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107 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS CAPÍTULO 12: APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS 108 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Figuras geométricas no espaço: mundo concreto e mundo abstrato Mundo concreto: é mundo no qual vivemos e realizamos nossas atividades. Mundo abstrato: é o mundo onde ocorrem pensamentos, reflexões, ideias e também representação mental que fazemos das coisas do mundo concreto. A Geometria é um conhecimento matemático que se desen- volve no mundo abstrato, com base no mundo concreto, real. E há muito tempo, na Grécia Antiga, os grandes filósofos já estudavam a Geometria. Veja a ilustração abaixo retirada de um livro de His- tória da Matemática: Vejamos na figura abaixo algumas coisas existentes no nosso mundo real e sua “correspondência” no mundo abstrato da geometria. 109 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Os cubos de gelo têm formato da figura abstrata “cubo”, as- sim como os outros objetos também têm formatos de figuras abs- tratas como você pode perceber. 12.4.1 Classificação das figuras geométricas 1. Sólidos geométricos: figuras tridimensionais 110 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS 2. Regiões planas: figuras bidimensionais 3. Linhas: figuras unidimensionais Comprimento Dimensão O que significa desenho em 2D e desenho em 3D? 2D significa bidimensional, ou seja, tem duas dimensões. Um desenho 2D possui imagens planas sem profundidade. Já os desenhos feitos em 3D, ou o cinema 3D, que significa tridimensio- nal, ou seja tem três dimensões, possuem profundidade. Veja, o primeiro desenho é em 2D, já o segundo desenho dá a ideia de 3D. Reta, segmento de reta e semirreta 111 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Reta: As setas indicam que a reta cresce infinitamente nas duas direções. Segmento de reta: Os pontos indicam que as semirretas são finitas, começa em um ponto e termina no outro ponto. Semirreta: Na semirreta uma extremidade é limitada e na outra extre- midade ilimitada. Polígonos Polígono é a figura plana formada por uma linha poligonal fechada e simples. Cite exemplos de polígonos. 112 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Elementos de um polígono: ● Lado: é cada um dos segmentos de reta que com- põe o polígono. ● Vértice: é cada ponto comum a dois lados. ● Diagonal: é cada segmento de reta cujas extremidades são formadas por dois vértices não consecutivos. Figura 12-1: Nomenclatura dos polígonos Polígono Nome Triângulo Quadrilátero Pentágono Hexágono Heptágono Octógono Quantidade de lados 3 4 5 6 7 8 Quantidade de vértices 3 4 5 6 7 8 Polígono Nome Eneágono Decágono Undecágono Dodecágono Pentadecágono Icoságono Quantidade de lados 9 10 11 12 15 20 Quantidade de vértices 9 10 11 12 15 20 Classificação dos polígonos em convexo e não convexo Cada polígono delimita uma região plana que é chamada in- terior do polígono 113 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Interior do hexágono Interior do decágono Os polígonos podem ser convexos ou não conve- xos (côncavo). Convexos: para quaisquer dois pontos do seu interior, o segmento de reta com extremos nesses pontos está totalmente contido no interior do polígono. Não convexos: quando existem dois pontos do seu interior cujo segmento de reta com extremos nesses pontos não está total- mente contido no interior do polígono. Exemplos de polígonos convexos e não convexos: 114 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Regiões planas: Observe que o contorno de cada uma dessas regiões planas 3, 4, 5 e 6 é um polígono. Por isso, classificamos cada uma dessas regiões planas de regiões planas poligonais. As figuras 1, 2 e 7 são denominadas regiões planas não poligonais. Círculo e circunferência: Círculo e circunferência são duas figuras geométricas muito parecidas, o que pode ocasionar dúvidas sobre as suas definições. 115 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Chamamos de circunferência o conjunto de todos os pontos que equidistam, isto é, tem a mesma distância de um ponto fixado. A partir de um ponto fixado, um círculo é o conjunto de todos os pontos que tem a uma distância menor ou igual a uma dis- tância dada. Ou seja, podemos verificar que uma circunferência seria a apenas a fronteira da forma geométrica, enquanto que o círculo engloba a fronteira e também a região interior. Sólidos geométricos Os sólidos geométricos são objetos tridimensionais definidos no espaço. Alguns exemplos de sólidos geométricos são: cubos, pi- râmides, prismas, cilindros e esferas. O conjunto de todos os sólidos geométricos costuma ser dividido em três grandes grupos: poliedros, corpos redondos e outros. Agora observe as figuras a seguir: 116 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS As figuras que estão em vermelho são chamadas de polie- dros. Poliedro é um sólido geométrico cuja superfície é formada apenas por regiões planas poligonais. Já as figuras prateadas são os não poliedros ou corpos redondos que são sólidos que, quan- do colocados em um plano inclinado, rolam. Elementos de um poliedro ● Face: é cada região plana poligonal que o compõe. ● Aresta: cada segmento de reta comum a duas faces. ● Vértice: é cada ponto comum a duas arestas. 117 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Classificação dos poliedros em convexo e não convexo Cada poliedro delimita uma região do espaço que é denomi- nada região interna. Poliedros convexos: Um poliedro é convexo quando, para quaisquer dois pontos de seu interior, o segmento de reta com extremos nesses pontos está totalmente contido no interior do poliedro. Poliedros não convexos: Um poliedro é não convexo quando existem dois pontos do seu interior cujo segmento de reta com extremos nesses pontos não está totalmente contido no interior do poliedro. Relação nos poliedros convexos Observe na tabela abaixo a relação dos sólidos: 118 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Relação de Euler: Em todos os poliedros convexos, a soma da quantidade de vértices e da quantidade de faces é igual à quantidade de arestas mais duas unidades. Veja a tabela abaixo: Assim, vamos ter: V + F = A + 2, onde V = vértice, F = face e A = aresta. Agora observe as figuras a seguir e indique as diferenças en- tre esses dois grupos. 119 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS As figuras da esquerda são chamadas de prismas e as da direita são chamadas de pirâmides. As faces laterais de um prisma são sempre quadrangu- lares e suas bases são sempre regiões planas poligonais con- gruentes que estão contidas em planos paralelos. Nomeamos um prisma de acordo com a sua base. Respectivamente da esquerda para a direita temos os prismas: base triangular, base quadrangu- lar, base pentagonal e base hexagonal. As faces laterais de uma pirâmide são sempre triangula- res e sua base é uma região plana poligonal. Nomeamos uma pirâmide de acordo com a sua base. Da esquerda para a direita temos respectivamente as pirâmides: de base triangular, de base pentagonal, de base quadrangular e base triangular novamente. Prismas Os prismas também fazem parte do grupo dos poliedros con- vexos. Observe os prismas apresentados a seguir: 120 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS As faces laterais de um prisma são sempre quadrangulares e suas bases são regiões planas poligonais congruentes que estão contidas em planos paralelos. Nomeamos um prisma de acordo com a sua base. Veja algumas figuras que têm formato de prisma: Pirâmides As pirâmides fazem parte do grupo dos poliedros convexos. Observe a construção de uma pirâmide: ● Primeiro desenhamos um polígono em um plano e depois consideramos um ponto, não contido neste plano. 121 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS ● Depois ligamos esse ponto a cada um dos vértices do polígono. Agora temos uma pirâmide. As demais faces são denominadas faces laterais. As faces laterais de uma pirâmide são sempre triangulares. Sua base é uma região plana poligonal. Podemos nomear uma pi- râmide de acordo com a sua base. 122 APROFUNDANDOAS FORMAS GEOMÉTRICAS Construções que possuem formato de pirâmide Paralelepípedo Os paralelepípedos são prismas cujas faces são regiões planas quadrangulares que apresentam lados opostos paralelos. Quando um paralelepípedo apresenta todas as faces retangulares, dizemos que é um paralelepípedo retângulo. 123 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS O cubo é um caso particular de paralelepípedo, onde todas as faces são regiões planas quadradas. Não poliedros ou corpos redondos Os não poliedros mais conhecidos são o cone, o cilindro e a esfera. Cone Podemos imaginar que o cone é construído da se- guinte forma: 1. Desenhamos uma circunferência em um plano e um pon- to fora desse plano. 124 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS 2. Ligamos esse ponto a cada um dos pontos da circunferên- cia. Agora temos um cone. Algumas coisas que têm formato de cone: 125 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Cilindro Podemos imaginar que um cilindro é construído da seguinte forma: 1. Desenhamos uma circunferência em um plano e conside- ramos um segmento de reta em que um dos extremos é um ponto da circunferência e o outro é um ponto qualquer. 126 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS 2. Traçamos outros segmentos de reta, paralelos e de mesmo comprimento do considerado inicialmente, com um dos extremos em cada um dos outros pontos da circunferência. Coisas que têm formato cilíndrico Esfera Uma esfera é construída da seguinte maneira: 1. Consideramos um ponto que será o centro da esfera e es- colhemos uma medida, por exemplo, 2 cm. 127 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS 2. A esfera será, então, a figura formada por todos os pontos do espaço que distam até dois centímetros do centro da esfera. Algumas coisas com formato cilíndrico Simetria As imagens abaixo apresentam simetria em relação a uma reta: é possível dobrá-las de modo que as duas partes que se sobre- põem coincidam. 128 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Essa simetria também é denominada simetria axial. A linha acima que divide a figura em duas partes iguais é denominada eixo de simetria. Algumas figuras geométricas também são simétricas em relação a uma reta. Simetria axial ● Uma figura tem simetria axial quando tem pelo menos um eixo de simetria (reta que divide a figura em duas partes iguais que se podem sobrepor por reflexão). ● Uma figura geométrica pode ter mais de um eixo de simetria. ● Quantos eixos de simetria tem o círculo? O círculo tem infinitos eixos de simetria Eixo de simetria Equilátero 3 eixos de simetria Isósceles 1 eixo de simetria Retângulo não tem simetria axial Quadrado 4 eixos de simetria Retângulo 2 eixos de simetria 129 APROFUNDANDO AS FORMAS GEOMÉTRICAS Figuras assimétricas Quando a figura não apresenta simetria, dizemos que a figu- ra é assimétrica. “A Natureza está escrita em linguagem matemática” Formato do Hexágono Formato do Pentágono Simetria Formato de Linhas Formato da Espiral na Via Láctea Formato da Esférico 130 � EXERCÍCIOS PROPOSTOS - UNIDADE 6 1) Os polígonos podem ser classificados como convexos ou não convexos, regulares ou não regulares. A respeito dessa classificação, assinale a alternativa correta: (a) Um polígono é convexo quando qualquer segmento de reta, que possui extremidades em seu interior, não possui pontos fora dele. (b) Um polígono é dito convexo quando possui todos os lados iguais. (c) Um polígono é dito convexo quando possui todos os ângulos iguais. (d) Um polígono é regular quando possui lados congruentes. (e) Um polígono é dito regular quando um segmento de reta, que possui extremidades em seu interior, possui pontos fora dele. 2) Maria quer inovar em sua loja de embalagens e decidiu vender caixas com diferentes formatos. Nas imagens apresentadas estão as planifica- ções dessas caixas. (a) Cilindro, prisma de base pentagonal e pirâmide. (b) Cone, prisma de base pentagonal e pirâmide. (c) Cone, tronco de pirâmide e pirâmide. (d) Cilindro, tronco de pirâmide e prisma. (e) Cilindro, prisma e tronco de cone. 131 EX ER C ÍC IO S P R O P O ST O S - U N ID A D E 6 3) Quantos cubos A precisa-se empilhar para formar o paralelepípedo B? (a) 60 (b) 47 (c) 94 (d) 39 (e) 48 4) Um poliedro convexo tem cinco faces e cinco vértices. O número de ares- tas deste poliedro é: (a) 8 (b) 7 (c) 6 (d) 5 (e) 4 132 EX ER C ÍC IO S P R O P O ST O S - U N ID A D E 6 5) Simetrias são encontradas, frequentemente, em nosso dia-a-dia. Elas estão nas asas de uma borboleta, nas pétalas de uma flor ou em uma concha do mar. Em linguagem informal, uma figura no plano é simétrica quando for possível dobrá-la em duas partes, de modo que essas partes coincidam completamente. De acordo com a descrição acima, qual das figuras a seguir é simétrica? (a) (b) (c) (d) (e) 133 � BIBLIOGRAFIA BÁSICA NACARATO, OM. MENGALI, BLS. PASSOA CLB. A matemática nos anos iniciais do ensino fundamental: tecendo fios do ensinar e do aprender. Autentica Editora.2ª Edição. 2015 BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular. BNCC, dezembro-2017. Acesso em 27/01/2019- http://basenacionalco- mum.mec.gov.br/wp-content/uploads/2018/02/bncc-20dez-site.pdf NOVA ESCOLA. BNCC NA PRÁTICA Aprenda tudo sobre as Competências Gerais. Acessado em 27/01/2019. https://nova-escola-producao.s3.ama- zonaws.com/JQtb9x4pJtbXaRk9VxTBEbTQu7sHHSM8kVyCsTkfHwY- gA8rdfAbFhJsQg5eh/guiabncccompetenciasgeraisnovaescola.pdf 134 � BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR FÁVARO, Sílvio; KMETEUK FILHO, Osmir. Noções de lógica e matemá- tica básica. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2005. MACHADO, Nílson José; CUNHA, Marisa Ortegosa da. Lógica e lingua- gem cotidiana: verdade, coerência, comunicação, argumentação. Belo Horizonte: Autêntica, 2005. NUNES, Terezinha; CAMPOS, Tânia Maria Mendonça; MAGINA, San- dra; BRYANT, Peter. Educação Matemática: Números e operações numé- ricas. São Paulo, Cortez Editora, 2005. SMOLE, Kátia Stocco. A Matemática na Educação Infantil. Editorial Pen- so. (Disponível na Biblioteca Virtual) 135 " GABARITO Unidade 1: 1. (a) 2. (a) 3. (a) 4. (a) 5. (a) Unidade 2: 1. (a) 2. (a) 3. (a) 4. (a) 5. (a) Unidade 3: 1. (a) 2. (a) 3. (a) 4. (a) 5. (a) Unidade 4: 1. (a) 2. (a) 3. (a) 4. (a) 5. (a) Unidade 5: 1. (a) 2. (a) 3. (a) 4. (a) 5. (a) 136 G A B A R IT O Unidade 6: 1. (a) 2. (a) 3. (a) 4. (a) 5. (a)