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GEOMETRIA PLANA E ESPACIAL PROF. LUIZ CARLOS MARTINS JR ENGENHARIA BÁSICA UNIVERSIDADE PAULISTA (UNIP) 2017 Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 1 REAS DE FIGURAS PLANAS Algumas definições Segmentos congruentes: Dois segmentos são congruentes quando têm as mesmas medidas. Ângulos congruentes: Dois ângulos são congruentes quando têm as mesmas medidas. Ângulo agudo: menor que 90º. Ângulo obtuso: Maior que 90º. Ângulo reto: igual a 90º. Polígono: É uma figura plana formada por três ou mais segmentos de reta chamados lados de modo que cada lado tem interseção com somente outros dois lados próximos, sendo que tais interseções são denominadas vértices do polígono e os lados próximos não são paralelos. A região interior ao polígono é muitas vezes tratada como se fosse o próprio polígono. Perímetro do polígono é a soma de todas as medidas dos lados do polígono. Diagonal de um polígono: é qualquer segmento de reta que une 2 vértices não consecutivos. Polígono regular: é um polígono onde todos os lados e ângulos são congruentes. Polígono convexo: É um polígono construído de modo que os prolongamentos dos lados nunca ficarão no interior da figura original. Se dois pontos pertencem a um polígono convexo, então todo o segmento tendo estes dois pontos como extremidades, estará inteiramente contido no polígono. Exemplos: Não são polígonos polígono convexo polígono não convexo polígono regular Nomenclatura: Os polígonos podem ser classificados segundo o número de lados. Polígono No de lados Polígono No de lados Triângulo 3 Quadrilátero 4 Pentágono 5 Hexágono 6 Heptágono 7 Octógono 8 Eneágono 9 Decágono 10 Undecágono 11 Dodecágono 12 Triângulos Os triângulos são polígonos de três lados. Podem ser classificados segundo seus lados ou ângulos: Quanto aos lados os triângulos podem ser eqüiláteros (todos os lados iguais), isósceles (dois lados iguais) ou escaleno (todos os lados diferentes). Quanto aos ângulos os triângulos pode ser acutângulo (todos os ângulos agudos), obtusângulo (1 ângulo obtuso) ou retângulo (1 ângulo reto). Equilátero Isósceles Escaleno Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Acutângulo Algumas propriedades: A soma dos ângulos internos é igual a 180º Num triângulo, ou em triângulos iguais, a lados Num triângulo, ou em triângulos iguais, a ângulos iguais opõem Num triângulo, ao maior lado opõem Note que todo triângulo têm 3 bases, e portanto, 3 alturas (relativas a essas bases) O triângulo eqüilátero é um polígono regular. Fórmulas para o cálculo da área de um triângulo Considere o triângulo abaixo Chamando de ܣ a área do triângulo, temos: I: Fórmula Básica: ܣ = ଶ II: Fórmula do seno: ܣ = III: Fórmula de Heron: ܣ = ඥ onde Observações: Note que a fórmula I necessita de 1 lado enquanto conhecidos, e a fórmula O ângulo da fórmula II é formado pelos lados conhecidos a e b. Paralelogramo Um paralelogramo é um quadrilátero cujos lados opostos são paralelos. Pode paralelogramo: Os lados opostos são congruentes; Os ângulos opostos são congruentes; A soma de dois ângulos consecutivos vale 180 As diagonais cortam-se ao meio. Fórmula para o cálculo da área de um paralelogramo: ܣ = Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Obtusângulo Retângulo A soma dos ângulos internos é igual a 180º. Num triângulo, ou em triângulos iguais, a lados de mesma medida opõem- Num triângulo, ou em triângulos iguais, a ângulos iguais opõem-se lados de mesma medida Num triângulo, ao maior lado opõem-se o maior ângulo. Note que todo triângulo têm 3 bases, e portanto, 3 alturas (relativas a essas bases) riângulo eqüilátero é um polígono regular. Fórmulas para o cálculo da área de um triângulo baixo, onde: ቐ ܽ, ܾ, ܿ são os comprimentos dos lados ܣ, ܤ, ܥ são os vértices ܣመ, ܤ, ܥመ são as medidas dos ângulos nos a área do triângulo, temos: ୱ୧୬ መ ଶ ඥ( − ܽ)( − ܾ)( − ܿ) onde = ାା ଶ é chamado de semi perímetro. Note que a fórmula I necessita de 1 lado enquanto que a fórmula II e a fórmula III, de 3 lados conhecidos. O ângulo da fórmula II é formado pelos lados conhecidos a e b. um quadrilátero cujos lados opostos são paralelos. Pode Os lados opostos são congruentes; os opostos são congruentes; s ângulos consecutivos vale 180o; se ao meio. = ܾℎ ܣ ܥ ܤ ܾ ܿ ܽ ℎ ܾ ℎ Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 2 Retângulo -se ângulos iguais. de mesma medida. Note que todo triângulo têm 3 bases, e portanto, 3 alturas (relativas a essas bases) lados nos respectivos vértices a fórmula II, precisa de 2 lados um quadrilátero cujos lados opostos são paralelos. Pode-se mostrar que num Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 3 Paralelogramos importantes: Retângulo: É um paralelogramo com quatro ângulos congruentes (e portanto retos). Obs: ficando claro que a figura trata-se de um retângulo, não é necessário indicar que os ângulos são todos de 90º. Área: ܣ = ܾℎ Propriedades: - lados opostos com a mesma medida - 4 ângulos retos - diagonais com mesma medida que se “cruzam” exatamente ao meio Quadrado: É um paralelogramo com os 4 lados congruentes e os 4 ângulos congruentes. Logo, é ao mesmo tempo um losango (ver definição abaixo) e um retângulo. O quadrado é um polígono regular. Área: ܣ = ܾଶ Propriedades: - 4 lados com medidas iguais - 4 ângulos retos (90º ) - diagonais perpendiculares e de mesma medida Losango: Paralelogramo que tem todos os 4 lados congruentes. As diagonais de um losango formam um ângulo reto. Sendo ܦ o comprimento da diagonal maior e ݀ a medida da diagonal menor, temos: Área: ܣ = ௗ ଶ Propriedades: - 4 lados com mesma medida (congruentes) - ângulos opostos iguais (congruentes) - diagonais perpendiculares que se cruzam ao meio (bissectam) Trapézio Trapézio: é um quadrilátero que só possui dois lados opostos paralelos com comprimentos distintos, denominados base menor ܾ e base maior ܤ. Pode-se mostrar que o segmento que liga os pontos médios dos lados não paralelos de um trapézio é paralelo às bases e o seu comprimento é a média aritmética das somas das medidas das bases maior e menor do trapézio. Área: ܣ = (ା) ଶ Os trapézios podem ser: escaleno quando todos os lados têm medidas diferentes; isósceles quando os lados não paralelos são congruentes (neste caso, existem dois ângulos congruentes e dois lados congruentes); retângulo quando têm 2 ângulos consecutivos retos. Trapézio escaleno Trapézio isósceles Trapézio retângulo ℎ ܾ ܾ ܾ ܦ ݀ ܾ ܤ ℎ Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Círculo e circunferência Circunferência é a figura geométrica formada por todos os pontos de um plano que distam igualmente de um ponto fixo. Esse ponto fixo é denominamos de centro da circunferência (ponto O). A distância constante denominamos de raio Círculo é a reunião da circunferência com seu interior. Vejamos alguns elementos da circunferência: Qualquer segmento que une o Centro a qualque (r). Qualquer segmento circunferência chama- Dois pontos quaisquer e distintos de uma circunferência definem dois circunferência. A corda que passa pelo centroda circunferência chama a maior corda da circunferência e seu comprimento é igual ao dobro do comprimento do raio. Vamos indicar o diâmetro por d, logo Corda Fórmulas: Área do círculo de raio r: Comprimento da circunferência de raio r: Para calcular o comprimento de um arco de circunferência e/ou a área de um setor circular, usamos as fórmul Círculo Setor Circular Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto é a figura geométrica formada por todos os pontos de um plano que distam igualmente de um ponto fixo. Esse ponto fixo é da circunferência (ponto O). A distância (indicado por ݎ). Veja figura ao lado. é a reunião da circunferência com seu interior. Vejamos alguns elementos da circunferência: Qualquer segmento que une o Centro a qualquer ponto da circunferência chama Qualquer segmento de reta que une dois pontos quaisquer e distintos de uma -se corda. Dois pontos quaisquer e distintos de uma circunferência definem dois passa pelo centro da circunferência chama-se diâmetro a maior corda da circunferência e seu comprimento é igual ao dobro do comprimento do raio. Vamos indicar o diâmetro por d, logo ݀ = 2ݎ. Corda Diâmetro Outros nomes Área do círculo de raio r: ܣ = ߨݎଶ Comprimento da circunferência de raio r: ܥ = 2ߨݎ comprimento de um arco de circunferência e/ou a área de um setor circular, usamos as fórmulas acima e regra de 3 simples direta: Arco Círculo Semicírculo Trapézio Circular Segmento Circular Setor Circular Setor de Coroa Coroa Circular Lúnula Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 4 é a figura geométrica formada por todos os pontos de um plano que distam igualmente de um ponto fixo. Esse ponto fixo é da circunferência (ponto O). A distância r ponto da circunferência chama-se raio que une dois pontos quaisquer e distintos de uma Dois pontos quaisquer e distintos de uma circunferência definem dois arcos de diâmetro. Assim, o diâmetro é a maior corda da circunferência e seu comprimento é igual ao dobro do comprimento do Diâmetro Segmento Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Exercícios em aula 1) Encontre a fórmula para a altura 2) Encontre a fórmula para a área de um hexágono regular de lado 3) Encontre a fórmula para a área de um polígono regular em função do semi perímetro p e da apótema. (Obs: apótema = raio da circunferência inscrita) 4) Um terreno retangular tem 72m de perímetro. O comprimento é o dobro da largura. Calcule sua área. 5) Qual é a área de um paralelogramo no qual dois lados consecutivos medem 7 cm e 5 cm, sabendo se que eles formam um ângulo de 120º? 6) Um triângulo isósceles tem base medindo 8 cm e lados iguais com medidas de 5 cm. A área deste triângulo é: a) 20 cm2. b) 10 cm2. 7) Num triângulo ABC, ܾ = 8) Sabendo que BD=12, qual a área 9) Determine a área do quadrado de 10) As diagonais de um losango medem 10 cm e 15 cm. Qual é a medida da sua superfície? 11) Qual é a medida da área de um losango cuja base mede 12 cm e cuja altura seja de 9 cm? 12) Qual é a área de um setor circular com ângulo de 30° e raio d 13) Qual é a área de uma coroa circular com raio externo de 20 cm e largura de 5 cm? Área do setor: ࡿ = ࢻࡾ ou Comprimento do arco: ࡸ = ܵ ܮ S = área do segmento circular Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Encontre a fórmula para a altura ℎ e a área ܣ de um triângulo eqüilátero de lado Encontre a fórmula para a área de um hexágono regular de lado ܽ. Encontre a fórmula para a área de um polígono regular em função do semi perímetro p e da . (Obs: apótema = raio da circunferência inscrita) Um terreno retangular tem 72m de perímetro. O comprimento é o dobro da largura. Calcule sua rea de um paralelogramo no qual dois lados consecutivos medem 7 cm e 5 cm, sabendo se que eles formam um ângulo de 120º? Um triângulo isósceles tem base medindo 8 cm e lados iguais com medidas de 5 cm. A área deste . c) 24 cm2. d) 18 cm2. e) 12 cm2. √3 e ܿ = √2 e a área vale √ସ . Calcule o valor de Sabendo que BD=12, qual a área do quadrilátero e do segmento circular abaixo. Determine a área do quadrado de diagonal igual a 7 cm. As diagonais de um losango medem 10 cm e 15 cm. Qual é a medida da sua superfície? Qual é a medida da área de um losango cuja base mede 12 cm e cuja altura seja de 9 cm? Qual é a área de um setor circular com ângulo de 30° e raio de 12 cm? Qual é a área de uma coroa circular com raio externo de 20 cm e largura de 5 cm? (ߙ em radianos) ou ࡿ = ࡸࡾ = ࢻࡾ ܮ S = área do segmento circular S´ = área do setor circular S´´ = área triângulo Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 5 de um triângulo eqüilátero de lado ܽ. Encontre a fórmula para a área de um polígono regular em função do semi perímetro p e da Um terreno retangular tem 72m de perímetro. O comprimento é o dobro da largura. Calcule sua rea de um paralelogramo no qual dois lados consecutivos medem 7 cm e 5 cm, sabendo- Um triângulo isósceles tem base medindo 8 cm e lados iguais com medidas de 5 cm. A área deste o valor de ݏ݁݊ ܣመ. e do segmento circular abaixo. As diagonais de um losango medem 10 cm e 15 cm. Qual é a medida da sua superfície? Qual é a medida da área de um losango cuja base mede 12 cm e cuja altura seja de 9 cm? Qual é a área de uma coroa circular com raio externo de 20 cm e largura de 5 cm? S´´ = área do triângulo Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos 14) Calcule a área, em cm2 transversos iguais a 0,5dm. Exercícios propostos 1) Calcule a área do triângulo 2) Numa figura retangular a diagonal mede 10cm e um dos lad 3) Uma piscina tem 8m de comprimento, 4m de largura e 1,20m de profundidade. Deseja azulejos quadrados de 0,20m de lado nas paredes laterais e no fundo da piscina. Quantos azulejos serão necessários? 4) Vamos calcular a área de um losango, sabendo qu menor mede 2,4 cm. 5) Sabendo que a base maior de um trapézio mede 12 cm, base menor mede 3,4 cm e sua altura mede 5 cm. Calcule a área deste trapézio. 6) Um pedreiro deseja cobrir o piso de uma sala com formato para isso, quer usar cerâmicas com medidas de 20 cm por 20 cm. Considerando o que foi dito, o número mínimo de cerâmicas que serão usadas é igual a: a) 3100 b) 2100. c) 1500. 7) A figura ao lado representa sete hexágonos regulares de lado 1 e um hexágono maior, cujos vértices coincidem com os centros de seis dos hexágonos menores. Então, a área do pentágono hachurado é igual a a) 3√3 b) 2√3 8) Um arco de circunferência mede 300º, e seu comprimento é 2 km. Qual o número inteiro mais próximo da medida do raio em metros? a) 157 b) 284 c) 382 d 9) O perímetro de um setor circular d radianos é igual ao perímetro de um quadrado de lado a) గ ଷ b) 2 c) 1 d) 10) Dois irmãos herdaram um terreno com a seguinte forma e Para dividir o terreno em duas partes de mesma área, eles usaram uma reta perpendicular a Para que a divisão seja feita corretamente, a distância dessa reta ao ponto A, em metros, deverá ser: a) 31 b) 32 c) 33 11) Na figura ABC é retângulo com catetos BC = 3 e AB = 4. Além disso, o ponto D pertence ao cateto AB, o ponto E pertence ao cateto BC e o ponto F pertence a hipotenusa AC, de tal forma que DECF seja um paralelogramo. Se DE Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista(UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto 2, de um trapézio isósceles de bases iguais a 12 cm e 40mm e lados transversos iguais a 0,5dm. Calcule a área do triângulo eqüilátero de 36 cm de perímetro. Numa figura retangular a diagonal mede 10cm e um dos lados mede 6cm. Calcule sua área. Uma piscina tem 8m de comprimento, 4m de largura e 1,20m de profundidade. Deseja azulejos quadrados de 0,20m de lado nas paredes laterais e no fundo da piscina. Quantos azulejos Vamos calcular a área de um losango, sabendo que sua diagonal maior mede 5 cm e a diagonal Sabendo que a base maior de um trapézio mede 12 cm, base menor mede 3,4 cm e sua altura mede 5 cm. Calcule a área deste trapézio. Um pedreiro deseja cobrir o piso de uma sala com formato retangular medindo 10 m por 4 m e, para isso, quer usar cerâmicas com medidas de 20 cm por 20 cm. Considerando o que foi dito, o número mínimo de cerâmicas que serão usadas é igual a: a) 3100 b) 2100. c) 1500. d) 1000. e) 500. representa sete hexágonos regulares de lado 1 e um hexágono maior, cujos vértices coincidem com os centros de seis dos hexágonos menores. Então, a área do pentágono hachurado é igual a: c) ଷ√ଷ ଶ d) √3 e) √ଷଶ Um arco de circunferência mede 300º, e seu comprimento é 2 km. Qual o número inteiro mais próximo da medida do raio em metros? a) 157 b) 284 c) 382 d) 628 e) 764 O perímetro de um setor circular de lado R e ângulo central medindo ߙ radianos é igual ao perímetro de um quadrado de lado R. Então ߙ é igual a: b) 2 c) 1 d) ଶగ ଷ e) గ ଶ Dois irmãos herdaram um terreno com a seguinte forma e medidas: AD = 20 m; AB = 60 m; BC = 16 m Para dividir o terreno em duas partes de mesma área, eles usaram uma reta perpendicular a Para que a divisão seja feita corretamente, a distância dessa reta ao ponto A, em metros, deverá d) 34 e) 35 Na figura ABC é retângulo com catetos BC = 3 e AB = 4. Além disso, o ponto D pertence ao cateto AB, o ponto E pertence ao cateto BC e o ponto F pertence a hipotenusa AC, de tal forma que DECF seja um paralelogramo. Se DE = 3/2, calcule a área do paralelogramo DECF. Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 6 , de um trapézio isósceles de bases iguais a 12 cm e 40mm e lados os mede 6cm. Calcule sua área. Uma piscina tem 8m de comprimento, 4m de largura e 1,20m de profundidade. Deseja-se colocar azulejos quadrados de 0,20m de lado nas paredes laterais e no fundo da piscina. Quantos azulejos e sua diagonal maior mede 5 cm e a diagonal Sabendo que a base maior de um trapézio mede 12 cm, base menor mede 3,4 cm e sua altura retangular medindo 10 m por 4 m e, para isso, quer usar cerâmicas com medidas de 20 cm por 20 cm. Considerando o que foi dito, o representa sete hexágonos regulares de lado 1 e um hexágono maior, cujos vértices coincidem com os centros de seis dos Um arco de circunferência mede 300º, e seu comprimento é 2 km. Qual ߙ é igual a: Para dividir o terreno em duas partes de mesma área, eles usaram uma reta perpendicular a ܣܤതതതത. Para que a divisão seja feita corretamente, a distância dessa reta ao ponto A, em metros, deverá Na figura ABC é retângulo com catetos BC = 3 e AB = 4. Além disso, o ponto D pertence ao cateto AB, o ponto E pertence ao cateto BC e o ponto F pertence a hipotenusa AC, de tal forma que DECF = 3/2, calcule a área do paralelogramo DECF. Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 7 12) Há um conhecido quebra cabeças que consiste em formar um quadrado com as partes de um triângulo eqüilátero como mostram as figuras. Partindo-se de um triângulo com 24cm de perímetro, determine o perímetro do quadrado formado. 13) Dada a figura a seguir e sabendo-se que os dois quadrados possuem lados iguais a 4cm, sendo O o centro de um deles, quanto vale a área da parte preenchida? a) 100. b) 20. c) 5. d) 10. e) 14. 14) Temos um triângulo equilátero de lado 6cm. Qual é o perímetro e qual é a área deste triângulo? 15) Um trapézio tem a base menor igual a 2, a base maior igual a 3 e a altura igual a 10. Qual a área deste trapézio? 16) Sabendo que a área de um quadrado é 36cm², qual é seu perímetro? 17) As bases de um trapézio isósceles medem respectivamente 4cm e 12cm. Determinar a área desse trapézio sabendo que o perímetro do trapézio é igual a 26 cm. 18) Determinar a área de um círculo sabendo que o comprimento de sua circunferência é igual a 8π cm. 19) Determinar a área de coroa determinada por duas circunferências concêntricas de raios 15cm e 12cm. 20) A área de uma sala com a forma da figura abaixo é de: a) 30 m2 b) 26,5 m2 c) 28 m2 d) 24,5 m2 e) 22,5 m2 21) Calcule a área do triângulo cujos lados medem 21, 17 e 10 centímetros. 22) De uma chapa quadrada de papelão recortam-se 4 discos, conforme indicado na figura. Se a medida do diâmetro dos círculos é 10 cm, qual a área (em cm2) não aproveitada da chapa? Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos a) 40 - 20 π b) 400 - 20 π c) 100 23) Na figura seguinte, estão representados um quadrado de lado 4, uma de suas diagonais e uma semicircunferência de raio 2. Então a área da região a) గ ଶ + 2 b) ߨ + 2 24) Um terreno tem a forma de um trapézio retângulo ABCD, conforme mostra a figura, e as seguintes dimensões: ܣܤതതതത = 25 m, ܤܥത Se cada metro quadrado desse terreno vale R$ 50,00, qual é o valor total do terreno? 25) Na figura a seguir tem-se uma circunferência C de centro O e raio de medida 3 cm. Os pontos A e B pertencem a C, e a medida do ângulo AÔB é 45°. A área da região sombreada, em centímetros quadrados, é igual a: a) ଷ ସ ቀߨ − √ଶ ଶ ቁ b) ଷ ଶ ቀగ ସ − 26) Considere a região R, pintada de preto, exibida a seguir, construída no interior de um quadrado de lado medindo 4 cm. Sabendo quadrado têm seus centros nos vértices do quadrado e que cada raio mede 1 cm, determine a área da região R. 27) A figura abaixo ilustra um terreno em forma de trapézio, com as medidas, em q de três de seus lados. Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto 20 π c) 100 - 100 π d) 20 - 20 e) 400 Na figura seguinte, estão representados um quadrado de lado 4, uma de suas diagonais e uma semicircunferência de raio 2. Então a área da região hachurada é: c) ߨ + 3 d) ߨ + 4 e) 2ߨ Um terreno tem a forma de um trapézio retângulo ABCD, conforme mostra a figura, e as seguintes ܤܥതതതത = 24 m, ܥܦതതതത = 15 m. Se cada metro quadrado desse terreno vale R$ 50,00, qual é o valor total do terreno? se uma circunferência C de centro O e raio de medida 3 cm. Os pontos A e B pertencem a C, e a medida do ângulo AÔB é 45°. sombreada, em centímetros quadrados, é igual a: ቀ − √3ቁ c) ଽସ ቀ గ ଶ − √2ቁ d) ଽଶ ቀ గ ସ − √2ቁ e) Considere a região R, pintada de preto, exibida a seguir, construída no interior de um quadrado Sabendo-se que os arcos de circunferência que aparecem nos cantos do quadrado têm seus centros nos vértices do quadrado e que cada raio mede 1 cm, determine a A figura abaixo ilustra um terreno em forma de trapézio, com as medidas, em q Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 8 20 e) 400 - 100 π Na figura seguinte, estão representados um quadrado de lado 4, uma de suas diagonais e umaߨ + 1 Um terreno tem a forma de um trapézio retângulo ABCD, conforme mostra a figura, e as seguintes Se cada metro quadrado desse terreno vale R$ 50,00, qual é o valor total do terreno? se uma circunferência C de centro O e raio de medida 3 cm. Os pontos A e e) ଽ ସ ቀగ ଶ − 1ቁ Considere a região R, pintada de preto, exibida a seguir, construída no interior de um quadrado se que os arcos de circunferência que aparecem nos cantos do quadrado têm seus centros nos vértices do quadrado e que cada raio mede 1 cm, determine a A figura abaixo ilustra um terreno em forma de trapézio, com as medidas, em quilômetros (km), Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos A área do terreno, em km a) 215 b) 210 c) 200 d) 220 e) 205 28) A área do triângulo equilátero OAB, representado na figura a seguir é de centro O e tangente ao lado AB do triângulo é, em centímetros quadrados. a) 27 π b) 32 π c) 36 π d) 42 π e) 48 π 29) Na figura abaixo têm-se 4 semicírculos, dois a dois tangentes entre si e retângulo. Se o raio de cada semicírculo é 4cm, a área da região sombreada, em centímetros quadrados, é (Use: π=3,1). a) 24,8 b) 25,4 c) 26,2 d) 28,8 e) 32,4 30) Numa esquina cujas ruas se cruzam, formando um ângulo de 120°, está situado um terreno triangular com frentes de 20 m e 45 m para essas ruas, conforme representado na figura a seguir: A área desse terreno, em m a) 225. b) 225√2. c) 31) O ponto O é o centro de uma circunferência de raio da região sombreada. 32) Determine a área das seguintes figuras (em cm Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto A área do terreno, em km2, é igual a: a) 215 b) 210 c) 200 d) 220 e) 205 A área do triângulo equilátero OAB, representado na figura a seguir é O e tangente ao lado AB do triângulo é, em centímetros quadrados. a) 27 π b) 32 π c) 36 π d) 42 π e) 48 π se 4 semicírculos, dois a dois tangentes entre si e Se o raio de cada semicírculo é 4cm, a área da região sombreada, em centímetros a) 24,8 b) 25,4 c) 26,2 d) 28,8 e) 32,4 s ruas se cruzam, formando um ângulo de 120°, está situado um terreno triangular com frentes de 20 m e 45 m para essas ruas, conforme representado na figura a seguir: A área desse terreno, em m2, é √2. c) 225√3. d) 450√2. e) 450√3. O ponto O é o centro de uma circunferência de raio ݎ, conforme a figura. Se Determine a área das seguintes figuras (em cm2): Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 9 A área do triângulo equilátero OAB, representado na figura a seguir é 9√3 cm2. A área do círculo O e tangente ao lado AB do triângulo é, em centímetros quadrados. a) 27 π b) 32 π c) 36 π d) 42 π e) 48 π se 4 semicírculos, dois a dois tangentes entre si e inscritos em um Se o raio de cada semicírculo é 4cm, a área da região sombreada, em centímetros s ruas se cruzam, formando um ângulo de 120°, está situado um terreno triangular com frentes de 20 m e 45 m para essas ruas, conforme representado na figura a seguir: √3. d) 450√2. e) 450√3. , conforme a figura. Se ݎ = 4 cm ,calcule área Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 10 a) b) c) d) 33) Abaixo temos um resumo das fórmulas dos polígonos regulares de 3, 4 e 6 lados. Todos inscritos e circunscritos a circunferências de raios r e R. Prove cada uma dessas fórmulas. Note que todas estão em função comprimento de cada lado L. Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 11 Respostas dos exercícios propostos 1) 36√3 cm3 2) 48cm² 3) 1520 azulejos 4) 6 m2 5) 38,5 m2 6) d 7) e 8) c 9) b 10) ଷ ଶହ u.a. 11) 16√3ర cm 12) Alternativa E 13) Perímetro = 18cm Área = 9√3 cm2 14) 25 unidades de área. 15) 24 cm. 16) base=12 e altura=6. 17) 24 cm2 18) 16π cm2 19) Alternativa B 20) A = 84 cm2 21) Alternativa E 22) Alternativa B 23) $ 24.000,00 24) Alternativa C 25) (12 – ߨ) cm2 26) Alternativa B 27) Alternativa A 28) Alternativa D 29) Alternativa C 30) 4(ߨ − 2) cm2 31) 81π cm2 32) a) 48cm² b) 48cm² c) 91cm² d) 150cm² Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos REA DA SUPERFÍCIE E Poliedro é um sólido limitado externamente por regiões planas poligonais no espaço. As regiões planas poligonais que limitam este sólido são as faces do poliedro. As interseções das faces são as do poliedro. As interseções das arestas são os Exemplos de poliedros são o cubo, o paralelepípedo, o prisma e a pirâmide. Exemplos de sólidos que não são poliedros são o cilindro, o cone e a esfera. Um poliedro é convexo se qualquer reta o corta em no máximo dois ser chamado de não convexo ou de côncavo Poliedros regulares Um poliedro convexo é regular quando: Suas faces são polígonos regulares e congruentes. Em todos os seus vértices concorre o mesmo número de arestas. Num poliedro regular, percebe-se imediatamente que: Todas as faces têm o mesmo número de arestas (pois as faces são congruentes); Todos os vértices são pontos em que co É possível provar que existem apenas 5 poliedros regulares: Tetraedro hexaedro Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto REA DA SUPERFÍCIE E VOLUME DE FIGURAS ESPACIAIS é um sólido limitado externamente por regiões planas poligonais no espaço. As regiões planas poligonais que limitam este do poliedro. As interseções das faces são as arestas estas são os vértices do poliedro. Exemplos de poliedros são o cubo, o paralelepípedo, o prisma e a pirâmide. Exemplos de sólidos que não são poliedros são o cilindro, o cone e a esfera. se qualquer reta o corta em no máximo dois pontos. Um poliedro que não é convexo pode côncavo. Os poliedros acima são convexos. Os poliedros Um poliedro convexo é regular quando: regulares e congruentes. Em todos os seus vértices concorre o mesmo número de arestas. se imediatamente que: Todas as faces têm o mesmo número de arestas (pois as faces são congruentes); Todos os vértices são pontos em que concorre o mesmo número de arestas; É possível provar que existem apenas 5 poliedros regulares: hexaedro octaedro dodecaedro Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 12 Exemplos de poliedros são o cubo, o paralelepípedo, o prisma e a pirâmide. Exemplos de sólidos que não são pontos. Um poliedro que não é convexo pode poliedros abaixo são não convexos. Todas as faces têm o mesmo número de arestas (pois as faces são congruentes); icosaedro Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Prisma Um prisma é um poliedro convexo inferior paralelas e congruentes. Essas faces são chamadas de bases. Num prisma temos os seguintes elementos: bases (polígonos); faces (paralelogramos); arestas das bases (lados das bases); arestas laterais (ladosdas faces vértices (pontos de encontro das arestas); altura (distância entre os planos das bases). Quando as arestas laterais de um prisma forem perpendiculares aos planos das bases, o prisma é chamado de reto; caso contrário, de Os prismas recebem nomes de acordo com os polígonos das bases. um prisma é triangular um prisma é quadrangular um prisma é pentagonal um prisma é hexagonal Etc Prisma triangular Prisma quadrangular Base:Triângulo Base:Quadrado Um cuidado especial: Algumas vezes o prisma pode se apresentar “deitado”, ou seja, com uma das bases voltada para o lado de baixo. Ele continua sendo um pri Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto convexo com uma face superior e uma face . Essas faces são chamadas de bases. Num prisma temos os seguintes elementos: faces (paralelogramos); arestas das bases (lados das bases); arestas laterais (lados das faces que não pertencem às bases); vértices (pontos de encontro das arestas); altura (distância entre os planos das bases). laterais de um prisma forem perpendiculares aos planos das bases, o prisma é ; caso contrário, de oblíquo. Os prismas recebem nomes de acordo com os polígonos das bases. Assim: triangular quando suas bases são triângulos; quadrangular quando suas bases são quadriláteros; pentagonal quando suas bases são pentagonais; hexagonal quando suas bases são hexagonais. Prisma quadrangular Prisma pentagonal Prisma hexagonal Base:Quadrado Base:Pentágono Base:Hexágono Um cuidado especial: Algumas vezes o prisma pode se apresentar “deitado”, ou seja, com uma das bases voltada para o lado de baixo. Ele continua sendo um prisma! Prisma Reto Prisma Oblíquo Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 13 laterais de um prisma forem perpendiculares aos planos das bases, o prisma é Prisma hexagonal Base:Hexágono Um cuidado especial: Algumas vezes o prisma pode se apresentar “deitado”, ou seja, com uma das bases Altura do prisma Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Tipos especiais de prisma: Cubo: é um prisma em que todas as faces são altura é igual à medida da aresta da base. hexaedro regular. Paralelepípedo: é um prisma cujas bases são paralelogramos paralelogramos). Um paralelepípedo reto retângulo tem todas as faces formadas por retângulos. Paralelepípedo oblíquo Prisma regular: um prisma é regular se é reto e seus polígonos das todo prisma regular as faces laterais são retângulos congruentes entre si. Área total e volume de um prisma Chamando do ܣ a área total do prisma, a soma das áreas de todas as faces laterais do prisma, temos que: lembrando que as faces laterais são todas retângulos. Chamando ܸ o volume do prisma e Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto : é um prisma em que todas as faces são quadradas. O cubo é um prisma quadrangular regular cuja altura é igual à medida da aresta da base. Por ser um polígono regular, o cubo também é chamado de : é um prisma cujas bases são paralelogramos (logo, tod . Um paralelepípedo reto retângulo tem todas as faces formadas por retângulos. Paralelepípedo reto Paralelepípedo reto retângulo : um prisma é regular se é reto e seus polígonos das bases são regulares. Note que em todo prisma regular as faces laterais são retângulos congruentes entre si. Área total e volume de um prisma a área total do prisma, ܣ a área de uma base e ܣ de área lateral do prisma, ou seja, a soma das áreas de todas as faces laterais do prisma, temos que: ܣ = 2ܣ + ܣ lembrando que as faces laterais são todas retângulos. o volume do prisma e ℎ sua altura, temos que: ܸ = ܣ ∙ ℎ Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 14 quadradas. O cubo é um prisma quadrangular regular cuja Por ser um polígono regular, o cubo também é chamado de , todas as faces de são . Um paralelepípedo reto retângulo tem todas as faces formadas por retângulos. Paralelepípedo reto retângulo bases são regulares. Note que em de área lateral do prisma, ou seja, ܣ é Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Veja o Princípio de Cavallieri. Pirâmides Consideremos um polígono contido em um plano (por exemplo, o plano horizontal) e um ponto V localizado fora desse plano. Uma Pirâmide é a reunião de todos os segmentos que têm uma extremidade em V e a outra num ponto qualquer do polígono. O ponto V recebe Elementos de uma pirâmide Base: é a região plana poligonal sobre a qual se apóia a pirâmide. Vértice: é o ponto isolado P mais distante da base da pirâmide. Altura: distância do vértice da pirâmide base. Faces laterais: são regiões planas triangulares que passam pelo vértice da pirâmide e por dois vértices consecutivos da base. Arestas Laterais: são segmentos que têm um extremo no vértice da pirâmide e outro extremo num vértice do polígono situado no plano da base. Aresta da base: É qualquer um dos lados do polígono da base. Superfície Lateral: É a superfície poliédrica formada por todas as faces laterais. Apótema: É a altura de cada face lateral. Classificação As pirâmides podem ser classificadas de acordo com sua base: Uma pirâmide triângulos também recebe o nome especial de a todas as pirâmides cujas faces são triângulos retângulos eqüiláteros. Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Consideremos um polígono contido em um plano (por exemplo, o plano horizontal) e um ponto V localizado fora desse plano. Uma Pirâmide é a reunião de todos os segmentos que têm uma extremidade em V e a outra num ponto qualquer do polígono. O ponto V recebe o nome de vértice da pirâmide. é a região plana poligonal sobre a qual se apóia a pirâmide. é o ponto isolado P mais distante da base da pirâmide. distância do vértice da pirâmide ao plano da são regiões planas triangulares que passam pelo vértice da pirâmide e por dois vértices são segmentos que têm um extremo no vértice da pirâmide e outro extremo num vértice do É qualquer um dos lados do polígono É a superfície poliédrica formada É a altura de cada face lateral. sificadas de acordo com sua base: Uma pirâmide triângulos também recebe o nome especial de tetraedro. Chamamos de a todas as pirâmides cujas faces são triângulos retângulos eqüiláteros. Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 15 Consideremos um polígono contido em um plano (por exemplo, o plano horizontal) e um ponto V localizado fora desse plano. Uma Pirâmide é a reunião de todos os segmentos que têm uma extremidade em V e a outra num ponto . Chamamos de tetraedro regular apótema Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Podemos também classificar uma pirâmide como congruentes – ou oblíqua – quando suas arestas laterais não são congruentes. Área total e volume de uma pirâmide Chamando do ܣ a área total da pirâmide, ܣ de área lateral da pirâmide, ou seja, todas as faces laterais da pirâmide, temos que: ܣ = ܣ + lembrando que as faces laterais são todas triângulos. Chamando ܸ o volume da pirâmide e que: ܸ = 1 3 ܣ Decomposição do prisma em 3 pirâmides e mesmo volume Relação entre unidades de volume 1m3 = 1000 litros Exercícios em aula 1) Num paralelepípedo retângulo, o comprimento é o dobro da largura, e a altura é 15 cm área total é 424 cm2, calcular as dimensões desconhecidas desse paralelepípedo. 2) Ao serem retirados 128 litros de uma caixa d'água de forma cúbica, a) Calculeo comprimento, em cm, b) Calcule a sua capacidade em litros. 3) Calcule a área total e o volume de um prisma cm de perímetro. 4) Considere prisma reto, de 10 cm de altura, cuja base é um hexágono regular de 6cm de lado. Tetraedro regular Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Podemos também classificar uma pirâmide como reta – quando todas as arestas laterais são quando suas arestas laterais não são congruentes. pirâmide a área total da pirâmide, ܣ a área da base e de área lateral da pirâmide, ou seja, ܣ é a soma das áreas de todas as faces laterais da pirâmide, temos que: + ܣ lembrando que as faces laterais são todas triângulos. o volume da pirâmide e ℎ sua altura, temos ∙ ℎ ecomposição do prisma em 3 pirâmides e mesmo volume Relação entre unidades de volume = 1000 litros 1dm3 = 1 litro 1cm3 = 1mililitro(ml) Num paralelepípedo retângulo, o comprimento é o dobro da largura, e a altura é 15 cm , calcular as dimensões desconhecidas desse paralelepípedo. Ao serem retirados 128 litros de uma caixa d'água de forma cúbica, o nível da água baixa em 20cm. , em cm, das arestas da referida caixa lcule a sua capacidade em litros. Calcule a área total e o volume de um prisma de 12 cm de altura cuja base é um triângulo regular de 18 Considere prisma reto, de 10 cm de altura, cuja base é um hexágono regular de 6cm de lado. Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 16 quando todas as arestas laterais são ecomposição do prisma em 3 pirâmides e mesmo volume 1mililitro(ml) Num paralelepípedo retângulo, o comprimento é o dobro da largura, e a altura é 15 cm. Sabendo que a , calcular as dimensões desconhecidas desse paralelepípedo. o nível da água baixa em 20cm. cuja base é um triângulo regular de 18 Considere prisma reto, de 10 cm de altura, cuja base é um hexágono regular de 6cm de lado. Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos a) Calcule a área total. b) Calcule o volume. 5) O volume de uma pirâmide quadrangular regular é 144m³ e a altura é o dobro da aresta da base. Calcule a altura dessa pirâmide. Exercícios propostos 1) Um fabricante de embalagens de papelão quer construir uma caixa em forma de prisma hexagonal regular. Sabendo que a altura da caixa é 20 cm e que o lado do polígono da base mede 16 cm, calcule a área de papelão necessária para construir essa embalagem. Adm material do que o estritamente calculado, devido às sobras de papelão e para que seja possível fazer colagens necessárias à confecção da caixa. (Use 2) (Unesp 2013) Para confeccionar um porta com 10 cm de aresta, um marceneiro dividiu o cubo ao meio, paralelamente às duas faces horizontais. De cada paralelepípedo resultante extraiu uma semiesfera de 4 cm de raio, de modo que seus centros ficassem localizados no cruzamento das diagonais da face de corte, conforme mostra a sequência de figuras. Sabendo que a densidade da madeira utilizada na confecção do porta admitindo 3,π a massa aproximada do porta a) 636. b) 634. c) 630. 3) Uma piscina tem a forma e as dimensões indicadas na figura. As arestas que convergem em cada um dos pontos A, B, E, A’, B’ e E’ são mutuamente perpendiculares, e as arestas verticais. Qual a capacidade da piscina, em litros? Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto O volume de uma pirâmide quadrangular regular é 144m³ e a altura é o dobro da aresta da base. Calcule Um fabricante de embalagens de papelão quer construir uma caixa em forma de prisma hexagonal regular. Sabendo que a altura da caixa é 20 cm e que o lado do polígono da base mede 16 cm, calcule a área de papelão necessária para construir essa embalagem. Admita que se utilize 25% a mais de material do que o estritamente calculado, devido às sobras de papelão e para que seja possível fazer colagens necessárias à confecção da caixa. (Use √3 = 1,73) Para confeccionar um porta-jóias a partir de um cubo maciço e homogêneo de madeira com 10 cm de aresta, um marceneiro dividiu o cubo ao meio, paralelamente às duas faces horizontais. De cada paralelepípedo resultante extraiu uma semiesfera de 4 cm de raio, de modo que seus centros ruzamento das diagonais da face de corte, conforme mostra a sequência de Sabendo que a densidade da madeira utilizada na confecção do porta-joias era de 0,85 g/cm a massa aproximada do porta-joias, em gramas, é d) 632. e) 638. Uma piscina tem a forma e as dimensões indicadas na figura. As arestas que convergem em cada um dos pontos A, B, E, A’, B’ e E’ são mutuamente perpendiculares, e as arestas Qual a capacidade da piscina, em litros? Dado: 1 m3=1000 l Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 17 O volume de uma pirâmide quadrangular regular é 144m³ e a altura é o dobro da aresta da base. Calcule Um fabricante de embalagens de papelão quer construir uma caixa em forma de prisma hexagonal regular. Sabendo que a altura da caixa é 20 cm e que o lado do polígono da base mede 16 cm, calcule a ita que se utilize 25% a mais de material do que o estritamente calculado, devido às sobras de papelão e para que seja possível fazer o maciço e homogêneo de madeira com 10 cm de aresta, um marceneiro dividiu o cubo ao meio, paralelamente às duas faces horizontais. De cada paralelepípedo resultante extraiu uma semiesfera de 4 cm de raio, de modo que seus centros ruzamento das diagonais da face de corte, conforme mostra a sequência de joias era de 0,85 g/cm3 e Uma piscina tem a forma e as dimensões indicadas na figura. As arestas que convergem em cada um '',, CBBCAE e ''EA são Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 18 4) Se a altura de uma pirâmide hexagonal regular tem medida igual a aresta da base, a, calcule o seu volume. 5) Calcule o volume de uma pirâmide de 12cm de altura, sendo a base um losango cujas diagonais medem 6cm e 10cm. 6) Calcule o volume de uma pirâmide quadrangular regular cujas faces laterais são triângulos equiláteros de lado 4, em centímetros quadrados. 7) Determine a razão entre o volume de uma pirâmide hexagonal regular cuja aresta da base e altura medem a e o volume de uma pirâmide cuja base é um triângulo equilátero de lado a e altura medindo a. 8) De uma pirâmide regular de base quadrada sabe-se que a área da base é 32dm² e que o apótema da pirâmide mede 6dm. Calcule: a) a aresta da base (a); b) o apótema da base (m); c) a altura da pirâmide; d) a aresta lateral (L); e) a área lateral (AL); f) A área total (At). 9) Dois blocos de alumínio, em forma de cubo, com arestas medindo 10 cm e 6 cm, são levados juntos à fusão e em seguida o alumínio líquido é moldado como um paralelepípedo reto de arestas 8 cm, 8 cm e x cm. O valor de x é: a) 16 m b) 17 m c) 18 m d) 19 m e) 20 m 10) Um prisma regular triangular tem todas as arestas congruentes e 48 m2 de área lateral. Seu volume vale: a) 16 m3 b) 32 m3 c) 64 m3 d) 4√3 m3 e) 16√3 m3 11) Se a soma dos ângulos internos de todas as faces de um prisma é 6 480°, então o número de lados da base do prisma é a) 8 b) 9 c) 10 d) 12 e) 15 12) Uma folha de papel colorido, com forma de um retângulo de 12 cm de largura e 15 cm de comprimento, será usada para cobrir todas as faces e a base de uma pirâmide quadrangular regular cuja aresta da base mede 8 cm e cuja altura mede 3 cm.Levando em conta que não deve haver desperdício de papel, quanto sobrará de papel colorido? 13) Calcule a área lateral, a área total e o volume de uma pirâmide quadrangular regular de 9 cm de altura, cuja aresta da base é 24 cm. 14) Uma pirâmide regular hexagonal tem aresta da base igual a 34 cm. Calcule o volume, sabendo que a altura da pirâmide é 36 cm. 15) Uma pirâmide triangular regular tem 9 cm3 de volume e 34 cm de altura. Qual a medida da aresta da base? 16) Calcule o volume do sólido abaixo, em litros: 17) Um agricultor construiu um reservatório para captar a água da chuva, em forma de um cubo acoplado a uma pirâmide, como mostra a figura ao lado. Calcule quantos litros de água são necessários para encher completamente este reservatório a) 800 litros b) 8000 litros c) 8400 litros d) 1200 litros e) 12000 litros 18) Sendo 192m² a área total de uma pirâmide quadrangular regular e m23 o raio do círculo inscrito na base, calcule a altura da pirâmide. 2 m 5 m Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos 19) Calcule a área lateral e a área total de uma pirâmide triangular regular cuja aresta lateral mede 82cm e cuja aresta da base mede 36cm. 20) Calcule a medida da área lateral de uma pirâmide quadrangular regular, sabendo que a área da base mede 64m² e a altura da pirâmide é igual a uma da 21) Em uma indústria de velas, a parafina é armazenada em caixas cúbicas, cujo lado mede derretida, a parafina é derramada em moldes em formato de pirâmides de base quadrada, cuja altura e cuja aresta da base medem, cada uma, com a parafina armazenada em apenas uma dessas caixas, enche a) 6 moldes b) 8 moldes 22) O volume de uma pirâmide triangular regular é 27 é igual ao semiperímetro da base. 23) Um prisma reto com 1,5 m de altura tem seção transversal como mostra a figura área total desse prisma e seu volume. 24) Um prisma pentagonal regular tem 20cm de altura. A aresta da base mede 4cm. a) Determine sua área lateral. b) Calcule seu volume. (Apresente sua res 25) (Enem 2014) Na alimentação de gado de corte, o processo de cortar a forragem, colocá compactá-la e protegê-la com uma vedação denomina horizontais, cuja forma é a de um prisma reto trapezoidal, conforme mostrado na figura. Considere um silo de 2 ݉ de altura, altura do silo, a largura do topo tem de forragem ocupa 2 ݉ଷ desse tipo de silo. silo, em toneladas, é a) 110 b) 125 c) 130 26) (Uel 2015) Na molécula do Metano cujos vértices estão os átomos de hidrogênio. Considerando que as arestas do tetraedro regular medem alternativa que apresenta, corretamente, o volume desse tetraedro. a) 33 3 cm b) 318 2 cm Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto rea total de uma pirâmide triangular regular cuja aresta lateral mede 82cm e cuja aresta da base mede 36cm. Calcule a medida da área lateral de uma pirâmide quadrangular regular, sabendo que a área da base mede 64m² e a altura da pirâmide é igual a uma das diagonais da base. Em uma indústria de velas, a parafina é armazenada em caixas cúbicas, cujo lado mede derretida, a parafina é derramada em moldes em formato de pirâmides de base quadrada, cuja altura e cuja aresta da base medem, cada uma, ଶ . Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, com a parafina armazenada em apenas uma dessas caixas, enche-se um total de: a) 6 moldes b) 8 moldes c) 24 moldes d) 32 moldes pirâmide triangular regular é 27 3 m³. Calcule a aresta da base, sabendo que a altura é igual ao semiperímetro da base. de altura tem seção transversal como mostra a figura área total desse prisma e seu volume. Um prisma pentagonal regular tem 20cm de altura. A aresta da base mede 4cm. (Apresente sua resposta com 3 algarismos significativos. Na alimentação de gado de corte, o processo de cortar a forragem, colocá la com uma vedação denomina-se silagem. Os silos mais comuns são os e um prisma reto trapezoidal, conforme mostrado na figura. de altura, 6m de largura de topo e 20m de comprimento. Para cada metro de altura do silo, a largura do topo tem 0,5m a mais do que a largura do fundo. Após a silagem, desse tipo de silo. Após a silagem, a quantidade máxima de forragem que cabe no d) 220 e) 260 Na molécula do Metano 4(CH ), o átomo de carbono ocupa o centro de um tetraedro regular em cujos vértices estão os átomos de hidrogênio. do tetraedro regular medem 6 cm e que a altura mede alternativa que apresenta, corretamente, o volume desse tetraedro. c) 318 3 cm d) 336 2 cm e) 54 2 cm Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 19 rea total de uma pirâmide triangular regular cuja aresta lateral mede 82cm e Calcule a medida da área lateral de uma pirâmide quadrangular regular, sabendo que a área da base Em uma indústria de velas, a parafina é armazenada em caixas cúbicas, cujo lado mede ܽ. Depois de derretida, a parafina é derramada em moldes em formato de pirâmides de base quadrada, cuja altura e se essas informações, é CORRETO afirmar que, se um total de: 24 moldes d) 32 moldes m³. Calcule a aresta da base, sabendo que a altura de altura tem seção transversal como mostra a figura abaixo. Determine a Um prisma pentagonal regular tem 20cm de altura. A aresta da base mede 4cm. 3 algarismos significativos.) Na alimentação de gado de corte, o processo de cortar a forragem, colocá-la no solo, se silagem. Os silos mais comuns são os e um prisma reto trapezoidal, conforme mostrado na figura. de comprimento. Para cada metro de a mais do que a largura do fundo. Após a silagem, 1 tonelada Após a silagem, a quantidade máxima de forragem que cabe no o átomo de carbono ocupa o centro de um tetraedro regular em e que a altura mede 1h 6, 3 assinale a 354 2 cm Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 20 Respostas do exercícios propostos 1) 4060,8 cm2. 2) d 3) RESP: 845 mil litros 4) Volume = య√ଷ ଶ 5) Volume = 120 cm3 6) Volume = ଷଶ√ଶ ଷ cm3 7) 6 8) a) 4√2 dm b) 2√2 dm c) 2√7 dm d) 2√11 dm e) 48√2 cm2 f) 16൫3√2 + 2൯ dm2 9) d 10) e 11) c 12) sobrarão 36cm2 de papel. 13) Al = 720 cm2, At = 1296 cm2 e V = 1728 cm3 14) V = 432 cm3 15) Aresta ou lado = 3 cm 16) V = 300 litros 17) E 18) Altura = 4√2 m 19) Área total = 108൫40 + 3√3൯ cm2 Área lateral = 4320 cm2 20) Área lateral = 192 m2 21) C 22) Aresta da base = 6 m 23) Área total = 141m2 Volume = 67,5m3 24) a) 400 ܿ݉ଶ b) 27,5 ܿ݉ଷ 25) a 26) b Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Cilindro, cone e esfera Um cilindro circular é um sólido geométrico não poliédrico que apresenta duas bases paralelas circulares congruentes e uma face lateral que liga as duas em planos paralelos. Quando as linhas que formam a face lateral são perpen o cilindro é reto, caso contrário, dizemos que é Cilindro Reto Um cilindro é chamado de eqüilátero quando sua altura é igual ao diâmetro da sua base: O cilindro circular reto também é conhecido por cilindro de revolução, pois pode ser obtido por uma revolução (rotação) de 360º de uma região retangular em torno de um eixo Existem também os cilindros não circulares. Neste mas não são círculos e sim outras curvas fechadas Note que as bases são elipses. Fórmulas: Sendo ݎ o raio da base e Área Lateral do cilindro circularreto: Volume do cilindro: ܸ = Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto é um sólido geométrico não poliédrico que apresenta duas bases paralelas circulares congruentes e uma face lateral que liga as duas bases. As bases são círculos congruentes contidos Quando as linhas que formam a face lateral são perpendiculares às bases dizemos que , caso contrário, dizemos que é oblíquo. Cilindro Reto Cilindro Oblíquo Um cilindro é chamado de eqüilátero quando sua altura é igual ao diâmetro da sua base: O cilindro circular reto também é conhecido por cilindro de revolução, pois pode ser obtido por uma revolução (rotação) de 360º de uma região retangular em torno de um eixo conte Existem também os cilindros não circulares. Neste caso, as bases continuam congruentes e paralelas, mas não são círculos e sim outras curvas fechadas suaves (sem quinas). Abaixo temos um cilindro elíptico. o raio da base e ℎ a altura do cilindro teral do cilindro circular reto: ܣ = 2ߨݎ = ܣℎ Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 21 é um sólido geométrico não poliédrico que apresenta duas bases paralelas As bases são círculos congruentes contidos diculares às bases dizemos que Um cilindro é chamado de eqüilátero quando sua altura é igual ao diâmetro da sua base: ℎ = 2ݎ O cilindro circular reto também é conhecido por cilindro de revolução, pois pode ser obtido por uma contendo um de seus lados. , as bases continuam congruentes e paralelas, . Abaixo temos um cilindro elíptico. Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 22 Cone Um cone é um sólido geométrico classificado como não poliedro que apresenta uma única base circular e uma face lateral. Elementos de um cone O vértice de um cone é o ponto para o qual concorrem todos os segmentos de reta que formam a superfície lateral desse sólido. Geratriz é cada um dos segmentos de reta que tem uma extremidade no vértice do cone e a outra na circunferência que envolve a base. A base de um cone é formada pelo círculo no qual ele se apóia e pela circunferência que delimita esse círculo. O eixo do cone é a reta definida pelos centros de todas as seções paralelas à base, ou ainda, é a reta definida pelo vértice do cone e pelo centro de sua base. A altura do cone é a distância do vértice do cone ao plano que contém a sua base. Podemos classificar o cone em reto ou oblíquo. Um cone particular é o cone eqüilátero que tem é um cone reto com a geratriz igual ao diâmetro: ݃ = 2ܴ Observação: Os cones vistos são chamados na verdade de cone circular, pois a base é um círculo. Podemos generalizar o conceito de cone permitindo que a base tenha outras formas: Considere uma região plana limitada por uma curva suave (sem quinas), fechada e um ponto P fora desse plano. Denominamos cone ao sólido formado pela reunião de todos os segmentos de reta que têm uma extremidade no ponto P (vértice) e a outra num ponto qualquer da curva. Fórmulas: Sendo ܣ a área da base, ℎ a altura, ݎ o raio da base e ݃ a geratriz do cone, temos Área Lateral do Cone Circular Reto: ܣ = ߨݎ݃ Volume do Cone: ܸ = ଵ ଷ ܣℎ Cone Equilátero Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Sólidos truncados Uma seção paralela a base da pirâmide ou do cone divide o sólido em duas partes, sendo semelhante ao sólido original; A parte que sobra, a que não é semelhante ao sólido original, chamamos tronco. Para facilitar, quando falarmos em do tronco são paralelas (apesar de ex Tronco de Pirâmide Tronco de pirâmides Você pode observar que as faces laterais do tronco de pirâmides são trapézios. Seja S1 a base maior e S2 a base menor, conforme figura ao lado e demonstrar por semelhança de pirâmides (sugestão: demonstre!) que: Tronco de cones É importante notar que a superfície lateral é um segmento de coroa circular que definem a coroa é denominada geratriz do tronco. É possível mostrar que: ቊܸ = గ ଷ (ܴ ܣ௧ = Existem algumas relações importante a área de base menor de um tronco de pirâmide (ou de cone), e sendo H a altura da pirâmide (ou do cone) e h a altura do tronco, então: Usando semelhança de triângulos é possív Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Uma seção paralela a base da pirâmide ou do cone divide o sólido em duas partes, sendo semelhante ao sólido original; A parte que sobra, a que não é semelhante ao sólido original, chamamos . Para facilitar, quando falarmos em tronco de pirâmide e tronco de cone vamos admitir que as bases do tronco são paralelas (apesar de existirem troncos com bases não paralelas). Tronco de Pirâmide Tronco de Cone Você pode observar que as faces laterais do tronco de pirâmides são trapézios. a base menor, conforme figura ao lado e ℎ a altura do tronco, é possível demonstrar por semelhança de pirâmides (sugestão: demonstre!) que: ܸ = ଷ ൫ܵଵ É importante notar que a superfície lateral é um segmento de coroa circular que definem a coroa é denominada geratriz do tronco. (ܴଶ + ܴݎ + ݎଶ) = ߨ݃(ܴ + ݎ) importantes as áreas das bases, alturas e volumes: Sendo S de um tronco de pirâmide (ou de cone), e sendo H a altura da pirâmide (ou do cone) e h a ܵଶ ܵଶ = ൬ ℎ ܪ ൰ ଶ e ௧ܸ ௧ܸ௧ = ൬ ℎ ܪ ൰ ଷ Usando semelhança de triângulos é possível encontrar outras relações. h H Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 23 Uma seção paralela a base da pirâmide ou do cone divide o sólido em duas partes, sendo uma delas semelhante ao sólido original; A parte que sobra, a que não é semelhante ao sólido original, chamamos vamos admitir que as bases Tronco de Cone Você pode observar que as faces laterais do tronco de pirâmides são trapézios. a altura do tronco, é possível ൫ + ඥܵଵܵଶ + ܵଶ൯ e a diferença entre os raios S1 a área da base maior e S2 de um tronco de pirâmide (ou de cone), e sendo H a altura da pirâmide (ou do cone) e h a Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Esfera Define-se como superfície esférica fixo (denominado centro) é R (denominado raio). Define superfície esférica, bem como os que a compõem. A esfera pode ser vista como o sólido obtido pela rotação de um círculo por qualquer reta que passa por seu diâmetro. Partes da esfera Calota esférica Para visualizar melhor uma cunha e um fuso esférico, façamos dois cortes em uma laranja com uma faca passando pelo centro da fruta. O pedaço limitado por esses cortes lembra uma cunha contida nesse pedaço dá a ideia de fuso esférico. Fórmulas Sendo ݎ o raio de uma esfera, temos: Área da Superfície Esférica: Volume da Esfera: ܸ = ସ ଷ Área da Calota: ܣ = 2ߨݎ Volume da Calota: ܸ = గ Área do Fuso: regra de 3 Volume da Cunha: regra de 3 Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto superfície esférica o conjunto de todos os pontos do espaço cuja distância a um ponto (denominado raio). Define-se como esfera o conjunto de pontos limitados pela esférica, bem como os que a compõem. A esfera pode ser vista como o sólido obtido pela rotação de um círculo por qualquer reta que passa por érica Fuso esférico Cunha esférica Para visualizar melhor uma cunha e um fuso esférico,façamos dois cortes em uma laranja com uma faca passando pelo centro da fruta. O pedaço limitado por esses cortes lembra uma cunha contida nesse pedaço dá a ideia de fuso esférico. Cunha Fuso o raio de uma esfera, temos: sférica: ܣ = 4ߨݎଶ ସ ଷ ߨݎଷ ߨݎℎ గమ(ଷି) ଷ Área do Fuso: regra de 3 Volume da Cunha: regra de 3 Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 24 o conjunto de todos os pontos do espaço cuja distância a um ponto o conjunto de pontos limitados pela A esfera pode ser vista como o sólido obtido pela rotação de um círculo por qualquer reta que passa por Cunha esférica Para visualizar melhor uma cunha e um fuso esférico, façamos dois cortes em uma laranja com uma faca passando pelo centro da fruta. O pedaço limitado por esses cortes lembra uma cunha esférica, e a casca Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Exercícios em aula 1) Calcule a área total, em ܿ݉ଶ , e o volume, em altura. 2) Determine a área total e o volume do a geratriz mede 20 cm. 3) Calcule a área total e o volume de uma esfera de 10 4) Uma indústria de bolas de borracha quer produzir embalagens cilíndricas para colocar 3 bolas com 3cm de raio cada, conforme a figura material utilizado para o fabrico da embalagem, incluindo a tampa, em cm 5) Um reservatório de água tem forma de um cone circular reto, de eixo vertical e vértice para baixo. Quando o nível de ocupado é igual a π. Qual a capacidade do tanque? 6) A terra retirada na escavação de uma piscina semicircular de 6m de raio e 1,25m de profundidade foi amontoada, na forma de um cone circular reto, sobre uma horizontal plana. Admita que a geratriz do cone faça um ângulo de 60º com a vertical e que a terra retirada tenha volume 20% maior do que o volume da piscina. Nessas condições, a altura do cone, em metros, é de aproximadamente: a) 2,0 b) 2,8 c) 3,0 d) 3,8 e) 4,0 7) Um observador colocado no centro de uma esfera de raio 5 m vê o arco AB sob um ângulo α de 72º, como mostra a figura. Calcule a) a área do fuso esférico determina b) O volume da cunha esférica determinada por Exercícios propostos 1) Uma quitanda vende fatias de melancia embaladas em plástico transparente. Uma melancia com forma esférica de raio de medida R cm foi cortada em 12 fatias iguais, onde cada fatia tem a forma de uma cunha esférica, como representado na figura. Sabendo-se que a área de uma superfície esférica de raio R cm é 4πR2 cm2, calcule, em função de a) a área da casca de cada fatia da melancia (fuso esférico); b) quantos cm2 de plástico fo sobrepor camadas de plástico), ou seja, qual é a área da superfície total de cada fatia. 2) (Enem 2014) Para fazer um pião, brinquedo muito apreciado pelas crianças, um artesão utilizará o torno mecânico para trabalhar num pedaço de madeira em formato de cilindro reto, cujas medidas do diâmetro e da altura estão ilustradas na Figura 1. A parte de cima desse pião será uma semiesfera, e a parte de baixo, um cone com altura 4 cm, conforme Figura 2. O vértice do cone deverá coincidir com o centro da base do cilindro. O artesão deseja fazer um pião com a maior altura que esse pedaço de madeira possa proporcionar e de modo a minimizar a quantidade de madeira a ser descartada. (Por A quantidade de madeira descartada, em centímetros cúbicos, é a) 45. b) 48. c) 72. 3) O trato respiratório de uma pessoa é composto de várias partes, dentre elas os alvéolos pulmonares, pequeninos sacos de ar onde ocorre a troca de oxigênio por gás carbônico. Vamos supor que cad Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto , e o volume, em ܿ݉ଷ , de um cilindro circular reto equilátero de 2 Determine a área total e o volume do cone circular reto cujo raio da base é igual a 16 Calcule a área total e o volume de uma esfera de 10 cm de diâmetro. Uma indústria de bolas de borracha quer produzir embalagens cilíndricas para colocar 3 cada, conforme a figura ao lado. Calcule a quantidade total de material utilizado para o fabrico da embalagem, incluindo a tampa, em cm2. Um reservatório de água tem forma de um cone circular reto, de eixo vertical e vértice para baixo. Quando o nível de água atinge a metade da altura do tanque, o volume π. Qual a capacidade do tanque? A terra retirada na escavação de uma piscina semicircular de 6m de raio e 1,25m de profundidade foi amontoada, na forma de um cone circular reto, sobre uma horizontal plana. Admita que a geratriz do cone faça um ângulo de 60º com a vertical e que a terra retirada tenha volume 20% maior do que o volume da piscina. Nessas condições, a altura do cone, em metros, é de aproximadamente: b) 2,8 c) 3,0 d) 3,8 e) 4,0 Um observador colocado no centro de uma esfera de raio 5 m vê o arco AB sob de 72º, como mostra a figura. Calcule a área do fuso esférico determinado por α. O volume da cunha esférica determinada por α. Uma quitanda vende fatias de melancia embaladas em plástico transparente. Uma melancia com forma esférica cm foi cortada em 12 fatias iguais, tem a forma de uma cunha esférica, se que a área de uma superfície esférica de raio , em função de π e de R: a área da casca de cada fatia da melancia (fuso esférico); de plástico foram necessários para embalar cada fatia (sem nenhuma perda e sem sobrepor camadas de plástico), ou seja, qual é a área da superfície total de cada fatia. Para fazer um pião, brinquedo muito apreciado pelas crianças, um artesão no mecânico para trabalhar num pedaço de madeira em formato de cilindro reto, cujas medidas do diâmetro e da altura estão ilustradas na Figura 1. A parte de cima desse pião será uma semiesfera, e a parte de baixo, um conforme Figura 2. O vértice do cone deverá coincidir com o centro da base do cilindro. O artesão deseja fazer um pião com a maior altura que esse pedaço de madeira possa proporcionar e de modo a minimizar a quantidade de madeira a ser descartada. (Por simplicidade, aproxime π para 3). A quantidade de madeira descartada, em centímetros cúbicos, é d) 90. e) 99. O trato respiratório de uma pessoa é composto de várias partes, dentre elas os alvéolos pulmonares, pequeninos sacos de ar onde ocorre a troca de oxigênio por gás carbônico. Vamos supor que cad Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 25 , de um cilindro circular reto equilátero de 2 dm de cone circular reto cujo raio da base é igual a 16 cm e Uma indústria de bolas de borracha quer produzir embalagens cilíndricas para colocar 3 . Calcule a quantidade total de Um reservatório de água tem forma de um cone circular reto, de eixo vertical e vértice água atinge a metade da altura do tanque, o volume A terra retirada na escavação de uma piscina semicircular de 6m de raio e 1,25m de profundidade foi amontoada, na forma de um cone circular reto, sobre uma superfície horizontal plana. Admita que a geratriz do cone faça um ângulo de 60º com a vertical e que a terra retirada tenha volume 20% maior do que o volume da piscina. Nessas condições, a altura do cone, em Um observador colocado no centro de uma esfera de raio 5 m vê o arco AB sob ram necessários para embalar cada fatia (sem nenhuma perda e sem sobrepor camadas de plástico), ou seja, qual é a área da superfície total de cada fatia. para 3). O trato respiratório de uma pessoa é composto de várias partes, dentre elas os alvéolos pulmonares, pequeninos sacos de ar onde ocorre a troca de oxigênio por gás carbônico. Vamos supor que cada Tópicosde Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 26 alvéolo tem forma esférica e que, num adulto, o diâmetro médio de um alvéolo seja, aproximadamente, 0,02 cm. Se o volume total dos alvéolos de um adulto é igual a 1 618 cm3, o número aproximado de alvéolos dessa pessoa, considerando π = 3, é: a) 1 618 × 103. b) 1 618 × 104. c) 5 393 × 102. d) 4 045 × 104. e) 4 045 × 105. 4) No sólido da figura, ABCD é um quadrado de lado 2 e AE = BE = √10. O volume desse sólido é: a) 5 2 π b) 4 3 π c) 4π d) 5π e) 3π 5) Duas esferas de raios iguais a r são colocadas no interior de um tubo de ensaio sob a forma de um cilindro circular reto de raio da base r e altura 4r. No espaço vazio compreendido entre as esferas, a superfície lateral e as bases, superior e inferior, do tubo de ensaio, coloca-se um líquido. Então, o volume desse líquido é: a) (2/3) πr3 b) (3/4) πr3 c) (4/3) πr3 d) 2 πr3 e) 4 πr3 6) Em uma lanchonete, um casal de namorados resolve dividir uma taça de milk shake com as dimensões mostradas no desenho. a) Sabendo-se que a taça estava totalmente cheia e que eles beberam todo o milk shake, calcule qual foi o volume, em mL, ingerido pelo casal. Adote π = 3. b) Se um deles beber sozinho até a metade da altura do copo, quanto do volume total, em porcentagem, terá bebido? 7) Um chapéu, no formato de um cone circular reto, é feito de uma folha circular de raio 30 cm, recortando-se um setor circular de ângulo θ = 2π/3 radianos e juntando os lados. A área da base do chapéu, em cm2, é: a) 140π b) 110π c) 130π d) 100π e) 120π 8) Um paciente recebe por via intravenosa um medicamento à taxa constante de 1,5 ml/min. O frasco do medicamento é formado por uma parte cilíndrica e uma parte cônica, cujas medidas são dadas na figura, e estava cheio quando se iniciou a medicação. Após 4h de administração contínua, a medicação foi interrompida. Dado que 1 cm3 = 1 ml, e usando a aproximação π = 3, o volume, em ml, o medicamento restante no frasco após a interrupção da medicação é, aproximadamente, a) 120. b) 150. c) 160. d) 240. e) 360. 9) Um reservatório de água tem a forma de um hemisfério acoplado a um cilindro circular como mostra a figura ao lado. A medida do raio do hemisfério é a mesma do raio da base do cilindro e igual a r = 3 m. Se a altura do reservatório é h = 6 m, a capacidade máxima de água comportada por esse reservatório é: a) 9π m3. b) 18π m3. c) 27π m3. d) 36π m3. e) 45π m3. 10) Dado um copo em forma de cilindro e outro de forma cônica, de mesma base e altura. Se eu encher completamente o copo cônico com água e derramar toda essa água no copo cilíndrico, quantas vezes terei que fazê-lo para encher completamente esse copo? a) Apenas uma vez. b) Duas vezes. c) Três vezes. d) Uma vez e meia. e) É impossível saber, pois não se sabe o volume de cada sólido. 11) Uma esfera de raio 9 cm é seccionada por um plano que dista 6cm do seu centro. Calcule: a) O volume dessa esfera b) A área da superfície esférica c) A área da secção determinada pelo mencionado plano de corte 12) Calcule a capacidade de uma esfera cuja superfície esférica tem área igual a 144 m2. 13) Seccionando-se uma esfera por um plano que dista 3m do seu centro, obtém - se uma secção de área 72 m2, determine o volume dessa esfera. Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos 14) Um vasilhame na forma de um cilindro circular reto de raio da base de 5 cm e altura de 30 cm está parcialmente ocupado por 625 cm3 de álcool. Suponha que sobre o vasilhame seja fixado um funil na forma de um cone reto de raio da base de 5 cm e altura de 6 cm, conforme ilustra a figura 1. O conjunto, como mostra a figura 2, é virado para baixo, sendo H a distância da superfície do álcool até o fundo do vasilhame. informações, qual é o valor da distância H? a) 5 cm. b) 7 cm. c) 8 cm. 15) Um artista plástico construiu, com certa quantidade de massa modeladora, um cilindro circular reto cujo diâmetro da base mede 24 cm e cuja altura mede 15 cm. Antes que a massa secasse, ele resolveu transformar aquele cilindro em uma esfera. características das figuras geométricas envolvidas, conclui esfera assim construída é igual a a) 15 b) 12 c) 24 d) 16) A parte superior de uma taça tem o formato de um cone, com as dimensões indicadas na figura ao lado. a) Qual o volume de líquido de b) Obtenha uma expressão para o volume V de lí da altura x indicada na figura. 17) Calcule o volume e a área total de uma cunha esférica de raio 12 cm e ângul central de 60o. 18) Calcule a área da esfera circunscrita ao cone reto de raio 6cm e altura 18 cm. 19) Se duplicarmos o raio de uma esfera, o que acontece com o volume? E com a área da superfície? 20) Bóias de sinalização marítima são construídas de acordo com a figura que um cone de raio da base e altura Aumentando-se r em 50%, o volume da bóia fica multiplicado por que fração? 21) (Uerj 2017) Um cilindro circular reto possui diâmetro 10 cm. O plano ,α perpendicular à seção meridiana e A ' das bases, divide o cilindro em duas partes, conforme ilustra a imagem. O volume da parte do cilindro compreendida entre o plano a) 8π b) 12π c) 16π 22) (Uemg 2015) Um reservatório de água, de formato cônico, com raio da tampa circular igual a altura igual a 9 metros, será substituído por outro de forma cúbica, de aresta Estando o reservatório cônico completamente cheio, ao se transferir a água para o reservatório cúbico, a altura do nível atingida pela água será de (considere a) 5,76 m b) 4,43 m c) 6,38 m Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto na forma de um cilindro circular reto de raio da base de 5 cm e altura de 30 cm está parcialmente de álcool. Suponha que sobre o vasilhame seja fixado um funil na forma de um cone circular de 5 cm e altura de 6 cm, conforme ilustra a figura 1. O conjunto, como mostra a figura 2, é virado para baixo, sendo H a distância da superfície do álcool até o fundo do vasilhame. Considerando-se essas informações, qual é o valor da distância H? 8 cm. d) 12 cm. e) 18 cm. Um artista plástico construiu, com certa quantidade de massa modeladora, um cilindro circular reto cujo diâmetro da base mede 24 cm e cuja altura mede 15 cm. Antes que a massa ele resolveu transformar aquele cilindro em uma esfera. Analisando características das figuras geométricas envolvidas, conclui-se que o raio R da esfera assim construída é igual a d) 3 3 60 e) 36 30 de uma taça tem o formato de um cone, com as dimensões dessa taça quando está completamente cheia? uma expressão para o volume V de líquido nessa taça, em função da altura x indicada na figura. o volume e a área total de uma cunha esférica de raio 12 cm e ângul Calcule a área da esfera circunscrita ao cone reto de raio 6cm e altura 18 cm. Se duplicarmos o raio de uma esfera, o que acontece com o volume? E com a área da Bóias de sinalização marítima são construídas de acordo com a figura ao lado que um cone de raio da base e altura r é sobreposto a um hemisfério de raio em 50%, o volume da bóia fica multiplicado por que fração? Um cilindro circular reto possui diâmetro AB de 4 cm e altura perpendicular à seção meridiana ABB'A ', que passa pelos pontos das bases, divide o cilindro em duas partes, conforme ilustra a imagem. da parte do cilindro compreendida entre o plano α e a base inferior, em πd) 20π Um reservatório de água, de formato cônico, com raio da tampa circular igual a metros, será substituído por outro de forma cúbica, de aresta igual a Estando o reservatório cônico completamente cheio, ao se transferir a água para o reservatório cúbico, a altura do nível atingida pela água será de (considere 3π ) 6,38 m d) 8,74 m Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 27 Um artista plástico construiu, com certa quantidade de massa modeladora, um cilindro circular reto cujo diâmetro da base mede 24 cm e cuja altura mede 15 cm. Antes que a massa as se que o raio R da de uma taça tem o formato de um cone, com as dimensões quido nessa taça, em função o volume e a área total de uma cunha esférica de raio 12 cm e ângulo Se duplicarmos o raio de uma esfera, o que acontece com o volume? E com a área da ao lado, em é sobreposto a um hemisfério de raio r. em 50%, o volume da bóia fica multiplicado por que fração? e altura AA' de que passa pelos pontos B e a base inferior, em 3cm , é igual a: Um reservatório de água, de formato cônico, com raio da tampa circular igual a 8 metros e igual a 10 metros. Estando o reservatório cônico completamente cheio, ao se transferir a água para o reservatório cúbico, a Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 28 Respostas dos exercícios propostos 1) a) గோ మ ଷ cm2 b) ସగோ మ ଷ cm2 2) Alternativa E 3) Alternativa E 4) Alternativa E 5) Alternativa C 6) a) 500 ml b) 87,5% 7) Alternativa D 8) Alternativa A 9) Alternativa E 10) Alternativa C 11) Volume = 3 972 cm área da superfície = 2 324 cm área da secção = 2 45 cm 12) 3288 m 13) 3972 m 14) Alternativa B 15) Alternativa D 16) a) ܸ = 16ߨ b) ܸí௨ௗ = ௫యగ ଵ଼ 17) 23 240384 cmecm 18) 2400 cm 19) O volume multiplica por 8 e a área da superfície quadruplica. 20) ଶ ଼ 21) D 22) A Tópicos de Matemática Geometria plana e espacial Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 29 O PRINCÍPIO DE CAVALIERI Coloque em cima de uma mesa uma resma de papel. Estando ainda perfeitamente bem arrumada, ela é um paralelepípedo retângulo e, portanto, tem volume que podemos calcular. Encostando uma régua nas faces laterais, podemos transformar o paralelepípedo retângulo em um outro oblíquo ou, usando as mãos, poderemos moldar um sólido bem diferente. Sabemos que esses três sólidos têm volumes iguais, mas ainda faltam argumentos para explicar esse fato que intuitivamente percebemos. De uma forma mais geral, suponha que dois sólidos A e B estão apoiados em plano horizontal e que qualquer outro plano também horizontal corte ambos segundo seções de mesma área. O Princípio de Cavalieri afirma que o volume de A é igual ao volume de B. Se imaginarmos os dois sólidos fatiados no mesmo número de fatias muito finas, todas com mesma altura, duas fatias correspondentes com mesma área terão, aproximadamente, mesmo volume. Tanto mais aproximadamente quanto mais fina forem. Sendo o volume de cada sólido a soma dos volumes de suas fatias, concluímos que o dois sólidos têm volumes iguais. Consideremos um prisma e um paralelepípedo retângulo de mesma altura ℎ e área das bases iguais a ܣ contidas no plano . Como as secções transversais determinadas no prisma e no paralelepípedo pelo plano , paralelo a , têm áreas iguais, concluímos pelo Princípio de Cavalieri que o volume do prisma é igual ao volume do paralelepípedo retângulo. Mas o volume desse paralelepípedo é dado pelo produto de suas três dimensões. Logo: ܸ = ݔݕℎ ou ܸ = ܣℎ Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos RESUMO Perímetro é a soma de todos os lados nos polígonos e Por conveniência algébrica usamos perímetro. Losango Paralelogramo Trapézio Retângulo a Quadrado ܣ ܣ = ܣ = ඥ( ߙ ܽ ܾ Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Perímetro é a soma de todos os lados nos polígonos e ܥ = 2ߨݎ na circunferência. Por conveniência algébrica usamos 2 para perímetro e para o semi perímetro, ou seja, metade do Trapézio circular Coroa Circular Setor circular ܽ ܣ = ܾ ∙ ℎ 2 = ܽ ∙ ܾ ∙ sin ߙ 2 ඥ ( − ܽ)( − ܾ)( − ܿ) ܣ Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 30 na circunferência. para o semi perímetro, ou seja, metade do ܣ = ∙ ܽ ܽ = apótema ܣ = ݊ݎଶ 2 ܣ = ݈ݎ 2 ݈ = ݊ݎ comprimento do arco ܣ = Áݎ݁ܽ ܵ݁ݐݎ − Áݎ݁ܽܶݎ݅â݊݃ݑ݈ ܣ = ݊(ܴଶ − ݎଶ) 2 Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Resumo das Fórmulas de Prisma Pirâmide Tronco de Pirâmide Cilindro Circular Cone Circular Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Resumo das Fórmulas de Área da Superfície e Volume de Figuras no Espaço Área Total = 2 x (Área da Base) + (Área lateral) OBS: Cada face lateral é um paralelogramo Volume = Áݎ݁ܽ ݀ܽ ܾܽݏ݁ Área Total = (Área da Base) + (Área lateral) OBS: Cada face lateral é um triângulo Volume = ଵ ଷ ൫Áݎ݁ܽ ݀ܽ ܾܽݏ݁ Área Total = (Área da Base Maior)+( Área da OBS: Cada face lateral é um Trapézio Volume = ଷ ൫ܵଵ + ܵଶ + ඥ Área Total = 2 x (Área da Base) + (Área lateral) Volume = Áݎ݁ܽ ݀ܽ ܾܽݏ݁ Área Total = (Área da Base) + Volume = ଵ ଷ ൫Áݎ݁ܽ ݀ܽ ܾܽݏ݁ Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 31 Área da Superfície e Volume de Figuras no Espaço Área Total = 2 x (Área da Base) + (Área lateral) OBS: Cada face lateral é um paralelogramo × ݈ܽݐݑݎܽ Área Total = (Área da Base) + (Área lateral) OBS: Cada face lateral é um triângulo ܾܽݏ݁ × ݈ܽݐݑݎܽ൯ Área Total = (Área da Base Maior)+( Área da Base Menor)+(Área lateral) OBS: Cada face lateral é um Trapézio ඥܵଵ ∙ ܵଶ൯ Área Total = 2 x (Área da Base) + (Área lateral) × ݈ܽݐݑݎܽ Área Total = (Área da Base) + (Área lateral) ܾܽݏ݁ × ݈ܽݐݑ ൯ Tópicos de Matemática Prof. Luiz Carlos Tronco de Cone Esfera Calota Esférica Fuso Esférico Cunha Esférica Prof. Luiz Carlos / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto Área Lateral = ߨ݃(ܴ Volume = గ ଷ (ܴଶ + ݎଶ + Área Total = 4ߨݎ Volume = ସ ଷ ߨݎଷ Área = 2ߨݎℎ Volume = ଵ ߨℎ(3ܽଶ + ℎ Volume = ଵ ଷ ߨℎଶ(3ݎ Use regra de 3 (em relação ao ângulo Use regra de 3 (em relação ao ângulo Geometria plana e espacial / Universidade Paulista (UNIP) / Câmpus São José do Rio Preto - SP 32 ( + ݎ) + ܴ ∙ ݎ) ݎଶ ଷ ℎଶ) ou ( − ℎ) Use regra de 3 (em relação ao ângulo ߙ) Use regra de 3 (em relação ao ângulo ߙ)