MateExamene

Profesor de Matematică - Elena Micu

Prof. Micu Elena Semnătura: Micu Elena Semnătura: Micu Elena
Capitolul 2. Mulțimea numerelor naturale

Lecția 5 – Estimarea, aproximarea și rotunjirea numerelor naturale

Ghid metodologic pentru clasa a V-a

Adaptat nivelului de înțelegere al elevilor de gimnaziu

Despre ce este lecția

Lecția prezintă conceptele legate de reprezentarea pozițională, aproximarea și rotunjirea numerelor naturale. Un accent deosebit este pus pe clarificarea distincției dintre cifra unui ordin (de exemplu cifra zecilor) și numărul total de unități de acel ordin (de exemplu numărul de zeci), folosind explicații intuitive bazate pe gruparea în pachete, împărțirea cu rest și metode vizuale. Lecția cuprinde diagrame, exemple explicative pas cu pas și o fișă completă de exerciții, cu răspunsuri.

1. Sistemul zecimal pozițional și reprezentarea numerelor

Sistemul de numerație pe care îl folosim în matematică este un sistem zecimal (baza 10) și pozițional.

1.1. Distincția fundamentală: cifra zecilor față de numărul de zeci

Una dintre cele mai frecvente confuzii la clasa a V-a apare între cifra zecilor și numărul de zeci.

Clarificare conceptuală
  • Cifra zecilor reprezintă doar simbolul (cifra de la 0 la 9) aflat pe a doua poziție de la dreapta spre stânga (ordinul 2).
  • Numărul de zeci reprezintă cantitatea totală de grupuri complete de câte 10 care se pot forma din acel număr.

Pentru a înțelege imediat diferența, considerăm numărul $N = 3742$.

Mii Sute Zeci Unități (ord. 4) (ord. 3) (ord. 2) (ord. 1) 3 7 4 2 Numărul de zeci este 374 (374 de zeci complete) Cifra zecilor este 4
Cifra zecilor este una singură, 4. Numărul de zeci este 374.
1.1.1. Cum explicăm „numărul de zeci"? Trei metode intuitive

În loc să folosim noțiuni matematice abstracte, folosim trei metode intuitive, accesibile elevilor de clasa a V-a.

1. Metoda banilor (a pachetelor de 10). Dacă avem 3742 de lei în monede de 1 leu și vrem să-i schimbăm în bancnote de 10 lei:

$3742 = 374 \times 10 + 2$

Putem primi 374 de bancnote de 10 lei, iar 2 lei rămân rest (monede). Prin urmare, numărul total de zeci este 374.

2. Metoda împărțirii cu rest la 10. Efectuăm împărțirea cu rest a numărului la 10:

$3742 : 10 = 374$ rest $2$

Câtul împărțirii (374) reprezintă numărul de zeci complete cuprinse în numărul dat.

3. Metoda vizuală („regula degetului" / acoperirea cifrei unităților). Pentru a afla numărul de zeci, acoperim cu degetul cifra unităților (ultima cifră din dreapta). Numărul rămas neacoperit în față este numărul de zeci:

$374\,[\text{acoperim } 2] \implies \mathbf{374}$ zeci

Regulă generală pentru orice ordin
  • Numărul de sute: se acoperă ultimele 2 cifre (sau câtul împărțirii la 100). Pentru 3742, numărul de sute este 37.
  • Numărul de mii: se acoperă ultimele 3 cifre (sau câtul împărțirii la 1000). Pentru 3742, numărul de mii este 3.
Tabelul 1. Comparație între cifra ordinului și numărul total de unități de acel ordin, pentru $N = 58\,369$
Ordinul de mărime Cifra ordinului Număr total de unități de acel ordin Explicație (împărțire cu rest)
Zeci (10)65836 zeci$58\,369 = 5836 \times 10 + 9$
Sute (100)3583 sute$58\,369 = 583 \times 100 + 69$
Mii (1000)858 mii$58\,369 = 58 \times 1000 + 369$
Zeci de mii (10 000)55 zeci de mii$58\,369 = 5 \times 10\,000 + 8369$
2. Aproximarea numerelor naturale

În viața de zi cu zi nu avem întotdeauna nevoie de valoarea exactă a unui număr, ci de o valoare apropiată și ușor de calculat (un „număr rotund", adică unul care se termină cu un anumit număr de zerouri). Această operație se numește aproximare.

Aproximarea unui număr natural la un anumit ordin (zeci, sute, mii etc.) înseamnă înlocuirea lui cu cel mai apropiat număr rotund. Există două tipuri principale de aproximări: prin lipsă și prin adaos.

2.1. Aproximarea prin lipsă
Aproximarea prin lipsă

Aproximarea prin lipsă a unui număr natural la un anumit ordin este cel mai mare număr rotund (terminat în zerouri) mai mic sau egal cu numărul dat.

Cum se obține practic? Se păstrează cifra ordinului la care se face aproximarea, iar toate cifrele aflate la dreapta ei se înlocuiesc cu zero.

2.2. Aproximarea prin adaos
Aproximarea prin adaos

Aproximarea prin adaos a unui număr la un anumit ordin este cel mai mic număr rotund (terminat în zerouri) mai mare decât numărul dat (dacă numărul nu este deja rotund).

Cum se obține practic? Se mărește cu o unitate cifra ordinului la care se face aproximarea, iar toate cifrele din dreapta ei se înlocuiesc cu zero.

Atenție, când cifra ordinului este 9

Cifra 9 nu poate deveni 10, așa că unitatea adăugată trece la ordinul următor. De exemplu, la aproximarea prin adaos la sute a lui 1970: avem 19 sute, adăugăm o sută și obținem 20 de sute, adică 2000.

2.3. Încadrarea numerelor între aproximări

Orice număr natural care nu este rotund se află cuprins strict între aproximarea sa prin lipsă și aproximarea sa prin adaos de același ordin:

$$A_{\text{lipsă}} < N < A_{\text{adaos}}$$

Axa numerelor 480 (aproximare prin lipsă) 490 (aproximare prin adaos) 485 (mijlocul) 483 (numărul dat) distanța = 3 distanța = 7
483 este mai aproape de 480 decât de 490, deci rotunjirea la zeci este 480.
3. Rotunjirea numerelor naturale
Definiția rotunjirii

Rotunjirea unui număr natural la un anumit ordin înseamnă înlocuirea acelui număr cu aproximarea (prin lipsă sau prin adaos) care este cea mai apropiată de el pe axa numerelor.

3.1. Regula de aur a rotunjirii

Pentru a stabili rapid dacă rotunjirea se face prin lipsă sau prin adaos, privim cifra din dreapta ordinului la care facem rotunjirea (cifra imediat inferioară).

Regula de aur a rotunjirii

Privim cifra din dreapta ordinului dorit:

  1. Dacă această cifră este 0, 1, 2, 3 sau 4, numărul este mai aproape de capătul din stânga $\implies$ rotunjire prin lipsă (cifra ordinului rămâne neschimbată, iar cifrele din dreapta devin 0).
  2. Dacă această cifră este 5, 6, 7, 8 sau 9, numărul este la jumătate sau mai aproape de capătul din dreapta $\implies$ rotunjire prin adaos (cifra ordinului crește cu 1, iar cifrele din dreapta devin 0).
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ROTUNJIRE PRIN LIPSĂ (cifra rămâne la fel) ROTUNJIRE PRIN ADAOS (cifra crește cu 1)
Cifra din dreapta ordinului hotărăște în ce parte se face rotunjirea.
3.2. Exemplu complet de aplicare a rotunjirii

Considerăm numărul $N = 53\,764$. Să efectuăm rotunjirea la diferite ordine.

1. Rotunjire la zeci. Cifra zecilor este 6. Cifra din dreapta ei (unitățile) este 4. Deoarece $4 < 5$, rotunjim prin lipsă $\implies$ 53 760.

2. Rotunjire la sute. Cifra sutelor este 7. Cifra din dreapta ei (zecile) este 6. Deoarece $6 \geq 5$, rotunjim prin adaos ($7 + 1 = 8$) $\implies$ 53 800.

3. Rotunjire la mii. Cifra miilor este 3. Cifra din dreapta ei (sutele) este 7. Deoarece $7 \geq 5$, rotunjim prin adaos ($3 + 1 = 4$) $\implies$ 54 000.

4. Estimarea rezultatelor operațiilor

În aplicațiile practice (cum ar fi la cumpărături sau la calcularea unui buget), estimarea ne ajută să găsim rapid o valoare aproximativă a unei sume, diferențe sau produs, fără a efectua calculul exact.

Algoritmul de estimare
  1. Mai întâi rotunjim fiecare număr la același ordin convenabil (de exemplu, la zeci, sute sau mii).
  2. Apoi efectuăm operația cu numerele rotunjite.

Exemplu practic. Un elev cumpără un ghiozdan de 187 lei, un penar de 42 lei și un set de carioci de 29 lei. Să estimăm suma totală prin rotunjire la zeci:

Suma estimată $= 190 + 40 + 30 = \mathbf{260}$ lei

Calculul exact ar fi fost $187 + 42 + 29 = 258$ lei, deci estimarea de 260 lei este foarte bună.

5. Probleme rezolvate pas cu pas

Problema 1 (distincția cifră față de număr de unități)

Se consideră numărul $N = 84\,529$. Specificați:

  1. Cifra zecilor și cifra sutelor.
  2. Numărul total de zeci și numărul total de sute.
  3. Câte bancnote de 100 de lei putem obține la schimb din această sumă?

Rezolvare pas cu pas:

a) Cifra zecilor este a doua cifră de la dreapta: 2. Cifra sutelor este a treia cifră de la dreapta: 5.

b) Pentru numărul total de zeci, efectuăm împărțirea la 10:

$84\,529 = 8452 \times 10 + 9 \implies \mathbf{8452}$ zeci

(sau acoperim cifra unităților, 9, și rămâne 8452).

Pentru numărul total de sute, efectuăm împărțirea la 100:

$84\,529 = 845 \times 100 + 29 \implies \mathbf{845}$ sute

(sau acoperim ultimele două cifre, 29, și rămâne 845).

c) Deoarece avem 845 de sute complete, putem obține maximum 845 de bancnote de 100 de lei (iar 29 de lei rămân rest).

Problema 2 (aproximări și încadrări)

Se dă numărul $A = 6384$. Completați tabelul de mai jos cu aproximările și rotunjirile corespunzătoare.

Rezolvare pas cu pas:

OrdinulAproximare prin lipsăAproximare prin adaosRotunjire
Zeci638063906380
Sute630064006400
Mii600070006000

Problema 3 (aflarea numerelor necunoscute din condiții de rotunjire)

Aflați toate numerele naturale de forma $\overline{3x7}$ care, rotunjite la sute, devin egale cu 400.

Rezolvare pas cu pas:

  1. Scriem forma numărului: $\overline{3x7} = 300 + 10 \cdot x + 7$, unde $x$ este cifra zecilor, $x \in \{0, 1, 2, \ldots, 9\}$.
  2. Numărul se află între sutele 300 și 400.
  3. Pentru ca rotunjirea la sute să fie prin adaos (adică să devină 400), cifra din dreapta sutelor — care este cifra zecilor, $x$ — trebuie să fie mai mare sau egală cu 5:

    $x \in \{5, 6, 7, 8, 9\}$

  4. Concluzie: numerele căutate sunt 357, 367, 377, 387, 397.
Fișă de exerciții și probleme de fixare

E1. Pentru numărul 27 418, specificați:

  1. Cifra zecilor și cifra miilor.
  2. Numărul total de zeci și numărul total de sute.

E2. Determinați aproximările prin lipsă și prin adaos la zeci, sute și mii pentru numărul 8536.

E3. Completați spațiile libere astfel încât afirmațiile să fie adevărate:

  1. Rotunjirea numărului 429 la zeci este ……
  2. Rotunjirea numărului 1750 la sute este ……
  3. Numărul de zeci complete din 5083 este ……

E4. Aflați cel mai mic și cel mai mare număr natural de trei cifre care, rotunjite la sute, devin 600.

E5. Problematizare: Un comerciant are 1478 de caiete și dorește să le împacheteze în pachete de câte 10 caiete.

  1. Câte pachete complete de 10 caiete va obține?
  2. Câte caiete îi mai rămân neîmpachetate?
Răspunsuri și indicații

E1. a) Cifra zecilor = 1, cifra miilor = 7.   b) Numărul de zeci = 2741, numărul de sute = 274.

E2. La zeci: lipsă 8530, adaos 8540. La sute: lipsă 8500, adaos 8600. La mii: lipsă 8000, adaos 9000.

E3. a) 430;   b) 1800;   c) 508.

E4. Cel mai mic număr este 550 (cifra zecilor $5 \geq 5$). Cel mai mare număr este 649 (cifra zecilor $4 < 5$).

E5. a) $1478 : 10 = 147$ rest $8 \implies$ 147 pachete complete.   b) Îi rămân 8 caiete.