Deixando de odiar Matemática Parte 4

Deixando de odiar Matemática Parte 4 Fatoração 2 Quantidade de divisores de um número natural 3 Mínimo Múltiplo Comum 5 Simplificação de Frações 7 Máximo Divisor Comum 8 Método da Fatoração Simultânea 9 Algoritmo de Euclides 0 Relação entre MMC e MDC 3 www.pontodosconcursos.com.br

Olá, pessoal! Na parte 3 da série Deixando de odiar Matemática, introduzimos o conceito de fração. Antes de prosseguirmos nas operações com frações, precisamos ter familiaridade com múltiplos, divisores, fatoração, MMC e MDC. Ademais, aproveitarei este artigo de hoje para ensinar como simplificar qualquer fração (ou verificar que a fração é irredutível, ou seja, que não dá mais para simplificar). Se você acha que é besteira, tente simplificar, por exemplo, a fração 85/.47 (simplificarei esta fração no final deste artigo). Fatoração Fatorar um número natural significa transformá-lo em um produto de números primos. Para quem não lembra, número primo é aquele que possui apenas dois divisores naturais. Os números primos naturais são {2,3,5,7,,3,...}. É muito importante saber fatorar números naturais. Qual é o procedimento? Imagine que queremos fatorar o número 360. Fique na mente com os primeiros números primos. Tem algum número primo naquela lista que divide 360? Sim! O número 2 divide 360 e o quociente é 80. Repita o procedimento até encontrar o quociente. 360 2 80 2 90 2 45 3 5 3 5 5 Observe a coluna da direita: o produto destes números é exatamente 360. Portanto, a fatoração prima de 360 é 2 3 x 3 2 x 5. Fácil, não? www.pontodosconcursos.com.br 2

Vamos fazer novamente. Fatore 784. 784 2 392 2 96 2 98 2 49 7 7 7 Assim, a fatoração prima de 784 é 2 4 x 7 2. Observação: Um número é par quando 2 faz parte de sua fatoração prima. Caso 2 não figure na fatoração prima, o número será ímpar. Por exemplo: 3 4 x 5 3 é um número ímpar, enquanto 2 7 x3 2 é um número par. Verifique na calculadora! Quantidade de divisores de um número natural Depois que temos a fatoração prima de um número, é muito fácil calcular a sua quantidade de divisores. Vou mostrar com um número pequeno. Os divisores naturais de 2 são {,2,3,4,6,2}. São 6 divisores naturais. Observe a fatoração prima de 2. 2 2 6 2 3 3 2 = 2 2 x 3. A regra é a seguinte. Para calcular a quantidade de divisores, adicione a cada expoente e multiplique os resultados. Neste exemplo, temos que a quantidade de divisores de 2 é (2+)*(+) =3*2 = 6. Esta regra é facilmente explicada pelo princípio fundamental da contagem (assunto de Análise Combinatória), mas isso fica para outro dia. E em casos como 6 = 2 4, que só tem um fator primo? www.pontodosconcursos.com.br 3

Basta adicionar ao expoente! Portanto, 6 tem 4 + = 5 divisores. São eles {,2,4,8,6}. Vejamos mais um exemplo: vamos calcular a quantidade de divisores de 60. 60 2 30 2 5 3 5 5 Portanto, 60 = 2 2. 3. 5 A quantidade de divisores naturais é (2+)(+)(+) = 2. Mais um exemplo: vamos calcular a quantidade de divisores de 25. 25 5 25 5 5 5 Como 25 = 5 3, então 25 possui 3+ = 4 divisores. Mais fácil do que passar manteiga em beiço de bode, não? (Expressão nordestina kkkk...) Isso foi cobrado na semana passada no concurso do TRF 3ª Região. Veja! (Técnico Judiciário TRF 3ª Região 206/FCC) A diferença entre o menor número natural ímpar com cinco divisores positivos distintos e o menor número natural par, também com cinco divisores positivos distintos, é igual a (A) 39. (B) 27. (C) 83. (D) 65. (E) 4. Para que um número seja ímpar, 2 não pode aparecer em sua fatoração prima. Portanto, o menor número ímpar com 5 divisores naturais é 3 4 = 8 (observe que devemos adicionar ao expoente para calcular a quantidade de divisores). O menor número par com 5 divisores é 2 4 = 6. A diferença entre eles é 8 6 = 65. Letra D www.pontodosconcursos.com.br 4

Mínimo Múltiplo Comum Para obtermos os múltiplos do número 4, multiplicamos cada elemento do conjunto dos números naturais pelo número 4. 4 0 = 0 4 = 4 4 2 = 8 4 3 = 2 4 4 = 6 Os múltiplos de 4 são {0,4,8,2,6,20,24, }. Percebe-se facilmente que esse conjunto tem infinitos elementos. Devemos nos lembrar dos seguintes fatos: è O zero é múltiplo de qualquer número. è Todo número é múltiplo de e de si mesmo. è O único múltiplo de zero é o próprio zero. O menor dos múltiplos comuns (excluído o zero) de dois ou mais números chama-se mínimo múltiplo comum (m.m.c.). Qual o m.m.c. entre 8 e 2? Múltiplos de 8 = {0,8,6, 24, 32,40, 48, 56,64, 72, 80, } Múltiplos de 2 = {0,2, 24, 36, 48, 60, 72, 84, } Observe que existem infinitos múltiplos comuns não-nulos. Dentre todos os múltiplos comuns não-nulos, o menor é 24. Portanto, mmc 8,2 = 24. Normalmente os problemas envolvendo mmc são aqueles que surgem periodicidades. Por exemplo: Imagine que Guilherme tenha folga no trabalho a cada 8 dias. Sua esposa Manuella folga no seu trabalho a cada 2 dias. Se os dois folgaram juntos hoje, quando folgarão juntos novamente? A resposta é dada pelo mmc. Os dois folgarão juntos novamente daqui a 24 dias! www.pontodosconcursos.com.br 5

Obviamente eles não folgarão juntos APENAS daqui a 24 dias. Esta é apenas a PRÓXIMA vez em que folgarão juntos. Pelo conjunto dos múltiplos que escrevi anteriormente, percebemos que eles também daqui a 48 dias, daqui a 72 dias, etc. Normalmente, utilizamos o método da fatoração simultânea para calcular o mmc. Vejamos: mmc(8,2) =? 8, 2 Devemos pensar em um número que divida algum deles. Que tal 2? 8, 2 2 4, 6 Continuando... 8, 2 2 4, 6 2 2, 3 Agora não temos mais como dividir 2 e 3 pelo mesmo número. Vamos continuar a fatoração. Dividindo por 2 (repetimos o 3). 8, 2 2 4, 6 2 2, 3 2, 3 E agora dividimos por 3. www.pontodosconcursos.com.br 6

Desta forma, mmc 8,2 = 2 2 2 3 = 24 Caso você tenha a fatoração prima dos números, o MMC é o produto dos fatores comuns elevados aos maiores expoentes e dos fatores não-comuns. - Como assim, Guilherme????? Calma, meu amigo. Fique tranquilo. 8, 2 2 4, 6 2 2, 3 2, 3 3, Vejamos um exemplo. Qual o MMC entre 2 4 x3 5 x 2 e 2 3 x3 7 x5? Quais são os fatores comuns? 2 e 3. Coloquei até em vermelho para que você perceba. Observe que no número da esquerda o expoente de 2 é 4 e no número da direita o expoente de 2 é 3. Pois bem, escolha o MAIOR expoente, beleza? Assim, no MMC o expoente de 2 será 4. Da mesma maneira, o expoente de 3 no MMC será 7. Os fatores que não são comuns também vão entrar no bolo. Portanto, o MMC entre os números dados é 2 4 x3 7 x5 x 2. Simplificação de Frações Para simplificar uma fração, devemos dividir o numerador e o denominador pelo mesmo número. Por exemplo, a fração 6/8 pode ser simplificada por 2. 6:2 = 3 e 8:2 = 4. Portanto, 6/8 = 3/4. Às vezes, não conseguimos pensar em bons números para simplificar de uma vez só. Por exemplo, vamos simplificar 48/60. Se você consegue perceber que 48 e 60 são divisíveis por 2, ótimo! 48:2 = 4 e 60:2 =5. Portanto, 48/60 = 4/5. www.pontodosconcursos.com.br 7

Caso você não perceba, vá simplificando aos poucos: 48 60 = 24 30 = 2 5 = 4 5 No caso, simplifiquei por 2, por 2 e depois por 3. O ideal é simplificar pelo MDC, que é o próximo tópico deste artigo. Quando não dá para simplificar, dizemos que a fração é irredutível. Máximo Divisor Comum Se a divisão de um número natural por outro (não nulo) é exata, dizemos que o primeiro é divisível pelo segundo, ou que o segundo número é divisor do primeiro. Desta forma temos que: 5 é divisível por 3 3 é divisor de 5 O conjunto dos divisores de um número é aquele que comporta todos os divisores do número em questão. Por exemplo, o conjunto dos divisores de 6 é: D! = {,2,3,6} O maior dos divisores comuns de dois ou mais números chama-se máximo divisor comum (m.d.c.). Vejamos... Qual é o m.d.c. entre 8 e 2? Vamos listar os divisores de cada número. D! = {, 2, 4, 8} D!" = {, 2, 3, 4, 6,2} Os números em vermelho são os divisores comuns de 8 e 2. Dentre os divisores comuns, qual é o maior? A resposta é 4. Portanto, mdc 8,2 = 4. Se mdc(x,y) =, dizemos que x e y são primos entre si (ou co-primos). Isto significa dizer que apenas o número divide x e y simultaneamente. www.pontodosconcursos.com.br 8

Observe que é possível que x e y sejam primos entre si, mesmo que x e y não sejam primos. Por exemplo, mdc(8,9) =, ou seja, 8 e 9 são primos entre si, mas 8 não é primo e 9 não é primo. Observe que a fração 8/9 é irredutível, pois o único divisor comum entre 8 e 9 é o número. Assim, sempre que mdc(x,y) =, a fração x/y é irredutível. Vamos aprender dois métodos para calcular MDC: um para números simpáticos e outro para números feios. Rs... Método da Fatoração Simultânea Vamos calcular o mdc(84,44,60). Utilizaremos o método da fatoração simultânea. Como bem diz o nome do método, devemos fatorar os três números simultaneamente, ou seja, de uma só vez. Para isto, devemos procurar números que dividam simultaneamente os três números. Pense em um número que divida 84, 44 e 60. Pensou? Que tal 2? 84 dividido por 2 é igual a 42, 44 dividido por 2 é igual a 72 e 60 dividido por 2 é igual a 30. 84, 44, 60 2 42, 72, 30 Vamos pensar em um número que divida 42, 72 e 30. Que tal 2 novamente? 42 dividido por 2 é igual a 2, 72 dividido por 2 é igual a 36 e 30 dividido por 2 é igual a 5. 84, 44, 60 2 42, 72, 30 2 2, 36, 5 Pense em um número que divida 2, 36 e 5... Que tal 3? 2 divido por 3 é igual a 7, 36 dividido por 3 é igual a 2 e 5 dividido por 3 é igual a 5. 84, 44, 60 2 42, 72, 30 2 2, 36, 5 3 7, 2, 5 www.pontodosconcursos.com.br 9

Há algum número natural (diferente de ) que divida 7, 2 e 5 simultaneamente? Não! Então devemos parar. Para calcular o MDC, devemos multiplicar 2 2 3 = 2. Vamos agora aprender o chamado Algoritmo de Euclides. Algoritmo de Euclides Vamos começar com um exemplo bem fácil. Calculemos o MDC(20,25). Estes números são simpáticos. Poderíamos utilizar o método da fatoração simultânea, mas vou utilizá-lo para ensinar o algoritmo de Euclides. O Algoritmo de Euclides pode requisitar muitas divisões sucessivas (ele também é chamado de Método das Divisões Sucessivas) até que se chegue ao resto zero (sempre se chegará!). Por conta disso, é melhor usar uma chave que aproveita melhor os resultados anteriores e deixa espaço para os próximos, caso sejam necessários. Para começar, monte uma grade com, pelo menos, 3 colunas e exatamente 3 linhas (deixe espaço à direita): Na grade, insira os números envolvidos na linha do meio (vou manter os números do nosso exemplo inicial). Assim, 25 20 Sempre na primeira linha, sobre o último divisor usado, escreva o quociente da divisão atual. Na divisão de 25 por 20, o quociente é. Ficamos com: 25 20 O resto da divisão atual é registrado abaixo do dividendo da divisão atual. Na divisão de 25 por 20 o resto é 5. www.pontodosconcursos.com.br 0

25 20 5 Como o resto não foi igual a 0, copiamos o resto (5) ao lado do 0, na próxima casa. Repete-se todo o processo anterior, lembrando que agora devemos dividir 20 por 5. 25 20 5 5 Na divisão de 20 por 5, o quociente é 4 e o resto é 0. Registre assim: 4 25 20 5 5 0 Como o resto é 0, você para! O MDC será o último divisor utilizado. No nosso caso, o MDC é 5. Vamos fazer mais um exemplo: Calcule MDC(7,8). Resolução Comece construindo a grade para efetuar a divisão de 7 por 8. 7 8 Na divisão de 7 por 8, o quociente é e o resto é 36. Registre assim: 7 8 36 Como o resto foi diferente de 0, copiamos o resto (36) ao lado do 8. 7 8 36 36 www.pontodosconcursos.com.br

Devemos agora dividir 8 por 36. Nesta divisão, o quociente é 2 e o resto é 9. Registre assim na tabela: 2 7 8 36 36 9 Como o resto é diferente de 0, devemos copiá-lo ao lado de 36. 2 7 8 36 9 36 9 Devemos agora dividir 36 por 9. Nesta divisão, o quociente é 4 e o resto é 0. Pode parar! 2 4 7 8 36 9 36 9 0 Como o resto é 0, então o MDC é o último divisor utilizado. Portanto, MDC(7,8) = 9. Vamos agora responder a pergunta inicial deste artigo. Como simplificar a fração 85/.47? Para simplificar esta fração, devemos pensar em um número que divida 85 e.47. Para ter menos trabalho e simplificar a fração de uma só vez, devemos calcular o MDC. A grade do algoritmo de Euclides ficará assim: 2 7.47 85 296 259 37 296 259 37 0 Portanto, MDC(.47,85) = 37. A fração 85/.47 deve ser simplificada por 37. 85 dividido por 37 é igual a 23..47 dividido por 37 é igual a 3. www.pontodosconcursos.com.br 2

Resposta 85. 47 = 23 3 Caso você tenha a fatoração prima dos números, o MDC é o produto dos fatores comuns elevados aos menores expoentes. APENAS OS FATORES COMUNS!! Vejamos um exemplo. Qual o MDC entre 2 4 x3 5 x 2 e 2 3 x3 7 x5? Quais são os fatores comuns? 2 e 3. Coloquei até em vermelho para que você perceba. O menor expoente de 2 é 3 e o menor expoente de 3 é 5. Portanto, o MDC entre os números dados é 2 3 x 3 5. Relação entre MMC e MDC Qual é a relação entre o MMC e o MDC de DOIS números naturais? Preste atenção!! Eu falei DOIS!! A propriedade seguinte é válida para apenas dois números, ok? É o seguinte. Se temos dois números x e y, é válida a seguinte relação: x y = mmc(x, y) mdc(x, y) Ou seja, o produto entre o MMC e o MDC é igual ao produto entre os próprios números! Por exemplo: mmc(6,8) = 24 e mdc(6,8) = 2. 6 x 8 = 48 mmc(6,8) x mdc(6,8) = 24 x 2 = 48 Ficamos por aqui. Espero que vocês tenham gostado da aula. Um forte abraço, bons estudos e até o próximo artigo. Guilherme Neves www.pontodosconcursos.com.br 3