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Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Geometria Plana – EP07 – Gabarito _________________________________________________________________________________ Prezado(a) aluno(a), O conteúdo desta semana conforme Cronograma é Aula 6: Pontos Notáveis de um Triangulo. - É importante desenvolver a visão geométrica. Habitue-se a representar suas próprias figuras antes de verificar a resposta. - Leia e resolva os exercícios da Aula 6 até página 128. - Faça um resumo do conteúdo abordado por aula. - Compare a sua justificativa com a solução do Gabarito. Preencher somente os valores na figura não é justificativa. _________________________________________________________________________________ Errata: No exercício proposto 1 da página 126, do Livro texto, o triângulo ABC é retângulo em B. Figura correta: ___________________________________________________________________________________ Exercício: a) Defina lugar geométrico. b) Na aula 6 foram apresentados 2 teoremas. Enuncie os dois teoremas dessa aula. c) Defina baricentro, incentro, ortocentro e circuncentro de um triângulo. d) Defina triângulo órtico. e) A figura em Geogebra do exercício proposto 3 da Aula 6 está na Sala de aula dessa Semana. Arraste o vértice C. Segue a figura: Na figura acima observe que D não coincide com o ponto de tangência da circunferência inscrita! Geometria Plana EP07 - Gabarito 2 Exercício proposto 2 - página 126: Considere um triângulo ABC, tal que as medianas BM e CN , que se cortam em G, sejam iguais. Mostre que: a) 𝐵𝐺̅̅ ̅̅ = 𝐶𝐺̅̅ ̅̅ , b) que os triângulos CGM e BGN são congruentes, c) que o triângulo ABC é isósceles. Solução: Seja o triângulo ABC, tal que as medianas BM e CN cortam-se em G (baricentro) e 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅ = 𝐶𝑁̅̅ ̅̅ . a) 𝐵𝐺̅̅ ̅̅ = 2 3 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅ e 𝐶𝐺̅̅ ̅̅ = 2 3 𝐶𝑁̅̅ ̅̅ , então 𝐵𝐺̅̅ ̅̅ = 𝐶𝐺̅̅ ̅̅ , já que 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅ = 𝐶𝑁̅̅ ̅̅ b) ΔCGM ≡ ΔBGN , pois 𝐵𝐺̅̅ ̅̅ = 𝐶𝐺̅̅ ̅̅ 𝑁𝐺�̂� = 𝑀𝐺�̂� (ângulo oposto pelo vértice) e 𝐺𝑁̅̅ ̅̅ = 𝐺𝑀̅̅̅̅̅ = 1 3 𝐶𝑁̅̅ ̅̅ = 1 3 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅, pelo caso LAL. c) Do item b) temos 𝑁𝐵̅̅ ̅̅ = 𝑀𝐶̅̅̅̅̅ = 𝐴𝑁̅̅ ̅̅ = 𝐴𝑀̅̅̅̅̅, onde M e N são pontos médios de AC e AB. Daí 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ = 𝐴𝐶̅̅ ̅̅ , portanto o triângulo ABC é isósceles. _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 1: Quais pontos notáveis de um triângulo nunca se posicionam externamente em relação a sua região triangular? a) Baricentro e ortocentro. b) Incentro e circuncentro. c) Baricentro e circuncentro. d) Incentro e ortocentro. e) Baricentro e incentro. Solução: Resposta é o item (e). Justificativa: Geometria Plana EP07 - Gabarito 3 Se G é o baricentro do Δ ABC, temos que AG = 2 3 AM1, BG = 2 3 BM2 e CG = 2 3 BM3. Se I é o incentro, então I é o centro do círculo inscrito no triângulo. _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 2: Na figura, as medianas 𝐴𝐸̅̅ ̅̅ , 𝐵𝐹̅̅ ̅̅ e 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ são concorrentes em Q. a) Defina mediana de um triângulo. b) Se 𝐴𝐸̅̅ ̅̅ = 9 cm, quanto vale 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ ? c) Se 𝑄𝐷̅̅ ̅̅ = 5 cm, quanto vale 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ ? d) Se 𝐵𝑄̅̅ ̅̅ = 12 cm, quanto vale 𝑄𝐹̅̅ ̅̅ ? e) Se 𝑄𝐸̅̅ ̅̅ = 4 cm, quanto vale 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ ? Solução: a) Veja definição na página 31 do material didático. Como 𝐴𝐸̅̅ ̅̅ , 𝐵𝐹̅̅ ̅̅ e 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ são medianas, temos que: b) Se 𝐴𝐸̅̅ ̅̅ = 9 cm, 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ = 2 3 𝐴𝐸̅̅ ̅̅ logo 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ = 2 3 . 9 = 6 cm. c) Se 𝑄𝐷̅̅ ̅̅ = 5 cm, 𝑄𝐷̅̅ ̅̅ = 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ 3 então 5 = CD̅̅̅̅ 3 ⇒ 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ = 3 ∙ 5 = 15 cm d) Se 𝐵𝑄̅̅ ̅̅ = 12 cm, 𝐵𝑄̅̅ ̅̅ = 2 ∙ 𝑄𝐹̅̅ ̅̅ , então 12 = 2 ∙ 𝑄𝐹̅̅ ̅̅ ⇒ 𝑄𝐹̅̅ ̅̅ = 12 2 = 6 cm. e) Se 𝑄𝐸̅̅ ̅̅ = 4 cm, 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ = 2 ∙ 𝑄𝐸̅̅ ̅̅ , então 𝐴𝑄̅̅ ̅̅ = 2 ∙ 4 = 8 cm. _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 3: ABC é um triângulo retângulo no qual a medida do ângulo �̂� é 58° e AH, AM e AD são, respectivamente, altura, mediana e bissetriz interna traçadas pelo vértice A do ângulo reto. a) Defina bissetriz e altura de um triângulo. b) Faça a figura do enunciado. c) Calcule as medidas dos ângulos 𝐵𝐴�̂�, 𝑀𝐴�̂�, 𝐷𝐴�̂�, e 𝐻𝐴�̂�. Solução: a) Definições nas páginas 31 e 32 do material didático. Geometria Plana EP07 - Gabarito 4 b) e c) Considere um triângulo ABC retângulo no qual a medida do ângulo �̂� é 58° e AH, AM e AD são, respectivamente, altura, mediana e bissetriz interna traçadas pelo vértice A do ângulo reto. Do enunciado podemos concluir que: 𝐴𝑀̅̅̅̅̅ = 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅ = 𝐶𝑀̅̅̅̅̅ Δ AMC é isósceles pois 𝐴𝑀̅̅̅̅̅ = 𝐶𝑀̅̅̅̅̅ . Logo m(𝑀𝐴�̂�) = 58°. Então m(𝐵𝐴�̂�) = 90° − 58° = 32°. Como o triângulo AHC é retângulo, então m(𝐻𝐴�̂�) = 90° − 58° = 32°. Como AD é bissetriz, m(𝐷𝐴�̂�) = 90° 2 = 45°, então m(𝑀𝐴�̂�) = 58° − 45° = 13° e m(𝐷𝐴�̂�) = 45° − 32° = 13° _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 4: Na figura, M é o ponto médio do lado BC e CN é bissetriz interna. Determine a medida de α, em graus. Exercício: Reescreva o enunciado desta questão de tal forma que a figura não é dada. Solução: Considere os dados da questão, temos que 𝐴𝑀̅̅̅̅̅ = BC̅̅̅̅ 2 = 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅ = 𝑀𝐶̅̅̅̅̅ já que ΔABC é retângulo em A e M é o ponto médio de BC. Daí Δ AMB é isósceles e m(𝐵𝐴�̂�) = m(𝑀𝐵�̂�)= 40°, então m(𝑀𝐴�̂�) = 90°− 40° = 50° = m(𝑀𝐶�̂�). Como CN é bissetriz de 𝐴𝐶�̂�, temos que m(𝐴𝐶�̂�) = 50° 2 = 25°. Logo α = 50°− 25° = 75°, usando o ângulo externo. Enunciado sem figura: Considere o triângulo ABC, retângulo em A. Determine a medida, em graus, do menor ângulo formado pela bissetriz interna CN e a mediana AM do triângulo retângulo ABC, onde a medida do ângulo 𝐴𝐵�̂� é de 40°. Exercício: Tente escrever um outro enunciado para essa questão no qual a figura não é dada. _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 5: Seja H o ortocentro de um triângulo ABC. Determine, quando possível, o ortocentro dos triângulos ABH, BCH e CAH. Obs: Analise os triângulos classificando os quanto aos ângulos. Geometria Plana EP07 - Gabarito 5 Solução: Inicialmente vamos analisar os triângulos acutângulos e obtusângulos. Para os triângulos acutângulos e obtusângulos: Observe que no triângulo ABH temos as seguintes retas perpendiculares aos lados desse triângulo: 𝐹𝐻 ⃡ , 𝐵𝐷 ⃡ e 𝐴𝐸 ⃡ , cujo ponto de interseção é o ortocentro desse triângulo, que ocorre em C. De maneira análoga, temos que o ortocentro do triângulo BCH é A e o ortocentro do triângulo CAH é B. De maneira análoga faça no caso do triângulo obtusângulo, e conclua o mesmo. Para o caso do triângulo retângulo ABC, observe que H, F e E coincidem com A, e portanto podemos considerar somente o triângulo BCH, cujo ortocentro é A. _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 6: Na figura, o ponto C é o centro da circunferência circunscrita ao triângulo DEF. Qual é a denominação de C e como obtê-lo? Pergunta: Num triângulo obtusângulo o circuncentro é interior ou exterior ao triângulo? Justifique e faça uma figura. Defina mediatriz de um triângulo. Geometria Plana EP07 - Gabarito 6 Solução: A denominação de C é circuncentro. Para obter C trace as mediatrizes de dois lados do triângulo DEF. Observe na figura que as mediatrizes r es se interceptam em C. Pergunta: Num triângulo obtusângulo o circuncentro é interior ou exterior ao triângulo? Faça uma figura. No triângulo obtusângulo o circuncentro é exterior ao triângulo, observe que o circuncentro é equidistante aos vértices do triângulo. Veja figura da página 120 do material didático. A definição de mediatriz de um triângulo está na página 32 do material didático. _____________________________________________________________________________________________________________ Exercício 7: Dado um triângulo ABC, cujos ângulos medem: m(�̂�) = 60°, m(�̂�) = 70° e m(�̂�) = 50°. a) Faça o desenho da figura do triângulo ABC e seu baricentro. b) Faça o desenho da figura do triângulo ABC e seu incentro, bem como a circunferência inscrita. c) Faça o desenho da figura do triângulo ABC e seu ortocentro. d) Faça o desenho da figura do triângulo ABC e seu circuncentro, bem como a circunferência circunscrita. e) Calcule os ângulos internos do triângulo formado pelas interseções das alturas com o círculo circunscrito. Atenção: Use o Geogebra para desenhar as figuras dos itens a) ao d). Solução: Seguem as figuras dos itens a) ao d), onde os pontos G, I, H e K são, respectivamente, baricentro, incentro, ortocentro e circuncentro do triângulo AB, em que m(�̂�) = 60°, m(�̂�) = 70° e m(�̂�)= 50°. Veja as definições no material didático. Geometria Plana EP07 - Gabarito 7 e) Seja o triângulo ABC, cujos ângulos medem m(�̂�) = 60°, m(�̂�) = 70° e m(�̂�) = 50°. Considere PQR conforme enunciado. Sejam HA, HB e HC os pés das alturas AHA, BHB e CHC: Observe que: m(𝐻𝐶𝐶�̂�) = 180° − 90° − 60° = 30° m(𝐻𝐴𝐴�̂�) = 180° − 90° − 50° = 40° m(𝐻𝐵𝐵�̂�) = 180° − 90° − 50° = 40° Então m(𝑅𝑃�̂�) = m(𝑅𝐶�̂�)+m(𝐵𝐴�̂�) 2 = 80° 2 = 40° m(𝑅𝑄�̂�) = m(𝐴𝐶�̂�)+m(𝐴𝐵�̂�) 2 = 120° 2 = 60° m(𝑃𝑅�̂�) = 180° − 40° − 60° = 80°. _____________________________________________________________________________________________________________ Geometria Plana EP07 - Gabarito 8 Exercício 8: Construa um triângulo ABC conhecendo dois de seus vértices A e B e o seu ortocentro H. Solução: Sejam os vértices A e B e o seu ortocentro H dados. Ligue os pontos A a H e B a H. Do ponto A trace a perpendicular AH2 em relação a BH e do ponto B trace a perpendicular BH1 em relação a AH. Da interseção das retas A𝐻2 ⃡ e B𝐻1 ⃡ obtém-se o ponto C, construindo, assim, o triângulo ABC. Observe que no exercício 8, o ortocentro H está na região triangular de Δ ABC. Faça o mesmo para a figura abaixo, agora no caso em que o ortocentro H não pertence a sua região triangular.