8. Problemas aritméticos

Modelagem e resolução de problemas com razões, proporções, porcentagens, médias, equações, taxas, misturas, juros, sequências e unidades.

Problemas aritméticos

Recupere a relação antes de calcular: qual é a base da fração ou do percentual, que grandeza se conserva, quais são as unidades e o que a pergunta exige? Valide sinal, inteireza e ordem de grandeza na resposta.

1. Base, razão e variação

PistaModelo decisivoCuidado
“fração de”, “do restante”multiplique pela base daquele momentoapós gastar parte do total, o restante vira nova base
razão a:b:ca:b:c de um total TTparcelas Ta/(a+b+c)Ta/(a+b+c) etc.divisão inversa a aa e bb usa pesos 1/a:1/b1/a:1/b
proporcionalidade diretay=kxy=kx: quociente y/xy/x constantevariar no mesmo sentido, por si só, não prova proporcionalidade
proporcionalidade inversaxy=kxy=k: produto constantetrabalho, jornada e produtividade precisam ser comparáveis
aumento/desconto de p%p\%fatores 1+p/1001+p/100 e 1−p/1001-p/100aplique sempre sobre a base indicada

Percentuais sucessivos multiplicam fatores. Aumento de 20% e desconto de 20% dão 1,2⋅0,8=0,961{,}2\cdot0{,}8=0{,}96 do inicial. Para reaver o valor antes de um desconto, divida pelo fator final. De 40% a 50% há 10 p.p., mas aumento relativo de 10/40=25%10/40=25\%.

Juros: identifique primeiro o capital CC efetivamente financiado (preço à vista menos entrada), a taxa decimal ii por período e o tempo tt na mesma unidade da taxa. O montante MM é capital mais juros: em juros simples, M=C(1+it)M=C(1+it), pois cada período incide sobre CC; em juros compostos, M=C(1+i)tM=C(1+i)^t, pois cada período incide sobre o montante anterior. Uma prestação futura se compara ao saldo financiado após o pagamento imediato, não ao preço cheio.

2. Médias, taxas e conservação

PerguntaRecupereCondição
média de grupossoma de cada grupo == média ×\times tamanho; média total =somastamanhos=\dfrac{\text{somas}}{\text{tamanhos}}média simples das médias só se os grupos tiverem tamanhos iguais
velocidade médiadtotalttotal\dfrac{d_{\rm total}}{t_{\rm total}}distâncias iguais a v1,v2v_1,v_2 dão 2v1v2v1+v2\dfrac{2v_1v_2}{v_1+v_2}
produçãoquantidade == taxa unitária ×\times agentes ×\times tempotaxa unitária: produção por agente e unidade de tempo, mantidas as condições
trabalho conjuntoquem faz o todo em tt tem taxa 1/t1/t; somam-se taxas simultâneastaxa constante e trabalho acumulável; mudanças de equipe exigem separar etapas
entrada e saídavariação == vazão líquida ×\times tempovazão líquida: entradas menos saídas, em unidades compatíveis
encontro / perseguiçãodistância relativa == velocidade relativa ×\times temposentidos opostos: soma; mesmo sentido: diferença, se há aproximação
misturasoluto S=cVS=cV; cf=c1V1+c2V2V1+V2c_f=\dfrac{c_1V_1+c_2V_2}{V_1+V_2}volumes aditivos; com água, SS fica; com soluto puro, SS e total crescem

A média ponderada reconstrói soma ou quantidade conservada: xˉ=∑wixi/∑wi\bar x=\sum w_ix_i/\sum w_i, com pesos correspondentes a pessoas, massa ou volume. Não some tempos para trabalho conjunto nem calcule média de velocidades sem reconstruir distâncias e tempos.

3. Tradução de frases e inteiros

  • Dê nome à incógnita com unidade; traduza cada relação e teste a solução no texto. Idades avançam pelo mesmo intervalo, e a diferença entre elas permanece. Se soma e diferença de dois valores são S,DS,D, os valores são (S+D)/2(S+D)/2 e (S−D)/2(S-D)/2.
  • Algarismos x,yx,y nas dezenas e unidades formam 10x+y10x+y; ao inverter, 10y+x10y+x. Três inteiros consecutivos podem ser escritos x−1,x,x+1x-1,x,x+1.
  • Primeira nova coincidência de ciclos: MMC dos períodos. Agrupamento máximo igual, sem sobra: MDC. Resto da divisão por dd: n=dq+rn=dq+r, 0≤r<d0\le r<d.
  • Sequência: compare diferenças, razões, alternância e posição; uma regra fornecida pelo enunciado determina a continuação. Poucos termos isolados podem admitir mais de uma regra.

4. Unidade e conferência

1 h=60 min1\,\text{h}=60\,\text{min}; 1 km=1000 m1\,\text{km}=1000\,\text{m}; 1 kg=1000 g1\,\text{kg}=1000\,\text{g}; 1 L=1000 mL1\,\text{L}=1000\,\text{mL}; 1 m/s=3,6 km/h1\,\text{m/s}=3{,}6\,\text{km/h}. Assim, 2 horas e 15 minutos são 2,252{,}25 horas, e não 2,152{,}15.

Fecho: a resposta usa a base e a taxa certas? A relação direta/inversa foi justificada? As unidades coincidem? A solução satisfaz restrições do contexto e responde à grandeza pedida?