← Portal 4t d'ESO PDC · Matemàtiques Aplicades Sessió 2 · Trimestre 1
⏱️ 55:00 📘 PDF Guia Professor

INS Pere Borrell · Curs 2026–2027 · Docent: Rubén Pineda · Aula A309

Fraccions, Potències, Arrels i Equacions en Situacions Quotidianes

Sessió pràctica i visual de 55 minuts adaptada a 4t d'ESO PDC: aprofitem el $\operatorname{mcm}$ i el $\operatorname{MCD}$ treballats a la sessió anterior per sumar i simplificar fraccions, calculem potències i arrels quadrades amb sentit geomètric, resolem equacions senzilles de primer grau amb el model de la balança i apliquem tot el conjunt a problemes reals.

⏳ Durada: 55 minuts 🔗 Continuïtat: Sessió 1 (mcm i MCD) + Fitxa PDC ⚖️ Balança visual + 8 Exercicis guiats i pràctics 🔒 Solucions protegides fins a l'intent
Pantalla 1 de 6 · Punt de partida i continuïtat

Per a què ens serveixen el $\operatorname{mcm}$ i el $\operatorname{MCD}$ que ja sabem calcular?

⏱️ 5 minuts

🎯 Objectius clars d'avui

  • Utilitzar el $\operatorname{mcm}$ per sumar i restar fraccions amb diferent denominador i el $\operatorname{MCD}$ per simplificar-les.
  • Operar amb potències de la mateixa base i calcular arrels quadrades exactes com el costat d'un quadrat.
  • Resoldre equacions de 1r grau senzilles aïllant la incògnita $x$ pas a pas.
  • Aplicar fraccions, arrels i equacions a problemes de pressupostos, compres i mesures.

🗺️ Organització dels 55 minuts

  • 00–05 min: Connexió amb la sessió de $\operatorname{mcm}$ i $\operatorname{MCD}$.
  • 05–15 min: Explicació visual de fraccions, potències i arrels.
  • 15–25 min: La balança de les equacions de 1r grau + explorador.
  • 25–37 min: Pràctica guiada de càlcul (Exercicis 1 a 4).
  • 37–50 min: Equacions i problemes quotidians (Exercicis 5 a 8).
  • 50–55 min: Repàs d'idees clau i tiquet de sortida.
💬 Pregunta per connectar amb el que ja sabem:

Si mengem $\frac{1}{2}$ d'una pizza i després $\frac{1}{4}$ més, per què no podem sumar els denominadors i dir que hem menjat $\frac{2}{6}$? Quin múltiple comú de $2$ i $4$ ens permet tallar totes les porcions de la mateixa mida?

Pantalla 2 de 6 · Bloc 1

Fraccions, Potències i Arrels Quadrades sense Complicacions

⏱️ 10 minuts

🍕 Fraccions amb sentit

Sumar o restar: busquem el denominador comú amb el $\operatorname{mcm}$ dels denominadors.

Multiplicar: en línia recta ($\frac{a}{b} \cdot \frac{c}{d} = \frac{a \cdot c}{b \cdot d}$).

Fracció d'una quantitat: per calcular $\frac{2}{5}\text{ de }60$, dividim $60 \div 5 = 12$ i multipliquem per $2 \rightarrow 24$.

⚡ Regles de Potències

Quan la base és la mateixa:

  • Multiplicar: sumem exponents ($2^3 \cdot 2^2 = 2^{3+2} = 2^5$).
  • Dividir: restem exponents ($\frac{2^5}{2^3} = 2^{5-3} = 2^2 = 4$).

📐 L'Arrel com un Quadrat

Calcular $\sqrt{A}$ és preguntar-nos: «Quin nombre multiplicat per ell mateix dona $A$?»

Geomètricament, si un quadrat té àrea $36\,\mathrm{m}^2$, el seu costat mesura $\sqrt{36} = 6\,\mathrm{m}$ perquè $6 \cdot 6 = 36$.

📝 Exemple Resolt 1: Fraccions i Potències pas a pas

  • Suma de fraccions: $\frac{5}{6} - \frac{1}{4}$. Com que $\operatorname{mcm}(6, 4) = 12$, transformem a dotzens: $$\frac{5 \cdot 2}{12} - \frac{1 \cdot 3}{12} = \frac{10}{12} - \frac{3}{12} = \mathbf{\frac{7}{12}}$$
  • Potències i arrels combinades: $$\frac{3^6}{3^4} + \sqrt{49} = 3^{6-4} + 7 = 3^2 + 7 = 9 + 7 = \mathbf{16}$$
Pantalla 3 de 6 · Bloc 2 + Explorador Visual

Equacions de Primer Grau: La Balança d'Equilibri

⏱️ 10 minuts

⚖️ Els 4 passos per resoldre una equació

  1. Si hi ha parèntesi: multipliquem el nombre de fora per tot el que hi ha dins: $2(x + 3) = 2x + 6$.
  2. Agrupem: passem els termes amb $x$ a l'esquerra i els nombres sols a la dreta (canviant l'operació: el que suma passa restant, el que resta passa sumant).
  3. Reduïm: sumem o restem a cada costat fins a tenir $a \cdot x = b$.
  4. Aïllem la $x$: el nombre que multiplica la $x$ passa dividint: $x = \frac{b}{a}$.

📝 Exemple Resolt 2: Equació i comprovació

Resolem: $$4x - 5 = x + 7$$

  • Passem la $x$ restant i el $-5$ sumant: $4x - x = 7 + 5$.
  • Simplifiquem cada costat: $3x = 12$.
  • Dividim entre $3$: $x = \frac{12}{3} = \mathbf{4}$.
  • Comprovació a la balança: a l'esquerra $4(4) - 5 = 16 - 5 = 11$; a la dreta $4 + 7 = 11$. Equilibri perfecte!

🔬 Explorador Visual per a l'Aula: Fraccions, Quadrats i Balança d'Equacions

Controls de simulació per projectar exemples guiats a la pissarra:

Clica un dels tres botons per projectar l'explicació visual pas a pas a la pissarra.
Pantalla 4 de 6 · Activitats Guiades

Practiquem Fraccions, Potències i Arrels (Ex. 1 a Ex. 4)

⏱️ 12 minuts

Fes els càlculs a la llibreta i comprova els resultats en cada apartat:

Exercici 1 Suma de fraccions amb mcm

Calcula el denominador comú $\operatorname{mcm}(4, 6)$ i resol la suma de fraccions següent:

$$\frac{3}{4} + \frac{1}{6}$$

💡 Pista

Passa totes dues fraccions a denominador $12$: $\frac{3 \cdot 3}{12} + \frac{1 \cdot 2}{12}$.

🔐 Solució pas a pas

1. Denominador comú: $\operatorname{mcm}(4, 6) = \mathbf{12}$.
2. Fraccions equivalents: $\frac{9}{12} + \frac{2}{12} = \mathbf{\frac{11}{12}}$.

Exercici 2 Multiplicació i simplificació

Multiplica en línia aquestes dues fraccions i simplifica el resultat dividint pel $\operatorname{MCD}$:

$$\frac{2}{5} \cdot \frac{15}{4}$$

💡 Pista

Multiplica $2 \cdot 15$ a dalt i $5 \cdot 4$ a baix. Després divideix tots dos nombres entre $10$.

🔐 Solució pas a pas

1. Producte directe: $\frac{2 \cdot 15}{5 \cdot 4} = \mathbf{\frac{30}{20}}$.
2. Simplifiquem dividint entre $\operatorname{MCD}(30, 20) = 10$: $\frac{30 \div 10}{20 \div 10} = \mathbf{\frac{3}{2}}$.

Exercici 3 Propietats de les potències

Redueix a una sola potència de base $2$ i calcula el resultat numèric:

$$\frac{2^5 \cdot 2^2}{2^4}$$

💡 Pista

Suma els exponents del numerador ($5 + 2 = 7$) i resta-li l'exponent del denominador ($7 - 4$).

🔐 Solució pas a pas

1. Numerador: $2^5 \cdot 2^2 = 2^{5+2} = 2^7$.
2. Divisió: $\frac{2^7}{2^4} = 2^{7-4} = 2^{\mathbf{3}}$.
3. Valor: $2^3 = 2 \cdot 2 \cdot 2 = \mathbf{8}$.

Exercici 4 Arrels quadrades i potències

Calcula el valor de les arrels quadrades i resol l'operació combinada:

$$\sqrt{81} + 2 \cdot \sqrt{25} - 3^2$$

💡 Pista

Substitueix $\sqrt{81} = 9$, $\sqrt{25} = 5$ i $3^2 = 9$, i recorda fer la multiplicació $2 \cdot 5$ abans de sumar i restar.

🔐 Solució pas a pas

1. Arrels i potències: $\sqrt{81} = \mathbf{9}$, $\sqrt{25} = 5$ i $3^2 = 9$.
2. Substituïm: $9 + 2 \cdot 5 - 9 = 9 + 10 - 9 = \mathbf{10}$.

Pantalla 5 de 6 · Equacions i Vida Quotidiana

Equacions Senzilles i Problemes Pràctics (Ex. 5 a Ex. 8)

⏱️ 13 minuts

Resol ara dues equacions de primer grau i dos problemes aplicats a situacions reals:

Exercici 5 Equació de 1r grau pas a pas

Resol l'equació agrupant les $x$ a l'esquerra i els nombres a la dreta, i comprova la solució:

$$5x - 4 = 2x + 11$$

💡 Pista

Passa el $2x$ restant a l'esquerra ($5x - 2x$) i el $-4$ sumant a la dreta ($11 + 4$).

🔐 Solució pas a pas

1. Transposem termes: $5x - 2x = 11 + 4$.
2. Reduïm: $3x = 15 \implies x = \frac{15}{3} = \mathbf{5}$.
3. Comprovació: $5(5) - 4 = 21$ i $2(5) + 11 = 21$.

Exercici 6 Equació amb parèntesi

Desfés primer el parèntesi multiplicant per $3$ i calcula el valor de $x$:

$$3(x - 2) + 4 = 16$$

💡 Pista

$3(x - 2) = 3x - 6$. Per tant queda $3x - 6 + 4 = 16 \implies 3x - 2 = 16$.

🔐 Solució pas a pas

1. Parèntesi: $3x - 6 + 4 = 16 \implies 3x - 2 = 16$.
2. Aïllem: $3x = 16 + 2 = \mathbf{18}$.
3. Dividim: $x = \frac{18}{3} = \mathbf{6}$.

Exercici 7 Problema Pràctic · Pressupost amb fraccions

Un alumne disposa de $60\,€$ per a una sortida escolar. Destina $\frac{2}{5}$ dels diners al transport i $\frac{1}{3}$ dels diners inicials al dinar. Quants euros gasta en el transport, quants en el dinar i quants euros li sobren?

💡 Pista

Per calcular $\frac{2}{5}\text{ de }60$, fes $(60 \div 5) \cdot 2$. Per a $\frac{1}{3}\text{ de }60$, fes $60 \div 3$. Després resta la despesa total a $60$.

🔐 Solució pas a pas

1. Transport: $\frac{2}{5}\text{ de }60 = \frac{2 \cdot 60}{5} = 2 \cdot 12 = \mathbf{24\,€}$.
2. Dinar: $\frac{1}{3}\text{ de }60 = \frac{60}{3} = \mathbf{20\,€}$.
3. Diners que li queden: $60 - (24 + 20) = 60 - 44 = \mathbf{16\,€}$.

Exercici 8 Problema Pràctic · Hort quadrat i compra

Resol aquests dos casos pràctics:
a) Un hort escolar quadrat té una superfície d'àrea $A = 64\,\mathrm{m}^2$. Quant mesura un costat ($\ell = \sqrt{64}$, en $\mathrm{m}$) i quants metres de tanca calen per envoltar els $4$ costats?
b) Si comprem $3$ llibretes iguals i un bolígraf de $2\,€$ i paguem $14\,€$ en total ($3x + 2 = 14$), quin és el preu $x$ de cada llibreta?

💡 Pista

a) Calcula $\sqrt{64}$ i multiplica per $4$ per obtenir el perímetre. b) Resol $3x + 2 = 14$ restant $2$ i dividint entre $3$.

🔐 Solució pas a pas

a) Costat: $\ell = \sqrt{64} = \mathbf{8\,\mathrm{m}}$. Tanca total (perímetre): $4 \cdot 8 = \mathbf{32\,\mathrm{m}}$.
b) Equació de compra: $3x + 2 = 14 \implies 3x = 12 \implies x = \frac{12}{3} = \mathbf{4\,€}$ cada llibreta.

Pantalla 6 de 6 · Síntesi i Tancament

El Que Hem Après Avui i Tiquet de Sortida

⏱️ 5 minuts

🧰 La nostra caixa d'eines matemàtiques

  • Fraccions: $\operatorname{mcm}$ per sumar/restar i $\operatorname{MCD}$ per deixar la fracció el més senzilla possible.
  • Potències i Arrels: sumar exponents en multiplicar, restar en dividir, i utilitzar l'arrel quadrada per passar de l'àrea al costat.
  • Equacions: mantenir l'equilibri de la balança i comprovar sempre el valor de $x$ a l'equació inicial.

🎟️ Tiquet de sortida individual

Tria un dels blocs d'avui (fraccions, arrels o equacions) i explica amb un exemple propi com comproves que el teu resultat és correcte:

🔐 Criteri de revisió

En una arrel quadrada comprovem elevant el resultat al quadrat; en una equació substituïm la $x$ pel nombre trobat i comprovem que tots dos costats de l'igual donen el mateix valor.