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2ª SÉRIE ENSINO MÉDIO 2024 MATERIAL ESTRUTURADO DE MATEMÁTICA Período: 02 a 27/09/2024 Estudante Material para a semana 02 a 06/09/2024 Prezado(a) estudante, A área de uma figura plana é um conceito fundamental na geometria, que se refere à medida da extensão de uma superfície delimitada por um contorno. Compreender a área é crucial tanto para a resolução de problemas matemáticos quanto para aplicações práticas em diversas disciplinas, como arquitetura, engenharia, e artes. Além disso, seu estudo é essencial para a compreensão de conceitos mais complexos na matemática, como o cálculo integral, que estende a ideia de área para figuras curvas e superfícies tridimensionais. Dominar o cálculo da área de figuras planas é, portanto, um passo importante na formação de uma base sólida em geometria, permitindo resolver uma vasta gama de problemas, desde os mais simples até os mais avançados. Área de uma região retangular qualquer Vamos retomar o cálculo da medida da área de um retângulo. Considere o retângulo ABCD da figura de base de medida b e altura de medida h A medida da área de um retângulo é igual ao produto da medida da base pela medida da altura. 𝐴𝑅𝑒𝑡â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 𝑏. ℎ Fundamentos Teóricos Área de uma região quadrada Sabemos que o quadrado é um retângulo cujos lados são congruentes, e, portanto, a medida de sua área pode ser obtida por meio da multiplicação das medidas de seus lados. A medida da área de um quadrado é igual ao quadrado da medida do comprimento do lado. 𝐴𝑄𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 = 𝑙2 Área de uma região limitada por um paralelogramo Considere um paralelogramo MNPQ qualquer. Para obter a medida da sua área, vamos traçar a altura NH e os segmentos auxiliares PR e QR, com PR perpendicular à reta MQ, como mostra a figura. Pelo caso LAAo (Lado - Ângulo - Ângulo oposto) de congruência de triângulos, concluímos que os triângulos MNH e QPR são congruentes. Portanto, a medida da área do paralelogramo MNPQ é igual à medida da área do retângulo HNPR, cujos comprimentos dos lados medem b e h. Logo: A medida da área de um paralelogramo pode ser obtida pelo produto da medida da base pela medida da altura. 𝐴𝑃𝑎𝑟𝑎𝑙𝑒𝑙𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜 = 𝑏. ℎ Área de uma região triangular A figura ilustra o fato de que a partir de um triângulo qualquer de base b e altura h podemos construir um retângulo também de base b e altura h. Sendo assim, podemos concluir que a área do retângulo é o dobro da área do triângulo. Logo: A medida da área de um triângulo é igual à metade do produto da medida da base pela medida da altura relativa a essa base. 𝐴𝑇𝑟𝑖â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 = 𝑏. ℎ 2 Área de uma região limitada por um trapézio Para obter a medida da área de um trapézio, vamos recorrer ao esquema mostrado a seguir: Observe que, ao traçarmos a diagonal CE, o trapézio é decomposto em dois triângulos, cuja soma das medidas das áreas é igual à medida da área do trapézio: 𝐴𝑇𝑟𝑎𝑝é𝑧𝑖𝑜 = 𝐵ℎ 2 + 𝑏ℎ 2 = (𝐵 + 𝑏)ℎ 2 A medida da área de um trapézio é igual à metade do produto da medida da altura pela soma das medidas das bases. 𝐴𝑇𝑟𝑎𝑝é𝑧𝑖𝑜 = (𝐵 + 𝑏)ℎ 2 Área de uma região limitada por um losango Podemos obter a medida da área de um losango por meio das medidas de suas diagonais. Vamos indicar a medida da diagonal maior por D e a medida da diagonal menor por d. Acompanhe: Sabemos, do estudo dos quadriláteros, que as diagonais de um losango se cruzam perpendicularmente no ponto médio de ambas A medida da área do losango pode ser obtida adicionando as medidas das áreas dos triângulos MPQ e MPN, ambos de base de medida d e altura de medida D/2 𝐴𝐿𝑜𝑠𝑎𝑛𝑔𝑜 = (𝑑 ⋅ 𝐷 2 ) ÷ 2 + (𝑑 ⋅ 𝐷 2 ) ÷ 2 = 𝑑 ⋅ 𝐷 4 + 𝑑 ⋅ 𝐷 4 = 𝑑 ⋅ 𝐷 2 A medida da área de um losango é igual à metade do produto das medidas das diagonais. 𝐴𝐿𝑜𝑠𝑎𝑛𝑔𝑜 = 𝑑 ⋅ 𝐷 2 Área de um círculo A medida da área de um círculo cujo comprimento do raio mede r é igual a 𝜋𝑟2. 𝐴𝐶í𝑟𝑐𝑢𝑙𝑜 = 𝜋𝑟2 ATIVIDADE 01 Determine a área da figura em cada um dos itens a seguir. a) Quadrado b) Retângulo Atividades c) Paralelogramo d) Triângulo e) Triângulo equilátero f) Losango g) Trapézio ATIVIDADE 02: A parte pintada de verde nesta figura é conhecida por coroa circular. A medida de área dela pode ser calculada subtraindo a medida de área do círculo interno da medida de área do círculo externo. Sabendo disso, calcule a medida de área dessa coroa circular, que tem o raio do círculo maior com medida de comprimento de 6 cm e o raio do círculo menor, de 3 cm. ATIVIDADE 03 Diana precisava desenhar um losango de 15 cm² de medida de área. Sabendo que ela traçou a diagonal menor desse losango com comprimento de medida 4 cm, responda: Qual deve ser a medida do comprimento da diagonal maior a ser traçada? ATIVIDADE 04 Um bloco retangular de dimensões 3m, 4m e 5m, ao ser planificado, resulta numa superfície composta por retângulos. Qual é a área dessa superfície? ATIVIDADE 05 Um terreno pentagonal tem as medidas indicadas na figura apresentada a seguir, sendo a medida do segmento AB igual a 30 metros, do AC igual a 40 metros, do BD igual a 30 metros e do DE igual a 40 metros e sendo os ângulos BAC, DBC e BDE retos. Determine a área do terreno. ATIVIDADE 06 De uma placa quadrada de 16 cm², foi recortada uma peça conforme indicado na figura. A medida da área da peça recortada, em centímetros quadrados, é: ATIVIDADE 07 Leia o anúncio veiculado em um site de vendas de imóveis. Com base nos dados desse anúncio, responda às questões a seguir. a) Qual é a medida do comprimento da lateral desse terreno? b) Quanto custa cada metro quadrado desse terreno? ATIVIDADE 08 (Canguru de Matemática) O quadrilátero ABCD tem lados com as medidas AB = 11, BC = 7, CD = 9 e DA = 3 e ângulos retos em A e C. Qual é a medida da área desse quadrilátero? a) 30 b) 44 c) 48 d) 52 e) 60 ATIVIDADE 09 Ao redor de uma piscina, foi construído um piso com pedras pretas e amarelas, com 2 m de medida de largura em todo o contorno da piscina. a) Qual é a medida de área ocupada por esse piso? b) Supondo que o metro quadrado dessas pedras custou R$ 80,00, qual foi o custo desse piso? (Canguru de Matemática) Rafael tem três quadrados parcialmente sobrepostos, de forma que um vértice do quadrado do meio está no centro do quadrado menor e um vértice do quadrado maior está no centro do quadrado do meio, como na figura. Os lados desses quadrados medem, respectivamente, 2 cm, 4 cm e 6 cm. As regiões sobrepostas são quadradas. Qual é a área de toda a região cinzenta? a) 6 cm² b) 16 cm² c) 27 cm² d) 32 cm² e) 51 cm² Desafio Material para a semana 09 a 13 de setembro de 2024 Prezado(a) estudante, Este material dá continuidade ao estudo de problemas que envolvem área de figuras planas. ATIVIDADE 01 Sandro comprou um terreno e fez um esboço para indicar a área do terreno onde vai construir. Observe a representação feita por ele. Atividades Responda às questões a seguir. a) Quantos metros quadrados desse terreno ele pretendeocupar com a garagem? b) A lavanderia vai ocupar quantos metros quadrados do terreno? c) Qual é a medida da área total do terreno de Sandro? ATIVIDADE 02 Determine a medida da área destacada na figura a seguir. Considere que as medidas de comprimento estão em centímetro. ATIVIDADE 03 Os condutos forçados em uma usina hidrelétrica são, na maioria dos casos, tubulações cilíndricas, que escoam o líquido sob uma pressão diferente da atmosfera. Na imagem, temos a representação da secção transversal de um conduto forçado cilíndrico, na qual as circunferências são concêntricas (centro no ponto C) e a região ocupada entre a circunferência maior e a circunferência menor é chamada de coroa circular. Sabendo que o raio da circunferência maior mede 15 metros e o raio da circunferência menor mede 10 metros, podemos afirmar que a área da coroa circular é, em m²: (Use 𝜋 ≃ 3) a) 75 b) 125 c) 225 d) 375 e) 675 ATIVIDADE 04 Uma metalúrgica utiliza chapas de aço quadradas de 8 m por 8m para recortar formas circulares de 4 m de diâmetro, como mostrado na figura. A área de chapa que resta após a operação é de aproximadamente: (Considere π = 3,14) a) 7,45 m² b) 13,76 m² c) 26,30 m² d) 48 m e) 56 m² ATIVIDADE 05 (CAED) Uma marcenaria recebeu um pedido para produzir uma prateleira triangular de madeira. O formato e algumas das medidas dessa prateleira estão indicadas na figura abaixo. O valor de produção dessa prateleira corresponde a R$ 2,00 por dm² de sua superfície. Qual é o valor total, em reais, de produção dessa prateleira? a) R$ 10,50 b) R$ 16,50 c) R$ 21,00 d) R$ 27,00 e) R$ 54,00 ATIVIDADE 06 Determine a medida da área das regiões pintadas. a) b) ATIVIDADE 07 (Obmep) Uma folha de papel retangular, de 10 cm de largura por 24 cm de comprimento, foi dobrada de forma a obter uma folha dupla, de 10 cm de largura por 12 cm de comprimento. Em seguida, a folha dobrada foi cortada ao meio, paralelamente à dobra, obtendo assim três pedaços retangulares. Qual é a área do maior desses pedaços? a) 30 cm² b) 60 cm² c) 120 cm² d) 180 cm² e) 240 cm² ATIVIDADE 08 O desenho abaixo representa a vista superior de um palco montado para um show na praia. A forma desse palco é composta por um trapézio e um semicírculo justapostos. (Use π = 3,1) A medida da área destinada a esse palco, em metros quadrados, é igual a a) 45,95 b) 65,30 c) 69,95 d) 47,60 e) 83,90 ATIVIDADE 09 (Obmep – Banco de questões) A figura abaixo mostra uma grade formada por quadrados de 1 cm de lado. Qual a razão entre a área sombreada e a não sombreada? a) 1 4 b) 1 5 c) 1 6 d) 2 5 e) 2 7 Na figura, estão representados um losango e um retângulo em seu interior. Determine a medida h da altura do retângulo para que a medida da área dele seja igual à da parte em azul. Desafio Material para a semana 16 a 20/09/2024 Prezado(a) estudante, O conceito de perímetro é fundamental na geometria, referindo-se ao comprimento total ao redor de uma figura plana, e sua compreensão é crucial para resolver problemas matemáticos e para aplicações práticas em áreas como arquitetura, engenharia e design. O conhecimento do perímetro é útil em diversas situações cotidianas, como cercar um jardim, calcular o comprimento de um fio ou determinar a quantidade de material necessário para molduras ou bordas, onde o cálculo preciso garante eficiência nas soluções. Dominar esse conceito permite ao estudante resolver uma ampla gama de problemas geométricos e práticos, conectando-se a outras áreas do conhecimento e evidenciando a versatilidade e importância da matemática no dia a dia. Perímetro das figuras planas Como exemplo de aplicação de perímetro, podemos citar a utilização de máquinas que realizam, a laser, o corte de chapas de metal, vidro, madeira, plásticos e tecidos. Observe as imagens a seguir: Fundamentos Teóricos A linha vermelha desenhada na placa de metal indica onde será realizado o corte para moldar a peça, ou seja, ela indica o contorno da peça. O comprimento do contorno de uma figura plana é o perímetro dessa figura. Exemplo: observe a representação de outra placa de metal e o contorno da peça desenhada: O perímetro, ou seja, o contorno dessa figura é dado por 5 𝑐𝑚 + 2 𝑐𝑚 + 3 𝑐𝑚 + 6 𝑐𝑚 = 16 𝑐𝑚. Observe que, quando o contorno é um polígono, a medida de perímetro corresponde à soma das medidas de comprimento dos lados do polígono. Medida de comprimento da circunferência Os matemáticos já provaram que em qualquer circunferência, o quociente 𝐶 𝑑 entre a medida C do comprimento da circunferência e a medida d do comprimento de seu diâmetro é o número irracional π: 𝐶 = 𝜋 ⋅ 𝑑. Como a medida d do comprimento do diâmetro de uma circunferência é o dobro da medida r do comprimento do seu raio, podemos determinar a medida do comprimento dessa circunferência do seguinte modo: 𝐶 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑟. Sendo assim, podemos concluir que: A medida do comprimento (ou perímetro) de uma circunferência é dada pelo dobro do produto do número π pela medida do comprimento de seu raio. Exemplo: para calcular a medida do comprimento de uma circunferência de raio de medida 1,5 cm devemos proceder da seguinte forma: 𝐶 = 2 ⋅ 𝜋 ⋅ 𝑟 = 2 ⋅ 3,14 ⋅ 1,5 = 9,42 𝑐𝑚 ATIVIDADE 01 Uma pessoa montou uma tenda de lona na praia sobre uma armação metálica. Essa armação é formada por dois octógonos regulares e um retângulo, conforme o desenho abaixo. Qual é a medida do perímetro dessa armação metálica? Atividades ATIVIDADE 02 Uma pessoa está em uma roda-gigante cujo diâmetro mede 8 metros. Quantos metros, aproximadamente, essa pessoa percorrerá em sua trajetória circular após a roda-gigante completar 5 voltas? ATIVIDADE 03 Use a aproximação racional 𝜋 = 3,1 (com 1 casa decimal), calcule e responda. a) Qual é a medida de comprimento de uma circunferência com raio de medida de comprimento de 3,5 cm? b) Qual é a medida de comprimento de uma circunferência que tem diâmetro de medida de comprimento de 12 cm? c) A medida de comprimento de uma circunferência é de 43,4 cm. Qual é a medida de comprimento do raio? d) Qual é a medida de área de um círculo cujo raio tem medida de comprimento de 3,5 cm? e) Qual é a medida de comprimento do raio de um círculo que tem medida de área de 111,6 cm²? ATIVIDADE 04 (Saeb) Uma praça quadrada, que possui o perímetro de 24 metros, tem uma árvore próxima de cada vértice e fora dela. Deseja-se aumentar a área da praça, alterando-se sua forma e mantendo as árvores externas a ela, conforme ilustra a figura. O novo perímetro da praça é: a) 24 metros. b) 32 metros. c) 36 metros. d) 40 metros. e) 48 metros. ATIVIDADE 05 (Obmep) Juntando, sem sobreposição, quatro ladrilhos retangulares de 10 cm por 45 cm e um ladrilho quadrado de lado 20 cm, Rodrigo montou a figura abaixo. Com uma caneta vermelha, ele traçou o contorno da figura. Qual é o comprimento desse contorno? a) 180 cm b) 200 cm c) 220 cm d) 280 cm e) 300 cm ATIVIDADE 06 (Canguru de Matemática) Um quadrado de perímetro 48 cm é cortado em 2 pedaços para formar um retângulo, como a figura. Qual é o perímetro desse retângulo? a) 24 cm b) 30 cm c) 48 cm d) 60 cme) 72 cm ATIVIDADE 07 (CAED) O formato da janela do quarto onde Marcela dorme é retangular e tem 1,00 m de altura e 2,40 m de largura. Para enfeitar essa janela, Marcela fixou, em todo o seu perímetro, um fio com lâmpadas pisca-pisca. Esse fio com lâmpadas pisca-pisca tinha, no mínimo, quantos metros? a) 2,40 m b) 3,40 m c) 4,00 m d) 6,80 m e) 9,60 m ATIVIDADE 08 Calcule a medida aproximada de comprimento do arco AB ilustrado a seguir. Considere OA = 12 cm. ATIVIDADE 09 Um retângulo teve sua base dividida em 4 partes iguais, conforme indicado na figura a seguir. A medida da área do triângulo BEF equivale a que fração da medida da área do retângulo ABCD? Um quadrado está inscrito em uma circunferência cujo comprimento mede 6𝜋 cm. A medida de perímetro desse quadrado é de: a) √2 cm b) 3√2 cm c) 6√2 cm d) 9√2 cm e) 12√2 cm Desafio Material para a semana 23 a 27/09/2024 Prezado(a) estudante, Este material dá continuidade ao estudo de problemas que envolvem o cálculo do perímetro de figuras planas. ATIVIDADE 01 Observe a representação de dois recortes de carpete que Fabiana preparou para instalar na casa dela. Atividades Sabendo que esse material foi recortado de acordo com o formato e as medidas dos cômodos, responda: Qual desses modelos será aplicado no quarto retangular cuja medida de área é 22 m²? ATIVIDADE 02 Uma caixa retangular foi lacrada com uma fita adesiva que transpassou o centro de todas as suas faces, conforme ilustrado na figura abaixo. Observe as dimensões dessa caixa. O comprimento de fita gasto para lacrar essa caixa foi a) 1,8 m b) 2 m c) 1 m d) 0,9 m e) 0,5 m ATIVIDADE 03 (CAED) Um engenheiro elaborou um projeto para cercar, com grades, todo o contorno de uma área verde existente em uma cidade. Ele verificou que o custo para realizar esse projeto será de R$ 110,00 a cada metro da grade instalada. O formato e algumas medidas do contorno dessa área verde estão representados na figura abaixo. Qual será o custo total para realizar o projeto de instalação dessas grades? a) R$ 319 000,00 b) R$ 341 000,00 c) R$ 500 500,00 d) R$ 682 000,00 e) R$ 858 000,00 ATIVIDADE 04 (Obmep) A figura mostra um quadrado de lado 12 cm, dividido em três retângulos de mesmo perímetro. Qual é a área do retângulo sombreado? a) 36 cm² b) 40 cm² c) 48 cm² d) 54 cm² e) 72 cm² ATIVIDADE 5 A medida de perímetro de um retângulo é de 124 cm e a medida de comprimento da base é 15 cm maior de que a medida de comprimento da altura. Determine as medidas de comprimento das dimensões do retângulo. ATIVIDADE 06 A medida de perímetro de um triângulo isósceles é de 35 cm. A base tem medida de comprimento de 5 cm a mais do que a medida de comprimento de cada um dos lados iguais. Determine as medidas das dimensões desse triângulo. ATIVIDADE 07 (SAEPE). Letícia costuma caminhar em volta de uma praça formada por uma região retangular e um semicírculo. O contorno dessa praça está representado no desenho abaixo. Qual é a distância aproximada que Letícia percorre ao dar uma volta completa ao redor dessa praça? (Use 𝜋 = 3,1) a) 748,0 m b) 245,6 m c) 182,8 m d) 160,0 m e) 151,4 m ATIVIDADE 08 (CAED) Para melhorar a segurança em um clube, os donos resolveram comprar uma tela de largura fixa para cercar as piscinas quando elas não estiverem em uso. A borda da piscina infantil tem o formato de um pentágono regular e a da piscina principal tem o formato de um retângulo, com as dimensões indicadas na figura abaixo. Quantos metros de tela, no mínimo, deverão ser comprados para cercar essas piscinas? a) 25 m b) 34 m c) 42 m d) 46 m e) 62 m ATIVIDADE 09 Um jardineiro fez um cercado para plantar flores no formato da figura colorida abaixo. Em seguida, ele resolveu cercá-lo de tela. Qual é a quantidade de tela, em metros, necessária para o jardineiro circundar a figura demarcada? a) 20 b) 20 + 10π c) 10 + 10π d) 10π e) 40 A figura mostra um quadrado ABCD de lado 1 cm e arcos de circunferência DE, EF, FG e GH com centros A, B, C e D, respectivamente. Qual é a soma dos comprimentos desses arcos? a) 5𝜋 cm b) 6𝜋 cm c) 7𝜋 cm d) 8𝜋 cm e) 9𝜋 cm Desafio Referências bibliográficas: Dante, Luiz Roberto. Projeto Teláris - Matemática. 3ª edição. São Paulo: Editora Ática, 2018 (4V). IEZZI, Gelson; DOLCE, Osvaldo; MACHADO, Antonio. Matemática e Realidade. São Paulo: Atual, 2013. (4V) PAIVA, Manoel. Matemática Paiva. São Paulo: moderna, 2015. (Volume 1) SAMPAIO, Fausto Arnaud. Trilhas da Matemática. São Paulo: Editora Saraiva, 2018 (4V). Equipe responsável: Elaborador: Raimundo Alves de Brito Mentores: Gideône Barros Mendes e Aldenor Filho Diagramador: Carlos Henrique