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