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Geometria I 4a EDIÇÃO A.C. Morgado E. Wagner M. Jorge A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE GEOMETRIA I 4? EDIÇÃO * FICHA CATALOGRÁFICA M845g CDD Morgado, Augusto César Geometria I |por| A.C. Morgado, E. Wagner. |e| Miguel Jorge. Fortaleza, VestSeller, 2008. 1. Geometria (2o grau) I. Wagner, Eduardo. II. Jorge, Miguel. III. Título. CDD 17— 513 18 — 516 — 513 (Preparada pelo Centro de Catalogação-na-fonte do Sindicato Nacional dos Editores de Livros, GB) SUMÁRIO CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 1.1 — Axioma» do Associação 1.2 — Axioma» de Paralelismo ............. 1.3 — Direção............................................................................ • • 1.4 — Determinação do Plano ............... 1.5 — Posições Relativas entre os Elementos Primitivos, 1.6 — Condições de Paralelismo P6g. 1 1 2 3 4 5 ó 8 9 9 11 13 15 16 17 17 18 19 19 19 20 21 21 21 22 — Definições — Conjuntos Convexos.. . . —- Setor Angular Convexo. — Ângulo — Ângulo de Duas Retas. — Ângulo entre Reversas. — Retas Ortogonais — Congruência —■ Bissetriz — Relas Perpendiculares.. — Ângulo Reto — Ângulos Adjacentes.... — Definições 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2 1 1 2.12 2.13 01 — Um Pouco de História 02 — Princípios Lógicos Fundamentai» 03 — As Definições — Os Conceitos Primitivos. 04 —- Os Axiomas 05 — Os Teoremas 06 — Sistema Axiomótico Pag. 2.24 CAPÍTULO 3 CAPÍTULO 4 — TRIÂNGULOS CAPÍTULO 5 — PRINCIPAIS QUADRILÁTEROS — Trapézio — Paralelograma. 46 47 37 38 38 40 42 43 43 43 44 44 45 31 32 32 33 34 34 35 35 22 23 24 25 25 25 26 27 27 28 28 29 29 29 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5.1 5.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 —- Classificações — Condição de Existência — Principais Cevianas —- Congruência de Triângulos — 1.* Lei de Thales — Ângulo Externo de um Triângulo. — O Triângulo Isósceles —■ O Triângulo Eqüilátero — Soma dos Ângulos Internos de 4.10 — Soma dos Ângulos Externos de 4.11 — Polígonos Eqüiânguíos — Linha Poligonal — Polígono — Número de Diagonais de um Polígono. —- Região Poligonal . —- Classificação dos Polígonos — Ângulos Internos de um Polígono Ângulos Externos de um Polígono — Observações — Extensão do Conceito de Polígono um Polígono não Entrecruzado. um Polígono não Entrecruzado. — Teorema — Ângulos Opostos pelo Vértice — Ângulos nas Paralelas —- Ângulos de Lados Paralelos —- Ângulos de Lados Perpendiculares —— Reta Perpendicular a Plano — Diedro —- Bissetor de um Diedro ~ Planos Perpendiculares . . . . — A Medida de um Segmento 2.23.2 — Axioma da Distância . 2.23.3 — Axioma da Ordem (Soma de Segmentos). 2.23.4 — Axioma da Menor Distância — Medida de Ângulos Pág. CAPÍTULO 6 CAPÍTULO 7 — CÍRCULO CAPÍTULO 8 — PONTOS NOTÁVEIS DO TRIÂNGULO 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 — Circuncentro — Incentro .................... — Ortocentro — Baricentro — Ex-incentro$ —- Observações —- Principais Segmentos do Triângulo, Exercícios de Fixação Problemas Respostas dos Problemas Problemas Resolvidos 68 68 69 70 71 71 73 78 93 131 132 51 54 54 55 56 57 58 58 59 60 60 61 62 62 63 63 63 66 67 — Retângulo. — Losango — Quadrado. . . . — Observações. . . . 47 48 48 48 7.8 7.9 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 5.3 5.4 5.5 5.6 —— Definições ................................. — Elementos ................ — Observações .............................................. — Tangente — Normal Principal ................................... — Tangente e Normal a um Círculo — Quadrilátero Circunscritível (Teorema de Pitot)., — Ângulo de Duas Curvas Secantes em um Ponto, — Curvas Ortogonais ......................... 7.10 — Círculos Ortogonais 7.1 1 — Arcos e Ângulos 7.12 — Arco Capaz ........................................................ 7.13 — Quadrilátero Inscritível — Projeções Ortogonais — Mediatriz — Perpendiculares e Oblíquas —- Lugar Geométrico — Mediatriz como LG — Bissetriz como LG.. .......... / INTRODUÇÃO 0.1—UM POUCO DE HISTÓRIA 0.2 — PRINCÍPIOS LÓGICOS FUNDAMENTAIS 0.2.1 — Princípio da Identidade: "Todo conceito é igual a si mesmo.” 0.2.2 — Princípio da Contradição: ”É impossível que algo seja e não seja verdadeiro ao mesmo tempo e sob uma mesma condição.” Possivelmente Geometria foi um posse do escriba Ahmes, que o recopiou dois séculos mais tarde. Até o quarto século antes de Cristo, a < receitas descobertas experimentalmente, sem exemplo, era de conhecimento dos egípcios que o primeiro documento importante da história da papiro que datava do séc. XIX a. C. e que esteve em Geometria não passava de i fundamento científico. Por o triângulo cujos lados medem 3, 4 e 5 é retângulo, e era do conhecimento dos gregos que o comprimento de um círculo era aproximadamente 3 vezes o compri mento de seu próprio diâmetro. Com o desenvolvimento da Lógica e com a contribuição de grandes sábios como Thales, Pitágoras, Platão e outros, a Geometria toma di mensão nova com o aparecimento de uma grande obra em 13 volumes chamada os ELEMENTOS de Euclides, com mais de mil edições até os dias de hoje. Nele a Geometria é apresentada de forma lógica e or ganizada, partindo de algumas suposições simples e desenvolvendo-se por raciocínio lógico. 2 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE afirmação: é a causa. 0.3 —AS DEFINIÇÕES — OS CONCEITOS PRIMITIVOS 0.2.3 — Princípio do Meio Excluído: “Uma proposição ou é verdadeira ou é falsa." 0.2.4 — Princípio da Razão Suficiente: “Todo juízo deve ter uma razão suficiente." Para esclarecer este último princípio, considere a a causa ou razão suficiente, é o efeito (conclusão). "Se C é um círculo, ENTÃO C tem centro." C é um círculo C tem centro "Definir um conceito, representado por uma palavra ou símbolo, é expressar seu significado por meio de outras palavras ou símbolos já conhecidos.” É claro que toda definição deve ser suficientemente precisa para que, definido um conceito, possamos afirmar com segurança se um ele mento está ou não contido na definição. Devemos notar que, se o efeito é dado, não podemos concluir Por exemplo, se dissermos que C tem centro, não podemos con cluir que C seja um círculo. Pode ser umo elipse ou uma infinidade de outras curvas. 3GEOMETRIA I iil t UM* RETAl' 0.4 —OS AXIOMAS ■soí O grande passo dado por Euclides consistiu na introdução do mé todo axiomático que consiste em estabelecer um conjunto de proposi ções que admitimos serem verdadeiras. Os axiomas são, pois, relações Sabendo que se deve definir um conceito por meio de outros já anteriormente definidos, sendo estes também definidos por meio de outros anteriores, e assim sucessivamente, chegaremos a um primeiro cuja impossibilidade existe nenhum outro anterior. mitivo. LOSANGO í UMA FIGURA FORMÃO*) por guatpo segmentos de reta oeJ L MESMO COMPRIMENTO,0 OUE É UM LOSANOO ? 8EM...NE.HE■ SAIE, E AQUILO OUE OLHA. SAÍ COMO é NE .. V assim sucessivamente, chegaremos a um conceito de defini-lo é evidente posto que não Chegamos, portanto, a um conceito prí- A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE4 0.5 — OS TEOREMAS X QUÊ? E SEMPRE POSSÍVEL TRAÇAR UMA RETA' QUE PASSE POR DOIS PONTOS DISTINTOS^ entre os conceitos primitivos admitidos como verdadeiras e não con cluídas, mediante encadeamento lógico de conceitos anteriores. MAS QUAL E? TA PENSANDO 0 DEMONSTRA AH É fácil notar que algumas afirmações em Geometria nos parecem tão óbvias que nunca nos lembraríamos de descobrir por que elas são verdadeiras e outras não são absolutamente óbvias, a ponto de desper tar nossa curiosidade para a verificação de sua veracidade. Estamos, então, em frente a um teorema. "7em um triângulo, o j QUADRADO DA HIPOTENUSAj .SOMA DOS quadrados; DOS CATETOS——1 5GEOMETRIA I 0.6 —SISTEMA AXIOMÁTICO * David Hilbert (1862-1943) — matemático alemão. * Grundlagen der Geometria— 1899. O Sistema Axiomático foi profundamente estudado por Hilbert*. Transcrevendo suas palavras: “Imaginemos três categoriasde objetos, que chamaremos de PONTOS, RETAS e PLANOS. Haverá tontas Geo- metrias quantos forem os significados distintos que dermos a estas pa lavras. As relações entre esses elementos serão estabelecidas através dos axiomas."** Para confruirmos a Geometria Euclidiana, poderemos partir de vários conjuntos de axiomas. Não começaremos de Euclides, mas sim de Hilbert, cuja base axiomático é bem mais sólida. Em um sistema axiomático, os axiomas são basicamente de cinco tipos: de associação, de paralelismo, de continuidade, de congruência e de ordenação. Um teorema é, pois, qualquer proposição que seja consequência de proposições anteriores. Os teoremas constam de duas partes essen ciais: a HIPÓTESE, que é o conjunto de proposições dadas, e a TESE, que é a proposição deduzida da hipótese mediante encadeamento lógico das proposições dadas; é, pois, o conclusão. Se tomarmos a experiência e intuição como únicas bases das in vestigações matemáticas, fatalmente erraremos em algum ponto, pois, sendo imperfeitos nossos sentidos, deveremos concluir que não necessa riamente nossa intuição sempre nos levará a um resultado correto. Real mente, deveremos apoiar nossas primeiras deduções em conceitos não definidos e proposições indemonsfráveis, que admitiremos verdadeiras, mas, a partir daí, a lógica deve ser a responsável pela elaboração de outras proposições e propriedades decorrentes. O conjunto de proposições que servem de fundamento a uma ciência é seu SISTEMA DE AXIOMAS. Como ele é arbitrário, respei tando certas normas, poderemos inventar Geometrias tão esquisitas, mas tão lógicas, quanto quisermos. CAPÍTULO 1 1.1—AXIOMAS DE ASSOCIAÇÃO A-11 — O espaço é o conjunto de todos os pontos. A-5 —Três pontos de A, B e C determinam um plano. São axiomas de associação os que definem a pertinência terminação de elementos. A, B, e C não determinam um plano. e a de- um plano determinam esse mesmo plano. |A-2| — Dois pontos distintos determinam uma reta. |a-3| — Dois pontos distintos de uma reta determinam essa mesma reta. GEOMETRIA I 7 ponto comum, então possuem é uma reta ou PLANOS SECANTES PIANOS PARALELOS A-7| — Se dois planos possuem um pelo menos algum outro ponto comum. |A-8| — A interseção de dois planos distintos, ou um conjunto vazio. OBSERVAÇÕES: A2 e A3 dizem que dois pontos distintos determinam UMA, e APENAS UMA, reta. A4 e A5 dizem que três pontos não colineares deter minam UM, e APENAS UM, plano. |a~ó| — Se dois pontos distintos de uma reta pertencem a um plano, todos os pontos dessa reta pertencem a esse plano. 8 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 1.2 —AXIOMAS DE PARALELISMO 4> A-9 — A interseção de duas retas distintas de um plano, ou é um ponto ou um conjunto vazio. 1. Carl Friodrich Gauss (1777-1855) 2. N. I. Lobachevikl (1792-1856) 3. Janos Bolyoi (1802-1860) |A-1 0| — Por um ponto não pertencente a uma reta, passa uma, e apenas uma, reta paralela à primeira. Este axioma caracteriza a geometria de Euclides. Parece que Gauss1 foi o primeiro a verificar que era possível construir geometrias independentes do axioma das paralelas. Em 1 826, Lobachevski2 e, em 1829, Bolyai3 apresentavam modelos de geometrias não euclidia nas. Ambos negavam o axioma das paralelas, admitindo uma infini- GEOMETRIA I 9 um plano passa um, 1.3 — DIREÇÃO reta r damos ouma 1.4 — DETERMINAÇÃO DO PLANO G. F. 8. Riemann (1826-1866) Ao conjunto de todas as nome de direção de r (Dir. (r)). Por extensão, consideramos (não distintas). Assim, é verdadeira mesma direção são paralelas. De acordo com os axiomas anteriores, não colineares, podemos concluir que um IA -1 11 — Por um ponto não pertencente a e apenas um, plano paralelo ao primeiro. e sendo A, B e C três pontos plano fica determinado por: retas paralelas a retas coincidentes como paralelas a afirmação: duas retas de uma dade de retas do plano passando por um ponto e não secantes a uma reta dada. Em 1854, Riemann4 apresentava uma geometria em que duas retas eram sempre concorrentes. Estas duas geometrias não eucli dianas são conhecidas como hiperbólica (a primeira) e elíiica (a se gunda). Naturalmente que as noções de ângulo e de distância são di ferentes. Na geometria de Lobachevski-Bolyai a soma dos ângulos internos de um triângulo é inferior a 1 80° e na de Riemann é superior a 180°. 10 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE O Bnõo o ■O -o d) Duas retas pa ralelas distintas C° b} Uma reta e um ponto não per tencente a essa reta a) Três pontos colineares 11GEOMETRIA I • AA [não pertencente || pertencente j s [paralelas distintas |[coincidentes | [concorrentes | s • A=B |coincidentes[ cj reta e reta (T) Ponto e reta 1.5 —POSIÇÕES RELATIVAS ENTRE OS ELEMENTOS PRIMITIVOS --------- ■s Ponto e ponto A_______ B [ distintos [ reversas | 12 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE GEOMETRIA I 13 oc paralelos 1.6 —CONDIÇÕES DE PARALELISMO a) reta e plano plano Se uma reta é paralela a uma reta de um plano, ela é para lela a esse plano. b) plano e Se duas retas concorrentes r e s são respectivamente para lelas a duas retas r' e s' de um plano a, o plano determinado por r e s é paralelo a a. 16 A. C. MORGADO/E. V/AGNER / M. JORGE r A reta r é o suporte do segmento A B. 2.2 — CONJUNTOS CONVEXOS -o A o B Um conjunto de pontos é convexo se, para todo par de pontos A e B do conjunto, o segmento AB está inteíramente contido no conjunto. 2.1.4 — Dados dois pontos A e B em uma reta r, chama-se seg mento AB ao conjunto de pontos de r entre A e B, que são os extremos do segmento. 2.1.3 — Um plano qualquer divide o espaço em dois conjuntos de pontos chamados SEMI-ESPAÇOS, sendo o plano de divisão chamado ORIGEM ou FRONTEIRA de cada semi-espaço. GEOMETRIA I 17 2.3 —SETOR ANGULAR CONVEXO interseção de dois semiplanos de fronteiras concorrentes. 2.4 —ÂNGULO figura formada por duas semi-retas de mesma origem. R são convexos, eAssim, os conjuntos P, Q e S é não convexo. a) É a É a Devemos notar que assim como reta, plano e espaço são conjuntos convexos, semi-reta, semiplano e semi-espcço são também conjuntos convexos. 18 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE AOB (OA 08) NOTAÇÕES - S. 8 b) Um ângulo determina dois setores angulares, um convexo e outro não, caso as semi-retas que o formam não sejam opostas. c) A notação a é a única que os distingue. No caso anterior, vemos que o ângulo associa um setor convexo. Um ângulo associa um setor não convexo quando estiver representado como abaixo. 2.5 — ÂNGULO DE DUAS RETAS É o menor ângulo formado por elas. GEOMETRIA I 19 2.7 —RETAS ORTOGONA1S Duas retas são ortogonais quando são reversas e o ângulo por elas formado é reto. 2.8 —CONGRUÊNCIA a) Dois segmentos são congruentes quando podem ser levados a coinci dir porsuperposição, mediante um deslocamentorígidodeumdeles. 2.6 —ÂNGULO ENTRE REVERSAS É o ângulo formado por duas concorrentes, respectivamente, para lelas às duas primeiras. A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE20 2.9 — BISSETRIZ Bissetriz de um ângulo é a semi-reta que o divide em dois outros congruentes. b) Duas figuras são congruentes quando podem ser levadas a coincidir por superposição, mediante um deslocamento rígido de uma delas. 21GEOMETRIA I 2.10 —RETAS PERPENDICULARES s s 3. 2.11 — ÂNGULO RETO 2.12 —ÂNGULOS ADJACENTES Qualquer dos ângulos formados pelas retas perpendiculares chama-se ângulo refo. Duas retas são perpendiculares quando são concorrentes e formam quatro ângulos congruentes. Dois ângulos são adjacentes quando possuem o mesmo vértice e um lado comum, estando os outros dois lados em semiplanos opostos, cuja fronteira é o suporte do lado comum. 22 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE C B 1o A 2.14 —TEOREMA â + 0 = 2 R Ô + 0 = 4 R se se 2.13 —DEFINIÇÕES a) a é um ângulo: 1) agudo se 2) obtuso se b) Dois ângulos a e O ângulo AOC é o ângulo soma dos ângulos AOB e BÓC. Definimos: AOC =a + /3. a < 1 R a > 1 R 0 são: 1) complementares se a + 0 = 1 R 2) suplementares 3) replementares As bissetrizes de dois ângulos adjacentes suplementares são per pendiculares. H — AOB e BOC são ângulos adjacentes suplementares. — r e s são bissetrizes desses dois ângulos. T — (r 7 s) = 1 R. GEOMETRIA I 23 c o 2.15 —ÂNGULOS OPOSTOS PELO VÉRTICE o) b) â = ? c) As bissetrizes de dois ân gulos opostos pelo vértice são semi-retas opostas. Dois ângulos opostos pelo vértice são congruentes. D - 2 J -f- 2 0 = 2 R. a + 0 = R e = r Dois ângulos são opostos pelo vértice quando os lados de um são as semi- retas opostas dos lados do outro. A. C. MOR GADO / E. WAGNER / M. JORGE24 2.16 —ÂNGULOS NAS PARALELAS a) Denominações íjeflj alternos internos alternos externos colaterais internos correspondentes- colaterais externos- b) Propriedades 2.1Z —ÂNGULOS DE LADOS PARALELOS i + ft - 2R; - è São congruentes se ambos forem agudos ou obtusos. <X4 e jS2 â2e04 São suplementares se um for agudo e outro, obtuso. ,a3 e02 âi e 0S «i e0, â2 e 02 âj e 03 Ôj e 03 1) Os ângulos alternos são congruentes. 2) Os ângulos correspondentes são congruentes. 3) Os ângulos colaterais são suplementares. GEOMETRIA I 25 2.18 —ÂNGULOS DE LADOS PERPENDICULARES 2.19 —RETA PERPENDICULAR A PLANO um plano quando é perpendicular t r ± s r ± a. r ± t s b) Se uma reta é perpendi cular ou ortogonal a duas retas concorrentes, ela é perpendicular ao plano de finido pelos concorrentes. a) Uma reta é perpendicular a ou ortogonal a todas as retas do plano. A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE26 2.20 — DIEDRO figura formada por dois semiplanos de mesma fronteira.a) b) c) s t A reta s de (3 perpendicular à fronteira r é chamada reta de maior declive de (3 em relação a a. Retilíneo de um diedro é o ângulo formado pelas retas de maior declive de um plano em relação ao outro. É a 17GEOMETRIA 2.21 — BISSETOR DE UM DIEDRO dois diedros congruentes. 2.22 —PLANOS PERPENDICULARES 6 > r ± a ■ => a r C a) Dois planos são perpendiculares quando formam quatro diedros congruentes. b) Se uma reta é perpendicular a um plano, qualquer plano que a contenha é perpendicular ao plano dado. É o semiplano que divide o diedro em d) As retas de maior declive s e t determinam um plano a perpen dicular à aresta r. Assim, o retilíneo de um diedro é o ângulo obtido pela interseção de um plano perpendicular à aresta. A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE28 2.23 —A MEDIDA DE UM SEGMENTO o AB = mu , m e R + OBSERVAÇÃO: representaremos por AB a medida do segmento AB. 2.23.2 — AXIOMA DA DISTÂNCIA AB = 0 c PQ AB A Q u =° unidade m ™ medida do segmento na unidade u. O P O A O B o- B b — Ao considerarmos os pontos A e B, admitimos a possibilidade de A s B. Neste caso, — Ao considerarmos quatro pontos colineares A, B, P e Q, pode acontecer que PQ (2 AB. Neste caso, A coda par de pontos corresponde um único número positivo ou nulo. 2.23.1 — Medir um segmento é como unidade. a — O axioma da distância leva em conta que a unidade já foi arbitrada anteriormente. Daí resulta um número a que chamaremos de medida do segmento AB na unidade u, ou dis tância entre os pontos A e B. -O— u compará-lo com um outro tomado 29GEOMETRIA I 2.23.3 — AXIOMA DA ORDEM (SOMA DE SEGMENTOS) 2.23.4— AXIOMA DA MENOR DISTÂNCIA 2.24 —MEDIDA DE ÂNGULOS Z â unidade de medida angular Dados três pontos, A, Be C não colineares, tem-se AC < AB + BC. Para três pontos colineares, A, B e C, dados nesta ordem, temos AC = AB 4- BC. = m 7 d—A distância é definida para um par de pontos e não depende da ordem em que esses pontos são mencionados. Portanto, teremos AB = BA sempre. m — medida de ângulo Cl A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE30 a) SISTEMA SEXAGESIMAL unidade — grau subunidades — minuto — segundo 1 b) SISTEMA DECIMAL unidade — grado subunidades — decígrado 1 dgr centígrado, 1 cgr milígrado, 1 ------- do grmgr __1 1000 = -l-R 90 Io 1 gr = — - ----- R 100 1' = —-— do grau 60 1= -------- do minuto 60 1 =--------do gr 10 1 = --------- do gr 100 31GEOMETRIA I 3.1—LINHA POLIGONAL — POLÍGONO Em a) A, B, C, . . . F vértices. AB, BC . .. EF, FA lados.b) c) d) polígono é o número de lados. e) segmento de reta que une doisfl Diagonal de um vértices não adjacentes. Unindo-se os extremos por um segmento, obtemos uma linha poli gonal fechada, ou POLÍGONO. Gênero (n) de um um polígono, temos: Dados vários pontos, A, B, C, D L em ordem e de forma que três consecutivos não sejam colineares, a figura formada pela reunião dos segmentos AB, BC, JL chama-se LINHA POLIGONAL ABERTA e os pontos A e L, extremos polígono é o Vértices adjacentes. Dois vértices P e Q são adjacentes se, e somente se, PQ é lado. Perímetro (2p) é a soma dos comprimentos de todos os lados. A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE32 3.2 —NÚMERO DE DIAGONAIS DE UM POLÍGONO vértices d = 3.3 —REGIÃO POLIGONAL Seja um polígono A, B, C. . . J de gênero n. n (n —3) 2 Escolhendo um determinado vértice (A, p. ex.), verificamos que por esse vértice podemos traçar n — 3 diagonais. A mais simples aritmé tica nos diz que pelos n vértices poderemos traçar n(n — 3) diagonais. Neste raciocínio há um erro, pois uma diagonal qualquer XY foi contada duas vezes, tanto partindo de X, quanto de Y. Assim, o número de dia gonais de um polígono é dado por Desde que dois lados não consecutivos de um polígono não se cortem, o polígono define uma região do plano a que chamaremos de região poligonal. Quando um polígono não define uma região, dizemos que o polígono é entrecruzado. 33GEOMETRIA I não define regiãodefinem regiões 3.4 — CLASSIFICAÇÃO DOS POLÍGONOS a) Quanto ò região uma b) Quanto polígonos podem receber as deno- n = n = n = n = 7n = 8n = 5 6 ao gênero o gênero, osDe acordo com minações 3 --> triângulo 4 —> quadrilátero pentágono hexágono heptágono octógono Um polígono é convexo caso sua região poligonal seja figura convexa. Em caso contrário, ele é dito não convexo. 34 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE n 3.5 —ÂNGULOS INTERNOS DE UM POLÍGONO Os ângulos internos serão notados por: iA, i ic . . . 3.6 —ÂNGULOS EXTERNOS DE UM POLÍGONO eneágono decágono undecágono Em um polígono qualquer, percorrendo-o em uma direção, ao ângulo formado pelo prolongamento de lado com o lado seguinte, chama-se ângulo externo. determinada um determinado Em um polígono A, B, C . . . que os ângulos ABC, BCD, etc., localizados no ma dos ângulos internos. define uma região poligonal, interior da região, são cha- n = 9 n = 10 n = 1 1 n — 12 —> dodecágono = 1 5 —> pentadecágono n = 20 —■> icoságono 35GEOMETRIA I Os ângulos externos serão notados por: 3.7 — OBSERVAÇÕES c) eqüiângulo.e Os ângulos a) b) Consideremos um polígono entrecruzado qualquer. externos são colocados de acordo com a definição anterior. ÔA> ©Br ec • • Um polígono é eqüilátero quando seus lados forem congruentes. Um polígono é eqüiângulo quando seus ângulos internos forem congruentes. Um polígono é regular quando for eqüilátero 3.8 —EXTENSÃO DO CONCEITO DE POLÍGONO 36 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE f s t Os ângulos Internos são marcados do lado da linha tracejada e d© tal forma que, passando por um vértice, marcamos o ângulo que o segundo lado devo girar para quo possua direção e sentido do an terior (v. figura). Para localizar os ângulos internos, vamos percorrer o polígono e marcar, de um mesmo lado (à esquerda de quem percorre o polígono, p. ex.), uma região a que chamaremos de "interior”. CAPÍTULO 4 TRIÂNGULOS 4.1 — CLASSIFICAÇÕES a) Quanto aos lados Equi l Bt efo isdscelos Escaleno (três lados congruentes) (dois lados congruentes) b) Quanto aos ângulos (três ângulos agudos) (um ângulo reto) (um ângulo obtuso) 38 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE 4.2 — CONDIÇÃO DE EXISTÊNCIA r a, b, c reais positivos.10 + 2 c < 12 e c 8 8 < c < 12. 4.3 — PRINCIPAIS CEVIANAS a) altura (h) 1 !• J Ceviana é qualquer reta que passa por guio. As principais sco: a < b + c e a > j b — c | c > i 10 - 2| um vértice de um triân- dois lados de um triângulo medem 10 e Sejam a, b e c os comprimen tos dos lados do triângulo ABC. Tomando como verdadeira a afir mação que "a menor distância entre dois pontos é o comprimento do segmento de reta que os une”, chegamos facilmente a: Assim, se dois lados de um triângulo medem 10 e 2, para que o triângulo exista, o terceiro lado deverá satisfazer às condições: GEOMETRIA I 39 b) mediana (m) c) bissetríz interna (ft) d) bissetriz externa (/?c) Observação referir: — ao segmento AH — à medida do segmento AH — à reta que contém A e H. Quando escrevemos por exemplo ho, poderemos nos A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE40 4.4 —CONGRUÊNCIA DE TRIÂNGULOS a) Triângulos quaisquer. for verificada uma => A ABC s A A'B'C'. c =c'  = Â' ãb = ÃV A ABC = A A'B'CZ. AC = A'C' BC = B7C7 B = B' 1 — "Um lado e congruentes." Dois triângulos quaisquer são congruentes se das condições seguintes: Faremos assim para a simplificação das notações, mas o seu sentido correto estará sempre claro no contexto. 2 — "Dois lados e congruentes." os dois ângulos adjacentes respectivamente o ângulo compreendido respectivamente 41GEOMETRIA I 3 — "Três lados respeclivamente congruentes." AB = A'B' AC = A'C' A ABC = A A'B'C'. BC = B'CZ b) Triângulos retângulos. for verificada  = Â' = 90° B = B' ABC s tX A'B'C'. BC = B'C' 1 — "A hipotenusa gruentes." e um ângulo agudo respectivamente con- Dois triângulos retângulos sao congruentes se uma das condições seguintes: 42 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 2 — "A hipotenusa e um cateto respectivamente congruentes." AC = A'C' 4.5 — 1.» LEI DE THALES 180°. B = B r//s => C = t  + B + 7 = 180° Â+ B +C = 180°  = Â' = 90° BC = Fc7 A soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a => Es. ABC s Cs A'B'C'. 43GEOMETRIA I 4.6 —ÂNGULO EXTERNO DE UM TRIÂNGULO ec = A + B 4.7 — 0 TRIÂNGULO ISÓSCELES f B = C b = c 4.8 — 0 TRIÂNGULO EQÜILÁTERO A = B = C = 60° h = m =  + B + C = 180° ê. + C = 180° Um ângulo externo de um triângulo é a soma dos dois internos não adjacentes. [ mo = ho = 0ta a = b = c => • à 8 c 44 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE S, = 180° (n - 2) onde n é o gênero do polígono. 4.9 —SOMA DOS ÂNGULOS INTERNOS DE UM POLÍGONO NÃO ENTRECRUZADO 4.10 —SOMA DOS ÂNGULOS EXTERNOS DE UM POLÍGONO NÃO ENTRECRUZADO De acordo com a orientação dos ângulos externos dada em 45GEOMETRIA I 4.11 —POLÍGONOS EQUIÂNGULOS n Em polígonos equiângulos, como os ângulos internos são congruentes e, consequentemente, também os externos, teremos para cada ângulo: 360° e = ---------- T = 180°(n ~~ 2) n CAPÍTULO 5 PRINCIPAIS QUADRILÁTEROS 5.1 — TRAPÉZIO Definição par de lados paralelos. b‘ CESCALENO h = altura b B ISÓSCELES  = B C =5 b, b' = comprimentos das bases J É o quadrilátero que possui um AD = BC => 47GEOMETRIA I RETÂNGULO  = D = 90°. 5.2 — PARALELOGRAMO 1) OS 2)c0 3) 4)B 5.3 — RETÂNGULO que os quatro ângulos são congruentes. paralelograma equiângulo.D 2) 3) paralelogramo que possui ângulo reto. É o um É o Definição É o quadrilátero em lados opostos paralelos. Quadrilátero que possui lados opostos congruentes. Quadrilátero que possui ângu los opostos congruentes. Quadrilátero em que dois ân gulos adjacentes são sempre suplementares. Quadrilátero cujas diagonais cortam-se ao meio. (Al = IC e Dl = IB). Definição É o quadrilátero que possui os É o paralelogramo que possui diagonais congruentes. A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE48 5.4 —LOSANGO 5.5 — QUADRADO quadrilátero regular (v. definição D c 1) É o retângulo eqüilátero. 2) É o losango equiângulo. BA 5.6 —OBSERVAÇÕES De fato, AM = — AJ 2 a) A mediana relativa à hi- potenusa de um triângulo retângulo mede metade da hipotenusa. Definição É o Definição É o em 3.7C.). mo = — BC 2 quadrilátero que possui os 4 lados congruentes. 1) É o paralelograma que possui diagonais perpendiculares. 2) É o paralelograma que possui dois lados consecutivos congru entes. 3) É o paralelogramo em que as diagonais são bissetrizes dos ângulos internos. GEOMETRIA I 49 A B =0 = 90° (c = a.AH 1 BC MN // BCM médio de AB N médio de AC MN = —BC. 2 b) A mediana relativa à hipo- tenusa de um triângulo re tângulo divide o mesmo em dois triângulos isósceles. c) No triângulo retângulo que possui um ângulo de 30°z o cateto oposto a esse ân gulo vale metade da hipo- tenusa. d) A altura relativa à hipotenusa de dois outros iguais aos ângulos agudos do uin triângulo retângulo divide o ângulo reto em triângulo. = = -• J2 vL e) O segmento que une os pon tos médios de dois lados de um triângulo é paralelo ao terceiro lado e vale metade deste. 50 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE MN // AB // CD Somando, MN = = trapézio (mediana de Euler*)JL = (-) JL = m. = * Leonhard Euler (1707-17831 foi um dos maiores matemáticos do século XVIII. Mem bro da Academia de Ciências de Sõo Petersburgo, onde substituiu Bernoulli (1733), c da Academia de Ciências de Berlim (1741). Euler deu contribuições importantíssimas a quase todos os remos da Matemática. b + b' 2 b - b' 2 MJ = — b' 2 f) Base média de um trapézio É o segmento que une os pontos médios dos lados não parale los de um trapézio. MJ = -È_ 2 ML = A 2 g) Mediana de Euler* de um É o segmento que une os quadrilátero. pontos médios das diagonais de um JN = — b. 2 CAPÍTULO 6 6.1— PROJEÇÕES ORTOGONAIS a) Pro/eção ortogonal de utn ponto P d d 2 A ”5. Sobre um planoSobre uma reta X. A é a projeção ortogonal de P distância dob) Distância de um ponto a uma reta ou a um plano é a ponto à sua projeção ortogonal. P c) Projeção de uma reta sobre um plano é o conjunto das projeções ortogonais dos pontos da reta sobre o plano. A A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE52 c B C B’C' « BC B*C' « BC b'c* - oB B' x C'B* B‘C‘ C* d) Projeção de um segmento sobre uma reta Seja B'C' a projeção de BC sobre a reta y. e) Projeção de mento sobre f) Ângulo de uma reta com um plano é o ângulo que a reta forma com sua projeção sobre o plano. um segmento sobre um plano é a projeção do seg- a reta projeção de sua reta suporte sobre o plano. GEOMETRIA I 53 g) Pro/eçõo do ângulo reto Um ângulo reto se projeta como no se, e somente se, um de • (ou estiver nele contido) e o mesmo plano. um ângulo reto sobre um pla- seus lados for paralelo ao plano > outro não for perpendicular ao 54 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE m A B 7 6.3 —PERPENDICULARES E OBLÍQUAS O- A -O B 6.2 — a) Mediatriz de um segmento é mento que contém seu ponto médio. O plano mediador de um segmento contém todas as media- trizes desse segmento. reta (ou a um plano) traçarmos a a reta perpendicular ao seg- Se de um ponto exterior a uma perpendicular e várias oblíquas: b) Plano mediador de um segmento é o plano perpendicular ao segmento, que contém o seu ponto médio. 55GEOMETRIA I 6.4 —LUGAR GEOMÉTRICO a E a 2) £ A s L'| a • V = C i. E Lugar geométrico é o conjunto de todos os pontos que satisfazem determinada propriedade (ou propriedades). Assim, se L é o lugar geométrico dos pontos que possuem uma pro priedade p, teremos: 1—o segmento da perpen dicular é menor que o de qualquer oblíqua. 3 — Se duas oblíquas se pendicular, o maior segmento é afasta (e recíprocamente). 2 — os segmentos de oblíquas que se afastam igual mente do pé da perpen dicular são congruentes (e reciprocamente). afastam desigualmente do pé da per- o da oblíqua que mais se A possui propriedade p.* 1) V A £ L, A possui propriedade p. 56 A. C. MORGADO/e. WAGNER / M. JORGE 6.5—MEDIATRIZ COMO LG m 1.* parte 2.' parte A H - P ím T = PA # PB D - Realmente, como PA edo pé da perpendicular, PA = PB. m s B Em qualquer demonstração teremos, portanto, que dividi-la em duas partes. Numa mostraremos que todos os pontos do conjunto possuem a mesma propriedade e na outra mostraremos que essa propriedade é exclusiva desses pontos, ou seja, nenhum outro ponto, fora do con junto, poderá possuir a referida propriedade. PB são oblíquas que se afastam igualmente (D H — P 8 m T — PA = PB D - m. Logo, PB < PJ + JB mas JB = JA, pois J e PB < PJ 4- JA ou PB < PA, o que é suficiente para escrever PA PB. (2) Por (1) e (2), C. Q. D. A mediatriz de um segmento é o LG dos pontos que eqüidistam dos extremos do segmento. Seja m a mediatriz de AB. 57GEOMETRIA I 6.6 —B1SSETRIZ COMO LG LG dos pontos que eqüidístam dos 1? parte 6 POB escreve-se (DPA = PB 2.a parte PA PB (2) Por (1) C. Q. D. Realmente, da imediatamente: H - P e í T - PA PB D - H - P e 0 T - PA PB D - A bissetriz de um ângulo é o lados do ângulo. Seja fi a bissetriz do ângulo AÔB. PB < PC < PJ + JC mas JC = JA, pois J e /3. Logo, PB < PJ + JA ou PB < PA, o que basta para escrever e (2), congruência dos triângulos POA e CAPÍTULO 7 CÍRCULO 7.1 — DEFINIÇÕES CÍRCULO O ponto O é o centro e R é o raio. 7.2 — ELEMENTOS raio menor dos arcos. Sejam R um segmento dado e O pectivamente. Definimos: — AB — ÊF — CD — S — R — ÃB* = [P | OP = R] = (P | OP < R) arco corda flecha diâmetro setor circular segmento circular — S' * A notação AB refere-se ao e P pontos fixo e variável, res- DISCO ABERTO DISCO FECHADO = (P | OP R) GEOMETRIA I 59 7.3 — OBSERVAÇÕES •s e AB = CD <=> OM = ON J A J # B V J E círculo distância ao e reci- d) Duas cordas iguais pos suem mesma centro do círculo procamente. a) O diâmetro é a maior corda de um círculo. b) As distâncias máxima mínima de um ponto a um círculo estão sobre a reta que passa por esse ponto e contém o centro do círculo. c) Todo raio perpendicular a uma corda divide esta ao meio e reciprocamente. j. => PA < PJ < PB. A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE60 ABC CD <=> OM>ON. 7.4 —TANGENTE uma curva plana em 7.5—NORMAL PRINCIPAL reta perpendicular Tangente a uma curva plana em um ponto A é a reta posição limite da secante AB quando o ponto B tende ao ponto A. e) Se duas cordas se afastam desigualmente do centro do círculo, a menor é a que mais se afasta e reci procamente. Normal a uma curva plana em um ponto A é a à tangente ao ponto de tangência. 61GEOMETRIA I t n <C) UM CÍRCULO7.6 —TANGENTE E NORMAL A a um a congruentes. b) A normal a um círculo passa sempre pelo centro. c) Os segmentos das tangen tes traçadas de um ponto exterior a um círculo são a) A tangente a um círculo é reta que só possui ponto em comum círculo. com o 62 A. C. MORGAOO / E. WAGNER / M. JORGE 7.7 — QUADRILÁTERO CIRCUNSCRITÍVEL* (TEOREMA DE PITOT) Demonstração Pela observação c) temos: + yAB = x + w +CD = z AB + CD = AD + BC AD = u + w + BC = y + z 7.8 — ÂNGULO DE DUAS CURVAS SECANTES EM UM PONTO Um quadrilátero é circunscri- tível a um círculo se, e somente sez as somas dos Iodos opostos forem iguais. Se duas curvas são concorrentes em A, o ângulo entre é o ângulo das tangentes traçadas por A. as duas curvas em um círculo se, e só se, existe um círculo que contém • Um polígono é CIRCUNSCRITÍVEL a um círculo se, e só se, existe um círculo que é tangente a todos os seus Iodos. Um polígono é INSCRITÍVEL todos os seus vértices. 63GEOMETRIA I 7.9 —CURVAS ORTOGONAIS no concurso. uma 7.10 —CÍRCULOS ORTOGONAIS 7.11—ARCOS E ÂNGULOS 1) ÂNGULO CENTRAL gentes ponto São curvas que possuem tan- perpendiculares do É o ângulo cujo vértice é o centro do círculo. A medida de um arco de círculo é igual à medida do ângulo central corres pondente. Em curvas ortogonaís, a tan gente a uma é normal à outra e vice-versa. 64 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 2) ÂNGULO INSCRITO 2(6cj + S2) - ab 2à = AB y X y = 2aj + 2cc2 — AB (v. ângulos externos). ÁB “ 2 3) ÂNGULO DE VÉRTICE INTERIOR A medida do ângulo de vértice interior é igual à semi-soma dos arcos de terminados pelos seus la dos e prolongamentos. â = x + ÃB ] 2 I CD | É o ângulo cujo vértice é um ponto do círculo e cujos lados são secantes. A medida do ângulo ins crito é igual à medida da metade do arco determi nado por seus lados. ~ AB + CD 2 65GEOMETRIA I 4) ÂNGULO DE VÉRTICE EXTERIOR X 5 = cujos lados são à = ó) OBSERVAÇÃO AB 2 BC 2 ABC 2 A medida do ângulo de vértice exterior cujos lados são secantes ao círculo é a semidiferença dos ar cos determinados por seus lados. AB - CD 2 - CD Y =~ â = -*L 2 ponto do círculo e 2 = x — y A medida do ângulo de segmento é a metade da medida do arco interior ao setor angular. â = 90° - x 5) ÂNGULO DE SEGMENTO É o ângulo cujo vértice é um uma tangente e uma secante ao círculo Um ou ambos os lados de um ângulo de vértice exterior podem ser tangentes ao círculo. A medida do ângulo 66 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE □ a = x y (segmento)x (inscrito) a = v cc BA a => | a = 90° | ãb 2 AB - AC 2 - AC y = — um dos arcos, continua a ser pelos lados. semidiferença dos arcos determinados 7.12 — ARCO CAPAZ a) Quando considerarmos uma corda AB de um círculo, verificamos que de qual quer ponto de um dos ar cos podemos ver o segmen to AB sob mesmo ângulo a. De fato, para qualquer posição do vértice sobre a = —■ sendo constante, portanto. O arco AVB é chamado a arco capaz do ângulo a sobre o segmento AB. b) OBSERVAÇÃO Qualquer triângulo inscrito em um círculo tendo um dos lados como diâmetro desse círculo é retângulo. a = ÃB 1 80° a 67GEOMETRIA I 7.13 —QUADRILÁTERO INSCRITÍVEL C =  + c = Â+C=B+D= 180° DAB 2 BCD 2 BCD + DAB 2 Um quadrilátero convexo é inscritível se, e somente se, seus ângulos opostos forem suplementares. CAPÍTULO 8 PONTOS NOTÁVEIS DO TRIÂNGULO 8.1 — CIRCUNCENTRO OA = OC 8.2 —INCENTRO As mediatrizes dos lados de um triângulo cortam-se em um ponto denominado circuncentrO, que é o centro do círculo que passa pelos três vértices. As bissetrizes internas de um triângulo cortam-se em um ponto de nominado incentro, que é o centro do círculo tangente aos três lados do triângulo. Consideremos as mediatrizes de AC e BC e seu ponto de concurso O. Como O pertence à mediatriz de AC, temos: Como O pertence à mediatriz de BC, temos: OB = OC. Consequentemente, como OA = OB, concluímos que O pertence à mediatriz de AB, sendo O o centro do círculo circunscrito. 69GEOMETRIA I Verificamos que: 8.3 —ORTOCENTRO A NM B BC = MA BC = AN As três alturas de um triângulo concorrem em um único ponto de nominado ortocentro. e A é médio de MN. Pelo mesmo raciocínio anterior, consideremos o ponto de concurso das bissetrizes de B e G IP = IM ÍM = ÍN ÍP = ÍN Logo, I pertence à bissetriz de A, sendo o curado. centro do círculo pro- Tracemos pelos vértices do triângulo ABC paralelas aos lados opostos. ABCN e ACBM são paralelogramas. Logo, 70 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE OBSERVAÇÃO H3 é chamado triângulo ártico 8.4 — BARICENTRO B C As três medianas de um triângulo cortam-se em que dista do comprimento de cada mediana 2/3 do vértice ponto médio do lado oposto. Consideremos as medianas BM e CN e seu ponto de concurso G. Consideremos, também, os pontos P e Q, médios de BG e CG. ____ ___ Dr~ No triângulo ABC . . . MN II BC e MN = -------- 2 ___ __ nr No triângulo GBC . . . PQ // BC e PQ = -------- 2 O triângulo de vértices Hn H2 e do triângulo ABC. C são também médios dos lados MP e NP. um ponto, pois são mediatrizes É fácil verificar que B e Assim, as três alturas concorrem em dos lados do triângulo MNP. um único ponto e 1/3 do 71GEOMETRIA I paralelogramo e, como e BP = PG = GM 8.5 — EX-fNCENTROS C e seu ponto ponto I pertence à bissetriz 8.6 —OBSERVAÇÕES GB = 2/3 de BM GM =1/3 de BM. Logo, MNPQ é um paralelogramo e, como as diagonais, cortam-se ao meio PG = GM. Mas, como P é médio de BG, temos: Consideremos as bissetrizes externas dos ângulos B e de concurso I. Temos que: e a interna Consequentemente, como IM = IP# o de Â. ÍM = IN e IN = IP As bissetrizes externas de dois ângulos de um triângulo do terceiro ângulo encontram-se em um ponto chamado ex-incentro, que é o centro do círculo tangente a um dos lados e aos prolongamentos dos outros dois. Existem, portanto, três círculos ex-inscritos. a) O simétrico do ortocentro em relação a um dos lados está sobre o círculo circunscrito ao triângulo. 72 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE a = 7 = HJ = JHj triângulo é o incentro de inscritível a' = b' HiC 2 P = 7 (lados respec. Is). â = P CH, H H2 —> inscritível b = b' BH> H H3 â = â' pois possuem mesmo comple mento A. Logo, a = b b) O ortocentro de um ártico. seu triângulo Da congruência dos tri ângulos BJH e BJH] temos: 73GEOMETRIA I 8.7 —PRINCIPAIS SEGMENTOS DO TRIÂNGULO 8.7.1 — Sejam: I — a — b — c AT = AS = p BR = BS = p CR = CT = p Assim, as alturas do A ABC são bissetrizes internas do AHIH2H3 e o ponto H é, portanto, seu incentro. c) Os vértices de um triângulo são os ex-incentros do triângulo órtico. De fato, se HJ4, H^H as retas BHtC/ CH2A triângulo, pois são perpendiculares às bissetrizes internas. Então, A, B e C são ex-incentros do A HiH2H3. lados perímetro raio do círculo inscrito raio de círculo circunscrito raio dos círculos ex-ínscritos. a, b, c 2p r R roí rb, rc e H3H são bissetrizes internas do A HjH2H3, e ÀH3B são bissetrizes externas do mesmo 2x + 2y 4- 2z = 2p x 4- y + z = p x = p — (y 4- z) => x = p — a 74 A. C. MORGAOO/E. WAGNER/M. JORGE Como CM = CD, BM = BD' AD = AD', temos:e AC + CB + AB = 2p AC + CM + BM + AB = 2p AC + CD + BD' + AB = 2p . AD' = 2p+AD AD = AD' = P 75GEOMETRIA I Temos então II Vemos também que: III MR = CR — CM = p — c — (p — b) = b — c Então, IV Então, V EM = EC + CM = p - a + p - b = 2p - (a + b) = c. Assim, e também = b = c = a MR = b - c PT = a - c SN = a - b AD = AD' = p BE = BE' = p CF = CF' = p. EF = b + c DF' = a + c P'E' = a + b EF = EB + BF = p -|- p — a = 2p — a RE RF = c SD' = a SE' = b TF' TD EM = DP = c MF = ND' = b NE' = PF' = a CE = CP = BF = BN = p-a CD = CM = AN = AF' = p-b • BM = BD' = AP = AE' = p-c A. G MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE76 A'K' = = — (ra — r). 2 C'K2.8.7.2 — Calcularemos, agora, os segmentos A'K, B'K, e A'K = KL - LA' = — (r + ra) - r 2 Sabemos que CM = BR (8.7.1, I e III). e que EC = BF (8.7.1, III). Assim, Az é médio de BC# de MR e de EF. Imediatamente, A'K' é base média de EFIclb e: rb + rc 2 Kl = — Jla = — (JM + Mia) = — (r + ra). 2 2 2 1 2 1 2 77GEOMETRIA I Temos, então, os resultados: I II 8.7.3 — Relação dos Cinco Raios 4 R = ro + rb + rt - r Como KK' ~ 2 R, vem: KK' = A'K' + A'K A'K' = 2- (rb + rc) 2 R = — (rb + rc) + — (ra — r) = 2 2 C'KS = 1 (rc - r) C'K'2 = 2. (ra + rb) 2 A'K = 2- (r. - r) 8'K', = 2- (r„ + r.) B'K, = y (rb - r) EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EXERCÍCIOS 1 — Um dos princípios lógicos diz que, se dois juízos estão em opo sição contraditória, então. 2 — Certo ou errado? definidos e3 — A Geometria parte de conceitos. chamados conceitos. demonstróveis denominadas. 5 — Certo ou errado? Axioma é uma verdade evidente por si mesma. ó — Definido um sistema de axiomas, os teoremas daí decorrentes 7—0 conjunto de todos os pontos chama-se. 8 — Se um plano ou devem ser obtidos por (intuição, raciocínio lógico). Se r é uma reta e a um plano, então ou r pertence a a ou é paralela a a. e uma reta possuem um ponto comum, então. 4 — Chama-se a toda proposição que seja consequência de outras anteriores. e de proposições não 79GEOMETRIA I OU C sejam. um plano pertencem a um outro plano, então 11 — Um plano fica determinado por a) b) c) d) 9 — Se dois pontos de sua interseção ou os dois planos... 10— Duas retas podem ser: a) b) c) d) 14— Certo ou errado? Três pontos determinam um plano. 15— Um conjunto é colinear quando existe ........................... que passa por todos os pontos do conjunto. ló — Um conjunto é coplanar quando existe que passa por todos os pontos do conjunto. 17 — A, B e C pertencem a um plano a e também a um plano (3. Então a e são . caso A, B e 12 — Certo ou errado? É possível definir cada termo geométrico usando termos geomé tricos mais simples? 13 - Certo ou errado? Qualquer afirmação que parece verdadeira deve-se tornar um axioma. 80 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE OU OU 23 — Dois pontos de uma reta determina um. de reta. 21 — Um ponto de uma reta determina duas sendo esse ponto chamado. 24 — Certo ou errado? Se A e B são pontos de um plano situados em semiplanos opostos determinados por uma reta r, então r e a reta AB são necessa riamente concorrentes. 20 ~ Quando dizemos que: “Um círculo é algo que é redondo.” O que há de errado nessa definição? 19- Certo ou errado? Duas retas não paralelas são concorrentes. 18 — Certo ou errado? Se duas retas têm um ponto comum, não são paralelas. 22 — Uma reta de um plano determina dois ...................................... sendo essa reta chamada 25 — Certo ou errado? Se A e B são pontos de um plano situados em um mesmo semi- plano determinado por uma reta r. Então: A) r e o segmento AB não possuem ponto comum. B) r e a reta AB possuem necessariamente um ponto comum. 26 — Certo ou errado? Semí-retaS/ semiplanos e semi-espaços são conjuntos convexos. 27 — Sejam A e B dois pontos. O conjunto das posições ocupadas por um ponto Cz colinear com A e B, tal que B esteja sempre entre 81GEOMETRIA I são convexas.28 - Das figuras abaixo ,de fronteiras concorrentes. 31 — 0 ângulo entre duas retas é. mediante um 29 - Setor angular convexo é a de dois 32 — Duas retas são quando são reversas e formam ângulo reto. figura formada por duas. de mesma A e C, é . cuja fronteira é. 30 - Ângulo é a 33 — Se duas figuras são congruentes, podemos levá-las a em todos os seus pontos 82 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE 34 — Ângulo formado por duas reversas é. 35 — Bissetriz de um ângulo é. 39 — Dois ângulos opostos pelo vértice são. são relação:. 40 - Se duas paralelas são cortadas por uma transversal, então os ângulos são iguais, os correspondentes são e os colaterais são 41 — Os ângulos da figura possuem a 36 — Duas retas são quando são concorrentes e formam quatro ângulos congruentes. 37 — As bissetrizes de dois ângulos adjacentes suplementares formam um ângulo igual a 38 — As bissetrizes de dois ângulos adjacentes complementares formam um ângulo igual a e suas bissetrizes 83GEOMETRIA I 42 — Dois ângulos de lados respectivamente paralelos são. se ou são se plano(s) plano(s) que passa por A e é. .a 51 — Diedro é a figura formada por. relação a um plano a é 53 - Retilíneo de 50 — As retas ortogonais a uma reta r que passam pelo ponto A, estão contidas. 48 — Por um ponto exterior a uma reta passa(m). paralelo(s) à reta. 45 — Três retas em um plano separam este plano em... regiões. Destas são convexas. 43 — Dois ângulos agudos de lados respectivamente perpendiculares são ............................. ou reta do plano. 49 — Por um ponto exterior a uma reta passa(m) plano(s) perpendicular(es) à reta. 46 — Por um ponto exterior plano(s) paralelo(s) ao 52 — Reta de maior declive de um plano em .a qualquer um diedro é o ângulo obtido pela interseção do diedro com um plano 44 — Se uma reta é perpendicular a um plano ela é. a um plano passa(m). plano dado. 47 — Por um ponto exterior a um plano passa(m). perpendicular(es) ao plano dado. 84 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 56 — Dois planos são perpendiculares quando formam. correspondência Tal que .0 centígradosa, 63 — A unidade angular no sistema decimalé o. que é igual a 10. sistema sexagesimal é o ...minutos ou segundos. d(A, A) = d(A, B) Se C é colinear com A e B d(A, B). 54 — Bissetor de um diedro é o que divide o diedro em 55 — Dois diedros são suplementares quando. 62 — A unidade angular no que é igual a........ (maior, menor, igual). e se C está entre A e B, então e a. Seja d(A, B) a distância entre os pontos A e B 60 — Certo ou errado? d(A, B) = d(B, A) 61 - ÃB->d(A, B) a) b) c) d(A, C). ao plano a, existe(m). plano(s) contendo r e em perpendicular a a. um plano a, qualquer plano ............................................a a. 57 — Faça a 1—ângulos ( ) bissetor 2 —vértice (1) diedros 3 —lados ( ) aresta 4-bissetriz ( ) faces 58 — Se uma reta r é perpendicular a que contenha r é ... 59 — Se a reta r é oblíqua 85GEOMETRIA I 65 — A soma dos comprimentos dos lados de 66 — Diagonal de um polígono é. região poligonal convexauma diagonais.71 — Um pentadecágono possui. 72 — Um polígono é eqüilátero quando 73 — Um polígono é eqüiângulo quando 74 - Um polígono é regular quando. 76 — Em um polígono convexo, os ângulos interno e externo de mesmo vértice são 77 — Certo ou errado? 70 — A interseção de uma reta com é sempre 69 — Uma reta corta um polígono convexo pontos. 67 — Se um polígono possui o mesmo número de lados e diagonais ele é um um polígono é o seu 75 — Certo ou errado? Todo polígono eqüilátero é regular. 68 — Por um vértice de um dodecágono podemos traçar. diagonais. Qualquer propriedade verificada em um triângulo isósceles é verificada, também, em um triângulo eqüilátero. em um máximo de. 64 — Uma linha poligonal fechada é um. e o número de lados é o seu . 86 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 78 — Quanto ou. e. 82 - passa por um vértice e 79—0 maior lado de um triângulo chama-se hipotenusa, e os dois menores, 80 — Se dois lados de um triângulo medem 7 cm e 3 cm, o terceiro lado é menor que e maior que de um triângulo é a reta que e pelo ponto médio do lado oposto. 87 — Em um triângulo, cada ângulo externo é igual a aos ângulos os triângulos podem ser: e se 85 — Os casos de congruência de triângulos retângulos são: 1) 2) 84 — Os casos de congruência de triângulos quaisquer são: 1) 2) 3) 86 — A soma dos ângulos internos de um triângulo é igual a. e a soma dos externos igual a.... 83 — Se os lados de um triângulo isósceles são números inteiros o seu perímetro é igual a 8, seus lados medem 81 — Altura de um triângulo é uma reta que passa por um vértice .ao lado oposto. 87GEOMETRIA I 88 — A soma dos ângulos internos de um eneágono convexo é igual a soma de seus ângulos 91 — Certo ou errado? 92 - Certo ou errado? 94 — Um paralelogramo possui 95 — Um retângulo possui 9ó — Um losango possui 97 — Um quadrado possui 93 — Certo ou errado? Se qualquer paralelogramo possui certa propriedade Pt então P é válida em qualquer retângulo. 90 — Em um polígono convexo de gênero n, a soma dos ângulos internos vale e a dos externos Considere A) B) O D) E) F) 89 — Certo ou errado? Se um polígono tem 9 diagonais, então a internos é igual a 720°. as propriedades. as propriedades. as propriedades. as propriedades: Possuir lados opostos congruentes Possuir ângulos opostos congruentes Possuir ângulos adjacentes suplementares Possuir diagonais cortando-se ao meio Possuir diagonais congruentes Possuir diagonais perpendiculares. as propriedades. Em um polígono qualquer, a soma dos ângulos internos depende do gênero, enquanto que a dos externos é sempre constante. Todo trapézio é um quadrilátero assim como todo quadrilátero é também um trapézio. A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE88 mediana relativa à hipotenusa ângulo de 30°, o cateto 104 — Distância de um ponto a um plano é a distância do ponto. 105 — Certo ou errado? que 108 — No espaço todas as mediatrizes de um segmento estão contidas no. 109 — Lugar geométrico é o conjunto de todos os pontos que. 100—0 segmento que une os pontos médios de dois lados de um tri ângulo, 102 — A mediana de Euler de um trapézio mede a das bases. O comprimento da projeção de um segmento sobre uma reta é sempre menor que o comprimento do segmento. 107 — Mediatriz de um segmento é a reta. passa pelo 103 — Projeção de um ponto sobre uma reta é o pé.... traçada do ponto à reta. 106 - Um ângulo reto projeta-se sobre um plano como desde que um de seus lados seja. e o outro. um ângulo reto, ao mesmo plano. 99 — Se um triângulo retângulo possui um oposto a esse ângulo 101 — A base média de um trapézio mede a. das bases. 98 — Em um triângulo retângulo, a 89GEOMETRIA I 110— Certo ou errado? d s -rf- 0 A Seja d a distância entre os centros de dois círculos de raios R e r. 115— Círculo de centro O e raio R é o conjunto dos pontos P do plano que contém O, tal que ......... ............................ A reta r da figura é o lugar geométrico dos pontos que estão a uma distância d da reta s. 112— Certo ou errado? Os pontos do arco AB constituem um 111 — Certo ou errado? Todos os pontos do arco AB possuem mesma distância ao ponto 0. lugar geométrico. 113-0 lugar geométrico dos centros dos círculos de raio R, que passam pelo ponto A é 114 — 0 lugar geométrico dos centros dos círculos que passam por dois pontos fixos A e B é 90 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE 118— Os círculos sào secantes se. 119— Os círculos sâo tangentes interiormente se. 120— Os círculos sâo interiores se. 122 — Se em um mesmo círculo mais próxima do centro é. quadrilátero 125 — Ângulo central é. 126— Ângulo inscrito é. 127 —Ângulo de segmento é. 128—0 ângulo de vértice interior tem por medida. 129—0 ângulo de vértice exterior tem por medida 24 — Se dois crcíulos são ortogonais, as retas que unem os centros a um dos pontos de concurso são e sua medida é. e sua medida é. ,e sua medida é. 121 — Os círculos são concêntricos se a corda AB é maior que CD, a corda 116— Os círculos são exteriores se. 117— Os círculos são tangentes exteriormente se. 23 — A condição necessária e suficiente para que um seja circunscritível a um círculo é 91GEOMETRIA I primento de um círculo é. 131 — A condição necessária convexo seja inscritível triângulo é o ponto de concurso das. dos lados e é o centro do círculo. 133 — Incentro de um triângulo é o ponto de concurso das 134 - Ortocentro de um triângulo é o ponto de concurso das. do triângulo. 13ó - Baricentro de um triângulo é do menor. C círculo que é tangente ao lado e e 135 — Os pés das alturas de um triângulo são vértices de um triângulo chamado .................................................................. 137 - Em um triângulo ABC, as bissetrizes externas que partem de B e cortam-se em um ponto chamado 130—0 lugar geométrico dos pontos médios das cordas de mesmo com- 132 — Circuncentro de um o ponto de concurso das. e é o centro do círculo. 138 — Este ponto é o centro de um divide cada uma delas em e está de tal forma situado, que dois segmentos, sendo o maior o e suficiente para que um quadrilátero em um círculo é aos prolongamentos dos lados A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE92 139 - Os simétricos do ortocentro em relação aos lados do triângulo estão sobre o 140 - Se X, Y e Z são os pés das alturas de um triângulo ABC, o incentro do triângulo XYZ é o ............................................................. do triângulo ABC, e os pontos A, B e C são os do triângulo XYZ. PROBLEMAS 3) Efetuando 55° 15z 37' - 20° 42' 30"/ temos: Nota: Ot problema» assinalado» A) 34° 28'7" B) 34° 33' 7" C) 33° 28'7" D) 33° 33' 7" E) N. R. A. 2) Efetuando 20° 45' 16" + 18° 27' 12", temos: A) 33° 33' 28" B) 38° 12'28" C) 39° 28' 28" D) 39° 12' 28" E) N. R. A. 4) O quádruplo de 15° 12'20" é: A) 60° 49' 20" B) 58° 48'80" 1) Escrevendo 100° 47'57" em segundos, encontraremos: A) 36775" B) 36757" C) 362757" D) 752376" E) N. R. A.com * estão resolvidos no final deste volume. 94 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE O complemento de 18° 42' é:5) 2x 4- 60°. O6) 7) A) B) C) D) E) O ângulo cujo suplemento excede de 6° complemento é: A) 72° 28' B) 71’28' C) 71’ 29' D) 70° 28' E) N. R. A. C) D) E) 52 gr 64 gr 82 gr 96 gr 102 gr. 60’ 62’ 64’ N. R.A. 56° 108° 124° 132° 60° 48' 60" 60° 49' N. R. A. A) 58’ B) C) D) E) A) B) C) D) E) N. R. A. Dois ângulos suplementares medem 3x — 40° e maior desses ângulos mede: o quádruplo do seu 8) As semi-retas OA e OB e a reta r (0 e r) formam em um mesmo semiplano três ângulos adjacentes expressos em grados por 2x + 10, 5x — 3 e x + 25. O maior desses ângulos mede: 95GEOMETRIA I *9) 10) 11) 12) Complete o quadro abaixo onde r, s, t, u e v são retas distintas i //u V s A) B) C) D) E) 90° 120° 135° 150° três pontos três retas concorrentes em um ponto três retas paralelas um reta e dois pontos quaisquer N. R. A. O símbolo | aparece: 3 vezes 4 vezes 5 vezes ó vezes N. R. A. A) B) C) D) E) N. R. A. Um plano fica determinado por: A) B) C) D) E) As semi-retas OA, OB, OC e OD formam os ângulos adjacentes AOB, BOC, COD e DOAZ sendo os três primeiros proporcionais a 1, 3 e 6. Sabendo que OD é o prolongamento da bissetriz de BOC, o maior dos quatro ângulos mede: A) 90° B) 120° C) 144° D) 150° E) N. R. A. Quatro semi-retas OA, OB, OC e OD formam os ângulos adja centes AOB, BOC, COD e DOA, respectivamente proporcionais aos números 1, 2, 4 e 5. As bissetrizes de AOB e COD formam: 96 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE A) 0 = a 4“ b B) 9 — 2 (a 4" b) 2b C) 0 = d) e = E) N. R. A. 13) Cinco retas distintas em maior valor que A) 5 B) ó C) 10 D) 12 E) N. R. A. A) 135° B) 145° C) 155° D) 165° E) 175°. a e b. bisse- a + 3b 2 a + 2b 2 14) Seja AOB um ângulo e r uma reta do seu plano, que contém O, e situada na região não convexa. Sejam OX e OY as bissetrizes dos ângulos agudos que OA e OB formam com r. Se AOB = 1 50°, XOY mede: 15) Calcule 9 em função de Sabe-se que OJ é a triz de AOC. um plano cortam-se em n pontos. O n pode assumir é: 97GEOMETRIA I 17) O ângulo formado pelos ponteiros de A) 90° B) 95° C) 100° D) 85° E) N. R. A. ló) As bissetrizes de dois ângulos colaterais internos A) sõo perpendiculares B) são paralelas C) formam 60° D) formam um ângulo cuja medida depende da dos dois cola terais E) N. R. A. um relógio às 4 h 42 min. um relógio às 5 h 10 min. 18) O ângulo formado pelos ponteiros de A) 120° B) 141° C) 108° D) 111° E) N. R. A. 20) Um polígono é convexo, quando: A) ele é regular B) seus ângulos são todos agudos C) existe uma reta que o corta somente em 2 pontos D) o número de vértices e o de lados sõo iguais E) N. R. A. 19) A que horas pela primeira vez após o meio-dia, os ponteiros de um relógio formam 1 10o? A) 12 h 1 8 min aproximadamente B) 12 h 20 min C) 13 h 22 min D) 1 3 h 23 min E) N. R. A. 98 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE de 22) O polígono cujo número de diagonois é igual 23) O polígono de 14 diagonais tem gênero igual a: A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) 5 7 9 1 1 N. R. A. 5 6 7 8 N. R. A. 10 12 17 20 N. R. A. A) B) C) D) E) pentágono hexágono heptágono octógono N. R. A. *25) O gênero do polígono cujo número de diagonais excede de 25 o número de lados é: 24) O gênero do polígono cujo número de diagonais é do número de Iodos é: A) 9 B) 10 C) 12 se pode traçar por um dos vértices o quádruplo ao de lados é o: *21) O número de diagonais que um ícosógono é: 99GEOMETRIA l 26) razão 3 27) 28) gêneros de dois polígonos é 3. O total B) 29) A mediana de A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) O o D) não existe E) N. R. A. par ímpar múltiplo de 3 não existe N. R. A. hexágono eneógono dodecágono pentadecágono N. R. A. eneógono. pentágono um quadrilátero A) divide esse triângulo em dois outros congruentes B) é perpendicular ao lado oposto C) é perpendicular à bissetriz externa um triângulo: A razão entre os gêneros de dois polígonos é — entre os números de diagonais é — nero é o: e a A diferença entre os de diagonais desses dois polígonos é 9. Então: A) um dos polígonos é um dos polígonos é C) o de menor gênero é D) um dos polígonos não tem diagonais E) N. R. A. Se a razão entre o número de diagonais e de lados de um polí gono é um número inteiro positivo, então o número de lados do polígono é: 2 3 O polígono de maior gê- 100 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE D) E) 30) Em um triângulo retângulo: 31) 33) Os lados de um Sejam os conjuntos: A B D 2 *32) Os lados de de valores inteiros possíveis de x é: A) 9 B) 1 1 O 17 D) 19 E) N. R. A. A) B) C) D) E) A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) mais de 5. e 4 cm. medida em cm existe apenas um altura não pode ser isósceles cada ângulo externo é maior que o interno adjacente as bissetrizes dos ângulos formam 45° com os lados opostos nada disso. triângulo são: ló — x, 2x -f- 2, x -f- 12. = j x E R | 10 < x < 1 5) — [ x E R | 0 < C = j x E R | 5 < = [ x E R | — x < 10} x 13). Os dois menores lados de um triângulo medem 14 cm Qual dos números abaixo pode representar a do 3.° lado? x < 15] coincide com a bissetriz interna se os dois lados adjacentes forem congruentes nada disso. um triângulo são: 10, x + 2, 12 — 2x. O número 101GEOMETRIA I Diremos que x, é so/uçõo, se para x = Xj o triângulo existe. 34) Na figura abaixo, sendo AM 3Ó) Em A) DE = AD + EC B) DE = AE + BD C) DE = BD + EC D) DE = BC - AD E) N. R. A. A) MBP = MAC B) ÃP = PQ C) A ABM = A ACM D) BP = CQ E) N. R. A. A) AE = EC B) AE = DC C) AE = BD D) AE = BF E) N. R. A. uma mediana, podemos concluir que: A) não existem soluções em A. B) x é a solução desde que x E B C) o triângulo existe para todo x E C D) D é o conjunto de todas as soluções do problema E) N. R. A. as bissetrizes de B e C encontram-se em O. a BC (D em AB e E em AC). 35) Em um triângulo ABC, seja D o pé da bissetriz interna de A Traça-se DE paralela a AB e EF paralela a CB. Então: um triângulo ABC, Traça-se DOE paralela Então: 102 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE um ângulo dado por: A) 20 B) 27 C) 35 D) 44 E) N. R. A. A) ó B) 7 C) 8 D) 9 E) N. R. A. A) 6 B) 7 C) 8 D) 9 E) N. R. A. 37) A soma dos ângulos internos de um hexágono convexo é: A) 520° B) 600° C) 720° 0) 900° E) N. R. A. 38) O gênero do polígono convexo cuja soma dos ângulos internos é 900° é: soma dos ângulos internos de dois polígonos convexos é 1620°. diferença entre os gêneros é 3, um dos polígonos tem A) n 39) A j Se a gênero igual a: 41) Duas bissetrizes internas de dois ângulos adjacentes de polígono eqüiângulo formam um 40) O número de diagonais do polígono convexo cuja soma dos ângulos internos é 1440° é: GEOMETRIA I 103 B) 180° D) E) N. R. A. 42) Os ângulos externos de A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) A) 14 B) 20 C) 27 D) 35 E) N. R. A, 1 10 127 132 135 N. R. A. ó 9 10 12 N. R. A. 90° (n —2) n 180° (n —2) n 44) Seja ABCD. . . . BD formam 20°, C) — n um polígono regular medem 40°. O número de diagonais desse polígono é: . . um polígono regular. Se as diagonais AC e o número de diagonais desse polígono é: 43) O polígono regular cujo ângulo interno é o triplo do externo tem gênero igual a: A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE104 45) Assinale a afirmativa falsa:46) A) Se C) Em E) A) B) C) D) A soma das distâncias do ponto P aos vértices do triângulo da figura pode ser igual a: A) B) C) D) E) 10 12 13 18 N, R. A. um polígono convexo Pj está contido no interior de um polígono qualquer P2, o perímetro de Pj é menor que o de P5. B) Se, em um triângulo, uma ceviana é ao mesmo tempo mediana o bissetriz, esse triângulo é isósceles. um triângulo isósceles, as alturas relativos aos lados con gruentes são congruentes. D) Em todo triângulo, cada ângulo interno é o suplemento da soma dos outros dois. E) Uma das afirmativas anteriores é falsa. *47) Se S = a + b + c, considerando afirmarque: a figura abaixo, podemos S = 180° S = 80° S = 140° nada se pode afirmar sobre S. N. R. A. 105GEOMETRIA I 49) Da figura abaixo sabe-se que: D  B = 60° 2) AM = AP 3) BM = BQ 4) MP = MQ. O ângulo â mede: A) 10° B) 12° C) 15° D) 20° E) N. R. A. A) S = 360° B) S = 540° C) S = 420° D) S é variável E) N. R. A. 48) SeS=a + b + c + d+ e + f, considerando a figura abaixo, podemos afirmar que: = 80° e 106 A. C. MORGADO / E, WAGNER / M. JORGE 50) Da figura abaixo sabe-se que: Então, a vale: 51) Na figura, tem-se AB = AC e CD = CE. Podemos afirmar que: D) 0 = - â E) N. R.A. A) â + 0 = 90° B) 0 = 2â 0 0 = 3â A) 90° B) 100° C) faltam dados D) i variável E) N. R. A. D r//s 2) AM = AP 3) BM = BQ. 3 2 107GEOMETRIA I 52) Na figura tem-se AB = AC e AD = DC = CB. O ângulo a mede: 32° *53) 54) 3ó° 40°. 20° 30° A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) A) B) C) D) E) 48° 50° 53° 54° N. R. A. 80° 100° 130° não existe o triângulo N. R. A. O ângulo formado pelas bissetrizes internas dos ângulos B e C de um triângulo mede 50°. Então, o ângulo A mede: Em um triângulo retângulo, a altura e bissetriz relativas à hipo- tenusa formam 14°. O maior dos ângulos agudos mede: 108 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE B) é igual a sempre B) é igual 55) Em um triângulo retângulo, a altura e mediana relativas à hipo- tenusa formam 20°. O maior dos ângulos agudos mede: A) 50° B) 55° C) 60° D) 64° E) N. R.A. 2 D) é igual E) N. R.A. 2 C) é maior que a  57) Da figura, sabe-se que D é do I ângulo a: A) 6 Igual a c 90°+ c a ------------ 2 C) é igual a 45° D) é maior que 45° E) N. R. A. 56) Da figura sabe-se que 1) PB = PR 2) QC = QR. Então â: A) é maior sempre que Â, o pé da bissetriz do ângulo reto A triângulo retângulo ABC. Se DE é perpendicular a BC, o 109GEOMETRIA I *58) Se P é C) A) B) — do lado do triângulo Quantas estão certas? A) nenhuma D 2) 3) 4) C) D) E) 59) A soma das distâncias de um ponto P, interior a um triângulo eqüilátero aos lados, é constante ao lado do triângulo Considere as afirma ções: DÂE = 45° A ADE é isósceles A BAE é isósceles A CAD é isósceles. à altura do triângulo não é constante N. R. A. e igual 60) O triângulo ABC é da figura é retângulo em A. AH é altura e AD e AE são as bissetrizes dos ângu los HAB e HAC. 2 a - 3 um ponto qualquer da base BC de um triângulo isósceles ABC, a soma das distâncias de P aos lados congruentes é cons tante e igual A) à base BC B) à altura relativa a um dos lados congruentes a um dos lados congruentes D) não é constante E) N. R. A. 110 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE B) m0 > C) mo = — 2 D) m0 < E) N. R. A. B) 1 C) 2 D) 3 E) todas. b + c 2 61) Um ponto A qualquer é considerado sobre o lado Ox do ângulo xOy da figura. Traçamos então: 1) ÃB±Oy 2) ÃQ//Oy 3) OPQ tal que PQ = 2 OA. Se^ POB = 26°, xOy mede: A) 61° B) 66° C) 72° D) 78° E) N. R. A. *62) Se mo é a medida da mediana relativa ao lado a de um triân gulo de lados a, b e c, então: A) m„ < a b + c 2 111GEOMETRIA I abaixo, AB = AC. Calcule a. A) 20° B) 28° C) 29° 30' D) 30° E) N. R.A. 63) Na figura A. C. MORGADO / E. WAGNER/M. JORGE112 obtu- c São verdadeiras: 65) O quadrilátero que possui A) paralelograma B) retângulo C) losango D) quadrado E) N. R. A. A) somente 1 B) somente 2 C) somente 2 e 3 D) nenhuma E) todas. os quatro lados congruentes é o: as afirmativas: 64) Seja r perpendicular em B ao segmento AB da figura. Se P é tal que BÂP = PBC, o triângulo ABP A) é sempre acutân- gulo B) é sempre retân gulo C) é sempre sângulo D) é sempre isósceles E) N. R. A. óó) Considere 1) Todo trapézio inscritível é isósceles 2) Todo retângulo é inscritível 3) Todo losango é circunscrítível. 113GEOMETRIA I cm cm cm cm 69) Um trapézio ABCD de base maior AB = 10 cm é tal A = B = 60°, sendo O perímetro desse trapézio é: A) 20 B) 25 C) 30 D) indeterminado E) N. R. A. os quatro lados congruentes não que a diagonal AC perpendicular ao lado CB. 67) Considere as afirmativas: 1) Um paralelogramo que possui as diagonais congruentes é um quadrado. 2) Um quadrilátero que possui é um paralelogramo. 3) Um quadrilátero que possui diagonais perpendiculares é um quadrado. 4) Um quadrilátero que possui diagonais congruentes e per pendiculares é um quadrado. São verdadeiras: A) 1 somente B) 2 somente C) 2 e 4 somente D) 1, 2 e 4 somente E) nenhuma. 68) Um paralelogramo ABCD é tal que  = 60°, AB = CD = 10 cm e BC = AD = 8 cm. Suas bissetrizes internas formam um qua drilátero cujo menor lado mede: A) 1 cm B) 1,5 C) 2 cm D) 4 cm E) N. R. A. A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE114 73) Sejam ABCD A) B) C) D) E) cm cm cm cm A base média desse trapézio mede: 8 cm 9 cm 10 cm 1 1 cm N. R.A. 70) Do trapézio da figura, sabe-se que AD = DC = CB e BD = BA O ângulo A mede: A) 60° B) 64° C) 68° D) 72° E) N. R. A. e CD é tal que: um quadrado, ABP um triângulo eqüilátero interior e BCQ um triângulo eqüilátero exterior. O ângulo DPQ mede: A) 160° B) 170° as diagonais são bissetrizes dos *71) Calcule o perímetro de um trapézio isósceles cujas bases medem 12 cm e 8 cm, sabendo que ângulos adjacentes à base maior, A) 24 B) 28 C) 30 D) 36 E) N. R. A. 72) Um trapézio ABCD de bases AB  = B = 60° AD — 8 cm DC = 7 cm 115GEOMETRIA I trapézio medem 110°um *7ó) Sejai A) 110° B) 130° C) 130° C) 175° D) 180° E) N. R. A. as a distâncias dos vértices A, B e D de um parale- uma reta r que contém o vértice C. Então, 77} A base maior de não paralelos medem 4 conjunto dos valores que exista o trapézio? A) entre B) entre C) entre 75) Se dois ângulos internos de os outros dois medem.- im a, b e d logramo ABCD a = b + d e 50°, 74) Se um trapézio isósceles é circunscrifível mento dos lados não paralelos é igual ao da A) base maior B) base menor C) base média D) mediana de Euler E) N. R. A. a um círculo, o compri- 5 e 21 0 e 21 0 e 13 a CD ou a CB A) sempre B) nunca C) só se r for bissetriz externa de C D) só se r for perpendicular E) N. R. A. um trapézio isósceles mede 13 cm, e os lados cm. Qual dos conjuntos abaixo é o a base menor pode assumir para que e 50° e 80° e 70° D) o problema é indeterminado E) N'R. A. 116 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 78) *79) cm cm cm cm A) B) C) D) E) N. R. A. D) entre E) entre 13 A) B) C) D) E) 2 4 2 3 2 3 a soma da 12 cm e que a Em um trapézio, a base maior mede 12 cm e a diferença entre a base menor e a mediana de Euler mede 3 cm. A base média desse trapézio mede: 7 cm 8 cm 9 cm 10 cm N. R. A. 5 e 13 e 21. Calcule a base menor de um trapézio sabendo que base média com a mediana de Euler é igual a razão entre as bases é 2. A) 5 B) 6 C) 8 D) 9 E) N. R.A. 80) Em um trapézio as diagonais dividem a base média em segmen tos proporcionais a 2, 1 e 2. A razão entre as bases do tra pézio é: _1_ 2 117GEOMETRIA I 81) D 4) centro O 82) B localizados em um semiplano deter- a a a a 83) A) B) C) D) E) 2) 3) A) B) C) D) E) somente somente somente somente N. R. A. São verdadeiras: 1 1 e 3 2 2 raio R e dois diâmetros per- ponto qualquer do círculo M é M é M é M é N. R. A. e raio Considere um círculo de centro O e pendiculares AB e CD. Seja M um e trace MP e MQ perpendiculares a AB e CD/ respectivamente. Considere as afirmações: Quando M não coincide com A, B, C ou D, PQ é menor do que R. PQ é sempre constante e igual a R. O lugar geométrico do ponto médio de PQ é um quadrado cujos vértices são os pontos médios de OA, OB, OC e OD. O lugar geométrico do ponto médio de PQ é um círculo de _R 2 ‘ e 4 Considere os pontos A e B localizados em um mesmo semiplano determinado pela reta r. Seja M o ponto de r tal que MA — MB é máximo (A está mais afastado da reta que B). Então: A) M é a projeção ortogonal de A ou B sobre r. B) M é a projeção do ponto médio de AB sobre r. C) M é a interseção da mediatrizde AB sobre r. Considere os pontos A e minado pela reta r. Seja M o ponto de r tal que MA + MB é mínimo. Então: projeção ortogonal de A ou B sobre r. projeção do ponto médio de AB sobre r. interseção da mediatriz de AB com r. interseção da reta AB com r. 118 A. C. MORGADO/E. WAGNER / M. JORGE 84) 8 cm D C 2 J D) E) 4 cm 4,5 cm 4,75 cm 5 cm N. R. A. _X_, I I : !’ ________ I____________ 1 P £ A B O desenho representa uma mesa de bilhar com AB = 8 cm e AD = 5 cm (no desenho) e duas bolas cujas posições estão indicadas. Determine, gráfica ou analiticamente, a posição de um ponto P da tabela DC que a bola J deve atingir para que, após tocar nas tabelas CB e BA, alcance a bola L. Nessa situa ção, DP mede: A) B) O D) E) M é a interseção da reta AB com r. N. R. A. 119GEOMETRIA I figuras. A soma das três respostas é: 1 A) B) C) D) E) 102° 108° 112° 110° N. R.A. 85) Calcule a nas 120 A. C. MORGADO / E WAGNER / M. JORGE e A) 20° B) 22° C) 25° D) 50° E) N. R. A. Na figura, BaC = 46° BCA = 28°, calcule ABC. a = 90° b = 40° ? = 15° 86) O ângulo a da figura mede: A) 96° B) 106° C) 112° D) 115° E) N. R. A. 121GEOMETRIA I *91) Sejam os pontos A, B, C e D de cm cm cm arco A) um círculo tais que AB e CD sejam, respectivamente, os lados do pentágono e pentadecágono re gulares inscritos. As retas AD e BC formam um ângulo de: A) 20° B) 24° 89) Em um círculo de centro O, prolonga-se uma corda AB de um comprimento BC igual ao raio. A reta CO corta o círculo em D e E (D entre O e C). Se ACE = 20°, AOE mede: A) 00° B) 80° C) 40° D) 45° E) N. R. A. 90) Um triângulo ABC está inscrito em um círculo de raio 6 cm e tem seu ângulo interno A = 30°. Se o perímetro do triângulo é igual a 16 cm, a soma AB + AC é igual a: A) 6 cm B) 9 cm C) 10 D) 11 E) 13 88) Do trapézio da figura sabe-se que A = 75° e que CD = 60°. O AB mede: 90° B) 120° C) 150° D) o problema é in determinado. E) N. R. A. 122 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE C) 36° D) 44° E) N. R. A. e e e e 70° 65° 00° 55° em arcos de me- As tangentes traçadas por A e B 93) Da figura sobe-se que BC = 110o ÃC = 113°. a mede: e que Então, 92) A e B são pontos de um círculo que o dividem didos proporcionais a 7 e 3. formam: A) 60° B) 66° C) 72° D) 78° E) N. R. A. 94) Na figura, AB é o diâ metro do semicírculo que forma 20° com a corda AC- Sendo t paralela o AC, os ân- guios a e 3 medem respectivamente: A) 20° B) 25° C) 30° D) 35° E) N. R. A. A) 12° B) 10° C) 8° D) 6° E) N. R. A. 123GEOMETRIA I 95) Se círculo é tangenteo se se- sabe-se 90° + TPA se pode afirmar sobre a. E) N. R. A. a AC e aos prolon-na figura, onde gamentos de BA e BC, à = 72°, então C I B mede: A) 32° B) 36° C) 45° D) 48° E) N. R. A. 97) Na figura, que OA = AB, N e C são as projeções or- togonais de A e B sobre uma tangente t, e que OÂC = 1 26°. Calcule ACB. A) 42° B) 56° C) 45° D) 50° E) N. R. A. 96) Na figura que gue, AB é o diâmetro do círculo, P é um ponto qualquer de seu prolongamento, PT é uma tangente e PC é a bissetriz de TpA. Então, A) â = 4 TPA B) â = 135° C) a = D) nada A. C. MORGADO/E. WAGNER/M. JORGE124 A) DO' = CD D) AB = E) N. R. A. A) sempre B) nunca C) se CM = 2 MD ouD) E) N. R. A. OC + O'D 2 CM = — MD 2 se M for médio de CD 99) Considerando a figura ao lado, se M varia sobre o menor arco CD, o quadrilátero PQBA será inscritível. C) AB = 2 , DO'B) AB = —— 2 98) Considerando a figu ra ao lado, podemos afirmar que: 125GEOMETRIA I 1 2 cma 14 cma 1 1 cm C = 5 cm. Considera-se PQ variável, tangen te ao círculo inscrito, como mostra a figura. A) 20° B) 30° C) 45° D) 60° E) N. R. A. 101) O raio do círculo cir cunscrito a um triân gulo ABC é igual ao lado BC. O ângulo A desse triângulo mede: O perímetro do tri ângulo APQ 100) Um triângulo ABC é tal que AB = 8 cm, AC = 9 cm e BC = A) é igual B) é igual C) é igual a 1 D) é variável E) N. R. A. 126 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE um r + r'um o D) círculo de roio igualum a E) N. R. A. r r> 2 A) B) O 80° 100° 1 10° 120° N. R. A. e o cir- seja M o ponto médio de AC. 102) Da figura < sabe-se que.- É falso afirmar A) B) O D) E) Oz e raios r e rz. e Az do segundo, e Ô'A' sejam sempre paralelos. uma elipse círculo tangente aos dois primeiros círculo de raio igual 103) Sejam H, I e O respectivamente o ortocentro, o incentro cuncentro de um triângulo ABC, e que: BÂH = CÁO ABI = CBI HÂI = OÂI ABC = AÔM uma das anteriores é falsa. • 04) Sejam dois círculos exteriores de centros O e Sejam ainda dois pontos, A do primeiro círculo variáveis de tal forma que OA O lugar geométrico do ponto médio de AAZ é: DAC = 1 50° AD — 1 10° (sobre o círculo menor). Então, AB mede: A) B) O D) E) ao lado 127GEOMETRIA I 105) CICE — 69 Considere as afirmações: 3 são verdadeiras. 106) 107) A) B) O D) E) um arco de círculo um segmento de reta a me- base BC é fixa e o vértice A variá- semiplano determinado por BC de tal forma que o lugar geométrico do incentro desse Se em um triângulo ABC, a vel sobre um o ângulo A seja constante, triângulo é: A) B) 1) Em um quadrilátero convexo, um dos ângulos formados pelas bissetrizes de dois ângulos consecutivos é igual à metade da soma dos outros dois. 2) Em um quadrilátero convexo, um dos ângulos formados pelas bissetrizes de dois ângulos consecutivos é menor que a metade da soma dos outros dois. 3) Em um quadrilátero convexo, um dos ângulos formados pelas bissetrizes de dois ângulos opostos é igual à metade da di ferença dos outros dois. 4) Em um quadrilátero convexo, os ângulos formados pelas bissetrizes de dois ângulos opostos são maiores que tade da diferença dos outros dois. A) 2 B) 1 Um segmento AB desloca-se de tal forma que A e B são per tencentes, respectivamente, às retas r e s, perpendiculares. O lugar geométrico do ponto médio de AB é: um quadrado uma esfera um círculo uma elipse nada disso e 4 sào verdadeiras e 3 são verdadeiras C) 2 é verdadeira D) 1 e 4 são verdadeiras E) 2 e 128 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE 108) Sejam a 110) Os pontos médios dos lados de A) B) C) D) E) A) B) O D) E) A) B) C) D) E) O D) E) cada lado de um triân- seus um par de segmentos de retas concorrentes um arco de elipse N. R. A. paralelograma retângulo losango quadrado N. R. A. uma reta um círculo um plano um segmento de reta N. R. A. 111) Os pontos M, N guio ABC. O perímetro do triângulo MNP será mínimo se vértices forem 109) O lugar geométrico dos pontos do plano que eqüidistam de três pontos nâo colineares é: C) D) E) N. R. A. os pés das bissetrizes internas os pés das medianas os pés das alturas quaisquer porque o perímetro é constante N. R. A. e 0 planos paralelos e A e B pontos de a e de [3t respec tivamente. O lugar geométrico do ponto médio de AB é: A) um ponto B) uma reta um plano a união de 3 retas um quadrilátero formam um e P pertencem um a 129GEOMETRIA I 1 1 2) Sejam: 1 1 3) Sejam: 1 1 4) Sejam: BB' ~ reta ao A) B) A) B) C) n —* A, B e s A, B, C —* pontos nôo colineares n.° de retas do plano ABC eqüidistantes de e C. Então, 115) Prove que, se - AA' = AB, a AB é tangente círculo. Então, A) â + 0 = 90° B) S = fj = 45° C) â + 0 90° D) S + 0 45° E) N. R. A. 7r e 7r' —► planos perpendiculares a e 0 —►ângulos que uma reta qualquer forma com rr e ir', respectivamente. n = 0 n = l C) n = 2 D) n — zo E) N. R. A. n = 0 n = l n = 2 D) n = 3 E) N. R. A. r e s retas concorrentes n —* n.° de planos perpendiculares a Então, 130 A. G MORGADO / E. WAGNER i M. JORGE 116) 117) figura abaixo# E é médio do Prove que, sendo o triângulo ABC eqüilátero e sendo M um pon to qualquer de BC, MA = MB -f- MC. Prove que, de acordo com a maior arco AB. 118) Considere um círculo de centro 0, um diâmetro AOB e um ponto M do círculo. Prolonga-se AM deum segmento MN igual a AM. NO e MB cortam-se em P. Prove que NP = 2 PO. 131geometria I 120) Com os Iodos de um parolelogramo constroem-se quadrados exteriores ao mesmo. Prove que os centros desses quadrados for mam um outro quadrado. 119) Dado um triângulo ABC, cufos ângulos medem: A — 60°, B = 70° e C = 50°, calcule os ângulos in ternos do triângulo formado pelas inter seções das alturas com o círculo circuns crito. A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE132 RESPOSTAS DOS PROBLEMAS 31 —C 32 — B 33 — C 34 — D 35 — D 36 — C 37 — C 38 — B 39 —C 40 — C 41 — A 42 —C 43 —E 44 — D 45 — D 46 — E 47 —C 48 — A 49 —A 50 —A 51 —C 52 — D 53 —A 54 — E 55 — B 56 — D 57—D 58 — B 59 —C 60 — D 61 —D 62 —D 63 — D 64 — B 65 —C 66 — E 67 —E 68 — A 69 — B 70 — D 71 — D 72 —D 73 — D 74 —C 75 — D 76 —A 77 —D 78 — C 79 — B 80 — C 81 — D 82 — E 83 — D 84 —C 85 — D 86 —C 87 — B 88 — B 89 —A 90 — C 91 — B 92 — C 93 — D 94 — D 95 — B 96 — B 97 —A 98 —C 99 —C 100 —A 101 — B 102 —B 103 — E 104 — D 105 — B 106 — C 107 —A 108 — C 109 —A 1 10 —A 1 1 1 — C 112 — A 1 13 — D 114 — C 119 — P =60° Q = 40° R = 80° 1 — E 2 —D 3 — B 4 —A 5 —E 6 —C 7 —C 8 —E 9 —C 10 —C 11 —E 12 —C 13 — C 14 — D 15 — 0 16 —A 17 —B 18 — D 19 — B 20 —E 21 —C 22 —A 23 — C 24 — D 25 — B 26 —B 27 —B 28 —D 29 —D 30 — E 133GEOMETRIA I PROBLEMAS RESOLVIDOS temos: 12x = 360° => x = 30°. COD = 120°.Então, AOB = 30°, BÔC = 60° e a - ---------1- 60 + -------= 135° RESPOSTA: C RESPOSTA: C número de Iodos (n). d - 25 = n Então,Mas d = n(n —3) 2 9 —AOB = x BÔC = 2x CÔD = 4x DOA = 5x 25 — O número de diagonais (d) excede de 25 o Como a soma desses ângulos é igual a 300°, 21 —Sabemos que é possível traçar, por um vértice de um polígono de n lados, n — 3 diagonais. Então, por um vértice de um ico- ságono (n = 20) podemos traçar 17 diagonais. 30 2 120 2 A. C. MORGADO / E. WAGNER / M. JORGE134 n2 — 3n — 50 = 2n n = 10n2 — 5n — 50 = 0 RESPOSTA: B 32 — Sejam x < 410 < x + 2 + 12 — 2xa c b < a + c x > 02x < 10 + x + 2c < a -j- b => 12 - O- ■O Os valores inteiros possíveis são RESPOSTA: B 4- 0 O -t- 4 -+- 20 3 Verificamos que 0 < x < 4. 1, 2 e 3. n(n —3) 2 Como cada lado de um triângulo deve ser menor que dos outros dois, temos: „ 20 x <------- 3 x + 2 < 10 + 12 - 2x = 25 = n a soma a = 10 b = x + 2 c = 12 - 2x- Para verificar quais são os valores de x que satisfazem às 3 con dições, fazemos o gráfico abaixo: 135GEOMETRIA I 47 — S = 140° RESPOSTA: C 53 — Como A + B + C = 1 80, 100  = 80° RESPOSTA: A 40 + x + ?= 180 I X = o + b (ângulo externo) 50 = -L+A 2 2 No triângulo BIC, 50° é o valor de um dos ângulos externos. Logo, Ô+b + c = 180-40 136 A. C. MORGADO / E. WAGNER i M. JORGE 58 — AB = AC Então, PQ + PR = BH RESPOSTA: B medic- o Então, CJ = AB = C. No triângulo ABC temos: eB = C. PQ =_PR = PS + PR = SR = BH 62 — Prolongando a na AM de um compri mento MJ = AM, vemos que o quadrilátero ACJB é um paralelo grama, pois suas dia- nais cortam-se ao meio. Sejam PQ e PR as distâncias de P aos lados congruentes do triângulo. Consideremos BX para lela a AC e a reta su porte de PR que encon tra BX em S. Da con gruência dos triângulos PQB e PSB, vem, PQ - PS. 137GEOMETRIA I triângulo AJC, podemos escrever: 2mo < b + c = ma < RESPOSTA: D 71 — lados nãoque os RESPOSTA: D AA', temos: Aj = DD'â BJA = ACDD' RESPOSTA: A AA' = a BB' = b DD' = d b + c 2 (2p) = 36 cm Analisando o a = b + d. Traçando BJ perpendicular a a — b = d Observando os triângulos isósceles, concluímos paralelos são iguais ò base menor. 138 A. C. MORGAOO/E. WAGNER/M. JORGE 79— bm + m. = 12 Da primeira equação temos: = 12 = 12 b = 12 Na segunda encontramos: b' = 6 RESPOSTA: B 91 — AB = 360/5 = 72° CD = 360/15 = 24° a = â = 24° RESPOSTA: B 2 b; b 72 - 24 2 b - b' 2 = i2 2 — = 1/2 12 y^EDITORA^^Ç www.vestseller.com.br http://www.vestseller.com.br