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Matemática financeira Razão numerador ou antecedente da razão denominador ou quociente da razão Chama-se razão entre dois números reais a e b, com b ≠ 0, nessa ordem, a divisão ou o quociente entre a e b. Indica-se a razão entre a e b por: ou a:b Razão Exemplos a) Coleção. Juliana coleciona CDs de cantoras nacionais e de cantoras internacionais. Na coleção, há 3 CDs de cantoras brasileiras e 2 CDs de cantoras internacionais. A razão entre o número de CDs de cantoras brasileiras e o número de CDs de cantoras internacionais é . Como, para cada 5 CDs do total, 3 são de cantoras brasileiras e 2 são de cantoras internacionais, a razão entre o número de CDs de cantoras brasileiras e o total de CDs é , e a razão entre o número de CDs de cantoras internacionais e o total é . Razão Exemplos b) Concurso. Para participar de uma olimpíada de Matemática, do total de 500 alunos de uma escola, inscreveram-se 100. Sendo que dos 40 alunos do 1o ano A do Ensino Médio, inscreveram-se 8. A razão entre o número de participantes e o número total de alunos da escola é: A razão entre o número de participantes do 1o ano A e o número total de alunos dessa classe é: . Proporção Dizemos que quatro números reais não nulos, a, b, c e d, formam, nessa ordem, uma proporção quando a razão é igual à razão . Indicamos: = ou a:b = c:d Em toda proporção, o produto dos extremos é igual ao produto dos meios: = = meios ou termos do meioextremos = extremos ou termos extremosmeios Proporção Exemplos a) Vamos determinar o valor de x sabendo que as razões e formam uma proporção. = Portanto, o valor de x é 1. Proporção Exemplos b) Seleção. O setor de recursos humanos de uma empresa constatou que, dos entrevistados para uma vaga, a razão entre o número de aprovados e o de reprovados é . Sabendo que 4 candidatos foram aprovados, para descobrir o total de pessoas entrevistadas, calculamos inicialmente a quantidade de reprovados (x): Portanto, 4 candidatos foram aprovados e 14 foram reprovados, totalizando 18 pessoas entrevistadas. = Números diretamente proporcionais e números inversamente proporcionais Os números reais não nulos a, b, c, ... são diretamente proporcionais aos números reais não nulos A, B, C, ..., nessa ordem, quando: = constante de proporcionalidade Números diretamente proporcionais e números inversamente proporcionais Os números reais não nulos a, b, c, ... são inversamente proporcionais aos números reais não nulos A, B, C, ..., nessa ordem, quando: = ou Números diretamente proporcionais e números inversamente proporcionais Exemplos a) Os números 60, 120 e 180 são diretamente proporcionais aos números 1, 2 e 3, pois: = = = 60 b) Os números 40, 60 e 80 são inversamente proporcionais aos números 6, 4 e 3, pois: = ou 40 ∙ 6 = 60 ∙ 4 = 80 ∙ 3 = 240 Exercício resolvido R1. Na tabela abaixo, as grandezas x e y são diretamente proporcionais. Determinar os valores de a e de b. Resolução Como x e y são diretamente proporcionais, a razão entre os números da primeira linha (x, 4, a, 7) e o seu correspondente na segunda (y, 2, 7, b) é constante, ou seja: = Então: e x 4 a 7 y 2 7 b Resolução R2. Dividir o número 33 em partes diretamente proporcionais a 2, 5 e 4. Sendo x, y e z as partes diretamente proporcionais a 2, 5 e 4, respectivamente, podemos montar um sistema: De (II), temos: x = 2k, y = 5k e z = 4k De (I), temos: 2k + 5k + 4k = 33 k = 3 Portanto: x = 6, y = 15 e z = 12 Exercício resolvido Resolução R3. Dividir o número 70 em partes inversamente proporcionais a 1, 2 e 11. Sendo x, y e z as partes inversamente proporcionais a 1, 2 e 11, respectivamente, temos: De (II), temos: x = k, y = e z = De (I), temos: k + + = 70 k = 44 Portanto: x = 44, y = 22 e z = 4 Exercício resolvido Taxa percentual Taxa percentual ou porcentagem é a razão entre um número real p e o número 100. Indicamos assim: ou p%. Observe que porcentagem é um conceito relativo, ou seja, só podemos falar em porcentagem de alguma quantidade. Taxa percentual Exemplos a) 25% de 200 = b) 80% de 42 = c) 120% de 60 = d) 30% de 40% de 75 = Resolução R4. No primeiro dia de aula, numa determinada classe, o professor de Matemática constatou que naquela turma a razão entre o número de moças e o número de rapazes é . Qual é a porcentagem de rapazes nessa turma? Como a razão entre o número de moças e o número de rapazes é , para cada 13 moças há 12 rapazes nessa turma, ou seja, de cada 25 pessoas, 13 são moças e 12 são rapazes. Assim, a quantidade de rapazes em relação ao total de alunos é dada por: Portanto, a porcentagem de rapazes é 48% Exercício resolvido Vf = V0 ∙ (1 ± i) Aplicações de taxa percentual De maneira geral, quando um valor inicial V0 recebe acréscimo ou desconto pela aplicação de uma taxa percentual i, o valor final Vf é dado por: Nessa expressão, o sinal é positivo se há acréscimo e negativo se há desconto. Nesse caso, a taxa percentual i deve ser utilizada na forma de número decimal. Por exemplo, uma taxa percentual de 25% implica i = 0,25. Acréscimos e descontos sucessivos De modo geral, quando um valor inicial V0 sofre variações sucessivas de taxas i1, i2, i3, ..., in, o valor final Vf pode ser determinado por: Nessa expressão, o sinal é positivo se a taxa indica acréscimo e negativo se indica decréscimo. A taxa de variação total, quando comparamos os valores inicial e final, é chamada de taxa acumulada e indicada por: iacumulada. Assim: Vf = V0 ∙ (1 ± i1) ∙ (1 ± i2) ∙ (1 ± i3) ∙ ... ∙ (1 ± in) R5. Mercado automobilístico. Especialistas do mercado de veículos afirmam que um automóvel zero quilômetro sofre uma depreciação de 15% ao ano nos 3 anos seguintes ao da fabricação, estabilizando-se num patamar inferior nos anos posteriores. Se hoje um veículo zero quilômetro custa R$ 24.000,00, qual será seu valor daqui a 3 anos, considerando as previsões dos especialistas? Exercício resolvido Resolução R5. Como a taxa de depreciação é constante nos 3 anos, temos: Portanto, o valor do veículo será R$ 14.739,00. Exercício resolvido Resolução R6. Comércio. Um lojista aumentou o preço de um produto em 61% ao aplicar acréscimos sucessivos. Se o primeiro aumento foi de 15%, qual foi a taxa percentual do segundo? 61% representa a taxa acumulada que corrigiu o preço do produto; então: Portanto: i2 = 0,4 = 40% Exercício resolvido L = Pv – Pc Lucro e prejuízo De maneira geral, podemos entender lucro como o ganho obtido em uma operação comercial. O lucro é gerado pela diferença entre o preço de venda de uma mercadoria e o preço de custo (fabricação ou compra). Sendo Pv o preço de venda, Pc o preço de custo e L o lucro, podemos escrever: Quando o lucro é negativo, ou seja, quando o preço de custo é maior que o preço de venda, dizemos que houve prejuízo. Lucro e prejuízo Exemplo Comércio. Um produto tem preço de custo de R$ 160,00 e é vendido por R$ 200,00. Vamos calcular a porcentagem do lucro sobre o preço de custo e sobre o preço de venda. Como L = PV – PC, temos: L = 200 – 160 L = 40 Portanto, o lucro é R$ 40,00. A porcentagem do lucro sobre o preço de custo é: A porcentagem do lucro sobre o preço de venda é: Resolução R7. Comércio. Um relógio antigo foi vendido por R$ 10.000,00 com prejuízo de 20% sobre o preço de compra. Por quanto o relógio havia sido comprado? Do enunciado, temos: PV = (1 – 0,2) ∙ PC Como PV = 10.000, então: 10.000 = (1 – 0,2) ∙ PC PC = 12.500 Portanto, o relógio havia sido comprado por R$ 12.500,00. Exercício resolvido R8. Comércio. Ao vender uma mercadoria, uma pessoa teve lucro de 40% sobre o preço de venda. Qualé a porcentagem do lucro em relação ao preço de custo? Resolução Como queremos saber , então: Portanto, a porcentagem do lucro sobre o preço de custo é aproximadamente 67%. Pelo enunciado, temos: Sabemos que L = PV – PC, então vamos escrever PC em função de PV: Exercício resolvido Juro simples e juro composto Quando investimos ou pedimos emprestado um valor em dinheiro, devemos receber ou pagar uma compensação financeira pelo tempo de investimento ou de empréstimo, dependendo da situação. Essa compensação é denominada juro. Para calcular o juro devemos considerar: o capital (C), valor investido ou pedido emprestado; o tempo (t), do início ao fim da operação; a taxa de juro (i), taxa percentual recebida ou paga pelo capital em relação ao tempo. O valor em dinheiro ao final da operação (capital + juro) é denominado montante (M). Regime de juro simples No regime de juro simples, a taxa de juro incide sempre sobre o capital inicial. Vamos considerar, por exemplo, um investimento de R$ 1.000,00 aplicado à taxa de 1,5% ao mês. Observe, na tabela, a seguir, como calculamos o montante ao final de cada um dos três primeiros meses. Regime de juro simples M0 juro referente ao 1o mês M1 juro referente ao 2o mês M2 juro referente ao 3o mês início M0 = 1.000 após 1 mês M1 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,015 = 1.015 após 2 meses M2 = 1.015 + 1.000 ∙ 0,015 = 1.030 após 3 meses M3 = 1.030 + 1.000 ∙ 0,015 = 1.045 Período Montante (em real) juro referente aos três meses (1.000 ∙ 0,015 ∙ 3) M = C ∙ (1 + it) M = C + JJ = C ∙ i ∙ t Regime de juro simples Em qualquer transação financeira em que o regime é de juro simples, sendo C o capital, i a taxa percentual de juro, t o tempo, J o juro e M o montante, temos: Como J = C ∙ i ∙ t e M = C + J, então: Resolução R9. Finanças. Um investidor aplica R$ 1.000,00 a juro simples de 2% ao mês. Determinar a taxa equivalente ao ano, o juro recebido após 1 mês, após 5 meses e o montante após 8 meses. A taxa equivalente ao ano, no regime de juro simples, é: ianual = 12 ∙ imensal ianual = 24% O juro, em real, recebido após 1 mês de aplicação é: J = C ∙ i ∙ t J = 1.000 ∙ 0,02 ∙ 1 J = 20 Exercício resolvido Resolução R9. O juro, em real, recebido após 5 meses de aplicação é: J = C ∙ i ∙ t J = 1.000 ∙ 0,02 ∙ 5 J = 100 Para obter o montante após 8 meses de aplicação, calculamos inicialmente o juro no período: J = 1.000 ∙ 0,02 ∙ 8 J = 160 Agora, somamos o juro ao capital: M = C + J M = 1.000 + 160 M = 1.160 Portanto, a taxa equivalente ao ano é de 24% o juro recebido após 1 mês é R$ 20,00, após 5 meses é R$ 100,00 e o montante após 8 meses é R$ 1.160,00. Exercício resolvido Resolução R10. Finanças. Calcular o juro que rende um capital de R$ 7.500,00 aplicado à taxa de 12% ao ano, durante 5 meses. Podemos resolver o problema de duas maneiras: Utilizando a taxa equivalente ao mês: i = 12% ao ano = 1% ao mês J = 7.500 ∙ 0,01 ∙ 5 J = 375 Utilizando a fração do ano correspondente ao número de meses dados: 5 meses do ano J = 7.500 ∙ 0,12 ∙ J = 375 Portanto, o capital rende juro de R$ 375,00. Exercício resolvido Regime de juro composto No regime de juro composto, o juro é calculado sempre sobre o resultado da aplicação anterior, ou seja, calculamos “juro sobre juro”. Acompanhe, na tabela a seguir, a evolução do montante gerado pelo investimento de R$ 1.000,00 à taxa de 2% ao mês sob os regimes de juro simples e de juro composto. M1 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,02 ∙ 1 M1 = 1.020 M1 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,02 M1 = 1.020 M3 = 1.040,40 + 1.040,40 ∙ 0,02 M3 ≃ 1.061,21 M3 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,02 ∙ 3 M3 = 1.060 M2 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,02 ∙ 2 M2 = 1.040 Período Juro simples Juro composto início M0 = 1.000 M0 = 1.000 após 1 mês após 2 meses M2 = 1.020 + 1.020 ∙ 0,02 M2 = 1.040,40 após 3 meses Regime de juro composto Período Juro simples Juro composto M4 = 1.061,21 + 1.061,21 ∙ 0,02 M4 ≃ 1.082,43 M4 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,02 ∙ 4 M4 = 1.080 após 4 meses M5 = 1.082,43 + 1.082,43 ∙ 0,02 M5 ≃ 1.104,10 M5 = 1.000 + 1.000 ∙ 0,02 ∙ 5 M5 = 1.100 após 5 meses após t meses Mt = 1.000 ∙ (1 + 0,02t) Mt = 1.000 ∙ (1 + 0,02) t Regime de juro composto após 3 meses: M3 = M2 + M2i = M2(1 + i) M3 = C(1 + i) 2 ∙ (1 + i) = após 2 meses: M2 = M1 + M1i = M1(1 + i) M2 = C(1 + i) ∙ (1 + i) = Vamos detalhar os cálculos feitos na coluna do juro composto ao final de cada mês: após 1 mês: M1 = C + Ci M1 = C(1 + i) C(1 + i)2 C(1 + i)3 após 4 meses: M4 = M3 + M3i = M3(1 + i) M4 = C(1 + i) 3 ∙ (1 + i) = C(1 + i)4 . . . Regime de juro composto Mt = C(1 + i) t–1 ∙ (1 + i) = após t meses: Mt = Mt–1+ Mt–1i = Mt–1(1 + i) C(1 + i)t Assim, o montante que resulta dessa aplicação é calculado da seguinte forma: M = C(1 + i)t . . . Regime de juro composto Exemplo M1 = 200 ∙ (1 + 0,1 ∙ 1) = 220 M2 = 200 ∙ (1 + 0,1 ∙ 2) = 240 M3 = 200 ∙ (1 + 0,1 ∙ 3) = 260 M4 = 200 ∙ (1 + 0,1 ∙ 4) = 280 Considere um capital de R$ 200,00 aplicado à taxa de 10% após 4 meses. No regime de juro simples: termos de uma PA de razão 20 Regime de juro composto Exemplo M1 = 200 ∙ (1 + 0,1) 1 = 220 M2 = 200 ∙ (1 + 0,1) 2 = 242 M3 = 200 ∙ (1 + 0,1) 3 = 266,20 M4 = 200 ∙ (1 + 0,1) 4 = 292,82 Considere um capital de R$ 200,00 aplicado à taxa de 10% após 4 meses. No regime de juro composto: termos de uma PG de razão 1,1 Regime de juro composto Resolução R11. Poupança. Um capital de R$ 1.500,00 foi aplicado numa caderneta de poupança, que rende juro composto de 1,2% ao mês. Qual foi o saldo (montante) dessa caderneta após 6 meses de aplicação, se durante esse período não houve nenhuma outra movimentação na conta? Aplicando a fórmula do juro composto, temos: M = 1.500 ∙ (1 + 0,012)6 M = 1.500 ∙ (1,012)6 ≃ 1.611,29 Portanto, após 6 meses de aplicação o saldo dessa caderneta foi de aproximadamente R$ 1.611,29. Exercício resolvido Resolução R12. Depreciação. O valor de uma máquina sofre depreciação anual de 25%. Se hoje ela custa R$ 2.000,00, daqui a quantos anos ela valerá metade do que vale hoje? (Adotar: log 2 = 0,30 e log 3 = 0,48) Aplicando a fórmula do juro composto, a definição e as propriedades operatórias dos logaritmos, temos: 1.000 = 2.000 (1 – 0,25)t (0,75)t = t = t = Exercício resolvido Resolução R12. Como = 0,30 e , temos: t = Portanto, a máquina terá seu valor reduzido à metade em 2 anos e meio, contados a partir de hoje. Exercício resolvido Resolução R13. Dívida. Uma dívida contraída a juro composto, com taxa mensal constante, aumentou 69% em dois meses. Qual era a taxa mensal de juro? É importante perceber que 69% é a taxa acumulada sobre a dívida no período de dois meses. Assim: (1 + 0,69) = (1 + imensal) 2 1 + imensal = imensal = 0,30 imensal = 30% Exercício resolvido R14. Condições de pagamento. Uma loja oferece as seguintes alternativas para o pagamento de uma mercadoria: à vista, com 3% de desconto sobre o preço de tabela; com cheque pré-datado para 30 dias, no valor de tabela da mercadoria. Considerando que um indivíduo tenha dinheiro para comprar a mercadoria à vista e que esse dinheiro possa ser aplicado a uma taxa de 0,8% ao mês, qual é a opção mais vantajosa para o consumidor? Exercício resolvido Resolução R14. Sendo Pt o preço de tabela da mercadoria e Pv seu preço à vista, temos: Pv = 0,97 ∙ Pt (desconto de 3% sobre o preço de tabela) Se o valor à vista da mercadoria fosse aplicado, produziria um montante, após 1 mês, de: M = 0,97 ∙ Pt ∙ (1 + 0,008) M = 0,97776 ∙ Pt Exercício resolvido Resolução R14. Logo, após 30 dias o valor resgatado na aplicação seria insuficiente para saldar o cheque pré-datado, pois: Portanto, é mais vantajoso para o consumidor pagar a mercadoriaà vista. 0,97776 ∙ Pt < Pt Exercício resolvido Seja i a taxa de juro composto e t o tempo: para obter o valor futuro, multiplica-se o valor presente por (1 + i)t; para obter o valor presente, divide-se o valor futuro por (1 + i)t. Atualização financeira Resolução R15. Comércio. Uma compra de R$ 600,00 vai ser paga em 3 parcelas mensais e iguais, sendo a primeira à vista. Determinar o valor de cada parcela sabendo que a loja cobra juro de 6,5% ao mês. Inicialmente, vamos calcular o valor presente de cada uma das parcelas. Observe o esquema: no ato 30 dias (1 mês) 60 dias (2 meses) x x x valor (em reais) Exercício resolvido Resolução R15. A soma da entrada (valor pago no ato da compra) com as demais parcelas atualizadas monetariamente (descontado o juro) fornece o valor da compra à vista: x + + = 600 Resolvendo a equação, obtemos x ≃ 212,72. Portanto, o valor de cada parcela do financiamento é, aproximadamente, R$ 212,72. Exercício resolvido Resolução R16. Financiamento. Um grande magazine anuncia a venda de uma bicicleta por R$ 300,00 à vista, ou R$ 50,00 de entrada e mais dois pagamentos mensais de R$ 135,00. Qual é a taxa mensal de juro no plano a prazo? (Utilize: = 78) Inicialmente, vamos calcular o valor presente de cada uma das parcelas. Observe o esquema: 30 dias (1 mês) 60 dias (2 meses)no ato 50 135 135 valor (em reais) Exercício resolvido Resolução R16. A soma da entrada com as duas prestações mensais atualizadas monetariamente (descontado o juro) fornece o valor à vista da bicicleta (R$ 300,00): 50 + + = 300 Exercício resolvido Resolução R16. Para resolver essa equação, fazemos (1 + i) = k: 50 + + = 300 250k2 – 135k – 135 = 0 50k2 – 27k – 27 = 0 k = k = 1,05 ou k = – 0,51 (não é conveniente) Logo: (1 + i) = 1,05 ⇒ i = 0,05 Portanto, a taxa de juro no plano a prazo é de 5%. Exercício resolvido ANOTAÇÕES EM AULA Coordenação editorial: Juliane Matsubara Barroso Edição de texto: Ana Paula Souza Nani, Adriano Rosa Lopes, Enrico Briese Casentini, Everton José Luciano, Juliana Ikeda, Marilu Maranho Tassetto, Willian Raphael Silva Assistência editorial: Pedro Almeida do Amaral Cortez Preparação de texto: Renato da Rocha Carlos Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Iconografia: Daniela Chahin Barauna, Erika Freitas, Fernanda Siwiec, Monica de Souza e Yan Comunicação Ilustração dos gráficos: Adilson Secco EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Kelly Mayumi Ishida Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio Editores: Andre Jun, Felipe Jordani e Natália Coltri Fernandes Assistentes editoriais: Ciça Japiassu Reis e Renata Michelin Editor de arte: Fabio Ventura Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini Assistentes de arte: Ana Maria Totaro, Camila Castro e Valdeí Prazeres Revisores: Antonio Carlos Marques, Diego Rezende e Ramiro Morais Torres © Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados. EDITORA MODERNA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo – SP – Brasil – CEP: 03303-904 Vendas e atendimento: Tel. (0__11) 2602-5510 Fax (0__11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2012 http://www.moderna.com.br/ Geometria plana Ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma reta transversal Ângulos alternos ângulos alternos externos: ângulos alternos internos: Ângulos colaterais ângulos colaterais externos: ângulos colaterais internos: Ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma reta transversal Ângulos correspondentes: Ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma reta transversal Ângulos opostos pelo vértice: Ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma reta transversal Exemplos a) b) são ângulos colaterais internos x + y =180º 30º + y = 180º ⇒ y = 180º – 30º ⇒ y = 150º são ângulos correspondentes a = b ⇒ b = 20º Ângulos formados por retas paralelas cortadas por uma reta transversal Exercício resolvido R1. Sabendo que as retas r e s são paralelas cortadas por uma transversal t, determinar o valor de x nos seguintes casos: a) b) Resolução a) Os ângulos assinalados são alternos externos. Logo, são congruentes. Assim: (3x – 10º)=140º ⇒ 3x = 150º ⇒ x = 50º Portanto, o valor de x é 50º. Exercício resolvido (I) Os ângulos e são colaterais internos, portanto são suplementares, assim: med( ) + med( ) = 180º (II) Os ângulos e são opostos pelo vértice, logo, têm as mesmas medidas, assim: med( ) = med( ) b) Chamando o ângulo de medida 2x – 20º de ângulo e o ângulo de medida 3x de e marcando um ângulo , temos: R1. Resolução Exercício resolvido De (I) e (II), vem: med( ) + med( ) = 180º ⇒ med( ) + med( ) = 180º Como med( ) = 2x – 20º e med( ) = 3x, segue: med( ) + med( ) = 180º ⇒ (2x – 20º) + 3x = 180º ⇒ ⇒ 5x = 200º ⇒ x = 40º Portanto: x = 40º R1. Resolução R2. Na figura abaixo, os ângulos têm os lados respectivamente paralelos (AB ∥ A'B' e AC ∥ A'C'). Calcular o valor de x. Exercício resolvido Observe que os ângulos 3x + 10º e 70º são correspondentes e, portanto, congruentes, logo: 3x + 10º = 70º ⇒ 3x = 60º ⇒ x = 20º Assim, o valor de x é 20º. Prolongando os lados dos ângulos, temos: R2. Resolução Exercício resolvido R3. Na figura abaixo, as retas r e s são paralelas. Calcular o valor do ângulo . Resolução Traçando uma reta auxiliar v, paralela a r e s, temos: Exercício resolvido (I) + = 100º (II) e 3 são ângulos colaterais internos, então: + 3 = 180º = 180º 3 (III) e 2 são ângulos colaterais internos, então: + 2 = 180º = 180º 2 Exercício resolvido R3. Resolução De (I), (II) e (III), temos: + = 100º (180º – 3) + (180º – 2) = 100º –5 = –260º = 52º Portanto, o valor do ângulo é 52º. Exercício resolvido R3. Resolução Condição de existência de um triângulo (desigualdade triangular) Triângulos Lados: Vértices: A, B e C Medidas dos lados: a, b e c Ângulos internos: Perímetro: a + b + c Em qualquer triângulo, a medida de um lado é sempre menor que a soma das medidas dos outros dois lados. a < b + c b < a + c c < a + b a) É possível construir um triângulo cujos lados meçam 8 cm, 3 cm e 4 cm? Exemplos b) E um triângulo cujos lados meçam 8 cm, 10 cm e 5 cm? 8 < 3 + 4 ⇒ 8 < 7 (falso) 3 < 8 + 4 ⇒ 3 < 12 (verdadeiro) 4 < 8 + 3 ⇒ 4 < 11 (verdadeiro) 8 < 10 + 5 ⇒ 8 < 15 (verdadeiro) 10 < 8 + 5 ⇒ 10 < 13 (verdadeiro) 5 < 8 + 10 ⇒ 5 < 18 (verdadeiro) Condição de existência de um triângulo Soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo Então: Temos: são ângulos alternos internos med ( ) + med ( ) + med ( ) = 180º Os ângulos , e formam um ângulo raso, assim: Exemplo Vamos determinar o valor do ângulo x no triângulo ABC. Como a soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo é 180º, temos: x + 70º + 60º = 180º ⇒ x + 130º = 180º x = 180º – 130º ⇒ x = 50º Soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo Triângulo escaleno Triângulo equilátero Triângulo isósceles Classificação dos triângulos quanto aos lados Classificação dos triângulos Um triângulo equilátero tem todos os três lados congruentes: Um triângulo isósceles tem dois lados congruentes: Um triângulo escaleno tem os três lados com medidas diferentes. Triângulo obtusângulo Triângulo retângulo Triângulo acutângulo Um triângulo acutângulo tem todos os ângulos internos agudos. Um triângulo retângulo tem um ângulo interno reto. Um triângulo obtusângulo tem um ângulo interno obtuso. Classificação dos triângulos quanto aos lados Classificação dos triângulos Relação entre um ângulo externo e dois ângulos internos não adjacentes (I) (II) De (I), temos: Substituindoem (II): Essa relação pode ser demonstrada também entre os outros ângulos internos e os ângulos externos não adjacentes correspondentes a cada um deles. Então: Assim, temos: Em qualquer triângulo, a medida de um ângulo externo é igual à soma das medidas dos ângulos internos não adjacentes a ele. Relação entre um ângulo externo e dois ângulos internos não adjacentes Exemplo Pela relação entre um ângulo externo e dois ângulos internos não adjacentes, temos: med(ê) = 60º + 70º med(ê) = 130º Vamos determinar a medida do ângulo ê no triângulo abaixo. Relação entre um ângulo externo e dois ângulos internos não adjacentes Alturas e ortocentro A altura de um triângulo é o segmento que tem uma extremidade em um vértice do triângulo e a outra extremidade na reta suporte do lado oposto ao vértice, formando um ângulo de 90º com esse lado. O ponto de encontro das retas suportes dessas alturas é denominado ortocentro. Altura relativa ao lado Pontos notáveis em um triângulo Triângulo obtusângulo Triângulo retângulo Triângulo acutângulo é a altura relativa do lado ; é a altura relativa do lado ; é a altura relativa do lado ; H é o ortocentro do ∆ABC. é a altura relativa do lado ; é a altura relativa do lado ; é a altura relativa do lado ; A é o ortocentro do ∆ABC. é a altura relativa do lado ; é a altura relativa do lado ; é a altura relativa do lado ; H é o ortocentro do ∆ABC. Alturas e ortocentro Pontos notáveis em um triângulo Medianas e baricentro A mediana de um triângulo é o segmento que tem uma extremidade em um vértice do triângulo e a outra extremidade no ponto médio do lado oposto a esse vértice. Um triângulo tem três medianas que se interceptam em um único ponto chamado baricentro. Mediana relativa ao lado Pontos notáveis em um triângulo é a mediana relativa ao lado ; é a mediana relativa ao lado ; é a mediana relativa ao lado ; G é o baricentro do ∆ABC. Medianas e baricentro Pontos notáveis em um triângulo A bissetriz de um triângulo é o segmento que divide um ângulo interno em dois ângulos congruentes e tem uma extremidade em um vértice e a outra no lado oposto a esse vértice. As três bissetrizes de um triângulo interceptam-se em um ponto chamado incentro. é a bissetriz relativa ao vértice A. é a bissetriz relativa ao vértice B. é a bissetriz relativa ao vértice C. I é o incentro do ∆ABC. Pontos notáveis em um triângulo Bissetrizes e incentro Observação A distância entre o incentro e qualquer um dos lados do triângulo é sempre a mesma. Essa propriedade permite traçar uma circunferência inscrita no triângulo, de centro I e raio IM ≅ (IM ≅ IO ≅ IN ). Pontos notáveis em um triângulo Bissetrizes e incentro Mediatrizes e circuncentro A mediatriz de um triângulo é a reta que intercepta um lado do triângulo no ponto médio e é perpendicular a esse lado. As três mediatrizes de um triângulo se interceptam em um mesmo ponto chamado circuncentro. Mediatriz relativa ao lado Pontos notáveis em um triângulo m1 é a mediatriz relativa ao lado ; m2 é a mediatriz relativa ao lado ; m3 é a mediatriz relativa ao lado ; 0 é o circuncentro do ∆ABC. Mediatrizes e circuncentro Pontos notáveis em um triângulo A distância entre o circuncentro e qualquer um dos vértices do triângulo é sempre a mesma. Essa propriedade permite traçar uma circunferência circunscrita no triângulo de centro O e raio AO ≅ (AO ≅ BO ≅ CO ). Observação Mediatrizes e circuncentro Pontos notáveis em um triângulo R4. Sabendo que é mediana relativa ao lado , determinar o perímetro do triângulo ABC. Resolução Como é mediana relativa ao lado , verificamos que mede 3 cm. Assim, o perímetro do triângulo é: 4 cm + 7 cm + (3 cm + 3 cm) = 17 cm Exercício resolvido Teorema de Tales Se um feixe de retas paralelas é cortado por duas transversais, os segmentos determinados sobre a primeira transversal são proporcionais a seus correspondentes determinados sobre a segunda transversal. Ou seja: Pelo teorema de Tales: R5. Na figura, as retas r, s e t são paralelas; determinar x. Resolução “Descruzando” as retas transversais, temos: Portanto: x = 15 Exercício resolvido Duas figuras planas são semelhantes quando as medidas dos ângulos correspondentes são iguais e as medidas dos segmentos correspondentes são proporcionais. Exemplo a) Figuras semelhantes A razão entre as medidas dos segmentos correspondentes é chamada de razão de semelhança. Exemplo b) Figuras semelhantes Lemos: “o triângulo ABC é semelhante ao triângulo XYZ”. ∆ABC ~ ∆XYZ Portanto: R6. Determinar x e y, sabendo que: ∆ABC ~ ∆A'B'C' a) b) Exercício resolvido R6. Resolução b) a) Como os triângulos são semelhantes, a medida de seus lados correspondentes são proporcionais, então: Exercício resolvido Extraindo o triângulo menor do triângulo maior, temos: R7. Determinar x e y. Resolução Exercício resolvido R7. Resolução Os triângulos têm dois ângulos correspondentes congruentes, então o terceiro ângulo também tem a mesma medida, já que a soma dos ângulos internos de um triângulo é 180º. Assim, podemos dizer que os triângulos ABC e ABD são semelhantes, então: Exercício resolvido Como DE ∥ AB, pela propriedade das retas paralelas cortadas por transversais, verificamos que os ângulos e são congruentes, assim como os ângulos e . Resolução Exercício resolvido R8. No triângulo ABC, temos DE ∥ AB, determinar x e y. Como o ângulo é comum aos triângulos CDE e CAB, temos ∆ABC ∆CDE: Então: Exercício resolvido R8. Resolução R9. Os lados de um triângulo ABC medem 5 cm, 8 cm e 4 cm. Determinar as medidas dos lados de um triângulo A’B’C’ semelhante ao triângulo ABC, sabendo que o perímetro do triângulo A’B’C’ é 51 cm. Resolução Quando dois triângulos são semelhantes, a razão entre os perímetros é igual à razão de semelhança entre os lados correspondentes. Perímetro do ∆ABC: 8 cm + 5 cm + 4 cm = 17 cm Perímetro do ∆A'B'C': x cm + y cm + z cm = 51 cm Exercício resolvido E então, temos: Perímetro do ∆ABC: 8 cm + 5 cm + 4 cm = 17 cm Perímetro do ∆A'B'C': x cm + y cm + z cm = 51 cm Logo, as medidas dos lados do triângulo A’B’C’, semelhante ao triângulo ABC, são 15 cm, 12 cm e 24 cm. Exercício resolvido R9. Resolução R10. Determinar a medida do lado do quadrado inscrito no triângulo retângulo ao lado. Resolução Todo quadrado tem lados paralelos, então o ∆ABC ∆BDE, pois Ê ≅ Â e o ângulo é comum aos dois triângulos. Portanto, temos: Exercício resolvido Relações métricas no triângulo retângulo Teorema de Pitágoras (1a relação métrica) Em um triângulo retângulo qualquer, a soma dos quadrados das medidas dos catetos é igual ao quadrado da medida da hipotenusa. a2 + b2 = c2 : hipotenusa de medida a; : cateto de medida b; : cateto de medida c; : altura, de medida h, relativa à hipotenusa; : projeção ortogonal, de medida m, do cateto sobre a hipotenusa; : projeção ortogonal, de medida n, do cateto sobre a hipotenusa. Relações métricas no triângulo retângulo O triângulo ABC pode ser decomposto em dois triângulos retângulos: ∆HBA e ∆HAC. Analisando esses triângulos, dois a dois, temos: ∆ABC ~ ∆HBA ~ ∆HAC Relações métricas no triângulo retângulo I) ∆ABC ~ ∆HBA Num triângulo retângulo qualquer, o produto das medidas dos catetos é igual ao produto da medida da hipotenusa pela medida da altura relativa à hipotenusa. (3a relação métrica) Num triângulo retângulo qualquer, o quadrado da medida de um cateto é igual ao produto da medida da hipotenusa pela medida da projeção ortogonal desse cateto sobre a hipotenusa. (2a relação métrica) Relações métricas no triânguloretângulo III) ∆HBA ~ ∆HAC II) ∆ABC ~ ∆HAC 3a relação métrica 2a relação métrica Num triângulo retângulo qualquer, o quadrado da medida da altura relativa à hipotenusa é igual ao produto das medidas das projeções ortogonais dos catetos sobre a hipotenusa. (4a relação métrica) Relações métricas no triângulo retângulo Aplicações do teorema de Pitágoras Diagonal do quadrado Aplicando o teorema de Pitágoras ao triângulo ABC, temos: Em um quadrado de lado ℓ, a medida da diagonal é . Altura de um triângulo equilátero Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo ABC, temos: Em um triângulo equilátero de lado ℓ, a altura mede . Aplicações do teorema de Pitágoras R11. Determinar x e y na figura ao lado. Resolução Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo ABC, temos: Agora, vamos aplicar o teorema de Pitágoras no triângulo CDB: Exercício resolvido R12. Determinar o valor de x e y no triângulo ABD. Resolução Aplicando o teorema de Pitágoras nos triângulos ABC e ABD, respectivamente, temos: Exercício resolvido Substituindo (II) em (I): Substituindo em (II), obtemos: Exercício resolvido R12. Resolução (II) (I) Resolução Traçando a altura , temos AH = x (lados paralelos de um retângulo), formando assim o triângulo retângulo AHB. Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo AHB, temos: Exercício resolvido R13. Encontrar o valor de x. Escolhendo um dos triângulos retângulos, podemos observar que cada cateto tem a metade da medida indicada (x + 1 ou x + 3), uma vez que os triângulos são congruentes. Resolução Exercício resolvido R14. Determinar o valor de x. R14. Resolução Aplicando o teorema de Pitágoras, obtemos: Exercício resolvido R15. Determinar o valor de x em cada item abaixo. b) a) Exercício resolvido R15. Resolução a) No triângulo ABC, x representa a medida da altura do triângulo relativa à hipotenusa , 2 representa a medida da projeção ortogonal do cateto e 18, a medida da projeção ortogonal do cateto . Aplicando a 4a relação métrica, que diz que o quadrado da medida da altura relativa à hipotenusa é igual ao produto das medidas das projeções ortogonais dos catetos sobre a hipotenusa, temos: Exercício resolvido b) Podemos observar que x representa a medida de um dos catetos, 4 é a medida da projeção ortogonal do cateto x e 20 é a medida da hipotenusa. Relacionando essas medidas, verificamos que o quadrado da medida de um cateto é igual ao produto da medida da hipotenusa pela medida da projeção ortogonal desse cateto sobre a hipotenusa, assim: Exercício resolvido R15. Resolução ANOTAÇÕES EM AULA Coordenação editorial: Juliane Matsubara Barroso Edição de texto: Ana Paula Souza Nani, Adriano Rosa Lopes, Enrico Briese Casentini, Everton José Luciano, Juliana Ikeda, Marilu Maranho Tassetto, Willian Raphael Silva Assistência editorial: Pedro Almeida do Amaral Cortez Preparação de texto: Renato da Rocha Carlos Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Iconografia: Daniela Chahin Barauna, Erika Freitas, Fernanda Siwiec, Monica de Souza e Yan Comunicação Ilustração dos gráficos: Adilson Secco EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Kelly Mayumi Ishida Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio Editores: Andre Jun, Felipe Jordani e Natália Coltri Fernandes Assistentes editoriais: Ciça Japiassu Reis e Renata Michelin Editor de arte: Fabio Ventura Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini Assistentes de arte: Ana Maria Totaro, Camila Castro e Valdeí Prazeres Revisores: Antonio Carlos Marques, Diego Rezende e Ramiro Morais Torres © Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados. EDITORA MODERNA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo – SP – Brasil – CEP: 03303-904 Vendas e atendimento: Tel. (0__11) 2602-5510 Fax (0__11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2012 http://www.moderna.com.br/ Polígonos Polígono é uma figura geométrica plana e fechada formada apenas por segmentos de reta que não se cruzam no mesmo plano. Polígonos Exemplos Elementos de um polígono ângulo externo lados consecutivos vértice ângulo interno Polígonos convexos e não convexos Polígono convexo: uma reta r que passa por qualquer par de vértices consecutivos mantém os demais vértices no mesmo semiplano. Polígono não convexo: a reta não mantém os demais vértices no mesmo semiplano. Diagonais de um polígono número de vértices: 7 número de diagonais relativas a um dos vértices: 4 número de vértices: 8 número de diagonais relativas a um dos vértices: 5 número de vértices: 9 número de diagonais relativas a um dos vértices: 6 de um único vértice partem (n – 3) diagonais; há n vértices, logo temos n(n – 3) diagonais; cada diagonal tem extremidade em dois vértices, por isso foi contada duas vezes. Considerando um polígono com n lados, observamos que: Diagonais de um polígono Exemplo O número de diagonais de um decágono é: Logo, o decágono tem 35 diagonais. Diagonais de um polígono Soma das medidas dos ângulos internos de um polígono convexo qualquer Exemplos 4 – 2 (Número de lados menos 2) número de triângulos formados: 2 Quadrilátero (4 lados) 7 – 2 (Número de lados menos 2) número de triângulos formados: 5 Heptágono (7 lados) 10 – 2 (Número de lados menos 2) número de triângulos formados: 8 Decágono (10 lados) Considerando um polígono de n lados: podemos decompor esse polígono em (n – 2) triângulos pelas diagonais que partem de um vértice; sabemos que a soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo é igual a 180º. Soma das medidas dos ângulos internos de um polígono convexo qualquer i1 + e1 = 180º i2 + e2 = 180º i3 + e3 = 180º i4 + e4 = 180º + = in + en = 180º Si + Se = n ∙ 180º Soma das medidas dos ângulos internos de um polígono convexo qualquer Se = 360º Considerando Si = (n – 2) ∙ 180º, temos: Soma das medidas dos ângulos internos de um polígono convexo qualquer Si + Se = n ∙ 180º (n – 2) ∙ 180º + Se = n ∙ 180º n ∙ 180º – 360º + Se = n ∙ 180º Se – 360º = 0 Todo polígono com quatro lados é chamado de quadrilátero. Quadriláteros Considere o quadrilátero ABCD abaixo, os elementos desse quadrilátero são: vértices: A, B, C e D lados: diagonais: ângulos internos: ângulos externos: â, b, c e d perímetro: AB + BC + CD + DA ̂ ̂ ̂ S = (n – 2) ∙ 180º S = (4 – 2) ∙ 180º S = 2 ∙ 180º = 360º Soma das medidas dos ângulos internos de um quadrilátero convexo Todo quadrilátero convexo que tem os lados opostos paralelos é um paralelogramo. Paralelogramos é uma das bases. é a altura relativa ao lado . Algumas características: Classificação dos paralelogramos Losangos Retângulos Quadrados Paralelogramos Losangos são paralelogramos que têm os quatro lados congruentes. Retângulos são paralelogramos que têm os quatro ângulos congruentes. Quadrados são paralelogramos que têm os quatro lados congruentes e os quatro ângulos congruentes. Os lados opostos de um paralelogramo são congruentes. Propriedades dos paralelogramos Propriedades dos paralelogramos Os ângulos opostos de um paralelogramo são congruentes. As diagonais de um paralelogramo cruzam-se nos respectivos pontos médios. Propriedades dos paralelogramos Existem propriedades específicas para alguns paralelogramos: As diagonais de um retângulo são congruentes. As diagonais de um losango estão contidas nas respectivas bissetrizes dos ângulos internos e são perpendiculares entre si. Propriedades dos paralelogramos AC ⊥ BD ABb ≌ CD Todo quadrilátero convexo que tem apenas dois lados paralelos é um trapézio. Trapézios Os lados paralelos e são as bases, é a base maior e é a base menor. é a altura do trapézio (segmento perpendicular às duas bases). Algumas características: Classificação dos trapézios Trapézio isósceles Trapézio escaleno Trapézio retângulo Trapézios Trapézios isósceles são trapézios cujos lados não paralelos são congruentes. Trapézios escalenos são trapézios cujos lados não paralelos não são congruentes. Trapézios retângulos são trapézios que têm um lado perpendicular às bases. Estes trapézios também são escalenos. Os ângulos adjacentes a uma das bases de um trapézio isósceles são congruentes. As diagonais de um trapézio isósceles são congruentes. Propriedades dos trapézios isósceles Área do retângulo Área do quadrado Áreas de quadriláteros e triângulos A = a ∙ a = a2 A = b ∙ h Área do paralelogramo Área do triângulo Áreas de quadriláteros e triângulos A = b ∙ h Área do trapézio Área do losango Áreas de quadriláteros e triângulos Um polígono que tem todos os lados congruentes entre si e todos os ângulos internos congruentes entre si é chamado de polígono regular. Exemplos Polígonos regulares Ângulos de um polígono regular Circunferência e círculo Circunferência é a figura geométrica formada por todos os pontos de um plano que distam igualmente de um ponto fixo desse plano, denominado centro da circunferência. A distância constante é a medida do raio da circunferência. Círculo é a região do plano formada por uma circunferência e sua região interna. Circunferência Círculo Elementos de uma circunferência Corda é um segmento cujas extremidades são dois pontos quaisquer da circunferência. Raio é um segmento cujas extremidades são o centro e um ponto qualquer da circunferência. Diâmetro é uma corda que passa pelo centro da circunferência. A medida do diâmetro (d) é o dobro da medida do raio (r), ou seja, d = 2r. Reta externa à circunferência A distância d, do centro O da circunferência à reta t, é maior que a medida r do raio (d > r). Posições relativas de uma reta a uma circunferência Reta tangente à circunferência A distância d, do centro O da circunferência à reta t, é igual à medida r do raio (d = r). Posições relativas de uma reta a uma circunferência Reta secante a uma circunferência A distância d, do centro O da circunferência à reta t, é menor que a medida r do raio (d < r). Posições relativas de uma reta a uma circunferência e : raios da circunferência : corda da circunferência s é perpendicular a t Se uma reta s passa pelo centro O de uma circunferência e é perpendicular a uma reta secante dessa circunferência, então a reta s intercepta a corda determinada pela reta secante em seu ponto médio M. Propriedades das retas secantes e tangentes P e Q pertencem à reta t P pertence à circunferência e Q é externo à circunferência é raio da circunferência Propriedades das retas secantes e tangentes Toda reta tangente a uma circunferência é perpendicular ao raio da circunferência no ponto de tangência. Propriedade dos segmentos tangentes a uma circunferência Dois segmentos, e , tangentes a uma circunferência nos pontos A e B são congruentes. Exercício resolvido R1. Determinar o valor de x. Resolução A corda é secante à circunferência de centro O e o segmento é perpendicular à secante, então, pela propriedade da reta secante a uma circunferência, divide a corda pela metade; logo, mede 9. Temos ainda que e são raios da circunferência, assim: OB = OC = 15 Como o triângulo MOB é retângulo, temos: x2 + 92 = 152 x = 12 Exercício resolvido R1. Resolução R2. Determinar o valor de x, sabendo que A e B são centros de suas respectivas circunferências e C e D são pontos de tangência da reta t com as circunferências. Resolução Como C e D são pontos de tangência, então os segmentos e são perpendiculares à reta t; logo, e são raios das circunferências e medem 4 e 2, respectivamente. Portanto, o quadrilátero ABCD é um trapézio de altura x. Exercício resolvido Temos: BD = EC = 2 AC = EC + AE ⇒ 4 = 2 + AE ⇒ AE = 2 AB = 4 + 4 + 2 = 10 O triângulo AEB é retângulo, então: (AB)2 = (AE)2 + (EB)2 102 = 22 + x2 ⇒ x = 4 Exercício resolvido R2. Resolução Resolução Exercício resolvido R3. Dada uma circunferência inscrita num triângulo ABC, e considerando D, E e F como pontos de tangência dessa circunferência com os lados , e , respectivamente, determinar a medida do segmento , sabendo que mede 20 cm, mede 25 cm e mede 16 cm. Temos: AB = AD + DB ⇒ 20 = AD + x ⇒ AD = 20 – x Pela propriedade dos segmentos tangentes a uma circunferência, temos: AD = AE ⇒ AE = 20 – x BD = BF = x Então: CF = 25 – x R3. Resolução Exercício resolvido Mas: CF = CE ⇒ CE = 25 – x Então, como AC = CE + AE, temos: 16 = (25 – x) + (20 – x) ⇒ 2x = 29 ⇒ x = 14,5 Logo, o segmento mede 14,5 cm. R3. Resolução Exercício resolvido Dois pontos distintos, C e D, de uma circunferência dividem-na em duas partes. Cada uma dessas partes é denominada arco de circunferência. Arco de circunferência Os pontos C e D são chamados extremidades do arco. Indicamos o arco menor por e o arco maior por Quando as extremidades de um arco dividem a circunferência em dois arcos de mesma medida, chamamos cada arco de semicircunferência. Arco de circunferência Chamamos de ângulo central de uma circunferência qualquer ângulo cujo vértice seja o centro da circunferência. Ângulo central A medida, em grau, de um arco de circunferência é a medida do ângulo central correspondente a esse arco. Indicamos a medida do arco por: med( ) Então: med(AÔB) = med( ). Ângulo inscrito é todo ângulo cujo vértice é um ponto da circunferência e cujos lados são secantes a essa circunferência. Ângulo inscrito é um ângulo inscrito que determina o arco . O ângulo inscrito determina o arco . O ângulo central AÔB também determina o arco . Todo ângulo inscrito na semicircunferência é reto. Ângulo inscrito Ângulo excêntrico é todo ângulo cujo vértice não é um ponto pertencente à circunferência. Ângulo excêntrico é um ângulo excêntrico exterior. Os ângulos são ângulos excêntricos interiores. Medida de um ângulo excêntrico interior: Medida de um ângulo excêntrico exterior: Ângulo excêntrico a) R4. Determinar o valor de x em cada um dos casos. c) b) d) Exercício resolvido a) Como x é a medida do ângulo inscrito , temos: b) Como os arcos e medem 160º e 40º, respectivamente, e x é a medida do ângulo excêntrico interior, então: R4. Resolução Exercício resolvido c) Como x é a medida do ângulo excêntrico exterior e os arcos e medem 40º e 80º, respectivamente, temos: d) Como x é a medida do ângulo inscrito, temos: R4. Resolução Exercício resolvido Resolução Temos: med ( ) = 180º e med ( ) = 115º Então: med ( ) = 180º – 115º = 65º Como x é a medida do ângulo excêntrico exterior, temos: R5. Determinar x. Exercício resolvido Resolução Como O é o centro da circunferência, o triângulo AOB é isósceles, pois e são raios da circunferência, então: med ( ) = med ( ) = 23º Portanto: R6. Determinar o valor de x sabendo que O é o centro da circunferência. Exercício resolvido Como é ângulo central, então: med ( ) = med ( ) = 134º E como x é a medida do ângulo inscrito na circunferência, temos: R6. Resolução Exercício resolvido A área de um círculo, cuja medida do raio é r, é dada por: Exemplo Vamos determinar a área de um círculo cujo raio mede 4 cm. Então, a área do círculo é 16 cm2. Área do círculo A = r2 Setor circular é a região do círculo delimitada por um de seus ângulos centrais. ExemploVamos calcular a área do setor circular destacado. Área de um setor circular A coroa circular é a região compreendida entre duas circunferências concêntricas (que possuem o mesmo centro), que estão em um mesmo plano e que têm raios de medidas diferentes. Área da coroa circular A = R2 – r2 Vamos calcular a área da coroa circular destacada. A = ∙ 52 – ∙ 32 = 25 – 9 = 16 Exemplo Área da coroa circular ANOTAÇÕES EM AULA Coordenação editorial: Juliane Matsubara Barroso Edição de texto: Ana Paula Souza Nani, Adriano Rosa Lopes, Enrico Briese Casentini, Everton José Luciano, Juliana Ikeda, Marilu Maranho Tassetto, Willian Raphael Silva Assistência editorial: Pedro Almeida do Amaral Cortez Preparação de texto: Renato da Rocha Carlos Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Iconografia: Daniela Chahin Barauna, Erika Freitas, Fernanda Siwiec, Monica de Souza e Yan Comunicação Ilustração dos gráficos: Adilson Secco EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Kelly Mayumi Ishida Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio Editores: Andre Jun, Felipe Jordani e Natália Coltri Fernandes Assistentes editoriais: Ciça Japiassu Reis e Renata Michelin Editor de arte: Fabio Ventura Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini Assistentes de arte: Ana Maria Totaro, Camila Castro e Valdeí Prazeres Revisores: Antonio Carlos Marques, Diego Rezende e Ramiro Morais Torres © Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998. Todos os direitos reservados. EDITORA MODERNA Rua Padre Adelino, 758 – Belenzinho São Paulo – SP – Brasil – CEP: 03303-904 Vendas e atendimento: Tel. (0__11) 2602-5510 Fax (0__11) 2790-1501 www.moderna.com.br 2012 http://www.moderna.com.br/ ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Trigonometria no triângulo retângulo e em um triângulo qualquer ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Observe que os triângulos retângulos BGF, BED, BAC e BPT são semelhantes, pois têm ângulos correspondentes. Semelhança de triângulos retângulos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Semelhança de triângulos retângulos Assim, podemos escrever a seguinte proporção: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA medida do cateto oposto a a medida da hipotenusa sen a = medida do cateto adjacente a a medida da hipotenusa cos a = medida do cateto oposto a a medida do cateto adjacente a a tg a = Seno, cosseno e tangente do ângulo a ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Vamos determinar o seno, o cosseno e a tangente do ângulo a do triângulo retângulo ABC a seguir. Considerando o ângulo a, o cateto oposto é , o cateto adjacente é e a hipotenusa é . Exemplos Seno, cosseno e tangente do ângulo a ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Aplicando as definições, obtemos: medida do cateto oposto a a medida da hipotenusa sen a = = = 0,6 3 5 medida do cateto adjacente a a medida da hipotenusa cos a = = = 0,8 4 5 medida do cateto oposto a a medida do cateto adjacente a a tg a = = = 0,75 3 4 Exemplos Seno, cosseno e tangente do ângulo a ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Vamos determinar o seno, o cosseno e a tangente do ângulo b. Em relação ao ângulo b, o cateto oposto é AB, o cateto adjacente é AC e a hipotenusa é CB. Exemplos Seno, cosseno e tangente do ângulo b ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Aplicando as definições, obtemos: medida do cateto oposto a b medida da hipotenusa sen b = = = 0,8 4 5 medida do cateto adjacente a b medida da hipotenusa cos b = = = 0,6 3 5 medida do cateto oposto a b medida do cateto adjacente a b tg b = = 1,33 4 3 Exemplos Seno, cosseno e tangente do ângulo b ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos sen a = b a cos a = c a tg b = c b sen b = c a cos b = b a tg a = b c No triângulo ABC a seguir, retângulo em A, as razões trigonométricas que envolvem os ângulos agudos a e b são: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Os ângulos agudos a e b são complementares, pois a soma de suas medidas é 90º. Assim, podemos escrever b em função de a: b = 90º – a. Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA sen a = cos b = cos (90º − a) Note também que sen a = e cos b = , então temos: sen a = cos b. Substituindo b por 90º – a na última igualdade, temos: Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos b a b a ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Substituindo b por 90º – a nessa igualdade, temos: Também vale a relação: sen2 a + cos2 a = 1 cos a = sen b = sen (90º − a) Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos Observe também que cos a e sen b = , então temos: cos a = sen b. c a c a ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Demonstração No triângulo ABC, sabemos que sen a = e cos a = . Assim: Pelo teorema de Pitágoras, no triângulo ABC temos: a2 = b2 + c2 (II) Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos c a b a ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Demonstração De (I) e (II), podemos escrever: Portanto, quaisquer que sejam as medidas dos ângulos agudos de um triângulo retângulo, vale a igualdade: Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos sen2 a + cos2 a = 1 sen2 a + cos2 a = = = 1 b 2 + c2 a2 a2 a2 ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Retomando o triângulo ABC, vamos relacionar o seno e o cosseno do ângulo agudo a com sua tangente. Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos Também podemos escrever c em função de cos a: Sabemos que sen a = , cos a = e tg a = ; então podemos escrever b em função de sen a: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos Substituindo (I) e (II) na razão que fornece a tangente de a, temos: Assim, concluímos: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos Seno e cosseno de ângulos complementares Seno e cosseno de um ângulo Seno, cosseno e tangente de um ângulo sen a = cos (900 – a) cos a = sen (900 – a) sen2 a + cos2 a = 1 ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Vamos começar aplicando o teorema de Pitágoras: a2 = 62 + 42 ⟹ a2 = 36 + 16 ⟹ a = Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos Vamos determinar o seno, o cosseno e a tangente dos ângulos agudos de um triângulo retângulo cujos catetos medem 6 cm e 4 cm. Exemplo ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Relações entre seno, cosseno e tangente de ângulos agudos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R1. Na dança folclórica do trança-fitas, geralmente se usa um mastro de 3 m de altura. Para certa passagem da dança, é preciso formar um ângulo de 30º entre a fita esticada (com uma ponta na extremidade superior do mastro e a outra ponta no chão) e o piso horizontal. Sabendo que sen 30º = 0,5, determinar o comprimento da fita e a distância da ponta ao mastro. JU C A M A R T IN S /O L H A R I M A G E M ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R1. Resolução No esquema a seguir, c representa o comprimento da fita e d, a distância pedida. Então: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R1. Resolução Pelo teorema de Pitágoras: d2 + 32 = 62 ⇒ d2 = 27 ⇒ d = ⇒ d ≃ 5,2 Portanto, a fita tem 6 metros de comprimento e a sua ponta fica a 5,2 metros do mastro, aproximadamente. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Resolução Aplicando a relação sen2 a + cos2 a = 1, temos: Como a é agudo, a pode ser um dos ângulos de um triângulo retângulo, logo, cos a e sen a são razões entre os lados do triângulo e, portanto, são positivos. Então, cos a = R2. Dado sen a = , com o a agudo, determinar cos a. Exercício resolvido ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Ângulos notáveis Exemplo Vamos calcular o seno, o cosseno e a tangente do ângulo de 45º. Aplicando o teorema de Pitágoras, temos: y2 = x2 + x2, ou seja, y = x . Usando as definições de seno, cosseno e tangente, temos: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Ângulos notáveis sen 60º = ; cos 60º = ; Vamos calcular o seno, o cosseno e a tangente dos ângulos de 60º e 30º. Pela figura, temos: Como os ângulos de 30º e 60º são complementares, resulta: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Ângulos notáveis 30o 45o 60o Seno Cosseno Tangente 1 ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Vamos imaginar que um foguete foi lançado formando com o solo um ângulo de 45º. Depois de percorrer 1.000 m em linha reta, a que altura o foguete estava do chão? Para melhor visualizar a situação, é interessante fazer um esboço: Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Neste caso, para calcular a altura (h) do foguete, usamos o seno de 45º: Considerando = 1,41, obtemos: h = 705 O foguete estava a 705 m do chão. Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Uma das extremidades de um cabo de aço está presa ao topo de um poste, formando um ângulo de 30º, enquanto a outra extremidade está fixada no chão a 5 m do pé do poste. Qual é o comprimento (c) do cabo de aço? Qual é a altura (h) do poste? Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Neste caso, para calcular o comprimento (c) do cabo, usamos o seno de 30º. O cabo de aço mede 10 m. Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Considerando , obtemos: h = 8,65 A altura do poste é 8,65 m. b) Para determinar a altura (h) do poste, usamos a tangente de 30º. Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA c) Um barqueiro pretendia ir de uma margem à outra de um rio pela travessia mais curta possível. No entanto, a correnteza o arrastou 24 m além do atracadouro. Do local aonde o barco chegou, avista-se o ponto de partida de um ângulo de 60º em relação à margem onde o barqueiro está. Qual é a largura (r) do rio? Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA c) Para melhor visualizar a situação, fazemos um esboço: Neste caso, para calcular a largura, usamos a tangente de 60º: Considerando = 1,73, obtemos: r = 41,52. Logo, a largura do rio é 41,52 m. Aplicações das razões trigonométricas Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Resolução O lado oposto ao ângulo de 60º mede aproximadamente 26 cm e o menor lado adjacente mede 15 cm. Exercício resolvido R3. Determinar a medida dos outros dois lados do esquadro de 60º. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R4. Determinar a medida de CB, no triângulo abaixo, sabendo que DE = DC e AB = 1. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R4. Resolução Como DE = DC, então: No triângulo DCE temos: No triângulo ABC, os ângulos a e b são complementares, então b = 45º. Logo, o triângulo ABC é retângulo isósceles e CB = 1. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R5. Uma pequena árvore de altura x, ao ser replantada, foi escorada por duas vigas de madeira, como mostra a figura. Determinar as medidas de x e de y. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R5. Resolução Δ ABC: tg 30º = (I) Δ ABD: tg 60o = (II) Substituindo (II) em (I), obtemos: Daí: y = 1 m Como x = , resulta: m ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Aplicações das razões trigonométricas e/ou calculadora científica Esporte. Sabendo que as distâncias oficiais entre as balizas de um campo de futebol são 2,44 m, entre a baliza horizontal e o solo, e 7,32 m, entre as balizas verticais, e que a marca do pênalti (B) está a 11 m do meio (P) da linha de gol, vamos determinar o maior ângulo, em relação à reta , Com que um jogador pode cobrar um pênalti, chutando rasteiro, e ter a possibilidade de marcar um gol. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e numtriâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Aplicações das razões trigonométricas e/ou calculadora científica Então, para ter a possibilidade de, chutando rasteiro, marcar o gol, o jogador deve chutar a bola com um ângulo de menos de 18º com a reta que passa pela marca do pênalti e pelo meio da linha do gol. Distância entre as balizas verticais: 7,32 m Distância da marca do pênalti até o meio da linha de gol: 11 m Metade da distância entre as balizas verticais: m = 3,66 m7,32 2 tg a = = 0,3327 7,32 2 ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R6. Um fio de 15 m de comprimento, esticado, eleva uma pipa até a altura de 6,8 m. Qual é o ângulo formado entre o fio e o solo? ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R6. Resolução Vamos determinar o seno de a: Consultando a tabela, temos Então, o fio forma um ângulo de aproximadamente 27º com o solo. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R7. Numa determinada hora do dia, a luz do sol incide sobre uma estaca fincada verticalmente no solo. Os raios solares formam com a estaca um ângulo de 75º, e o comprimento da sombra projetada no solo é 3,5 m. Qual é a altura dessa estaca? ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R7. Resolução De acordo com o esboço abaixo, devemos usar a tangente de 75º. Consultando a tabela, tg 75º = 3,7321. Logo: m ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R8. No triângulo ABC abaixo, determinar as medidas x e y. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R8. Resolução De acordo com a figura e com a tabela de razões trigonométricas, temos: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R9. Qual é a medida aproximada do ângulo de uma rampa para pedestres com inclinação de 10% que liga o pavimento térreo ao primeiro andar de um prédio? ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R9. Resolução Uma rampa ter inclinação de 10%, ou 0,1, significa que a tangente do ângulo agudo que a rampa forma com o piso inferior é igual a 0,1. Assim, de acordo com o problema, tg a = 0,1. Pela tabela de razões trigonométricas, a tangente mais próxima desse valor é 0,1051, que corresponde ao ângulo de 6º. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R10. A construção de um tipo de rampa para skatistas obedece ao seguinte padrão: a inclinação é de 23º com o solo, o comprimento horizontal é 1,70 m e a plataforma superior tem 0,30 m. Qual é a altura dessa rampa? ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R10. Resolução Vamos iniciar fazendo um esboço. Daí segue que: Logo, a rampa tem aproximadamente 0,59 m de altura. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R11. Em certo ponto de uma das margens de um rio de margens paralelas, avista-se na outra margem, bem em frente, em linha reta, uma determinada árvore. Caminhando 200 m pela margem, avista-se essa mesma árvore sob um ângulo de 60º. Qual é a largura aproximada do rio? ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R11. Resolução ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R12. Um jogador de futebol, ao cobrar um escanteio, coloca, em um chute rasteiro e em linha reta, a bola nos pés de um companheiro de time que está sobre a marca de pênalti na área adversária. Sabendo que a linha de fundo mede 75 m e a distância entre o meio dessa linha e a marca de pênalti é 11 m, determine qual foi o ângulo do chute em relação à linha de fundo. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R12. Resolução A marca de pênalti está centralizada em frente ao gol, à distância de 11 m. Do canto de onde é cobrado o escanteio até o meio da linha do gol, que está situado em frente à marca de pênalti, temos 37,5 m de distância. Portanto, para determinar o ângulo, devemos calcular sua tangente. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Seno e cosseno de ângulos obtusos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Seno e cosseno de ângulos obtusos Exemplos a) Vamos determinar o valor do seno de 150º. sen 150º = sen (180º – 150º) = sen 30º Logo: sen 150º = b) Vamos determinar o valor do cosseno de 150º. cos 150º = –cos (180º – 150º) = –cos 30º Portanto: –cos 150º = – ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Lei dos senos Em um triângulo qualquer, as medidas dos lados são proporcionais aos senos dos ângulos opostos a eles, isto é: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Lei dos senos a) Vamos fazer um esquema para ilustrar a situação e determinar a medida do ângulo e as distâncias OC e PC (comprimento do fio). Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Lei dos senos a) Para calcular a medida do ângulo , fazemos: med( ) = 180º – (49º + 30º) = 101º Aplicando o conceito do seno de um ângulo obtuso, temos: sen 101º = sen (180º – 101º) = sen 79º Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Consultando a tabela de razões trigonométricas, temos: sen 79º ≃ 0,98 e sen 49º ≃ 0,75 Aplicando a lei dos senos, temos: Lei dos senos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Assim, a medida do ângulo é 101º, a distância OC é aproximadamente 43,12 m e o comprimento PC do fio é, aproximadamente, 33 m. Lei dos senos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Dois lados de um terreno triangular medem 50 m e formam entre si um ângulo de 80º. Sabendo que o proprietário pretende construir uma cerca ao redor do terreno, vamos calcular a metragem total da cerca. Observe a representação dessa situação na figura. Como o triângulo é isósceles, os ângulos da base medem 50º. Lei dos senos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Consultando a tabela de razões trigonométricas, temos: sen 50º = 0,7660e sen 80º = 0,9848 Agora vamos aplicar a lei dos senos: Logo, para cercar todo o terreno, serão necessários, aproximadamente, 50 m + 50 m + 64,3 m = 164,3 m de cerca. Lei dos senos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R13. Calcular as medidas do lado e da diagonal maior de um losango cuja diagonal menor mede 5 cm e cujos ângulos obtusos medem 130º. ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R13. Resolução Em um losango, cada diagonal está contida nas bissetrizes dos ângulos internos, cujos vértices são extremidades dessa diagonal. Na figura ao lado, a diagonal divide o losango em dois triângulos isósceles congruentes; assim, no triângulo ABD: med(Â) = 180º – (65º + 65º) = 50º ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R13. Resolução Consultando a tabela de razões trigonométricas e aplicando a lei dos senos no triângulo ABD, temos: ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA R13. Resolução Aplicando o teorema de Pitágoras ao triângulo AED, temos: Logo, o lado e a diagonal maior do losango medem cerca de 5,9 cm e 10,7 cm, respectivamente. Exercício resolvido ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Em um triângulo qualquer, o quadrado da medida de um lado é igual à soma dos quadrados das medidas dos outros lados menos duas vezes o produto dessas medidas pelo cosseno do ângulo formado por esses lados, isto é: Lei dos cossenos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Lei dos cossenos a) Vamos fazer um esquema para ilustrar a situação e calcular a distância entre os pontos de decolagem e de aterrissagem. Sabemos que um avião percorreu 90 km em direção ao norte, mudou de direção por um ângulo de 35º, no sentido horário, e depois percorreu 115 km até aterrissar. Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Aplicando o conceito de cosseno de um ângulo obtuso, temos: cos 145º = –cos (180º – 145º) = –cos 35º Consultando a tabela trigonométrica, segue: –cos 35º = –0,8192 Lei dos cossenos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA a) Agora vamos aplicar a lei dos cossenos: x2 = 1152 + 902 – 2 ∙ 115 ∙ 90 ∙ cos 145º x2 = 13.225 + 8.100 – 2 ∙ 115 ∙ ∙ 90 ∙ (–0,8192) x2 = 38.282,44 x = x ≃ 195,66 km Assim, a distância entre os pontos de decolagem e de aterrissagem é, aproximadamente, 195,66 km. Lei dos cossenos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Vamos determinar as medidas a, x e y no triângulo abaixo. Aplicando o conceito de cosseno de um ângulo obtuso, temos: cos 120º = –cos (180º – 120º) = –cos 60º Então: cos 120º = –0,5 Lei dos cossenos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Agora vamos aplicar a lei dos cossenos: Assim, podemos determinar a medida y: Lei dos cossenos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA b) Como a soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo é 180o, temos: Logo: a = Lei dos cossenos Exemplos ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Área de superfície triangular No triângulo retângulo AHB da figura, Substituindo h na fórmula da área: área = Do mesmo modo, podemos obter: área = e área = ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Área de superfície triangular Em uma superfície (ou região) triangular, a área é igual ao semiproduto das medidas de dois de seus lados pelo seno do ângulo determinado por eles, isto é: área = , área = e área = ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Área de superfície triangular Vamos calcular a área de uma superfície triangular (ou de um triângulo), sabendo que dois de seus lados medem 4 cm e 6 cm e o ângulo formado por eles mede 30º. Temos: sen 30º = 0,5 Aplicando a fórmula da área: Então, a área do triângulo é 6 cm2. Exemplo área = = 6 ANOTAÇÕES EM AULA Capítulo 12 – Trig. no triâng. ret. e num triâng. qualquer 12.1CONEXÕES COM A MATEMÁTICA Exercício resolvido R14. Determinar a área do triângulo ABC da figura. Resolução sen 48º = (5,4)2 ≃ 42 + c2 c ≃ 3,6 área ≃ ≃ 13,18 A área do triângulo, portanto, é aproximadamente 13,18 cm2. ANOTAÇÕES EM AULA Coordenação editorial: Juliane Matsubara Barroso Edição de texto: Ana Paula Souza Nani, Adriano Rosa Lopes, Enrico Briese Casentini, Everton José Luciano, Juliana Ikeda, Marilu Maranho Tassetto, Willian Raphael Silva Assistência editorial: Pedro Almeida do Amaral Cortez Preparação de texto: Renato da Rocha Carlos Coordenação de produção: Maria José Tanbellini Iconografia: Daniela Chahin Barauna, Erika Freitas, Fernanda Siwiec, Monica de Souza e Yan Comunicação Ilustração dos gráficos: Adilson Secco EDITORA MODERNA Diretoria de Tecnologia Educacional Editora executiva: Kelly Mayumi Ishida Coordenadora editorial: Ivonete Lucirio Editores: Andre Jun, Felipe Jordani e Natália Coltri Fernandes Assistentes editoriais: Ciça Japiassu Reis e Renata Michelin Editor de arte: Fabio Ventura Editor assistente de arte: Eduardo Bertolini Assistentes de arte: Ana Maria Totaro, Camila Castro e Valdeí Prazeres Revisores: Antonio Carlos Marques, Diego Rezende e Ramiro Morais Torres © Reprodução proibida. 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