGRÁFICOS
Olá. Esses ícones irão aparecer em sua trilha de aprendizagem toda vez
que:
OBJETIVO:
para o início do
desenvolvimento
de uma nova
competência;
DEFINIÇÃO:
houver necessidade
de se apresentar um
novo conceito;
NOTA:
quando necessária
observações ou
complementações
para o seu
conhecimento;
IMPORTANTE:
as observações
escritas tiveram que
ser priorizadas para
você;
EXPLICANDO
MELHOR:
algo precisa ser
melhor explicado ou
detalhado;
VOCÊ SABIA?
curiosidades e
indagações lúdicas
sobre o tema em
estudo, se forem
necessárias;
SAIBA MAIS:
textos, referências
bibliográficas
e links para
aprofundamento do
seu conhecimento;
REFLITA:
se houver a
necessidade de
chamar a atenção
sobre algo a ser
refletido ou discutido
sobre;
ACESSE:
se for preciso acessar
um ou mais sites
para fazer download,
assistir vídeos, ler
textos, ouvir podcast;
RESUMINDO:
quando for preciso
se fazer um resumo
acumulativo das
últimas abordagens;
ATIVIDADES:
quando alguma
atividade de
autoaprendizagem
for aplicada;
TESTANDO:
quando uma
competência for
concluída e questões
forem explicadas;
SUMÁRIO
Número e suas funções ............................................................................10
O número............................................................................................................................................... 10
A Contagem e a Notação ........................................................................................................... 11
A Escrita numérica e a Resolução de problemas ................................................... 13
Sistemas de numeração ...........................................................................16
A organização dos números .................................................................................................... 16
O sistema de numeração decimal ...................................................................................... 17
Números naturais ........................................................................................25
Os números inteiros .....................................................................................................................26
Os números racionais ...................................................................................................................27
Os números irracionais ..............................................................................................................28
Números fracionários e decimais .........................................................31
As representações ..........................................................................................................................32
Os números decimais ................................................................................................................. 38
7
UNIDADE
02
Metodologia do Ensino da Matemática
8
INTRODUÇÃO
Você sabia que os primeiros métodos de contagem e controle de
quantidades conhecidos eram feitos com ossos, pedaços de madeira
e pedras? Pois é, ao longo do tempo esses meios de controle foram
evoluindo naturalmente conforme as civilizações se desenvolviam e
aumentavam as proporções do que precisavam contar. Essa evolução
acompanhou o homem através dos tempos, sendo organizada de acordo
com a época e particularidade existente. Só depois foi sendo codificada e
até mesmo universalmente utilizada da mesma maneira.
E aí, legal né? Ao longo desta unidade letiva você vai mergulhar
neste universo histórico e ao mesmo tempo tão atual que é a origem e
modos de representação do número!
Metodologia do Ensino da Matemática
9
OBJETIVOS
Olá. Seja muito bem-vinda (o). Nosso propósito é auxiliar você no
desenvolvimento das seguintes objetivos de aprendizagem até o término
desta etapa de estudos:
1. Ensinar a origem dos números, suas funções, modos de contagem,
a escrita numérica e a resolução de problemas.
2. Fazer o aluno aprender os sistemas de numeração, sua evolução
histórica, características, agrupamentos e trocas.
3. Transmitir, de modo eficaz, o conhecimento sobre os números
naturais e as ideias presentes nas operações aritméticas e nos
algoritmos.
4. Identificar os números fracionários e decimais, seus conceitos e
suas operações, aplicando técnicas de ensino para isto.
Então? Preparado para uma viagem sem volta rumo ao conhecimento?
Ao trabalho!
Metodologia do Ensino da Matemática
10
Número e suas funções
OBJETIVO:
Ao término deste capítulo você terá conhecido e será capaz
de compreender a história do número, bem como dos
métodos de contagem, dos modos de notação, da escrita
numérica e ainda os métodos de resolução de problemas.
E aí? Motivado para desenvolver esta competência? Então
vamos lá. Avante!
O número
Na Matemática o número é o elemento com maior relevância, afinal
sem ele não poderiam existir os cálculos, as estimativas e as contagens,
por exemplo. Justamente pelo fato de ser um conceito fundamental, o
número sempre é utilizado de maneira corriqueira sem que ao menos
exista curiosidade sobre sua origem e evolução. O fato é que ele possui
uma longa história, existindo evidências arqueológicas que demonstram
que o homem já era capaz de realizar contas há pelo menos 50.000
anos. Podemos considerar que a Matemática teria nascido junto ao
número, afinal, um precisa do outro para existir. Isso fica evidente pelo
fato de que tanto as atividades práticas realizadas pelo homem quanto
os conceitos abstratos da Matemática, como uma ciência, foram e
continuam sendo determinantes na evolução de seus conceitos. Em certo
momento da história, não existia o conceito de “número”, a necessidade
de contar objetos originou o número natural e em todas as civilizações
houve a criação de algum tipo de linguagem escrita para representá-lo,
por meio de desenvolvimento de símbolos para representação e para
realizar operações. Esses símbolos são os algarismos, que representam
quantidades e tem sido aprimorado quanto a sua forma escrita ao longo
do tempo. Mas antes de registrar as quantidades por meio dos algarismos
e depois de números, o ser humano utilizava diversas formas distintas
para isso. Uma das mais conhecidas e que tem certo destaque é a que
Metodologia do Ensino da Matemática
11
se refere ao controle de quantidades, sejam de coisas, de pessoas ou
mesmo de animais.
Nesse último caso, o homem precisava controlar as quantidades de
seus animais, por exemplo, então ele criava técnicas primitivas para isso,
para ficar mais claro vamos exemplificar de maneira pratica. Um criador
de ovelhas tinha que controlar a quantidade de animais que possuía logo
ele tinha que ter uma técnica para isso, seja com um pedaço de madeira
ou osso em que fazia traços que representavam cada um dos animais
ou ainda com pedras colocadas em uma bolsa de couro ou algo do
gênero, em que cada uma delas era equivalente a um animale assim ele
conseguia conferir quando quisesse a quantidade que estava visualizando.
Mas com a quantidade de animais aumentando, os traços se tornavam
muito numerosos, a bolsa com pedras ia ficando pesada demais e sem
condições de ser transportada, então o ser humano precisou desenvolver
outra forma de contar, controlar e registrar quantidades.
A Contagem e a Notação
A contagem pode acontecer de formas diversas. Ela pode ser
realizada verbalmente, ou seja, falando cada um dos números em voz alta,
sendo geralmente utilizada na contagem de objetos presentes ou mesmo
de coisas concretas, podendo ainda ser por meio de marcações, nas
quais é registrada uma marca específica para cada objeto e em seguida
contando o total de marcas que foram feitas. Pode ainda ser realizada
com auxílio dos dedos, principalmente quando são contadas quantidades
pequenas e pouco volume. Existem ainda alguns objetos e dispositivos
que podem ser utilizados para facilitar o ato da contagem, entre eles
podem ser citados os contadores de mão ou os ábacos. Podemos definir
o termo “contagem” como a ação de determinar um número ou uma
quantidade de elementos em um conjunto de objetos.
• “Contagem” representa observar, analisar, avaliar e contar alguma
quantidade especifica de algum tipo de objeto determinando
quantos são, e assim registrar de modo a controlar a quantidade.
Metodologia do Ensino da Matemática
12
Voltando ao nosso exemplo do pastor e suas ovelhas, para
conseguir contar a quantidade de animais que possuía, o pastor utilizava
as pedrinhas, nas quais cada uma delas correspondia a uma ovelha. Esse
tipo de técnica, que direta ou indiretamente deu origem aos números, é
conhecida como ação realizada a partir da correspondência biunívoca,
sendo ainda desenvolvida e aprimorada ao longo do tempo. Justamente
pelo fato de que em determinado momento a quantidade de pedras
ficava grande demais para ser controlada e principalmente contada, então
desenvolveu-se um tipo de conceito que pudesse simplificar a contagem
e o cálculo, que é a base.
A questão principal é: como organizar um monte de pedras
(chamadas de calculus, em latim) de modo que possam representar,
claramente, uma quantidade conhecida? Simples, fazendo uma
organização dentro de outra organização. Assim como fica sendo possível
fazer certa correspondência dentro de outra correspondência, quer dizer,
o pastor conta as suas ovelhas fazendo um monte de pedras, no qual
cada pedra é correspondente a uma ovelha.
Mas para diferenciar essa nova maneira de correspondência da
maneira anterior, de modo a distinguir cada pedra utilizada para contar
as unidades em grupos de seis, poderia ser fazendo um traço no chão. E
ao lado desse traço ficavam as pedras correspondentes à contagem das
unidades de ovelhas.
Esse tipo de correspondência de outra correspondência, que
inclusive na contagem tem a possibilidade de se repetir infinitas vezes,
é chamada de base. Esse nome é relacionado ao grupo que formado na
primeira correspondência, para o caso dos seis elementos, o que deve ser
considerado sempre é que se for feito traço novo à esquerda este será a
base. Essa base pode ainda ser cinco, quatro, sete, dez ou doze, sendo
ainda a sua escolha feita de maneira simples e livre. Historicamente, a
evolução existente relacionada a esse conceito serviu como base para a
invenção e o desenvolvimento do ábaco.
Esse tipo de registro, organização e controle pode ser nomeado de
“notação”, a notação pode ser definida como o ato e o efeito de anotar,
assinalar, tomar nota, ou mesmo apontar. No caso específico da notação
Metodologia do Ensino da Matemática
13
matemática, esta é considerada a linguagem simbólica formal regida por
suas próprias convenções, os símbolos conseguem permitir que sejam
representados os conceitos, as operações e ainda todos os tipos de
possíveis entidades matemáticas.
A Escrita numérica e a Resolução de
problemas
Podemos considerar que os primeiros registros escritos tiveram
início à medida que o modo de viver de uma sociedade foi tornando-se
mais complexo. Pelos negócios, por meio do comércio e da agricultura
começaram a utilizar quantidades cada vez maiores e que exigem
controles mais eficientes e com mais precisão.
EXEMPLO:
No comércio e nas diversas atividades relacionadas a ele existe a
venda, a troca, (chamada também de escambo) e o aluguel, todos
eles precisam de uma maneira eficaz de controle e registros.
Esses tipos de controle que utilizam objetos foram se tornando
mais trabalhosos e até impossíveis, então surgiu a necessidade de uma
representação escrita de quantidades.
Os números são expressos por meio de uma linguagem com
características próprias, atualmente, universalmente é adotado e utilizado
o sistema de numeração chamado indo-arábico. Diversas civilizações
criaram diferentes sistemas de numeração para representar tanto os
números inteiros quanto os não inteiros, sendo eles por meio de marcas
em ossos, em pedras ou madeira e constituindo assim as primeiras
representações gráficas conhecidas.
Partindo desse senso numérico, podemos chegar ao conceito inicial
do numeral concreto, concebido de maneira que possa ser utilizado por
meio de objetos para controlar quantidades. Dessa forma, tanto o registro
quanto o controle das quantidades são realizados por meio da associação
dos objetos como as pedras, conchas, madeira ou mesmo pedaços de
ossos.
Metodologia do Ensino da Matemática
14
Nos sistemas de numeração existe uma linguagem matemática que
é o resultado do processo de desenvolvimento e construção realizada
por diferentes civilizações. Cada povo em cada diferente situação de seu
cotidiano utilizou os sistemas numéricos que foram capazes de auxiliar e
ainda facilitar tanto a escrita quanto os cálculos.
O método da escrita dos números é o resultado histórico e cultural
da necessidade de controlar quantidades. Cada uma das situações-
problema criadas pelo ato de contagem e de medida são fonte histórica
e do cotidiano que geram a necessidade dos distintos controles da
quantidade.
Figura 1 - Números
Fonte: Freepik
Os registros, controles e cálculos criam a necessidade de resolver
determinadas situações, muitas vezes consideradas problemas. Esses
problemas precisam de soluções, que consistem no uso de métodos
e formas ordenadas, para que possam encontrar soluções específicas.
Algumas técnicas utilizadas na busca da resolução de problemas são
utilizadas em áreas diversas.
No caso específico da Matemática, a resolução de problemas é
considerada ponto principal no ensino, afinal de contas, não faria nenhum
sentido aprender os diversos conceitos matemáticos se não fosse para
Metodologia do Ensino da Matemática
15
aplicar na resolução de problemas do cotidiano ou mesmo de problemas
existentes em alguma área específica.
IMPORTANTE:
O que seria um problema? Considera-se como problema
qualquer situação em que ainda não se conhece o caminho
para a solução.
Assim, problema pode ser qualquer tarefa que precise de uma
situação problemática que de início não se saiba fazer, mas que existe
certo interesse em resolver, sem a existência de métodos ou mesmo
regras definidas ou conhecidas, nem mesmo com a mínima percepção
da existência de um método específico que conduza à solução correta.
RESUMINDO:
E então, gostou do que lhe mostramos? Entendeu e
aprendeu tudo mesmo? Agora, só para termos certeza de
que você realmente entendeu o tema de estudo deste
capítulo, vamos resumir tudo o que vimos. Você deve ter
aprendido que na Matemática o número é considerado
o elemento de maior relevância, afinal de contas sem a
existência dele não seria possível existirem os cálculos,
estimativas e contagens por exemplo.
Pelo fato de ser fundamental, o número sempre é utilizado
corriqueiramente sem que exista curiosidade sobre sua
origem e evolução, que são fatosde uma longa história,
com evidências arqueológicas demonstrando que o
homem já realizava contas há 50.000 anos, pelo menos.
Com os números são realizadas as contagens, que podem
ser feitas verbalmente, por meio de marcações ou mesmo
com os registros. Essas contagens e controles podem ser
considerados o início da resolução de problemas, que
na Matemática é tida como ponto principal no ensino,
pois não faz sentido aprender conceitos matemáticos e
não os aplicar.
Metodologia do Ensino da Matemática
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Sistemas de numeração
OBJETIVO:
Ao término deste capítulo você terá conhecido e será capaz
de identificar e compreender os sistemas de numeração,
sua evolução histórica, características, agrupamentos e
trocas. E aí? Motivado para desenvolver esta competência?
Então vamos lá. Avante!
Como o próprio nome diz, sistema de numeração é uma forma de
organizar os números, de modo que eles possam ser representados de
forma consistente, com uma quantidade significativa de números, dando
ainda a cada um dos números uma representação única, de modo que
reflita nas estruturas algébricas e também aritméticas dos números.
Dessa forma foram criados e desenvolvidos os símbolos e as regras
dando origem então aos diferentes sistemas de numeração.
A organização dos números
As primeiras formas de registros e inscrições estabeleciam uma
relação biunívoca de uma marca para cada objeto contado, o modelo de
numeral representado por um traço, no qual o número era representado
por uma sucessão repetitiva de traços ou mesmo de marcas. Essa forma
de linguagem numérica com registro e escrita pode ser considerada a
primeira representação abstrata de quantidade.
Esse tipo de registro por meio de infindáveis marcas se tornava
cansativa e trabalhosa para escrever os números, o que criou a
necessidade de representar as quantidades com um menor número
possível de símbolos, levando ao início da contagem por agrupamentos,
que é aquela em que um único símbolo equivale a muitos.
Esse tipo de contagem por agrupamentos deu origem aos
sistemas de numeração, as complexidades existentes nesses sistemas
demonstram uma forma de organização social e também certo caráter
prático e científico que determinadas sociedades atribuíam aos números.
Metodologia do Ensino da Matemática
17
Com o desenvolvimento das civilizações e do comércio de uma
forma em geral, os controles de quantidades tornaram-se mais complexos,
e as necessidades diversas passaram a exigir representações específicas
para as quantidades não inteiras.
Com a utilização dos números, o sistema permite a realização de
cálculos de maneira mais rápida, além de diminuir a quantidade dos
símbolos. Pelo fato de ter sido criado por hindus e amplamente divulgado
por árabes, ficou conhecido como sistema indo-arábico.
Com isso pode ser percebido que até chegar ao sistema atual de
numeração passaram-se milhares de anos, além do fato que a humanidade
utilizou diversas formas para contar, a partir de diferentes necessidades.
SAIBA MAIS:
Quer se aprofundar neste tema? Recomendamos o acesso
à seguinte fonte de consulta e aprofundamento: Artigo:
“Conheça a história dos números” (DENISE MORAES),
acessível aqui.
O sistema de numeração decimal
O sistema numeração decimal é chamado de “base 10” por
utilizar dez algarismos ou símbolos diferentes para representar todos os
números. Assim, a base decimal da numeração é formada pelo conjunto
dos algarismos utilizados para representar uma quantidade.
Composto pelos algarismos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, é um sistema
posicional, quer dizer, a posição dos algarismos nos números altera o seu
valor. Por exemplo, considerando o número 93:
É formado pela soma de 90 + 3, ou seja, existe nove grupos de 10
unidades e mais 3 unidades.
Da mesma forma, considerando o número 321, ele pode ser
decomposto em 100 + 100 + 100 + 20 + 1, ou seja, temos 3 grupos de 100
unidades, 2 grupos de 10 unidades e 1 unidade.
Metodologia do Ensino da Matemática
https://memoria.ebc.com.br/infantil/voce-sabia/2015/05/conheca-historia-dos-numeros
18
Esse é o sistema de numeração utilizado atualmente, sendo
concebido pelos hindus e espalhado no ocidente pelos árabes, é
chamado de sistema de numeração indo-arábico.
Suas principais características são possuir símbolos diferentes
que representam quantidades de 1 a 9 e um símbolo específico para
representar ausência de quantidade, que é o zero. Por ser um sistema
posicional, ainda que tenha poucos símbolos, ele permite que sejam
representados todos os números.
Os símbolos ou algarismos de 1 a 9 podem representar quantidades,
já no caso de uma quantidade não existente, é utilizado o zero para
representá-la.
Da mesma forma que a sua definição é decimal por conter apenas
10 símbolos e com eles podendo ser representados todos os números
possíveis, dependendo do posicionamento e da ordem dos algarismos o
valor do número em questão é modificado.
Ainda, no sistema de numeração decimal os agrupamentos são
separados de 10 em 10 unidades.
Essas quantidades que são agrupadas de 10 em 10 recebem
algumas denominações específicas, que são:
• 10 unidades = 1 dezena
• 10 dezenas = 1 centena
• 10 centenas = 1 unidade de milhar e assim por diante.
O sistema de numeração decimal tem ainda como característica
que cada algarismo representa uma ordem, começando da direita para a
esquerda e a cada três ordens, existe uma classe.
A classe das unidades é formada pelas ordens das centenas,
dezenas e das unidades.
Sendo que as unidades são representadas por números simples
de 1 a 9.
Metodologia do Ensino da Matemática
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As dezenas são representadas por números duplos:
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 e 90; tendo, desta forma, cada número seu
valor maior que o número anterior 10 vezes.
Da mesma maneira a classe das centenas é formada por números
triplos, e tem seu valor, portanto, maior que o número anterior cem vezes.
A classe dos milhares é formada pelas ordens unidades de milhar,
dezenas de milhar, centenas de milhar.
Por exemplo: 1.000 (um mil) e 120.000 (cento e vinte mil).
A classe dos milhões é formada pelas ordens das unidades de
milhões, das dezenas de milhões e das centenas de milhões.
A classe dos bilhões é formada pelas ordens das unidades de
bilhões, das dezenas de bilhões e das centenas de bilhões.
Para os casos das demais classes, que são dos trilhões, quatrilhões,
entre outras, seguem-se essa mesma ordem e mesmo padrão.
A leitura de números muito grandes, é realizada com uma divisão
dos algarismos do número em classes, em blocos de 3 ordens, em
seguida é colocado um ponto para separar as classes, sempre tendo por
base começar da direita para a esquerda.
Por exemplo:
a. 49128
Em primeiro lugar, são separados os blocos de 3 algarismos da
direita para a esquerda e colocado um ponto para separar o número:
49.128
Nesse exemplo é possível perceber que o 49 pertence à classe dos
milhares e o 128 à classe das unidades simples.
Dessa forma, o número será lido como:
Quarenta e nove mil cento e vinte e oito.
Metodologia do Ensino da Matemática
20
b. 12345678
Ao separar os blocos de 3 algarismos teremos: 12.345.678
O número então será lido como: doze milhões trezentos e quarenta
e cinco mil seiscentos e setenta e oito.
Assim, a cada três conjuntos de unidade teremos então uma classe.
Quadro 1 - Classes
Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
Ao escrevermos um número, o valor de cada algarismo depende da
posição que ele ocupa.
EXEMPLOS:
57 →. Os algarismos utilizados foram 5 e 7, então dizemos que seus
valores absolutos são 5 e 7.
Valor absoluto é o valor do algarismo isolado.
O valor do algarismo 5, nesse exemplo, são cinquenta unidades,
logo, seu valor relativo é 50, e do 7 são 7 unidades, logo seu valor
relativo é 7.
Valor relativo é o valor do algarismo de acordo com a posição na
qual ele se encontra.
Metodologia do Ensino da Matemática21
Figura 2 – Valor absoluto e relativo
1 5 7 Valor absoluto: 7
Valor relativo: 7
Valor absoluto: 5
Valor relativo: 50
Valor absoluto: 1
Valor relativo: 100
Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
As potências de base 10 são aquelas potências que correspondem
a sucessivas multiplicações por 10, a partir da unidade, conforme a seguir:
100 = 1
101 = 10
102 = 100
103 = 1000
10n correspondente a n zeros após a unidade.
10n+1 = 10 X 10n
As potências de são aquelas que correspondem a sucessivas
multiplicações por , partindo do próprio :
Metodologia do Ensino da Matemática
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Os números decimais podem ser classificados de três formas
distintas:
• Decimais finitos ou exatos.
• Decimais infinitos e periódicos.
• Decimais infinitos não periódicos.
Assim, um número decimal é chamado de finito ou exato quando
tem um número finito de dígitos e quando é representado por uma soma
com uma quantidade também finita de parcelas.
EXEMPLOS:
5 X + 7 X = 0,5 + 0,07 = 0,57
12 X + 5 X = 1,2 + 0,05 = 1,25
2 X + 25 X = 0,2 + 0,25 = 0,45
Temos ainda que todo número decimal finito pode representar uma
fração decimal. E toda fração decimal corresponde a um número decimal
finito.
Por exemplo:
523.135 = 5 X 102 + 2 X 10 + 3 X 100 + 1/10 + 3/102 + 5/103 =
(5X105 + 2X104 + 3X103 + 1X102 + 3X10 +5X100)/103
523.135 / 1000
Um número decimal infinito pode eventualmente ser periódico, isso
é, apresentar na sua parte fracionária, depois de certo número finito de
termos, um conjunto de algarismos, não totalmente nulos e chamado
de período com uma propriedade de repetição, ou seja, a sequência
de dígitos é composta exclusivamente por uma repetição sucessiva
desse mesmo conjunto. O número decimal periódico pode ainda ser
denominado dízima periódica.
Em alguns casos e lugares um número decimal exato é considerado
periódico, sendo este então com período zero:
Metodologia do Ensino da Matemática
23
EXEMPLO: 7 = 7,00000000
A quantidade de casas decimais do período pode ser quaisquer
números inteiros positivos.
Por exemplo:
a) Um período com uma casa decimal apenas:
2101 + 2x100 + 7/10 + 7/102 + 7/103 + 7/104 ... = 25,777777...
b) Um período com 3 casas decimais...
3x101 + 0x100 123/103 + 123/106 + 123/109
30,123123123
No caso do número decimal infinito e não periódico não existe
este tipo de repetição, ou seja, a sequência de dígitos não é composta por
uma repetição sucessiva de um mesmo conjunto.
Por exemplo:
0,101001000100001....
Podendo ser escrito como soma de potências de 1/10:
1/101 + 1/103 + 1/106 +1/1010... = 0,101001000100001...
Pode ser percebido assim que não existe um bloco de algarismos se
repetindo na parte fracionária do número e assim não existe um período.
Metodologia do Ensino da Matemática
24
RESUMINDO:
E então, gostou do que foi mostrado? Aprendeu tudo
mesmo? Então, só para termos certeza de que você
realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo,
vamos resumir tudo o que vimos.
Você deve ter aprendido que sistema de numeração é
uma maneira de organizar os números, de modo que eles
possam ser representados de forma consistente, com uma
quantidade significativa de números e representação única.
Os primeiros registros e inscrições estabeleciam uma
relação biunívoca de uma marca para cada objeto contado,
no qual, o número era representado por uma sucessão
repetitiva de traços ou mesmo de marcas, se tornou
cansativo e até mesmo complicado, fazendo então com
que surgissem outras maneiras de registrar as quantidades
com símbolos específicos para cada valor.
Com a utilização desses registros com números, fica
possível a realização de cálculos de maneira mais rápida,
além de diminuir a quantidade dos símbolos. Com isso,
pode-se perceber que até chegar ao sistema atual de
numeração passaram milhares de anos, além do fato que a
humanidade utilizou diversas formas para contar, a partir de
diferentes necessidades.
O sistema decimal é composto de dez algarismos, é
posicional e de base 10, ou seja, dependendo da posição
de cada número seu valor muda.
Metodologia do Ensino da Matemática
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Números naturais
OBJETIVO:
Ao término deste capítulo você será capaz de reconhecer
os números naturais e as ideias presentes nas operações e
nos algoritmos. E então? Motivado para desenvolver esta
competência? Então vamos lá. Avante!
Ainda que a utilização dos algarismos e números tenha alguns
milênios, foi somente com o surgimento e utilização do sistema indo-
arábico que o algarismo zero começou a ser utilizado afim de possibilitar
principalmente as necessidades relacionadas aos valores posicionais na
representação das numerações escritas.
Assim, por exemplo, para representar 14 e 104, é essencial e de
fundamental importância o papel zero, para que se possa distinguir uma
representação da outra.
Nos dias atuais, o conjunto dos números naturais é representado
pela letra N, no qual N = { 0, 1, 2, 3, 4, ... }
REFLITA:
O conjunto dos números naturais é um conjunto infinito e
também ordenado, pelo fato de que considerando dois
números naturais quaisquer, sempre é possível afirmar se
eles são iguais ou ainda, se um é maior ou mesmo menor
que o outro.
Em N, podemos dizer que um número natural b é o sucessor de a, se:
b = a + 1.
Também podemos afirmar que o antecessor de um número natural
b, para o caso de b ≠ 0, é o número b – 1.
Metodologia do Ensino da Matemática
26
O conjunto dos números naturais é infinito e também ordenado,
podendo ainda serem utilizados para efetuar várias operações, como
adição, subtração, multiplicação, divisão, potenciação e radiciação.
Os números inteiros
Como realizamos e qual será o resultado a subtração 1 – 2?
Por um longo tempo, esse tipo de problema foi considerado sem
solução, pelo fato de que só se admitia a subtração a – b entre dois
números naturais se a fosse maior ou igual a b.
Com esse tipo de situação criou-se a necessidade de analisar a
possibilidade de trabalhar com números com valores negativos, a fim de
explicar as relações que os números naturais não conseguiam representar.
Algumas situações presentes no cotidiano das pessoas como, as
que envolvam a medida de temperatura, as indicações de profundidade
ou altitudes, saldos bancários, ou os resultados financeiros contribuem
para que se possa compreender de maneira eficiente significados dos
números inteiros, especificamente os números inteiros negativos.
O conjunto dos números inteiros são representados pela letra Z:
Z = {... , -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5 ... }
Considerando o conjunto dos números inteiros, pode ser percebido
que um número qualquer, quanto mais afastado estiver do zero menor ele
será, e ainda qualquer número negativo é menor que o zero ou mesmo
que um número positivo.
Tal como o conjunto N, o conjunto Z também é ordenado, uma vez
que, dados dois números inteiros quaisquer, é sempre possível dizer se
são iguais ou se um é menor ou maior que o outro.
Podemos destacar os seguintes subconjuntos de Z:
Z * = { ..., -3, -2, -1, 1, 2, 3, ... } É o conjunto dos números inteiros não nulos.
Z + = { 0, 1, 2, 3, ...} É o conjunto dos números inteiros não negativos.
Z - = { ..., -3, -2, -1, 0 } É o conjunto dos números inteiros não positivos.
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Z * + = { 1, 2, 3, ... } É o conjunto dos números inteiros positivos.
Z -* = { ..., -3, -2, -1 } É o conjunto dos números inteiros negativos.
Os números racionais
Podemos dizer que os números racionais são aqueles que podem
ser expressos na forma de fração e seu surgimento é diretamente
relacionado à noção de medida.
Independentemente do que esteja sendo medido, medir significa
“comparar duas grandezas do mesmo tipo”, podendo ainda serem dois
comprimentos, duas superfícies ou mesmo duas massas.
Considerando a passagem do tempo, ao longo da história, em
determinado momento, tornou-senecessária a capacidade de representar
as partes de alguma coisa.
Por exemplo, partes ou pedaços de um terreno, as fatias de um
bolo, a quantidade de cada ingrediente em uma receita etc. Justamente
por essas necessidades foram criadas e desenvolvidas as frações.
Pelo fato de incluir os números chamados de “fracionários” aos já
existentes, foi criado o conjunto dos números racionais, cujo qual indica
uma razão, que é a divisão entre dois números inteiros.
Figura 3 - Frações
Fonte: Freepik
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O conjunto dos números racionais é composto pelos números
naturais, números inteiros e os números que são representados pelos
decimais, isso é, um número racional é todo e qualquer número que pode
ser descrito na forma a, com a e b sendo inteiros e ainda, sendo b ≠ 0.
O conjunto dos números racionais é indicado por Q.
Os números irracionais
Como os números racionais são aqueles que podem ser expressos
na forma de fração, aqueles que não podem ser expressos dessa forma
são chamados de irracionais.
Os números irracionais mais conhecidos são: o número PI (π) que
é a razão entre o perímetro e o diâmetro de qualquer circunferência, o
número de Euler (e) e a raiz quadrada de dois (√2).
VOCÊ SABIA?
Os valores de PI, do número de Euler e da raiz quadrada de
dois são: π=3,141592653589
e=2,718281828459
√2= 1,4142135623
No caso da raiz quadrada de 2, se for realizada a tentativa do cálculo
de tal raiz, não será possível fazê-lo, pois o número encontrado possui
infinitas casas decimais e de maneira distinta das dízimas, estas não são
periódicas, bem como não podendo ser expressas em forma de fração,
sendo essa a principal característica dos números irracionais.
Além de ser impossível representar essas frações como uma
razão entre dois números inteiros quaisquer e primos entre si, é possível
demonstrar, no entanto, a parte decimal que pode ser representada como
a soma infinita das frações, cujos denominadores podem ser potências de
dez, conforme a seguir:
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Logo, esses números não estão incluídos no conjunto dos números
racionais representados por (Q), pelo fato de não existir a possibilidade
de serem expressos na forma de fração. Então, foi criado outro conjunto
numérico para esses números considerados especiais, chamado então
de “conjunto dos números irracionais” que é representado por (I).
Estes números irracionais podem ainda ser classificados como
algébricos e transcendentes.
IMPORTANTE:
Um número irracional algébrico é todo número que é
solução de uma equação polinomial, cujos coeficientes são
números inteiros. E um número irracional transcendente é
todo número que não é solução de uma equação polinomial.
Conforme citamos anteriormente, as constantes mais famosas e de
maior importância são o número PI (π), que é a razão entre o diâmetro e
o perímetro de qualquer tipo de circunferência, e o chamado número de
Euler, representado pela letra e que é a base dos logaritmos naturais.
Embora os conjuntos dos números racionais e irracionais sejam
totalmente distintos e um não contenha o outro, ambos são subconjuntos
de outro conjunto, que é chamado de conjunto dos números
reais representados por R.
Assim, podemos chegar à outra definição para números decimais,
que é:
Números decimais são números não inteiros, pertencentes ao
conjunto dos números reais R.
Essa definição consegue incluir todos os casos que possam envolver
os números decimais que sejam pertencentes aos reais e ainda, cada um
desses possíveis casos tem peculiaridades e que exigem atenção para
suas particularidades.
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Importante também perceber que todos os números racionais são
algébricos e todo número transcendente é irracional, ainda que nem todo
número irracional seja transcendente.
Quando a raiz quadrada de um número natural é um quadrado
perfeito ele é um número irracional. Assim, √120 é um número irracional,
pois 120 não é um quadrado perfeito, ou seja, não existe um número
natural que ao ser multiplicado por ele mesmo tenha como resultado o
120, já a √121 é um número natural, pois 112 = 121.
RESUMINDO:
E então, gostou do que foi mostrado? Aprendeu tudo
mesmo? Agora, só para termos certeza de que você
realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo,
vamos resumir o que foi visto. Você aprendeu que o
conjunto dos números naturais é um conjunto infinito e
também ordenado, pelo fato de que considerando dois
números naturais quaisquer, sempre é possível afirmar se
eles são iguais ou ainda, se um é maior ou mesmo menor
que o outro.
Vimos também que para realizar operações do tipo 2–3
criou-se a necessidade de analisar a possibilidade de
trabalhar com números com valores negativos, a fim
de explicar as relações que os números naturais não
conseguiam representar.
Também pode-se dizer que os números racionais são
aqueles que podem ser expressos na forma de fração, seu
surgimento é diretamente relacionado à noção de medida
e ainda, aqueles que não podem ser expressos na forma
de fração são chamados de números irracionais, sendo
entre os números irracionais o mais conhecido o número
PI (π) que é a razão entre o perímetro e o diâmetro de
qualquer circunferência, o número de Euler (e) que é a base
dos logaritmos naturais e a raiz quadrada de dois (√2).
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Números fracionários e decimais
OBJETIVO:
Ao término deste capítulo você será capaz de identificar
os números fracionários e decimais, seus conceitos e
suas operações. E então? Motivado para desenvolver esta
competência? Então vamos lá. Avante!
O conceito de número fracionário teve origem a partir da
necessidade de considerar uma ou mais partes de um objeto chamado
de todo. Sendo representado de uma maneira geral na forma a/b, na
qual b representa o denominador que é o que indica em quantas partes
iguais a unidade foi dividida e a que é o numerador indicando quantas
dessas partes estão sendo consideradas, ainda com a condição de que
denominador deve sempre ser diferente de zero.
A palavra “fração” tem seu significado associado ao ato de quebrar,
assim como, “denominador” e “numerador” significam respectivamente,
dar nomes e contar.
Para realizar a leitura de uma fração, inicia-se pelo numerador e em
seguida passa para o termo que se refere ao denominador.
Historicamente existem alguns fatos interessantes a respeito
dos símbolos, como o fato da barra que separa os dois valores, que
foi introduzida pelos árabes no século XIII, vindo da representação
numerador-denominador, que já era utilizada na Índia.
Já o símbolo que indica porcentagem (%), teve sua origem a partir
de uma figura semelhante a ele e que teria sido encontrada em um
manuscrito italiano anônimo de 1425, no qual haviam diversas gravações
de frações com denominador 100. A primeira vírgula apareceu em um
texto contábil na Itália e indicava uma divisão de um número por uma
potência de 10 e somente depois começou a ser utilizada para separar
uma parte inteira de uma parte decimal em um número.
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O traço diagonal teria surgido devido a uma necessidade da
imprensa, que para publicar uma fração precisava montar tipos mais
elaborados de objetos. A definição diz que os números fracionários são os
números que representam uma ou mais partes de uma unidade que foi
dividida em partes iguais.
Figura 4 - Frações
Fonte: Freepik
Tomando como exemplo, as pizzas grandes normalmente são
divididas em 8 ou em 10 partes. Considerando 10 partes, cada um desses
pedaços representa uma parte em dez partes da pizza. Logo, 1 de 10 é
chamado de número fracionário e é representado por .
Bem como se, por exemplo, fosse necessário considerar a metade
dessa mesma pizza, o número fracionário que a representaria é 5 de 10
ou então.
As representações
Os números fracionários são representados por dois números
inteiros (termos da fração) separados por um traço horizontal (traço de
fração). O número de cima (numerador) pode ser qualquer número inteiro
e o número de baixo (denominador) deverá ser diferente de zero.
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Existem alguns tipos de fração, que são:
• Fração Própria – onde o numerador é menor que o denominador.
Exemplo: .
• Fração Imprópria – onde o numerador é maior que o denominador.
Exemplo: .
• Fração Mista ou Numeral Misto – é constituída por uma parte
inteira e outra fracionária. Exemplo: .
• Frações Equivalentes – onde as frações mantêm a mesma
proporção de outra fração: Exemplo: .
• Fração Irredutível – é aquela que não pode ser simplificada. Exemplo:
.
• Fração Decimal – onde o denominador é uma potência de base 10
(podendo ser 10, 100, 1.000,...). Exemplo: .
Interessante observar que nem todo número escrito na forma de
fração é um número fracionário, isso de deve ao fato de que definição
dos números fracionários diz que são números que representam uma ou
mais partes de um todo. Dessa forma, se considerarmos, por exemplo,
o número , que aparece escrito na forma de fração e não será um
número fracionário, pois representa o número 6, que não é parte de um
todo. Da mesma forma o número que está escrito na forma de fração,
também não é considerado um número fracionário, pois o numerador não
é um número inteiro.
Os números fracionários cujos denominadores sejam entre os
números 2 a 9 são lidos e escritos, como segue:
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Quadro 2 – Frações e leitura
Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
Na leitura das frações cujo denominador seja maior que 10, ela será feita
da mesma maneira que os números cardinais, seguidos da palavra “avos”.
Já para números múltiplos de 10, compreendidos entre o 10 e o 90,
a leitura será feita também da maneira dos numerais ordinais. Assim como
para os múltiplos de 100, estando entre 100 e 900, e ainda para alguns
números como undécimo e duodécimo.
Por exemplo, se o denominador for 3, a fração será
lido três undécimos ou ainda três onze avos.
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Quadro 3 – Denominador/leitura
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Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
Mais alguns exemplos:
= cinco décimos (ou dez avos)
= trinta sexagésimos (ou sessenta avos)
= trinta sessenta e dois avos
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= vinte e cinco centésimos (ou cem avos)
= vinte e cinco seiscentos e vinte e oito avos
= vinte e cinco milésimos (ou mil avos)
= vinte e cinco mil e vinte avos
= cinco mil seiscentos e trinta e oito décimo milésimo
Um número fracionário pode, ainda, ser representado em forma
decimal ou percentual, conforme apresentado a seguir:
corresponde a 0,25 ou 25%, pois 1 dividido por 4 é igual a 0,25
e 0,25 × 100 = 25%.
corresponde a 0,75 ou 75%, pois 3 dividido por 4 é igual a 0,75
e 0,75 × 100 = 75%.
corresponde também a 0,75 ou 75%, pois 15 dividido por 20 é
igual a 0,75 (a expressão pode ser simplificada para , dividindo cada
termo por 5).
Um número fracionário pode também ser representado por uma
notação científica, com potência de base 10, conforme o quadro a seguir.
Quadro 4 – Forma fracionária e leitura
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Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
Os números decimais
Números decimais são aqueles numerais que utilizam a vírgula para
indicar que o algarismo seguinte pertence à ordem das décimas, ou das
chamadas casas decimais.
Figura 5 – Números decimais
Fonte: Elaborado pelo autor (2020).
Os números decimais de maneira geral sejam finitos, infinitos ou
periódicos podem ser escritos na forma de fração. Um número decimal
qualquer é igual à fração obtida ao escrever como numerador um número
sem vírgula e como denominador, uma unidade seguida de zeros de
acordo com quantas forem as casas decimais.
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Para transformar uma fração decimal em um número decimal é
necessário um procedimento bem simples, observe estas igualdades
existentes entre algumas frações decimais e alguns números decimais:
Logo, dessa maneira, pode ser concluído que para transformar uma
fração decimal em um número decimal, basta colocar no numerador das
casas decimais a mesma quantidade de zeros existentes no denominador.
Por isso os números decimais têm sua origem justamente nas
frações decimais, por exemplo, temos a fração 1/2 que é equivalente à
fração 5/10 e que ambas equivalem ao número decimal 0,5.
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• Casa decimal: Trata-se da posição em que um algarismo ocupa
depois da vírgula em um número decimal.
Isso pode ser verificado no exemplo a seguir:
O número decimal 12,34563 tem 5 casas decimais, se for verificado
que esses 5 algarismos, o 3,4,5,6, e o 3 novamente estão depois da
vírgula, formando então os números: 0,3; 0,04; 0,005; 0,0006 e 0,00003
respectivamente.
As operações com números decimais são simples de serem
realizadas, com algumas regras específicas para cada uma delas.
Nas operações de adição ou de subtração, pode ser utilizado o
algoritmo de cada operação, porém deve ser observado que uma parte
inteira deve ser somada ou então subtraída apenas com outra parte
inteira, assim como a parte decimal deve ser operada somente com outra
parte também decimal.
A regra principal é simples: recomenda-se que seja feito o algoritmo
da operação de modo que coloque sempre a vírgula embaixo de outra
vírgula.
Dessa forma, segue um exemplo:
Separando as ordens, temos:
Observando o algoritmo da operação, nota-se que a regra acima
está sendo obedecida, porém, não existe um número na ordem dos
milésimos, neste exemplo, para se operar com o número 6.
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https://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero
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Neste caso, quando não tem casa decimal para operar, deve-se
adicionar um ou mais zeros.
Da mesma forma, se fosse à esquerda da vírgula também
poderíamos adicionar o zero, conforme exemplo abaixo:
Para a multiplicação e a divisão também existem algumas regras
especificas.
Para o caso de multiplicar um número decimal por 10, 100, 1000,
ou ainda qualquer outra potência de 10, só é deslocar a vírgula uma casa
decimal para a direita, conforme o número de zeros no multiplicador.
Isso é a chamada regra prática e é bem simples.
EXEMPLOS:
0,56 X 100 = 56
12,00 X 100 = 1200
350,33 X 10 = 3503,3
Da mesma maneira, na divisão por qualquer uma das potências de
10, é só deslocar a vírgula, porém nesse caso ela será deslocada uma
casa decimal para a esquerda para cada zero do divisor.
EXEMPLOS:
1.200.000 ÷ 100.000 = 12
5,55 ÷ 10 = 0,555
123,45 ÷ 100 = 1,2345
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Já no caso da multiplicação ordinária, para realizarmos a operação
com dois números com vírgula, fazemos a multiplicação de modo a não
considerar a vírgula, ou seja, somente os números como se fossem todos
inteiros.
Quando obtido o produto, basta contar quantas casas decimais
existem depois da vírgula nos dois números decimais juntos e deslocar a
vírgula na mesma quantidade de casas.
EXEMPLOS:
1,25 X 0,56 = 0,7000
2,3 X 3,98 = 9,154
9,99 X 9,99 = 99,8001
Todos os números decimais racionais podem ser representados por
uma fração especifica, de acordo com seu valor.
Para representar, por exemplo, os números 1,25 e 0,56 fazemos
desta maneira:
1,25 =
0,56 =
Realizando a multiplicação dessas frações, temos:
Voltando para a forma de número decimal, temos:
Da mesma maneira, temos:
2,34 =
0,123 =
0,5 =
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RESUMINDO:
E então, gostou do que lhe foi mostrado? Aprendeu tudo
mesmo? Agora, só para termos certeza de que você
realmente entendeu o tema de estudo deste capítulo,
vamos resumir tudoo que vimos.
O conceito de número fracionário tem sua origem associada
à necessidade de considerar uma ou mais partes de um
objeto chamado de todo. É representado de uma maneira
geral na forma a/b, na qual b representa o denominador
que é o que indica em quantas partes iguais a unidade foi
dividida e a que é o numerador, indicando quantas dessas
partes estão sendo consideradas, ainda com a condição de
que denominador deve sempre ser diferente de zero.
A palavra “fração” tem seu significado associado ao ato
de quebrar, assim como, “denominador” e “numerador”
significam respectivamente, dar nomes e contar. Para
realizar a leitura de uma fração, inicia-se pelo numerador
e em seguida passa para o termo que se refere ao
denominador.
Os números fracionários são representados por dois
números inteiros que são os termos da fração separados
por um traço horizontal que é o traço de fração. O número
de cima, numerador, pode ser qualquer número inteiro e
o número de baixo, denominador, deverá ser diferente de
zero.
Números decimais são aqueles numerais que utilizam a
vírgula para indicar que o algarismo seguinte pertence à
ordem das décimas, ou das chamadas casas decimais
e para que possam ser realizadas operações com elas é
necessário levar em consideração algumas regras simples.
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REFERÊNCIAS
BOYER, C. B. História da matemática. São Paulo: Ed. Edgard
Blucher, 1996.
MORAES, D. Conheça a história dos números, 2015. Disponível
em: https://memoria.ebc.com.br/infantil/voce-sabia/2015/05/conheca-
historia-dos-números. Acesso em: 10 fev 2022.
HOWARD E. Introdução à história da matemática. Campinas,
Editora Unicamp, 2004.
POLYA, G. A arte de resolver problemas: um novo aspecto do
método matemático. [s.l.]: Ed. Interciência Ltda., 1995.
VIANNA, C. R. História da Matemática, Educação Matemática:
entre o Nada e o Tudo. Rio Claro: EDUNESP, 2010.
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A Contagem e a Notação
A Escrita numérica e a Resolução de problemas
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