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MATEMÁTICA ________________________________________________________________________________ 1 Matemática Geometria Espacial A geometria espacial é a análise de sólidos no espaço, ou seja, é a geometria para objetos tridimensionais, diferente da geometria plana, que é o estudo de figuras bidimensionais. Assim como esta, aquela surge com base em conceitos primitivos, sendo eles: ponto, reta, plano e espaço. Com base nos elementos primitivos, desenvolve-se os sólidos geométricos, sendo os principais os poliedros: paralelepípedo, cubo e demais prismas, além dos conhecidos como sólidos de Platão; e os corpos redondos: cone, cilindro e esfera. Além do reconhecimento desses sólidos, é importante compreender que os cálculos de volume e de área total possuem fórmulas específicas para cada um dos tipos. Com base nas construções geométricas e nos elementos primitivos, surgiu a área de estudo da geometria espacial, que vai desde as noções básicas até o conceito de sólido geométrico, considerando o cálculo de sua área total e seu volume. Lembrando que, na geometria espacial, estamos trabalhando com três dimensões, sendo elas: largura, altura e comprimento, ou, em outros momentos, largura, profundidade e comprimento. Poliedros Sólidos fechados que possuem faces poligonais, compostos por vértices, arestas e faces, são eles: os prismas, as pirâmides e os sólidos de Platão (tetraedro, cubo, dodecaedro, icosaedro, cubo, dodecaedro). Os elementos de um poliedro são as arestas, os vértices e as faces. Relação de Euler Sobre os poliedros, o matemático Euler percebeu uma relação entre o número de vértices (V), faces (F) e arestas (A), conhecida como relação de Euler, dada pela expressão: V – A + F = 2 Logo, é possível descobrir, com base na equação, a quantidade de arestas que um sólido possui pelo número de faces e de vértices. https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/solidos-geometricos.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/poliedros-regulares.htm MATEMÁTICA ________________________________________________________________________________ 2 Matemática Sólidos de Platão Os sólidos de Platão, ou poliedros regulares, são casos particulares de poliedros, Platão relacionou-os com a criação do Universo, vinculando-os a elementos da natureza. O tetraedro, o octaedro e o icosaedro regulares possuem faces triangulares, o hexaedro regular é o poliedro com faces quadradas e o dodecaedro regular é o poliedro com faces pentagonais. Corpos Redondos Conhecidos também como sólidos de revolução, são sólidos que possuem como base um círculo (no caso do cone e cilindro) ou que são construídos sobre a rotação de um círculo. Cilindro Esfera Cone As principais fórmulas da geometria espacial são para os cálculos da área da base (AB), área lateral (AL), área total (AT) e do volume (V) de cada um dos sólidos. Cada fórmula depende do sólido. Figura Área Volume Cubo At = 6a2 V = a3 Paralelepípedo At = 2ab+2ac+2bc V = abc MATEMÁTICA ________________________________________________________________________________ 3 Matemática Prisma AB = Área do polígono da base AL = Área do retângulo At = 2Ab + AL V = AB h Pirâmide AB = Área do polígono da base AL = Área do triângulo At = AB + AL V = 1 3 AB h Cilindro AB = 2π r² AL = 2π r h AT= 2π r (r+h) V = π r2 . h Cone AB = π r² AL = π r g At = π r (g + r) V = 1 3 π r2 h Esfera At = 4 π r2 V = 4 3 π r3 Informações adicionais Diagonal do Paralelepípedo Retângulo: Diagonal do cubo: ²c²b²aD .3.aDcubo MATEMÁTICA ________________________________________________________________________________ 4 Matemática No triângulo VOM, temos: g² = h² + m², onde g é a altura do triângulo da lateral Tronco da pirâmide (parte em vermelho): Tronco do cone: AT = Ab + AB + AL AL = π (R+ r) g V = ℎ 3 (𝐴𝐵+ √𝐴𝐵 𝐴𝑏 + 𝐴𝑏) AT = π [(R+ r) g + R² + r²] V = πℎ 3 (R2 + 𝑟2 + 𝑅𝑟)
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