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Geometria Euclidiana Plana e Espacial Triângulos e quadriláteros Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Profa. Conceição Aparecida Cruz Longo Revisão Textual: Profa. Esp. Vera Lídia de Sá Cicarone 5 • Triângulos e seus elementos • Quadriláteros Nesta unidade abordaremos os triângulos e quadriláteros. Apresentaremos algumas propriedades relativas às somas dos ângulos internos e externos de um triângulo, os casos de congruência de triângulos e classificaremos os quadriláteros. Triângulos e quadriláteros Nosso objetivo com esta unidade será identificar os elementos de um triângulo; identificar os triângulos quanto às medidas de seus lados e de seus ângulos; compreender a relação entre as medidas dos ângulos internos e externos de um triângulo; e reconhecer os casos de congruências. Com relação aos quadriláteros, pretendemos que você reconheça seus elementos e classifique- os em paralelogramos ou trapézios. Resolva os exercícios propostos antes de ver a resposta. Refaça os exercícios para verificar se realmente aprendeu. Organize um horário de estudos para criar o hábito de estudar todos os dias. Para seu sucesso, realize as tarefas com organização, clareza e pontualidade. Não esqueça de conferir as datas de entrega de atividades e da avaliação. Participe do fórum de discussões. 6 Unidade: Triângulos e quadriláteros Contextualização Dentre os estudos da Geometria, o triângulo consiste na figura mais importante e mais simples. A geometria de Euclides reserva um lugar preponderante ao triângulo, pois ele possui várias aplicações em situações ligadas ao cotidiano. Veja alguns exemplos: Thinkstock/Getty Images Enfim, os triângulos e suas aplicabilidades estão presentes em muitas situações do nosso cotidiano. E os quadriláteros? Possuem também essa aplicabilidade no nosso cotidiano? Vejamos alguns exemplos: Thinkstock/Getty Images Estudar a importância dos triângulos e dos quadriláteros permite entender por que eles são usados em construções, móveis, prateleiras, pontes e telhados com diferentes tipos de telhas e angulações. 7 Triângulos e seus elementos Nosso objetivo com esta unidade será classificar figuras geométricas plana; identificar os elementos geométricos de triângulos, quadriláteros notáveis e resolver problemas geométricos bidimensionais. Definição Um triângulo é definido por três pontos não colineares e os três segmentos de reta que têm, cada um, dois desses pontos como extremidades. Indicaremos por ∆ABC o triângulo definido pelos três pontos não colineares A, B e C. É indiferente escrever ∆ABC, ∆BCA, ∆ACB. Já estudamos que os triângulos são polígonos que possuem 3 lados, 3 ângulos internos e 3 ângulos externos. No triângulo ABC (∆ABC), podemos destacar os seguintes elementos: · Vértices: A, B e C; · Lados: AB, BC e AC; · Ângulos internos: a, b e c;^^ ^ · Ângulos externos: α, β e θ. 8 Unidade: Triângulos e quadriláteros Classificação Podemos classificar os triângulos de duas maneiras: QUANTO ÀS MEDIDAS DOS LADOS TRIÂNGULO EQUILÁTERO TRIÂNGULO ISÓSCELES TRIÂNGULO ESCALENO A B C E D F H G I Triângulo que possui todos os lados com medidas iguais. Triângulo que possui pelo menos dois lados com medidas iguais. Triângulo que possui todos os lados com medidas diferentes. QUANTO ÀS MEDIDAS DOS ÂNGULOS INTERNOS TRIÂNGULO ACUTÂNGULO TRIÂNGULO RETÂNGULO TRIÂNGULO OBTUSÂNGULO Triângulo que possui todos os ângulos internos agudos. Triângulo que possui um ângulo interno reto. Triângulo que possui um ângulo interno obtuso. Lembre-se de que um ângulo é agudo quando sua medida é menor que 90°, reto quando sua medida é 90° e obtuso quando sua medida é maior que 90° e menor que 180°. A rigidez também é uma característica muito importante dos triângulos. Entre os polígonos, o triângulo é o único com essa característica, sendo todos os demais deformáveis. Com palitos de sorvete e percevejo, você pode construir alguns polígonos e verificar essa característica. 9 No material complementar, você também encontrará uma indicação de vídeo que ilustra essa característica Condição de existência de um triângulo Acompanhe o passo a passo para construir um triângulo, quando conhecemos a medida dos três lados, usando régua e compasso. AB = 5cm 10 Passo • Traça [AB] com 5cm. • Abre teu compasso com uma abertura de 3cm. • Faz centro em A e traça um arco de circunferência. AC = 3cm 20 Passo • Abre teu compasso com uma abertura de 4cm. • Faz centro em B e traça um arco de circunferência que intersecte o primeiro. BC = 3cm 30 Passo • Chama C ao ponto de intersecção. • Une A com C e B com C Agora, utilizando o mesmo procedimento, tente desenhar um triângulo com as medidas 2cm, 2cm e 5cm. 10 Unidade: Triângulos e quadriláteros Note que os arcos traçados não determinam o 3º vértice do triângulo. Assim, podemos afirmar que não existe um triângulo com as medidas 2 cm, 2 cm e 5 cm. Portanto, a condição de existência de um triângulo é que a soma das medidas de quaisquer dois lados é sempre maior que a medida do 3º lado. Ou seja, a < b + c b < a + c c < a + b Importante •Nos triângulos, o maior ângulo é sempre oposto ao maior lado, e o menor ângulo é sempre oposto ao menor lado. •Nos triângulos isósceles, os ângulos opostos aos lados congruentes são também congruentes. São chamados “ângulos da base”. O outro é chamado ângulo do vértice. Você Sabia ? Que as marcas // e \\ indicam que os lados são congruentes, isto é, têm a mesma medida? Exemplos 1) Classifique os triângulos quanto à medida de seus lados. 11 2) Classifique as alternativas como verdadeiras ou falsas. a) Todo triângulo equilátero é acutângulo. b) Existem triângulos que possuem mais de um ângulo obtuso. c) É possível construir um triângulo retângulo que seja isósceles. d) Um triângulo equilátero é também isósceles. e) Um triângulo escaleno tem pelo menos dois ângulos com medidas iguais. 3) Dadas as medidas de três lados, assinale aquelas que permitem construir um triângulo. a) 9 cm, 5 cm e 14 cm b) 13 cm, 8 cm e 7 cm c) 5 cm, 5 cm e 5 cm d) 10 cm, 3 cm e 6 cm e) 8 cm, 3 cm e 2 cm f) 7 cm, 5 cm e 4 cm 4) Lucas pretende cercar uma região triangular utilizando 25m de alambrado. Os lados desse cercado devem ter medidas em metros e inteiras. Escreva três possíveis medidas dos lados desse cercado. Respostas 1) a) Equilátero b) Escaleno c) Isósceles d) Escaleno e) Escaleno f) Isósceles 2) V F V V F 3) b, c, e. 4) Possíveis respostas: · 10m, 10m e 5m (10 < 10 + 5; 5 < 10 + 10; 10 < 10 + 5) · 6m, 8m e 11m (6 < 8 + 11; 8 < 6 + 11; 11 < 6 + 8) · 12m, 5m e 8m (12 < 5 + 8; 5 < 12 + 8; 8 < 12 + 5) 12 Unidade: Triângulos e quadriláteros Ângulos em um triângulo · Ângulo interno Os triângulos possuem uma propriedade particular relativa à soma de seus ângulos internos. Essa propriedade garante que, em qualquer triângulo, a soma das medidas dos três ângulos internos seja igual a 180 graus. Para verificar essa afirmação, considere um triângulo ABC qualquer. Recorte em três partes de modo que cada ângulo fique em uma parte. Assim, concluímos que: A + B + C = 180º^ ^ ^ Em qualquer triângulo, a soma das medidas dos seus ângulos internos é sempre 180º. · Teorema do ângulo externo Toda vez que se prolonga um lado de um triângulo, obtém-se um ângulo formado por esse prolongamento e pelo lado consecutivo ao prolongado (ângulo externo). Em um triângulo qualquer, a medida de um ângulo externo é igual à soma das medidas dos ângulos internos não adjacentes e ele. 13 Informação •Dois ângulos são adjacentes se têm um lado em comum e seus outros dois lados são semirretas opostas. Trata-se de ângulos consecutivos e suplementares. •No polígono convexo equiângulo, todos os ângulos internos são congruentes; logo, todos os ângulos externos também são congruentes. Exemplos 1) Calcule a medida dos ângulos internos do triânguloa seguir. Solução Primeiro ângulo a ser calculado é o suplementar de 110º. 180º - 110º = 70º Agora, x + x + 10 + 70º = 180º (soma dos ângulos internos de um triângulo) 2x = 180º - 80º 2x = 100º x = 50º x + 10º = 50º + 10º = 60º Portanto, os ângulos do triângulo medem: 70º, 50º e 60º. 2) Calcular o valor do ângulo x na figura abaixo. 14 Unidade: Triângulos e quadriláteros Solução Dividir o quadrilátero em dois triângulos, prolongando-se um dos seus lados. Ê é externo ao ∆ABE ê = 40º + 70º = 110º x̂ é externo ao ∆DEC x̂ = 110º + 30º = 140º Resposta: 140º 3) Calcular o valor de x na figura. Solução Sex = 360 o (3x + 10º) + 4x + (5x – 10º) = 360º 3x + 10º + 4x + 5x – 10º = 360º 12x = 360º x = 30º Resposta: 30º 15 Triângulos congruentes Definição Dois triângulos ABC e DEF são congruentes entre si se for possível estabelecer uma correspondência entre seus vértices, de modo que seus lados sejam dois a dois congruentes e também os seus ângulos internos sejam dois a dois congruentes. CASOS DE CONGRUÊNCIA PARES DE IGUALDADE DESCRIÇÃO LLL Lado, Lado, Lado C A B G E F Lados correspondentes congruentes LAL Lado, Ângulo, Lado C A B G E F Dois lados e o ângulo entre eles congruentes ALA Ângulo, Lado, Ângulo C A B G E F Dois ângulos e o lado entre eles congruentes 16 Unidade: Triângulos e quadriláteros LAAO Lado, Ângulo e Ângulo oposto T R S T R S Um lado, um ângulo e o ângulo oposto a esse lado congruentes hc Caso especial: hipotenusa e cateto B A C B’ A’ C’ Têm ordenadamente congruentes um cateto e a hipotenusa. Exemplos: 1) Identificar, em cada grupo de triângulos, aqueles que são congruentes e indicar o caso de congruência. GRUPO 1 GRUPO 2 GRUPO 3 17 GRUPO 4 GRUPO 5 SOLUÇÃO GRUPO 1: ∆I ≅ ∆II pelo caso LAL. GRUPO 2: ∆I ≅ ∆III pelo caso ALA. GRUPO 3: ∆I ≅ ∆III pelo caso especial. GRUPO 4: ∆I ≅ ∆III pelo caso LLL. GRUPO 5: ∆II ≅ ∆III pelo caso LAAo. Quadriláteros Definição Chamamos de quadrilátero a região do plano limitada por quatro segmentos de reta AB, BC, CD e DA , em que dois segmentos consecutivos nunca são colineares e dois segmentos não consecutivos jamais se interceptam. 18 Unidade: Triângulos e quadriláteros Elementos Na figura seguinte, temos: Diagonais Quadrilátero ABCD C D A B · Vértices: A, B, C e D. · Lados: AB, BC, CD e DA. · Diagonais: AC e BD. · Ângulos internos do quadrilátero A, B, C e D^^ ^ ^. Atenção Atenção Todo quadrilátero tem duas diagonais e a soma das medidas dos ângulos internos ou externos de um quadrilátero é 360º. Podemos classificar os quadriláteros em paralelogramos e trapézios. Paralelogramos É um quadrilátero que possui dois pares de lados opostos paralelos. Neste caso AB//CD e AD//BC. Propriedades · Em um paralelogramo, dois lados opostos são congruentes. · Em um paralelogramo, dois ângulos opostos são congruentes. · Em um paralelogramo, as diagonais cruzam-se no ponto médio. 19 Você Sabia ? Um ponto M é chamado de ponto médio de um segmento AB se M está entre A e B e AM ≅ MB.A M B Classificação dos paralelogramos Os paralelogramos podem ser classificados de acordo com a medida dos lados e dos ângulos internos. · Retângulo O retângulo é um quadrilátero que possui os quatro ângulos internos retos. Nele, podemos destacar a seguinte propriedade: as diagonais de um retângulo são congruentes. · Losango O losango é um quadrilátero que possui os quatro lados com medidas iguais. Nele, podemos destacar a propriedade seguinte: as diagonais de um losango são perpendiculares entre si e correspondem às bissetrizes dos ângulos internos. Você Sabia ? Bissetriz é uma semirreta de origem no vértice de um ângulo dividindo-o em dois ângulos congruentes. A bissetriz é equidistante dos lados do ângulo. Bissetriz O B A 20 Unidade: Triângulos e quadriláteros · Quadrado O quadrado é um quadrilátero que possui os quatro ângulos internos retos e os quatro lados com medidas iguais. Por possuir essas características, ele é um caso particular de retângulo e de losango. No quadrado, destacamos as seguintes propriedades: as diagonais de um quadrado são congruentes, perpendiculares entre si e correspondem às bissetrizes dos ângulos internos. Importante: Há paralelogramos que não são retângulos, losangos ou quadrados. Veja: · Trapézio O trapézio é um quadrilátero que possui apenas um par de lados paralelos, chamados bases. No trapézio: Os lados AB e CD e são paralelos: AB//CD. e AB e CD são as bases, sendo AB a base menor e CD a base maior. Um trapézio pode ser classificado em: 21 · Trapézio retângulo: é o trapézio que tem um dos lados não paralelos perpendicular às bases. C BA D DB ≠ AC DB não é bissetriz relativa ao ângulo B.̂ · Trapézio escaleno: é o trapézio que tem os lados não paralelos com medidas diferentes. · Trapézio isósceles: é o trapézio que tem os lados não paralelos com medidas iguais. No trapézio isósceles podemos destacar a seguinte propriedade: os ângulos internos da mesma base são congruentes e as diagonais são congruentes. Você Sabia ? Que o trapézio retângulo é um caso particular de trapézio escaleno? Importante: Há quadriláteros que não são paralelogramos nem trapézios. Veja: 22 Unidade: Triângulos e quadriláteros Exercício resolvido 1) Determine a medida de cada ângulo interno dos paralelogramos: a) As medidas dos ângulos A e C são congruentes, assim como as medidas dos ângulos D e B. O ângulo B mede 78º (o.p.v), portanto o ângulo D também mede 78º. 78º + 78º = 156º A soma dos ângulos internos de um quadrilátero é 360º. Portanto, 360º - 156º = 204º 204º : 2 = 102º. Obs.: O quadro abaixo pode ajudar a diferenciar os quadriláteros: Perceba que todos são paralelogramos: os retângulos, os quadrados e os losangos e, que os retângulos e os losangos podem ser quadrados. 23 Material Complementar Explore • http://www.somatematica.com.br/ • www.ilusaodeotica.com • www.matematica.br Explore Explore • Atividades e jogos com triângulos, de Marion Smoothey. Trad. Sérgio Quadros. São Paulo: Scipione. • Atividades e jogos com quadriláteros, de Marion Smoothey. Trad. Sérgio Quadros. São Paulo: Scipione. Explore • https://www.youtube.com/watch?v=9G3ga_2yAxI 24 Unidade: Triângulos e quadriláteros Referências BIGODE, A.J.L. Projeto Velear: Matemática (9º ano). São Paulo: Scipione, 2012. DANTE, L. R. Matemática: Contexto e aplicações - 1º ano. São Paulo: Ática, 2011. DOLCE, O.; POMPEO, J. N. Fundamentos de Matemática Elementar: Geometria Plana. Volume 9. 8ª ed. São Paulo: Editora Atual, 2005. PAIVA, M. Matemática: volume único. São Paulo: Moderna, 1999. RIBEIRO, J. Matemática: Ciência e linguagem: volume único. São Paulo: Scipione, 2007. SOUZA, J.R.; PATARO, P. R. Vontade de saber matemática, 6º ao 9º ano, 1. ed. São Paulo: FTD, 2009. 25 Anotações www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade Rua Galvão Bueno, 868 CEP 01506-000 São Paulo SP Brasil Tel: (55 11) 3385-3000 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Rua Galvão Bueno, 868 Tel: (55 11) 3385-3000
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