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Unidade I GEOMETRIA PLANA Prof. Joares Junior Geometria euclidiana A geometria é uma das mais antigas ciências da humanidade. Existem registros dela desde as mais remotas épocas das civilizações. A palavra “geometria” tem sua etimologia no grego, das palavras geo = Terra, metria = Medida. Assim, “geometria” significa medida da terra. Geometria estuda as formas, planas e espaciais, com as suas propriedades. Se fundamenta em alguns axiomas, postulados, definições, teoremas e corolários. Ponto, reta e plano As representações de ponto, reta e plano são: ponto: letras maiúsculas latinas: A, B, C... reta: letras minúsculas latinas:reta: letras minúsculas latinas: r, s, t... plano: letras minúsculas gregas: α, β, γ... Representação de ponto Pontos A, B, e C representados por letras maiúsculas. Representação de retas Retas r, s, x, p, q, u, v representadas por letras minúsculas. Planos Planos alfa, beta e gama representados por letras gregas minúsculas. Alguns axiomas da geometria plana Dois pontos determinam uma reta única. Duas retas com dois pontos em comuns são coincidentes. Dados dois pontos de um plano, a reta que os contém está contida no plano.que os contém está contida no plano. Três pontos definem um único plano. Duas retas paralelas não se cruzam. Duas retas que se cruzam o fazem em um único ponto. Alguns axiomas da geometria plana Dois planos paralelos não têm nenhum ponto em comum. Uma reta é perpendicular a um plano se também o for a toda reta do plano que essa reta corta. A distância entre um ponto e um plano se mede sobre uma perpendicular ao plano que passe pelo ponto. A distância entre dois planos se mede sobre uma perpendicular a ambos.sobre uma perpendicular a ambos. Segmentos de reta Dados dois pontos distintos, a reunião do conjunto desses dois pontos com o conjunto dos pontos que estão entre eles é um segmento de reta. Pontos colineares e semirretas Pontos colineares: são pontos que pertencem a uma mesma reta. Na figura, os pontos A, B e C são colineares, pois todos pertencem à mesma reta r. Pontos colineares e semirretas Semirreta: um ponto O sobre uma reta s divide esta em duas semirretas. O ponto O é a origem comum às duas semirretas, denominadas semirretas opostas. Pontos colineares e semirretas Segmentos consecutivos: dois segmentos de reta são consecutivos se, e somente se, a extremidade de um deles é também extremidade do outro, ou seja, uma extremidade de um coincide com t id d d tuma extremidade do outro. Pontos colineares e semirretas Segmentos colineares: dois segmentos de reta são colineares se, e somente se, estão numa mesma reta. Pontos colineares e semirretas Segmentos congruentes: são aqueles que têm as mesmas medidas. Símbolo: ≡ Assim AB ≡ CD Pontos colineares e semirretas Segmentos adjacentes: dois segmentos consecutivos e colineares são adjacentes se, e somente se, possuem em comum apenas uma extremidade e não têm outros pontos em comum. MN e NP são adjacentes, tendo somente N em comum. MP e NP não são adjacentes, pois existem outros pontos em comum. Pontos colineares e semirretas Ponto médio: M é o ponto médio do segmento de reta AB se, e somente se, M divide o segmento AB em dois segmentos congruentes, ou seja, AM ≡ MB. O ponto médio é o ponto de equilíbrio de um segmento de reta. Pontos colineares e semirretas Retas paralelas: duas ou mais retas são ditas paralelas quando a sua interseção é no infinito: Assim r ∩ s = Ø. Pontos colineares e semirretas Retas concorrentes: duas retas são concorrentes se possuem um único ponto em comum. Pontos colineares e semirretas Retas perpendiculares: duas retas são ditas perpendiculares quando formam um ângulo reto. t As retas r e t são perpendiculares. r Interatividade Observando indique a opção que descreve corretamente a figura abaixo: a) As retas r e s são perpendiculares e a reta j é transversal. b) As retas r e s são transversais e a reta j é perpendicular. c) As retas r e s são perpendiculares e a reta j éc) As retas r e s são perpendiculares e a reta j é paralela. d) As retas r e s são paralelas e a reta j é perpendicular. e) As retas r e s são paralelas e a reta j é transversal. Resposta Observando indique a opção que descreve corretamente a figura abaixo: a) As retas r e s são perpendiculares e a reta j é transversal. b) As retas r e s são transversais e a reta j é perpendicular. c) As retas r e s são perpendiculares e a reta j éc) As retas r e s são perpendiculares e a reta j é paralela. d) As retas r e s são paralelas e a reta j é perpendicular. e) As retas r e s são paralelas e a reta j é transversal. Ângulos Para relacionar as retas no espaço, devemos conhecer suas “posições relativas”. Para isso, usamos os ângulos. O ângulo geométrico é obtido pela uniãoO ângulo geométrico é obtido pela união de duas retas não colineares (que estão na mesma linha) partindo da mesma origem. Ângulos Dados três pontos não colineares A, O e B, chama-se ângulo AÔB a reunião de duas semirretas de mesma origem, não contidas numa mesma reta (não colineares). O ponto O é chamado de vértice do ângulo, e as semirretas AO e OB são chamadas lados do ângulo. Ângulos opostos pelo vértice Dois ângulos são opostos pelo vértice se os lados de um deles são semirretas opostas aos lados do outro. Ângulos adjacentes Ângulos adjacentes: dois ângulos consecutivos são adjacentes se, e somente se, não têm pontos internos comuns. Ô Bissetriz Chama-se bissetriz de um ângulo AÔB a semirreta com origem em O e que determina com os lados OA e OB dois ângulos adjacentes de mesma medida. Ângulos agudos Ângulos agudos. Ângulos obtusos Ângulos obtusos. Ângulos retos São ângulos iguais a 90°. Ângulos complementares Se a soma de dois ângulos for igual a 90°, podemos chamá-los de complementares. Ângulos suplementares Se a soma de dois ângulos for igual a 180°, podemos chamá-los de suplementares. Ângulos de duas retas paralelas a uma transversal Dadas duas retas paralelas 1 e 2, cortadas por uma transversal 3, os ângulos determinados por elas podem ser do tipo alternos ou correspondentes. Ângulos alternos Os ângulos alternos podem ser do tipo internos ou externos. Ângulos alternos internos Os ângulos alternos internos são os pares (C e B) e (A e D)pares (C e B) e (A e D). Ângulos alternos externos Os ângulos alternos externos são os pares (C e B) e (A e D)pares (C e B) e (A e D). Ângulos correspondentes e congruência Os ângulos correspondentes sempre são congruentes. Interatividade Na figura, indique a opção que representa pares de ângulos alternos externos. a) (2 e 8), (7 e 1)) ( ), ( ) b) (3 e 5), (6 e 4) c) (2 e 1), (7 e 8) d) (3 e 4), (6 e 5) e) (2 e 7), (1 e 8) Resposta Na figura, indique a opção que representa pares de ângulos alternos externos. a) (2 e 8), (7 e 1)) ( ), ( ) b) (3 e 5), (6 e 4) c) (2 e 1), (7 e 8) d) (3 e 4), (6 e 5) e) (2 e 7), (1 e 8) Planos e triângulos Um plano é minimamente traçado a partir de 3 pontos. E o triângulo é o polígono de menor número de lados e, ao mesmo tempo, o tipo de plano mais simples que se consegue desenhar. Na próxima aula, conheceremos mais sobre triângulos! Triângulos Os triângulos são os planos mais simples que podem ser traçados e são o polígonode menor número de lados (três lados), que resulta da interligação de três segmentos de reta consecutivos não licolineares. Elementos dos triângulos Vértices: são os pontos A,B e C. Lados: são os segmentos AB, AC e BC. Ângulos internos BAC, ACB e ABC. Os ângulos externos são adjacentes e suplementares dos ângulos internos. São eles α, β e γ. Elementos dos triângulos Altura: é todo segmento que tem como ponto de partida um vértice qualquer do triângulo e encontra o lado oposto sempre na perpendicular. Elementos dos triângulos Mediana: é um segmento com extremidades num vértice qualquer do triângulo e no ponto médio do lado oposto a este vértice. Classificação dos triângulos em relação aos lados Classificação dos triângulos em relação aos lados Classificação dos triângulos em relação aos lados Classificação dos triângulos em relação aos ângulos Classificação dos triângulos em relação aos ângulos Classificação dos triângulos em relação aos ângulos Propriedades dos triângulos Propriedades dos triângulos Interatividade AS x A x A No triângulo abaixo, é bissetriz do ângulo  . Calcule os valores de x e de y, que são respectivamente: 33o S C B y108o S 33oC B y108o a) X = 69º e y = 39º) y b) X = 69º e y = 69º c) X = 39º e y = 39º d) X = 39° e y = 69º e) X = 72º e y = 72º Resposta x A d) X= 39º e y =69º Resolvendo: Sabemos que o ângulo A=2x 33o S C B y108 o X+33º + 108º = 180º X = 39º No triângulo ABS, temos: X+ y + 72º = 180º 39º + y + 72º = 180º Y = 69º O triângulo retângulo Na geometria, o triângulo retângulo possui um ângulo reto e outros dois ângulos agudos. É uma figura geométrica muito usada na matemática, no cálculo de áreas, volumes e no cálculo algébrico. O triângulo retângulo Se soubermos 2 lados ou 1 ângulo agudo e 1 lado do triângulo retângulo, não é difícil descobrir os outros lados e ângulos. A área do triângulo retângulo é dada pela metade do produto dos lados menores. Elementos do triângulo retângulo Catetos: Os catetos são os menores lados do triângulo retângulo. Eles formam o ângulo de 90°. O triângulo retângulo Este triângulo retângulo ABC é reto em A. Podemos indicar que: Relações métricas do triângulo retângulo Relações métricas do triângulo retângulo Assim, podemos deduzir algumas relações, chamadas de relações métricas, do triângulo retângulo. A primeira relação é a mais fácil, já que estamos trabalhando com um triângulo retângulo; vem logo o teorema de Pitágoras, que é: Congruência de triângulos O conceito matemático de congruência de triângulos estabelece que dois triângulos são congruentes quando: cada lado de um dos triângulos é congruente ao seu correspondente (ou homólogo) no outro; cada ângulo de um triângulo é congruente ao seu correspondente (ou homólogo) no outro. Obs.: “Congruente” significa “que temObs.: Congruente significa que tem harmonia”, “tem proporções”. Caso LAL (Lado, Ângulo, Lado) Se dois triângulos tiverem ordenadamente congruentes dois lados e o ângulo entre esses lados, então podemos dizer que os triângulos são congruentes. Caso ALA (Ângulo, Lado, Ângulo) Se dois triângulos tiverem ordenadamente congruentes um lado e dois ângulos a ele adjacentes, então estes triângulos são congruentes. Caso LLL (Lado, Lado, Lado) Se dois triângulos tiverem ordenadamente os três lados congruentes, então podemos dizer que os triângulos são congruentes. Semelhança de triângulos Dois triângulos são semelhantes se e somente se, tiverem os três ângulos ordenadamente congruentes e os lados homólogos proporcionais. Razão de semelhança Denominamos o número real k, que satisfaz as igualdades abaixo entre os lados homólogos, como a razão de semelhança dos triângulos: Outra forma de representar: Onde: Exemplo Vamos calcular o valor de X dados dois triângulos semelhantes. Interatividade Agora você vai fazer sozinho. Calcule o valor de X dados dois triângulos semelhantes. Resposta A resposta correta é a letra “c”, pois se DE=8, DF=4 e AB=2, a representação correta seria: ATÉ A PRÓXIMA!