Capítulo 3 Segmentos proporcionais e semelhança
Trocando ideias
Durante a pandemia de coronavírus, o uso de máscaras de proteção era obrigatório, pois contribuía para que as pessoas pudessem se proteger e evitar a disseminação do sárs cóv dois, vírus que causa a côvid dezenóve.
▸
Além do uso de máscaras, que outras medidas de proteção foram adotadas para que as pessoas pudessem se proteger e evitar a disseminação do vírus da côvid dezenóve?
Analise os moldes de máscaras de proteção a seguir.
As figuras correspondentes a esses moldes são semelhantes porque as medidas das aberturas dos ângulos correspondentes são iguais, e as medidas de comprimento de quaisquer segmentos correspondentes são proporcionais.
▸ Qual é a taxa de redução do molde da máscara infantil em relação ao molde da máscara de adulto?
Neste capítulo vamos estudar o teorema de Tales e a semelhança entre figuras.
1 Razão e proporção nos segmentos de reta
Modelismo é a arte de construir automóveis, aviões, trens, motos, navios etcétera. em miniatura.
Os modelos são semelhantes aos objetos reais, mas foram reduzidos obedecendo a uma razão.
Verifique as miniaturas a seguir.
O exemplo de uma razão utilizada pelos profissionais de modelismo é 1 dividido por 12, que corresponde à razão entre as medidas das dimensões do modelo construído e do objeto real. Essa razão indica que, se um comprimento do modelo mede a, então, no objeto real, o comprimento correspondente mede 12a.
A razão entre dois números a e b, com b ≠ 0, nessa ordem, é dada por á dividido por bit ou
Fração. a sobre b.. Lemos: “ a está para b ”.
Se duas razões são iguais, temos uma proporção.
Proporção é uma igualdade entre duas razões.
Confira um exemplo.
As razões
Fração. dezoito décimos. Fração. vinte e sete quinze avosformam uma proporção:
Podemos ler a proporção anterior da seguinte fórma:
“Dezoito está para dez assim como vinte e sete está para quinze”.
Na proporção
Sentença matemática. 18 sobre 10 igual a 27 sobre 15., os números 18 e 15 são denominados extremos e os números 10 e 27 são denominados meios.
Note que:
Essa propriedade é conhecida como propriedade fundamental das proporções.
Em toda proporção, o produto dos extremos é igual ao produtos dos meios, ou seja, dados a, b, c e d não nulos, com
Sentença matemática. a sobre b igual a c sobre d., temos a ⋅ d = b ⋅ c.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
1. Determine, no caderno, a razão entre os números a seguir na ordem em que aparecem.
a) 8 e 10
b) menos2 e 3
c)
Sentença matemática. um meioe
Sentença matemática. 3 quartosd) 10 e 2
2. Aplicando a propriedade fundamental das proporções, verifique quais dos pares de razões a seguir formam uma proporção.
a)
Sentença matemática. cinco sextose
Sentença matemática. Seis quintosb)
Sentença matemática. menos, dez terçose
Sentença matemática. vinte sextosc)
Sentença matemática. doze quinze avose
Sentença matemática. quatro quintosd)
Sentença matemática. um meio sobre cincoe
Sentença matemática. três trinta avos.Razão entre segmentos de reta
Seja r a reta que passa pelos pontos distintos a e B.
Os pontos a e B e todos os demais entre eles formam um segmento de reta que é indicado por
Segmento AB. A medida de comprimento de um segmento de reta
Segmento ABé indicada por A bê ou med
abre parênteses, segmento AB, fecha parênteses..
A razão entre dois segmentos de reta corresponde à razão entre suas medidas de comprimento, considerando a mesma unidade de medida de comprimento.
Considere, por exemplo, os segmentos de reta
Segmento ABe
Segmento CD.
Como A bê = 30 milímetros e CD = 5 centímetros = 50 milímetros, temos a razão entre os segmentos de reta
Segmento ABe
Segmento CD:
Logo, a razão entre esses segmentos de reta é
Sentença matemática. três quintos..
Segmentos de reta proporcionais
Vamos considerar os segmentos de reta
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GH,
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GH,
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GHe
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GHe suas medidas de comprimento:
Como as razões obtidas são iguais, os segmentos de reta
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GH,
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GH,
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GHe
Segmento AB, segmento CD, segmento EF, segmento GHformam, nessa ordem, uma proporção:
Atividades
Faça as atividades no caderno.
3. Determine a medida de comprimento x do segmento de reta
Segmento AB, sabendo que
Sentença matemática. AB sobre BC igual a 2 quintos.e BC = 20 centímetros.
4. Dada a figura, determine as medidas de comprimento x e y, sabendo que
Sentença matemática. AB sobre AC igual a 3 sétimos.e BC = 16 centímetros.
5. Os segmentos de reta
Segmento de reta AB.,
Segmento de reta CD.,
Segmento de reta EF.e
Segmento de reta GH.formam, nessa ordem, uma proporção. Considerando que ê éfe = 3 centímetros, GH = 5 centímetros e AB + CD = 40 centímetros, determine A bê e CD.
6. A fotografia tem dimensões de 30 milímetros× 40 milímetros.
Queremos, com base nessa fotografia, reproduzir duas outras: uma com ampliação de 100% e outra com redução de 50%. Quais serão as medidas das dimensões das novas fotografias?
2 Teorema de Tales
Um feixe de retas paralelas é formado por duas ou mais retas de um mesmo plano que, consideradas duas a duas, são sempre paralelas.
Uma reta que intercepta duas ou mais retas de um feixe de retas paralelas recebe o nome de transversal.
Na figura a seguir, a reta m é transversal ao feixe de retas paralelas formado pelas retas r, s e t.
Tecnologias digitais em foco
Teorema de Tales
Nesta seção, utilizamos o GeoGebra ou outro software de geometria dinâmica que seu professor indicar para construirmos um feixe de retas paralelas cortadas por duas transversais. Vamos verificar se os segmentos de reta determinados sobre uma transversal são proporcionais aos segmentos de reta determinados sobre a outra transversal.
Construa
Siga os passos a seguir para construir as retas paralelas e as retas transversais.
1º) Construa uma reta r.
2º) Construa as retas s e t, paralelas à reta r.
3º) Construa duas retas, u e v, transversais ao feixe de retas paralelas construído nos passos anteriores.
4º) Marque os pontos , a B e C nas intersecções das retas r, s e t com a reta transversal u e os pontos P, Q e R nas intersecções das retas r, s e t com a reta transversal v.
Explore
a) Meça o comprimento dos segmentos
A B,
B C,
A C,
P Q,
Q Re
P Re, usando uma calculadora, determine as razões
Sentença matemática. AB sobre BC.,
Sentença matemática. PQ sobre QR.,
Sentença matemática. PQ sobre QR.e
Sentença matemática. PR sobre PQ..
b) Comparando as razões
AB sobre BCcom
PQ sobre QRe
AC sobre ABcom
PR sobre PQ, o que é possível verificar?
c) Movimente os pontos móveis, modificando a configuração inicial, e calcule novamente as razões. A relação que você percebeu continua sendo válida para diferentes configurações?
Agora, considere as retas paralelas r, s e t e as retas transversais m e n, no mesmo plano.
Sobre a reta m, temos os segmentos de reta
Segmento ABe
Segmento BC, congruentes entre si, e sobre a reta n, temos os segmentos de reta
Segmento de reta A linha, B linha.e
Segmento de reta B linha, C linha., conforme indicado a seguir.
Vamos mostrar que, se
Segmento de reta AB congruente ao segmento de reta BC., então
Segmento de reta A linha B linha congruente ao segmento de reta B linha C linha..
Por á linha e bê linha, traçamos retas paralelas à reta transversal m, determinando os segmentos de reta
Segmento de reta A linha, M.e
Segmento de reta B linha, N.. Confira:
Como
Segmento de reta A linha M paralelo ao segmento de reta AB.e
Segmento de reta AA linha paralelo ao segmento de reta BM., AA'MB é um paralelogramo.
Como
Segmento de reta B linha N paralelo ao segmento de reta bc.e
Segmento de reta BB linha paralelo ao segmento de reta CN., BB’NC também é um paralelogramo.
Os lados opostos de um paralelogramo têm a mesma medida de comprimento, então:
Como
Segmento de reta AB congruente ao segmento de reta A linha M.,
Segmento de reta BC congruente ao segmento de reta B linha N.e
Segmento de reta AB congruente ao segmento de reta BC., temos:
Segmento de reta A linha M congruente ao segmento de reta B linha N.
E, considerando os triângulos á linha bê linhaM e bê linha cê linhaN, temos:
•
Segmento de reta A linha M congruente ao segmento de reta B linha N• Alfa = Beta
medidas de abertura dos ângulos correspondentes
• gama = teta
medidas de abertura dos ângulos correspondentes
Logo, △ á linha bê linhaM ≅ △ bê linha cê linhaN pelo caso LA á₀ (lado – ângulo – ângulo oposto).
Portanto,
Segmento de reta A linha B linha congruente ao segmento de reta B linha C linha., pois são lados correspondentes em triângulos congruentes.
Se um feixe de retas paralelas determinar segmentos de reta congruentes sobre uma transversal, esse feixe determinará segmentos de reta congruentes sobre qualquer outra transversal.
Observações
Vamos relembrar as relações entre os ângulos formados por duas retas paralelas cortadas por uma transversal.
1. Ângulos correspondentes são congruentes.
Sendo r paralelo s e t uma transversal, temos:
Símbolo. Ângulo a e ângulo bsão ângulos congruentes, e indicamos
Ângulo a congruente ao ângulo b..
É possível demonstrar essa relação e, também, que para duas retas r e s cortadas por uma terceira reta t, se
Ângulo a congruente ao ângulo b., então r paralelo s, mas não faremos essas demonstrações aqui.
2. Ângulos alternos são congruentes.
Sendo r paralelo s e t uma transversal, temos:
•
Ângulo a congruente ao ângulo b.pois são ângulos correspondentes;
•
Ângulo d congruente ao ângulo a., pois são ângulos opostos pelo vértice (o.p.v.).
Logo,
Ângulo b congruente ao ângulo d.(ângulos alternos internos).
De maneira análoga, podemos verificar a congruência dos outros pares de ângulos alternos internos e dos pares de ângulos alternos externos.
3. Ângulos colaterais são suplementares.
Sendo r paralelo s e t uma transversal, temos:
•
Ângulo c congruente ao ângulo e., pois são ângulos alternos internos;
•
Sentença matemática. ângulo e, e ângulo bsão ângulos adjacentes suplementares.
Logo,
Sentença matemática. ângulo b, e ângulo csão suplementares (ângulos colaterais internos).
De maneira análoga, podemos verificar que os outros pares de ângulos colaterais internos e os pares de ângulos colaterais externos também são suplementares.
Agora, analise a figura a seguir em que r paralelo s paralelo t , m e n são retas transversais e A bê ≠ BC.
Vamos verificar a relação entre os segmentos de reta
Segmento AB,
Segmento BC,
Segmento de reta A linha, B linha.e
Segmento de reta B linha, C linha..
Vamos supor que possamos dividir
Segmento de reta AB.e
Segmento de reta BCem segmentos de reta de medida de comprimento 2u e 3u, respectivamente; a partir das retas r, s e t, traçamos retas auxiliares que dividem os segmentos de reta e, assim, temos A bê = 2u e BC = 3u.
Como o feixe de retas paralelas determina segmentos de reta congruentes sobre a transversal m, então também determinará segmentos de reta congruentes sobre a transversal n, assim:
Segmento de reta A linha B linha.e
Segmento de reta B linha C linha.são divididos em segmentos de reta de medida de comprimento v, sendo á linha bê linha = 2v e B'C' = 3v.
Então:
Logo,
Segmento ABe
Segmento BCsão proporcionais a
Segmento A'B'e
Segmento B'C'.
Segundo o teorema de Tales:
Se um feixe de retas paralelas é cortado por duas retas transversais quaisquer, m e n, os segmentos de reta determinados sobre m são proporcionais aos segmentos de reta correspondentes determinados sobre n.
Agora, confira este exemplo.
Um feixe de retas paralelas (r, s, t e u) determina sobre as transversais m e n os pontos a, B, C e D e os pontos á linha, bê linha, cê linha e dê linha. Sabendo que AB = 4 centímetros, BC = 5 centímetros, CD = 9 centímetros e A’D’ = 36 centímetros, vamos determinar á linha bê linha, bê linha cê linhae cê linha dê linha em centímetro.
á dê = A bê + bê cê + cedê ⇒ á dê = 4 centímetros + 5 centímetros + 9 centímetros ⇒ á dê = 18 centímetros
Pelo teorema de Tales, temos:
Portanto, á linha bê linha = 8 centímetros, bê linha cê linha = 10 centímetros e cê linha dê linha = 18 centímetros.
Observação
Se não forem indicadas as unidades das medidas de comprimento de uma figura, consideramos todas as medidas dessa figura na mesma unidade.
Divisão de um segmento de reta em partes proporcionais
Uma das aplicações do teorema de Tales é a divisão de um segmento de reta em partes proporcionais.
Acompanhe o exemplo: dado o segmento de reta
Segmento de reta AB., vamos determinar um ponto N em
Segmento AB, tal que
AN sobre AB igual a 2 terços.
1º) Dado um segmento de reta
Segmento de reta AB., traçamos, com o auxílio de uma régua, uma semirreta
Semirreta AM.qualquer.
2º) Sobre a semirreta
Semirreta AM., marcamos três pontos (C, D e ê) de modo que á cê = CD = dê ê.
3º) Traçamos
Reta EB..
A seguir, traçamos uma paralela a
Reta EB., passando por D, que corta
Segmento de reta AB.em N.
Confira que:
Sentença matemática. AD sobre AE igual a 2 terços.e
Segmento ND paralelo ao segmento BEAssim, pelo teorema de Tales:
Dividimos, então,
Segmento de reta AB.em partes proporcionais.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
7. Sendo r paralelo s paralelo t, determine o valor de x.
a)
b)
c)
8. Sendo a paralelo b paralelo c paralelo d, determine x, y e z.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
Cuidado! Evite acidentes ao usar o compasso na atividade 11.
9. Considere r paralelo s paralelo t paralelo u. Calcule x e y.
10. Sendo a paralelo b paralelo c, determine x e y.
a)
b)
11. Utilizando régua e compasso, reproduza, no caderno, o segmento de reta
Segmento de reta AB.a seguir. Em seguida, localize o ponto C nesse segmento de reta tal que
Sentença matemática. AC sobre AB igual a 3 quartos..
12. A figura apresenta três terrenos que ocupam uma quadra. Determine as medidas de comprimento a, b e c, em metro, sabendo que cada terreno tem um par de lados paralelos.
13. Considere que na figura:
• as retas
Símbolo. reta AA' e reta BB'e
Símbolo. reta AA' e reta BB'são paralelas entre si;
• as retas
Símbolo. reta BA' e reta CB'e
Símbolo. reta BA' e reta CB'são paralelas entre si;
a) Aplicando o teorema de Tales para os triângulos ó á á linha e ó bê bê linha, escreva as relações entre as medidas dos comprimentos dos lados.
b) Aplicando o teorema de Tales para os triângulos ó bê á linha e ó cê bê linha, escreva as relações entre as medidas dos comprimentos dos lados.
c) Prove que
Sentença matemática. OB sobre OA igual a OC sobre OB..
Teorema de Tales nos triângulos
Analise o triângulo á bê cê, a reta s, paralela a t (reta suporte de
Segmento de reta BC.) que corta os lados
Segmento de reta AB.e
Segmento de reta AC., respectivamente, nos pontos M e N, e a reta r, paralela a s pelo ponto a.
As retas r, s e t formam um feixe de paralelas.
Então, aplicando o teorema de Tales, temos:
Toda reta paralela a um lado de um triângulo determina, sobre os outros dois lados, segmentos de reta proporcionais.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
14. Na figura,
Reta PQ paralela a reta BC. Determine AQ.
15. Uma reta paralela ao lado
Segmento BCde um triângulo á bê cê determina os pontos D em
Segmento ABe ê em
Segmento AC. Sabendo que á dê = k, DB = k + 4, A Ê = 4 e ê cê = 6, determine a medida de comprimento do lado
Segmento ABdo triângulo.
16. Determine o valor de x, sabendo que as medidas α e β das aberturas dos ângulos correspondentes são iguais.
3 Semelhança
Figuras semelhantes
Confira os mapas que trazem as localizações dos pontos extremos do Brasil (norte – C, sul – D, leste – B, oeste – a) e das cidades de São Luís ( Maranhão) e Salvador ( Bahia).
Elaborados com base em: í bê gê É. Atlas geográfico escolar. oitava edição Rio de Janeiro: í bê gê É, 2018. página 91.
As três imagens representam o mapa do Brasil; entretanto, note que os mapas têm a mesma fórma, mas tamanhos diferentes.
De acôrdo com os pontos apresentados, podemos identificar:
• A bê: medida da distância do ponto extremo oeste ao ponto extremo leste do Brasil;
• CD: medida da distância do ponto extremo norte ao ponto extremo sul do Brasil;
• FG: medida da distância entre os pontos que representam as cidades de São Luís e Salvador;
• Alfa , Beta e gama: medidas das aberturas dos ângulos formados pelos segmentos de reta
Segmento AB e segmento CD, respectivamente, no mapa um, no mapa dois e no mapa três.
Com o auxílio de uma régua e de um transferidor, podemos obter, em cada mapa, as medidas de comprimento dos segmentos de reta
Segmento AB e segmento FGe as medidas Alfa , Beta e gama das aberturas dos ângulos, obtendo os dados a seguir.
Mapa |
AB |
FG |
Medida da abertura do ângulo |
---|---|---|---|
I |
4,2 cm |
1,2 cm |
α = 80° |
II |
4,9 cm |
1,4 cm |
β = 80° |
III |
6,3 cm |
1,8 cm |
γ = 80° |
Confira que, nesse exemplo, as figuras apresentam estas características:
• os ângulos correspondentes têm medidas das aberturas iguais;
• as medidas de comprimento dos segmentos de reta correspondentes são proporcionais.
4 vírgula 2 centímetros sobre 1 vírgula 2 centímetro igual a 3 vírgula 5; 4 vírgula 9 centímetros sobre 1 vírgula 4 centímetro igual a 3 vírgula 5; 6 vírgula 3 centímetros sobre 1 vírgula 8 centímetro igual a 3 vírgula 5; logo, AB sobre FG igual a 3 vírgula 5.
Dizemos que duas figuras são semelhantes quando as medidas das aberturas dos ângulos correspondentes são iguais e as medidas de comprimento dos segmentos de reta correspondentes são proporcionais.
Logo, podemos dizer que os mapas são semelhantes.
Sugestão de leitura
IMENES, L. M.; JAKUBOVIC, J. (Jakubo); LELLIS, M. Semelhança. São Paulo: Atual, 2005. (Coleção Pra que serve Matemática?).
Esse livro apresenta usos de semelhança no cotidiano. Além disso, traz curiosidades, jogos e charadas sobre o assunto.
Polígonos semelhantes
Considere os polígonos a bê cê dê e PQRS abaixo.
Comparando os polígonos, podemos identificar que:
• os ângulos correspondentes são congruentes;
Sentença matemática. Ângulo A congruente ao ângulo P
;
Sentença matemática. Ângulo B congruente ao ângulo Q;
Sentença matemática. Ângulo C congruente ao ângulo R;
Sentença matemática. Ângulo D congruente ao ângulo S• as medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais.
Sentença matemática. AB sobre PQ igual a BC sobre QR igual a CD sobre RS igual a DA sobre SP.
ou
Sentença matemática. 3 vírgula 8 metros sobre 5 vírgula 7 metros igual a 4 metros sobre 6 metros igual a 2 vírgula 4 metros sobre 3 vírgula 6 metros igual a 2 metros sobre 3 metros igual a 2 terços.Podemos dizer que os polígonos ABCD e PQRS são semelhantes e indicar:
Quando dois polígonos têm os ângulos correspondentes congruentes e as medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais, eles são denominados polígonos semelhantes.
A razão entre as medidas de comprimento dos lados correspondentes em polígonos semelhantes é denominada razão de semelhança ou coeficiente de proporcionalidade. Então, no exemplo da semelhança entre os polígonos a bê cê dê e PQRS, temos:
A razão de semelhança (k) nesse caso é
dois terços.
Agora, analise um exemplo em que precisamos determinar x, y e z, sabendo que os polígonos á bê cê dê é e éfe gê agá í jota são semelhantes.
Inicialmente, determinamos a razão de semelhança k entre os dois polígonos, do polígono á bê cê dê é para o éfe gê agá í jota.
Em seguida, determinamos as medidas de comprimento x, y e z, em metro.
Sentença matemática. 16 metros sobre x é igual a 5 oitavos.
Sentença matemática. x igual a 16 metros vezes 8, tudo dividido por 5, igual a 25 vírgula 6 metros.
Sentença matemática. y sobre 38 vírgula 4 metros é igual a 5 oitavos.
Sentença matemática. y igual a 5 vezes 38 vírgula 4 metros, tudo dividido por 8, igual a 24 metros.
Sentença matemática. 6 vírgula 4 metros sobre z é igual a 5 oitavos.
Sentença matemática. z igual a 8 vezes 6 vírgula 4 metros, tudo dividido por 5, igual a 10 vírgula 24 metros.
Então, x = 25,6 métros, y = 24 métros e z = 10,24 métros.
Observação
Para se certificar de que dois polígonos são semelhantes, é preciso verificar as duas condições:
• os ângulos correspondentes devem ser congruentes;
• as medidas de comprimento dos lados correspondentes devem ser proporcionais.
Apenas uma das condições não é suficiente para garantir a semelhança entre polígonos. Por exemplo:
Atividades
Faça as atividades no caderno.
Cuidado! Evite acidentes ao usar o compasso na atividade 19.
17. Os polígonos a seguir são semelhantes? Justifique sua resposta.
a)
b)
18. Em cada item, os polígonos são semelhantes. Determine os valores de x e de y.
a)
b)
19. Represente um triângulo semelhante ao triângulo á bê cê com razão de semelhança igual a
Fração. dois terços..
20. Em cada item, os triângulos á bê cê e STU são semelhantes. Determine os valores de x e de y.
a)
b)
4 Triângulos semelhantes
Observe os triângulos á bê cê e FGH.
• Os ângulos correspondentes são congruentes:
Ângulo A congruente ao ângulo F,
Ângulo B congruente ao ângulo G,
Ângulo C congruente ao ângulo H.
• A razão entre as medidas de comprimento dos lados correspondentes é
Fração. cinco sétimos, pois:
Sentença matemática. 3 centímetros sobre 4 vírgula 2 centímetros igual a 2 vírgula 5 centímetros sobre 3 vírgula 5 centímetros igual a 4 centímetros sobre 5 vírgula 6 centímetros igual a 5 sétimos.
Podemos concluir que os triângulos ABC e FGH são semelhantes. Indicamos: △ á bê cê ∼ △FGH
Dois triângulos são semelhantes quando os ângulos correspondentes são congruentes e as medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
21. Os triângulos de cada item são semelhantes. Determine os valores de x e de y em cada caso.
a)
b)
22. Calcule os valores aproximados de x e de y na figura, sabendo que a agá bê e CHA são triângulos semelhantes.
23. Calcule a medida da altura x de um poste, em metro, sabendo que o comprimento de sua sombra sobre o solo mede 8 métros no momento em que o comprimento da sombra de uma vara vertical de 3 métros mede 2 métros.
Teorema fundamental da semelhança
Considere um △ á bê cê e uma reta r, paralela a
Segmento BC, que corta os lados
Segmento ABe
Segmento ACnos pontos D e ê, respectivamente, conforme a figura a seguir.
Vamos provar que os triângulos dê á é e bê á cê são semelhantes.
• Os ângulos internos correspondentes são congruentes, pois:
• o ângulo
BACé comum aos dois triângulos;
• os ângulos
ABCe
ADEsão correspondentes; logo, Alfa = Beta;
• os ângulos
ACBe
AEDsão correspondentes; logo, gama = teta.
• As medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais.
Se, pelo ponto ê, traçarmos
reta EFparalela a
Segmento AB, temos:
1
A D sobre A B, igual, A E sobre A C.
aplicação do teorema de Tales nos triângulos dê á é e bê á cê
2
A E sobre AC, igual, BF sobre BC.
aplicação do teorema de Tales nos triângulos cê ê éfe e CAB
3
Segmento D E congruente ao segmento B F.
lados opostos do paralelogramo DEFB
Substituindo BF por dê ê de 3 em 2, temos:
Sentença matemática. AE sobre AC igual a DE sobre BC.4
Comparando 1 e 4, temos:
AD sobre AB igual a AE sobre AC igual a DE sobre BCPortanto, os triângulos dê á é e bê á cê têm as medidas de comprimento dos lados correspondentes proporcionais. Assim, concluímos que os triângulos dê á é e bê á cê são semelhantes.
Segundo o teorema fundamental da semelhança:
Toda reta paralela a um lado de um triângulo que intercepta os outros dois lados em pontos distintos determina, com esses lados, um triângulo semelhante ao primeiro.
Um pouco de história
Faça a atividade no caderno.
Nascido em Mileto (região atualmente pertencente à Turquia), o filósofo grego Tales foi considerado um dos sábios da Grécia e, para muitos historiadores, a Geometria demonstrativa teve início com ele. Além do teorema que recebe seu nome, é atribuída a ele, também, a demonstração de que as medidas das aberturas dos ângulos da base de um triângulo isósceles são iguais. Tales teria calculado a medida da altura das pirâmides, quando viveu no Egito, usando um método de triangulação, uma aplicação do teorema que recebeu seu nome. Um dos possíveis métodos usados por Tales teria sido aplicado da seguinte fórma:
1º) Colocou uma estaca (representada por
segmento GF) na sombra da pirâmide sobre a perpendicular que passa no ponto médio (C) de um dos lados da base da pirâmide
segmento EI, de fórma que sua sombra terminasse no mesmo ponto (H) onde acabava a sombra da pirâmide.
2º) Mediu o comprimento de
segmento DE,
segmento CH,
segmento FHe
segmento GF. Como dê ê = BC, obteve a medida de comprimento de
segmento BH.
3º) Finalmente, calculou a medida da altura da pirâmide (representada por ), escrevendo a seguinte proporção: A bê
(BH, FH e GF são medidas de comprimento conhecidas)
Atividade
Explique por que Tales pôde escrever essa proporção que o levou a obter a medida da altura da pirâmide.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
24. Determine x e y nas figuras, sabendo que
segmento MN paralelo segmento BC.
a)
b)
25. O formato de um pátio é representado pelo quadrilátero a bê cê dê, com
segmento AB paralelo segmento DC. Sabendo que A bê = 5 métros, á dê = 12 métros, ó á = 13 métros e ó bê = 16 métros, determine BC e DC.
Casos de semelhança de triângulos
Vamos verificar se os triângulos á bê cê e a linha bê linha cê linha são semelhantes.
• Os ângulos internos correspondentes são congruentes.
medida do ângulo BAC igual a medida do ângulo B linha A linha C linha igual a 92 graus
medida do ângulo ABC igual a medida do ângulo A linha B linha C linha igual a 36 graus
medida do ângulo ACB igual a medida do ângulo A linha C linha B linha igual a 52 graus
• As medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais.
Sentença matemática. 6 centímetros sobre 5 centímetros igual a 7 vírgula 2 centímetros sobre 6 centímetros igual a 4 vírgula 2 centímetros sobre 3 vírgula 5 centímetros, que é igual a 6 quintos
Assim, concluímos que os triângulos á bê cê e á linha bê linha cê linha são semelhantes.
Existem três casos em que podemos verificar a semelhança entre triângulos conhecendo apenas alguns dos seus elementos.
1º caso: A A (Ângulo – Ângulo)
Se dois triângulos têm dois ângulos correspondentes congruentes, então esses triângulos são semelhantes.
Analise os triângulos á bê cê e á linha bê linha cê linha.
Como
Ângulo BAC congruente ao ângulo B'A'C'e
Ângulo ABC congruente ao ângulo A'B'C'', então: △ á bê cê ∼ △ á linha bê linha cê linha
2º caso: L A L (Lado – Ângulo – Lado)
Se dois triângulos têm as medidas de comprimento de dois pares de lados correspondentes proporcionais e os ângulos compreendidos por esses lados forem congruentes, então esses triângulos são semelhantes.
Analise os triângulos á bê cê e A'B'C'.
Se
Sentença matemática. AB sobre A linha B linha é igual a AB sobre A linha C linha.e como
Ângulo BAC congruente ao ângulo B linha A linha C linha., então: △ á bê cê ∼ △ á linha bê linha cê linha
3º caso: L L L (Lado – Lado – Lado)
Se dois triângulos têm os três pares de lados correspondentes com medidas de comprimento proporcionais, esses triângulos são semelhantes.
Analise os triângulos á bê cê e á linha bê linha cê linha.
Como
AB sobre A linha B linha igual a AC sobre A linha C linha igual a BC sobre B linha C linha, então: △ á bê cê ∼ △ a linha bê linha cê linha
Atividades
Faça as atividades no caderno.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
26. Identifique os pares de triângulos semelhantes, especificando o caso.
27. Sabendo que gê dê é éfe é um quadrado, responda: os triângulos ADG e GCF são semelhantes? Justifique sua resposta.
28. Identifique o caso de semelhança nos pares de triângulos semelhantes.
a)
b)
c)
29. Na figura, identifique dois triângulos semelhantes e o caso de semelhança correspondente, sabendo que o quadrilátero DECF é um losango.
30. Considere a figura a seguir.
a) Calcule a medida do comprimento da escada.
b) Os ângulos correspondentes são congruentes e os triângulos tem um lado com a mesma medida de comprimento?
c) Com base no item anterior, os triângulos são semelhantes?
31. Ronaldo notou que, em determinada hora do dia, o comprimento de sua sombra media 0,40 métro, enquanto o comprimento da sombra do prédio onde morava media 8 métros. Sabendo que Ronaldo mede 1,60 métro de altura, determine a medida da altura do prédio.
32.
Analise os triângulos a seguir.
• No caderno, elabore um problema que possa ser resolvido a partir dos triângulos.
• Troque de caderno com um colega e resolva o problema elaborado por ele.
• Analise a resposta do colega e dê um retorno a ele, dizendo o que respondeu corretamente e em que pontos ele se equivocou.
33. Analise estes triângulos.
a) As medidas de comprimento dos lados correspondentes dos triângulos são proporcionais?
b) Um dos ângulos de cada triângulo tem a mesma medida de abertura?
c) Com base no item anterior, os triângulos são semelhantes?
Resolvendo em equipe
Faça a atividade no caderno.
( enêm) O dono de um sítio pretende colocar uma haste de sustentação para melhor firmar dois postes de comprimentos iguais a 6 métros e 4 métros.
A figura representa a situação real na qual os postes são descritos pelos segmentos
Segmento ACe
Segmento BDe a haste é representada pelo segmento
segmento EF, todos perpendiculares ao solo, que é indicado pelo segmento de reta
segmento AB. Os segmentos
segmento ADe
Segmento de reta BCrepresentam cabos de aço que serão instalados.
Qual deve ser o valor do comprimento da haste
representada pelo segmento EF?
a) 1 métro
b) 2 métros
c) 2,4 métros
d) 3 métros
e)
2 vezes raiz quadrada de 6, metros
Interpretação e identificação dos dados |
• Analise as informações do enunciado e anote aquelas que você julgar relevantes para a resolução do problema. |
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Plano de resolução |
• Monte as proporções relativas aos dois pares de triângulos semelhantes. |
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Resolução |
• Reúna-se com dois ou três colegas. |
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Verificação |
• O grupo deve reler o problema e verificar se todas as condições do enunciado foram satisfeitas. |
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Apresentação |
• Cada grupo deverá elaborar uma síntese sobre os casos de semelhança de triângulos. Essa síntese poderá ser apresentada na forma de texto ou em um cartaz. Para cada um dos casos, inserir um exemplo que ilustre a explicação dada. |
Revisão dos conteúdos deste capítulo
Teorema de Tales
Um feixe de retas paralelas é formado por duas ou mais retas de um mesmo plano que, consideradas duas a duas, são sempre paralelas.
Uma reta que intercepta duas ou mais retas de um feixe de retas paralelas recebe o nome de transversal.
Se um feixe de retas paralelas é cortado por duas retas transversais quaisquer, m e n, os segmentos de reta determinados sobre m são proporcionais aos segmentos de reta correspondentes determinados sobre n.
Teorema de Tales nos triângulos
Toda reta paralela a um lado de um triângulo determina, sobre os outros dois lados, segmentos de reta proporcionais.
1. Determine os valores desconhecidos de x em cada caso, sabendo que a paralelo b paralelo c.
a)
b)
2. Determine o valor de x nos triângulos, sabendo que
Segmento AB paralelo ao segmento CD.
a)
b)
3. A figura a seguir representa três terrenos do bairro Recanto dos pássaros que se parecem com trapézios.
a) Marcelo é proprietário do lote 6 e pretende levantar um muro no fundo do terreno, na rua dos Sabiás. Qual deve ser a medida do comprimento desse muro?
b) O vizinho de Marcelo, no lote 5, pretende colocar um portão em toda a extensão da frente do terreno, na rua Arapongas. Qual deve ser a medida do comprimento do portão?
Semelhança
Figuras semelhantes
Duas figuras são semelhantes quando as medidas dos ângulos correspondentes são iguais e as medidas dos segmentos correspondentes são proporcionais.
Polígonos semelhantes
Dois polígonos são semelhantes quando têm os ângulos correspondentes congruentes e as medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais.
;
Ângulo B congruente ao ângulo Q;
Ângulo C congruente ao ângulo R;
Ângulo D congruente ao ângulo S4. Uma fábrica de tapetes está diminuindo as medidas das peças. Sabendo que as dimensões dos tapetes mediam 4 métros por 3 métros e que agora medem
Fração. dois quintosdisso, determine as medidas das dimensões dos tapetes atuais.
5. Considerando que o trapézio maior é uma ampliação do trapézio menor, determine as medidas de comprimento x e y.
Triângulos semelhantes
Dois triângulos são semelhantes quando os ângulos correspondentes são congruentes e as medidas de comprimento dos lados correspondentes são proporcionais.
Teorema fundamental da semelhança
Toda reta paralela a um lado de um triângulo que intercepta os outros dois lados em pontos distintos determinam, com esses lados, um triângulo semelhante ao primeiro.
Casos de semelhança de triângulos
1) á á (Ângulo – Ângulo):
Se dois triângulos têm dois ângulos correspondentes congruentes, então esses triângulos são semelhantes.
2) éle á éle (Lado – Ângulo – Lado):
Se dois triângulos têm as medidas de comprimento de dois pares de lados correspondentes proporcionais e os ângulos compreendidos por esses lados forem congruentes, então esses triângulos são semelhantes.
3) éle éle éle (Lado – Lado – Lado):
Se dois triângulos têm os três pares de lados correspondentes com medidas de comprimento proporcionais, esses triângulos são semelhantes.
6. Para descobrir a medida da altura do prédio em que mora, José utilizou a seguinte estratégia: mediu o comprimento da sombra do prédio e da sombra de sua filha no mesmo instante, obtendo, respectivamente, 8 métros e 60 . Como a filha de José mede 1,50 centímetros métro de altura, qual é a medida da altura do prédio?
7. Nestes triângulos, identifique o caso de semelhança. Em seguida, calcule as medidas de comprimento desconhecidas, em centímetro.
a)
b)
É hora de extrapolar
Faça as atividades no caderno.
Será que você consome de fórma consciente?
O ato de consumir está presente na rotina de todos nós, que diariamente consumimos recursos, produtos ou serviços. Diante da ação corriqueira de consumir, será que as pessoas refletem sobre o quê, como e quando consumir? Qual é a importância dessa reflexão?
Objetivos: Refletir sobre critérios para realizar uma compra; analisar dados sobre consumo consciente; pesquisar dicas para economizar e consumir de fórma consciente e produzir guias de bolso para ser distribuídos para a comunidade escolar.
Etapa 1: Pesquisa sobre preços e reflexão sobre critérios que podem ser usados no momento de consumir.
1. Junto à turma e ao professor, vocês deverão montar uma personagem, indicando as características: idade, sexo, profissão, estado civil, se tem filhos, o que gosta de fazer no tempo livre, o que gosta de assistir na televisão . etcétera
2. Em grupos, considerem que a personagem da atividade 1 peça ajuda para comprar e escolher uma televisão. Façam uma pesquisa, discutam as opções no grupo e decidam qual é a melhor escolha de compra para a personagem.
3. Apresentem as características do produto escolhido pelo seu grupo para a turma. Tragam as seguintes informações: marca e modelo, preço e fórma de pagamento. Expliquem quais foram os critérios utilizados para considerarem esse produto como a melhor escolha.
Após as apresentações, respondam:
a) Todos os grupos escolheram exatamente o mesmo produto? Por que vocês acham que isso ocorreu?
b) Algum grupo apresentou um critério que não havia sido usado? Se sim, vocês consideram esse critério relevante?
c) Ao comprar algum produto, vocês sempre realizam pesquisas para decidir qual é a melhor opção?
4. Analisem o anúncio de uma loja de carros.
a) Se uma pessoa comprar esse carro à vista, quanto ela pagará?
b) Qual será o valor das parcelas na opção 2?
c) Quanto uma pessoa pagará no total se escolher a opção 3?
d) Qual é a diferença entre o valor do carro no anúncio e o valor obtido no item c? Qual é o nome que se dá a essa diferença?
e) Se uma pessoa for adquirir esse carro, qual fórma de pagamento vocês acham que ela escolherá?
Etapa 2: Análise de dados sobre produção de lixo e pesquisa sobre consumo consciente.
5. Leiam o texto e respondam às questões.
Segundo dados do Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2020, a geração saiu de 66.700.000 de toneladas em 2010 para ..79100000 em 2019, uma diferença de 12.400.000 de toneladas. O mesmo estudo diz ainda que cada brasileiro produz, em média, 379,2 quilogramas de lixo por ano, o que corresponde a mais de 1 quilograma por dia. As informações foram coletadas e publicadas pela Associação Brasileira das Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais ( abrélpe).
Dados obtidos em: https://oeds.link/RNAplf. Acesso em: 10 julho 2022.
a) Escreva em notação científica as medidas de massa apresentadas no texto.
b) Vocês contribuem para diminuir a quantidade de lixo gerada e favorecem a reciclagem? Se sim, como?
6. A produção de lixo é um dos fatores que deve ser considerado quando se pratica um consumo consciente. Pesquisem o que é o consumo consciente e elenquem outros fatores que devem ser considerados e dicas para praticá-lo.
7. Nas prateleiras de supermercados, é possível encontrar diversos produtos de limpeza em versões concentradas. Essas versões apresentam vantagens para o fabricante, o consumidor e o meio ambiente.
a) Identifiquem pelo menos três vantagens das versões concentradas de produtos. Vocês podem pesquisar na internet se acharem necessário.
b) Uma fábrica fará uma versão concentrada de um amaciante. A imagem a seguir mostra as medidas das dimensões da embalagem original e da embalagem da versão concentrada.
Considerando que a imagem da embalagem da versão concentrada é semelhante à imagem da embalagem original, determine a medida h da altura da embalagem da versão concentrada.
Etapa 3: Pesquisa sobre dicas para fazer boas compras e produção de guia de bolso sobre consumo.
8. É importante escolher cuidadosamente os produtos que consumimos e buscar fórmas de economizar. O Programa de Proteção e Defesa do Consumidor de São Paulo ( procôn- ésse pê) disponibiliza diversos materiais com orientações para que os consumidores realizem boas compras e conheçam seus direitos. Escolham um dos temas a seguir e façam uma lista com as principais dicas para realizar boas compras ou com os direitos do consumidor. Complementem a pesquisa com informações de outras fontes, caso necessário.
• Tema 1: Brinquedo.
• Tema 2: Material escolar.
• Tema 3: Lazer, esporte e cultura.
• Tema 4: Supermercado.
• Tema 5: Eletroeletrônicos e eletrodomésticos.
• Tema 6: Direitos do consumidor.
9. A partir das informações coletadas, elaborem um guia de bolso com as principais informações obtidas sobre consumo consciente e as principais dicas sobre o tema escolhido. Os textos não devem ser extensos e o guia deve ser feito em formato digital ou em uma folha de tamanho a quatro, que será dobrada em duas ou três partes. Não esqueçam de planejar como os textos serão disponibilizados, pensando nas dobras e na facilidade de leitura por quem for utilizar o guia.
Etapa 4: Análise e distribuição dos guias elaborados.
10. Apresentem o guia elaborado pelo grupo para que a turma o analise e faça comentários em relação à clareza das informações e à diagramação dos textos.
11. Anotem as dúvidas, as opiniões e as sugestões dos colegas.
12. Depois dos ajustes necessários, façam cópias do guia e o distribuam para a comunidade escolar.
Etapa 5: Síntese do trabalho realizado.
13. Algumas questões devem ser discutidas.
a) Por que é importante que as pessoas consumam de maneira sustentável?
b) Vocês pretendem mudar algo na fórma como consomem produtos, serviços ou recursos? Se sim, como? Se não, por quê?
14. Redijam um texto que descreva o processo realizado pelo grupo nas etapas 3 e 4.