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MATEMÁTICA Ponto, Reta e Plano Você já teve uma ideia intuitiva? Ter uma ideia intuitiva é ter uma percepção imediata de algo. Ao observarmos o mundo, certas ideias se formam em nossa mente de modo intuitivo e nos ajudam a compreender a realidade. Em geometria, algumas ideias são intuitivas. São elas o ponto, a reta e o plano. ____________________________________________________________________ Atividade 1 Pense e responda 1. Observando o ambiente ao seu redor, você reconhece algo que dê a ideia de: a) Ponto? b) reta? c) plano? 2. Para cada item, pense em três exemplos que deem as ideias de ponto, reta e plano: a) na natureza b) No seu material escolar. 3. Se você tatear objetos como os que vemos a seguir, vai perceber bicos que lembram pontos (vértices), quinas que lembram partes de retas (arestas) e superfícies que lembram partes de planos (faces). a) Com suas palavras, descreva a figura A e B. b) Cite dois exemplos de objetos, construções, entre outros, que lembrem essas formas. _____________________________________________________________________ Essas ideias intuitivas são chamadas de noções primitivas e são aceitas sem definição na Geometria. O ponto não possui dimensões (comprimento, altura ou largura), e sua indicação é feita por letras maiúsculas do nosso alfabeto. A reta é imaginada sem espessura, não tem começo nem fim, ou seja, é ilimitada nos dois sentidos. É impossível desenhar uma reta no papel ou no quadro de giz. Por esse motivo, representamos apenas “uma parte” da reta e a indicamos com letras minúsculas do nosso alfabeto. Veja: O plano é imaginado sem fronteiras, ilimitado em todas as direções. Assim como no caso da reta, seria impossível desenhar um plano no papel ou no quadro de giz. Por esse motivo, representamos apenas “uma parte” do plano e a indicamos com letras minúsculas do alfabeto grego: 𝛼 (alfa), 𝛽 (beta), 𝛾 (gama), ... As ideias de ponto, reta e plano são modelos criados pelo ser humano e usados para compreender melhor certos aspectos do mundo. A Reta Observando as figuras seguintes, intuímos que: Posições relativas de duas retas em um plano Este esquema de ruas é parte da planta de uma cidade, e as ruas representadas nos dão a ideia de retas. A Rua 7 de Setembro e a Avenida República representam ruas que nunca se cruzam. Dizemos que essas ruas são paralelas. O mesmo ocorre com a Rua 7 de setembro e a Avenida Independência. A Avenida da Liberdade cruza a Rua 7 de Setembro. Dizemos que essas ruas são concorrentes. O mesmo ocorre com a Avenida da Liberdade e a Avenida Independência. Agora, acompanhe os modelos matemáticos a seguir. Retas paralelas As retas 𝑟 e 𝑠, contidas em 𝛼 (alfa), não possuem ponto comum. As retas 𝑟 e 𝑠 são denominadas retas paralelas. Indicamos, 𝑟//𝑠. Retas concorrentes As retas 𝑟 e 𝑡, contidas em 𝛼, possuem um único ponto comum, que é o ponto A. As retas 𝑟 e 𝑡 são denominadas retas concorrentes ou secantes. Indicamos: 𝑟 × 𝑡. Por um ponto P qualquer passam infinitas retas. Por dois pontos distintos. A e B, passa uma e só uma reta. Podemos usar esses pontos para nomeá-la: 𝐴𝐵 ⃡ Observação: As retas 𝑎 e 𝑏 abaixo também são concorrentes ou secantes. Lembrando que a reta é imaginada sem começo nem fim. _____________________________________________________________________ Atividade 2 São dados dois pontos distintos, 𝑃 e 𝑄. Escreva quantas retas podem passar, ao mesmo tempo, pelo ponto 𝑃 e pelo ponto 𝑄. Atividade 3 Observe a figura abaixo e dê a posição relativa das retas: a) 𝑎 e 𝑏 d) 𝑐 e 𝑑 b) 𝑎 e 𝑐 e) 𝑏 e 𝑐 c) 𝑎 e 𝑑 Atividade 4 Considerando um ponto 𝑀 do plano, quantas retas podem passar por esse ponto? _____________________________________________________________________ Semirreta A figura 1 mostra a reta 𝑟, que passa pelos pontos 𝐴, 𝐵. Por ser uma reta, não tem início nem fim. Agora, considere o ponto 𝐴 e a parte da reta 𝑟 que, partindo de 𝐴, passa por 𝐵. Nesse caso, traçamos a semirreta que tem origem no ponto 𝐴 e passa pelo ponto 𝐵, como mostra a figura 2, indicamos:𝐴𝐵 . Observe novamente a figura 1 e considere o ponto 𝐵 e a parte da reta que, partindo de 𝐵, passa por 𝐴. Nesse caso, traçamos a semirreta que tem origem no ponto 𝐵 e passa pelo ponto 𝐴, como mostra a figura 3. Indicamos:𝐵𝐴 . Segmento de reta Veja a representação de um campo de futebol. Cada uma das linhas laterais, prolongadas indefinidamente nos dois sentidos, sugere a ideia de reta. Se considerarmos os pontos 𝐴 e 𝐵, que são extremidades da linha lateral em evidência no desenho, e os pontos dessa linha situados entre 𝐴 e 𝐵, a figura geométrica obtida representará uma parte da reta. Essa parte da reta, que colocamos em evidência na figura, denomina-se segmento de reta. Observe: • Os pontos 𝐴 e 𝐵 são as extremidades do segmento. • A reta 𝑟 é a reta suporte do segmento. Para nomear um segmento de reta, indicamos as letras das extremidades desse segmento com um traço em cima. No exemplo, temos 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ (segmento cujas extremidades são os pontos 𝐴 e 𝐵). Segmentos consecutivos e segmentos colineares Observe: • Dois segmentos que têm uma extremidade comum são denominados segmentos consecutivos. São exemplos de segmentos consecutivos: 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ e 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ ; 𝐵𝐶 ̅̅ ̅̅ ̅e 𝐵𝐷̅̅ ̅̅ ; 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ e 𝐵𝐸̅̅ ̅̅ . A semirreta é uma parte da reta; ela tem origem e não tem fim em apenas um sentido. • Dois segmentos que estão em uma mesma reta suporte são denominados segmentos colineares. São exemplos de segmentos colineares: 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ e 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ ; 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ e 𝐵𝐷̅̅ ̅̅ ; 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ e 𝐷𝐸̅̅ ̅̅ . São exemplos de segmentos consecutivos e colineares: 𝐵𝐷̅̅ ̅̅ e 𝐷𝐸̅̅ ̅̅ ; 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ e 𝐵𝐷̅̅ ̅̅ . _____________________________________________________________________ Atividade 5 Escreva quantos segmentos de reta você encontra em cada figura. a) c) b) Atividade 6 Em quais figuras você não encontra segmentos de reta? Atividade 7 Quantas e quais são as semirretas com origem no ponto 𝑃 que estão representadas na figura? Atividade 8 Observando a figura ao lado, identifique um segmento que seja: a) consecutivo com 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ . b) Colinear com 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ c) Consecutivo com 𝐵𝐷̅̅ ̅̅ . Atividade 9 Verifique se as afirmações a seguir são verdadeiras ou falsas: a) 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ e 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ são consecutivos e colineares b) 𝑀𝐶̅̅̅̅̅ e 𝐶𝑁̅̅ ̅̅ são colineares e não consecutivos. c) 𝐵𝐶̅̅ ̅̅ e 𝐶𝑁̅̅ ̅̅ são consecutivos e não colineares. d) 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ e 𝐶𝐷̅̅ ̅̅ são colineares e não consecutivos. Atividade 10 Rogério representou retas e pontos em uma folha utilizando régua e lápis. a) Quais desses pontos foram representados na reta azul? b) Quais desses pontos foram representados, simultaneamente, na reta vermelha e na reta verde? c) Em qual dessas retas podemos identificar o segmento de reta HF d) Podemos indicar a reta verde por 𝐶𝐷 ⃡ . De maneira parecida, indique as retas azul e vermelha. Depois, compare as indicações que você fez com as de um colega. Elas são iguais? Atividade 11 Observe uma maneira de construir a representação de um segmento de rera AB de 4cm de comprimento. Agora é com você! Represente um segmento de reta com comprimento de: a) 3 cm e extremidades C e D. c) 45 mm e extremidades G e H. b) 5 cm e extremidades E e F. _____________________________________________________________________ Sólidos geométricos Observe alguns exemplos de objetos que lembram a forma de sólidos geométricos. Poliedros e corpos redondos Os sólidos geométricos quetêm apenas faces planas são chamados poliedros. Se houver, no sólido geométrico, pelo menos uma parte não plana, ou seja, arredondada, o solido geométrico é considerado um não poliedro. Poliedros Não poliedros Poli significa muitos; edros significa faces. Poliedro significa objeto com muitas faces _____________________________________________________________________ Atividade 12 Indique se cada sólido geométrico é ou não um poliedro. a) c) e) g) b) d) f) Elementos de um poliedro: Vértice, face e aresta. Examine o poliedro ao lado. Ele tem 6 vértices, 5 faces e 9 arestas. • Cada vértice é um ponto. • Cada aresta é um segmento de reta. • Cada face é uma região plana. • Neste poliedro, cada vértice é o encontro de 3 arestas. • Cada aresta é o encontro de 2 faces. • Este poliedro tem 2 faces triangulares e 3 faces retangulares. _____________________________________________________________________ Atividade 13 Observe o poliedro ao lado e responda. a) Quantos vértices, quantas faces e quantas arestas esse poliedro tem? b) Cada vértice é o encontro de quantas arestas? c) Qual é a forma das faces? Atividade 14 Analisem estes poliedros. a) b) c) d) Agora, copie a tabela a seguir e complete-a com o número de vértices (V), o número de arestas (A) e o número de faces (F) de cada um. Atividade 15 Considere os poliedros da atividade anterior e responda. a) Qual deles têm o número de vértices igual ao número de faces? b) Qual tem um número ímpar de arestas? Atividade 16 Ainda usando os poliedros da atividade 14, calcule o valor da expressão V+F-A em cada um deles. O que você percebeu? _____________________________________________________________________ Um poliedro bastante conhecido: paralelepípedo ou bloco retangular Todo sólido geométrico tem 3 dimensões e, por isso, é chamado de figura tridimensional. Observe as 3 dimensões do bloco retangular. Elementos de um bloco retangular Examine as imagens e observe os elementos de um bloco retangular: faces, vértices e arestas. Poliedros V F A a b c d Planificação do bloco retangular Observe como podemos desmontar ou planificar a “casca”, ou seja, a superfície de um bloco retangular. Também podemos montar a superfície de um paralelepípedo usando uma planificação. Neste exemplo, basta dobrar a planificação nas linhas tracejadas. _____________________________________________________________________ Atividade 16 Circule os itens que citam objetos que lembram um paralelepípedo. a) Um tijolo. d) Uma geladeira. b) Uma caixa de fósforos. e) Um tubo de cola. c) Uma bola. f) Um livro. Atividade 17 Determine o número de vértices (𝑉), o número de faces (𝐹) e o número de arestas (𝐴) em um bloco retangular. Em seguida, verifique o valor da expressão 𝑉 + 𝐹 − 𝐴 para ele. _____________________________________________________________________ Um caso particular de bloco retangular: o cubo Imagine um bloco retangular com as 3 dimensões de medidas iguais, ou seja, com todas as arestas com medidas de comprimentos iguais. Esse bloco retangular que você imaginou é o poliedro que chamamos de cubo. Observe a representação de um cubo com os elementos e a planificação da superfície dele. _____________________________________________________________________ Atividade 18 Escreva o nome de 3 objetos que lembram a forma de um cubo. Atividade 19 Examine a imagem de um cubo e da planificação da superfície dele e responda. a) Quantos vértices, arestas e faces o cubo tem? b) Qual é a forma geométrica das faces? c) Em que o cubo é semelhante aos demais blocos retangulares? d) Em que ele é diferente dos demais blocos retangulares? _______________________________________________________________ Prismas e pirâmides Os blocos retangulares (ou paralelepípedos) fazem parte de um grupo maior chamado prismas. Outro grupo importante de poliedros são as pirâmides. Prismas Os prismas possuem faces laterais retangulares e duas bases idênticas e paralelas entre si. Veja a representação de alguns deles. As faces pintadas de laranja são as bases dos prismas e as demais são as faces laterais. Observe que o nome do prisma é definido de acordo com a forma das bases dele. Pirâmides As pirâmides possuem uma base. Suas faces laterais são triangulares e todas as arestas determinadas pelas faces laterais possuem um vértice em comum. Veja a representação de algumas delas. As faces em verde são as bases e as demais são as faces laterais. Toda pirâmide tem faces laterais triangulares. Observe que o nome da pirâmide também é definido de acordo com a forma da base dela. _____________________________________________________________________ Atividade 20 Responda: a) Qual é a forma das faces laterais em todos os prismas? b) E qual é a forma das bases? Atividade 21 Responda: a) Qual é a forma das faces laterais em todas as pirâmides? b) E qual é a forma da base? _____________________________________________________________________ Nomenclatura A nomenclatura de prismas e pirâmides é feita de acordo com o polígono da base. Observe o quadro abaixo com exemplos de nomenclatura desses poliedros. Número de lados da base Poliedro 3 lados 4 lados 5 lados 6 lados Prisma Prisma triangular Prisma quadrangular Prisma pentagonal Prisma hexagonal Pirâmide Pirâmide triangular Pirâmide quadrangular Pirâmide pentagonal Pirâmide hexagonal _____________________________________________________________________ Atividade 22 Você já viu que os prismas e as pirâmides têm algumas características diferentes. Escreva duas diferenças entre os prismas e as pirâmides. Atividade 23 Se um prisma possui 6 arestas na sua base, como ele é chamado? Quantos vértices ele possui? Atividade 24 Observe a pirâmide abaixo e responda: a) Quantas faces, vértices e arestas tem essa pirâmide? b) Qual a forma de suas faces laterais? E de sua base? c) Do que depende seu nome? Como podemos nomeá-las? _____________________________________________________________________
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