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Prof. André da Costa 1 costa.andrecs@gmail.com Observe as fotos de algumas construções abaixo: Cada uma dessas construções lembra um sólido geométrico. Nos sólidos geométricos, também chamados de figuras geométricas não planas (ou espaciais), nem todos os seus pontos estão em um mesmo plano. » Exemplos: ALUNO(A): ________________________________ SÉRIE: ___________ DATA:___/___/_____ PROFESSOR(A): ____________________________ Sólidos geométricos Museu do Louvre − Paris MASP − São Paulo Farol da ponta de Humaitá – Salvador Um sólido geométrico é uma figura geométrica que possui três dimensões: altura, largura e comprimento. Qual é o nome dos sólidos que as construções ao lado lembram? Pirâmide Paralelepípedo Cubo comprimento largura altura largura altura André da Costa de Souza Prof. André da Costa 2 costa.andrecs@gmail.com Podemos classificar as figuras geométricas espaciais de acordo com suas características. Elas se dividem em corpos redondos e poliedros. ▪ Corpos redondos (ou não poliedros): são os sólidos geométricos que apresentam superfície arredondada. Além disso podem rolar sobre uma superfície plana, dependendo da posição em que são colocados. ▪ Poliedros: são sólidos geométricos formados por três elementos básicos: faces, arestas e vértices. Veja abaixo alguns exemplos: Note que as superfícies dos poliedros são formadas por polígonos (triângulo, quadrilátero, pentágono, hexágono, heptágono, ...). » Exemplos: ▪ Casos particulares de poliedros: » PRISMA: são poliedros de faces planas com duas bases paralelas e iguais. Num prisma: ● existem duas bases ● o n° de faces laterais é igual ao n° de lados da base ● o n° de arestas é o triplo do n° de lados da base ● o n° de vértices é igual ao dobro do n° de lados da base » PIRÂMIDE: são poliedros formados por faces planas, sendo a base um polígono qualquer, e as outras faces, triangulares. Numa pirâmide: ● existe apenas 1 base ● o n° de faces laterais é igual ao n° de lados da base ● o n° de arestas é o dobro do n° de lados da base ● o n° de vértices é mais 1 que o n° de lados da base Esfera Cilindro Cone Classificação de figuras geométricas Face Aresta Vértice face (base) vértice aresta faces (laterais) face (base) vértice aresta faces (laterais) face (base) Prof. André da Costa 3 costa.andrecs@gmail.com ▪ Classificação de prismas e pirâmides: Além das classificações, existe o prisma reto, quando ele possui arestas laterais perpendiculares à base, e o prisma oblíquo, quando a aresta lateral não é perpendicular à base. Base Prisma Pirâmide Triângulo (3) Quadrilátero (4) Pentágono (5) Prisma reto Heptágono (7) Octógono (8) Eneágono (9) Decágono (10) Prisma triangular Prisma quadrangular Prisma pentagonal Prisma hexagonal Hexágono (6) Prisma heptagonal Prisma octogonal Prisma eneagonal Prisma decagonal Pirâmide triangular Pirâmide quadrangular Pirâmide pentagonal Pirâmide hexagonal Pirâmide heptagonal Pirâmide octogonal Pirâmide eneagonal Pirâmide decagonal Você notou que os prismas e as pirâmides classificam-se pelo polígono da base? Prisma oblíquo Prof. André da Costa 4 costa.andrecs@gmail.com Assim como os primsmas, temos também a pirâmide reta, quando a projeção de seu vértice coincide com o ponto que tem a mesma distância dos vértices do polígono da base (o centro geométrico do polígono), e a pirâmide oblíqua, quando a projeção do vértice não coincide com o centro da base. Assim como os polígonos, existem poliedros convexos e não convexos (ou côncavos): ▪ Poliedros convexos: Um poliedro é convexo se dados quaisquer dois pontos pertencentes a superfície desse poliedro, o segmento que tem esses pontos como extremidades está inteiramente contido no poliedro. ▪ Poliedros não convexos (ou côncavos): Um poliedro é não convexo quando não satisfaz as condições citadas no convexo. Poliedros convexos cujas faces são polígonos regulares iguais, cada um com o mesmo número de lados e, para todo vértice, converge um mesmo número de arestas, e também, todos os ângulos poliêdricos têm a mesma medida, são chamados de poliedros regulares. Eles também são conhecidos como poliedros de Platão. Platão buscava explicar a criação do Universo a partir da geometria e associava esses sólidos geométricos a elementos da natureza. Existem apenas cinco poliedros de Platão. Todos esses cinco sólidos são poliedros regulares, ou seja, possuem arestas e faces congruentes. Poliedro Faces Arestas Vértices Pirâmide reta Pirâmide oblíqua Poliedros regulares 428 a. C. − 348 a. C. Tetraedro regular Hexaedro regular Octaedro regular Dodecaedro regular Icosaedro regular 4 faces triangulares quadrangulares 6 faces 8 faces triangulares 12 faces pentagonais 20 faces triangulares 6 4 12 8 12 6 20 30 30 12 https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/geometria-1.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/poliedros-regulares.htm Prof. André da Costa 5 costa.andrecs@gmail.com A relação de Euler é uma fórmula matemática que relaciona o número de faces, arestas e vértices de poliedros convexos. Essa relação é dada pela seguinte expressão: Onde V é o número de vértices, A é o número de arestas e F é o número de faces do poliedro. Essa relação é válida para todo poliedro convexo, mas existem alguns poliedros não convexos para os quais ela também pode ser verificada. Dessa forma, dizemos que todo poliedro convexo é Euleriano (isso significa que para ele vale a relação de Euler), mas nem todo poliedro Euleriano é convexo. Para verificar a validade da relação de Euler, escolheremos dois poliedros convexos e contaremos seus elementos. Depois disso, verificaremos se o número de vértices, arestas e faces realmente satisfazem a relação de Euler. Observe: » Hexaedro (ou cubo): ● Faces: 6 ● Arestas: 12 ● Vértices: 8 » Pirâmide quadrangular convexa: ● Faces: 5 ● Arestas: 8 ● Vértices: 5 Como os sólidos geométricos são formados pela união de figuras planas, nós podemos planificá-los. » Exemplos: Observe outras planificações: » Cilindro: » Cone: Relação de Euler 1707 − 1783 V − A + F = 2 V − A + F = 2 8 − 12 + 6 = 2 − 4 + 6 = 2 2 = 2 V − A + F = 2 5 − 8 + 5 = 2 − 3 + 5 = 2 2 = 2 Planificações https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/elementos-um-poliedro.htm Prof. André da Costa 6 costa.andrecs@gmail.com » Prisma pentagonal: » Pirâmide pentagonal: » Prisma quadrangular: » Prisma hexagonal: » Pirâmide triangular: Bons estudos!!! Prof. André da Costa 7 costa.andrecs@gmail.comCilindro Montado: cole Prof. André da Costa 8 costa.andrecs@gmail.com Cone Montado: Prof. André da Costa 9 costa.andrecs@gmail.com Cubo ou Hexaedro Montado: Prof. André da Costa 10 costa.andrecs@gmail.com Dodecaedro regular Prof. André da Costa 11 costa.andrecs@gmail.com Icosaedro regular Prof. André da Costa 12 costa.andrecs@gmail.com Octaedro regular Prof. André da Costa 13 costa.andrecs@gmail.com Paralelepípedo ou bloco retangular Prof. André da Costa 14 costa.andrecs@gmail.com Pirâmide de base hexagonal cole dobre Montado: Prof. André da Costa 15 costa.andrecs@gmail.com Pirâmide de base pentagonal Prof. André da Costa 16 costa.andrecs@gmail.com Pirâmide de base quadrada dobre cole Prof. André da Costa 17 costa.andrecs@gmail.com Prisma de base hexagonal cole dobre Montado: Prof. André da Costa 18 costa.andrecs@gmail.com Prisma de base pentagonal Montado: dobre cole Prof. André da Costa 19 costa.andrecs@gmail.com Prisma de base triangular cole Montado: Prof. André da Costa 20 costa.andrecs@gmail.com Tetraedro regular dobre cole Montado: Prof. André da Costa 21 costa.andrecs@gmail.com 01. Um sólido geométrico é uma figura que possui: a) uma dimensão. b) duas dimensões. c) três dimensões. d) quatro dimensões. 02. Qual é a principal diferença entre poliedros e não poliedros? ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ 03. Assinale V para as afirmações verdadeiras e F para as falsas. ( ) Poliedros são formados por três elementos básicos: lado, ângulos e vértices. ( ) Poliedros são formados por três elementos básicos: faces, arestas e vértices. ( ) Sólidos geométricos podem ser figuras planas ou espaciais. ( ) As figuras geométricas espaciais de acordo com suas características se dividem em: corpos redondos ou poliedros. ( ) Pirâmides são poliedros de base poligonal e faces quadrangulares. ( ) Existem poliedros convexos e não convexos. 04. Quais das figuras abaixo são prismas? E quais são pirâmides? 05. Observando as figuras da atividade 4, responda: a) qual é o nome de cada uma das figuras? ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ b) qual delas tem o maior número de vértices? E o menor? ______________________________________ 06. Observando as figuras B, D e F da atividade 4, quantos vértices, quantas faces e quantas arestas cada uma apresenta? 07. Relacione a primeira coluna com a segunda coluna: A – Poliedros ( ) Cone B – Não poliedros ( ) Cubo ( ) Pirâmide ( ) Esfera ( ) Prisma 08. Assinale com um X os poliedros de Platão. ( ) Tetraedro. ( ) Cubo. ( ) Heptaedro. ( ) Decaedro. ( ) Dodecaedro. ( ) Pentadecaedro. Exercícios de aprendizagem Prof. André da Costa 22 costa.andrecs@gmail.com 09. O octaedro ao lado possui: a) doze pentágonos regulares. b) seis triângulos equiláteros. c) oito triângulos equiláteros. d) oito triângulos equiláteros e um retângulo. 10. O dodecaedro ao lado possui: a) doze pentágonos regulares. b) seis triângulos equiláteros. c) quatro quadrados. d) oito triângulos equiláteros. e) oito triângulos equiláteros e um retângulo. 11. Observe as figuras e depois responda ao que é solicitado. a) Como são chamados esses poliedros? ______________________________________ b) Qual deles apresenta a menor quantidade de vértices? ______________________________________ c) Qual deles apresenta o maior número de faces? ______________________________________ d) Qual é o nome de cada um desses poliedros? ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ 12. Ao montarmos a planificação abaixo, encontraremos um: a) tetraedro. b) hexaedro. c) octaedro. d) dodecaedro. 13. Ao montarmos a planificação abaixo, encontraremos um: a) hexaedro b) octaedro c) dodecaedro d) icosaedro 14. O desenho abaixo representa um sólido. Uma possível planificação desse sólido é: a) b) c) d) Prof. André da Costa 23 costa.andrecs@gmail.com 15. Que sólido é formado a partir da planificação abaixo? 16. Considere o sólido a seguir aberto a partir do vértice E no plano. Das opções, quais correspondem a possíveis planificações para o poliedro? a) b) c) d) e) 17. Quais dos poliedros a seguir poderiam representar a planificação que se segue? a) b) c) d) e) 18. Das figuras a seguir, quais representam planificações completas de sólidos geométricos? a) b) c) d) Prof. André da Costa 24 costa.andrecs@gmail.com e) f) 19. Das planificações a seguir, apenas uma não corresponde à planificação de uma pirâmide retangular. Qual é? a) b) c) d) 20. Sobre o dado de oito faces planificado na figura, qual a soma dos números dasfaces que encostam: a) na face que tem o número 1? b) na face que tem o número 4? c) na face que tem o número 2? 21. Se uma pirâmide tem 9 vértices, então: a) Quantos lados tem sua base? b) Quantas arestas tem essa pirâmide? 22. Observe a planificação de um poliedro e responda aos questionamentos. a) Quantas faces tem esse poliedro? b) Quantas arestas tem esse poliedro? c) Quantos vértices tem esse poliedro? 23. Assinale o cubo correspondente à planificação abaixo. a) b) c) d) e) Prof. André da Costa 25 costa.andrecs@gmail.com 24. Para cada frase, assinale V caso seja verdadeira e F caso seja falsa. ( ) Todo cubo é um prisma. ( ) Todo bloco retangular é um prisma. ( ) Todo cubo é um bloco retangular. ( ) Todo cubo é um prisma triangular. ( ) Todo prisma é um cubo. 25. Imagine que você está participando de um jogo que utiliza dois dados comuns. a) O dado comum tem a forma de um poliedro. Que nome recebe esse poliedro? b) Quantas faces ele possui? c) Quantas arestas ele possui? d) Quantos vértices ele possui? 26. Nos jogos de RPG, há dados com 6, 8, 10, 12 e 20 faces. Imagine que você está participando de um jogo que utiliza um dado de 20 faces. a) Esse dado tem a forma de qual poliedro? b) Quantas arestas ele possui? c) Quantos vértices ele possui? 27. (OBMEP – adap.) Para montar um cubo, Guilherme recortou um pedaço de cartolina branca e pintou de cinza algumas partes, como na figura. Qual das alternativas abaixo representa o cubo construído por Guilherme? a) b) c) d) e) 28. (OBMEP – adap.) As figuras mostram planificações de sólidos com faces numeradas. Após montados esses sólidos, dizemos que o valor de um vértice é a soma dos números escritos nas faces que contêm esse vértice. Por exemplo, a figura ao lado mostra a planificação de uma pirâmide. Quando essa pirâmide é montada, o valor do vértice correspondente ao ponto indicado na figura é 1 + 3 + 4 = 8. a) Qual é o maior valor de um vértice da pirâmide acima? Prof. André da Costa 26 costa.andrecs@gmail.com b) A figura mostra a planificação de um cubo. Qual é o valor do vértice correspondente ao ponto indicado? c) A figura mostra a planificação de um sólido chamado octaedro. Qual é o valor do vértice correspondente ao ponto A? d) Qual é o valor do vértice correspondente ao ponto B na planificação do item anterior? 29. As imagens abaixo mostram um mesmo cubo em 3 posições diferentes. Qual das seguintes planificações é uma planificação do cubo acima? 30. A figura a seguir é uma planificação utilizada para construir um cubo. Dentre os cubos a seguir, qual foi construído a partir da planificação apresentada? a) b) c) d) 31. (Ufrgs – 2007) A figura a seguir representa um prisma reto de base hexagonal regular. Considerando as planificações I, II e III, quais delas podem ser do prisma? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. Planificação 1 Planificação 2 Planificação 3 Planificação 4 (I) (II) (III) Prof. André da Costa 27 costa.andrecs@gmail.com 32. Dobrando-se a planificação a seguir, reconstruímos o cubo que a originou: A letra que fica na face oposta à que tem um X é a) V b) O c) B d) X e) C 33. Sendo um poliedro convexo construído com 36 arestas e 18 faces, quantos vértices esse poliedro terá quando montado? 34. Quantos vértices tem um icosaedro com 20 faces e 30 arestas? 35. Complete a tabela abaixo com os valores correspondentes. Poliedro Vértices Faces Arestas Tetraedro 6 Hexaedro 8 Octaedro 12 Dodecaedro 20 36. O modelo de bola de futebol foi, inicialmente, um poliedro descoberto por Arquimedes, com 12 faces pentagonais e 20 faces hexagonais. Com base nessas informações, calcule o que se pede. a) Quantidade de arestas das faces pentagonais: b) Quantidade de arestas das faces hexagonais: c) Quantidade total de arestas do poliedro: d) Quantidade de vértices do poliedro: 37. (FAAP – SP) Num poliedro convexo, o número de arestas excede o número de vértices em 6 unidades. Calcule o número de faces. 38. (PUC - RS) Um poliedro convexo tem cinco faces triangulares e três pentagonais. O número de arestas e o número de vértices deste poliedro são, respectivamente: a) 30 e 40. b) 30 e 24. c) 30 e 8. d) 15 e 25. e) 15 e 9. 39. (UNITAU) Se dobrarmos convenientemente as linhas tracejadas das figuras a seguir, obteremos três modelos de figuras espaciais cujos nomes são: a) tetraedro, octaedro e hexaedro. b) paralelepípedo, tetraedro e octaedro. c) octaedro, prisma e hexaedro. d) pirâmide, tetraedro e hexaedro. e) pirâmide pentagonal, prisma pentagonal e hexaedro. 40. (MACK – SP) Um poliedro convexo tem 3 faces triangulares, 4 faces quadrangulares e 5 pentagonais. O número de vértices desse poliedro é: a) 25. b) 12. c) 15. d) 9. e) 13. Prof. André da Costa 28 costa.andrecs@gmail.com 41. (UNIRIO) Um geólogo encontrou, numa de suas explorações, um cristal de rocha no formato de um poliedro, que satisfaz a relação de Euler, de 60 faces triangulares. O número de vértices deste cristal é igual a: a) 35. b) 34. c) 33. d) 32. e) 31. 42. (PUC - PR) Quantas arestas tem um poliedro convexo de faces triangulares em que o número de vértices é 3/5 do número de faces? a) 60 b) 25 c) 15 d) 30 e) 20 43. (UEL) Em qual das alternativas está a planificação do cubo representado? a) b) c) d) e) 44. (Enem − 2011) A figura seguinte mostra um modelo de sombrinha muito usado em países orientais. Esta figura é uma representação de uma superfície de revolução chamada de a) pirâmide. b) semiesfera. c) cilindro. d) tronco de cone. e) cone. 45. (Enem – 2011) Alguns testes de preferência por bebedouros de água foram realizados com bovinos, envolvendo três tipos de bebedouros, de formatos e tamanhos diferentes. Os bebedouros 1 e 2 têm a forma de um tronco de cone circular reto, de altura igual a 60 cm, e diâmetro da base superior igual a 120 cm e 60 cm, respectivamente. O bebedouro 3 é um semicilindro, com 30 cm de altura, 100 cm de comprimento e 60 cm de largura. Os três recipientes estão ilustrados na figura. Seção Enem Prof. André da Costa 29 costa.andrecs@gmail.com Considerando que nenhum dos recipientes tenha tampa, qual das figuras a seguir representa uma planificação para o bebedouro 3? a) b) c) d) e) 46. (Enem – 2011) Um técnico em refrigeração precisa revisar todos os pontos de saídade ar de um escritório com várias salas. Na imagem apresentada, cada ponto indicado por uma letra é a saída do ar, e os segmentos são as tubulações. Iniciando a revisão pelo ponto K e terminando em F, sem passar mais de uma vez por cada ponto, o caminho será passando pelos pontos a) K, I e F. b) K, J, I, G, L e F. c) K, L, G, I, J, H e F. d) K, J, H, I, G, L e F. e) K, L, G, I, H, J e F. 47. (Enem − 2012) Maria quer inovar sua loja de embalagens e decidiu vender caixas com diferentes formatos. Nas imagens apresentadas estão as planificações dessas caixas. Quais serão os sólidos geométricos que Maria obterá a partir dessas planificações? a) Cilindro, prisma de base pentagonal e pirâmide. b) Cone, prisma de base pentagonal e pirâmide. c) Cone, tronco de pirâmide e prisma. d) Cilindro, tronco de pirâmide e prisma. e) Cilindro, prisma e tronco de cone. 48. (Enem – 2012) Em uma aula de matemática, a professora propôs que os alunos construíssem um cubo a partir da planificação em uma folha de papel, representada na figura a seguir Após a construção do cubo, apoiou-se sobre a mesa face com a letra M. As faces paralelas deste cubo são representadas pelos pares de letras. a) E-N, E-M e B-R. b) B-N, E-E e M-R. Prof. André da Costa 30 costa.andrecs@gmail.com c) E-M, B-N e E-R. d) B-E, E-R e M-N. e) E-N, B-M e E-R. 49. (Enem – 2013) Uma cozinheira, especialista em fazer bolos, utiliza uma forma no formato representado na figura: Nela identifica-se a representação de duas figuras geométricas tridimensionais. Essas figuras são a) um tronco de cone e um cilindro. b) um cone e um cilindro. c) um tronco de pirâmide e um cilindro. d) dois troncos de cone. e) dois cilindros. 50. (Enem – 2014) Um sinalizador de trânsito tem o formato de um cone circular reto. O sinalizador precisa ser revestido externamente com adesivo fluorescente, desde sua base (base do cone) até a metade de sua altura, para sinalização noturna. O responsável pela colocação do adesivo precisa fazer o corte do material de maneira que a forma do adesivo corresponda exatamente à parte da superfície lateral a ser revestida. Qual deverá ser a forma do adesivo? a) b) c) d) e) 51. (Enem – 2015) Uma empresa que embala seus produtos em caixas de papelão, na forma de hexaedro regular, deseja que seu logotipo seja impresso nas faces opostas pintadas de cinza, conforme a figura. A gráfica que fará as impressões dos logotipos apresentou as seguintes sugestões planificadas: Prof. André da Costa 31 costa.andrecs@gmail.com a) I b) II c) III d) IV e) V 52. (Enem – 2015) Uma empresa necessita colorir parte de suas embalagens, com formato de caixas cúbicas, para que possa colocar produtos diferentes em caixas distintas pela cor, utilizando para isso um recipiente com tinta, conforme Figura 1. Nesse recipiente, mergulhou-se um cubo branco, tal como se ilustra na Figura 2. Desta forma, a parte do cubo que ficou submersa adquiriu a cor da tinta. Qual é a planificação desse cubo após subermerso? a) b) c) d) e) 53. (Enem – 2015) Para o modelo de um troféu foi escolhido um poliedro P, obtido a partir de cortes nos vértices de um cubo. Com um corte plano em cada um dos cantos do cubo, retira-se o canto, que é um tetraedro de arestas menores do que metade da aresta do cubo. Cada face do poliedro P, então, é pintada usando uma cor distinta das demais faces. Com base nas informações, qual é a quantidade de cores que serão utilizadas na pintura a) 6 b) 8 c) 14 d) 24 e) 30 54. (Enem – 2016) É comum os artistas plásticos se apropriarem de entes matemáticos para produzirem, por exemplo, formas e imagens por meio de manipulações. Um artista plástico, em uma de suas obras, pretende retratar os diversos polígonos obtidos pelas intersecções de um plano com uma pirâmide regular de base quadrada. Segundo a classificação dos polígonos, quais deles são possíveis de serem obtidos pelo artista plástico? a) Quadrados, apenas. b) Triângulos e quadrados, apenas. c) Triângulos, quadrados e trapézios, apenas. Prof. André da Costa 32 costa.andrecs@gmail.com d) Triângulos, quadrados, trapézios e quadriláteros irregulares, apenas. e) Triângulos, quadrados, trapézios, quadriláteros irregulares e pentágonos, apenas. 55. (Enem – 2016) Um lapidador recebeu de um joalheiro a encomenda para trabalhar em uma pedra preciosa cujo formato é o de uma pirâmide, conforme ilustra a Figura 1. Para tanto, o lapidador fará quatro cortes de formatos iguais nos cantos da base. Os cantos retirados correspondem a pequenas pirâmides, nos vértices P, Q, R e S, ao longo dos segmentos tracejados, ilustrados na Figura 2. Depois de efetuados os cortes, o lapidador obteve, a partir da pedra maior, uma joia poliédrica cujos números de faces, arestas e vértices são, respectivamente, iguais a a) 9, 20 e 13. b) 3, 24 e 13. c) 7, 15 e 12. d) 10, 16 e 15. e) 11, 16 e 5. 56. (Enem – 2016) Os sólidos de Platão são poliedros convexos cujas faces são todas congruentes a um único polígono regular, todos os vértices têm o mesmo número de arestas incidentes e cada aresta é compartilhada por apenas duas faces. Eles são importantes, por exemplo, na classificação das formas dos cristais minerais e no desenvolvimento de diversos objetos. Como todo poliedro convexo, os sólidos de Platão respeitam a relação de Euler V – A + F = 2, em que V, A e F são os números de vértices, arestas e faces do poliedro, respectivamente. Em um cristal, cuja forma é a de um poliedro de Platão de faces triangulares, qual é a relação entre o número de vártices e o número de faces? a) 2V – 4F = 4 b) 2V – 2F = 4 c) 2V – F = 4 d) 2V + F = 4 e) 2V + 5F = 4 57. (Enem – 2017) Uma rede hoteleira dispõe de cabanas simples na ilha de Gotland, na Suécia, conforme Figura 1. A estrutura de sustentação de cada uma dessas cabanas está representada na Figura 2. A ideia é permitir ao hóspede uma estada livre de tecnologia, mas conectada com a natureza A forma geométrica da superfície cujas arestas estão representadas na Figura 2 é a) tetraedro. b) pirâmide retangular. c) tronco de pirâmide retangular. d) prisma quadrangular reto. e) prisma triangular reto. Figura 1 Figura 2 Prof. André da Costa 33 costa.andrecs@gmail.com 58. (Enem – 2017) Para divulgar sua marca, uma empresa produziu um porta-canetas de brinde, na forma do sólido composto por um cilindro e um tronco de cone, como na figura. Para recobrir toda a superfície lateral do brinde, essa empresa encomendará um adesivo na forma planificada dessa superfície. Que formato terá esse adesivo? a) b) c) d) e) 59. (Enem – 2019) As luminárias para um laboratório de matemática serão fabricadas em forma de sólidos geométricos. Uma delas terá a forma de um tetraedro truncado. Esse sólido é gerado a partir de secções paralelas a cada uma das faces de um tetraedro regular. Para essa luminária, as secções serão feitas de maneira que, em cada corte, um terço das arestas seccionadas serão removidas. Uma dessassecções está indicada na figura. Essa luminária terá por faces a) 4 hexágonos regulares e 4 triângulos equiláteros. b) 2 hexágonos regulares e 4 triângulos equiláteros. c) 4 quadriláteros e 4 triângulos isósceles. d) 3 quadriláteros e 4 triângulos isósceles. e) 3 hexágonos regulares e 4 triângulos equiláteros. 60. (Enem − 2019) No ano de 1751, o matemático Euler conseguiu demonstrar a famosa relação para poliedros convexos que relaciona o número de suas faces (F), arestas (A) e vértices (V): V + F = A + 2. No entanto, na busca dessa demonstração, essa relação foi sendo testada em poliedros convexos e não convexos. Observou-se que alguns poliedros não convexos satisfaziam a relação e outros não. Um exemplo de poliedro não convexo é dado na figura. Todas as faces que não podem ser vistas diretamente são retangulares. Qual a relação entre os vértices, as faces e as arestas do poliedro apresentado na figura? a) V + F = A b) V + F = A − 1 c) V + F = A + 1 d) V + F = A + 2 e) V + F = A + 3 Prof. André da Costa 34 costa.andrecs@gmail.com 61. Qual das planificações a seguir permite a montagem deste cubo? a) b) c) d) 62. Assinale o cubo correspondente à planificação dada. a) b) c) d) 63. Em um poliedro convexo, o número de arestas excede o número de vértices em 6 unidades. Calcule o número de faces. 64. Sabendo que um poliedro convexo possui 20 vértices e que em cada vértice se encontram 5 arestas, determine o número de faces desse poliedro. 65. O número de faces de um poliedro convexo de 22 arestas é igual ao número de vértices. Então, qual o número de faces do poliedro? 66. Um poliedro convexo tem 18 vértices e 40 arestas. Quantas faces possui esse poliedro? Exercícios de fixação Prof. André da Costa 35 costa.andrecs@gmail.com 67. Para cada um dos prismas abaixo, identifique o número de vértices V, o número de faces F e o número de arestas A. a) Base triangular: V = F = A = b) Base retangular: V = F = A = c) Base pentagonal: V = F = A = d) Base hexagonal: V = F = A = e) Base heptagonal: V = F = A = f) Base octogonal: V = F = A = 68. Arquimedes descobriu um poliedro convexo formado por 12 faces pentagonais e 20 faces hexagonais, todas regulares. Esse poliedro inspirou a fabricação da bola de futebol que apareceu pela primeira vez na Copa do Mundo de 1970. Quantos vértices possui esse poliedro? 69. Observe as arestas de um hexaedro. a) Quantas arestas partem de cada vértice de um hexaedro? b) Quantos vértices ele tem? c) Quantas arestas ele tem ao todo? 70. Assim como Platão, Arquimedes também descobriu e relatou treze diferentes poliedros obtidos por meio de algumas junções dos sólidos platônicos. Os poliedros de Arquimedes são poliedros convexos cujas faces são polígonos regulares de mais de um tipo. Agora, seguindo os passos a seguir, construam um poliedro de Arquimedes de 4 faces hexagonais e 4 faces triangulares. Prof. André da Costa 36 costa.andrecs@gmail.com 1°. Utilizem a planificação a seguir como exemplo. Vocês podem colocar um papel por cima para copiá- la, respeitando as abas de colagem, ou mesmo reproduzi-la em papel sulfite. 2°. Após copiarem ou desenharem a planificação, tracem as arestas do poliedro. 3°. Recortem todo o entorno do poliedro, façam as dobras em todas as arestas. 4°. Por fim, passem cola nas abas para montá-lo. Utilizando o sólido montado, responda às questões a seguir: a) Quantas arestas o sólido tem? b) Quantos vértices o sólido tem? c) A relação de Euler pode ser aplicada a ele? Justifique sua resposta. 71. A imagem a seguir representa uma barra de ouro em um formato muito utilizado. O modelo geométrico utilizado como molde dessa barra de ouro é um sólido do tipo a) prisma reto com base retangular. b) prisma reto com base trapezoidal. c) prisma oblíquo com base retangular. d) tronco de pirâmide reta com base retangular. e) tronco de pirâmide reta com base trapezoidal. 72. Uma professora utiliza brinquedos educativos para ajudar seus alunos a conpreenderem as formas tridimensionais. O brinquedo é constituído de barras e esferas imantadas, que, quando agrupadas adequadamente, formam “esqueletos” de sólidos geométricos. As barras representam as arestas, e as esferas representam os vértices, como na imagem a seguir. Uma aluna dessa professora utilizou 24 barras de mesmo tamanho e 14 esferas idênticas para construir o esqueleto de um poliedro convexo formado apenas por faces triangulares. A quantidade de faces heptagonais do poliedro produzido pela aluna é igual a a) 3. b) 4. c) 6. d) 7. e) 9. 73. O processo de truncamento de um cubo consiste em dividir cada uma de suas arestas em três partes iguais; em seguida, retirar as pirâmides destacadas em cada um dos vértices e, desse modo, obter um novo tipo de poliedro, conforme as ilustrações a seguir. Passo 2 Passo 3 Passo 1 Prof. André da Costa 37 costa.andrecs@gmail.com Considere que o mesmo procedimento de truncamento foi realizado sobre um octaedro regular como o da imagem a seguir. No passo 3, a quantidade de vértices do poliedro convexo resultante do truncamento do octaedro deve ser a) 14. b) 18. c) 24. d) 36. e) 48. 74. Na figura a seguir, ilustram cortes por planos, passando por três de quatro vértices pré-fixados de um cubo. Após os cortes, sobra um sólido que está destacado na figura. O nome desse sólido é a) tetraedro. b) hexaedro. c) pentágono. d) octaedro. e) dodecaedro. 75. Uma famosa marca de chocolates vende seus produtos em embalagens como a que se segue Essa embalagem é um sólido geométrico conhecido como a) tronco de pirâmide. b) prisma hexagonal. c) prisma triangular. d) tronco de cone. e) cilindro. 76. Cada vez mais comuns nas paisagens rurais do país, silos são grandes estruturas metálicas usadas para armazenar grãos, evitando que estraguem e permitindo que vendedores ganhem tempo para negociá-los. A figura apresenta um dos diversos tipos de silos que podem ser utilizados em fazendas. Os sólidos geométricos aos quais o topo e o tronco dos silos na figura se assemelham são, respectivamente, Prof. André da Costa 38 costa.andrecs@gmail.com a) cone e cilindro. b) esfera e prisma. c) semiesfera e prisma. d) semiesfera e cilindro. e) cone e tronco de cone. 77. uma editora de livros de História deseja realizar a reformulação de seu logotipo e, para isso, contratou uma empresa de designer gráfico. A empresa contratada enviou um projeto de logotipo no formato de uma clepsidra, conforme ilustra a figura a seguir. O formato do projeto do logotipo enviado pela empresa objetiva remeter ao formato das ampulhetas de areia, um dos objetos mais antigos utilizadospara medir o tempo. A clepsidra é uma figura espacial composta por a) duas pirâmides retas. b) dois cones retos. c) um cilindro reto. d) duas semiesferas. e) um tronco de cone reto. 78. O sólido geométrico apresentado a seguir foi construído pela justaposição de dois poliedros convexos: uma pirâmide regular e um tronco de pirâmide regular. Acerca das faces que compõem esse sólido, é possível identificar a) 4 triângulos, 2 quadrados e 4 trapézios isósceles. b) 4 triângulos, 1 quadrado e 4 retângulos. c) 4 triângulos, 1 quadrado e 4 trapézios isósceles. d) 4 triângulos, 2 quadrados e 4 retângulos. e) 4 triângulos, 3 quadrados e 4 trapézios isóscels. 79. Observe a caixa representada abaixo: Uma planificação dessa caixa é: a) b) c) d) 80. (Enem – 2011) Uma indústria fabrica brindes promocionais em forma de pirâmide. A pirâmide é obtida a partir de quatro cortes em um sólido que tem a forma de um cubo. No esquema, estão indicados o sólido origianl (cubo) e a pirâmide obtida a partir dele. Prof. André da Costa 39 costa.andrecs@gmail.com Os pontos A, B, C, D e O do cubo e da pirâmide são os mesmos. O ponto O é central na face superior do cubo. Os quatro cortes saem de O em direção às arestas AD, BC, AB e CD, nessa ordem. Após os cortes, são descartados quatro sólidos. Os formatos dos sólidos descartados são a) todos iguais. b) todos diferentes. c) três iguais e um diferente. d) apenas dois iguais. e) iguais dois a dois. 81. Sandra está preparando algumas embalagens para dar de lembrancinha em seu aniversário. Veja. Sandra desmontou uma das embalagens. Marque a imagem que representa a embalagem desmontada. a) b) c) d) 82. Miguel foi a uma padaria e comprou um pedaço de bolo. Como ele iria comer o bolo em casa a atendente colocou o pedaço na embalagem abaixo. Veja. Ao chegar em casa, a irmã de Miguel, Ana, disse que a embalagem tinha formato de uma pirâmide. A partir dessa situação marque a frase correta. ( ) Ana está certa pois a embalagem lembra uma pirâmide. ( ) Ana está errada pois a embalagem lembra um cubo. ( ) Ana está certa pois a embalagem tem todos os lados em formato de triângulo. ( ) Ana está errada pois a embalagem lembra um prisma. 83. (Enem – 2017) 0 hábito cristalino é um termo utilizado por mineralogistas para descrever a aparência típica de um cristal em termos de tamanho e forma. A granada é um mineral cujo hábito cristalino é um poliedro com 30 arestas e 20 vértices. Um mineralogista construiu um modelo ilustrativo de um cristal de granada pela junção dos polígonos correspondentes às faces. Supondo que o poliedro ilustrativo de um cristal de granada é convexo, então a quantidade de faces utilizadas na montagem do modelo ilustrativo desse cristal é igual a 1. a) 10. 2. b) 12. 3. c) 25. 4. d) 42. e) 50. Prof. André da Costa 40 costa.andrecs@gmail.com 84. (UEPG) Dois poliedros regulares são construídos utilizando folhas de cartolina. Um desses poliedros tem faces pentagonais e o outro tem faces triangulares. Se a soma de todas as faces desses poliedros é 20, assinale o que for correto. 01) A soma dos ângulos de todas as faces do poliedro que tem faces pentagonais é 6480. 02) O poliedro com faces triangulares tem 8 vértices a menos que o outro. 04) Os dois poliedros têm o mesmo número de arestas. 08) A soma de todas as arestas desses poliedros é maior que 40 Soma: _______ 85. (UFJF) Observe, abaixo, uma imagem desse vírus que tem a forma de um sólido geométrico. Qual é a planificação do sólido representado por esse vírus? a) b) c) d) e) 86. (UERJ) Dois dados, com doze faces pentagonais cada um, têm a forma de dodecaedros regulares. Se os dodecaedros estão justapostos por uma de suas faces, que coincidem perfeitamente, formam um poliedro côncavo, conforme ilustra a figura. Considere o número de vértices V, de faces F e de arestas A desse poliedro côncavo. A soma V F A + + é igual a: a) 102 b) 106 c) 110 d) 112 87. (UECE) Um poliedro convexo com 32 vértices possui apenas faces triangulares. O número de arestas deste poliedro é a) 100. b) 120. c) 90. d) 80. Prof. André da Costa 41 costa.andrecs@gmail.com 88. (UEL) Leia o texto a seguir. Originalmente os dados eram feitos de osso, marfim ou argila. Há evidências da existência deles no Paquistão, Afeganistão e noroeste da Índia, datando de 3500 a.C. Os dados cúbicos de argila continham de 1 a 6 pontos, dispostos de tal maneira que a soma dos pontos de cada par de faces opostas é sete. Adaptado de: Museu Arqueológico do Red Fort. Delhi, Índia. Atualmente, além dos dados em forma de cubo (hexaedro), encontram-se dados em vários formatos, inclusive esféricos, como mostram as figuras a seguir Apesar do formato esférico, ao ser lançado, o dado mostra pontos de um a seis, como se fosse um dado cúbico. Isso acontece porque no interior da esfera existe uma cavidade em forma de octaedro, na qual existe um peso (um chumbinho) que se aloja em um dos vértices do octaedro. Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a propriedade dos poliedros regulares que justifica o fato de a cavidade no interior da esfera ser octaédrica. a) O número de vértices do octaedro é igual ao número de faces do hexaedro. b) O número de vértices do octaedro é diferente do número de faces do hexaedro. c) O número de arestas do octaedro é igual ao número de arestas do hexaedro. d) O número de faces do octaedro é igual ao número de vértices do hexaedro. e) O número de faces do octaedro é diferente do número de vértices do hexaedro. 89. (UEMA) A bola de futebol evoluiu ao longo do tempo e, atualmente, é um icosaedro truncado, formado por 32 peças, denominadas de gomos e, geometricamente, de faces. Nessa bola, 12 faces são pentágonos regulares, e as outras, hexágonos, também regulares. Os lados dos pentágonos e dos hexágonos são iguais e costurados. Ao unirem-se os dois lados costurados das faces, formam-se as arestas. O encontro das arestas formam os vértices. Quando cheio, o poliedro é similar a uma esfera. O número de arestas e o número de vértices existentes nessa bola de futebol são, respectivamente, (Pode ser utilizado a Relação de Euler, A + 2 = V + F) a) 80 e 60 b) 80 e 50 c) 70 e 40 d) 90 e 60 e) 90 e 50 Prof. André da Costa 42 costa.andrecs@gmail.com 90. Um poliedro convexo tem 32 faces, sendo 20 hexágonos e 12 pentágonos. O número de vértices deste polígono a) 90. b) 72. c) 60. d) 56. 91. (IFSP) A figura mostra uma peça feita em 1587 por Stefano Buonsignori, e está exposta no Museu Galileo, em Florença, na Itália. Esse instrumento tem a forma de um dodecaedro regular e, em cada uma de suas faces pentagonais, há a gravação de um tipo diferente de relógio. Em 1758, o matemático Leonard Euler (1707-1783) descobriu o teorema conhecido por relação de Euler: em todo poliedro convexo com V vértices,A arestas e F faces, vale a relação V − A + F = 2 Ao se aplicar a relação de Euler no poliedro da figura, o número de arestas não visíveis é a) 10. b) 12. c) 15. d) 16. e) 18. 92. (Insper) De cada vértice de um prisma hexagonal regular foi retirado um tetraedro, como exemplificado para um dos vértices do prisma desenhado a seguir. O plano que definiu cada corte feito para retirar os tetraedros passa pelos pontos médios das três arestas que concorrem num mesmo vértice do prisma. O número de faces do poliedro obtido depois de terem sido retirados todos os tetraedros é a) 24. b) 20. c) 18. d) 16. e) 12. 93. (UPE) Um poliedro convexo possui 8 (oito) faces, todas triangulares. Nestas condições, assumindo que tal poliedro exista, o número esperado de vértices para este será a) 10 b) 9 c) 8 d) 7 e) 6 94. (UFC) O número de faces de um poliedro convexo com 20 vértices e com todas as faces triangulares é igual a: a) 28 b) 30 c) 32 d) 34 e) 36 Prof. André da Costa 43 costa.andrecs@gmail.com 95. (UFRGS) As figuras a seguir representam um octaedro regular e uma de suas planificações Aos vértices A, B, E, F do octaedro correspondem, respectivamente, os pontos a, b, e, f da planificação. Ao vértice D do octaedro correspondem, na planificação, os pontos a) m, n, p. b) n, p, q. c) p, q, r. d) q, r, s. e) r, s, m. 96. O colar elizabetano, ou isabelino, é um objeto, geralmente de plástico, utilizado no pós-operatório veterinário para restringir movimentos indesejados dos animais. O tutor de um cachorro que necessita desse cuidado decidiu construir esse equipamento. A planificação que melhor representa aquele usado pelo tutor do cachorro é a) b) c) d) e) 97. A festa junina é um dos eventos mais aguardados do ano pelos brasileiros. Um dos enfeites tradicionais são os balões, conforme ver na figura a seguir: Prof. André da Costa 44 costa.andrecs@gmail.com Sabendo que cada balão da figura possui 9 vértices, podemos afirmar que ele é composto de: a) um octaedro b) dois cones c) duas pirâmides de base hexagonal d) duas pirâmides de base heptagonal e) duas pirâmides de base octogonal 98. O gerente de uma empresa decidiu fazer um sorteio entre seus funcionários e, para isso, usou como urna uma caixa cúbica com faces opostas de cores diferentes, entre branca ou cinza, e fez uma secção pelos pontos médios de três arestas dessa caixa, conforme ilustração. A figura que representa corretamente a planificação da caixa após a secção é a) b) c) d) e) 99. Obelisco Está no centro da Praça da República, no cruzamento de duas das mais importantes avenidas de Buenos Aires, no miolo do microcentro. Inaugurado em 1936, é um monumento em comemoração aos 100 anos de Buenos Aires. Disponível em: https://www.buenasdicas.com. Acesso em: 2 jan. 2018. Prof. André da Costa 45 costa.andrecs@gmail.com Um estudante, desejando fazer uma maquete do obelisco, cortou chapas de madeira para serem coladas. Sabendo que a parte do monumento não visível na foto é simétrica à visível, as chapas cortadas por esse estudante devem ter a forma de a) oito trapézios. b) quatro triângulos. c) quatro trapézios e quatro triângulos. d) quatro retângulos e quatro triângulos. e) quatro paralelogramos e quatro triângulos 100. Uma indústria fabrica sólidos de plástico para fornecimento de matéria-prima para uma diversidade de usinas. A partir de um cubo ABCDEFGH, efetua secções no sólido, fornecendo três peças distintas para seus clientes. Na sequência de imagens são apresentados a peça cúbica e os cortes realizados sobre ela. Após aplicar as duas secções, serão formados a) duas pirâmides de base quadrangular e um tetraedro. b) um prisma triangular e duas pirâmides quadrangulares. c) dois prismas triangulares e uma pirâmide quadrangular. d) um prisma triangular, uma pirâmide quadrangular e um tetraedro. e) um tetraedro, uma pirâmide quadrangular e um prisma de base quadrangular. Prof. André da Costa 46 costa.andrecs@gmail.com 101. (Enem – 2014) Um lojista adquiriu novas embalagens para presentes que serão distribuídas aos seus clientes. As embalagens foram entregues para serem montadas e têm forma dada pela figura. Após montadas, as embalagens formarão um sólido com quantas arestas? a) 10 b) 12 c) 14 d) 15 e) 16 102. Para confeccionar, em madeira, um cesto de lixo que comporá o ambiente decorativo de uma sala de aula, um marceneiro utilizará, para as faces laterais, retângulos e trapézios isósceles e, para o fundo, um quadrilátero, com os lados de mesma medida e ângulos retos. Qual das figuras representa o formato de um cesto que possui as características estabelecidas? a) b) c) d) e) 103. Um estudante, folheando um livro de matemática, encontrou em uma das páginas as figuras a seguir. Na mesma página havia um texto que dizia: “A figura 1 é a planificação de um sólido 1 e a figura 2 é a superfície lateral de um sólido 2”. Sabendo que, na figura 1, os triângulos PQR, APQ, BPR e CQR são equiláteros e a figura 2 é um semicírculo de diâmetro AB, os sólidos 1 e 2 são, respectivamente: a) um icosaedro e um cone. b) um tetraedro e um tronco de cone. c) um tetraedro regular e um cone equilátero. d) uma pirâmide qualquer e uma esfera. e) uma pirâmide não regular e um cone não equilátero. Prof. André da Costa 47 costa.andrecs@gmail.com 104. (Ufrgs − 2013) Considere as seguintes proposições de modelos de planificação de um cubo. Entre essas proposições de modelos de planificação, quais podem resultar em um cubo? a) I, II e V. b) III, IV e V. c) II, III e IV. d) II, IV e V. e) I, III e V. 105. (OBMEP) Em um dos lados de uma folha de papel grosso, Pedro desenhou a figura ao lado. Depois, recortou-a e montou uma torre em miniatura. Das cinco imagens abaixo, quais podem representar a torre montada por Pedro? a) Imagens 1, 3 e 5 b) Imagens 1, 4 e 5 c) Imagens 1, 2 e 3 d) Imagens 2, 3 e 4 e) Imagens 3, 4 e 5 106. (OBMEP) Um cubo foi montado a partir da planificação mostrada na figura. Qual é o produto dos números das faces desse cubo que têm uma aresta comum com a face de numero 1? a) 120 b) 144 c) 180 d) 200 e) 240 107. (OBMEP) A soma dos números das faces opostas de um dado é sempre 7. O dado da figura é girado sucessivamente sobre o caminho indicado até parar na última posição, destacada em cinza. Nessa posição, qual é o número que está na face superior do dado? Após o primeiro giro: Prof. André da Costa 48 costa.andrecs@gmail.com a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 108. (Enem – 2019) Uma formiga encontra-se no ponto X, no lado externo de um copo que tem a forma de um cilindro reto. No lado interno, no ponto V, existeum grão de açúcar preso na parede do copo. A formiga segue o caminho XYZWV (sempre sobre a superfície lateral do copo), de tal forma que os trechos ZW e WV são realizados na superfície interna do copo. O caminho XYZWV é mostrado na figura. Sabe-se que: os pontos X, V, W se encontram à mesma distância da borda; o trajeto WV é o mais curto possível; os trajetos XY e ZW são perpendiculares à borda do copo; e os pontos X e V se encontram diametralmente opostos. Supondo que o copo é de material recortável, realiza- se um corte pelo segmento unindo P a Q, perpendicular à borda do copo, e recorta-se também sua base, obtendo então uma figura plana. Desconsidere a espessura do copo. Considerando apenas a planificação da superfície lateral do copo, a trajetória da formiga é a) b) c) d) e) Bons estudos!!!
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