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GEOMETRIA 2018 Prof.º Juliano Bona Prof.ª Márcia Vilma Aparecida Depiné Dalpiaz GABARITO DAS AUTOATIVIDADES 2 GEOMETRIA UNIDADE 1 TÓPICO 1 QUESTÃO 1 - Para saber se você entendeu o assunto estudado neste tópico, faça uma relação com cinco objetos do seu cotidiano que deem ideia de pontos, retas e planos. Resolução: A resposta desta atividade é pessoal, porém citam-se alguns objetos como sugestão: ● Ideia de ponto – a bolinha do dado indicando o número um, as bolinhas nas peças de um dominó, a luz do timer da TV, o ponto final de uma frase etc. ● Ideia de reta – o fio elétrico de um poste a outro, um fio de cabelo, a faixa branca do asfalto, as linhas da folha do caderno, um fio de arame da cerca etc. ● Ideia de plano – o piso da casa, a parede da sala, a tela da TV, uma folha A4, o vidro da janela etc. QUESTÃO 2 - Os axiomas ou postulados de Euclides estabelecem relações primitivas entre os entes geométricos. Acerca dessas relações, analise as sentenças e classifique V para verdadeiras e F para falsas. ( ) Por um ponto passam infinitas retas. ( ) Por quatro pontos, todos distintos, pode passar uma só reta. ( ) Dois pontos distintos determinam uma e uma só reta. ( ) Por três pontos alinhados passa uma única reta. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – V – V – V. b) ( ) V – V – F – V. c) ( ) V – V – F – F. d) ( ) V – F – V – F. 3 GEOMETRIA Resolução: Todas as sentenças são verdadeiras. Portanto, a alternativa (a) V – V – V – V é a correta. QUESTÃO 3 - Para as sentenças do exercício 2 justifique a condição de serem falsas. Resolução: Você ganhou um descanso, vá para a próxima questão. Não há sentenças falsas no exercício 2. QUESTÃO 4 - Complete as lacunas das sentenças a seguir: • Quatro pontos distintos podem determinar um ________. • Dados três pontos __________ sempre são possíveis traçar uma reta que contenha os três pontos. • Uma reta está totalmente contida em um plano quando tem ______ pontos _________ deste plano. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: ( ) ponto – alinhados – dois – distintos. ( ) plano – quaisquer – três – alinhados. ( ) plano – alinhados – dois – distintos. ( ) ponto – alinhados – três – alinhados. Resolução: A alternativa (c) plano – alinhados – dois – distintos é a correta. QUESTÃO 5 - Sobre os axiomas de Euclides, analise as sentenças a seguir: I- Por dois pontos distintos passa uma reta. II- Três pontos distintos são sempre colineares. III- Três pontos distintos são sempre coplanares. IV- Quatro pontos distintos podem determinar duas retas. V- Três pontos coplanares são sempre colineares. 4 GEOMETRIA TÓPICO 2 QUESTÃO 1 - Objetos com formato de prisma, como as embalagens de pizza, permitem verificar os conceitos de posições de retas estu- dados neste tópico. Assim, vamos observar a imagem com o olhar de geômetra, traçando retas suportes aos segmentos que definem com os lados da embalagem, e responder aos questionamentos. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: ( ) Somente afirmativa IV está correta. ( ) As afirmativas II e III estão corretas. ( ) As afirmativas I, III e IV estão corretas. ( ) Somente a afirmativa V está correta. Resolução: A alternativa (c) As afirmativas I, III e IV estão corretas. Pois, II - Três pontos distintos são sempre colineares. Falsa, pois nem sem- pre serão colineares. V - Três pontos coplanares são sempre colineares. Falsa, três pontos coplanares, são pontos no mesmo plano e pontos colineares são quando dois ou mais pontos pertencem a mesma linha. Pois, nem sempre os três pontos coplanares serão sempre colineares. 5 GEOMETRIA a) ( ) As retas AB e CD estão em que posição relativa? Explique. b) ( ) As retas DE e AH são coplanares e paralelas? Por quê? c) ( ) Identifique três exemplos de retas reversas. d) ( ) Identifique três exemplos de retas perpendiculares. e) ( ) Há exemplos de retas coincidentes? Justifique. Resolução: Assumindo que o polígono é regular temos: a) As retas AB e CD estão em que posição relativa? Explique. Resolução: As duas retas são perpendiculares, pois são concorrentes, são retas suportes de lados não paralelos de um mesmo polígono e perpendi- culares conforme a figura. As retas DE e AH são coplanares e paralelas? Por quê? Resolução: Sim, pois são lados opostos de um polígono regular com número de lados par. Identifique três exemplos de retas reversas. Resolução: AH, LM e NE. Identifique três exemplos de retas perpendiculares. Resolução: AH e HJ; HG e GL; AB e CD. Há exemplos de retas coincidentes? Justifique. 6 GEOMETRIA Resolução: Não. Como podemos observar em nossa imagem, o objeto é uma figura tridimensional, na qual não existem retas coincidentes, pois uma reta que, supostamente, está embaixo de outra, pode ser vista como pertencente a outro plano. QUESTÃO 2 - Segmentos de reta é a reunião de todos os pontos compreendidos entre dois pontos distintos. Partindo da definição de segmento de reta, analise as afirmações a seguir, e classifique V para verdadeiras ou F para falsas: ( ) Se dois segmentos são consecutivos, então eles são colineares. ( ) Se dois segmentos são colineares, então eles são consecutivos. ( ) Se dois segmentos são adjacentes, então eles são colineares. ( ) Se dois segmentos são colineares, então eles são adjacentes. ( ) Se dois segmentos são adjacentes, então eles são consecutivos. ( ) Se dois segmentos são consecutivos, então eles são adjacentes. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – F – V – V – F – F. b) ( ) F – F – V – F – V – F. c) ( ) V – F – V – F – V – V. d) ( ) V – F – V – V – V – F. Resolução: A alternativa correta é a letra (b) F – F – V – F - V – F. A alternativa (a) é FALSA, pois dois segmentos consecutivos podem não ser colineares. A alternativa (b) é FALSA, pois dois segmentos colineares podem não ser consecutivos. A alternativa (c) é VERDADEIRA, pois dois segmentos adjacentes são colineares. A alternativa (d) é FALSA, pois dois segmentos colineares podem não ser adjacentes. A alternativa (e) é VERDADEIRA, pois se dois segmentos são adja- centes, eles são consecutivos. 7 GEOMETRIA A alternativa (f) é FALSA, pois dois segmentos consecutivos podem não ser adjacentes. QUESTÃO 3 - Explique por que toda reta perpendicular é concorrente, mas, nem toda reta concorrente é perpendicular. Resolução: Ambas possuem um ponto comum, porém as perpendiculares devem ter o ângulo formado reto. QUESTÃO 4 - Nossa viagem pela geometria já vai continuar. Agora vamos refletir um pouco sobre os conceitos aprendidos até aqui. Para fazer esta síntese o convidamos a escrever um pequeno texto exemplificando as diferentes maneiras que podemos visualizar estas estruturas geométricas no cotidiano. Vamos começar e você continua. Segmento de reta: parte de uma corda compreendida entre duas pessoas que estão disputando um cabo de guerra... Resolução: Essa é uma resposta pessoal. Caro(a) tutor(a) externo(a), aproveite para explorar as diferentes respostas possíveis. TÓPICO 3 QUESTÃO 1 - Classifique cada afirmação a seguir em V para verdadeira ou F para falsa, de acordo com os estudos realizados neste tópico: ( ) Dois ângulos adjacentes são opostos pelo vértice. ( ) Dois ângulos opostos pelo vértice são consecutivos. ( ) Dois ângulos suplementares são adjacentes. ( ) Dois ângulos adjacentes são complementares. Agora assinale a alternativa correta: a) ( ) V - V - F - F. b) ( ) F - F - V - F. 8 GEOMETRIA c) ( ) F - V - F - V. d) ( ) F - V - V - F. Resolução: A alternativa correta é a letra (b) F – F – V – F. A primeira sentença é FALSA, pois dois ângulos são adjacentes quan- do são consecutivos e não possuem pontos internos comuns. A segunda sentença é FALSA, pois dois ângulos são opostos pelo vér- tice quando os lados de um deles são semirretas opostasaos lados do outro. A quarta sentença é FALSA, pois dois ângulos são adjacentes quando são consecutivos e não possuem pontos internos comuns. QUESTÃO 2 - Se um ângulo mede 35°, então seu complemento mede: a) ( ) 65°. b) ( ) 145°. c) ( ) 45°. d) ( ) 55°. Resolução: O complementar de um ângulo é quando a soma resulta 90°. Assim, 90° = 35° + x → x = 55°. Portanto, a alternativa correta é a letra (d) 55°. QUESTÃO 3 - Escreva uma equação em cada situação para determi- nar as medidas dos ângulos: a) A medida do ângulo que vale o dobro do seu complemento. b) A medida do ângulo igual ao triplo do seu complemento. c) A medida do ângulo, sabendo que um quarto do seu suplemento vale 36º. d) A medida do ângulo que somado ao triplo do seu complemento dá 210º. Resolução: a) A medida do ângulo que vale o dobro do seu complemento. O ângulo chamamos de x. O dobro é multiplicar por 2. E o comple- mento é 90° – x. Segue que, 9 GEOMETRIA Portanto, o ângulo desta situação é 60°. a) A medida do ângulo igual ao triplo do seu complemento. Temos que, Portanto, o ângulo desta situação é 67,5°. c) A medida do ângulo, sabendo que um quarto do seu suplemento vale 36º. Temos que, Portanto, o ângulo desta situação é 36°. d) A medida do ângulo que somado ao triplo do seu complemento dá 210º. Temos que, 10 GEOMETRIA Portanto, o ângulo desta situação é 30°. QUESTÃO 4 - Converta os seguintes ângulos em radianos: a) 15°. b) 120°. c) 150°. d) 300°. Resolução: a) 15° - Sabemos que π – 180°, segue que: Portanto, 15° é equivalente a radiano. b) 120° - Sabemos que π – 180°, segue que 11 GEOMETRIA Portanto, 120° é equivalente a radiano. c) 150° - Sabemos que π – 180°, segue que Portanto, 150° é equivalente a radiano. d) 300° - Sabemos que π – 180°, segue que Portanto, 300° é equivalente a radiano. QUESTÃO 5 - Agora faça o oposto, transforme os radianos para graus: a) b) c) d) 12 GEOMETRIA Resolução: a) rad – Sabemos que π rad = 180°, segue que: Portanto, rad é equivalente a 60°. b) rad – Sabemos que π rad – 180°, segue que Portanto, rad é equivalente a 90°. c) rad - Sabemos que π rad – 180°, segue que, 13 GEOMETRIA Portanto, rad é equivalente a 36°. d) rad - Sabemos que π rad – 180°, segue que, Portanto, rad é equivalente a 108°. QUESTÃO 6 - Calcule o complementar dos ângulos: a) 75°. b) 15°. c) 90°. d) 22°32'. Resolução: Ângulos complementares são aqueles cuja soma resulta em 90°. As- sim, consideramos 90° – x, em que x é o ângulo dado no enunciado. a) 75° - Segue que, 90 – 75° = 15°. b) 15° - Segue que, 90 – 15° = 75°. c) 90° - Segue que, 90° – 90° = 0°. d) 22°32' – As parcelas do nossa subtração ficariam 90°00' – 22°32'. Mas não conseguimos subtrair 32' de 00'. Assim, “pediremos” 1° emprestado do 90° para 00'. Sabemos que 1° = 60'. Resultando em 89°60' – 22°32' = 67°28'. QUESTÃO 7 - Calcule o suplemento dos ângulos: a) 155°45' b) 120° c) 175°32' d) 22°32' 14 GEOMETRIA Resolução: Ângulos suplementares são aqueles cuja soma resulta em 180°. As- sim, consideramos 180° – x, em que x é o ângulo dado no enunciado. Lembremos que 1° = 60' (um grau é igual a sessenta minutos) e que 1' = 60'' (um minuto é igual a sessenta segundos). a) b) c) d) QUESTÃO 8 - Verifique se os ângulos são de fato opostos pelo vér- tice. Resolução: Substituindo: Sim, são ângulos OPV. 15 GEOMETRIA TÓPICO 1 QUESTÃO 1 - O esquema a seguir representa quatro estradas para- lelas que são cortadas por três avenidas transversais. Algumas das distâncias entre os cruzamentos dessas avenidas e estradas estão indicadas (em km). Complete o esquema calculando com as distân- cias faltantes. Resolução: Fica claro nesta imagem que devemos usar o Teorema de Tales. As- sim, Portanto, x – 10 km, y – 3 km e z – 22,5 km. QUESTÃO 2 - Dados quatro números a, b, c e d, dispostos em duas razões, dizemos que formam uma proporção se o produto dos meios for igual ao produto dos extremos, assim: . Verifique se as relações a seguir definem proporções. 16 GEOMETRIA a) b) c) d) Resolução: a) Então, essas duas razões não são proporcionais. b) Ou ainda, Isto é, calculando os produtos dos meios e dos extremos ou fazendo a simplificação das razões. Concluímos que essas duas razões são pro- porcionais. c) Portanto, não são proporcionais. d) Portanto, são proporcionais. QUESTÃO 3 - As linhas que pautam a folha do caderno são para- lelas (conforme figura). Trace duas retas transversais e com o au- xílio de uma régua meça a distância de uma linha a outra sobre a diagonal (estas medidas podem ser representadas por a, b, c e d). Agora, com o valor das medidas, calcule a proporcionalidade entre os segmentos. Se você quiser, pode medir linhas alternadas, não é necessário que as linhas sejam consecutivas. 17 GEOMETRIA Resolução: Essa resposta é pessoal. QUESTÃO 4 - Calcule a constante de proporcionalidade entre as grandezas x e y indicadas nas tabelas. a) b) Resolução: a) b) QUESTÃO 5 - Multiplique os meios pelos extremos das propor- ções, resolva a equação obtida e assinale a opção que contém o valor do e da constante de proporcionalidade, respectivamente. a) b) d) Resolução: a) x 2 4 6 8 y 6 12 18 24 x 10 20 30 40 y 2 4 6 8 18 GEOMETRIA A proporção já está pronta = 0,6. b) E a proporção pode ser encontrada em qualquer lado da igualdade: c) A proporção já está pronta = – 0,7. QUESTÃO 6 - O número de Ouro é um número irracional represen- tado pela letra grega φ (fi) e vale, aproximadamente, 1,618. Segundo vários estudiosos da Beleza Áurea, o corpo humano tem padrões de beleza onde podemos verificar a secção áurea, que se trata de uma proporcionalidade áurea. 19 GEOMETRIA Utilize uma fita métrica e verifique esta relação de proporcionalida- de entre seus colegas. Resolução: Caro(a) tutor(a) externo(a)! Essa resposta é pessoal. Apro- veite a oportunidade para socializar as diferentes respostas TÓPICO 5 QUESTÃO 1 - Aplique o padrão das unidades de medidas estuda- das para responder aos questionamentos: a) Quantos metros quadrados tem um quilômetro quadrado? b) Quantos metros quadrados tem uma quadra de esportes com 100 m de medida lado? c) Um litro tem quantos cm³? d) Quantos cm³ tem um mililitro? e) Quantos litros tem um m³? f) Quantos km têm em 864m? g) Quantos cm têm em 864m? Resolução: a) Temos que 1 000 . 1 000 = 1 000 000 m². b) Temos que 100 . 100 = 10 000 m². c) Temos que 10 . 10 . 10 = 1 000 m³. d) Temos que 1 . 1 . 1 = 1 cm³. e) Tem 1 000 litros. 20 GEOMETRIA f) Temos que 864 . 1 000 = 0,864 km. g) Temos que 864 . 100 = 86400 km. QUESTÃO 2 - Desde o ano de 1911 ocorre, na cidade de Indianá- polis (Estados Unidos), a famosa corrida 500 Milhas de Indianápo- lis, também chamada de Indianápolis 500 ou só Indy 500. Partici- pam da prova 33 carros (grid) que percorrem 500 ____________ ou ____________ km. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) Milhas - 800. b) ( ) Pés – 805,5. c) ( ) Quilômetros – 803. d) ( ) Milhas – 804,5. Resolução: Sabemos que 1 milha = 1,6093 km. Assim, 500 . 1,609 = 804,5 km. Portanto, letra (d) é a alternativa correta. QUESTÃO 3 - Complete, adequadamente, utilizando os símbolos (dm, km, hm, mm, cm, dam): 0,1 m = 1 ______________ 0,01 m = 1 _____________ 0,001 m = 1 ____________ 10 m = 1 ______________ 100 m = 1 _____________ 1000 m = 1____________ Resolução: Resolvendo nas ordens das sentenças enunciadas, temos 21 GEOMETRIA QUESTÃO 4 - Quantos centímetros cabem em: a) 1 m: _____________ b) 1 dm: ____________ c) 1 km: ____________ Resolução: a) 1 m = 100 cm. b) 1 dm = 10 cm. c) 1 km = 100 000 cm. QUESTÃO 5 - O romance “Vinte Mil Léguas Submarinas”, escrito por Júlio Verne, no século XIX, descreve uma fantástica viagem com um submarino chamado Nautilus movido apenas à eletricidade. Se mudássemos a unidade de medida utilizada por Júlio Verne parakm, como seria o nome do filme? Resolução: Sabemos que 1 légua = 4,828 km. Assim, 20 000 . 4,828 = 96 560 km. Portanto, o nome do filme seria “Noventa e seis mil quinhentos e ses- senta quilômetros submarinos”. QUESTÃO 6 - Que unidade de comprimento você usaria para me- dir: a) A largura do seu Caderno de Estudos? b) A distância entre duas cidades? c) A altura de um prédio de 20 andares? Resolução: Pensaremos nas unidades de medida usuais do nosso país. a) Centímetro. b) Quilômetros. c) Metros. QUESTÃO 7 - Baseando-se na questão anterior, escreva um texto abordando outras situações práticas onde utilizamos as unidades de medida linear, quadrática e cúbica. Resolução: Caro(a) tutor(a) externo(a)! Essa resposta é pessoal. Apro- veite a oportunidade para socializar as diferentes respostas. 22 GEOMETRIA UNIDADE 2 TÓPICO QUESTÃO 1 - Sobre a soma e a medida dos ângulos de um polígo- no, efetue os cálculos solicitados. Considere que todos os polígonos são regulares. a) A soma dos ângulos internos de um hexágono convexo. Resolução: b) A medida do ângulo interno e externo de um triângulo que pos- sui os três lados iguais. Resolução: Portanto, e . c) A soma dos ângulos internos de um decágono. Resolução: d) O número de diagonais que partem de cada vértice de um unde- cágono. 23 GEOMETRIA Resolução: Fórmula geral: cada ponto tem n – 3 diagonais. Undecágono, polígono com 11 lados. Então, 11 – 3 = 7 diagonais. e) A medida do ângulo interno do pentágono. Resolução: f) O número de diagonais de um octógono. g) A medida do ângulo externo do pentágono. Resolução: QUESTÃO 2 - Encontre o valor de x e determine a medida dos ân- gulos de cada polígono a seguir: 24 GEOMETRIA Resolução: a) Ângulos medem: 60°, 90°, 70° e 140°. c) Ângulos medem: 150°, 120°, 130°, 90°, 120° e 110°. d) Ângulos medem: 90°, 120º, 90°, 120°, 120°. E os dois ângulos externos cada um medem 60°. 25 GEOMETRIA QUESTÃO 3 - Se o número de diagonais de um octógono é o quín- tuplo do número de lados de um polígono. Qual é o polígono? Resolução: Então, 5x = 20 → x = 4 lados. Portanto, temos um quadrilátero. QUESTÃO 4 - Sobre as propriedades dos polígonos, analise as sen- tenças e classifique V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) Todos os lados de um polígono qualquer têm a mesma medida. ( ) Um polígono côncavo é também não convexo. ( ) Os ângulos de um polígono regular têm a mesma medida. ( ) A diagonal de um polígono é igual a razão do quadrado dos lados mais o triplo do lado por dois. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: ( ) V – F – V – V. ( ) V – V – F – V. ( ) F – V – V – F. ( ) V – F – V – F. Resolução: A sequência correta é F – V – V – F. “Todos os lados de um polígono qualquer têm a mesma medida” é FALSA, pois um retângulo de lados 3cm e 5cm é um polígono e não possui todos os lados com mesma medida. “A diagonal de um polígono é igual a razão do quadrado dos lados mais o triplo do lado por dois” é FALSA, pois a diagonal do polígono quadrado de lado 1 é d = 1√2. E não, como diz a sentença. QUESTÃO 5 - Para determinar o número de lados de um polígono podemos utilizar a relação d = n – 3. Baseado nesta relação, calcule: a) O número de lados de um polígono que possui 25 diagonais partindo de cada vértice. 26 GEOMETRIA Resolução: Portanto, 28 é o número de lados. b) O número de diagonais que parte de cada vértice de um polígo- no que possui 20 lados. Resolução: Portanto, 17 é o número de diagonais. QUESTÃO 6 - Qual é o polígono? Cuja soma dos ângulos internos é igual a 1800°. Resolução: Então é um dodecágono. b) Cujo número de diagonais é o triplo do número de lados. Resolução: 27 GEOMETRIA Então é um eneágono. Questão 7: (DOLCE, POMPEO, 2005) Podem os ângulos internos e externos de um polígono regular apresentarem medidas iguais? Jus- tifique a sua resposta. Resolução: Sim. Assumindo a hipótese de que ai = ae. Sabemos que e ai = e . Logo, . Sabemos também que Si = (n – 2) . 180°, assim podemos fazer a seguin- te substituição: (n – 2) . 180° = 360° Segue que: . Encontrar o valor de n = 4 torna nossa hipótese inicial. Assim, nos quadriláteros e somente neles, há a existência dessa igualdade. TÓPICO 2 QUESTÃO 1: Analise as sentenças e classifique V para as verdadei- ras e F para as falsas. ( ) Todo polígono tem mais de três lados. ( ) Um triângulo retângulo pode ser isósceles. ( ) Todo triângulo equilátero é isósceles. ( ) Um triângulo equilátero pode ser retângulo. ( ) Um triângulo escaleno pode ser isósceles. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) F – V –V – V – F. b) ( ) V – V- F – V – V. c) ( ) F – F – V - F – V. d) ( ) V – V – V – F – F . Resolução: A sequência correta é F – V – V – F – F. “Todo polígono tem mais de três lados” é FALSA, pois o triângulo é 28 GEOMETRIA um polígono e tem 3 lados. “Um triângulo equilátero pode ser retângulo” é FALSA, pois o triân- gulo equilátero possui todos os lados iguais, portanto, todos os ân- gulos medem 60°, o que torna impossível um triângulo equilátero ser retângulo. “Um triângulo escaleno pode ser isósceles” é FALSA, pois para ser escaleno, o triângulo deve ter três lados e três ângulos diferentes. Já o isósceles, deve ter dois lados de mesma medida e consequentemente, dois ângulos congruentes. QUESTÃO 2: Complete as lacunas das sentenças: • Os triângulos com 3 lados iguais são ........................ . • Os triângulos com 2 lados iguais são .......................... . • Os triângulos com 3 lados diferentes são ..................... . • Os triângulos com 3 ângulos iguais são .......................... . • Os triângulos com 2 ângulos iguais são ....................... . • Os triângulos com 3 ângulos diferentes são ....................... . Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: ( ) equiláteros - acutângulo - escalenos - obtusângulo - isósceles - retângulo. ( ) equiláteros – isósceles – escalenos – acutângulo – obtusângulo – retângulo. ( ) escalenos – equiláteros – isósceles – acutângulo – obtusângulo – retângulo. ( ) equiláteros – isósceles – escalenos – equiláteros – isósceles – es- calenos. Resolução: A sequência correta é equiláteros – isósceles – escalenos – equiláteros – isósceles – escalenos. QUESTÃO 3: Os triângulos têm pontos notáveis chamados de cir- cuncentro, incentro, ortocentro e baricentro. Sobre estes pontos, analise as sentenças e classifique V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) O incentro é o centro da circunferência inscrita no triângulo. ( ) O circuncentro é o centro da circunferência circunscrita no tri- ângulo. 29 GEOMETRIA ( ) O baricentro é interno ao triângulo. ( ) O ortocentro é interno ao triângulo. ( ) O circuncentro é interno ao triângulo. ( ) O incentro é interno ao triângulo. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V- F- V- V- F- F. b) ( ) V- V- F- V- V- V. c) ( ) V- V- V- F- F- V. d) ( ) V- F- V- F- V- F. Resolução: A sequência correta é V- V- V- F- F- V. “O ortocentro é interno ao triângulo” é FALSA, pois o ortocentro é a intersecção das três alturas relativas de um triângulo, isto é, é externo ao triângulo. Observe a figura: As linhas em vermelho são as alturas relativas. “O circuncentro é interno ao triângulo” é FALSA, pois o circuncentro é a intersecção das mediatrizes dos lados de um triângulo, isto é, é externo ao triângulo. Observe a figura: 30 GEOMETRIA QUESTÃO 4: Determine x em cada um dos triângulos. Resolução: Devemos usar que a soma dos ângulos internos do triângulo é de 180°. QUESTÃO 5: Vamos utilizar materiais de desenho? Você precisará de uma régua e um transferidor. a) Desenhe três triângulos, um obtusângulo, outro retângulo e o último acutângulo. Meça os ângulos com o transferidor e calcu- le a soma deles. O que você pode concluir?b) Desenhe um triângulo com medidas de lados 3, 4 e 5 centíme- tros, respectivamente. Qual é a medida dos ângulos? Qual é o tipo de triângulo quanto aos lados e aos ângulos? c) Desenhe três triângulos: um escaleno retângulo, um isósceles retângulo e escaleno obtusângulo. É possível construir um tri- ângulo equilátero e obtusângulo? d) Desenhe dois triângulos: um escaleno acutângulo e um isósce- les acutângulo. É possível construir um triângulo equilátero e acutângulo? a) b) c) d) 31 GEOMETRIA Resolução: a) Concluímos que independente do triângulo, a soma dos ângulos internos sempre será 180°. b) Um triângulo medirá 90° e os outros dois, aproximadamente, 53° e 37°. O tipo deste triângulo é retângulo. c) Não é possível a construção. Pois para ser equilátero, deve possuir somente ângulos de 60°. d) Sim é possível a construção. Pois todo triângulo equilátero é acu- tângulo. Seguem alguns links de vídeos que podem ajudar na com- preensão do assunto: <https://www.youtube.com/watch?v=JQPVJapETzE> <https://www.youtube.com/watch?v=Mg0DvpDQ4gQ> QUESTÃO 6: Verifique a condição de existência de cada triângulo, conforme medidas indicadas nas sentenças. Após a análise de pos- sibilidade de existência ou não, classifique em V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas. ( ) 3cm, 5cm e 7cm. ( ) 15cm, 8cm e 8cm. ( ) 3cm, 2cm, e 7cm. ( ) 7cm, 3.9cm e 3.7cm. ( ) 3.7cm, 9.1cm e 8.4cm. ( ) 6cm, 17,5cm e 10cm. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V- F- V- V- F – F. b) (X) V- V- F- V- V- F. c) ( ) V- V- V- F- F- V. d) ( ) V- F- V- F- V- F. Resolução: Usando a condição de existência de um triângulo, podemos verificar cada sentença acima. Para o triângulo 3cm, 5cm e 7cm devemos prosseguir com os seguin- tes cálculos: 3 + 5 > 7 → 8 > 7 ; 5 + 7 > 3 → 12 > 3 ; 7 + 3 > 5 → 10 > 5. 32 GEOMETRIA TÓPICO 3 QUESTÃO 1: Os triângulos a seguir são semelhantes, mas estão em posições diferentes. Sabemos que os triângulos semelhantes têm medidas proporcionais. Com base nisso, calcule as medidas x e y. Resolução: Da semelhança de triângulos, temos as seguintes razões: Para encontrar o valor de x podemos usar a seguinte igualdade Como já temos o valor de x podemos usar a seguinte igualdade para encontrar o valor de y: Portanto, Logo, a condição de existência é satisfeita e podemos formar um tri- ângulo com estas medidas. Para os outros triângulos, a maneira de verificação é análoga. Portanto, a sentença correta é (b) V- V- F- V- V- F. 33 GEOMETRIA QUESTÃO 2: Num triângulo retângulo, como são chamados: a) Os lados que formam o ângulo reto? b) O lado oposto do ângulo reto? Resolução: a) São chamados de catetos. b) É a hipotenusa. QUESTÃO 3: Se o perímetro de um triângulo equilátero mede 75cm, quanto mede cada um de seus lados? Resolução: Sabemos que o triângulo equilátero tem 3 lados com mesma medida. E o perímetro é a soma da medida dos lados. Então, . Portanto, cada lado desse triângulo mede 25cm. QUESTÃO 4: Se o perímetro de um triângulo isósceles mede 100m e a base mede 40m, quanto mede cada um dos outros lados? Resolução: Sabemos que o triângulo isósceles tem 2 lados com mesma medida. Assim, . Logo, os outros lados medem 30m cada um. QUESTÃO 5: Encontre o perímetro do triângulo ABC em cada um dos seguintes casos: a) Um triângulo equilátero de base ABC, com AB = x + 2y, AB = x + 2y, AB = x + 2y, AC = 2x – y e BC = x + y + 3. b) Um triângulo isósceles ABC de base BC, com AB = 2x + 3, AC = 3x – 3 e BC = x + 3. Resolução: a) Como o triângulo é equilátero, todos os lados possuem a mesma medida. Então podemos escrever as seguintes igualdades: AB = BC = AC. Fazendo a primeira igualdade AB = BC segue que 34 GEOMETRIA Seguindo com a igualdade AB = AC e substituindo o valor de y encon- trado, temos Agora temos os valores de x = 9 e y = 3, escolhendo um dos lados e substituindo os valores, AB = x + 2y → 9 + 2 . 3 = 9 + 6 = 15. Portanto, todos os lados do triângulo medem 15cm. b) Sabemos que o triângulo é isósceles, então podemos montar a se- guinte igualdade AB = AC. Assim, 2x + 3 = 3x – 3 → 3 + 3 = 3x – 2x → 6 = x. Agora, basta escolher um dos lados e substituir valor de x. Segue que AB = 2x + 3 = 2 . 6 + 3 = 12 + = 15. Logo, AB = AC = 15. Para BC, temos BC = x + 3 = 6 + 3 = 9. Portanto, o perímetro do triângulo será AB + AC + BC = 15 + 15 + 9 = 39cm. QUESTÃO 6: No triângulo ABC, o ângulo A = 70°, AC = 3m e AB = 5m; em outro triângulo XYZ, o ângulo Y = 70°, YZ = 5m e XY = 3m. Justifique a semelhança entre os dois triângulos e diga quais os ân- gulos e lados congruentes. Resolução: Eles são semelhantes pelo caso Lado-Ângulo-Lado (LAL) de seme- lhança de triângulos com . QUESTÃO 7: Uma rampa de inclinação constante, como a que dá acesso ao Palácio do planalto em Brasília, tem 4m de altura na sua parte mais alta. Uma pessoa, tendo começado a subi-la, nota que após caminhar 12,3m sobre a rampa está a 1,5m de altura em relação ao solo. Faça uma figura ilustrativa da situação descrita. Calcule quantos metros a pessoa ainda deve caminhar para atingir o ponto mais alto da rampa. 35 GEOMETRIA Resolução: a) b) Podemos escrever as seguintes razões de semelhança, Resolvendo, segue que, Portanto, a pessoa ainda deve caminhar 20,5m. TÓPICO 4 QUESTÃO 1: Pode um setor circular coincidir com um segmento circular? Explique isso. Resolução: Sim, é possível. Quando a corda que determina o segmento for um diâmetro do círculo. Assim, teremos um segmento que é um semicír- culo e poderíamos ter um setor com essa área. QUESTÃO 2: Em que caso um setor circular é um semicírculo? Resolução: Quando a corda que determina o segmento for um diâmetro do cír- culo. 36 GEOMETRIA QUESTÃO 3: Numa mesa circular, uma pessoa fica bem acomoda ocupando cerca de 70cm da borda deste móvel. Quanto maior o nú- mero de pessoas, maior deverá ser o diâmetro da mesa. Para acomo- dar confortavelmente 4 pessoas, qual deverá ser a circunferência da mesa? Você é capaz de resolver este problema? Resolução: Para acomodar 4 pessoas, a circunferência da mesa deverá ter 280cm. Pois, C = 4 . 70 = 280. Assim, C = 2πr. Segue que, . Para descobrir o diâmetro, devemos usar d = 2r. Substituindo, Portanto, o diâmetro da circunferência será de 89,17cm, aproximada- mente. QUESTÃO 4: Justifique por que o diâmetro é a maior corda da cir- cunferência. Resolução: Porque é a corda que passa pelo centro da circunferência, onde a dis- tância entre os dois extremos é maior. Questão 5: Escreva um pequeno texto, pode ser em tópicos, especi- ficando de que forma se podem explorar os conceitos vistos neste tópico com situações do dia a dia. Faça uma pesquisa, seja criativo. Lembre-se: “Não basta saber, é preciso saber fazer”. Resolução: Resposta pessoal. TÓPICO 5 QUESTÃO 1: Pense num paralelogramo com as medidas da base e da altura, respectivamente indicados por b e h. Se construirmos outro paralelogramo que tem o dobro da base e o dobro da altura do 37 GEOMETRIA primeiro paralelogramo, qual será a relação entre as áreas dos dois paralelogramos? Resolução: Para entendermos melhor o problema, é necessária uma construção. Na primeira figura, temos A = b . h = bh. Na segunda figura, temos A = 2b . 2h = 4bh. Portanto, a área do segundo paralelogramo é o quádruplo do primei- ro paralelogramo. QUESTÃO 2: Calcule a área de um losango que possui as suas dia- gonais medindo 10cm e 16cm (em centímetros quadrados). Resolução: Sabemos que a área do losango é dada por , substituindo os dados, . Portanto, a área do losango mede 80cm². QUESTÃO 3: Um dos lados de um retângulo mede 10cm. Qual deve ser a medida do outro lado para que a área deste retângulo seja equivalente à área do retângulo cujos lados medem 9cm e 12cm (em centímetros quadrados)? Resolução: Sabemos que a área do retângulo é dada por A = b . h. Substituindo os dados, Portanto, a base o retânguloé de 10,8cm². QUESTÃO 4: Calcule a área de um triângulo retângulo que possui como medida de sua hipotenusa e de um de seus catetos, respecti- vamente, 10cm e 8cm (em centímetros quadrados). 38 GEOMETRIA Resolução: Do Teorema de Pitágoras, temos que a² = b² + c². Substituindo os da- dos, Agora conhecemos os dois catetos e podemos calcular a área, dada por . Substituindo os dados, . Portanto, a área do triângulo retângulo mede 24cm². QUESTÃO 5: A figura a seguir representa as dimensões de uma sala que vai ser assoalhada com tábuas de 20cm de largura por 3,5m de comprimento. Quantas tábuas são necessárias? Resolução: Vamos calcular primeiro a área da sala e área da tábua. A área da sala é dada por A = (8 . 5) + (3 . 3) = 40 + 9 = 49m². E a área de cada tábua é dada por A = 0,2 . 3,5 = 0,7 m². Fazendo , temos que serão necessárias 70 tábuas. QUESTÃO 6: Para refazer o jardim de sua residência, Sr. Júlio resol- veu comprar blocos de grama para colocar entre as árvores e as flo- res. A grama é vendida em blocos que medem 50cm x 30cm. Quantos blocos, no mínimo, o Sr. Júlio deve comprar para cobrir uma área de 165m²? Resolução: A área que cada bloco de grama ocupa é dada por A = 0,5 . 0,3 = 0,15 m². Então, blocos de grama para cobrir esta medida de área. QUESTÃO 7: Observe a figura abaixo. Cada quadradinho da malha tem um centímetro de lado e portanto, 1cm² de área. Com base nes- tes dados, calcule a região limitada pela linha escura. 39 GEOMETRIA Resolução: Se cada quadradinho tem 1cm² de área, temos 14 quadradinhos intei- ros. Agora, considerando duas semicircunferências com 1cm de raio, temos uma área de 1,57cm2. Assim, 2 – 1,57 – 0,43cm². Então, somando 14cm² + 1,57cm² + 0,43cm² = 16cm². Portanto, a região delimitada pela linha escura mede 16cm² de área. QUESTÃO 8: A frente de uma casa tem a forma de um quadrado com um triângulo isósceles em cima. Se um dos catetos do triângulo mede 7m, qual é a área frontal desta casa? Resolução: Pelo Teorema de Pitágoras, temos que a² = b² + c². Assim, a hipotenusa do triângulo isósceles é a base dele. Como um dos catetos mede 7cm e ele é isósceles, aplicando o Teorema de Pitágoras, temos a seguinte relação: Agora precisamos calcular a área frontal de cada figura: triângulo e quadrado. Para a área do quadrado, fazemos: l². Como l = 7√2, temos: Logo, a área do quadrado é de 95m2. Para a área do triângulo, fazemos: . Como não temos o valor da altura do triângulo, usaremos o Teorema de Pitágoras novamente. A altura do triângulo, chamaremos de , o segmento será dividi- 40 GEOMETRIA do pela metade, então fica . Como o segmento BC=7, basta aplicar o teorema: Substituindo, encontramos a área do triângulo: . Portanto, para saber a área da parte frontal da figura, somamos Aq e At. QUESTÃO 9: ABC é um triângulo retângulo com ângulo reto em C. Se m(AB) = 15cm e m(BC) = 9cm. Qual é a área do quadrado de lado AC? Resolução: Primeiramente, devemos descobrir a medida que falta. Para isso, apli- caremos o Teorema de Pitágoras que é dado por a² = b² + c². Substituin- do os dados, segue que Como a área do quadrado é dada por Aq = l², temos que Aq = 12² = 144. Portanto, o quadrado de lado AC mede 144cm² de área. TÓPICO 6 QUESTÃO 1: Em uma cidade, há um terreno abandonado. Esse ter- reno tem a forma de um trapézio retangular cujas bases medem 18m e 12m e cuja altura mede 30m. João amarrou seu cavalo, ponto P, a corda de 12m de comprimento para pastar. De acordo com a figura ao abaixo, calcule a área (em metros quadrados) de pasto que o ca- valo não pode comer. 41 GEOMETRIA Resolução: Primeiramente, calculamos a área do trapézio, dado por Assim, Logo, a área do terreno que corresponde a área do trapézio mede 450m². Mas a área que a corda do cavalo percorre o terreno é equivalente à da área de uma circunferência. Sendo assim, usaremos a seguinte expressão . Substituindo, . Finalmente, fazemos a diferenças entre a área do trapézio e a área de de circunferência. Portanto, . Assim, aproximadamente 366,96m² é a medida de pasto que o cavalo não pode comer. QUESTÃO 2: No semicírculo abaixo, temos BC = 10cm e AB = 8cm. Qual o valor aproximado, em centímetros quadrados, da área som- breada, sabendo-se que o triângulo ABC é um triângulo retângulo? Resolução: Para descobrir a medida de AC, usaremos Teorema de Pitágoras. As- sim,10² = 8² + x² 100 – 64 x² x = √36 x = 6.. Então, AC = 6cm e representa a altura do nosso triângulo e AB = 8cm representa a base. Para calcular a área do triângulo devemos usar , segue que, . Logo, a área do triângulo é de 24cm². 42 GEOMETRIA A área da semicircunferência é dada pela expressão: . Substi- tuindo, . Logo, área da semicircunferência vale 39,25cm². Agora sim, fazemos a diferença entre Ac – At = 39,25 – 25 = 15,25. Por- tanto, a superfície sombreada vale 15,25cm² de área. QUESTÃO 3: Calcule a área da sacada de um apartamento apresen- tada na figura abaixo. Resolução: Observamos que temos a medida de área equivalente à da área de uma circunferência com 1,5m de raio. Assim, . Logo, temos 3,53m² de área. Essa sacada é composta por um retângulo e sua área é dada por Ar = base . altura. Assim, Ar = 3 . 1,5 = 4,5. Logo, o retângulo mede 4,5m² de área. Agora bastam somar as duas áreas calculadas, Ac + Ar = 3,5325 + 4,5 = 8,0325. Portanto, a área da sacada é de aproximadamente 8m². QUESTÃO 4: O comprimento da linha do Equador da Terra tem aproximadamente 40000km. Qual é o raio da Terra? Resolução: O comprimento de uma circunferência é dada por C = 2πr. Assim, . Logo, o raio da Terra tem aproximadamente 6369km. QUESTÃO 5: Uma pizza tem raio igual a 15cm e está dividida em 6 fatias. Calcule a área de cada fatia. Resolução: A área da pizza é dada por Ap = πr² . Assim, Ap = 3,14 . 15² = 3,14 . 255 = 706,5. 43 GEOMETRIA Agora basta dividir pelo número de fatias em que a pizza foi cortada, 706,5 : 6 = 117,75. Então, cada fatia de pizza tem 117,75cm² de área. QUESTÃO 6: Num círculo de raio r = 10cm, calcule: a) o comprimento de um arco com a = 45°. b) a área de um setor circular com a = 45°. c) a área de um setor circular com a = 45°. Resolução: a) Primeiro, devemos encontrar o valor da circunferência que é dada por C = 2πr, substituindo: C = 2 . 3,14 . 10 = 62,80. Agora, multiplicamos o valor do comprimento pelo ângulo corres- pondente e dividimos por 360°. Assim, . Logo, o arco mede 7,85cm. b) Procederemos da mesma forma que o item anterior, só que de forma direta. Logo, o arco mede aproximadamente 52,33 cm². c) Temos que, Logo, o arco mede aproximadamente 104,66 cm². QUESTÃO 7: Observe a figura abaixo. Cada quadrinho tem uma unidade quadrada de área. Encontre a área da superfície contornada pela linha escura. 44 GEOMETRIA UNIDADE 3 TÓPICO 1 QUESTÃO 1: Sobre a mesa da figura há dois livros apoiados em diferentes posições. Vamos analisar duas situações: a) Qual é a posição dos planos da capa e contracapa do livro B em relação à mesa? Resolução: Relação entre plano da capa e o plano da mesa, são planos paralelos. Já a relação entre o plano da contracapa e o plano da mesa, pode ser planos paralelos, se pensarmos na espessura da contracapa sendo um plano e o plano da mesa outro plano. Mas também, pela representa- ção o plano da contracapa está encostado no plano da mesa, então são: planos paralelos coincidentes, pois pertencem ao mesmo plano. Resolução: Se cada quadrinho tem uma unidade quadrada de área. Consideran- do quatro semicircunferências com 1cm de raio, temos uma área de 1,57cm². Assim, 2 – 1,57 = 0,43cm². Então, somando 12cm² + 1,57cm² + 1,57cm² + 0,43cm² + 0,43cm² = 16cm². Portanto, a região delimitada pela linha escura mede 16cm² de área. 45 GEOMETRIA b) Qualé a posição dos planos da capa, da contracapa e de uma das folhas de dentro, tomados dois a dois, em relação ao plano da mesa? Resolução: Planos secantes perpendiculares, pois a capa, a contracapa e uma das folhas, todos estão na mesma posição em relação ao tampo da mesa (plano). Portanto, os planos da capa, contracapa e de uma folha de dentro corta/atravessa o plano da mesa. QUESTÃO 2: Uma bola de futebol é um poliedro que possui 12 faces pentagonais e 20 faces hexagonais, todas regulares. Com base nestas informações, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas. ( ) O número de arestas deste poliedro equivale a 180. ( ) Este poliedro apresenta 60 vértices. ( ) A bola apresenta 32 faces. ( ) Este poliedro classifica-se como um sólido de Platão. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – V – V – F. b) ( ) F – F – V – V. c) ( ) F – V – V – F. d) (X) F – V – V – F. e) ( ) V – F – F – V. Resolução: O número de arestas deste poliedro equivale a 180. Falsa, porque: Este poliedro apresenta 60 vértices. Verdadeira, porque: 46 GEOMETRIA A bola apresenta 32 faces. Verdadeira, porque: F = 20 + 12 = 32 Este poliedro classifica-se como um sólido de Platão. Falsa, porque: Poliedros de Platão são: Tetraedro, Octaedro, Hexaedro, Dodecaedro e Icosaedro. Portanto, a resposta correta é a letra (d) F – V – V – F. QUESTÃO 3: Joana ganhou um par de brincos no formato de uma pirâmide de base quadrada, que sabemos ser um poliedro o núme- ro de vértices e de faces é cinco. Aplique a relação de Euler e calcule o número de arestas do par de brincos. Resolução: V = 5 F = 5 A = ? Portanto, F + V = A + 2 5 + 5 = A + 2 10 = A + 2 A = 8 O brinco possui 8 arestas. QUESTÃO 4: Classifique as afirmações a seguir em V para as verda- deiras ou F para as falsas: a) ( ) Duas retas ou são coincidentes ou são distintas. b) ( ) Duas retas ou são coplanares ou são reversas. c) ( ) Duas retas distintas determinam um plano. d) ( ) Duas retas concorrentes têm um ponto comum. e) ( ) Duas retas não coplanares são reversas. 47 GEOMETRIA Resolução: a) Duas retas ou são coincidentes ou são distintas. Verdadeira, por- que ou são retas coincidentes ou são distintas. b) Duas retas ou são coplanares ou são reversas. Verdadeira, porque as retas reversas pertencem a planos distintos, já as retas coplana- res ao mesmo plano. c) Duas retas distintas determinam um plano. Falsa, pois nem sem- pre duas retas distintas determinam um plano. Para duas retas determinar um plano elas devem ser paralelas. Já duas retas dis- tintas reversas, não forma um plano. d) Duas retas concorrentes têm um ponto comum. Verdadeira, essa é a característica das retas concorrentes. e) Duas retas não coplanares são reversas. Verdadeira, se não per- tence ao mesmo plano são reversas. A ordem correta é V – V – F – V – V. QUESTÃO 5: Num poliedro convexo de 10 arestas, o número de fa- ces é igual ao número de vértices. Quantas faces tem esse poliedro? Resolução: Aplicasse a equação: F + V = A + 2 , como F = V e A = 10, temos: Portanto, esse poliedro tem 6 faces. QUESTÃO 6: Em nossos estudos vimos que entre dois planos são possíveis quatro posições relativas no espaço. Sobre estas posições, classifique as afirmações a seguir em V para as verdadeiras ou F para as falsas: 48 GEOMETRIA a) ( ) Planos secantes são dois planos distintos que se interceptam. b) ( ) Dois planos se interceptam num único ponto. c) ( ) Dois planos concorrentes no espaço são planos cuja intersecção é uma reta. d) ( ) Dois planos concorrentes formam um triedro. e) ( ) Planos paralelos no espaço são planos que não têm interseção. Resolução: A sequência correta é V – F – V – F – V. “Dois planos se interceptam num único ponto” é FALSA, pois eles se interceptam em infinitos pontos. “Dois planos concorrentes formam um triedro” é FALSA, pois não formam um triedro. QUESTÃO 7: Um plano é determinado por: a) (X) Uma reta e um ponto não pertencente a ela. b) ( ) Uma reta e um ponto a ela pertencente. c) ( ) Três pontos. d) ( ) Duas retas quaisquer. e) ( ) Uma reta apenas. Resolução: Um plano pode ser determinado por: • Uma reta e um ponto não pertencente a essa reta. • Duas retas distintas concorrentes. • Duas retas paralelas distintas. Portanto, alternativa (a) é a correta. QUESTÃO 8: Classifique os poliedros em convexos (C) e não con- vexos (NC): 49 GEOMETRIA Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) NC, NC, C, C, NC. b) ( ) C, NC, NC, C, C. c) (X) C, NC, C, C, NC. d) ( ) C, NC, C, NC, NC. e) ( ) NC, NC, C, C, NC. Resolução: Um poliedro é convexo se dados quaisquer dois pontos pertencentes a superfície desse poliedro, o segmento que tem esses pontos como extremidades está inteiramente contido no poliedro. Caso exista al- gum segmento que não satisfaça essa condição, trata-se de um polie- dro côncavo (não convexo). Poliedro A – convexo. Poliedro B – não convexo. Poliedro C – convexo. Poliedro D – convexo. Poliedro E – não convexo. Portanto, alternativa (c) é a correta. QUESTÃO 9: Em matemática precisamos tomar cuidado com o in- verso das afirmações, por exemplo: todo poliedro é um sólido geo- métrico, mas nem todo sólido geométrico é um poliedro. Neste sentido, classifique as afirmações a seguir em V para as verda- deiras ou F para as falsas: ( ) Todo poliedro convexo é um sólido geométrico. ( ) Todo sólido geométrico é de Platão. ( ) Todo poliedro de Platão é um sólido geométrico. ( ) Todo poliedro convexo é euleriano. ( ) Todo poliedro euleriano é de Platão. ( ) Todo poliedro de Platão é euleriano. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V – V – V – F – V – V. b) ( ) F – F – V – V – V – F. c) ( ) F – V – V – F – V – F. d) ( ) F – V – V – F – F – V. e) (X) V – F – V – V – F – V. 50 GEOMETRIA Resolução: Todo poliedro convexo é um sólido geométrico. Verdadeira. Todo sólido geométrico é de Platão. Falsa, porque nem todo sólido geométrico é de Platão. Todo poliedro de Platão é um sólido geométrico. Verdadeira. Todo poliedro convexo é euleriano. Verdadeiro. Todo poliedro euleriano é de Platão. Falsa. Todo poliedro de Platão é euleriano. Verdadeira. Portanto, alternativa (e) é a correta. QUESTÃO 10: Com a intenção de formar um ângulo poliédrico to- maram-se algumas faces poligonais cujas medidas que formarão o ângulo poliédrico são conhecidas conforme a seguir. Todas as cons- truções são possíveis? Justifique suas respostas. a) 70°, 80°, e 130°. b) 90°, 120° e 150°. c) 70°, 80°, 90° e 100°. Resolução: a) 70°, 80°, e 130° - Temos que 70° + 80° + 130° = 280° < 360°. A cons- trução é possível, pois a soma dos ângulos é menor que 360° . b) 90°, 120° e 150° - Temos que 90° + 120° + 150° = 360°. A construção NÃO é possível, pois a soma dos ângulos é 360°. c) 70°, 80°, 90° e 100° - Temos que 70° + 80° + 90° + 100° = 340° < 360°. A construção é possível, pois a soma dos ângulos é menor que 360°. QUESTÃO 11: Quantas faces, no máximo, de um polígono que tem os ângulos internos de 50°, podem ser utilizadas para formar um ângulo poliédrico? Resolução: A soma dos ângulos deve ser menor que 360°. Portanto, 360/50 = 7,2. Portanto, 50 x 7 = 350, temos que o maior nú- mero de faces é igual a 7. Logo, a resposta correta são 7 faces. 51 GEOMETRIA QUESTÃO 12: Sobre poliedro é correto afirmar: a) ( ) O número de faces é o dobro do número de arestas. b) ( ) O menor número possível de faces de um poliedro é três. c) ( ) Todo poliedro tem 8 vértices. d) ( ) Um octaedro tem 12 faces. e) (X) Uma aresta é a intersecção de duas faces. Resolução: O número de faces é o dobro do número de arestas. Falsa, o número de faces é o dobro do número de vértices. O menor número possível de faces de um poliedro é três. Falsa, o menor número possível de faces de um poliedro é quatro. É o caso do tetraedro. Todo poliedro tem 8 vértices. Falsa! Um octaedro tem 12 faces.Falsa, um octaedro tem 8 fases, 6 vértices e 12 arestas. Portanto, a resposta correta é a letra (e) uma aresta é a intersecção de duas faces. QUESTÃO 13: Determine: a) O poliedro convexo que tem 6 vértices e 12 arestas. b) O número de vértices de dodecaedro que tem 20 arestas. c) O número de faces de um poliedro convexo que tem 15 arestas e 8 vértices. d) Determine o número de arestas e o número de vértices de um icosaedro regular. Resolução: a) O poliedro convexo que tem 6 vértices e 12 arestas. F + V = A + 2 F + 6 = 12 + 2 F = 8 Portanto, 8 Faces, ou seja, Octaedro b) O número de vértices de dodecaedro que tem 20 arestas. F + V = A + 2 12 + V = 20 + 2 V = 10 Portanto, 10 vértices. 52 GEOMETRIA c) O número de faces de um poliedro convexo que tem 15 arestas e 8 vértices. F + V = A + 2 F + 10 = 15 + 2 F = 9 Portanto, 9 faces. Determine o número de arestas e o número de vértices de um icosa- edro regular. Icosaedro = 20 faces F + V = A + 2 20 + V = 30 + 2 V = 12 Portanto, são 12 vértices e 30 arestas. QUESTÃO 1: Uma pequena indústria de artesanatos pretende fa- bricar caixas (papelão) decorativas de dois modelos. Uma em forma de um paralelepípedo retangular e outra, em forma de cubo, ambas com a mesma capacidade. As dimensões do paralelepípedo equiva- lem a base de 15cm e 20cm, altura de 5cm. Com relação a estas caixas, analise as seguintes sentenças: I- Na caixa cúbica serão gastos 132 cm² de papelão. II- A capacidade da caixa em forma de paralelepípedo equivale a 1 500 cm³. III- As dimensões da caixa cúbica são de aproximadamente 11,5 cm. IV- Na caixa em forma de paralelepípedo serão gastos aproximada- mente 163,4 cm² a mais de papelão do que na caixa cúbica. 53 GEOMETRIA Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) (X) Somente as afirmativas II e III está correta. b) ( ) As afirmativas II, III e IV estão corretas. c) ( ) As afirmativas I, II e III estão corretas. d) ( ) Somente a afirmativa I está correta. Resolução: Dimensões do paralelepípedo: Área do paralelepípedo: 2(300 + 100 + 75) = 2.475 = 950 cm². Volume do paralelepípedo: V = a.b.c V = 20.15.5 = 1550 cm³. Papelão gasto na caixa retangular: 300 + 300 + 75 + 75 + 100 + 100 = 950cm². Assim, 950 – 793,50 = 156,5 cm². I- Na caixa cúbica serão gastos 132 cm² de papelão. Falsa. Será de 793,50 cm² II- A capacidade da caixa em forma de paralelepípedo equivale a 1 500 cm³. Verdadeira. III- As dimensões da caixa cúbica são de aproximadamente 11,5 cm. Verdadeira. IV- Na caixa em forma de paralelepípedo serão gastos aproximada- mente 163,4 cm² a mais de papelão do que na caixa cúbica. Falsa, será de 156,5 cm². Portanto, a resposta correta é a letra (a) Somente as afirmativas II e III está correta. 54 GEOMETRIA QUESTÃO 1: Um grupo de casais foram acampar e levaram uma barraca de lona que, depois de montada, tinha a forma de uma pi- râmide regular hexagonal, cuja aresta da base media 1m. Depois de montada, o ar em seu interior ocupava um volume de . Associe os itens, utilizando o código a seguir: I- II- III- ( ) O apótema da base da barraca. ( ) A área da base da barraca. ( ) A altura da pirâmide da barraca. Resolução: (I) O apótema da base da barraca. (III) A área da base da barraca. (II) A altura da pirâmide da barraca. O apótema da base é dado por A área da base é dada por Para descobrir a altura, devemos utilizar a equação do volume, dado por . Substituindo, temos Portanto, a altura é 5m; área da base e o apótema da base 55 GEOMETRIA TÓPICO 4 QUESTÃO 1: O que é um cilindro equilátero? Resolução: Cilindro equilátero é um cilindro cuja secção meridiana é um qua- drado e, portanto, apresenta g = h = 2r, ou seja, o diâmetro da base é igual à altura. QUESTÃO 2: Um restaurante costuma usar grandes panelas em dias de muito movimento. Para encher de água uma dessas panelas, o cozinheiro utiliza latas (ou galões) de 18 litros. Quantos desses galões são necessários para encher completamente uma panela ci- líndrica, de 60cm de diâmetro e 50cm de altura? (Use π = 3,14). Resolução: Sabemos que, 1cm³ = 1ml, então V = 141300 : 1000 = 141,3l Como cada galão tem 18 litros, segue que 141,3 : 18 = 7,85. Então se- riam necessários, aproximadamente 8 galões de água. QUESTÃO 3: Qual é o volume do grafite de um lápis de 17 cm de comprimento, se a grafite tem 2mm de diâmetro? (Use π = 3,14). Resolução: O volume do grafite é, aproximadamente, 053cm³. Lembrando que precisamos trabalhar com medidas equivalentes, ou seja, cm em cm , mm em mm, m em m. QUESTÃO 4: Para fazer 1m³ de concreto, gastam-se 9 sacos de ci- mento. Um prédio está apoiado sobre 12 colunas cilíndricas de concreto, cada uma com 5m de altura e 40cm de diâmetro da base. Quantos sacos de cimento foram gastos na construção destas colu- nas? (Use π = 3,14). Resolução: V = π . r² . h V = 3,14 . 0,2² . 5 = 0,628 m³, como são 12 colunas V = 0,628 . 12 = 7,536 m³. 56 GEOMETRIA Assim, se para 1 m³ foram utilizados 9 sacos de cimento, para 7,54 m³ serão usados 67,86 sacos de cimento, aproximadamente 68 sacos para construir as colunas. QUESTÃO 5: Um vaso cilíndrico tem 30 dm de diâmetro interior e 70 dm de profundidade. Quantos litros de água o vaso pode conter, aproximadamente? (Use π = 3,14). Resolução: Diâmetro = 30dm (1dm = 10 cm), portanto, 30 x 10 = 300 cm = 3 metros. Dessa maneira, raio = 1,5 metros. Profundidade = altura, temos: 70 dm = 70 x 10 = 700 cm = 7 metros. Sabemos que: 1m³ = 1000l 49,455 m³ x 1000l = 49455 litros de água. Portanto, o vaso pode conter, 49455 litros de água. QUESTÃO 6: Um suco de frutas é vendido em dois tipos de latas cilíndricas: uma de raio r, cheia até a altura h. Outra de raio e cheia até altura 2h. A primeira é vendida por R$ 3,00 e a segunda é vendida por R$ 1,60. Qual é a embalagem mais vantajosa para o consumidor? Resolução: Primeira lata V = π . r² . h Segunda lata 57 GEOMETRIA Podemos concluir que o volume da segunda lata é a metade do volu- me da primeira lata. Sabemos que a primeira lata custa R$ 3,00 e a segunda lata R$ 1,60. Dessa forma, é mais vantajoso consumir a primeira lata, pois tem o dobro do volume e custa R$ 3,00. Pois, para consumir a mesma quan- tidade será necessário comprar duas latas da segunda opção, cada uma custa R$ 1,60 x 2 = R$ 3,20. QUESTÃO 7: Um tanque subterrâneo, que tem o formato de um cilindro circular reto na posição vertical, está completamente cheio com 30m³ de água e 42 m³ de petróleo. Considerando que a altura do tanque é de 12 metros, calcule a altura da camada de petróleo. Resolução: Volume da água = 30 m³ Volume do petróleo = 42 m³ Portanto, o volume total = 72 m³ h = 12 m Volume total: Volume do petróleo: Logo, a altura da camada de petróleo é de 7 metros. QUESTÃO 8: A figura indica o tambor cilíndrico de um aquecedor solar com capacidade de 1.570 litros. 58 GEOMETRIA Sabendo que 1.000 litros de água ocupam um volume de 1m³ e adota- do π = 3,14, determine a medida do raio r do cilindro. Resolução: Volume do tambor: 1570l Sabemos que 1 m³ = 1000l, assim 1570l : 1000l = 1,57m³. Logo, o raio tem aproximadamente 0,5 metros. TÓPICO 5 QUESTÃO 1: Dois reservatórios, um cilíndrico e outro cônico, de mesma altura e mesmo raio, estão totalmente vazios e cada um será alimentado por uma torneira, ambas com mesma vazão. O reser- vatório cilíndrico levou 5 horas e meia para ficar completamente cheio. Qual é o tempo necessário para que isto ocorra com o reser- vatório cônico? a) (X) 1 hora e 50 minutos. b) ( ) 2 horas. c) ( ) 1 hora. d) ( ) 2 horas e 15 minutos. 59 GEOMETRIA TÓPICO 6 QUESTÃO 1: Qual a quantidade de chumbo necessária para a con- fecção de 100 bolinhas esféricas, maciças, de 1 cm de diâmetro cada uma? Resolução: Substituindo os dados do problema, temos Resolução: Volume do cilindro: Volume do cone: Portanto, o volume do cone é volume do cilindro dividido por 3. Ou ainda, o volume do cilindro é 3 vezes o volumedo cone. Dessa forma, dentro do cilindro cabe 3 cones. Para encher o cilindro leva 5 horas e meia, 5h30min, ou ainda, 330 minutos. Para encher o cone, temos: Portanto, 110 minutos é igual a 1 hora e 50 minutos. Letra “a”. 60 GEOMETRIA Cada esfera tem um volume de , como são 100 bolinhas, . Caso, o problema nos informasse para trabalhar com π = 3,14, pode- ríamos substituir: Cada esfera tem um volume de 0,523 cm³ e para 100 bolinhas, temos 52,33 cm³ de chumbo. QUESTÃO 2: O diâmetro da Lua é, aproximadamente, do diâme- tro da Terra. Determine o volume da Lua. (Use π = 3,14). Resolução: Lembre-se de que a Circunferência da Terra é de 40.000 km. QUESTÃO 3: Numa indústria química, deseja-se instalar um reser- vatório esférico para armazenar determinado gás. A capacidade do reservatório deve ser de 33,5 m³. Qual deve ser aproximadamente, o raio desse reservatório? (Use π = 3,14). Resolução: Substituindo os dados do problema na equação do volume, temos Assim, o volume da lua é 61 GEOMETRIA Então, o raio deve ter aproximadamente, 2 metros de comprimento. QUESTÃO 4: Uma fábrica de suco confeccionou suas embalagens em dois formatos: uma esférica de 8cm de diâmetro e outra cilíndri- ca. Sabendo que as duas embalagens têm a mesma altura e a mesma largura, calcule seus volumes. (Use π = 3,14). Resolução: Volume do cilindro Volume da esfera Logo, o volume da esfera é de 267,95 cm³ e o volume do cilindro é de 401,92 cm³. QUESTÃO 5: Num recipiente de forma cilíndrica, com 4 cm de raio da base, há água até certa altura. Calcule a elevação do nível da água quando mergulhamos ali uma esfera de aço com 2 cm de diâmetro. (Use π = 3,14). Resolução: Volume da esfera 62 GEOMETRIA Volume do cilindro QUESTÃO 6: Considere uma laranja como uma esfera com 6 cm de raio. Se a dividirmos em doze gomos (cunhas esféricas) praticamen- te iguais, qual será o volume de cada gomo? (Use π = 3,14). Resolução: Volume da esfera Assim, como são doze gomos 904,32 : 12 = 75,36 cm³ cada gomo. QUESTÃO 7: Qual é o comprimento aproximado de um meridiano terrestre? Resolução: Considerando a Terra uma esfera perfeita, um meridiano é um círcu- lo máximo que passa pelos polos, portanto, seu comprimento tem a mesma medida do equador, aproximadamente, 40.000 km. QUESTÃO 8: Qual é o volume da esfera, cujo raio mede 3cm? (Use π = 3,14). Resolução: Volume da esfera O volume da esfera é de 113,04cm³. QUESTÃO 9: Qual é a área da superfície esférica, cujo raio mede 3m? (Use π = 3,14). Resolução: Área da superfície da esfera A área da superfície esférica é de 113,04m².
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