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Esses números estabelecem a principal nomenclatura dos polígonos, a qual pode ser vista na tabela a seguir. Nomenclatura dos polígonos Número de vértices Nome do polígono n = 3 Triângulo n = 4 Quadrilátero n = 5 Pentágono n = 6 Hexágono n = 7 Heptágono n = 8 Octógono n = 9 Eneágono n = 10 Decágono n = 11 Undecágono n = 12 Dodecágono n = 13 Tridecágono n = 14 Tetradecágono n = 15 Pentadecágono n = 20 Icoságono Qualquer segmento de reta que une dois vértices de um polígono e que não é um de seus lados é chamado de diagonal do polígono. Observe, nas figuras anteriores, que o triângulo ABC não possui diagonal, que o quadrilátero ABCD tem duas diagonais AC eBD� � e que o pentágono ABCDE apre- senta cinco diagonais AC AD BD BE e CE, , ,� �. De maneira geral, podemos destacar a seguinte relação entre o número de vérti- ces e o número de diagonais que parte de cada vértice: Como cada diagonal possui duas extremidades em vérti- ces distintos do polígono, o princípio multiplicativo da conta- gem permite afirmarmos que o produto n ⋅ (n – 3) equivale ao dobro do número de diagonais de um polígono com n vér- tices. Assim, sendo d o número de diagonais de um polígono de n vértices, temos: d n n 3 2 Cada um dos n vértices de um polígono é extremidade de exatamente (n – 3) diagonais. Exercício resolvido 1 Quantos são os lados de um polígono que possui exata- mente 35 diagonais? Resolução: Como d = 35, sendo n o número de lados desse polígono, temos: n n n n n n ⋅ −( ) = ⋅ −( ) = − − = 3 2 35 3 70 3 70 02 Calculando o discriminante da equação, obtemos: ∆ ∆ ∆ = −( ) − ⋅ ⋅ −( ) = + = 3 4 1 70 9 280 289 2 Logo: n n n = − −( ) ± ⋅ = ± = − = 3 289 2 1 3 17 2 7 10 ↗ ↘ Como n é positivo, concluímos que o polígono tem 10 lados. Se um polígono tiver pelo menos uma diagonal situada em sua região exterior, ele será denominado côncavo, e as regiões onde as diagonais exteriores ficam situadas são cha- madas concavidades do polígono. O pentágono ABCDE apresentado no exemplo anterior é côncavo, pois sua diagonal AD passa pela região exterior a ele. Se um polígono não possuir concavidade, receberá o nome de convexo. Assim, todos os triângulos são convexos, pois não têm diagonais. Além disso, o quadrilátero ABCD apresentado no exem- plo anterior é convexo, visto que suas diagonais AC e BD estão contidas na região interior desse polígono. De modo geral, se um polígono é convexo, então: • todas as diagonais estão situadas em sua região interior; • todos os ângulos internos têm medida inferior a 180° (0° < i < 180°); • os ângulos internos e externos que possuem o mesmo vértice são suplementares. Chamamos de polígono regular um polígono convexo que possui todos os lados congruentes e todos os ângulos internos também congruentes. MATEMÁTICA – FRENTE 3378 ATIVIDADES 7 E 8 Relações métricas em polígonos 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA � Quadriláteros inscritíveis Um quadrilátero é chamado inscritível ou cíclico quando seus quatro vértices estão sobre uma mesma circunferência. Apresentamos a seguir uma condição necessária e suficiente para que um quadrilátero seja inscritível: “Um quadrilátero convexo é inscritível se, e somente se, seus ângulos internos opostos são suplementares.” A B O CD Quadrilátero inscritível ABCD. Assim, um quadrilátero ABCD é inscritível se, e somen- te se: med A med C medB medD 180 1 Nas figuras abaixo, estão representados dois polígonos convexos e suas respectivas diagonais: O quadrilátero PQRS possui 2 diagonais e o pentágono ABCDE possui 5 diagonais. a) Observe a tabela e preencha a última linha. Quantidade de vértices do polígono Quantidade de diagonais que partem de cada vértice Quantidade total de diagonais 3 0 0 4 1 2 5 2 5 6 3 9 7 4 14 n b) Quantos vértices possui um polígono convexo que tem 252 diagonais? 2 A imagem a seguir é de uma calçada da Avenida Paulis- ta, na cidade de São Paulo. O mosaico presente nessa calça- da, que imita o formato do estado paulista, pode ser obtido usando-se peças de cerâmica quadradas que são completa- mente brancas ou completamente pretas ou, ainda, metade brancas e metade pretas. andreaantunes1/iStockphoto.com a) Como pode ser classificado o polígono que representa o formato do estado de São Paulo na calçada? b) Sabendo que os lados das peças quadradas de cerâmica que compõem esse mosaico medem 20 cm cada, deter- mine o perímetro aproximado desse polígono que repre- senta o formato do estado de São Paulo. � Quadriláteros circunscritíveis Um quadrilátero é denominado circunscritível quando existe uma circunferência que tangencia seus quatro lados. O teorema de Pitot nos fornece as condições necessárias e suficientes para que um quadrilátero seja circunscritível: “Um quadrilátero ABCD é circunscritível se, e somente se, as somas das medidas dos lados opostos são iguais.” A D C O B Quadrilátero circunscritível ABCD. Assim, um quadrilátero ABCD é circunscritível se, e so- mente se: AB + CD = BC + AD MATEMÁTICA – FRENTE 3 379 ATIVIDADES 7 E 8 Relações métricas em polígonos 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 3 Um ciclista deu 100 voltas em uma pista que tinha a forma de um hexágono regular. Cada lado do hexágono media 15 m. Quantos quilômetros ele percorreu? A 9 B 90 C 900 D 9000 4 Quantos são os lados de um polígono que possui exata- mente 77 diagonais? A 7 B 10 C 12 D 14 E 17 5 Um polígono regular com exatamente 35 diagonais tem A 6 lados. B 9 lados. C 10 lados. D 12 lados. E 20 lados. 6 Quantas diagonais possui um octógono regular? A 4 B 8 C 16 D 20 E 64 7 Quantas diagonais possui um icoságono convexo? A 90 B 120 C 170 D 200 8 Ao somar o número de diagonais e o número de lados de um dodecágono obtém-se A 66 B 56 C 44 D 42 9 A figura a seguir mostra uma circunferência e dois polígo- nos. Um dos polígonos é inscrito nessa circunferência e ou- tro, circunscrito a ela. Se M é o número de diagonais do polígono inscrito e N é o número de diagonais do polígono circunscrito, a razão entre M e N é igual a A 7/5 B 5/7 C 14/5 D 5/14 10 Determine o perímetro do quadrilátero ABCD, circunscri- tível, tal que AB = 3x + 3, BC = 2x, CD = x + 1 e AD = 3x. 11 Determine a medida de um dos lados não paralelos de um trapézio isósceles, circunscrito a um círculo, sabendo que suas bases medem 40 cm e 20 cm. Calcule o perímetro do trapézio. 12 Calcule x na figura a seguir. A D C 1200 B x 13 Se a soma dos ângulos opostos de um quadrilátero não é 180°, podemos afirmar que esse quadrilátero: A é inscritível em uma circunferência. B não é inscritível em uma circunferência. C é circunscritível a uma circunferência. D não é circunscritível a uma circunferência. 14 Quantas diagonais um icoságono possui a mais que um decágono? Quantos lados tem o polígono que apresenta essa quantidade de diagonais? 15 Quantas diagonais de um dodecágono regular não pas- sam pelo centro? 16 A figura a seguir mostra um polígono regular de 14 lados e todas as suas diagonais: Fonte: https://clickexatas.wordpress.com. Acessado em 12/10/2005 O número de diagonais traçadas é de A 77 B 79 C 80 D 98 MATEMÁTICA – FRENTE 3380 ATIVIDADES 7 E 8 Relações métricas em polígonos 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 3 Um ciclista deu 100 voltas em uma pista que tinha a forma de um hexágono regular. Cada lado do hexágono media 15 m. Quantos quilômetros ele percorreu? A 9 B 90 C 900 D 9000 4 Quantos são os lados de um polígono que possui exata- mente 77 diagonais? A 7 B 10 C 12 D 14 E 17 5 Um polígono regular com exatamente 35 diagonais tem A 6 lados. B 9lados. C 10 lados. D 12 lados. E 20 lados. 6 Quantas diagonais possui um octógono regular? A 4 B 8 C 16 D 20 E 64 7 Quantas diagonais possui um icoságono convexo? A 90 B 120 C 170 D 200 8 Ao somar o número de diagonais e o número de lados de um dodecágono obtém-se A 66 B 56 C 44 D 42 9 A figura a seguir mostra uma circunferência e dois polígo- nos. Um dos polígonos é inscrito nessa circunferência e ou- tro, circunscrito a ela. Se M é o número de diagonais do polígono inscrito e N é o número de diagonais do polígono circunscrito, a razão entre M e N é igual a A 7/5 B 5/7 C 14/5 D 5/14 10 Determine o perímetro do quadrilátero ABCD, circunscri- tível, tal que AB = 3x + 3, BC = 2x, CD = x + 1 e AD = 3x. 11 Determine a medida de um dos lados não paralelos de um trapézio isósceles, circunscrito a um círculo, sabendo que suas bases medem 40 cm e 20 cm. Calcule o perímetro do trapézio. 12 Calcule x na figura a seguir. A D C 1200 B x 13 Se a soma dos ângulos opostos de um quadrilátero não é 180°, podemos afirmar que esse quadrilátero: A é inscritível em uma circunferência. B não é inscritível em uma circunferência. C é circunscritível a uma circunferência. D não é circunscritível a uma circunferência. 14 Quantas diagonais um icoságono possui a mais que um decágono? Quantos lados tem o polígono que apresenta essa quantidade de diagonais? 15 Quantas diagonais de um dodecágono regular não pas- sam pelo centro? 16 A figura a seguir mostra um polígono regular de 14 lados e todas as suas diagonais: Fonte: https://clickexatas.wordpress.com. Acessado em 12/10/2005 O número de diagonais traçadas é de A 77 B 79 C 80 D 98 MATEMÁTICA – FRENTE 3380 ATIVIDADES 7 E 8 Relações métricas em polígonos 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 17 Se a razão entre o número de diagonais d e de lados n, com n > 3, de um polígono, é um número inteiro positivo, então o número de lados do polígono: A é sempre par. B é sempre ímpar. C é sempre múltiplo de 3. D não existe. E é sempre primo. 18 O valor do raio R do círculo inscrito no trapézio retângulo de bases 15 cm, 10 cm e lado oblíquo 13 cm, em cm, é: A 12 B 10 C 6 D 5 E 3 19 Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) para cada uma das seguintes afirmações: O hexágono regular tem exatamente 9 diagonais. O pentadecágono regular possui 50 lados. Todo quadrilátero convexo que pode ser inscrito em uma circunferência é regular. Existe polígono convexo com exatamente 40 diagonais. 20 A teoria dos grafos é uma estrutura matemática usada para representar mapas rodoviários, sistemas de distribuição de água, hierarquia de cargos em uma empresa ou mesmo para estudar o relacionamento social entre pessoas etc. Ela tem muita relação com a geometria. Por exemplo, o número máximo de ligações que podem existir entre dois dos n ele- mentos de determinado conjunto G pode ser observado geo- metricamente, de modo que cada ligação entre os elementos de G seja representada por um lado ou por uma diagonal de um polígono convexo P com n lados. Sendo y = f(n) a função que expressa esse número máxi- mo de ligações entre os n vértices de um polígono regular e sabendo que existem coeficientes reais a, b e c tais que f(n) = a ⋅ n2 + b ⋅ n + c, determine: a) os valores dos coeficientes a, b e c; b) o conjunto domínio da função f; c) os valores de n para y = 28 e para y = 32. As questões selecionadas nesta seção são prioritariamente do Enem, mas questões de vestibulares diversos que apresentam caracterís- ticas semelhantes aos itens do referido exame também foram usadas como recurso para estudo. 1 Um objeto de decoração tem a forma de um pentágono regular, apresentando todas as suas diagonais. Sabe-se que cada diagonal foi pintada de uma cor diferente das demais. Então, qual é o número de cores diferentes que foram utiliza- das na pintura de tais diagonais? A 5 B 6 C 8 D 9 2 Geovana está aprendendo a fazer construções geométricas com régua e compasso. Em uma das atividades propostas por seu professor, ele deve desenhar um hexágono regular inscrito numa circunferência e depois um hexágono regular circunscrito a essa mesma circunferência, conforme mostra a figura a seguir: Caso ela utilize uma circunferência de raio R, a razão entre o lado do hexágono regular inscrito e o lado do hexágono regular circunscrito a essa circunferência valerá A 6 2 B 3 3 C 3 2 D 1 2 MATEMÁTICA – FRENTE 3 381 ATIVIDADES 7 E 8 Relações métricas em polígonos 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA 2020_OCTA+_V1_MAT_F3.INDD / 22-10-2019 (09:54) / ANDERSON.OLIVEIRA / PDF GRAFICA