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SEMELHANÇAS TRIÂNGULOS E TEOREMA DE PITÁGORAS 1. POLÍGONOS SEMELHANTES: 1.1. RAZÃO DE SEMELHANÇA DOS LADOS. Dois polígonos serão semelhantes (~) se: → os ângulos correspondentes forem congruentes (≅); → os lados correspondentes forem proporcionais (=). Ex. 01) �̂� ≅ �̂�, �̂� ≅ �̂�, �̂� ≅ �̂�, �̂� ≅ �̂� AB MN = 6 2,4 = 2,5 BC NP = 3 1,2 = 2,5 CD PQ = 5 2 = 2,5 DA QM = 4 1,6 = 2,5 Portanto, 𝐀𝐁 𝐌𝐍 = 𝐁𝐂 𝐍𝐏 = 𝐂𝐃 𝐏𝐐 = 𝐃𝐀 𝐐𝐌 = 𝟐, 𝟓 Logo, quadrilátero ABCD ~ quadrilátero MNPQ OBS. Cumprir apenas uma das condições não prova que dois polígonos são semelhantes: Ex. 02) �̂� ≅ �̂�, �̂� ≅ �̂�, �̂� ≅ �̂�, �̂� ≅ �̂� AB MN = 8 6 = 4 3 BC NP = 6 3 = 2 CD PQ = 8 6 = 4 3 DA QM = 6 3 = 2 Portanto, 𝐀𝐁 𝐌𝐍 = 𝐂𝐃 𝐏𝐐 = 𝟒 𝟑 ≠ 𝐁𝐂 𝐍𝐏 = 𝐃𝐀 𝐐𝐌 = 𝟐 Logo, o quadrilátero ABCD não é semelhante ao quadrilátero MNPQ. Ex. 03) 𝐀𝐁 𝐌𝐍 = 𝐁𝐂 𝐍𝐏 = 𝐂𝐃 𝐏𝐐 = 𝐃𝐀 𝐐𝐌 = 𝟐 Embora os lados correspondentes dos quadriláteros sejam proporcionais, os ângulos internos correspondentes não são congruentes. Logo, o quadrilátero ABCD não é semelhante ao quadrilátero MNPQ. 1.2. RAZÃO DE SEMELHANÇA DOS PERÍMETROS. Quando dois polígonos são semelhantes, os perímetros desses polígonos possuem a mesma razão de dois lados correspondentes quaisquer. No exemplo 01 temos: Perímetro (P) de ABCD: 6 + 3 + 4 + 5 = 18 cm Perímetro (P’) de MNPQ: 2,4 + 1,2 + 2 + 1,6 = 7,2 cm 𝐏 𝐏′ = 𝟏𝟖 𝟕, 𝟐 = 𝟐, 𝟓 A razão de semelhança entre os perímetros é 2,5. 1.3. RAZÃO DE SEMELHANÇA DAS ÁREAS. Quando dois polígonos são semelhantes, a razão entre suas áreas é igual ao quadrado da razão de semelhança entre eles. Ex. 04) A figura abaixo mostra dois triângulos semelhantes. Se a área do menor é 8 cm2 , qual é a área do maior? Razão de semelhança entre os lados: Lado do ∆ maior Lado do ∆ menor = 3a a = 3 Razão entre as áreas: Razão de semelhança dos lados2 = 32 = 9 Área do ∆ maior Área do ∆ menor = 9 ∴ Área do ∆ maior 8 cm2 = 9 Área do ∆ maior = 9 ∗ 8 ∴ Á𝐫𝐞𝐚 𝐝𝐨 ∆ 𝐦𝐚𝐢𝐨𝐫 = 𝟕𝟐 𝐜𝐦𝟐 PRATIQUE: 1) Verifique se são verdadeiras ou falsas as afirmações a seguir. a) Dois retângulos são sempre semelhantes. b) Dois quadrados são sempre semelhantes. c) Dois triângulos são sempre semelhantes. d) Dois triângulos equiláteros são sempre semelhantes. e) Dois polígonos regulares com a mesma quantidade de lados são sempre semelhantes. 2) Considere os retângulos abaixo e verifique se são semelhantes. 3) Verifique se o par de figuras de cada item a seguir é semelhante. Sendo semelhante, determine a razão de semelhança entre as figuras. SEMELHANÇAS TRIÂNGULOS E TEOREMA DE PITÁGORAS 4) Os hexágonos regulares representados ao lado são semelhantes. Qual é a razão de semelhança entre eles? 5) Considere que os trapézios ABCD e MQPN, representados a seguir, são semelhantes e que as medidas estão indicadas em centímetro. Determine as medidas x, y e z. 6) Determine as medidas e área de um trapézio de 108 cm de perímetro semelhante ao trapézio abaixo. 7) Os lados de um triângulo têm medidas a = 10 cm, b = 8 cm e c = 5 cm. Determine as medidas dos lados de um triângulo semelhante ao triângulo ABC, com 69 cm de perímetro. 8) A razão de semelhança entre dois triângulos é 6. Se a área do triângulo menor é 20 cm2 qual é a área do triângulo maior? 9) Sabendo que a altura da vara é de 2 m, a sua sombra projetada é de 3 m e a distância entre B e C é de 210 m, qual é a altura aproximada da pirâmide de Queóps? 10) Determine a altura do muro sabendo que a extremidade da escada está apoiada no topo do muro. 11) Considere um triângulo ABC cujos lados medem: • AB = 12 cm • BC = 20 cm • AC = 16 cm Um triângulo DEF, semelhante ao triângulo ABC, tem seu menor lado medindo 8 cm. Determine as medidas dos outros dois lados desse triângulo. 12) Determine o valor de x e y na figura abaixo. 13) Um ciclista partindo do pé de uma rampa (ponto C) sobe em direção ao ponto mais alto (ponto A). Ao percorrer 12 m, encontra-se no ponto B a uma altura de 2,4 m do solo. Sabendo que, no ponto mais alto essa rampa tem 4m de altura, determine o comprimento AC dessa rampa. 14) Determine o valor de x na figura abaixo. 15) No ∆ da figura a seguir, DE // BC. Nessas condições, determine o valor de x e y. y SEMELHANÇAS TRIÂNGULOS E TEOREMA DE PITÁGORAS 16) Num triângulo ABC, uma reta paralela ao lado BC determina o ponto D em AB e E em AC. Sabendo que AD = x, DB = x + 4, AE = 4, EC = 6, DE = 6 e BC = y. Determine o valor de x e y. 17) Renata precisava medir a altura de uma árvore. Para isso colocou um pedaço de cano enterrado no chão, formando um ângulo de 90º com o solo. Depois mediu os comprimentos das sombras da árvore e do cano, obtendo as medidas indicadas na figura abaixo. Qual é a medida da altura dessa árvore? 18) Sabendo que BE//CD, AD = 20 cm, AC = 12 cm, CD = 16 cm e AE = 5 cm, determine os valores de x e y, sendo AB = x e BE = y. 19) Durante um incêndio num edifício de apartamentos, os bombeiros utilizaram uma escada de 10 m para atingir a janela do apartamento em fogo. A escada estava colocada a 1 m do chão e afastada 6 m do edifício. Qual é a altura do edifício em chamas em relação ao chão? 20) Às 10h 45min de uma manhã ensolarada, as sombras de um edifício e de um poste de 8 metros de altura foram medidas ao mesmo tempo. Foram encontrados 30 metros e 12 metros, respectivamente, conforma a ilustração. De acordo com as informações acima, qual a altura h do prédio em cm? 21) Os triângulos ABC e AED, representados na figura a seguir são semelhantes, sendo o ângulo AD̂E congruente ao ângulo AĈB. Se BC = 16 cm, AC = 20 cm, AD = 10 cm e AE = 10,4 cm, determine o comprimento do segmento DE. 22) Aplicando o teorema fundamental da semelhança, determine o valor de x e y na figura abaixo. 23) Sabendo que os segmentos AB e DE são paralelas, determine o valor da medida y na figura abaixo. 24) O triângulo abaixo foi dividido em duas partes por meio de uma reta paralela a sua base. a) Calcule os segmentos x, y e z. b) Sabendo que a área do triângulo grande é igual a 252, calcule a área do triângulo menor e a área do trapézio. SEMELHANÇAS TRIÂNGULOS E TEOREMA DE PITÁGORAS 2. TEOREMA DE PITÁGORAS 𝐚𝟐 = 𝐛𝟐 + 𝐜𝟐 • a: hipotenusa • b e c: catetos De forma geométrica: Obs. Para o teorema ser aplicado, é necessário que o triângulo seja retângulo, a hipotenusa sempre será oposta ao ângulo reto (90°). 2.1. APLICAÇÃO DO TEOREMA DE PITÁGORAS NO TRIÂNGULO EQUILÁTERO (TODOS OS LADOS IGUAIS): Logo, aplicando o teorema, podemos reescrever a altura (h) em função do lado (l): hip2 = cat1 2 + cat2 2 4l2 − l2 4 = h2 l2 = h2 + ( l 2 ) 2 3l2 4 = h2 l2 − ( l 2 ) 2 = h2 h2 = 3l2 4 l2 − l2 4 = h2 h = √ 3l2 4 l2 1 − l2 4 = h2 𝐡 = 𝐥√𝟑 𝟐 Ex. 01) Descubra o valor da altura de um triângulo equilátero de lado 2√2: → Substituindo 2√2 em l, temos: hip2 = cat1 2 + cat2 2 8 − 2 = h2 (2√2)2 = h2 + ( 2√2 2 ) 2 6 = h2 (2√2)2 − ( 2√2 2 ) 2 = h2 h2 = 6 4 ∗ 2 − 4 ∗ 2 4 = h2 𝐡 = √𝟔 Ex. 02) Descubra o valor do lado de um triângulo equilátero de altura √6: → Substituindo √6 em h, temos: hip2 = cat1 2 + cat2 2 3l2 4 = (√6)2 l2 = (√6)2 + ( l 2 ) 2 3l2 4 = 6 l2 − ( l 2 ) 2 = (√6)2 3l2 = 6 ∗ 4 l2 − l2 4 = (√6)2 l2 = ( 24 3 ) l2 1 − l2 4 = (√6)2 l2 = 8 4l2 − l2 4 = (√6)2𝐥 = 𝟐√𝟐 2.2. APLICAÇÃO DO TEOREMA DE PITÁGORAS NO QUADRADO Logo, aplicando o teorema, podemos reescrever a diagonal (d) em função do lado (l): hip2 = cat1 2 + cat2 2 d2 = l2 + l2 d2 = 2l2 d = √2l2 𝐝 = 𝐥√𝟐 Ex. 03) Calcule o valor da diagonal de um quadrado de lado 2√2. → Substituindo 2√2 em l, temos: hip2 = cat1 2 + cat2 2 d2 = 8 + 8 d2 = (2√2) 2 + (2√2) 2 d = √16 d2 = 4 ∗ 2 + 4 ∗ 2 𝐝 = 𝟒 Ex. 04) Calcule o valor do lado de um quadrado de diagonal 2√2. → Substituindo 2√2 em d, temos: hip2 = cat1 2 + cat2 2 4 = l2 (2√2) 2 = l2 + l2 l2 = 4 (2√2) 2 = 2l2 l = √4 4 ∗ 2 = 2l2 𝐥 = 𝟐 PRATIQUE: 26) Calcule a medida da diagonal do quadrado. SEMELHANÇAS TRIÂNGULOS E TEOREMA DE PITÁGORAS 27) Um quadrado tem lados de 12 m de comprimento. Qual é o comprimento de sua diagonal? 28) A diagonal de um quadrado é 19√2 cm. Qual é o comprimento de seus lados? 29) Sabendo que a diagonal de um quadrado mede 8√2 m, quanto mede o perímetro do quadrado? 30) Uma formiga partiu de um ponto A, percorreu 3 m no sentido leste, depois mais 3m no sentido norte, chegando ao ponto B. Qual a menor distância entre esses pontos? 31) Determine a medida da diagonal de um quadrado de 1600 cm de área. 32) Calcule a altura dos triângulos a seguir. a) b) 33) Encontre o comprimento da altura de um triângulo equilátero que tem lados de comprimento 2 m. 34) Se a altura de um triângulo equilátero é 6 cm, qual é o comprimento de um de seus lados? 35) O perímetro de um triângulo equilátero é igual a 30 cm. Encontre o comprimento de sua altura. 36) Determine a área do triângulo ao lado, usando o metro como unidade de medida. 37) Calcule a medida da diagonal do paralelepípedo a seguir. 38) Uma porteira de fazenda terá a forma de retângulo. Para dar rigidez à estrutura, uma barra de madeira será colocada na diagonal do retângulo, como você vê no projeto do carpinteiro. Com as medidas dadas, qual será o comprimento da barra em metros? 39) Na figura abaixo, o valor de x é: 40) A figura abaixo mostra um muro que tem 3m de altura. Sabendo-se que o pé da escada está a 4m do muro, então o comprimento da escada é: SEMELHANÇAS TRIÂNGULOS E TEOREMA DE PITÁGORAS 41) Na figura abaixo, o valor de x é: 42) Num triângulo retângulo, um cateto é o dobro do outro, e a hipotenusa mede 10cm. A soma dos catetos mede: a) 4√5 b) 6√5 c) 8√5 d) 12√5 e) n.d.a 43) Estou fazendo uma estrutura que terá o formato de um triângulo retângulo com dois dos seus maiores lados medindo 8 m e 10 m. O perímetro dessa estrutura é de quantos metros? a) 12. b) 24. c) 26. d) 80. e) 36. 44) Qual o perímetro de um quadrado cuja diagonal mede 2 cm? a) √2 b) √8 c) 4√2 d) 8√3 2 e) 2√3 2 45) A hipotenusa de um triângulo retângulo isósceles mede 5√8 cm. Quanto medem os catetos? 46) Em um retângulo, a medida da diagonal é expressa por (x + 8) cm e as medidas dos lados são expressas por x cm e 12 cm. Nessas condições, qual é o perímetro desse retângulo? 47) Na figura abaixo, que representa o projeto de uma escada com 5 degraus de mesma altura, o comprimento total do corrimão é igual a: 48) Um ciclista acrobático passará de um prédio a outro com uma bicicleta especial e sobre um cabo de aço, como demonstra o esquema a seguir. Qual é a medida mínima do comprimento do cabo de aço? 49) Um dos catetos de um triângulo retângulo mede 20 cm e o outro é igual a 3/4 do primeiro. Determine a medida da hipotenusa desse triângulo. a) 20 b) 25 c) 30 d) 35 e) 40 50) Dois prédios construídos num mesmo plano a 12 metros de distância um do outro medem 17 m e 22m de altura. Deseja-se construir uma passarela a fim de unir seus topos. Qual será o menor comprimento possível desta passarela? a) 11 b) 12 c) 13 d) 14 e) 15 51) As extremidades de um fio de antena totalmente esticado estão presas no topo de um prédio e no topo de um poste, respectivamente, de 16m e 4m de altura. Considerando-se o terreno horizontal e sabendo-se que a distância entre o prédio e o poste é de 9m, o comprimento do fio, em metros, é: a) 12 b) 15 c) 20 d) 25 e) 30 52) Na figura, o triângulo ABC é retângulo em Â. Sabendo-se que AD = 2, CD = 8 e BD = 5, a medida do lado BC é: