Os números racionais: o conjunto Q

I – Introdução

Sendo  a  e  b dois números inteiros, com a condição de b não nulo, chama-se número racional ao quociente  a / b .

Assim, são exemplos de números racionais:

2/3,  -3/5, 87/95, ... , etc

O conjunto dos números racionais é representado pela letra
Q . O uso da letra Q deriva da palavra inglesa quotient , que significa quociente, já que a forma geral de um número racional é um quociente de dois números inteiros.

Como todo número inteiro a pode ser escrito na forma 
a / 1 = a , concluímos que todo número inteiro é também um número racional. Assim, é trivial perceber que o conjunto dos números inteiros está contido ou é um subconjunto do conjunto dos números racionais, ou seja: Z Ì Q .

Os números racionais podem também ser representados na forma de um número decimal, ou seja, na forma  i,d onde i é a parte inteira e d a parte decimal.

Por exemplo,  4/5 = 0,8 ;  3/5 = 0,6 ; 2/3 = 0,6666...  ;   20/3 = 6,3333... ; etc

Observe que todas as dízimas periódicas (também conhecidas como números decimais periódicos) são números racionais, uma vez que elas podem ser escritas  na forma  a / b  com  b
¹ 0.

Exemplos:

1 – Escreva na forma a / b o número racional  r = 1,25252525...

Sendo  r = 1,252525... , multiplicando ambos os membros por 100, teremos:
100.r = 125,252525...

Subtraindo estas igualdades membro a membro, fica:

100r – r = 125,252525... – 1,252525... , de onde tiramos:
99.r = 124 , e, portanto,
r = 124 / 99.

2 – Escreva na forma  a / b a dízima periódica  s = 2,0353535...

Sendo s = 2,0353535... , multiplicando ambos os membros por 10, teremos:
10.s = 20,353535... 

Multiplicando ambos os membros da igualdade anterior  por 100, teremos:
100.10s = 100.20,353535...

1000.s = 2035,353535...

Subtraindo membro a membro a segunda da primeira igualdade, vem:

1000.s – 10.s = 2035,353535...  -  20,353535...
990.s = 2015, e, portanto,
s = 2015 / 990

Quando o número racional está representado na forma
a / b onde a  e  b são inteiros, com b não nulo, costumamos denominar  a  de numerador  e  b  de denominador, sendo o número a / b conhecido como fração ordinária.

Propriedade fundamental das frações:

Uma fração ordinária não se altera, se multiplicarmos o seu numerador e denominador, por um mesmo número diferente de zero.

Assim é que:

a / b = a . n / b . n    para n diferente de zero.

Exemplo: 2/3 = 4/6 = 8/18 = 24/54 = ... , etc

Notas:

1 – Se o denominador de uma fração ordinária for  igual a 10 (ou a uma potencia de dez), ela é conhecida como fração decimal.

Exemplos: 3 / 10;  625 / 1000.

2 – Um número racional da forma 
a / 100  é conhecido como porcentagem e indicado simbolicamente por a % .

Exemplos:

a) 25 / 100 = 25 %
b) 75 / 100 = 75 %
c) 1 / 100 = 1 %

Usando uma terminologia comumente aceita, se
a < b, dizemos que a fração é própria e se a > b , dizemos que a fração é imprópria. Se a for um múltiplo de b, a fração a / b será um número inteiro e a fração é dita aparente.

Assim, por exemplo, 5 / 7 é uma fração própria,  9 / 5 é uma fração imprópria e
10 / 5 = 2 é uma fração aparente. Saliente-se que trata-se apenas de uma terminologia consagrada pelo uso, sem nenhum sentido prático e, eu diria, talvez até inútil.

É importante acrescentar que o conjuntos dos números racionais é denso e infinito, ou seja, dados dois números racionais 
r1 e r2, sempre existirá um número racional r  
tal que 
r1 < r < r2 .

Por exemplo, entre os números inteiros 7 e 8 não existe nenhum outro número inteiro, porém existe um número infinito de números racionais entre eles. 7,1; 7,9; 7,0045;  7,999; .. etc são apenas alguns dos infinitos exemplos possíveis.

II – Operações com números racionais

a) Adição e subtração

Sejam os números racionais 
a / b  e  c / d  onde  a, b, c  e  d  são números inteiros com b  e  d  diferentes de zero.

A soma e a subtração destes números racionais, obedecem à seguinte regra:

(a / b) ± (c / d) =  (ad ± bc) / (bd)

Observe que se os denominadores  b  e  d  forem iguais, a igualdade acima 
se reduz a:

(a / b) ± (c / b) = (a ± c) / b

que é um caso particular da expressão geral.

Ou seja: para somar duas frações de mesmo denominador, adicionam-se os numeradores e mantém-se o denominador comum.

Exemplos:

a) (2 / 5) - (1 / 5) = (2 - 1) / 5 = 1 / 5

b) (4 / 3) + (8 / 3) = (4 + 8) / 3 = 12 / 3 = 4

c) (2 / 5) + (3 / 4) = (2 . 4 + 5 . 3) / (5 . 4) = 23 / 20

d) (5 / 3) – (3 / 4) = (5 . 4 – 3 . 3) / (3 . 4) = 11 / 12

b) Multiplicação

Sejam os números racionais  a / b  e  c / d  onde  a, b, c  e  d  são números inteiros com b  e  d  diferentes de zero.

A multiplicação obedece à seguinte  regra geral:

(a / b) . (c / d) = (a . c) / (b . d)

Ou seja, para multiplicar duas frações, multiplicamos entre si, os numeradores e os denominadores.

Exemplos:

a) (2 / 3) . (5 / 7) = (2 . 5) / (3 . 7) = 10 / 21

b) (3 / 4) . (7 / 6) = (3 . 7) / (4 . 6) = 21 / 24

Observe que a fração
21 / 24, pode ser simplificada, dividindo-se numerador e denominador por 3, resultando  7 / 8.

c) Divisão

Sejam os números racionais 
a / b  e  c / d  onde  a, b, c  e  d  são números inteiros com b  e  d  diferentes de zero.

A divisão obedece à seguinte  regra geral:

(a / b) : (c / d) = (a / b) . (d / c) = (a . d) / (b . c)

A regra é então comumente enunciada como:
para dividir uma fração por outra, basta multiplicar a primeira pelo inverso da segunda.

Justificativa:

Seja a fração
F = (a / b) : (c / d)

Pela propriedade fundamental das frações, vista no início do texto, poderemos multiplicar  o numerador e denominador por (d / c), resultando:

F = (a / b) . (d / c) : (c / d) . (d / c)

Simplificando a expressão acima, lembrando que (c / d) . (d / c) = 1, vem, finalmente que F = (a / b) . (d / c) = (a . d) / (b . c), conforme indicado na fórmula acima.

Exemplos:

a) (2 / 3) : (4 / 5) = (2 /3) . (5 / 4) = (2 . 5) / (3 . 4) = 10 / 12 = 5 / 6.

b)  (3 / 7) : (2 / 9) = (3 / 7) . (9 / 2) = (3 . 9) / (7 . 2) = 27 / 14

d) Potenciação

(a / b)n = an / bn        para b diferente de zero.

Exemplo: (2 / 5)3 = 23 / 53 = 8 / 125

III - Exercícios

1 – Calcule 3/5 de 60.

Solução: 3/5 de 60 = (3/5) . 60 = (3 . 60) / 5 = 180 / 5 = 36.

2 – Calcule 3/5 de 2/3.

Solução: 3/5 de 2/3 = (3/5) . (2/3) = (3.2) / (3.5) = 6 / 15 = 2 / 5.

3 – Calcule 2/5 dos 3/4  de 40.

Solução: 2/5 dos 3/4  de 40 = (2/5).(3/4) . 40 = (2.3.40) / (5.4) = 240 / 20 = 12.

4 – Calcule 30 % de 70.

Solução: 30 % de 70 = (30 / 100) . 70 = (30.70) / 100 = 2100 / 100 = 21.

5 – Calcule 15 % de 60 %.

Solução: 15 % de 60 % = (15/100) . (60 / 100) = (15.60) / (100.100) = 900 / 10000. Mas, 900 / 10000 = 9 / 100 = 9 % .

6 – Calcule 3/2 dos 0,121212 ... de 33 %  de  2400.
Resposta:  144

Paulo Marques, Feira de Santana – BA – 17 de março de 2002.

VOLTAR