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aula 16 - geometria plana i - 6 slides por - Unemat

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1. Primeiros conceitos<br />

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO<br />

CAMPUS DE SINOP<br />

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL<br />

INTRODUÇÃO AO CÁLCULO<br />

Geometria Plana I<br />

Prof.: Rogério Dias Dalla Riva<br />

Conceitos Primitivos: São conceitos aceitos sem<br />

uma definição no campo da Geometria. De cada um<br />

destes termos temos um conhecimento intuitivo<br />

decorrente da experiência e observação.<br />

Enquadram-se nessa categoria os conceitos<br />

de ponto, reta e plano.<br />

1.2. Postulados ou axiomas<br />

Além dos conceitos primitivos, aceitos sem<br />

definição, há propriedades geométricas aceitas<br />

sem demonstração. Tais propriedades são<br />

chamadas postulados ou axiomas. Por exemplo, um<br />

dos postulados da Geometria afirma que:<br />

“Por dois pontos distintos A e B passa uma única<br />

reta”.<br />

Essa reta é denotada pelo símbolo , AB que<br />

se lê “reta AB”.<br />

3<br />

5<br />

1.Primeiros conceitos<br />

2.Ângulos<br />

3.Triângulos<br />

4.Quadriláteros<br />

5.Polígonos<br />

Geometria Plana I<br />

6.Ângulos na circunferência<br />

7.Congruência de triângulos<br />

8.Teorema de Tales<br />

9.Semelhança de triângulos<br />

10.Relações métricas no triângulo retângulo<br />

1.1. Ponto, reta e plano<br />

Letras minúsculas do<br />

alfabeto grego: α, β, π, …<br />

1.3. Posições de duas retas<br />

distintas num plano<br />

Letras maiúsculas do<br />

nosso alfabeto: A, B, C, …<br />

Letras minúsculas do<br />

nosso alfabeto: a, b, c, …<br />

4<br />

6<br />

1


1.4. Subconjuntos da reta<br />

1.5. Subconjuntos da reta<br />

2. Ângulos<br />

Dois segmentos que possuem medidas iguais<br />

são chamados congruentes. Se AB e CD são<br />

segmentos congruentes, escrevemos AB ≡ CD .<br />

Lê-se AB é congruente a CD .<br />

Dois ângulos de medidas iguais são<br />

denominados congruentes.<br />

⌢ ⌢<br />

∢ABC ≡ ∢DEF<br />

⇔ ABC ≡ DEF<br />

7<br />

9<br />

11<br />

1.5. Subconjuntos da reta<br />

2. Ângulos<br />

A medida de AB será denotada <strong>por</strong> AB.<br />

Desse modo, se AB é um segmento de reta de 3<br />

cm, escrevemos AB = 3cm.<br />

A medida de um ângulo AOB será denotada<br />

<strong>por</strong> . Assim , se AOB é um ângulo de 60o AOB (60 graus), escrevemos:<br />

⌢<br />


2.2. Ângulos notáveis<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

360 o<br />

⌢<br />

AOB ≡<br />

180 o<br />

⌢<br />

AOB ≡<br />

90 o<br />

⌢<br />

AOB ≡<br />

Dois ângulos são chamados complementares<br />

se a soma de suas medidas é igual a 90 o . Cada um é<br />

chamado complemento do outro.<br />

Dois ângulos são chamados suplementares se<br />

a soma de suas medidas é igual a 180 o . Cada um é<br />

chamado suplemento do outro.<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

Exercício 2: Na figura, sabe-se que é o dobro<br />

de . Calcule as medidas desses ângulos, sabendo<br />

que = 81o ABC<br />

.<br />

⌢<br />

CBD<br />

⌢<br />

ABD<br />

⌢<br />

13<br />

15<br />

17<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

Duas retas concorrentes determinam dois<br />

pares de ângulos chamados opostos pelo vértice<br />

(o.p.v.).<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

Exercício 1: Calcule x, em graus, na figura abaixo:<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

<br />

Exercício 3: Na figura seguinte, é bissetriz<br />

⌢ ⌢<br />

OX<br />

⌢<br />

de ∢AOB e OY é bissetriz de ∢BOC<br />

. Calcule XOY .<br />

Observação: AOC é um ângulo de meia-volta.<br />

14<br />

<strong>16</strong><br />

18<br />

3


2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

Exercício 4: Dois ângulos são chamados<br />

complementares se a soma de suas medidas é igual<br />

a 90 o . Cada um é chamado complemento de outro.<br />

Calcule a medida de dois ângulos complementares,<br />

sabendo que:<br />

a) elas são expressas <strong>por</strong> 3x e 7x;<br />

b) uma delas é o quádruplo da outra;<br />

c) a diferença entre elas é 18 o .<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

Exercício 6: Calcule a medida de um ângulo,<br />

sabendo que o seu suplemento é o triplo de seu<br />

complemento.<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

Exercício 7: Calcular x e y na figura.<br />

19<br />

21<br />

23<br />

2.3. Ângulos opostos pelo<br />

vértice<br />

Exercício 5: Dois ângulos são chamados<br />

suplementares se a soma de suas medidas é igual a<br />

180 o . Cada um é chamado suplemento do outro.<br />

Calcule a medida de dois ângulos suplementares,<br />

sabendo que:<br />

a) eles são congruentes;<br />

b) uma delas é o quíntuplo da outra;<br />

c) a diferença entre elas é 36 o .<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

Nomenclatura<br />

Correspondentes: a e e; b e f; c e g; d e h<br />

Colaterais internos: c e f; d e e<br />

Colaterais externos: a e h; b e g<br />

Alternos internos: c e e; d e f<br />

Alternos externos: a e g; b e h<br />

Propriedade<br />

Congruentes<br />

Suplementares<br />

Suplementares<br />

Congruentes<br />

Congruentes<br />

Resolução: Inicialmente vamos imaginar a reta r<br />

deslocando-se até coincidir com s.<br />

20<br />

22<br />

24<br />

4


2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

Fica claro que os ângulos de medidas 2x e 3x são<br />

suplementares.<br />

3x + 2x = 180 ⇒ x = 36<br />

o o<br />

Por outro lado, temos y = 2x (ângulos o.p.v.). Logo,<br />

y = 72 o .<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

Exercício 9: Sabendo que a // b // c, calcule as<br />

medidas dos ângulos indicados na figura.<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

Exercício 11: Qual é o valor de a + b + c?<br />

25<br />

27<br />

29<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

Exercício 8: Calcule x e y nas figuras, sabendo que<br />

r // s.<br />

2.4. Ângulos de duas paralelas<br />

cortadas <strong>por</strong> uma transversal<br />

3. Triângulos<br />

Exercício 10: Calcule x na figura, sabendo que<br />

r // s.<br />

A soma das medidas dos ângulos internos de<br />

um triângulo qualquer é igual a 180 o .<br />

Se A, B e C são as medidas dos ângulos<br />

internos de um triângulo ABC, vamos provar que:<br />

⌢ ⌢ ⌢<br />

180 o<br />

⌢ ⌢<br />

⌢<br />

A + B + C =<br />

26<br />

28<br />

30<br />

5


3. Triângulos<br />

3. Triângulos<br />

Para isso, traçamos pelo vértice A a reta r<br />

paralela ao lado BC,<br />

determinando os ângulos de<br />

medidas X e .<br />

⌢ Y ⌢<br />

Então temos:<br />

⌢ ⌢ ⌢<br />

A + X + Y =<br />

o<br />

180 (1)<br />

Substituindo X <strong>por</strong> e <strong>por</strong> na igualdade<br />

(1) obtemos:<br />

⌢<br />

Y ⌢<br />

B ⌢<br />

C ⌢<br />

3.1. Classificação em função<br />

dos ângulos<br />

180 o<br />

⌢ ⌢ ⌢<br />

A + B + C =<br />

Um de seus ângulos é reto. O lado oposto ao<br />

ângulo reto é a hipotenusa AC . Os lados adjacentes<br />

ao ângulo reto são os catetos AB e BC.<br />

31<br />

33<br />

35<br />

3. Triângulos<br />

3.1. Classificação em função<br />

dos ângulos<br />

Por outro lado, sabemos que:<br />

⌢ ⌢<br />

⎧ ⎪X<br />

= B ( ângulos alternos int ernos)<br />

⎨ ⌢ ⌢<br />

⎪⎩ Y = C ( ângulos alternos int ernos)<br />

Seus três ângulos são agudos, isto é,<br />

menores do que 90 o .<br />

3.1. Classificação em função<br />

dos ângulos<br />

⌢ ⌢<br />

⌢<br />

A < 90 , B < 90 e C < 90<br />

o o o<br />

Um de seus ângulos é obtuso, isto é, maior<br />

do que 90 o .<br />

90 o ⌢<br />

B ><br />

32<br />

34<br />

36<br />

6


3.2. Classificação em função<br />

dos lados<br />

Seus três lados têm medidas diferentes.<br />

AB ≠ AC, AB ≠ BC, BC ≠ AC<br />

Os três ângulos internos têm medidas<br />

diferentes.<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

A ≠ B, A ≠ C, B ≠ C<br />

3.2. Classificação em função<br />

dos lados<br />

Seus três lados são congruentes (AB = BC =<br />

AC).<br />

Os três lados internos são congruentes.<br />

A = B = C<br />

39<br />

⌢ ⌢ ⌢<br />

E, uma vez que a soma dos três ângulos é<br />

igual a 180o , conclui-se que cada um deles mede<br />

60o .<br />

3.2. Classificação em função<br />

dos lados<br />

Exercício 13: Calcule x, sabendo que ABC é um<br />

triângulo equilátero e que AC = AD.<br />

37<br />

41<br />

3.2. Classificação em função<br />

dos lados<br />

Possui dois lados congruentes (AB = AC).<br />

O ângulo formado pelos lados congruentes é<br />

denominado ângulo do vértice ( ∢ A)<br />

.<br />

O lado oposto ao ângulo do vértice é<br />

denominado base .<br />

Os ângulos da base são congruentes, isto é,<br />

38<br />

B = C<br />

⌢ ⌢<br />

BC<br />

3.2. Classificação em função<br />

dos lados<br />

Exercício 12: Calcule as medidas dos ângulos de<br />

um triângulo isósceles em que o ângulo do vértice é<br />

o triplo de um ângulo da base.<br />

3.2. Classificação em função<br />

dos lados<br />

Exercício 14: Se AB = AC = CD, calcule x e y.<br />

40<br />

42<br />

7


3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

Num triângulo, o prolongamento de um lado<br />

qualquer determina com um outro lado um ângulo<br />

denominado externo.<br />

3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

o o<br />

Como e + C = 180 e A + B + C = 180 , temos :<br />

e + C<br />

⌢<br />

= A + B + C<br />

⌢ ⌢ ⌢<br />

⌢ ⌢<br />

e = A + B<br />

Exercício <strong>16</strong>: Calcule m – n, sabendo que a // b.<br />

43<br />

45<br />

47<br />

3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

Em todo triângulo, a medida de um ângulo<br />

externo qualquer é igual à soma das medidas dos<br />

dois ângulos internos não adjacentes a ele.<br />

3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

Vamos provar que:<br />

⌢ ⌢<br />

e = A + B<br />

Exercício 15: Calcule x.<br />

3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

Exercício 17: Na figura, calcule x em função de α.<br />

44<br />

46<br />

48<br />

8


3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

Exercício 18: Se na figura seguinte AB = AF,<br />

calcule x em função de a, b e c.<br />

3.4. Cevianas do triângulo<br />

Ceviana é qualquer segmento de reta que<br />

tem uma extremidade num vértice de um triângulo<br />

e a outra num ponto qualquer da reta su<strong>por</strong>te do<br />

lado oposto a esse vértice.<br />

Na figura, AA1, AA2 e BB1<br />

são cevianas do triângulo<br />

ABC.<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

É qualquer ceviana que divide um ângulo<br />

interno em dois ângulos congruentes.<br />

49<br />

51<br />

53<br />

3.3. Teorema do ângulo<br />

externo<br />

Exercício 19: Na figura a seguir, qual é o valor de<br />

a + b + c + d + e?<br />

3.4. Cevianas do triângulo<br />

Os pontos A 1 , A 2 e B 1 são os pés das<br />

cevianas.<br />

As cevianas AA1 e AA2<br />

são relativas ao vértice<br />

A, ou relativas ao lado BC. A ceviana BB é re-<br />

1<br />

lativa ao vértice B ou relativa ao lado AC.<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

É qualquer ceviana que tem como pé o ponto<br />

médio de um lado.<br />

50<br />

52<br />

54<br />

9


3.5. Cevianas notáveis<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

AM<br />

neamente.<br />

É qualquer ceviana perpendicular a um lado.<br />

Porém, as três coincidem num único<br />

segmento se forem relativas à base de um<br />

triângulo isósceles.<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

é bissetriz, mediana e altura simulta-<br />

Exercício 21: Num triângulo escaleno ABC, em<br />

que = 36o ⌢<br />

C , as bissetrizes internas relativas aos<br />

vértices A e B interceptam-se no ponto I.<br />

Calcule AIB .<br />

⌢<br />

55<br />

57<br />

59<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

De um modo geral, bissetriz interna,<br />

mediana e altura são cevianas distintas.<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

AH é altura<br />

AS é bissetriz<br />

AM é mediana<br />

Exercício 20: Na figura, AS e AH são a bissetriz e<br />

a altura relativas ao vértice A do triângulo ABC.<br />

Calcule α.<br />

3.5. Cevianas notáveis<br />

Exercício 22: Na figura, BB′ e CC′<br />

são alturas do<br />

triângulo. Calcule x.<br />

56<br />

58<br />

60<br />

10


3.6. Mediatriz de um segmento<br />

de reta<br />

Mediatriz de um segmento AB é a reta<br />

perpendicular a AB conduzida pelo seu ponto<br />

médio.<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

É o ponto de encontro das medianas.<br />

O baricentro divide cada mediana em dois<br />

segmentos que estão na razão de 2 para 1.<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

AG BG CG 2<br />

= = =<br />

GM GN GL 1<br />

É o ponto de encontro das mediatrizes dos<br />

lados.<br />

O circuncentro é o centro da circunferência<br />

circunscrita ao triângulo.<br />

61<br />

63<br />

65<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

É o ponto de encontro das bissetrizes<br />

internas.<br />

O incentro é o centro da circunferência<br />

inscrita no triângulo.<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

É o ponto de encontro das alturas.<br />

No triângulo eqüilátero, o incentro, o<br />

baricentro, o ortocentro e o circuncentro<br />

coincidem num único ponto O, chamado centro do<br />

triângulo eqüilátero.<br />

62<br />

64<br />

66<br />

11


3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

Como O é também o baricentro do triângulo,<br />

esse ponto divide a altura AH em segmentos<br />

pro<strong>por</strong>cionais a 2 e 1. Assim, se r e R são os raios<br />

das circunferências inscrita e circunscrita, e h é a<br />

altura, é imediato que: 1<br />

r = h<br />

3<br />

e<br />

2<br />

R = h<br />

3<br />

67<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

Exercício 24: Na figura, G é o baricentro do<br />

triângulo. Calcule x, y e z, sabendo que AM = 12<br />

cm, BN = 15 cm e CL = 18 cm.<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

Exercício 26: O ponto I da figura é o centro da<br />

circunferência inscrita no triângulo ABC e a reta r,<br />

conduzida <strong>por</strong> I, é paralela a BC . a) Mostre que o<br />

triângulo PIB é isósceles e b) se AB = 7 e AC = 9,<br />

qual é o perímetro do triângulo APQ?<br />

69<br />

71<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

Exercício 23: Se I é o incentro de um triângulo<br />

ABC e = 1<strong>16</strong>o BIC , calcule .<br />

⌢ ⌢ A<br />

3.7. Pontos notáveis do triângulo<br />

Exercício 25: Na figura seguinte, ABC é um<br />

triângulo equilátero de lado igual a 6 cm, M é o<br />

ponto médio de AB e CD = BC. Calcule AN.<br />

4. Quadriláteros<br />

A soma das medidas dos quatro ângulos<br />

internos de um quadrilátero é igual a 360 o .<br />

68<br />

70<br />

72<br />

12


4. Quadriláteros<br />

4. Quadriláteros<br />

Seja ABCD um quadrilátero qualquer.<br />

Traçando a diagonal , decompomos o quadrilátero<br />

em dois triângulos. Como em cada triângulo<br />

a soma das medidas dos ângulos é igual a 180o AC<br />

,<br />

deduz-se que:<br />

360 o<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

A + B + C + D =<br />

Exercício 28: ABC é um triângulo no qual = 52o e = 72o ⌢<br />

⌢<br />

A<br />

C . Calcule a medida do ângulo obtuso formado<br />

pelas mediatrizes dos lados AB e BC .<br />

4.2. Classificação dos trapézios<br />

Trapézio escaleno: os lados transversos têm<br />

medidas diferentes.<br />

AD ≠ BC<br />

O trapézio escaleno não possui ângulos<br />

73<br />

75<br />

4. Quadriláteros<br />

4.1. Trapézios<br />

Exercício 27: Calcule x e y.<br />

Trapézio é todo quadrilátero que possui um<br />

par, e somente um par, de lados opostos paralelos.<br />

AB // CD<br />

4.2. Classificação dos trapézios<br />

⎧⎪ AB e CD são as bases do trapézio<br />

⎨<br />

⎪⎩ AC e BD são os lados transversais<br />

Trapézio isósceles: os lados transversos têm<br />

medidas iguais.<br />

AD = BC<br />

Os ângulos de uma mesma base de um<br />

trapézio isósceles são congruentes.<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

A = B e C = D<br />

congruentes. 77<br />

78<br />

74<br />

76<br />

13


4.2. Classificação dos trapézios<br />

Trapézio retângulo: um dos lados<br />

transversos é perpendicular às bases.<br />

4.2. Classificação dos trapézios<br />

90 o ⌢ ⌢<br />

A = D =<br />

Exercício 30: Num trapézio ABCD isósceles, de<br />

bases e (AB M CD), sabe-se que = 10x + 7o e = 4x + 5o ⌢<br />

AB CD<br />

A<br />

⌢<br />

C . Calcule as medidas dos quatro ângulos<br />

desse trapézio.<br />

4.3. Paralelogramos<br />

Paralelogramo é todo quadrilátero que<br />

possui os lados opostos respectivamente paralelos.<br />

79<br />

81<br />

83<br />

4.2. Classificação dos trapézios<br />

Exercício 29: Calcule as medidas dos ângulos do<br />

trapézio da figura.<br />

4.2. Classificação dos trapézios<br />

Exercício 31: ABCD é um trapézio retângulo em A<br />

e em D. Se = 100o ⌢<br />

B , calcule a medida do ângulo<br />

obtuso formado pelas bissetrizes de ∢C<br />

e ∢D.<br />

4.4. Propriedades válidas para<br />

todos os paralelogramos<br />

Os ângulos opostos são congruentes.<br />

Quaisquer dois ângulos adjacentes a um<br />

mesmo lado são suplementares.<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

A = C e B = D<br />

180 o<br />

α + β =<br />

80<br />

82<br />

84<br />

14


4.4. Propriedades válidas para<br />

todos os paralelogramos<br />

Os lados opostos são congruentes.<br />

As diagonais dividem-se ao meio pelo seu<br />

ponto de intersecção.<br />

AB = CD e BC = AD AM = MC e BM = MD<br />

4.5. Paralelogramos notáveis<br />

É todo paralelogramo que possui quatro<br />

lados congruentes.<br />

As diagonais são perpendiculares e são<br />

bissetrizes dos ângulos internos.<br />

4.5. Paralelogramos notáveis<br />

Exercício 32: Uma diagonal de um retângulo forma<br />

com um dos lados um ângulo de 35 o . Calcule a<br />

medida do ângulo agudo formado pelas duas<br />

diagonais.<br />

85<br />

87<br />

89<br />

4.5. Paralelogramos notáveis<br />

É todo paralelogramo que possui seus quatro<br />

ângulos retos.<br />

4.5. Paralelogramos notáveis<br />

As diagonais são congruentes.<br />

É todo paralelogramo que é retângulo e<br />

losango simultaneamente, isto é, seus ângulos são<br />

retos e seus lados são congruentes.<br />

As diagonais são congruentes, são perpendiculares<br />

e são bissetrizes dos ângulos internos.<br />

4.5. Paralelogramos notáveis<br />

Exercício 33: Uma diagonal de um losango forma<br />

com um dos lados um ângulo de 25 o . Calcule as<br />

medidas dos ângulos desse losango.<br />

86<br />

88<br />

90<br />

15


4.5. Paralelogramos notáveis<br />

Exercício 34: Na figura seguinte, ABDE e ACMN<br />

são quadrados ⌢ e ABC é um triângulo equilátero.<br />

Calcule CBN e BNE .<br />

5.1. Soma dos ângulos internos<br />

de um polígono<br />

Sejam i 1, i 2, i 3, …, i n as medidas dos ângulos<br />

internos de um polígono de n lados.<br />

5.1. Soma dos ângulos internos<br />

de um polígono<br />

Então, a soma das medidas dos ângulos dos n<br />

triângulos é igual a: 180 o<br />

n ⋅<br />

Subtraindo os ângulos do vértice I dessa<br />

soma, o que resta é a soma dos ângulos do polígono.<br />

Assim,<br />

91<br />

93<br />

95<br />

5. Polígonos<br />

Polígono<br />

convexo<br />

Polígono<br />

côncavo<br />

Um polígono é convexo se, quaisquer que<br />

sejam os pontos X e Y do seu interior, o segmento<br />

de reta XY está inteiramente contido em seu<br />

interior.<br />

5.1. Soma dos ângulos internos<br />

de um polígono<br />

Tomando um ponto I qualquer no interior do<br />

polígono e unindo esse ponto a cada vértice, o<br />

polígono fica decomposto em n triângulos (cada<br />

lado do polígono dá origem a um triângulo).<br />

5.1. Soma dos ângulos internos<br />

de um polígono<br />

S = n ⋅180 − 360<br />

i<br />

o o<br />

o<br />

S = 180 ( n −<br />

2)<br />

i<br />

92<br />

94<br />

96<br />

<strong>16</strong>


5.1. Soma dos ângulos internos<br />

de um polígono<br />

Exercício 35: A soma das medidas dos ângulos<br />

internos de um polígono é igual a 2340 o . Quantos<br />

lados tem esse polígono?<br />

5.2. Soma dos ângulos externos<br />

de um polígono<br />

Em todo polígono convexo, a soma das<br />

medidas dos ângulos externos é constante e igual<br />

a 360 o .<br />

5.2. Soma dos ângulos externos<br />

de um polígono<br />

360 o<br />

S =<br />

e<br />

o<br />

⎧ e1 + i1<br />

= 180<br />

⎪<br />

o<br />

⎪e2<br />

+ i2<br />

= 180<br />

⎪<br />

o<br />

⎨e3<br />

+ i3<br />

= 180<br />

⎪<br />

⋮ ⋮<br />

⎪<br />

o<br />

⎪ en + in<br />

= 180<br />

⎩<br />

o<br />

Se + Si = n ⋅180<br />

↓ <br />

S + 180 ( n − 2) = n ⋅180<br />

e<br />

S + n ⋅180<br />

e<br />

360 o<br />

S =<br />

e<br />

o o<br />

o<br />

− 360 = n ⋅180<br />

o o<br />

97<br />

99<br />

101<br />

5.1. Soma dos ângulos internos<br />

de um polígono<br />

Exercício 36: Na figura, calcule x e y.<br />

5.2. Soma dos ângulos externos<br />

de um polígono<br />

Sejam e 1, e 2, e 3 … e n as medidas dos ângulos<br />

externos de um polígono de n lados.<br />

5.2. Soma dos ângulos externos<br />

de um polígono<br />

Exercício 37: Calcule x.<br />

98<br />

100<br />

102<br />

17


5.2. Soma dos ângulos externos<br />

de um polígono<br />

Exercício 38: Qual é o polígono em que a soma dos<br />

ângulos internos é o dobro da soma dos ângulos<br />

externos?<br />

5.3. Polígonos regulares<br />

Da definição decorre que os ângulos<br />

externos de um polígono regular também são<br />

congruentes.<br />

5.3. Polígonos regulares<br />

Exercício 39: Num polígono regular, um ângulo<br />

interno é o quádruplo de um ângulo externo. Qual é<br />

esse polígono?<br />

103<br />

105<br />

107<br />

5.3. Polígonos regulares<br />

5.3. Polígonos regulares<br />

Um polígono é regular se, e somente se:<br />

1 o ) todos os seus lados são congruentes;<br />

Hexágono regular<br />

2 o ) todos os seus ângulos internos são congruentes.<br />

360 o<br />

e =<br />

n<br />

Desse modo, como a soma das medidas dos<br />

ângulos externos de um polígono é igual a 360o , a<br />

medida de um ângulo externo de um polígono<br />

regular de n lados é igual a 360 .<br />

o<br />

n<br />

5.3. Polígonos regulares<br />

Exercício 40: Na figura ABCDE é um pentágono<br />

regular. Calcule as medidas dos ângulos do<br />

triângulo ACD.<br />

104<br />

106<br />

108<br />

18


6. Ângulos na circunferência<br />

⎧⎪ AB é uma corda<br />

⎨<br />

⎪⎩ CD é um diâmetro<br />

Corda: Segmento de reta que une dois pontos quaisquer<br />

de uma circunferência.<br />

Diâmetro: Qualquer corda que passa pelo centro de uma<br />

circunferência.<br />

Arco: Qualquer uma das partes em que uma<br />

circunferência fica dividida <strong>por</strong> dois quaisquer de seus<br />

pontos. Esses dois pontos são as extremidades dos 109<br />

arcos.<br />

6. Ângulos na circunferência<br />

6.1. Ângulo central<br />

AB = medida do arco AB<br />

Quando necessário, para diferenciar os dois<br />

arcos determinados pelos pontos A e B de uma<br />

circunferência, marcamos um ponto C qualquer<br />

pertencente a um deles (de um modo geral ao<br />

111<br />

maior deles) e o denominamos arco ACB.<br />

⌢<br />

AOB = AB <br />

⌢<br />

EOF = EF <br />

A medida de um ângulo central é igual à<br />

medida do arco correspondente a ele.<br />

113<br />

6. Ângulos na circunferência<br />

6.1. Ângulo central<br />

6.1. Ângulo central<br />

.A própria circunferência é chamada arco de<br />

volta inteira e sua medida é 360 o .<br />

Um arco de extremidades A e B é chamado<br />

arco AB. A medida de um arco AB será denotada<br />

pelo símbolo .<br />

110<br />

AB<br />

Um ângulo é central em relação a uma<br />

circunferência se o seu vértice coincide com o<br />

centro da mesma.<br />

O arco interceptado <strong>por</strong> um ângulo central é<br />

denominado arco correspondente ao ângulo.<br />

Exercício 41: Calcule x, nas figuras abaixo.<br />

112<br />

114<br />

19


6.1. Ângulo central<br />

Exercício 42: Calcule as medidas dos ângulos<br />

internos do pentágono ABCDE.<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Na figura, em vez de dizer que o ângulo está<br />

inscrito na circunferência, pode-se dizer que ele<br />

está inscrito no arco ACB.<br />

O arco interceptado <strong>por</strong> um ângulo inscrito<br />

também é chamado arco correspondente ao ângulo.<br />

1 o Caso:<br />

Traçando o raio OA, ⌢ obtemos o triângulo ⌢<br />

isósceles OAC. Então, se C = α teremos OAC = α .<br />

Como ∢AOB<br />

⌢ é ângulo externo desse triângulo,<br />

temos AOB = 2α<br />

. E, como ∢AOB<br />

é um ângulo<br />

central, temos:<br />

115<br />

117<br />

119<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Um ângulo é inscrito numa circunferência se<br />

o seu vértice é um ponto da circunferência e cada<br />

um de seus lados contém uma corda dessa<br />

circunferência.<br />

A medida de um ângulo inscrito é igual à<br />

metade da medida do arco correspondente a ele.<br />

A demonstração completa abrange os casos<br />

em que o centro pertence a um lado, está no<br />

interior ou está no exterior do ângulo.<br />

1 o Caso:<br />

⌢<br />

AOB = 2α ⇒ AB = 2α<br />

AB<br />

α =<br />

2<br />

1<strong>16</strong><br />

118<br />

120<br />

20


6.2. Ângulo inscrito<br />

2 o Caso:<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

∢ACB<br />

Traçando o diâmetro CD, fica dividido<br />

em dois ângulos inscritos de medidas α1 e α2 .<br />

Como esses dois ângulos têm um dos lados<br />

passando pelo centro, pelo 1o caso temos:<br />

3 o Caso:<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Traçando o diâmetro CD, os ângulos<br />

inscritos ACD e BCD, de medidas α 1 e α 2 , têm<br />

ambos um dos lados passando pelo centro. Então,<br />

novamente pelo 1 o caso, teremos:<br />

Dois ou mais ângulos inscritos num mesmo<br />

arco são congruentes.<br />

α = β = γ =<br />

AB <br />

2<br />

121<br />

123<br />

125<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

2 o Caso:<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

3 o Caso:<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

AD DB <br />

α1 ⇒ e α2<br />

⇒<br />

2 2<br />

AD + DB <br />

α1 + α2<br />

⇒<br />

2<br />

AB<br />

∴ α =<br />

2<br />

AD DB <br />

α1 ⇒ e α2<br />

⇒<br />

2 2<br />

AD − DB <br />

α1 − α2<br />

⇒<br />

2<br />

AB<br />

∴ α =<br />

2<br />

Todo ângulo inscrito numa semicircunferência<br />

é reto.<br />

<br />

⌢<br />

AB = 180 ⇒ ACB = 90<br />

o o<br />

122<br />

124<br />

126<br />

21


6.2. Ângulo inscrito<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

É possível demonstrar também que: todo<br />

ângulo reto e, <strong>por</strong>tanto, todo triângulo retângulo é<br />

inscritível numa semicircunferência.<br />

Exercício 43: No triângulo ABC da figura, o lado<br />

BC e o raio ⌢ da circunferência são congruentes.<br />

Calcular BAC .<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Exercício 44: ABC é um triângulo retângulo em A.<br />

Calcular o ângulo formado pela altura e a mediana<br />

relativas à hipotenusa, sabendo que = 20o ⌢<br />

C .<br />

127<br />

129<br />

131<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Note que a hipotenusa é o diâmetro da<br />

semicircunferência.<br />

Resolução:<br />

Unindo-se o centro O aos vértices B e C obtém-se<br />

o triângulo equilátero OBC. Como ∢OBC<br />

é um ângulo<br />

central, temos:<br />

⌢<br />

BOC = 60 ⇒ BC = 60<br />

o o<br />

Então, como ∢BAC<br />

é um ângulo inscrito,<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

⌢ BC ⌢<br />

BAC = ⇒ BAC = 30<br />

2<br />

Resolução: Inicialmente, note que o triângulo ABC<br />

é inscritível numa semicircunferência de centro M<br />

e diâmetro BC . Então, o triângulo AMC é isósceles,<br />

pois MA =<br />

MC (<strong>por</strong> serem raios da semicircunferência).<br />

Logo, conclui-se que:<br />

⌢ ⌢<br />

C = 20 ⇒ M AC = 20<br />

o o<br />

o<br />

128<br />

130<br />

132<br />

22


6.2. Ângulo inscrito<br />

Por outro lado, ∢AMH<br />

é um ângulo externo do triângulo<br />

AMC. Logo,<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

o o o<br />

AMH = 20 + 20 = 40<br />

Exercício 45: Na figura seguinte, BC é um<br />

diâmetro da circunferência. Calcule , sabendo<br />

que = 70o ⌢<br />

⌢<br />

APB<br />

ABC .<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Exercício 47: Num triângulo ABC, retângulo em A,<br />

sabe-se que = 26o ⌢<br />

C . Calcule a medida do ângulo<br />

formado pela bissetriz e a mediana relativas ao<br />

vértice A.<br />

133<br />

135<br />

137<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Por fim, no triângulo AMH temos:<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

x + + =<br />

o 0 o<br />

90 40 180<br />

x = 50<br />

Exercício 46: Na figura seguinte, ABCD é um<br />

quadrilátero qualquer inscrito numa circunferência.<br />

Prove que α + γ = 180 o .<br />

6.2. Ângulo inscrito<br />

Exercício 48: Um dos catetos de um triângulo<br />

retângulo é a metade da hipotenusa. Qual é a<br />

medida do ângulo oposto a esse cateto?<br />

o<br />

134<br />

136<br />

138<br />

23


7. Congruência de triângulos<br />

Dois triângulos são congruentes se os seus<br />

lados e ângulos forem ordenadamente congruentes.<br />

⎧AB ≡ DE ⎧∢A<br />

≡ ∢D<br />

⎪ ⎪<br />

ΔABC ≡ ΔDEF ⇔ ⎨BC ≡ EF e ⎨∢B<br />

≡ ∢E<br />

⎪ ⎪<br />

AC ≡ DF ⎩ C ≡ F<br />

⎪⎩<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Dois triângulos são congruentes se os lados de um são<br />

respectivamente congruentes aos lados do outro.<br />

⌢ ⌢<br />

⎧AB<br />

= DE<br />

⎧ A = D<br />

⎪ ⎪ ⌢ ⌢<br />

⎨BC = EF ⇔ ΔABC ≡ ΔDEF ⇒ ⎨B<br />

= E<br />

⎪AC = DF ⎪ ⌢ ⌢<br />

⎩ ⎪⎩<br />

C = F<br />

141<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Embora a definição de triângulos<br />

congruentes exija seis conruências, três entre<br />

lados e mais três entre ângulos, há situações em<br />

que a congruência de dois triângulos fica garantida<br />

com apenas três determinadas congruências. Tais<br />

situações constituem os critérios de congruência<br />

∢ ∢ 139<br />

de triângulos.<br />

140<br />

Critério L.L.L.<br />

Dois triângulos são congruentes se dois ângulos de um<br />

são congruentes a dois ângulos do outro e os lados<br />

adjacentes a esses ângulos são também congruentes.<br />

⌢ ⌢<br />

⎧B = E<br />

⎧AB<br />

= DE<br />

⎪ ⎪ ⌢ ⌢<br />

⎨BC = EF ⇔ ΔABC ≡ ΔDEF ⇒ ⎨A<br />

= D<br />

⎪ ⌢ ⌢<br />

⎪<br />

⎩C = F<br />

⎩<br />

AC = DF<br />

Critério A.L.A.<br />

143<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Dois triângulos são congruentes se dois lados de um<br />

são congruentes a dois lados do outro e os ângulos<br />

compeendidos entre esses lados são também congruentes.<br />

⌢ ⌢<br />

⎧AB = DE ⎧ A = D<br />

⎪ ⌢ ⌢<br />

⎪<br />

⎨B = E ⇔ ΔABC ≡ ΔDEF ⇒ ⎨AC<br />

= DF<br />

⎪BC = EF ⎪ ⌢ ⌢<br />

⎩ ⎩C<br />

= F<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Critério L.A.L.<br />

Dois triângulos são congruentes se um lado e um<br />

ângulo adjacente são congruentes a um lado e um ângulo<br />

adjacente do outro e os ângulos opostos a esses lados são<br />

também congruentes.<br />

⎧BC = EF ⎧AB<br />

= DE<br />

⎪ ⌢ ⌢ ⎪ ⌢ ⌢<br />

⎨C = F ⇔ ΔABC ≡ ΔDEF ⇒ ⎨B<br />

= E<br />

⎪ ⌢ ⌢<br />

⎪<br />

⎩A<br />

= D<br />

⎩<br />

AC = DF<br />

142<br />

Critério L.A.A o<br />

144<br />

24


7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Critério L.L.A r<br />

Dois triângulos retângulos são congruentes se a<br />

hipotenusa e um cateto de um deles são respectivamente<br />

congruentes à hipotenusa e a um cateto do outro.<br />

90 145<br />

o<br />

⎧ BC = EF<br />

⎪<br />

⎨AC = DF<br />

⎪ ⌢ ⌢<br />

⎩A = D =<br />

⇒ ΔABC ≡ ΔDEF ⇒<br />

⌢ ⌢<br />

⎧ B = E<br />

⎪ ⌢ ⌢<br />

⎨F<br />

= C<br />

⎪<br />

⎪⎩<br />

AB = DE<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Com isso, a linguagem escrita já informa quais lados e<br />

quais ângulos são congruentes, isto é, escrevendo<br />

ΔPXQ ≡ ΔLTU<br />

já sabemos que<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

P = L, X = T, Q = U e<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

PX LT, PQ LU, XQ TU<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Quando escrevemos, <strong>por</strong> exemplo, ΔPXQ ≡ ΔLTU, a<br />

ordem das letras (P, X, Q e L, T, U) indica que, se<br />

pudéssemos deslocar um desses triângulos até fazê-lo<br />

coincidir perfeitamente com o outro, os vértices que<br />

ficariam sobrepostos seriam P e L, X e T, Q e U.<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Exercício 49: A figura seguinte apresenta um par<br />

de triângulos em que elementos congruentes são<br />

identificados <strong>por</strong> marcas iguais.<br />

= = = 147<br />

148<br />

A partir das informações contidas na figura é<br />

possível concluir que os triângulos são congruentes<br />

e deduzir congruências que não constam nos dados.<br />

Tudo isso pode ser feito de forma resumida neste<br />

esquema:<br />

⌢<br />

M = K<br />

MN = KO<br />

⌢<br />

A. L. A.<br />

MT = KR ⎯⎯⎯⎯→ ΔMTN ≡ ΔKOR ⎯⎯→ N = O<br />

( Critério )<br />

⌢ ⌢<br />

( Conclusão )<br />

T = R<br />

NT = OR<br />

( Dados )<br />

( Consequências )<br />

149<br />

7.1. Critérios de congruência<br />

de triângulos<br />

Estabeleça esquemas semelhantes para cada um<br />

dos pares seguintes de triângulos.<br />

146<br />

150<br />

25


8. Teorema de Tales<br />

8. Teorema de Tales<br />

8. Teorema de Tales<br />

Se um feixe de paralelas determina<br />

segmentos congruentes sobre uma transversal,<br />

então esse feixe determina segmentos<br />

congruentes sobre qualquer outra transversal.<br />

E já que AB = BC (<strong>por</strong> hipótese), conclui-se<br />

que DD ’ = EE ’ ⌢ ⌢<br />

. Além disso, temos: D<br />

⌢<br />

(ângulos<br />

1 = E<br />

⌢1<br />

' '<br />

correspondentes em DD // EE ) e E (ângulos<br />

2 = F2<br />

correspondentes em s // t ).<br />

Um feixe de paralelas separa, sobre duas<br />

transversais quaisquer, segmentos de uma pro<strong>por</strong>cionais<br />

aos segmentos correspondentes na outra.<br />

AB DE<br />

Se r // s // t, então =<br />

BC EF<br />

151<br />

153<br />

155<br />

8. Teorema de Tales<br />

Por D e E traçamos e paralelos à<br />

reta AC. Então os quadriláteros ABD ’ D e BCE’E são<br />

paralelogramos e, consequentemente, DD ’ EE<br />

= AB e<br />

’ '<br />

DD<br />

'<br />

EE<br />

= BC.<br />

8. Teorema de Tales<br />

8. Teorema de Tales<br />

Assim, pelo critério L.A.A o, conclui-se que<br />

' '<br />

ΔDED ≡ ΔEFE<br />

Logo, DE = EF.<br />

Seja u um segmento que divide AB<br />

em m partes<br />

iguais e BC em n partes iguais. Logo,<br />

AB m ⋅u<br />

AB m<br />

= ⇒ =<br />

BC n ⋅u<br />

BC n<br />

(1)<br />

152<br />

154<br />

156<br />

26


8. Teorema de Tales<br />

Tracemos, agora, as retas que passam <strong>por</strong> esses<br />

pontos de divisão e são paralelas a r, s e t. Pelo teorema<br />

anterior, as retas traçadas dividem em m partes<br />

iguais a u<br />

157<br />

’ e em n partes iguais a u ’ DE<br />

EF<br />

. Então,<br />

'<br />

DE m ⋅u<br />

DE m<br />

= ⇒ =<br />

'<br />

EF n ⋅u<br />

EF n<br />

(2)<br />

8. Teorema de Tales<br />

Exercício 50: Nas figuras, sabe-se que r // s // t.<br />

Calcule x.<br />

8. Teorema de Tales<br />

Exercício 52: Calcule x e y, sabendo que r // s // t.<br />

159<br />

<strong>16</strong>1<br />

8. Teorema de Tales<br />

8. Teorema de Tales<br />

Então, de (1) e (2),<br />

AB DE<br />

=<br />

BC EF<br />

Exercício 51: Na figura, a reta r é paralela a BC .<br />

Calcule AD, sabendo que AB = 18, AC = 27 e<br />

EC = 12.<br />

8. Teorema de Tales<br />

Exercício 53: Se r // s // t, calcule a, b e c.<br />

158<br />

<strong>16</strong>0<br />

<strong>16</strong>2<br />

27


9. Semelhança de polígonos<br />

Dois polígonos ABCDE … e A ’ B ’ C ’ D ’ E ’ … com o<br />

mesmo número de vértices, são semelhantes se, e<br />

somente se,<br />

1<br />

<strong>16</strong>3<br />

o ) seus ângulos correspondentes (ou homólogos) são<br />

congruentes, isto é:<br />

⌢ ⌢ ⌢ ⌢ ⌢ ⌢<br />

' ' '<br />

A = A , B = B , C = C , …<br />

9. Semelhança de polígonos<br />

A constante k, de pro<strong>por</strong>cionalidade entre os<br />

lados, é chamada razão de semelhança dos polígonos.<br />

9. Semelhança de polígonos<br />

Resolução:<br />

a) Para calcular a razão de semelhança, basta obter<br />

a razão de semelhança entre dois lados homólogos<br />

quaisquer de medidas conhecidas. No caso,<br />

entre os lados AB e LM.<br />

AB 28 7<br />

k = ⇒ k = ⇒ k =<br />

LM 20 5<br />

<strong>16</strong>5<br />

<strong>16</strong>7<br />

9. Semelhança de polígonos<br />

Dois polígonos ABCDE … e A ’ B ’ C ’ D ’ E ’ … com o<br />

mesmo número de vértices, são semelhantes se, e<br />

somente se,<br />

2 o ) seus lados homólogos são pro<strong>por</strong>cionais, isto é:<br />

9. Semelhança de polígonos<br />

AB BC CD<br />

= = = … = K<br />

' ' ' ' ' '<br />

A B B C C D<br />

Exercício 54: Na figura, sabe-se que ABCD ∼ LMNP.<br />

Calcular: a) a razão de semelhança entre ABCD e<br />

LMNP e, b) x, y e u.<br />

9. Semelhança de polígonos<br />

Resolução:<br />

b) Já que a razão entre quaisquer dois lados<br />

homólogos é igual à razão de semelhança, temos:<br />

x 7<br />

= ⇒ x = 49<br />

35 5<br />

y 7<br />

= ⇒ y = 56<br />

40 5<br />

35 7<br />

= ⇒ u =<br />

25<br />

u 5<br />

<strong>16</strong>4<br />

<strong>16</strong>6<br />

<strong>16</strong>8<br />

28


9. Semelhança de polígonos<br />

Exercício 55: Sabendo que os pentágonos ABCDE e<br />

KLMNO são semelhantes, calcule: a) a razão de<br />

semelhança e b) u, v, x e y.<br />

10. Semelhança de triângulos<br />

Conforme visto anteriormente, para que dois<br />

polígonos sejam semelhantes são necessárias duas<br />

condições: 1 o ) os ângulos correspondentes têm de ser<br />

congruentes; 2 o ) os lados homólogos têm de ser<br />

pro<strong>por</strong>cionais.<br />

10. Semelhança de triângulos<br />

Porém, exclusivamente no caso dos triângulos, a<br />

semelhança fica garantida com um menor número de<br />

informações sobre eles. Tais informações constituem os<br />

critérios de semelhança de triângulos.<br />

<strong>16</strong>9<br />

171<br />

173<br />

9. Semelhança de polígonos<br />

Exercício 56: Na figura, os retângulos ABCD e<br />

BCFE são semelhantes. Se AEFD é um quadrado,<br />

calcule o valor de m/n.<br />

10. Semelhança de triângulos<br />

Apenas uma dessas duas condições não garante<br />

que dois polígonos sejam semelhantes. Por exemplo, os<br />

quadriláteros da figura acima possuem seus ângulos<br />

respectivamente congruentes, mas não são semelhantes,<br />

pois seus lados não são pro<strong>por</strong>cionais.<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

Critério A.A. (Ângulo, Ângulo)<br />

Dois triângulos são semelhantes se dois ângulos<br />

de um são congruentes a dois ângulos do outro.<br />

⌢ ⌢ ' ⎧ ⎪B<br />

= B<br />

' ' '<br />

⎨ ⌢ ⌢ A. A. ΔABC ∼ ΔA<br />

BC<br />

'<br />

C = C<br />

174<br />

⎪⎩<br />

‘<br />

‘<br />

‘<br />

‘ ‘ ‘<br />

170<br />

172<br />

29


10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

‘ ‘ ‘<br />

Critério L.L.L. (Lado, Lado, Lado)<br />

Dois triângulos são semelhantes se os lados de<br />

um são pro<strong>por</strong>cionais aos lados do outro.<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

a b c<br />

' ' '<br />

= = L. L. L. ABC A BC<br />

' ' ' Δ ∼ Δ<br />

a b c<br />

No reconhecimento dos lados homólogos em<br />

triângulos semelhantes, deve-se identificar os pares de<br />

ângulos congruentes <strong>por</strong> meio de marcas iguais, ou com<br />

letras do alfebeto grego. Esse procedimento visa<br />

facilitar o reconhecimento dos lados homólogos.<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

Exercício 57: Calcule x e y nas figuras abaixo.<br />

r / / BC r / / AB<br />

‘<br />

‘<br />

‘<br />

175<br />

177<br />

179<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

‘ ‘ ‘<br />

Critério L.A.L. (Lado, Ângulo, Lado)<br />

Dois triângulos são semelhantes se possuem um<br />

par de ângulos congruentes compreendidos entre lados<br />

⌢ ⌢ '<br />

pro<strong>por</strong>cionais. ⎧ A = A<br />

⎪<br />

' ' '<br />

⎨ b c L . A. L. ΔABC ∼ ΔA<br />

B C<br />

=<br />

176<br />

⎪ ' '<br />

⎩b<br />

c<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

BC AC AB<br />

= =<br />

LM LN MN<br />

Exercício 58: Na figura seguinte, observe os dados<br />

com atenção e calcule x e y.<br />

‘<br />

‘<br />

‘<br />

178<br />

180<br />

30


10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

Exercício 59: Qual é a medida do lado do quadrado<br />

ABCD da figura?<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

Exercício 61: Na figura, sabe-se que AD = BD e que<br />

AB = AC = CD = 2. Calcule os valores de α e x.<br />

10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

Por exemplo, para dois triângulos semelhantes, se<br />

a razão de semelhança é igual a k, então: (a) a razão<br />

entre lados homólogos é k; (b) a razão entre alturas<br />

homólogas é k; (c) a razão entre medianas homólogas é<br />

k; (d) a razão entre os perímetros é k; etc …<br />

a h m a + b + c<br />

= = = = … = k<br />

185<br />

' ' ' ' ' '<br />

a h m a + b + c<br />

‘<br />

181<br />

183<br />

10.1. Critérios de semelhança<br />

de triângulos<br />

Exercício 60: Calcule x nas figuras abaixo:<br />

10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

Até agora trabalhamos com a pro<strong>por</strong>cionalidade<br />

dos lados de polígonos semelhantes. Porém, essa<br />

pro<strong>por</strong>cionalidade não ocorre apenas entre os lados e<br />

sim entre quaisquer dois elementos lineares homólogos<br />

de figuras semelhantes.<br />

10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

Exercício 62: Na figura, LMNP é um quadrado<br />

inscrito no triângulo ABC. Calcular x em função de<br />

a e h.<br />

‘<br />

182<br />

184<br />

186<br />

31


10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

Resolução: Como<br />

LM / / BC ⇒ ΔALM ∼ ΔABC<br />

Então, como a razão entre alturas homólogas é igual<br />

à razão entre lados homólogos, temos:<br />

10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

Exercício 63: Os quadriláteros ABCD e A’B’C’D’ da<br />

figura são semelhantes. Se o perímetro do segundo<br />

é igual a 32, calcule as medidas de seus lados e de<br />

sua diagonal B’D’.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Pelo teorema de Tales, verifica-se de imediato<br />

que: “A reta que passa pelo ponto médio de um lado de<br />

um triângulo e é paralela a um outro lado intercepta o<br />

terceiro lado em seu ponto médio.”<br />

187<br />

189<br />

191<br />

10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

10.2. Razão entre elementos<br />

lineares de figuras semelhantes<br />

x h − x<br />

= ⇒ hx = ah − ax ⇒ ax + hx = ah<br />

a h<br />

ah<br />

( a + h) x = ah ⇒ x =<br />

a + h<br />

Exercício 64: A figura seguinte mostra um<br />

retângulo inscrito no triângulo ABC. Calcule as<br />

medidas dos lados do retângulo, sabendo que sua<br />

base é o dobro de sua altura.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Se r // BC e M é ponto médio de AB,<br />

então N é o<br />

ponto médio de AC.<br />

Note então que a reta que passa pelos pontos<br />

médios de dois lados de um triângulo é paralela ao<br />

terceiro lado.<br />

188<br />

190<br />

192<br />

32


10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Observando ainda que ΔAMN RΔABC, pois r // BC,<br />

podemos escrever:<br />

MN AM<br />

=<br />

BC AB<br />

E como AM é a metade de AB, conclui-se que MN<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Resumindo, o segmento que une os pontos médios<br />

de dois lados de um triângulo é paralelo ao terceiro lado<br />

e sua medida é a metade da medida do terceiro lado.<br />

é a metade de BC. 193<br />

194<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Se M e N são pontos médios de AB e AC.<br />

⎧1)<br />

MN // BC<br />

⎪<br />

então ⎨ BC<br />

⎪2)<br />

MN =<br />

2<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 65: Na figura dada, ABC é um triângulo<br />

equilátero de lado l = 6 e M é o ponto médio de AB.<br />

Calcular NC, sabendo que CD = 8.<br />

⎩ 195<br />

196<br />

Resolução: Unindo M ao ponto P, médio de BC,<br />

temos:<br />

AC<br />

MP / / AC e MP =<br />

2<br />

isto é, MP = 3.<br />

Mas, se<br />

MP / / AC, então ΔNCD ∼ ΔMPD<br />

197<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

NC CD x 8<br />

= ⇒ =<br />

MP PD 3 11<br />

24<br />

x =<br />

11<br />

198<br />

33


10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 66: Os lados de um triângulo retângulo<br />

medem 10, 12 e <strong>16</strong>. Os pontos médios dos lados<br />

desse triângulo são vértices de um novo triângulo.<br />

Calcule as medidas dos lados do segundo triângulo.<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

Se ABC é um triângulo retângulo em A, traçandose<br />

a altura AH, relativa à hipotenusa, ficam definidos os<br />

seguintes elementos: a → hipotenusa; b e c → catetos;<br />

h → altura relativa à hipotenusa; m → projeção de c<br />

sobre a hipotenusa; n → projeção de b sobre a<br />

199<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 67: Na figura, L, M e N dividem AB em<br />

quatro partes iguais e as retas r, s e t são paralelas<br />

a BC . Calcule o valor de a + b + c.<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

hipotenusa. 201<br />

202<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

Note que a altura AH divide o triângulo ABC nos<br />

triângulos HBA e HAC.<br />

Então, ΔABC R ΔHBA, pois e é<br />

ângulo comum.<br />

Além disso ΔABC R ΔHAC, pois 90 e<br />

é ângulo comum. Logo,<br />

o<br />

90 ∢B<br />

⌢ ⌢<br />

A = H =<br />

o ⌢ ⌢<br />

A = H =<br />

∢C<br />

ΔABC ∼ ΔHBA ∼ ΔHAC<br />

203<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

ΔABC ∼ ΔHBA<br />

a b<br />

= ⇒ b ⋅ c = a ⋅ h<br />

c h<br />

a c 2<br />

= ⇒ c = a ⋅<br />

m<br />

c m<br />

(1)<br />

(2)<br />

200<br />

204<br />

34


11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

Resumindo:<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

ΔABC ∼ ΔHAC<br />

a b<br />

= ⇒ = ⋅<br />

b n<br />

2<br />

b a n<br />

ΔHBA ∼ ΔHAC<br />

h m 2<br />

= ⇒ h = m ⋅ n<br />

n h<br />

(3)<br />

(4)<br />

a = b + c<br />

2 2 2<br />

2<br />

b = a ⋅ n<br />

= ⋅<br />

2<br />

c a m<br />

= ⋅<br />

2<br />

h m n<br />

b ⋅ c = a ⋅ h<br />

Cada cateto é média geométrica entre a<br />

hipotenusa e a sua projeção sobre ela.<br />

2 2<br />

b = a ⋅ n e c = a ⋅ m<br />

A altura é média geométrica entre as projeções<br />

dos catetos sobre a hipotenusa.<br />

2<br />

h = m ⋅ n<br />

205<br />

207<br />

209<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

11. Relações métricas no triângulo<br />

retângulo<br />

Teorema de Pitágoras<br />

2 ⎧ ⎪b<br />

= a ⋅ n<br />

+ ⎨ 2<br />

⎪⎩ c = a ⋅ m<br />

(2) + (3)<br />

+ = ⋅ (<br />

<br />

+ )<br />

2 2<br />

b c a m n<br />

b + c = a<br />

2 2 2<br />

a<br />

(5)<br />

Se x, p e q são números ou segmentos que<br />

satisfazem a equação<br />

2<br />

x = p ⋅ q<br />

dizemos que x é a média geométrica entre p e q. Desse<br />

modo, há três médias geométricas entre as relações<br />

métricas no triângulo retângulo.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 68: Os catetos de um triângulo retângulo<br />

medem 5 e 2 5.<br />

Calcular: a) a hipotenusa, b) as projeções<br />

dos catetos e c) a altura relativa à<br />

hipotenusa.<br />

206<br />

208<br />

210<br />

35


10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Resolução:<br />

a) Calculamos a hipotenusa pelo teorema de<br />

Pitágoras.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

( 5 ) ( 2 5 )<br />

2 2 2 2<br />

a = b + c ⇒ a = +<br />

2 2<br />

a = 5 + 4 ⋅5 ⇒ a = 25<br />

a = 5<br />

2 2<br />

Por outro lado, como m + n = a, temos:<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

m + n = a ⇒ 1+ n = 5 ⇒ n = 4<br />

Exercício 69: Os catetos de um triângulo retângulo<br />

medem 2 13 e 3 13 . Calcule: a) a hipotenusa; b) as<br />

projeções dos catetos; e c) a altura relativa à<br />

hipotenusa.<br />

211<br />

213<br />

215<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

b) Podemos determinar m pela fórmula c 2 = a ⋅ m,<br />

pois já calculamos a hipotenusa.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

( ) 2<br />

2<br />

c = a ⋅ m ⇒ 5 = 5 ⋅ m<br />

5 = 5 ⋅ m<br />

m = 1<br />

c) Finalmente, podemos calcular h <strong>por</strong> meio de<br />

qualquer uma das relações h 2 = m ⋅ n ou b ⋅ c = a ⋅ h.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

2 2<br />

h = m ⋅ n ⇒ h = 1⋅ 4 ⇒ h = 2<br />

Exercício 70: Na figura, AB é o diâmetro da<br />

semicircunferência. Calcule AP e PB.<br />

212<br />

214<br />

2<strong>16</strong><br />

36


10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 71: O perímetro de um losango é igual a<br />

40 e sua diagonal mede <strong>16</strong>. Calcule o raio da<br />

circunferência inscrita nesse losango.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 73: No plano cartesiano são dados os<br />

pontos A(2; 1) e B(6;4). Calcule a distância de A e B.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 75: Na figura seguinte, ABCD é um<br />

trapézio retângulo de bases AB e CD. A<br />

semicircunferência de diâmetro AD tangencia o<br />

lado BC em T. Calcule o raio da semicircunferência.<br />

217<br />

219<br />

221<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 72: O triângulo ABC da figura é retângulo<br />

em A. AH e AM são a mediana e a altura relativas à<br />

hipotenusa. Calcule b e c.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 74: Na figura, as circunferências de<br />

centros O e O’ têm raios R e r, são tangentes entre<br />

si e tangenciam a reta t nos pontos A e B. Calcule<br />

AB em função de R e r.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 76: Vista de trás, a carroceria de um<br />

certo caminhão tem forma retangular. Sua altura,<br />

medida desde o solo, é de 3,6 m. O caminhão se<br />

dirige a um clube, cuja entrada é um arco<br />

semicircular de 3,9 m de raio. Para que ele possa<br />

passar pelo arco, é necessário que sua largura seja<br />

menor que um certo valor l. Calcule l.<br />

218<br />

220<br />

222<br />

37


10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 78: Qual é o comprimento da diagonal de<br />

um quadrado de lado l?<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 80: Calcule a área de um triângulo<br />

equilátero de lado l.<br />

223<br />

225<br />

227<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 77: Na figura seguinte, O é o centro da<br />

circunferência, AB = 30 e MP = 9. Calcule o raio da<br />

circunferência.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 79: Calcule os raios das circunferências<br />

inscrita e circunscrita num quadrado de lado l = 4.<br />

10.3. Propriedade decorrente<br />

do Teorema de Tales<br />

Exercício 81: Calcule os raios das circunferências<br />

inscrita e circunscrita num triângulo equilátero de<br />

lado l = 6.<br />

224<br />

226<br />

228<br />

38

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