Prévia do material em texto
M
at
em
áti
ca
59
Capítulo 01
HABILIDADE(S): (eM13MaT308), (eM13MaT306)
OBJETIVO(S) DE APRENDIZAGEM: (GO-eMMaT308a), (GO-eMMaT308b),
(GO-eMMaT306b)
Teorema de Pitágoras
O Teorema de Pitágoras relaciona o comprimento
dos lados do triângulo retângulo. Essa figura geométrica
é formada por um ângulo interno de 90°, chamado de
ângulo reto.
O enunciado desse teorema é:
“A soma dos quadrados de seus catetos corresponde
ao quadrado de sua hipotenusa.”
Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo da
figura, temos:
PQ² = PO²+ QO²
PQ² = 3² + 4²
PQ² = 9 + 16
PQ² = 25
PQ = 5
Como 1,6 cm no mapa equivalem a 200 m, a distância
procurada vale:
∆s = 200 m
1,6 cm ∙ 5 cm = 625 m
Atividade de Aprendizagem
1. Observe o triângulo retângulo abaixo e marque a
alternativa que corresponde a medida do lado AC
(A) 10 m
(B) 14 m
(C) 24 m
(D) 30 m
(E) 48m
2. (IFPE) Uma escada de 13 metros de comprimento
está apoiada no topo de um muro de 5 metros de altura,
conforme a figura abaixo. Determine a distância entre
o pé da escada e o muro.
(A) 12
(B) 30
(C) 18
(D) 45
(E) 79
3. (IFMT) Mário e seu avô decidiram construir um
balanço para eles brincarem. De acordo com a figura
abaixo, qual deverá ser o tamanho da tábua?
(A) 3,5 metros (B) 3,7 metros (C) 3,9 metros
(D) 4,1 metros (E) 4,7 metros
a: Hipotenusa
b: Cateto
c: Cateto
Teorema de Pitágoras: a² = b² + c²
Exemplos
1. um triângulo retângulo que possui catetos medindo
3,2m e 2,4m e é solicitado que determinemos o valor
da hipotenusa deste.
Então, considerando que temos os catetos medindo 2,4
e 3,2 podemos escrever
a² = b² + c²
a² = 3,2² + 2,4²
a² = 10,24 + 5,76
a² = 16
a = 4
Então temos que a hipotenusa deste triângulo retân-
gulo mede 4 metros.
2. Observe as medidas indicadas em um mapa do Par-
que Ibirapuera, região plana da cidade de São Paulo.
De acordo com o mapa, uma caminhada em linha reta
do Museu Afro Brasil (P) até o Museu de Arte Moderna
de São Paulo (Q) corresponde a
(A) 400 m (B) 625 m (C) 676 m (D) 484 m (E) 576 m
4. (Unemat – MT) Dois
móveis, A e B, estão se
deslocando por duas
estradas retilíneas que
se cruzam no ponto P
(conforme a figura ao
lado) e formam entre
elas um ângulo reto.
No exato momento em que o móvel A está a 6 km de
distância do ponto de cruzamento P, o móvel B está
exatamente a 8 km de P.
Portanto, a distância (em linha reta) entre A e B é:
(A) 14 km (B) 6 km (C) 8 km (D) 10 km (E) 15 km
60
5. Observe o gráfico abaixo
Considerando, assinale a alternativa que apresenta a
distância do ponto A ao ponto B.
(A) 56 (B) 21 (C) 20 (D) 15 (E) 10
Capítulo 02
Semelhança de triângulos
Dois triângulos são semelhantes se, e somente se,
possuem os três ângulos ordenadamente congruentes
e os lados correspondentes são proporcionais.
A semelhança entre os triângulos ABC e PQR será
denotada por
∆ABC ~ ∆PQR
Assim temos que,
∆ABC ~ ∆PQR ⟺ {(A^ ) ≡ P^ ; B^ ≡ Q^ e C^ ≡ R^
AB
PQ = BC
QR = AC
PR = k
Razão de semelhança
A constante k apresentada na definição é denomi-
nada razão de semelhança. Qualquer razão entre medi-
das lineares (lado, altura e perímetro) resulta em k.
Neste caso temos que
l1
l2
= k
Onde l1 e um lado do triangulo 1 e l2 e outro lado
correspondente no triangulo 2.
Observe os triângulos abaixo
Sabendo que os triângulos ABC e PQR são seme-
lhantes, podemos determinar a razão de semelhança
da seguinte forma:
AB
PQ = 15
3 = 5 BC
QR = 30
6 = 5 AC
PR = 20
4 = 5
razão entre os triângulos ABC e PQR nessa ordem.
Portanto a razão de semelhança de ABC para PQR
é igual a 5.
Triângulos Semelhantes
Como dito anteriormente, avaliamos e confirma-
mos a semelhança de triângulos quando esses possuem
lados proporcionais e ângulos congruentes, mas exis-
tem uma série de casos que facilitam essa identificação.
São os chamados casos de semelhança de triângulos.
Caso Ângulo-Ângulo (AA)
Vamos dizer que dois triângulos são semelhantes se
dois ângulos de um triângulo são iguais a dois ângulos
do outro triângulo.
Caso Lado-Ângulo-Lado (LAL)
Dizemos que dois triângulos são semelhantes se dois
lados são proporcionais e os ângulos entre esses lados
são congruentes, isto é, iguais.
A condição para que esses dois triângulos sejam
semelhantes é que a razão entre AB e A’B’ seja igual
à razão entre os lados AC e A’C’, ou seja, que os lados
sejam proporcionais. Além disso, o ângulo compreen-
dido entre esses lados deve ser igual: Â = Â.
{ AB
A’B’ = AC
A’C’ Â ≡ Â’ ↔ ABC~A’B’C’
Caso Lado-Lado-Lado (LLL)
Dois triângulos são ditos semelhantes se os três
lados do primeiro triângulo são ordenadamente pro-
porcionais aos lados do segundo triângulo.
Atividade de Aprendizagem
1. (Unesp SP) A sombra de um prédio, num terreno
plano, numa determinada hora do dia, mede 15m.
Nesse mesmo instante, próximo ao prédio, a sombra
de um poste de altura 5m mede 3m.
M
at
em
áti
ca
61
A altura do prédio, em metros, é
(A) 25 (B) 29 (C) 30 (D) 45 (E) 75
2. (ETEC SP) Sem dispor de uma trena de comprimento
suficiente, um pedreiro determinou a medida do des-
nível (d) de um terreno, valendo-se da propriedade da
propagação retilínea da luz.
Observou que, em de-
terminado momento
do dia, um muro verti-
cal de 1,5 m de altura,
construído na parte
alta do terreno, proje-
tava uma sombra de
0,4 m sobre a parte
superior do terreno,
que era plana e hori-
zontal. No mesmo
instante, o desnível do terreno projetava sobre a parte
mais baixa, igualmente horizontal, uma sombra de 1,6
m, conforme a figura.
Com suas observações, foi capaz de deduzir correta-
mente que o desnível do terreno era de
(A) 6,0 m (B) 8,0 m (C) 10,0 m (D) 12,0 m (E) 14,0 m
3. (IFPE) Ivo é estudante do Campus Garanhuns e, certo
dia, utilizando uma trena, constatou que o totem do
campus projetava uma sombra de 6 m. Com a ajuda de
um amigo, conseguiu constatar que sua própria sombra,
no mesmo horário, media 2,85 m. Conforme o esquema
mostrado na figura abaixo e sabendo que Ivo mede 1,90
m, calcule a altura do totem.
(A) 8 metros (B) 4 metros (C) 3,8 metros
(D) 3,15 metros (E) 5 metros
4. (IFSP) Na figura, o triângulo ABC representa a vista
superior de um dos tanques de um piscicultor. Para
melhor aproveitamento, esse tanque será separado em
duas partes por uma rede. A partir do ponto D, perten-
cente ao lado , será passazda essa rede até o ponto
E, pertencente ao lado , de modo que os segmentos
e sejam paralelos entre si.
Na figura, tem-se que
• a medida do segmento
é de 40 m;
• a medida do segmento
é de 33 m; e
• a medida do segmento
é de 12 m.
Assim sendo, o comprimento da rede do ponto D ao
ponto E é, em metros, aproximadamente,
(A) 8,6 (B) 9,4 (E) 10,7 (D) 14,5 (E) 17,3
5. Os triângulos ABC e AED, representados na figura
a seguir,são semelhantes, sendo os ângulos D e C
congruentes.
Se BC = 16 cm, AC = 20 cm,
AD = 10 cm e AE = 10,4 cm,
o perímetro do quadrilátero
BCED, em centímetros, é:
(A) 32,6
(B) 36,4
(C) 40,8
(D) 42,6
(E) 44,4
Capítulo 03
Lei dos Senos
A Lei dos Senos afirma que, em um triângulo qual-
quer inscrito em uma circunferência de raio R, a razão
entre qualquer um de seus lados e o ângulo oposto
a esse lado é igual ao dobro do raio R. Portanto esse
teorema nos mostra que, em um mesmo triângulo, a
razão entre o valor de um lado e o seno de seu ângulo
oposto é sempre constante.
Temos que,
I. a
sen(A^ )
= 2 ∙ R
II. a
sen(B^ )
= 2 ∙ R
III. a
sen(C^ )
= 2 ∙ R
Logo, a
sen(A^ )
= a
sen(B^ )
= a
sen(C^ )
= 2 ∙ R
Consideremos o triângulo a seguir
62
4. A figura mostra, um trecho de um rio onde se deseja
construir uma ponte AB. De um ponto P, a 100m de B,
mediu-se o ângulo = 45° e do ponto A, mediu-se
o ângulo PÂB = 30°. Calcular o comprimento da ponte.
(A) 100√2 m (B) 50√2 m (C)100√3 m
(D) 10√2 m (E) 5√2 m
5. (UFJF MG) Uma praça circular de raio R foi construída
a partir da planta a seguir:
Os segmentos , e simbolizam ciclovias constru-
ídas no interior da praça, sendo que . De acordo com a
planta e as informações dadas, é CORRETO afirmar que
a medida de R é igual a:
(A) m
3
3160 (B) m
3
38080 (C) m
3
38016
(D) m
3
38 (E) m
3
3
Capítulo 04
LEI DOS COSSENOS
A lei dos cossenos, é aplicada em triângulos não
retângulos para encontrar a medida de lados desco-
nhecidos utilizando o cosseno de um dos ângulos do
triângulo.
Vamos determinar a distância entre os pontos A e
C, sabendo que √2 = 1,41
Com isso temos
AC
sen 45° = AB
sen 30°
x
√2
2
= 6
1
2
x
√2
= 61
x = 6√2
x = 6 ∙ 1,41
x = 8,46
Portanto a distância entre os pontos A e C é de
8,46 cm.
Exemplo
1. José comprou recentemente um terreno com a forma
do triângulo ABC apresentado abaixo e tem o desejo de
construir um muro ao redor dele.
Sabendo-se que
AC = 100 m e consi-
derando √2 = 1,41,
vamos determinar a
medida do labo BC
BC
sen 45° = AC
sen 30°
BC
√2
2
= 100
1
2
BC
√2
= 100
1
BC = 100√2
BC = 100 ∙ 1,41
BC = 141
Atividade de Aprendizagem
1. (FGV) A figura ilustra as medidas que um topógrafo
tomou para calcular a distância do ponto A a um barco
ancorado no mar.
sen 62° = 0,88; cos 62° = 0,47
sen 70° = 0,94; cos 70° = 0,34
Use os dados obtidos pelo topógrafo e marque a alter-
nativa que corresponde a distância, aproximada, do
ponto A ao barco.
(A) 46,7 m (B) 48 m (C) 52,5 m (D) 60 m (E) 63,6 m
2. Observe a figura abaixo. Marque a alternativa que
corresponde a distância, aproximada, entre o ponto A
e o ponto B. (considerar: √2 = 1,41 e √3 = 1,73)
(A) 150 metros
(B) 175 metros
(C) 189 metros
(D) 212 metros
(E) 250 metros
3. Observe o triângulo a seguir. Marque a alternativa
que corresponde a medida, aproximada, do lado AB.
(A) 2,3
(B) 2,1
(C) 1,9
(D) 1,4
(E) 1,7
M
at
em
áti
ca
63
A Lei dos cossenos é dada por:
a² = b² + c² - 2 ∙ b ∙ c ∙ cos(α)
Considere o triângulo a seguir
Vamos determinar a medida do segmento BC
Note que BC é o lado oposto ao ângulo de . Apli-
cando a Lei dos cossenos temos,
a² = b² + c² - 2 ∙ b ∙ c ∙ cos (α)
(BC)² = 5² + 8² - 2 ∙ 5 ∙ 8 ∙ cos 60°
Lembre-se que o cos 60° é igual à ½.
(BC)² = 25 + 64 - 40
(BC)² = 49
BC = 7
Agora perceba o processo em um exemplo que pos-
sui um contexto:
Na representação gráfica fornecida, um observador
posicionado no ponto A tem a capacidade de observar
dois marcos, um localizado no ponto B e outro no ponto
C, sob um ângulo cujo cosseno é 0,4. As distâncias entre
o observador e os pontos B e C são, respectivamente,
400 m e 500 m. Dadas essas condições, determine a
distância entre os marcos B e C.
Note que BC é o lado oposto ao ângulo A, cujo cos-
seno é igual a 0,4. Aplicando a Lei dos cossenos temos,
a² = b² + c² - 2 ∙ b ∙ c ∙ cos(α)
(BC)² = 500² + 400² - 2 ∙ 500 ∙ 400 ∙ cos(A)
Lembre-se que o cos(A) é igual à 0,4.
(BC)² = 250000 + 160000 - 160000
(BC)² = 250000
√BC = √250000
BC = 500
Portanto a distância entre os pontos B e C é de 500
metros.
Atividade de Aprendizagem
1. (Unemat MT) A cidade de Brasília (DF) foi projetada
e seu mapa foi todo desenhado para ter o formato de
um avião. Já Triangolândia foi projetada no formato de
um triângulo, conforme a figura abaixo.
Qual é a medida da distância x?
(A) 6 km (B) 5,5 km (C) 5 km (D) 7 km (E) 8 km
2. (Acafe SC) Deseja-se medir a distância entre duas
cidades B e C sobre um mapa, sem escala.
Sabe-se que AB = 60km e AC = 110km, onde A é uma
cidade conhecida, como mostra a figura a seguir.
Assim, a distância aproximada entre B e C, em km, é:
(A) 90 km
(B) 100,2 km
(C) 95,4 km
(D) 48,9 km
(E) 70 km
3. Observe o triangulo a seguir
Marque a alternativa que corresponde a medida, apro-
ximada, do terceiro lado do triângulo.
(A) 2 cm (B) 4,2 cm (C) 5 cm (D) 7,2 cm (E) 8 cm
4. (UFTM MG) Na figura estão posicionadas as cidades
vizinhas A, B e C, que são ligadas por estradas em linha
reta. Sabe-se que, seguindo por essas estradas, a dis-
tância entre A e C é de 24 km, e entre A e B é de 36 km.
Nesse caso, pode-se concluir que a distância, em km,
entre B e C é igual a
(A) 8√17 (B) 12√19 (C) 12√23 (D) 20√15 (E) 20√13
5. (UNISC RS) Os irmãos André, Paulo e Vitor moram
em casas localizadas na mesma fazenda. Sabe-se que
64
a casa de André dista 500 m da casa de Paulo e 800 m
da casa de Vitor, e que o ângulo formado entre essas
direções é 60°.
Observando, no
esquema ao
lado, a planta da
situação apre-
sentada, pode-se
concluir que a
distância entre a
casa de Paulo e
a casa de Vitor
é de
(A) 600 m. (B) 1300 m. (C) 700 m.
(D) 900 m. (E) 800 m.
Capítulo 05
Circunferência
É a reunião de todos os pontos em um plano que
possuem a mesma distância de um ponto específico
nesse plano, denominado Centro.
Onde:
• π (pi) é um número irracional, com aproximações
aceitáveis para diversas aplicações de 3 ou 3,14.
• r é a medida do raio da circunferência. O raio é um
segmento que liga o centro a um ponto qualquer na
circunferência.
Podemos então pensar situações como determinar
o comprimento de uma circunferência de raio igual a
2 cm, usando π = 3
Temos a medida do raio e uma aproximação para o
valor de π, logo a medida do comprimento da circun-
ferência é igual a
C = 2 ∙ π ∙ r → C = 2 ∙ 3 ∙ 2 → C = 12 cm
Atividade de Aprendizagem
1. (PUC RJ) A roda de um carro tem 30 cm de raio.
Depois de a roda completar uma volta, o carro terá se
deslocado aproximadamente: (Usando π = 3,14)
(A) 60 cm (B) 120 cm
(C) 180 cm (D) 188 cm
(E) 198 cm
2. Uma pista de atletismo tem a forma circular e seu
diâmetro mede 80 m. Um atleta treinando nessa pista
deseja correr 10 Km diariamente. Determine o número
mínimo de voltas completas que ele deve dar nessa
pista, a cada dia.
(A) 10 (B) 20 (C) 30 (D) 40 (E) 50
3. (UEPB) Um ciclista de uma prova de resistência deve
percorrer 502,4 km sobre uma pista circular de raio 200
m. O número de voltas que ele deve dar é:
(Considere π = 3,14)
(A) 300 (B) 350 (C) 400 (D) 450 (E) 500
4. (ENEM MEC) Um homem, determinado a melhorar sua
saúde, resolveu andar diariamente numa praça circular
que há em frente à sua casa. Todos os dias ele dá exata-
mente 15 voltas em torno da praça, que tem 50 m de raio.
Qual é a distância percorrida por esse homem em sua
caminhada diária? (Use 3 como aproximação para π).
(A) 0,30 km (B) 0,75 km
(C) 1,50 km (D) 2,25 km
(E) 4,50 km
5. (UniNorte AM) A figura representa o esboço do cami-
nho percorrido por uma pessoa para se deslocar do
ponto P até o ponto R.
Qualquer segmento
com uma extremidade no
centro e a outra em um
ponto da circunferência é
chamado de RAIO.
O é o centro da
circunferência
OA é o raio da
circunferência
Corda e diâmetro
Corda é o segmento cujas extremidades pertencem
à circunferência.
O diâmetro é uma corda que atravessa o centro de
uma circunferência.
Perceba que a medida do diâmetro é igual ao dobro
da média do raio, ou seja, d = 2r.
Comprimento da circunferência
Para calcular o comprimento de uma circunferên-
cia, multiplicamos o diâmetro da circunferência pelo
número π (pi).
Fórmula do comprimento da circunferência é
dada por,
C = d ∙ π
Como d = 2r, então
C = 2 ∙ π ∙ r
M
at
em
áti
ca
65
Sabe-se que
• a curva PQ é um arco de circunferência de raio 1,6km.
• o segmento QR representa um trecho retilíneo do
caminho, medindo 2,8km.
Considerando π = 3, podemos afirmar que a distância
percorrida por essa pessoa é de:
(A) 1,2 km (B) 2,8 km (C) 3,0 km
(D) 4,0 km (E) 45 km
Capítulo 06
Unidades de medida de um ângulo
Grau
Ao dividirmos um círculo completo em 360 partes
iguais, independentemente do comprimento de seus
lados, cada segmento representará uma fração desse
ângulo eserá designado como 1 grau, identificado pela
notação 1°. O grau é subdividido em 60 minutos (60’),
e cada um desses minutos é, por sua vez, subdividido
em 60 segundos (60”). Assim, o ângulo de 1°pode ser
subdividido em 3600”.
Logo, a medida do ângulo de volta inteira é 360°.
Radiano
Esta unidade de medida de ângulos, e de arcos, tem
como símbolo 1 rad. Dizemos que um arco mede 1 rad
se o seu comprimento for igual ao raio da circunferência
onde este arco está definido.
Um ângulo em radianos é dado por
θ = l
r rad
l: comprimento do arco
r: medida do raio da circunferência
Então, a medida do ângulo ou arco de uma volta será
igual 2π rad a pois, como já sabemos, o comprimento da
circunferência inteira é obtido pela expressão C = 2πr.
Podemos então buscar então, algo como transfor-
mar 12° em radianos.
Temos
180° - π rad 12° - x
Note que,
180° ∙ x = 12° ∙ π → x = 12° ∙ π
180° → x = π
15 rad
Outro questionamento valido seria quantos graus
mede, um arco de 0,75 rad. Usando π = 3
Temos: 180° - π rad x - 0,75 rad
Note que,
180° ∙ 0,75 = π ∙ x → 135 = π ∙ x → x = 135
π
Substituindo o valor de π, temos
x = 135
3 → x = 45°
Outro exemplo seria algo como:
1. caminhando 100 metros pelo contorno de uma praça
circular, uma pessoa descreve um arco de 144°. Dessa
maneira, podemos afirmar corretamente que a dimen-
são do raio da circunferência da praça é, em metros,
igual a
(A) 125π (B) 175
π (C) 125
π (D) 250
π (E) 250π
Temos então
Um ângulo em radianos é definido por
θ = l
r rad
Inicialmente iremos converter 144°, para radianos.
180° - π rad 144° - x
Note que,
180° ∙ x = 144° ∙ π → x = 144° ∙ π
180° → x = 4π
5 rad
Vamos substituir o ângulo de 4π
5 na equação θ = l
r rad
4π
5 = 100
r → 4π ∙ r = 5 ∙ 100 →
4πr = 500 → r = 500
4π → r = 125
π
Alternativa correta: C
Atividade de Aprendizagem
1. Considere o arco θ = 5π
3 rad, e igual a
(A) 60° (B) 90° (C) 120° (D) 180° (E) 300°
2. Observe o ângulo a seguir: 30°
A medida desse ângulo em radianos é
(A) π3 (B) π4 (C) π6 (D) π8 (E) π
10
3. Observe o ângulo a seguir: 2π
5 rad
A medida desse ângulo em graus é
(A) 30° (B) 45° (C) 65° (D) 70° (E) 72°
4. Tales, um aluno do Curso de Matemática, depois de
terminar o semestre com êxito, resolveu viajar para a
Europa. Em Londres, Tales andou na London Eye, para
contemplar a cidade. Esta roda gigante de 135 metros de
diâmetro está localizada à beira do rio Tâmisa. Suas 32
cabines envidraçadas foram fixadas à borda da roda com
espaçamentos iguais entre si. Então, a medida do arco for-
mado por cinco cabines consecutivas é igual, em metros, a
(A) π (B) π (C) π (D) π (E) π
66
5. (Fac. de Ciências da Saúde de Barretos SP) Um hos-
pital possui, em seu pátio interno, um jardim de forma
circular com 6 m de diâmetro e centro O, utilizado pelos
pacientes, que caminham ao seu redor acompanhados
dos enfermeiros. A figura ilustra a situação.
Sinal do Seno e do cosseno
• O seno é positivo no 1º e 2º quadrante.
• O seno é negativo no 3º e 4º quadrante.
• O cosseno é positivo no 1º e 4º quadrante.
• O cosseno é negativo no 2º e 3º quadrante.
Simetrias no plano cartesiano
O plano cartesiano possui três simetrias:
Um paciente desloca-se do
ponto A ao ponto B, onde
para e descansa. Sabendo
que o comprimento do
arco AB, percorrido pelo
paciente, é de 3,75 m, e
considerando π = 3, o valor
do ângulo α, correspon-
dente a esse arco, é
(A) 78° (B) 75° (C) 85° (D) 71°
Capítulo 07
Ciclo Trigonométrico
O ciclo trigonométrico é uma circunferência cujo raio
é igual a 1, sendo o centro situado na origem (0, 0) do
sistema de coordenadas cartesianas no plano.
I. Uma em rela-
ção ao eixo das
abscissas;
II. Uma em rela-
ção ao eixo das
ordenadas;
III. Uma em relação
à origem do plano
cartesiano.
Simetrias aplicadas no ciclo trigonométrico
Atividade de Aprendizagem
1. Complete as medidas dos arcos trigonométricos
correspondentes.
2. Calcule o valor do sen 150o
3. Calcule o valor de cos 135o
4. Calcule o valor de cos 120o
5. Calcule o valor de sen 120o
Podemos associar um
ponto (x, y) sobre a circun-
ferência e a esse ponto
arcos, medidos a partir
da intersecção (0, 1) do
semieixo positivo Ox,
denominado origem do
ciclo.
A partir do ponto (0, 1), é possível percorrer arcos
na circunferência, seguindo a orientação estabelecida
pela convenção:
Sentido anti-horário: positivo
Sentido horário: negativo
No triângulo retângulo OPP1, o ângulo x é agudo
e os valores de:
sen x =
PP1
1 ⟹ PP1 = sen x
e
cos x =
OP1
1 ⟹ OP1 = cos x.
Pelo Teorema de Pitágoras, no triângulo OPP1, tem-
-se que: sen²x + cos²x = 1