Unidade 3
Capítulo 7 Relações métricas no triângulo retângulo
Capítulo 8 Circunferência, arcos e ângulos
Capítulo 9 Polígonos regulares
O que você conhece sobre trânsito seguro? Você sabe o que significa a placa que aparece na imagem? Essa placa se parece com qual polígono? No fim desta Unidade, você responderá a essas e outras questões.
Respostas e comentários
Abertura da Unidade
Bê êne cê cê:
• Competência geral 9 (a descrição está na página seis).
• Competências específicas 2 e 8 (as descrições estão na página sete).
Objetivos:
• Motivar a turma a estudar os conteúdos da Unidade 3.
• Verificar se eles reconhecem círculos e polígonos regulares em algumas placas de trânsito.
• Conscientizá-los sobre a importância de respeitar a sinalização de trânsito.
Tema contemporâneo transversal:
Pergunte para a turma se conhecem a placa presente na imagem e dê um tempo para que respondam. Espera-se que alguns deles reconheçam que essa placa indica que o condutor deve parar o automóvel antes de cruzar ou entrar em uma via. Você pode ampliar a discussão apresentando mais algumas placas e solicitando que expliquem o significado delas. Por fim, comente sobre a importância de respeitar as leis de trânsito e ter comportamento solidário, pois, ao adotar essa postura, diminuem-se as ocorrências de acidentes.
Peça aos estudantes que digam com qual figura geométrica plana se parece a placa de PARE. Espera-se que eles não tenham dificuldades em reconhecer que a placa se parece com um octógono. Depois, aprofunde um pouco mais a discussão, e pergunte se o octógono tem alguma característica especial. Dê um tempo para que levantem hipóteses ou estabeleçam conjecturas. É possível que alguns deles percebam que esse octógono tem todos os lados com mesma medida de comprimento e todos os ângulos internos com a mesma medida de abertura, ou seja, é um octógono regular.
A competência geral 9 e a competência específica 8 da Bê êne cê cê tem o seu desenvolvimento favorecido nesta abertura de Unidade, uma vez que o diálogo e a interação entre os estudantes são incentivados. O espírito de investigação também é estimulado e, por isso, a competência específica 2 também tem o seu desenvolvimento favorecido.
No capítulo 7, serão estudadas as relações métricas no triângulo retângulo, entre elas o teorema de Pitágoras. Circunferências, arcos e ângulos serão abordados no capítulo 8. Por fim, no capítulo 9, serão estudados os polígonos regulares e suas propriedades.
Na seção É hora de extrapolar, os estudantes vão conhecer e entender o significado de algumas placas de trânsito, analisar estatísticas de acidentes de trânsito e práticas para aumentar a segurança no trânsito e produzir placas para uma campanha pelo trânsito seguro.
Capítulo 7 Relações métricas no triângulo retângulo
Trocando ideias
O metalúrgico é o profissional responsável pelos projetos de tratamento e de produção de metais e ligas metálicasglossário . Em seu dia a dia, ele precisa ler e interpretar projetos de peças tanto para fabricá-las como para conferir suas medidas.
▸
Em sua opinião, por que é importante que profissionais como os metalúrgicos utilizem equipamentos de proteção individual? Converse com os colegas.
▸
Como podemos classificar o triângulo correspondente à vista frontal da peça? Por quê?
▸
Como as medidas de comprimento 3 centímetros, 4 centímetros e 5 centímetros dos lados da parte frontal da peça podem ser relacionadas? Converse com os colegas.
Neste capítulo, vamos estudar as relações métricas e trigonométricas de triângulos retângulos.
Respostas e comentários
Trocando ideias: primeiro item: resposta pessoal; segundo item: triângulo retângulo, pois um dos seus ângulos internos é reto; terceiro item: espera-se que os estudantes identifiquem que (3 centímetros) elevado a 2 + (4 centímetros) elevado a 2 = (5 centímetros) elevado a 2.
CAPÍTULO 7 – RELAÇÕES MÉTRICAS NO TRIÂNGULO RETÂNGULO
Trocando ideias
Bê êne cê cê:
• Competência geral 9 (a descrição está na página seis).
• Competências específicas 2, 3 e 8 (as descrições estão na página sete).
Objetivos:
• Verificar se os estudantes reconhecem triângulos retângulos.
• Explorar de maneira intuitiva o teorema de Pitágoras.
• Conhecer o que fazem os metalúrgicos.
Tema contemporâneo transversal:
Comece a aula perguntando para os estudantes se eles têm algum familiar ou se conhecem alguém que é metalúrgico e se sabem o que esse profissional faz. Depois, explique a eles que a metalurgia é a ciência que estuda e gerencia os metais desde sua extração do subsolo até sua transformação em produtos adequados ao uso. Já os metalúrgicos são uma categoria de profissionais que lida diretamente com o tratamento e a produção de um determinado tipo de metal e de suas ligas, passando pela sua extração e até pelo manuseio ou transformação, entre outras etapas. Enfatize com eles a importância do desenho técnico na rotina desses profissionais e, se possível, leve alguns exemplares para que eles possam manusear e analisar. Você pode comentar que, no capítulo 10 deste volume, eles estudarão as vistas ortogonais e terão a oportunidade de analisar outros desenhos como o mostrado no livro.
O primeiro item desta seção convida-os a responder sobre a importância dos EPIs (Equipamentos de Proteção Individual). Após emitirem suas opiniões, é importante enfatizar com eles que o uso desses equipamentos visa garantir a saúde e a proteção do trabalhador, evitando consequências negativas em casos de acidente de trabalho.
Solicite aos estudantes que observem a imagem da peça e das vistas frontal, lateral e superior. Verifique se todos compreenderam o projeto apresentado. Depois, convide-os a responder às questões do segundo e do terceiro item. Ao responder ao segundo item, é importante incentivá-los a justificar suas respostas.
Para responder ao terceiro item, eles terão que realizar investigações com o objetivo de encontrar uma relação que envolva as medidas dos comprimentos dos lados do triângulo retângulo. Após discutirem, revele que (3 centímetros) elevado a 2 + (4 centímetros) elevado a 2 = (5 centímetros) elevado a 2. Caso ache oportuno, diga que as medidas dos comprimentos dos lados de um triângulo retângulo estão relacionadas pelo teorema de Pitágoras e que essa será uma das relações métricas que será estudada no capítulo.
A proposta desta seção Trocando ideias mobiliza conceitos das Unidades temáticas Geometria e Grandezas e medidas, favorecendo, assim, o desenvolvimento da competência específica 3 da Bê êne cê cê. A última questão desperta o espírito investigativo e a capacidade de produzir argumentos convincentes e, além disso, promove a interação entre os pares de fórma cooperativa, o que favorece o desenvolvimento da competência geral 9 e das competências específicas 2 e 8.
1 Projeções ortogonais
Considere um ponto P e uma reta r. Se traçarmos por P uma reta s perpendicular a r, obteremos na intersecção de s e érre um ponto pê linha, denominado projeção ortogonal do ponto P sobre a reta r.
Quando o ponto P pertence à reta r, ele coincide com sua projeção ortogonal sobre ela.
Agora, considere um segmento de reta
A Be a reta r. Denominamos projeção ortogonal do segmento de reta
A Bsobre a reta r o conjunto das projeções ortogonais de todos os pontos do segmento de reta
A Bsobre r.
Logo,
segmento de reta A linha B linhaé a projeção ortogonal do segmento de reta
A Bsobre a reta r.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
1. Copie as figuras no caderno e determine:
a) a projeção ortogonal do segmento de reta
E Fsobre a reta r ;
b) a projeção ortogonal do segmento de reta
C Dsobre a reta r .
Versão adaptada acessível
1. Faça o que se pede em cada caso.
a) Represente uma reta r e um segmento de reta fora dela posicionado perpendicularmente a ela. Determine a projeção ortogonal desse segmento de reta sobre a reta r.
b) Represente uma reta r e um segmento de reta de modo que C pertença à essa reta e D esteja fora dela. Esse segmento não deve ser perpendicular à reta r. Determine a projeção ortogonal desse segmento de reta sobre a reta r.
Orientação para acessibilidade
Respostas
a) Espera-se que os estudantes percebam que a projeção ortogonal do segmento
E Fé o ponto da reta r localizado no prolongamento do segmento
E F.
b) Espera-se que os estudantes percebam que a projeção ortogonal do segmento
C Dé o segmento
segmento de reta C D linhapertencente à reta r sendo D’ a projeção ortogonal do ponto D.
Caso o estudante tenha alguma dificuldade, oriente-o na realização da atividade.
Respostas e comentários
1. a) á linha
1. b)
segmento de reta C D linha
Projeções ortogonais
Objetivo:
Compreender o conceito de projeção ortogonal.
Justificativa
Compreender o conceito de projeção ortogonal é importante para que os estudantes identifiquem os elementos de um triângulo retângulo e entendam as relações métricas entre esses elementos. Além disso, esse é um conceito importante no estudo de vistas ortogonais realizado mais adiante.
Mapeando conhecimentos
Pergunte aos estudantes qual é o significado do termo “projeção ortogonal”. Se necessário, proponha a eles que pesquisem o significado da palavra “ortogonal” em algum dicionário. Depois, peça que representem a projeção ortogonal de:
• um ponto sobre uma reta;
• um segmento de reta sobre uma reta.
Observe como os estudantes procedem em cada caso.
Para as aulas iniciais
Peça a alguns deles que compartilhem as projeções ortogonais feitas e comentem como fizeram para representar cada uma.
Neste tópico, iniciamos o trabalho apresentando as noções de projeção ortogonal de um ponto sobre uma reta e de um segmento de reta sobre uma reta, conceitos que serão utilizados para estabelecer as relações métricas em um triângulo retângulo.
2. Observe as figuras e determine:
a) a projeção ortogonal do segmento de reta
B Csobre
Reta AB.;
b) a projeção ortogonal do segmento de reta
A Bsobre
Reta BC.e a projeção ortogonal do segmento de reta
A Csobre
Reta BC.;
c) a projeção ortogonal do segmento de reta
A Csobre
Reta CB.;
d) a projeção ortogonal do segmento de reta
A Dsobre
Reta DC.e a projeção ortogonal do segmento de reta
B Dsobre
Reta BC..
2 Triângulo retângulo
Em um triângulo retângulo, chamamos o lado oposto ao ângulo reto de hipotenusa e os lados adjacentes a esse ângulo de catetos.
No triângulo retângulo á bê cê,
Segmento de reta CB.é a hipotenusa e
Segmento de reta AC.e
Segmento de reta ABsão os catetos.
Elementos de um triângulo retângulo
Considere os triângulos retângulos á bê cê e a linha bê linha cê linha.
Representamos por letras minúsculas as medidas de comprimento dos segmentos de reta dos triângulos.
Respostas e comentários
2. a)
Segmento de reta BD.2. b)
Segmento de reta BD.;
Segmento de reta CD.2. c)
Segmento de reta CB.2. d) D;
Segmento de reta BC.Triângulo retângulo
Bê êne cê cê:
Habilidade ê éfe zero nove ême ah um três.
Objetivo:
Compreender e aplicar as relações métricas no triângulo retângulo.
Justificativa
Compreender e aplicar as relações métricas no triângulo retângulo é um pré-requisito importante para o estudo do teorema de Pitágoras e possibilita resolver diferentes problemas. A demonstração dessas relações métricas, etapa importante para que os estudantes possam atribuir significado a cada uma, mobiliza o que foi estudado sobre semelhança de triângulos e favorece o desenvolvimento da habilidade ê éfe zero nove ême ah um três.
Mapeando conhecimentos
Inicialmente, reproduza a atividade 20 da seção Revisão dos conteúdos de anos anteriores na lousa e proponha aos estudantes que a realizem. Este é o momento oportuno para verificar se compreendem o conceito de triângulo retângulo. Após concluírem, reserve um momento para discutir o modo como fizeram e recorde a definição de triângulo retângulo.
Em um segundo momento, proponha que analisem uma figura como a apresentada a seguir e tentem encontrar relações entre as medidas de comprimento indicadas utilizando o que estudaram sobre semelhança de triângulos.
Deixe-os à vontade para experimentar, testar hipóteses e discutir suas estratégias com os demais colegas. Caso seja necessário, auxilie-os a organizar o raciocínio.
Para as aulas iniciais
Verifique quais relações métricas os estudantes conseguiram deduzir e convide alguns deles para que expliquem como fizeram. Ajude-os a deduzir outras relações métricas caso ache importante. Você também pode propor que construam um triângulo retângulo em um software de geometria dinâmica e verifiquem, utilizando as ferramentas do software, a validade das relações métricas no triângulo construído.
É importante que os estudantes saibam identificar cada elemento do triângulo retângulo, pois esses estão envolvidos nas relações métricas, conteúdo que será abordado mais adiante.
( ê éfe zero nove ême ah um três) Demonstrar relações métricas do triângulo retângulo, entre elas o teorema de Pitágoras, utilizando, inclusive, a semelhança de triângulos.
Assim:
• para o triângulo á bê cê, temos:
• para o triângulo a linha bê linha cê linha, temos:
Relações métricas no triângulo retângulo
Considere o triângulo retângulo á bê cê.
Traçando a altura
segmento de reta A Hrelativa à hipotenusa, podemos destacar três triângulos retângulos: triângulo á bê cê, triângulo agá bê á e triângulo agá á cê.
Vamos mostrar que esses triângulos são semelhantes entre si:
• triângulo á bê cê ∼ triângulo agá bê á
Observe que
Sentença matemática. Ângulo BAC é congruente ao ângulo BHA., pois são ângulos retos, e
Sentença matemática. Ângulo ABC é congruente ao ângulo HBA., pois são ângulos comuns aos dois triângulos.
Então, pelo caso á á, temos: triângulo á bê cê ∼ triângulo agá bê á.
Respostas e comentários
Relações métricas no triângulo retângulo
As demonstrações das relações métricas são feitas a partir da semelhança entre triângulos. Se julgar necessário, retome os casos de semelhança de triângulos.
As atividades de demonstração favorecem o desenvolvimento dos diferentes tipos de raciocínio lógico-matemático (indução, dedução, abdução e raciocínio por analogia), de argumentação e de inferência. Após a primeira demonstração, explique aos estudantes que as demais podem ser obtidas por analogia, pois todas partem da proporcionalidade determinada pela semelhança dos triângulos.
• triângulo á bê cê ∼ triângulo agá á cê
Observe que
Sentença matemática. Ângulo BAC é congruente ao ângulo AHC., pois são ângulos retos, e
Sentença matemática. Ângulo ACB é congruente ao ângulo HCA., pois são ângulos comuns aos dois triângulos.
Então, pelo caso á á, temos: triângulo á bê cê ∼ triângulo agá á cê.
Como triângulo á bê cê ∼ triângulo agá bê á e triângulo á bê cê ∼ triângulo agá á cê, podemos afirmar que: triângulo agá bê á ∼ triângulo agá á cê.
Portanto, os triângulos á bê cê, agá bê á e agá á cê são semelhantes entre si.
Em todo triângulo retângulo, a altura relativa à hipotenusa determina dois outros triângulos retângulos semelhantes entre si e também ao triângulo dado.
Em triângulos semelhantes, os lados correspondentes são proporcionais. Assim, podemos escrever as seguintes proporções em relação aos pares de triângulos:
• triângulo á bê cê e triângulo agá bê á
Como triângulo á bê cê ∼ triângulo agá bê á, então:
• triângulo á bê cê e triângulo agá á cê
Como triângulo á bê cê ∼ triângulo, então: agá á cê
O quadrado das medidas de comprimento de cada um dos catetos é igual ao produto da medida de comprimento da hipotenusa pela medida de comprimento da projeção ortogonal do cateto considerado sobre a hipotenusa.
Respostas e comentários
Sugestão de atividade extra
Proponha aos estudantes a seguinte atividade de investigação, com a utilização de um software de geometria dinâmica:
Construa um triângulo á bê cê, retângulo em A, conforme a figura a seguir.
, de medida de comprimento h, é a altura do triângulo relativa ao lado
Segmento de reta BC.;
Segmento de reta BH., de medida de comprimento m, é a projeção ortogonal do cateto
Segmento de reta AB, de medida de comprimento c, sobre o lado
Segmento de reta BC.; e
Segmento de reta HC., de medida de comprimento n, é a projeção ortogonal do cateto
Segmento de reta AC., de medida de comprimento b, sobre o lado
Segmento de reta BC..
Após a construção, verifique os triângulos semelhantes, justificando cada uma das semelhanças encontradas.
Agora, meça o comprimento dos segmentos de reta
A B,
Segmento de reta BC.,
Segmento de reta AC.,
Segmento de reta AH.,
Segmento de reta HC.e
Segmento de reta BH..
Após obter as medidas, determine as seguintes razões com base nas semelhanças de triângulos:
Espera-se que os estudantes concluam que:
triângulo á bê cê ∼ triângulo agá bê á ∼ triângulo agá á cê
Movimente os pontos a, B e C de modo a obter outros triângulos retângulos e, a cada movimento, observe as razões explicitadas anteriormente para responder às seguintes questões: “O que você observou ao movimentar os pontos a, B e C?”; “O que você pode concluir com essa experiência?”.
Peça aos estudantes que aproveitem a construção feita com o software de geometria dinâmica para verificar a validade das relações métricas no triângulo retângulo.
• triângulo agá bê á e triângulo agá á cê
Como triângulo agá bê á ∼ triângulo agá á cê, então:
O quadrado da medida de comprimento da altura relativa à hipotenusa é igual ao produto das medidas de comprimento das projeções ortogonais dos catetos sobre a hipotenusa.
• triângulo á bê cê e triângulo agá ahC
Como triângulo á bê cê ∼ triângulo agá ahC, então:
O produto das medidas de comprimento dos catetos é igual ao produto da medida de comprimento da hipotenusa pela medida de comprimento da altura relativa à hipotenusa.
Analise como podemos aplicar algumas relações métricas no triângulo retângulo.
a) O comprimento da hipotenusa do triângulo retângulo á bê cê mede 52 centímetros, e o comprimento da projeção ortogonal do maior cateto sobre ela mede 37 centímetros. Vamos determinar a medida de comprimento da altura relativa à hipotenusa.
m + n = a ⇒ n = a ‒ m
Substituindo os valores dados:
n = 52 ‒ 37 = 15
Pela relação métrica h elevado a 2 = m ⋅ n, temos:
h elevado a 2 = 37 ⋅ 15 = 555
Como h > 0, temos:
Sentença matemática. h igual a raiz quadrada de 555, aproximadamente, 23,6.Portanto, o comprimento da altura relativa à hipotenusa mede aproximadamente 23,6 centímetros.
b) Vamos determinar a medida de comprimento da hipotenusa do triângulo retângulo á bê cê em que o comprimento do cateto
Segmento de reta AC.mede 24 centímetros, e o comprimento da sua projeção ortogonal sobre a hipotenusa (
Segmento de reta HC.), 13 centímetros.
Considerando os dados apresentados, temos:
b elevado a 2 = a ⋅ m
576 = a ⋅ 13
a é igual à 576 sobre 13, que é igual a 44,3
Portanto, o comprimento da hipotenusa
Segmento de reta BC.mede aproximadamente 44,3 centímetros.
Respostas e comentários
Faça a demonstração das relações métricas na lousa com a participação da turma.
É importante que os estudantes atribuam significado a cada uma das relações métricas, em vez de simplesmente memorizá-las. Construir o triângulo retângulo com a altura relativa à hipotenusa e entender as demonstrações das relações auxiliam-nos a atribuir significado a elas.
3 Teorema de Pitágoras e aplicações
Na figura a seguir, representamos o triângulo retângulo á bê cê, cujos lados medem 3 u, 4 u e 5 u de comprimento, sendo u a unidade de medida de comprimento, e três quadrados construídos sobre cada um dos lados do triângulo.
Esses quadrados estão divididos em quadradinhos com lados de medida uma unidade de comprimento, ou seja, cada um desses quadradinhos tem área medindo uma u². Portanto:
• a área do quadrado amarelo mede 9 unidades elevado a 2;
• a área do quadrado verde mede 16 unidades elevado a 2;
• a área do quadrado azul mede 25 unidades elevado a 2.
Observe que a medida da área do quadrado azul corresponde à soma das medidas de área dos outros dois quadrados, pois:
25 unidades elevado a 2 = 16 unidades elevado a 2 + 9 unidades elevado a 2
Associando essa relação às medidas de comprimento dos lados do triângulo á bê cê, temos:
25 unidades elevado a 2 = 16 unidades elevado a 2 + 9 unidades elevado a 2 ⇒ (5 unidades) elevado a 2 = (4 unidades) elevado a 2 + (3 unidades) elevado a 2
Observe que o quadrado da medida de comprimento da hipotenusa é igual à soma dos quadrados das medidas de comprimento dos catetos.
Será que essa relação é válida para todos os triângulos retângulos? Vamos verificar!
Considere um triângulo retângulo á bê cê qualquer.
Temos que:
bê elevado a 2 = a ⋅ m e cê elevado a 2 = a ⋅ n
Adicionando as sentenças membro a membro, obtemos:
b elevado a 2 + c elevado a 2 = am + an
b elevado a 2 + c elevado a 2 = a ⋅ a
b elevado a 2 + c elevado a 2 = a elevado a 2
Respostas e comentários
Teorema de Pitágoras e aplicações
Bê êne cê cê:
Habilidades ê éfe zero nove ême ah um três e ê éfe zero nove ême ah um quatro.
Objetivo:
Compreender e aplicar o teorema de Pitágoras na resolução de problemas.
Justificativa
O teorema de Pitágoras pode ser aplicado, por exemplo, no cálculo da medida do comprimento da diagonal de um retângulo, da medida do comprimento da altura de um triângulo isósceles, da medida da distância entre dois pontos no plano cartesiano e da medida do comprimento da diagonal de um paralelepípedo. Esse teorema é uma das relações métricas no triângulo retângulo, e uma das demonstrações apresentadas é feita com base em outras relações estudadas anteriormente, favorecendo o desenvolvimento da habilidade ê éfe zero nove ême ah um três. O teorema de Pitágoras também pode ser empregado na resolução de diferentes problemas, o que favorece o desenvolvimento da habilidade ê éfe zero nove ême ah um quatro.
Mapeando conhecimentos
Na sala de informática (se houver) ou em casa, peça aos estudantes que construam um triângulo retângulo em um software de geometria dinâmica e meçam o comprimento dos catetos e da hipotenusa. Em seguida, peça que calculem o quadrado das medidas dos comprimentos dos catetos e o quadrado da medida do comprimento da hipotenusa dos triângulos construídos. Então, peça que modifiquem o triângulo construído inicialmente e refaçam os cálculos. Oriente-os a organizar as informações em um quadro, como o do exemplo a seguir:
Quadrado da medida do comprimento da hipotenusa |
Quadrado da medida do comprimento de um cateto |
Quadrado da medida do comprimento de outro cateto |
---|---|---|
O objetivo é que, a partir do preenchimento do quadro, os estudantes percebam que o quadrado da medida de comprimento da hipotenusa é igual à soma dos quadrados das medidas de comprimento dos catetos.
Para aqueles que, eventualmente, já conheçam o teorema de Pitágoras, desafie-os a demonstrá-lo com base nas relações métricas estudadas no tópico anterior.
Para as aulas iniciais
Verifique se os estudantes conseguiram identificar que o quadrado da medida de comprimento da hipotenusa é igual à soma dos quadrados das medidas de comprimento dos catetos. Caso tenham apresentado dificuldades, explore com eles as medidas de comprimento de alguns triângulos retângulos representados em folhas de papel avulsas. A turma pode estar organizada em grupos para facilitar a tarefa.
Neste tópico, demonstramos o teorema de Pitágoras utilizando as relações métricas que foram estudadas. Pode-se solicitar aos estudantes que, em grupos, pesquisem a respeito das diferentes demonstrações do teorema de Pitágoras dadas ao longo do tempo.
( ê éfe zero nove ême ah um três) Demonstrar relações métricas do triângulo retângulo, entre elas o teorema de Pitágoras, utilizando, inclusive, a semelhança de triângulos.
( ê éfe zero nove ême ah um quatro) Resolver e elaborar problemas de aplicação do teorema de Pitágoras ou das relações de proporcionalidade envolvendo retas paralelas cortadas por secantes.
Assim, concluímos que:
Em todo triângulo retângulo, o quadrado da medida de comprimento da hipotenusa é igual à soma dos quadrados das medidas de comprimento dos catetos.
Essa é a relação métrica no triângulo retângulo mais conhecida, denominada teorema de Pitágoras.
Vamos realizar outra demonstração do teorema de Pitágoras. Podemos comparar as medidas de área de figuras geométricas. Para isso, considere o triângulo retângulo á bê cê a seguir.
Precisamos demonstrar que a elevado a 2 = b elevado a 2 + c elevado a 2.
Isso será feito com base nas seguintes figuras.
Os quadrados agá í jóta cá e kê érre ésse tê têm a mesma medida de área, pois seus lados têm a mesma medida de comprimento (b + c):
• a medida de área do quadrado agá í jóta cá é igual à soma da medida de área do quadrado dê é éfe gê e das medidas de área dos quatro triângulos, ou seja:
• a medida de área do quadrado kê érre ésse tê é igual à soma da medida de área do quadrado kê êne ú ême, da medida de área do quadrado ú ó ésse pê e das medidas de área dos quatro triângulos, ou seja:
Como as medidas de área dos quadrados agá í jóta cá e kê érre ésse tê são iguais, podemos igualar
e
:
Sentença matemática. a ao quadrado mais 4 vezes fração com numerador b vezes c, e denominador 2, igual a b ao quadrado mais c ao quadrado mais 4, vezes fração com numerador b vezes c e denominador 2.
Subtraindo
4 vezes a fração com numerador b vezes c e denominador 2dos dois membros, temos:
a elevado a 2 = b elevado a 2 + c elevado a 2
Assim, demonstramos o teorema de Pitágoras.
Respostas e comentários
Ao explorar a demonstração do teorema de Pitágoras utilizando medidas de área de figuras geométricas, comente com os estudantes que as medidas das áreas dos quadrados agá í jóta cá e kê érre ésse tê são iguais, pois correspondem a quadrados congruentes. Assim, após serem subtraídas de cada um deles a medida da área de quatro triângulos congruentes entre si, concluímos que as medidas das áreas restantes são iguais também.
Agora, vamos analisar um exemplo da aplicação do teorema de Pitágoras para determinar as medidas de comprimento desconhecidas de um triângulo retângulo.
O comprimento da hipotenusa do triângulo retângulo á bê cê mede 20 centímetros, e a razão entre as medidas de comprimento dos catetos é
3 quartos. Vamos determinar as medidas de comprimento b e c, respectivamente, dos catetos
Segmento de reta BC.e
Segmento de reta BA..
Pelo teorema de Pitágoras, temos: 20 elevado a 2 = b elevado a 2 + c elevado a 2 ⇒ 400 = b elevado a 2 + c elevado a 2
De acôrdo com o enunciado, sabemos que:
b sobre c é igual a 3 quartos, implica que, b ao quadrado sobre c ao quadrado, é igual a, 9 16 avos, implica que b ao quadrado é igual à fração 9 16 avos vezes c ao quadrado
Substituindo
em
, obtemos:
Como c = 16, então:
Esquema. b sobre c é igual a 3 quartos, implica que, b sobre 16 é igual a 3 quartos, implica que, b é igual a 12.
Portanto, os catetos medem 12 centímetros e 16 centímetros de comprimento.
Um pouco de história
Pitágoras
Pitágoras (aproximadamente 580 antes de Cristo-500 antes de Cristo) fundou a Escola Pitagórica, em Crotona (colônia grega situada ao sul da Itália), que constituía um centro de estudos de Matemática, Filosofia e Ciências Naturais. Como os ensinamentos eram orais e era costume atribuir todas as descobertas ao fundador da escola, várias delas foram atribuídas a Pitágoras, embora não se saiba ao certo se realmente foram realizadas por ele ou por outros membros do grupo.
Pitágoras é lembrado até hoje, principalmente pelo teorema que leva seu nome e estabelece uma relação entre as medidas de comprimento dos lados de um triângulo retângulo. Sabe-se, atualmente, que os babilônios, mais de um milênio antes de Pitágoras, já tinham conhecimento de tal relação para casos particulares, porém sua primeira demonstração póde ter sido dada por Pitágoras. Hoje são conhecidas cêrca de 370 demonstrações desse teorema.
Atividades
a) Identifique alguma superfície que se pareça com um triângulo retângulo em sua sala de aula ou em casa e verifique a validade do teorema de Pitágoras.
b)
Em grupo, pesquise outro modo de verificar ou demonstrar o teorema de Pitágoras.
Respostas e comentários
Um pouco de história: a) Resposta pessoal. b) Resposta pessoal.
Sugestão de atividade extra
Se considerar adequado, sugira aos estudantes que, em grupo, façam as atividades propostas pelo professor Francisco Dutenhefner na oficina Quebra-cabeças pitagóricos, que apresentam algumas demonstrações do teorema de Pitágoras obtidas pela comparação de medidas de área, além de revisar conteúdos como semelhança e congruência de triângulos.
Disponível em: https://oeds.link/dyWToK. Acesso em 7 agosto 2022.
Tecnologias digitais em foco
Verificando a validade do teorema de Pitágoras
Nesta seção, utilizaremos o GeoGebra, ou outro software de geometria dinâmica que seu professor indicar, para construir um triângulo e três quadrados sobre os lados desse triângulo e para comparar a medida de área do quadrado maior com a soma das medidas de área dos quadrados menores.
Construa
Siga os passos a seguir para construir um triângulo e três quadrados sobre os lados dele.
1º) Construa um triângulo á bê cê qualquer.
2º) Sobre o lado
A B, construa o quadrado á bê dê é externo ao triângulo.
3º) Da mesma maneira, construa o quadrado BCFG sobre o lado
Segmento de reta BC.e o quadrado á cê í agá sobre o lado
Segmento de reta AC..
Explore
a) Meça as aberturas dos três ângulos internos do triângulo á bê cê e, usando a ferramenta
, determine as medidas de área dos quadrados á bê dê é, BCFG e á cê í agá. Movimente os vértices do triângulo construído de modo a obter um triângulo acutângulo. Compare a medida de área do quadrado maior com a soma das medidas de área dos quadrados menores. O que você observa?
b) Movimente, agora, os vértices do triângulo de modo a obter um triângulo obtusângulo. Compare a medida de área do quadrado maior com a soma das medidas de área dos quadrados menores. O que você observa?
c) Desta vez, movimente os vértices do triângulo de modo a obter um triângulo retângulo. Compare a medida de área do quadrado maior com a soma das medidas de área dos quadrados menores. O que você observa?
Respostas e comentários
Explore:
a) A medida de área do quadrado maior é menor que a soma das medidas de área dos quadrados menores.
b) A medida de área do quadrado maior é maior que a soma das medidas de área dos quadrados menores.
c) A medida de área do quadrado maior é igual à soma das medidas de área dos quadrados menores, ou seja, vale o teorema de Pitágoras.
Tecnologias digitais em foco
Objetivo:
Verificar experimentalmente, com o auxílio de um software de geometria dinâmica, a validade do teorema de Pitágoras.
Verificando a validade do teorema de Pitágoras
Nesta seção, os estudantes terão a oportunidade de construir quadrados sobre os lados de um triângulo retângulo e verificar que a medida da área do quadrado sobre a hipotenusa é igual à soma das medidas das áreas dos quadrados sobre os catetos. Oriente-os quanto às ferramentas que devem utilizar na construção e, depois, na investigação que deverão realizar. Deixe-os livres para conjecturar e trocar ideias.
Relembre-os de que um triângulo é acutângulo quando a abertura de cada ângulo interno mede mais que 0 grau e menos que 90; um triângulo é obtusângulo quando a abertura de um de seus ângulos mede mais que 90 graus graus e menos que 180; e um triângulo é retângulo quando a abertura de um dos seus ângulos mede 90 graus. graus
Nesta seção, foi usado o GeoGebra para fazer as construções, mas ela pode ser desenvolvida com a utilização de qualquer software de geometria dinâmica. Na falta de computador, a seção pode ser adaptada de modo que os estudantes utilizem papel e instrumentos de desenho e de medida.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
3. Determine o valor de x nos triângulos retângulos.
a)
b)
c)
d)
4. Determine os valores de x, y e z.
5. Em um triângulo retângulo, o comprimento da hipotenusa mede 40 métros, e o comprimento da altura relativa a ela, 19,2 métros. Calcule as medidas de comprimento dos catetos.
6. O comprimento de uma escada mede 4 métros e tem uma de suas extremidades apoiada no topo de um muro. A outra extremidade dista 2,4 métros da base do muro. Determine a medida da altura do muro.
7. Em um trapézio retângulo, as bases medem 16 centímetros e 4 centímetros de comprimento, respectivamente. O comprimento do maior lado não paralelo mede 13 centímetros. Quanto mede o perímetro do trapézio?
8. Determine as medidas de comprimento dos catetos e da hipotenusa deste triângulo retângulo, em metro.
9. O comprimento da hipotenusa de um triângulo mede 40 centímetros, e a razão entre as medidas de comprimento dos catetos é
3 quartos.
Calcule as medidas de comprimento dos catetos.
10. Neste triângulo retângulo, b é o dôbro de c. Determine
m sobre n.
11. Qual é a razão entre as medidas de comprimento da hipotenusa e de um cateto de um triângulo retângulo isósceles?
12. Uma empresa foi encarregada de construir uma piscina em um terreno. Como o terreno tinha formato irregular, só foi possível construir uma piscina com formato parecido com um triângulo com as seguintes características:
Medida de abertura do ângulo A é igual a 2 vezes medida de abertura do ângulo B, a é igual a 2 vezes raiz quadrada de 3 metrose b = 2 métros. Determine
Medida de abertura do ângulo A. Medida de abertura do ângulo B.e c.
Respostas e comentários
3. a)
Sentença matemática. X é igual a 5 raiz quadrada de 3.3. b) x = 24
3. c) x = 12
3. d)
Sentença matemática. x igual raiz quadrada de dois.4.
Sentenças matemáticas. x é igual a 8 raiz quadrada de 3,
Sentenças matemáticas. x y é igual a 4 raiz quadrada de 21e
Sentenças matemáticas. z é igual a 8 raiz quadrada de 5.5. 24 métros e 32 métros
6. 3,2 métros
7. 38 centímetros
8. medidas de comprimento dos catetos: 21 métros e 28 métros; medida de comprimento da hipotenusa: 35 métros
9. 24 centímetros e 32 centímetros
10. 4
11.
Sentença matemática. Raiz quadrada de 2.12.
Sentença matemática. Medida de abertura do ângulo A é igual a 60 graus.;
Sentença matemática. Medida de abertura do ângulo B é igual a 30 graus.; c = 4 métros
• Para auxiliar a resolução da atividade 5, sugira aos estudantes que representem um triângulo como o seguinte, identificando as medidas dadas.
Esse recurso os ajudará a perceber que deverão usar as relações:
a = m + n ⇒ m = 40 ‒ n
h elevado a 2 = m ⋅ n ⇒ n elevado a 2 ‒ 40n + 368,64 = 0
Resolvendo a equação:
n = 25,6 ou n = 14,4
Como m = 40 ‒ n, temos:
m = 14,4 ou m = 25,6
Como c e b são números positivos por serem medidas, sabemos que:
c elevado a 2 = a ⋅ n ⇒ c = 24
b elevado a 2 = a ⋅ m ⇒ b = 32
Portanto, as medidas de comprimento dos catetos são 24 métros e 32 métros.
• Na atividade 8, os estudantes deverão estabelecer a seguinte relação:
(x + 14) elevado a 2 = (x + 7) elevado a 2 + x elevado a 2
x elevado a 2 ‒ 14x ‒ 147 = 0
Resolvendo essa equação do 2º grau, obtém-se:
x = 21 ou x = ‒7
Como x é medida, considera-se somente o valor positivo. Logo, as medidas de comprimento dos catetos são 21 métros e 28 métros (21 + 7) e a medida de comprimento da hipotenusa é 35 métros (21 + 14).
• Na atividade 10, os estudantes devem observar que b = 2c. Logo, podemos escrever:
b elevado a 2 = a ⋅ m ⇒ 4c elevado a 2 = a ⋅ m ( um).
Substituindo c elevado a 2 = a ⋅ n em um, temos:
4 ⋅ a ⋅ n = a ⋅ m
Dividindo ambos os membros por a ⋅ n, temos:
Esquema. fração com numerador 4 vezes a vezes n, e denominador a vezes n, é igual a, fração com numerador a vezes m, e denominador a vezes n, implica que, 4 é igual a m sobre n.
• Para a atividade 11, os estudantes deverão relembrar que um triângulo retângulo isósceles possui catetos de mesma medida de comprimento. Assim:
a elevado a 2 = b elevado a 2 + c elevado a 2 ⇒ a elevado a 2 = b elevado a 2 + b elevado a 2 ⇒ a elevado a 2 = 2b elevado a 2
Logo, como a e b são números positivos,
Sentença matemática. a sobre b é igual a raiz quadrada de 2.
Aplicações do teorema de Pitágoras
Agora, vamos estudar duas importantes aplicações do teorema de Pitágoras: uma no quadrado e outra no triângulo equilátero.
Diagonal de um quadrado
Considere este quadrado a bê cê dê, em que:
• a é a medida de comprimento do lado;
• d é a medida de comprimento da diagonal.
Observe que a diagonal
Segmento de reta BD.divide o quadrado a bê cê dê em dois triângulos retângulos congruentes ( triângulo bê á dê ≅ triângulo bê cê dê).
Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo retângulo BCD, obtemos:
(BD ) elevado a 2 = (CD ) elevado a 2 + (BC ) elevado a 2
d elevado a 2 = a elevado a 2 + a elevado a 2
d elevado a 2 = 2a elevado a 2
Como d > 0 e a > 0, temos:
d = a
Sentença matemática. Raiz quadrada de 2.Portanto, em um quadrado com lados de medida de comprimento x, a medida de comprimento da diagonal é x
Sentença matemática. Raiz quadrada de 2..
Altura de um triângulo equilátero
Considere este triângulo equilátero á bê cê, em que:
• a é a medida de comprimento do lado;
• h é a medida de comprimento da altura.
Observe que a altura
Segmento de reta AH.divide o triângulo equilátero á bê cê em dois triângulos retângulos congruentes ( triângulo á bê agá ≅ triângulo á cê agá).
Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo retângulo á cê agá, obtemos:
(AC ) elevado a 2 = (AH ) elevado a 2 + (CH ) elevado a 2
h =
Esquema. Quadro com a expressão: h é igual a, fração de numerador a raiz quadrada de 3, e denominador 2.Portanto, em um triângulo equilátero com lados de medida de comprimento x, a medida de comprimento da altura é
a fração de numerador x raiz quadrada de 3 e denominador 2..
Respostas e comentários
Aplicações do teorema de Pitágoras
Antes de trabalhar com as aplicações do teorema de Pitágoras, peça aos estudantes que, em duplas, descubram a relação entre a medida do comprimento da diagonal do quadrado e a medida do comprimento de seus lados e também que descubram a medida do comprimento da altura de um triângulo equilátero com base na medida do comprimento de seus lados.
Sugestão de atividade extra
Proponha aos estudantes como utilizar o teorema de Pitágoras para localizar na reta numérica alguns números irracionais, por exemplo,
menos raiz quadrada de 3,
menos raiz quadrada de 2,
raiz quadrada de 2,
Sentença matemática. Raiz quadrada de 3.etcétera. A imagem a seguir ilustra esse processo:
Atividades
Faça as atividades no caderno.
13. Determine a medida de comprimento da diagonal de um quadrado cujos lados medem 17 centímetros de comprimento.
14. Determine a medida de comprimento da diagonal de um quadrado com 400 centímetros elevado a 2 de medida de área.
15. O comprimento da diagonal de um quadrado mede 10 centímetros. Determine a medida de comprimento do lado desse quadrado.
16. Qual é a medida de comprimento da diagonal de um quadrado cujo perímetro mede 10
raiz quadrada de 2centímetros?
17. Qual é a medida de comprimento da diagonal de um retângulo cuja medida de comprimento x da altura tem um terço da medida de comprimento da base?
18. Determine a medida de comprimento da altura de um triângulo equilátero cujo comprimento do lado mede 8 centímetros.
19. O perímetro de um triângulo equilátero mede 12 centímetros. Determine a medida de comprimento da altura desse triângulo.
20. Quanto mede o perímetro de um triângulo equilátero cujo comprimento da altura mede 4
Sentença matemática. Raiz quadrada de 5.centímetros?
21. Mostre que a área do quadrado ê éfe gê agá mede (b ‒ c) elevado a 2.
22. Observe o paralelepípedo reto-retângulo representado e calcule a medida de comprimento dos segmentos de reta
E G, e E C.
23.
Cada aresta deste cubo mede 2 centímetros de comprimento. Observe-o e faça o que se pede.
• No caderno, elabore duas questões relacionadas com a figura, sendo que pelo menos uma possa ser respondida utilizando o teorema de Pitágoras.
• Troque de caderno com um colega e responda às questões elaboradas 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.
4 Razões trigonométricas no triângulo retângulo
A palavra trigonometria vem do grego trígono, que significa “triangular”, e metria, que significa “medida”.
Entre os povos antigos, a Trigonometria surgiu como elemento de apôio na solução de problemas práticos de astronomia, agrimensura e navegação.
Respostas e comentários
13.
17 raiz quadrada de 2 centímetros14.
20 raiz quadrada de 2 centímetros15.
5 raiz quadrada de 2 centímetros16. 5 centímetros
17.
raiz quadrada de 10 multiplicada por x18.
4 raiz quadrada de 3 centímetros19.
2 raiz quadrada de 3 centímetros20.
8 raiz quadrada de 15 centímetros21. Exemplo de resposta:
A = (b elevado a 2 + c elevado a 2) ‒ 2bc
A = (b ‒ c) elevado a 2
22. é gê = 3 ; métros
EC, é igual a, raiz quadrada de 10 metros.23. Exemplo de resposta:
Quantas diagonais podemos traçar na superfície do cubo e em seu interior? (Resposta: 12 diagonais na superfície e 4 no interior.)
As medidas de comprimento das diagonais
segmento de reta A He
Segmento de reta AD.são iguais? Calcule-as. (Resposta: Não são iguais; o comprimento da diagonal
segmento de reta A Hmede
2 raiz quadrada de 2 centímetros, e o comprimento da diagonal
Segmento de reta AD.mede
2 raiz quadrada de 3 centímetros.)
Razões trigonométricas no triângulo retângulo
Objetivo:
Reconhecer as razões trigonométricas em um triângulo retângulo (seno, cosseno e tangente de um ângulo agudo).
Justificativa
As razões trigonométricas são aplicadas na resolução de diversos problemas, por exemplo, os problemas de determinação de medidas inacessíveis: medidas da altura de torres ou prédios ou medida de distância entre as margens de um rio. Além disso, é uma ferramenta importante para que se determine medidas de comprimento de lados ou de aberturas de ângulos desconhecidos em figuras. Reconhecer essas razões amplia o repertório de estratégias dos estudantes para que possam resolver problemas como os descritos. É ainda uma oportunidade para que apliquem o que foi estudado sobre semelhança de triângulos.
Mapeando conhecimentos
Organize a turma em grupos e distribua uma folha de papel com vários triângulos retângulos representados. As medidas de abertura das aberturas dos ângulos internos de todos os triângulos devem ser 30 graus, 60 graus e 90 graus. Em cada triângulo, devem estar indicadas as medidas das aberturas dos ângulos agudos e as medidas dos comprimentos dos lados. Em seguida, proponha aos grupos que respondam as seguintes questões.
1. Qual é a razão, em cada triângulo, entre a medida do comprimento do cateto oposto ao ângulo cuja abertura mede 30 graus e a medida do comprimento da hipotenusa? O que vocês podem observar?
2. Qual é a razão, em cada triângulo, entre a medida do comprimento do cateto adjacente ao ângulo cuja abertura mede 30 graus e a medida do comprimento da hipotenusa? O que vocês podem observar?
3. Qual é a razão, em cada triângulo, entre a medida do comprimento do cateto oposto e a medida do comprimento do cateto adjacente ao ângulo cuja abertura mede 30? O que vocês podem observar? graus
Por fim, peça a eles que respondam às mesmas perguntas, tomando como referência o ângulo cuja abertura mede 60 graus.
Para as aulas iniciais
Defina seno, cosseno e tangente e ajude os estudantes a organizar os valores encontrados na dinâmica inicial em um quadro como o da referência a seguir:
Seno |
Cosseno |
Tangente |
|
---|---|---|---|
30° |
|||
60° |
Algumas das células do quadro podem ser preenchidas com os valores aproximados encontrados pela turma. Se achar oportuno, calcule com os estudantes, utilizando triângulos retângulos isósceles, o seno, o cosseno e a tangente de 45 graus.
Hiparco (190 antes de Cristo-125 antes de Cristo) – astrônomo grego famoso por ter catalogado aproximadamente .1000 estrelas e calculado a medida da distância da Terra à Lua com erro inferior a 10% – teria sido o primeiro a utilizar as relações entre as medidas de comprimento dos lados e de abertura dos ângulos de um triângulo. É considerado o precursor da Trigonometria.
Atualmente, a Trigonometria tem vasta aplicação na topografia, na aviação e nos diversos ramos da engenharia.
Seno de um ângulo agudo
Considere os triângulos retângulos ABC, AB indice de 1C indice de 1, AB indice de 2C indice de 2 e AB indice de 3C indice de 3.
Os triângulos retângulos AB indice de 1C indice de 1, AB indice de 2C indice de 2 e AB indice de 3C indice de 3 são semelhantes ao triângulo á bê cê, pois têm em comum o ângulo
Ae o ângulo reto (caso á á). Assim, podemos escrever:
• triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 1C indice de 1
Sentença matemática. AC, sobre AC 1, é igual a, BC, sobre, B 1, C1.
• triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 2C indice de 2
Sentença matemática. AC, sobre AC 2, é igual a, BC, sobre, B 2, C2.
• triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 3C indice de 3
Sentença matemática. AC, sobre AC 3, é igual a, BC, sobre, B 3, C3.
A partir disso, temos:
•
Sentença matemática. B1C1, sobre AC 1, é igual a, BC, sobre, AC.•
Sentença matemática. B2C2, sobre AC 2, é igual a, BC, sobre, AC.•
Sentença matemática. B3C3, sobre AC 3, é igual a, BC, sobre, AC.Observe que:
Sentença matemática. B1C1, sobre, AC1, é igual a, B2C2, sobre, AC2, é igual a, B3C3, sobre, AC3, é igual a, BC, sobre AC, é igual a, fração de numerador 'medida de comprimento do cateto oposto ao ângulo A' e denominador 'medida de comprimento da hipotenusa.'
Podemos traçar infinitos triângulos retângulos semelhantes ao triângulo á bê cê, com vértice a e lado oposto ao vértice A formado por segmento de reta paralelo a
Segmento de reta BC.com vértices situados nos prologamentos de
segmento de reta A B, e segmento de reta A C.
A razão que relaciona a medida de comprimento do cateto oposto ao ângulo
A.com a medida de comprimento da hipotenusa, em todos esses triângulos, é constante e recebe o nome de seno do ângulo de medida de abertura a. Assim:
Em todo triângulo retângulo, denominamos seno de um ângulo agudo a razão entre a medida de comprimento do cateto oposto a esse ângulo e à medida de comprimento da hipotenusa.
Respostas e comentários
Seno de um ângulo agudo
A primeira razão trigonométrica apresentada é o seno de um ângulo agudo, que relaciona esse ângulo às medidas dos comprimentos do cateto adjacente e da hipotenusa. Essa razão é demonstrada com a aplicação da semelhança de triângulos.
Confira mais um exemplo.
Vamos calcular o seno do ângulo
A.no triângulo retângulo á bê cê.
Cosseno de um ângulo agudo
Considere os triângulos retângulos , á bê cê a bit indice de 1 centésimo, indice de 1 a bit indice de 2 centésimo indice de 2 e a bit indice de 3 centésimo, já apresentados. indice de 3
triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 1C indice de 1
triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 2C indice de 2
triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 3C indice de 3
Assim, podemos escrever:
•
Sentença matemática. A C, sobre A C 1, é igual a, A B, sobre, A B 1.•
Sentença matemática. A C sobre A C 2, é igual a, A B sobre A B 2.•
Sentença matemática. A C, sobre A C 3, é igual a, A B, sobre, A B 3.A partir disso, temos:
•
Sentença matemática. A B 1, sobre A C 1, é igual a, A B, sobre, A C.•
Sentença matemática. A B 2, sobre A C 2, é igual a, A B, sobre, A C.•
Sentença matemática. A B 3, sobre A C 3, é igual a, A B, sobre, A C.Observe que:
A razão que relaciona a medida de comprimento do cateto adjacente ao ângulo
Acom a medida de comprimento da hipotenusa, em todos esses triângulos, é constante e recebe o nome de cosseno do ângulo de medida de abertura a. Assim:
Em todo triângulo retângulo, denominamos cosseno de um ângulo agudo a razão entre a medida de comprimento do cateto adjacente a esse ângulo e à medida de comprimento da hipotenusa.
Respostas e comentários
Cosseno de um ângulo agudo
Com base no que foi estudado sobre o seno de um ângulo agudo, é possível que alguns estudantes tenham condições de desenvolver sozinhos o raciocínio apresentado neste tópico. Se achar conveniente, desafie-os a fazer isso. Reproduza a figura inicial na lousa e solicite que, utilizando a semelhança de triângulos, concluam que a medida de comprimento do cateto adjacente ao ângulo de medida de abertura a e a medida de comprimento da hipotenusa, em todos os triângulos, é constante.
Sugestão de leitura
Sobre o ensino de Trigonometria, sugerimos a leitura da dissertação de mestrado de Carlos Eduardo Moraes Pires, intitulada O ensino de Trigonometria por meio de aulas práticas.
Analise mais alguns exemplos.
a) Vamos calcular o cosseno do ângulo
Ano triângulo retângulo á bê cê.
b) Vamos determinar o cosseno do ângulo
Mno triângulo retângulo ême êne ó.
Tangente de um ângulo agudo
Considere, mais uma vez, os triângulos retângulos ABC, AB₁C₁, AB indice de 2C indice de 2 e AB indice de 3C indice de 3, já apresentados.
triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 1C indice de 1
triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 2C indice de 2
triângulo á bê cê ∼ triânguloAB indice de 3C indice de 3
Assim, podemos escrever:
•
Sentença matemática. AB, sobre AB 1, é igual a, BC, sobre, B1C1.•
Sentença matemática. AB, sobre AB 2, é igual a, BC, sobre, B2 C2.•
Sentença matemática. A B sobre A B 3, é igual a, B C sobre B 3 C 3.A partir disso, temos:
•
Sentença matemática. B 1 C 1 sobre A B 1, é igual a, B C sobre A B.•
Sentença matemática. B 2 C 2 sobre A B 2, é igual a, B C sobre A B.•
Sentença matemática. B 3 C 3 sobre A B 3, é igual a, B C sobre A B.Observe que:
A razão que relaciona a medida de comprimento do cateto oposto ao ângulo
A.com a medida de comprimento do cateto adjacente ao ângulo
A., em todos esses triângulos, é constante e recebe o nome de tangente do ângulo de medida de abertura a. Assim:
Respostas e comentários
Tangente de um ângulo agudo
Se julgar necessário, dê outros exemplos sobre o cálculo de seno, cosseno e tangente de um ângulo agudo em um triângulo retângulo. Certifique-se de que os estudantes reconhecem e identificam corretamente a hipotenusa, o cateto oposto e o cateto adjacente. Caso apresentem dificuldade, retome os elementos de um triângulo retângulo.
Em todo triângulo retângulo, denominamos tangente de um ângulo agudo a razão entre a medida de comprimento do cateto oposto a esse ângulo e à medida de comprimento do cateto adjacente a esse ângulo.
Verifique mais alguns exemplos.
a) Vamos calcular a tangente do ângulo
A.no triângulo retângulo á bê cê.
b) Com base no triângulo retângulo á bê cê, vamos determinar o seno, o cosseno e a tangente dos ângulos
B e C.
•
Sentença matemática. Seno de b, é igual a, AC sobre BC, é igual a 9 15 avos, é igual a 3 quintos.•
Sentença matemática. Cosseno de b, é igual a, AB sobre BC, é igual a 12 15 avos, é igual a 4 quintos.•
Sentença matemática. Tangente de b, é igual a, AC sobre AB, é igual a 9 12 avos, é igual a 3 quartos.•
Sentença matemática. Seno de c, é igual a, AB sobre BC, é igual a 12 15 avos, é igual a 4 quintos.•
Sentença matemática. Cosseno de c, é igual a, AC sobre BC, é igual a 9 15 avos, é igual a 3 quintos.•
Sentença matemática. Tangente de c, é igual a, AB sobre AC, é igual a 12 nonos, é igual a 4 terços.A tangente de um ângulo agudo também póde ser obtida como a razão entre o seno e o cosseno desse ângulo. Dado um triângulo á bê cê qualquer, temos:
• seno de b =
fração A C sobre B C⇒ AC = BC ⋅ seno de b
• cosseno de b =
fração A B sobre B C⇒ AB = BC ⋅ cosseno de b
Como
Sentença matemática. Tangente de b igual a fração AC sobre A B, temos:
Respostas e comentários
Peça aos estudantes que observem atentamente o segundo exemplo. Verifique se percebem que seno de bê = cosseno de , cê cosseno de bê = seno de cê e tangente de bê é o inverso de tangente de . cê
Atividades
Faça as atividades no caderno.
24. Determine as razões trigonométricas solicitadas em cada item.
a) seno de c, cosseno de b, tangente de b;
b) seno de b, cosseno de b, tangente de c;
c) seno de b, cosseno de b, tangente de b;
d) seno de x, cosseno de z, tangente de x;
e) seno de o, cosseno de p, tangente de p;
f) seno de r, cosseno de t, tangente de t.
25. A medida da inclinação de uma rampa corresponde à tangente do ângulo adjacente à base e oposto à altura dessa rampa.
Assim, para calcular a medida da inclinação (tangente de β), devemos dividir a medida da altura da rampa () pela medida do afastamento ( agá). Caso o resultado encontrado seja menor ou igual a 0,0833 (8,33%), a rampa é segura e segue os padrões de acessibilidade. Esse cálculo é necessário na construção de rampas de acesso para pessoas com deficiência de mobilidade. a
Agora, com base nessa informação, responda:
a) Qual deve ser a medida da altura máxima de uma rampa que mede 2,5 métros de afastamento?
b) Qual deve ser a medida mínima de afastamento se uma rampa mede 25 centímetros de altura?
Respostas e comentários
24. a)
Sentenças matemáticas. Seno de c é igual a 12 13 avos;
Sentenças matemáticas. cosseno de b é igual a 12 13 avos;
Sentenças matemáticas. tangente de b, é igual a 5 12 avos.24. b)
Sentenças matemáticas. Seno de b é igual a fração com numerador raiz quadrada de 6 e denominador 3;
Sentenças matemáticas. cosseno de b é igual a fração com numerador raiz quadrada de 3 e denominador 3;
Sentenças matemáticas. tangente de c, é igual a fração com numerador raiz quadrada de 2 e denominador 2.24. c)
Sentenças matemáticas. Seno de b é igual a fração com numerador raiz quadrada de 2 e denominador 2;
Sentenças matemáticas. cosseno de b é igual a fração com numerador raiz quadrada de 2 e denominador 2; tangente de b = 1
24. d) seno de
x é igual à fração de numerador 2 raiz quadrada de 5 e denominador 5; cosseno de
z é igual à fração de numerador 2 raiz quadrada de 5 e denominador 5; tangente de x = 2
24. e)
seno de O é igual a 4 quintos;
cosseno de P é igual a 4 quintos;
tangente de P é igual a 4 quartos24. f) seno de r = 0,8; cosseno de t = 0,8;
Sentenças matemáticas. tangente de t, é igual a 3 quartos.25. a) 0,20825 métro
25. b) 3,0012 métros
• Na atividade 24, os estudantes deverão determinar o seno, o cosseno e a tangente dos ângulos internos de diferentes triângulos retângulos. Aproveite o momento para verificar a compreensão deles a respeito desse conteúdo. Sugira que façam a resolução desta atividade na lousa e, para que todos possam participar, podem-se construir outros triângulos retângulos. Essa estratégia permite a identificação de dúvidas, que poderão ser esclarecidas no processo de resolução.
• A situação da atividade 25 aborda uma aplicação prática das razões trigonométricas. Comente com os estudantes que, segundo as normas de acessibilidade da Associação Brasileira de Normas Técnicas ( á bê eni tê), a medida da inclinação das rampas de acesso, salvo algumas exceções, não deve ser superior a 8,33%, o que significa que a tangente do ângulo deve ser menor ou igual a 0,0833, isto é, o ângulo deve ter menos que 5 graus de medida de abertura. Comente que essa inclinação é indicada para facilitar a locomoção de pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida.
As razões trigonométricas dos ângulos de medidas de abertura de 30 graus, 45 graus e 60 graus
Considere o quadrado a bê cê dê e o triângulo equilátero á bê cê a seguir.
• medida de comprimento do lado do quadrado a bê cê dê: a
• medida de comprimento da diagonal do quadrado a bê cê dê:
Sentença matemática. a raiz quadrada de 2.• medida de comprimento do lado do triângulo equilátero á bê cê: a
• medida de comprimento da altura do triângulo equilátero á bê cê:
fração de numerador a raiz quadrada de 3 e denominador 2As medidas de comprimento das diagonais de um quadrado e das alturas de um triângulo equilátero podem ser determinadas pelo teorema de Pitágoras.
Agora, vamos usar essas figuras para determinar o seno, o cosseno e a tangente dos ângulos de medidas de abertura de 30 graus, 45 graus e 60 graus.
Seno, cosseno e tangente do ângulo de medida de abertura de 30 graus
Observe o triânguloBHC e a aplicação das definições de seno, cosseno e tangente para o ângulo de medida de abertura de 30 graus:
Respostas e comentários
As razões trigonométricas dos ângulos de medidas de abertura de 30 graus, 45 graus e 60 graus
Para trabalhar as razões trigonométricas dos ângulos de medidas de abertura de 30 graus, 45 graus e 60 graus, relembre com a turma que a diagonal do quadrado o divide em dois triângulos retângulos e isósceles (congruentes), que os ângulos da base de um triângulo isósceles são congruentes, que todos os ângulos internos de um triângulo equilátero tem abertura medindo 60 graus e que a altura, a bissetriz e a mediana que partem de um mesmo vértice de um triângulo equilátero coincidem e têm uma extremidade no ponto médio do lado oposto a esse vértice.
Seno, cosseno e tangente do ângulo de medida de abertura de 45 graus
Observe o triângulo á bê cê e a aplicação das definições de seno, cosseno e tangente para o ângulo de medida de abertura de 45 graus:
Seno, cosseno e tangente do ângulo de medida de abertura de 60 graus
Observe o triânguloBHC e a aplicação das definições de seno, cosseno e tangente para o ângulo de medida de abertura de 60 graus:
x |
30° |
45° |
60° |
---|---|---|---|
sen x |
|
|
|
cos x |
|
|
|
tg x |
|
1 |
|
Respostas e comentários
Se julgar necessário, reproduza na lousa o passo a passo de como foram obtidos os valores do seno, do cosseno e da tangente de 30 graus, 45 graus e 60 graus e esclareça qualquer dúvida dos estudantes sobre as relações utilizadas.
Analise mais alguns exemplos.
a) Vamos determinar o valor de x no triângulo retângulo á bê cê.
Sentença matemática. Seno de 30 graus, igual a, AC sobre CB.
Seno de 30 graus, igual, x 26 avos.
x = 26 ⋅ seno de 30 graus
x, igual a, 26 vezes 1 meio, igual, 13.
Portanto, o valor de x é 13.
b) Dado o triângulo á bê cê, vamos determinar o valor de y.
Sentença matemática. Cosseno de 60 graus, igual a, AB sobre BC.
cosseno de 60 graus, igual a, y 37 avos.
y = 37 ⋅ cosseno de 60 graus
igual a, 37 vezes 1 meio, igual, 18 vírgula 5.
Portanto, o valor de y é 18,5.
c) Vamos determinar o valor de z para o triângulo retângulo á bê cê.
Sentença matemática. Tangente de 45 graus, igual a, AC sobre AB.
tangente de 45 graus, igual a, z 12 avos.
z = 12 ⋅ tangente de 45 graus
z = 12 ⋅ 1 = 12
Portanto, o valor de z é 12.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
26. Calcule o valor de x e y nestes triângulos retângulos.
a)
b)
c)
Respostas e comentários
26. a) x = 20;
Sentença matemática. y igual a 20 raiz quadrada de 2.26. b)
Sentença matemática. x, igual, 50 raiz quadrada de 3.; y = 50
26. c) x = 4;
Sentença matemática. y, igual, 2 raiz quadrada de 3.Reproduza os exemplos na lousa e verifique se fazem o uso correto das informações do quadro apresentado com os valores de seno, cosseno e tangente de 30 graus, 45 graus e 60 graus.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
27. Determine o valor de m, n, h e x no triângulo retângulo a seguir.
28. Calcule a medida de comprimento do lado
do quadrado a bê cê dê, em metro, e a medida de comprimento da altura
Segmento de reta CH.do triângulo á bê cê, em centímetro.
29. Determine a medida de comprimento h da altura deste triângulo retângulo.
Tabela de razões trigonométricas
Na resolução de diversos problemas envolvendo razões trigonométricas, necessitamos dos valores do seno, do cosseno e da tangente de alguns ângulos com medidas de abertura diferentes de 30 graus, 45 graus e 60 graus.
Por exemplo, o que você faria se precisasse do seno de 39 graus para resolver um problema? Ou se precisasse do cosseno de 50 graus? E da tangente de 81 graus?
Por isso, há alguns séculos, matemáticos calcularam e organizaram os valores aproximados do seno, do cosseno e da tangente dos ângulos agudos cujas medidas de abertura variam de 1 grau a 89 graus.
Observe a seguir os valores com aproximação de milésimos.
x |
sen x |
cos x |
tg x |
---|---|---|---|
1° |
0,017 |
1,000 |
0,017 |
2° |
0,035 |
0,999 |
0,035 |
3° |
0,052 |
0,999 |
0,052 |
4° |
0,070 |
0,998 |
0,070 |
5° |
0,087 |
0,996 |
0,087 |
6° |
0,105 |
0,995 |
0,105 |
7° |
0,122 |
0,993 |
0,123 |
8° |
0,139 |
0,990 |
0,141 |
9° |
0,156 |
0,988 |
0,158 |
10° |
0,174 |
0,985 |
0,176 |
11° |
0,191 |
0,982 |
0,194 |
12° |
0,208 |
0,978 |
0,213 |
13° |
0,225 |
0,974 |
0,231 |
14° |
0,242 |
0,970 |
0,249 |
15° |
0,259 |
0,966 |
0,268 |
16° |
0,276 |
0,961 |
0,287 |
17° |
0,292 |
0,956 |
0,306 |
18° |
0,309 |
0,951 |
0,325 |
19° |
0,326 |
0,946 |
0,344 |
20° |
0,342 |
0,940 |
0,364 |
21° |
0,358 |
0,934 |
0,384 |
22° |
0,375 |
0,927 |
0,404 |
23° |
0,391 |
0,921 |
0,424 |
24° |
0,407 |
0,914 |
0,445 |
Respostas e comentários
27. m = 120; n = 40;
h é igual a 40 raiz quadrada de 3.; x = 160
28. CB = 6 métros;
Sentença matemática. CH igual a, a 5 raiz quadrada de 3, sobre 2, centímetros.29.
Sentença matemática. h igual a 300, abre parênteses, 1 mais raiz quadrada de 3, fecha parênteses, metros.• Na atividade 27, para determinar o valor de x, pode-se fazer:
Esquema. Seno de 30 graus é igual a 80 sobre x, implica que, 1 meio é igual a, 80 sobre x, implica que, x é igual a 160.
Do mesmo modo, o valor de n pode ser determinado considerando-se o triângulo ABD e o cosseno de 60 graus:
Esquema. Cosseno de 60 graus, é igual a, n sobre 80, implica que, 1 meio é igual a n sobre 80, implica que, n é igual a 40.
Como m + n = x, temos: m + 40 = 160 ⇒ m = 120
Considerando novamente o triângulo ABD e a tangente de 60 graus, obtemos h:
Esquema. Tangente de 60 graus é igual a, h sobre 40, implica que, raiz quadrada de 3 é igual a, h sobre 40, implica que, h é igual a 40 raiz quadrada de 3.
Tabela de razões trigonométricas
Ao trabalhar a tabela de razões trigonométricas com os valores aproximados de seno, cosseno e tangente de ângulos agudos, chame a atenção dos estudantes para o fato de que os valores de seno e cosseno estão entre 0 e 1.
x |
sen x |
cos x |
tg x |
---|---|---|---|
25° |
0,423 |
0,906 |
0,466 |
26° |
0,438 |
0,899 |
0,488 |
27° |
0,454 |
0,891 |
0,510 |
28° |
0,469 |
0,883 |
0,532 |
29° |
0,485 |
0,875 |
0,554 |
30° |
0,500 |
0,866 |
0,577 |
31° |
0,515 |
0,857 |
0,601 |
32° |
0,530 |
0,848 |
0,625 |
33° |
0,545 |
0,839 |
0,649 |
34° |
0,559 |
0,829 |
0,675 |
35° |
0,574 |
0,819 |
0,700 |
36° |
0,588 |
0,809 |
0,727 |
37° |
0,602 |
0,799 |
0,754 |
38° |
0,616 |
0,788 |
0,781 |
39° |
0,629 |
0,777 |
0,810 |
40° |
0,643 |
0,766 |
0,839 |
41° |
0,656 |
0,755 |
0,869 |
42° |
0,669 |
0,743 |
0,900 |
43° |
0,682 |
0,731 |
0,933 |
44° |
0,695 |
0,719 |
0,966 |
45° |
0,707 |
0,707 |
1,000 |
46° |
0,719 |
0,695 |
1,036 |
47° |
0,731 |
0,682 |
1,072 |
48° |
0,743 |
0,669 |
1,111 |
49° |
0,755 |
0,656 |
1,150 |
50° |
0,766 |
0,643 |
1,192 |
51° |
0,777 |
0,629 |
1,235 |
52° |
0,788 |
0,616 |
1,280 |
53° |
0,799 |
0,602 |
1,327 |
54° |
0,809 |
0,588 |
1,376 |
55° |
0,819 |
0,574 |
1,428 |
56° |
0,829 |
0,559 |
1,483 |
57° |
0,839 |
0,545 |
1,540 |
58° |
0,848 |
0,530 |
1,600 |
59° |
0,857 |
0,515 |
1,664 |
60° |
0,866 |
0,500 |
1,732 |
61° |
0,875 |
0,485 |
1,804 |
62° |
0,883 |
0,469 |
1,881 |
63° |
0,891 |
0,454 |
1,963 |
64° |
0,899 |
0,438 |
2,050 |
65° |
0,906 |
0,423 |
2,145 |
66° |
0,914 |
0,407 |
2,246 |
67° |
0,921 |
0,391 |
2,356 |
68° |
0,927 |
0,375 |
2,475 |
69° |
0,934 |
0,358 |
2,605 |
70° |
0,940 |
0,342 |
2,747 |
71° |
0,946 |
0,326 |
2,904 |
72° |
0,951 |
0,309 |
3,078 |
73° |
0,956 |
0,292 |
3,271 |
74° |
0,961 |
0,276 |
3,467 |
75° |
0,966 |
0,259 |
3,732 |
76° |
0,970 |
0,242 |
4,011 |
77° |
0,974 |
0,225 |
4,332 |
78° |
0,978 |
0,208 |
4,705 |
79° |
0,982 |
0,191 |
5,145 |
80° |
0,985 |
0,174 |
5,671 |
81° |
0,988 |
0,156 |
6,314 |
82° |
0,990 |
0,139 |
7,115 |
83° |
0,993 |
0,122 |
8,144 |
84° |
0,995 |
0,105 |
9,514 |
85° |
0,996 |
0,087 |
11,430 |
86° |
0,998 |
0,070 |
14,301 |
87° |
0,999 |
0,052 |
19,081 |
88° |
0,999 |
0,035 |
28,636 |
89° |
1,000 |
0,017 |
57,290 |
Analise a seguir alguns exemplos do uso da tabela de razões trigonométricas.
x |
sen x |
cos x |
tg x |
---|---|---|---|
31° |
0,515 |
0,857 |
0,601 |
32° |
0,530 |
0,848 |
0,625 |
33° |
0,545 |
0,839 |
0,649 |
34° |
0,559 |
0,829 |
0,675 |
35° |
0,574 |
0,819 |
0,700 |
a) Vamos localizar o valor aproximado do cosseno de 33 graus.
Primeiro, localizamos 33 graus e, então, na coluna “ cosseno de x”, encontramos 0,839.
Respostas e comentários
Faça a leitura dos exemplos do livro com a turma. Em seguida, se achar necessário, apresente outros exemplos para que os estudantes localizem os valores aproximados de seno, cosseno e tangente na tabela de razões trigonométricas.
b) Vamos determinar a medida de abertura do ângulo cuja tangente é aproximadamente igual a 1,6.
Localizamos, na coluna “ tangente de x”, o valor 1,6 e encontramos a medida de abertura do ângulo correspondente a esse valor.
x |
sen x |
cos x |
tg x |
---|---|---|---|
56° |
0,829 |
0,559 |
1,483 |
57° |
0,839 |
0,545 |
1,540 |
58° |
0,848 |
0,530 |
1,600 |
59° |
0,857 |
0,515 |
1,664 |
60° |
0,866 |
0,500 |
1,732 |
Portanto, a medida de abertura do ângulo procurado é 58 graus.
c) Qual é a medida de abertura do ângulo cujos seno e cosseno têm valores iguais?
Para responder a essa pergunta, localizamos, nas colunas “ seno de x” e “ cosseno de x”, valores iguais. Depois, encontramos a medida de abertura do ângulo correspondente a esses valores.
x |
sen x |
cos x |
tg x |
---|---|---|---|
43° |
0,682 |
0,731 |
0,933 |
44° |
0,695 |
0,719 |
0,966 |
45° |
0,707 |
0,707 |
1,000 |
46° |
0,719 |
0,695 |
1,036 |
47° |
0,731 |
0,682 |
1,072 |
Portanto, a medida de abertura do ângulo procurado é 45 graus.
Observação
A calculadora científica é um recurso útil e poderá ajudar no cálculo das razões trigonométricas dos ângulos.
Para a realização dos cálculos, utilize as teclas
para seno,
para cosseno e
para tangente e verifique se a calculadora científica está no modo DEG (grau = degree).
Vamos fazer um teste? Digite a sequência de teclas a seguir e confirme o resultado no visor.
•
•
•
Lembre-se de que calculadoras diferentes, por vezes, requerem distintos procedimentos para os cálculos.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
30.
Utilizando uma calculadora científica ou a tabela de razões trigonométricas, determine, com aproximação de três casas decimais, os valores de:
a) seno de 17 graus
b) cosseno de 2 graus
c) tangente de 26 graus
d) seno de 43 graus
e) cosseno de 38 graus
f) tangente de 50 graus
g) cosseno de 14 graus
h) tangente de 88 graus
31. Utilizando a tabela de razões trigonométricas, determine a (em grau), sabendo que:
a) seno de a = 0,122
b) cosseno de a = 0,342
c) tangente de a = 0,7
d) seno de a = 0,829
e) tangente de a = 0,176
f) seno de a = 0,988
g) cosseno de a = 0,777
h) tangente de a = 1,732
32. Calcule o valor de x e y nestes triângulos retângulos.
a)
b)
Respostas e comentários
30. a) 0,292
30. b) 0,999
30. c) 0,488
30. d) 0,682
30. e) 0,788
30. f) 1,192
30. g) 0,970
30. h) 28,636
31. a) 7 graus
31. b) 70 graus
31. c) 35 graus
31. d) 56 graus
31. e) 10 graus
31. f) 81 graus
31. g) 39 graus
31. h) 60 graus
32. a) x ≃ 11,82; y ≃ 10,73
32. b) x = 1,286; y = 1,532
No Bócsi Observação, os estudantes entrarão em contato com a calculadora científica e aprenderão a utilizar as teclas de seno, cosseno e tangente. Se possível, oriente-os a usar a calculadora científica (presente também em muitos celulares) para calcular o seno, o cosseno e a tangente de alguns ângulos e comparar os valores obtidos com os apresentados na tabela de razões trigonométricas. Essa é uma fórma não só de familiarizá-los com a calculadora científica, como também de reforçar o fato de que a maior parte dos valores apresentados na tabela são aproximações, assim como os valores da calculadora, porém os valores da calculadora científica apresentam mais casas decimais.
5 Resolução de problemas
Neste tópico, vamos estudar alguns problemas que envolvem aplicações das razões trigonométricas estudadas.
Problema 1
De um posto de observação situado a 100 métros de um prédio, vê-se o ponto mais alto desse prédio sob um ângulo de medida de abertura de 44 graus. Determine a medida da altura do prédio, sabendo que o posto está a 1 métro do solo. (Utilize: seno de 44 graus = 0,70; cosseno de 44 graus = 0,72; tangente de 44 graus = 0,97.)
Como x corresponde à medida de comprimento do cateto oposto ao ângulo de medida de abertura de 44 graus, podemos escrever:
Sentença matemática. Tangente de 44 graus é igual a x sobre 100 metros.
x = 100 métros ⋅ tangente de 44 graus
x = 100 métros ⋅ 0,97
x = 97 métros
Então:
h = x + 1 métro
h = 97 métros + 1 métro = 98 métros
Portanto, a medida da altura do prédio é 98 métros.
Problema 2
Um avião, a uma medida da altura de .2000 métros, é visto por dois observadores que estão nos pontos a e B, sob ângulos de medidas de abertura de 28 graus e 40 graus, respectivamente. Qual é a medida da distância aproximada entre esses dois observadores? (Utilize: seno de 28 graus = 0,47; cosseno de 28 graus = 0,88; tangente de 28 graus = 0,53; seno de 40 graus = 0,64; cosseno de 40 graus = 0,77; tangente de 40 graus = 0,84.)
De acôrdo com o esquema a seguir, temos os triângulos retângulos BVC e á vê cê, com um dos catetos comum (
Segmento de reta VC.). A medida da distância entre os dois observadores é representada por x, que corresponde a uma parte da medida de comprimento do cateto
Segmento de reta AC.do triângulo á vê cê.
Do triângulo BVC, temos:
Tangente de 40 graus é igual a 2 mil metros, sobre y.
y é igual a fração de numerador 2 mil metros e denominador tangente de 40 graus
y é igual a 2 mil metros sobre 0,84. metros.
y ≃ .2380,95 métros
E, do triângulo á vê cê, temos:
t
tangente de 28 graus é igual a fração de numerador 2 mil metros e denominador x mais y
x mais y é igual a fração de numerador 2 mil metros e denominador tangente de 28 graus
x mais y é igual a fração de numerador 2 mil metros e denominador 0,53
x + y ≃ .3773,58 métros
x ≃ .3773,58 métros ‒ .2380,95 métros
x ≃ .1392,63 métros
Portanto, a medida da distância aproximada entre os dois observadores é .1392,63 métros.
Respostas e comentários
Resolução de problemas
Objetivo:
Aplicar as razões trigonométricas em um triângulo retângulo (seno, cosseno e tangente de um ângulo agudo) na resolução de problemas.
Justificativa
As razões trigonométricas podem ser aplicadas para resolver problemas que envolvam a determinação de medidas inacessíveis, por exemplo, as medidas da altura de torres ou prédios ou a medida da distância entre as margens de um rio. Aplicar as razões trigonométricas para resolver problemas como esses amplia o repertório de estratégias dos estudantes e pode ajudá-los a atribuir mais significado a esse conteúdo.
Mapeando conhecimentos
Apresente para a turma a seguinte situação problema: “Paulo mede 1,5 métro de altura e deseja saber a medida da altura de uma torre para antena de celular. Ele está a 20 métros dela e a medida da abertura do ângulo com que ele enxerga parte da torre é igual a 51 graus. Como Paulo poderá calcular a medida da altura dessa torre, sem subir na torre?”. Você pode pedir para que os estudantes se organizem em duplas. Deixe-os à vontade para utilizar suas estratégias pessoais. Você pode orientá-los a fazer um esquema, como o da referência a seguir, para representar a situação.
Proponha as seguintes questões para eles: “Quais são as informações fornecidas no enunciado do problema?”; “Qual das razões trigonométricas devemos calcular para determinar parte da medida da altura da torre?“; “Como podemos determinar a tangente de 51 graus?“; ”A medida da altura de Paulo é um dado importante? Por quê?”.
Para as aulas iniciais
Resolva o problema proposto na dinâmica inicial coletivamente e tire as eventuais dúvidas. Depois, você pode propor outros problemas para os estudantes resolverem ou pedir que elaborem problemas que possam ser resolvidos utilizando razões trigonométricas.
Ao explorar os problemas deste tópico, certifique-se de que os estudantes identificam o triângulo retângulo, seus elementos e a razão trigonométrica a ser aplicada na resolução; se houver necessidade, leia os problemas com a turma, esclarecendo eventuais dúvidas.
Problema 3
Há situações em que não podemos utilizar uma trena para medir determinado comprimento, como a largura de um rio. Nesses casos, é comum utilizar um instrumento ótico chamado teodolito, que mede a abertura de um ângulo. Então, por meio da Trigonometria, é possível descobrir a medida desejada.
Observe esta situação representada. Determine a medida r da largura do rio.
As imagens foram aplicadas sem respeitar a proporção real entre suas medidas.
(Utilize: seno de 55 graus = 0,82; cosseno de 55 graus = 0,57; tangente de 55 graus = 1,43.)
Do triângulo representado, temos:
Sentença matemática. Tangente de 55 graus é igual a r sobre 20 metros.
r = 20 métros ⋅ tangente de 55 graus
r = 20 métros ⋅ 1,43 = 28,6 métros
Logo, a largura do rio mede 28,6 métros.
Atividades
Faça as atividades no caderno.
33. Um observador, distante 80 métros do mastro de uma bandeira, vê seu ponto mais alto sob o ângulo de medida de abertura de 38 graus. A distância dos olhos dele ao chão mede 1,70 métro. Qual é a medida aproximada da altura do mastro?
34. Do alto de uma torre que mede 50 métros de altura, localizada em uma ilha, avista-se a praia sob um ângulo de medida de abertura de 45 graus em relação à horizontal. Quanto mede a distância da torre à praia?
35. Observe o esquema e calcule a medida da distância (x) a que o garoto deve estar da tela.
36. Um foguete é lançado de uma rampa situada no solo, sob um ângulo de medida de abertura de 30 graus. A que medida da altura estará o foguete após percorrer 8 quilômetros em linha reta?
Respostas e comentários
33. 64,18 ême
34. 50 métros
35.
5 raiz quadrada de 3, metros36. 4 quilômetros
Sugestão de atividade extra
Após os estudantes compreenderem o problema 3, pergunte-lhes qual seria a medida da largura do rio caso a medida da abertura do ângulo obtido fosse 40 graus em vez de 55 graus.
Espera-se que eles percebam que basta substituir o valor da tangente de 55 graus pelo o valor da tangente de 40 graus, assim:
Sentença matemática. Tangente de 40 graus é igual a r sobre 20 metros.
r = 20 métros · tangente de 40 graus
r = 20 métros · 0,839
r = 16,78 métros
Portanto, a largura do rio mediria 16,78 métros.
Ao propor as atividades, incentive os estudantes a justificar suas resoluções e avaliar se a resposta encontrada atende às condições do problema. Identifique as dificuldades enfrentadas por eles e retome algum conceito se achar necessário.
• Na atividade 33, os estudantes devem estar atentos para não esquecer de considerar a medida da altura do observador ao determinar a medida aproximada da altura do mastro.
• Se considerar necessário, proponha a eles que façam um esquema para auxiliar a resolução da atividade 34.
• Para resolver a atividade 36, eles deverão considerar que a medida da altura corresponde à medida de comprimento do cateto oposto ao ângulo de 30 graus de medida de abertura e que a medida da distância percorrida corresponde à medida de comprimento da hipotenusa. Desse modo, temos:
Sentença matemática. Seno de 30 graus é igual a x sobre 8, implica que 1 meio é igual a x sobre 8, implica que x é igual a 4.
Portanto, a altura medirá 4 quilômetros.
37. Determine a medida do comprimento da sombra projetada por uma torre que mede
40 raiz quadrada de 3.métros de altura, sob ângulo de elevação de medida de abertura de 60 graus em relação ao Sol.
38.
Uma das preocupações dos engenheiros de uma cidade litorânea é verificar as medidas das inclinações α, em relação à vertical, dos prédios situados na orla marítima. Essas inclinações podem ocorrer em razão de problemas nas fundações construídas sobre o solo arenosoglossário . Os valores aceitos, segundo os engenheiros, devem satisfazer esta condição: tangente de α ⩽ 0,052.
Reúna-se com um colega e determinem a medida da inclinação máxima aceita pelos engenheiros em um prédio situado à beira-mar.
6 Plano cartesiano
O plano cartesiano é composto de um eixo horizontal e um vertical, chamados de eixo das abscissas (eixo x) e eixo das ordenadas (eixo y), respectivamente, e podemos representar pontos ou polígonos em um plano.
Analise a representação dos pontos a, B, C e D, cujos pares ordenados são (2, 3), (‒1, 2), (‒2, ‒1) e (3, ‒1), respectivamente.
Em um plano cartesiano:
• os pontos (x, y) do 1º quadrante têm abscissas e ordenadas positivas (x > 0 e y > 0);
• os pontos (x, y) do 2º quadrante têm abscissas negativas e ordenadas positivas (x < 0 e y > 0);
• os pontos (x, y) do 3º quadrante têm abscissas e ordenadas negativas (x < 0 e y < 0);
• os pontos (x, y) do 4º quadrante têm abscissas positivas e ordenadas negativas (x > 0 e y < 0).
Respostas e comentários
37. 40 métros
38. 3 graus
• Na atividade 38, como a tangente de α deve ser menor ou igual a 0,052, α não pode ser maior que 3 graus.
Plano cartesiano
Bê êne cê cê:
Habilidade ê éfe zero nove ême ah um seis.
Objetivos:
• Determinar a medida da distância entre dois pontos quaisquer no plano cartesiano.
• Determinar as coordenadas do ponto médio de um segmento de reta no plano cartesiano.
Justificativa
Determinar a medida da distância entre dois pontos quaisquer do plano cartesiano e as coordenadas do ponto médio de um segmento de reta é uma oportunidade para a aplicação do teorema de Pitágoras e favorece o desenvolvimento da habilidade ê éfe zero nove ême ah um seis.
Mapeando conhecimentos
Peça aos estudantes que, em uma folha de papel quadriculado, representem um plano cartesiano e dois pontos quaisquer. Depois, proponha que conjecturem como podem determinar a medida da distância entre esses pontos com base no que já estudaram. Se achar pertinente, proponha que façam essa investigação com o apôio de um software de geometria dinâmica. Depois, pergunte como poderiam determinar as coordenadas do ponto médio do segmento de reta cujas extremidades sejam os pontos representados por eles.
Para as aulas iniciais
Peça a alguns estudantes que verbalizem como determinaram a medida da distância entre os pontos e as coordenadas do ponto médio na dinâmica inicial. Ajude aqueles que tiveram dificuldades. Depois, desafie-os a generalizar o cálculo da medida da distância entre dois pontos quaisquer P(x indice de 1, y indice de 1) e Q(x indice de 2, y indice de 2) do plano cartesiano. Espera-se que eles concluam que a medida da distância entre esses dois pontos é dada por:
Sentença matemática. Raiz quadrada de, abre parênteses, x dois menos x um, fecha parênteses, ao quadrado, mais, abre parênteses, y dois menos y um, fecha parênteses, ao quadrado, fim da raiz quadrada.Em seguida peça também que generalizem o cálculo das coordenadas do ponto médio M do segmento de reta
P Q. Espera-se, nesse caso, que concluam que
Sentença matemática. M, abre parênteses, fração com numerador x um mais x dois e denominador 2, vírgula, fração com numerador y um mais y dois e denominador 2, fecha parênteses..
Iniciamos com uma revisão sobre a localização de pontos e de polígonos no plano cartesiano para, depois, prosseguir com o cálculo da medida da distância entre dois pontos no plano e a determinação das coordenadas do ponto médio. Aproveite esse momento para identificar as eventuais dúvidas dos estudantes em relação a esse assunto.
( ê éfe zero nove ême ah um seis) Determinar o ponto médio de um segmento de reta e a distância entre dois pontos quaisquer, dadas as coordenadas desses pontos no plano cartesiano, sem o uso de fórmulas, e utilizar esse conhecimento para calcular, por exemplo, medidas de perímetros e áreas de figuras planas construídas no plano.
Observe, agora, o quadrilátero a bê cê dê representado no plano cartesiano. Os pontos a(1, 3), B(2, 0), C(4, 1) e D(4, 3) correspondem aos vértices do polígono.
Conhecendo as coordenadas dos vértices de um polígono, além de localizá-lo no plano cartesiano, podemos calcular as medidas de comprimento de seus lados.
Medidas de comprimento dos lados de um polígono
Continuando com o exemplo do quadrilátero a bê cê dê, verifique que:
• as ordenadas dos pontos a e D têm o mesmo valor (3). Isso significa que o segmento de reta
D Aé paralelo ao eixo x;
• as abscissas dos pontos C e D, que determinam o lado
Segmento de reta CD., são iguais (4). Isso significa que
Segmento de reta CD.é paralelo ao eixo y.
Para determinar a medida de comprimento de
Segmento de reta DA.(paralelo ao eixo x), calculamos a diferença entre as abscissas dos pontos D e a:
Assim, a medida de comprimento de
D Aé 3 unidades de medida de comprimento.
Da mesma maneira, podemos determinar a medida de comprimento do lado
Segmento de reta CD.(paralelo ao eixo y), calculando a diferença entre as ordenadas dos pontos D e C:
Assim, a medida de comprimento de
Segmento de reta CD.é duas unidades de medida de comprimento.
Como os outros dois lados do quadrilátero (
Segmento de reta ABe
Segmento de reta BC.) não são paralelos aos eixos x e y, para determinar suas medidas de comprimento, podemos usar o teorema de Pitágoras.
Considere os pontos que determinam o lado
Segmento de reta AB, A(1, 3) e B(2, 0), e o ponto ê de coordenadas (1, 0), obtendo, assim, o triângulo retângulo á bê é, como indicado a seguir.
Nesse caso, temos:
EA = 3 ‒ 0 = 3
BE = 2 ‒ 1 = 1
Aplicando o teorema de Pitágoras no triângulo á bê é, determinamos a medida de comprimento de
Segmento de reta AB.:
AB elevado a 2 = EA elevado a 2 + BE elevado a 2
AB elevado a 2 = 3 elevado a 2 + 1 elevado a 2 = 9 + 1 = 10
Sentença matemática. AB é igual raiz quadrada de 10.
Portanto, a medida de comprimento de
A Bé
raiz quadrada de 10unidades de medida de comprimento.
Respostas e comentários
Medidas de comprimento dos lados de um polígono
Reforce o fato de que a medida da distância entre dois pontos é dada em módulo, ou seja, mesmo que um ponto tenha uma ou mais coordenadas negativas, a medida da distância entre esses dois pontos será um valor positivo.
De modo análogo, determinamos a medida de comprimento de
Segmento de reta BC.. Para isso, consideramos os pontos B e C, o ponto F de coordenadas (4, 0) e o triângulo retângulo BCF. Assim:
CF = 1 ‒ 0 = 1
FB = 4 ‒ 2 = 2
Aplicando o teorema de Pitágoras no triânguloBCF, determinamos a medida de comprimento de
Segmento de reta BC.:
BC elevado a 2 = CF elevado a 2 + FB elevado a 2
BC elevado a 2 = 1 elevado a 2 + 2 elevado a 2 = 1 + 4 = 5
Sentença matemática. BC é igual a raiz quadrada de 5.
Portanto, a medida de comprimento de
Segmento de reta BC.é
raiz quadrada de 5unidades de medida de comprimento.
Observações
1. Calcular a medida de comprimento do segmento de reta
A Bequivale a calcular a medida da distância entre os pontos a e B.
2. É importante lembrar que a medida da distância é dada em módulo; assim, para um segmento de reta
E Fde coordenadas ê(‒8, ‒1) e éfe(‒3, ‒1), a medida da distância entre os pontos ê e F é |‒8 ‒ (‒3)|, que resulta em 5 unidades de medida de comprimento.
Coordenadas do ponto médio de um segmento de reta
Acompanhe a situação a seguir.
Sejam os pontos a(1, 1) e B(5, 4) extremidades do segmento de reta de reta
A B. Vamos determinar as coordenadas (x, y) de M, o ponto médio de
A B.
Para auxiliar na resolução, vamos representar o segmento de reta
Segmento de reta ABno plano cartesiano e considerar o ponto C de coordenadas (5, 1), de modo a obter o triângulo retângulo ABC.
Consideramos M o ponto médio de
Segmento de reta AB, e o ponto D pertencente a
Segmento de reta AC., de modo que á ême dê seja um triângulo retângulo.
é paralelo ao eixo y.
é paralelo ao eixo y.
Observe que, como o ponto D pertence a
Segmento de reta AC., sua ordenada é 1, ao passo que sua abscissa é x, a mesma do ponto M, pois
Segmento de reta DM.é paralelo ao eixo y.
Respostas e comentários
Coordenadas do ponto médio de um segmento de reta
Neste tópico, a semelhança de triângulos será usada para a determinação das coordenadas do ponto médio de um segmento de reta. Caso julgue necessário, reproduza o exemplo na lousa e tire as possíveis dúvidas dos estudantes.
Pelo caso á á, com o ângulo reto e o ângulo
A.em comum, os triângulos á ême dê e á bê cê são semelhantes. Logo, as medidas de comprimento de seus lados são proporcionais. Desse modo, podemos escrever:
Como M é ponto médio de
Segmento de reta AB, então:
Substituindo
em
, obtemos:
Esquema. Razão. 2AM sobre AM é igual a AC sobre AD, implica que, AC é igual a 2AD.
Sabemos que: AC = 5 ‒ 1 e AD = x ‒ 1. Logo:
5 ‒ 1 = 2(x ‒ 1)
4 = 2x ‒ 2
x = 3
Para determinar y, podemos escrever:
Esquema. AB sobre AM é igual a BC sobre MD, implica que, 2 AM sobre AM, é igual a BC sobre MD, implica que, BC é igual a 2 MD.
Como BC = 4 ‒ 1 e MD = y ‒ 1, então:
4 ‒ 1 = 2(y ‒ 1)
3 = 2y ‒ 2
y = 2,5
Assim, concluímos que as coordenadas do ponto médio M são (3; 2,5).
Atividades
Faça as atividades no caderno.
39. Em cada caso, calcule a medida da distância entre os pontos a e B.
a)
b)
c)
Respostas e comentários
39. a) 4 unidades de medida de comprimento
39. b) 2 unidades de medida de comprimento
39. c)
3 raiz quadrada de 2unidades de medida de comprimento
Certifique-se de que os estudantes compreenderam os enunciados das atividades propostas e, se houver necessidade, leia os enunciados com a turma, esclarecendo eventuais dúvidas.
40. As coordenadas dos vértices do quadrilátero a bê cê dê são a(‒1, ‒1), B(‒1, 3), C(2, 3) e D(2, ‒1).
a) Represente esse quadrilátero em um plano cartesiano.
b) Como podemos classificar esse quadrilátero?
c) Calcule a medida de perímetro desse quadrilátero.
41. Determine a medida de comprimento da hipotenusa do triângulo retângulo a seguir.
42. Considere o quadrilátero a bê cê dê representado no plano cartesiano a seguir.
a) Quais são as coordenadas dos vértices desse quadrilátero?
b) Determine as medidas de perímetro e de área desse quadrilátero.
43. Em um plano cartesiano, represente:
• um ponto a distante 5 unidades de medida de comprimento do eixo das abscissas;
• um ponto B distante 5 unidades de medida de comprimento do eixo das ordenadas;
• um ponto C de coordenadas (5, 3);
• um ponto D de coordenadas (2, 5).
a) Que coordenadas a póde assumir de modo que a medida de comprimento do segmento de reta
A Dseja de 3 unidades de medida de comprimento?
b) Que coordenadas B póde assumir de modo que a medida de comprimento do segmento de reta
B Cseja de 6 unidades de medida de comprimento?
c) Que coordenadas os pontos a e B podem assumir de modo a obter um trapézio isósceles a bê cê dê?
44. Determine a medida da distância do ponto P(5, ‒ dois):
a) à origem;
b) ao eixo das abscissas;
c) ao eixo das ordenadas.
45. Quais são as coordenadas do ponto médio de cada um dos segmentos de reta representados a seguir?
46.
Utilizando um software de geometria dinâmica, construa um quadrado a bê cê dê de modo que cada um de seus vértices esteja localizado em quadrantes diferentes de um plano cartesiano. Depois, responda:
a) Quantos quadrados podem ser construídos obedecendo essa indicação?
b) O que poderia ser acrescentado no enunciado do problema de modo que a construção do quadrado:
• tenha resposta única;
• tenha duas respostas possíveis;
• não tenha solução.
c)
Converse com um colega e comparem as alterações propostas no item b. Verifiquem se há mais de uma maneira de fazer essas alterações no enunciado.
Respostas e comentários
40. a) Resposta em Orientações.
40. b) retângulo
40. c) 14 unidades de medida de comprimento
41.
4 raiz quadrada de 2unidades de medida de comprimento
42. a) a(0, 3); B(2, 4); C(3, 2); D(1, 1)
42. b) medida de perímetro:
4 raiz quadrada de 5u, sendo u a unidade de medida de comprimento; medida de área: 5 unidades de medida de área
43. a) Exemplos de resposta: (5, 5) ou (‒1, 5)
43. b) Exemplos de resposta: (5, 9) ou (5, ‒3)
43. c) Exemplo de resposta: a(‒2, 5) e B(‒5, 3)
44. a)
raiz quadrada de 29unidades de medida de comprimento
44. b) duas unidades de medida de comprimento
44. c) 5 unidades de medida de comprimento
45.
coordenadas do ponto médio de
Segmento de reta CD.: (2,5; ‒2); coordenadas do ponto médio de
E F: (‒2, 1)
46. a) infinitos
46. b) Respostas pessoais.
46. c) Espera-se que os estudantes percebam que existe mais de uma maneira de fazer alterações no enunciado para satisfazer as condições do item b.
• Na atividade 40, os estudantes deverão perceber que os pontos indicados são vértices de um retângulo. Para auxiliar a construção, oriente-os a utilizar uma malha quadriculada.
• Resposta do item a da atividade 40:
• Ao localizar os pontos a e B da atividade 43 no plano cartesiano, os estudantes devem perceber que as coordenadas do ponto A podem ser (x, 5) ou (x, ‒5), com x ∈
; e as do ponto B podem ser (5, y) ou (‒5, y) com y ∈
. Podemos ilustrar essas situações considerando as retas r e s, paralelas ao eixo y e as retas t e u paralelas ao eixo x, conforme representação a seguir:
O ponto a pode ser associado a qualquer ponto da reta t ou da reta u, e o ponto B pode ser associado a qualquer ponto da reta r ou da reta s.
• Na atividade 44, se considerar adequado, oriente os estudantes a representar o ponto P em um plano cartesiano, antes de determinarem as medidas das distâncias pedidas.
Revisão dos conteúdos deste capítulo
Faça as atividades no caderno.
Triângulo retângulo
a → medida de comprimento da hipotenusa
b, c → medidas de comprimento dos catetos
h → medida de comprimento da altura relativa à hipotenusa
m, n → medidas de comprimento das projeções ortogonais dos catetos sobre a hipotenusa
Relações métricas no triângulo retângulo
1. Determine o valor desconhecido nos triângulos retângulos a seguir.
a)
b)
c)
2. Sabendo que, em um triângulo retângulo, o comprimento da hipotenusa mede 25 centímetros e o comprimento de um dos catetos mede 7 , determine: centímetros
a) as medidas de comprimento das projeções ortogonais dos catetos sobre a hipotenusa;
b) a medida de comprimento do outro cateto;
c) a medida de comprimento da altura relativa à hipotenusa.
Teorema de Pitágoras e aplicações
Em todo triângulo retângulo, o quadrado da medida de comprimento da hipotenusa é igual à soma dos quadrados das medidas de comprimento dos catetos. Assim, seja a a medida de comprimento da hipotenusa e b e c as medidas de comprimento dos catetos, temos:
a elevado a 2 = b elevado a 2 + c elevado a 2
Aplicações do teorema de Pitágoras
Diagonal de um quadrado
Em um quadrado com lados de medida de comprimento x, a medida de comprimento da diagonal é
X raiz quadrada de 2..
Altura de um triângulo equilátero
Em um triângulo equilátero com lados de medida de comprimento x, a medida de comprimento da altura é
Sentença matemática. x raiz quadrada de 3, sobre 2..
3. Calcule os valores de x e de y indicados nas figuras.
a)
b)
4. Uma escada de 2,5 métros de medida de comprimento é encostada em uma parede com o pé afastado 1,5 métro da parede. Quanto mede a altura que a escada atinge?
Respostas e comentários
1. a) y = 4,5 centímetros
1. b) y = 12 centímetros
1. c) x = 16 centímetros
2. a) 1,96 centímetro e 23,04 centímetros
2. b) 24 centímetros
2. c) 6,72 centímetros
3. a) x = 17
3. b)
y é igual à 4 raiz quadrada de 34. 2 métros
Revisão dos conteúdos deste capítulo
Triângulo retângulo
• Na atividade 1, os estudantes vão aplicar as relações métricas no triângulo retângulo para determinar as medidas de comprimento desconhecidas. Oriente-os a identificar os catetos e a hipotenusa de cada triângulo antes de aplicar alguma relação. Também é importante que avaliem se a medida obtida é plausível. Por exemplo, no item a, y não pode ser maior do que 8 centímetros; e no item c, x não pode ser menor do que 12 centímetros, pois corresponde à medida do comprimento da hipotenusa e 12 centímetros é a medida do comprimento de um dos catetos do triângulo. Ter esse hábito ajuda a verificar se a resposta obtida é correta e contribui para que encontrem possíveis equívocos nos cálculos ou na estratégia de resolução empregada.
• Solicite aos estudantes que realizem os itens da atividade 2 na ordem. Oriente-os a representar o triângulo no caderno e indicar as medidas de comprimento fornecidas e as que devem determinar nele.
Teorema de Pitágoras e aplicações
• Na atividade 3, para calcular os valores de x e de y, é importante que os estudantes identifiquem os catetos e a hipotenusa de cada triângulo para que apliquem corretamente o teorema de Pitágoras. Faça a correção coletiva da atividade após concluírem os cálculos.
• Na atividade 4, oriente os estudantes a fazer um esboço da situação. Dessa maneira, pode ficar mais claro para eles que medida devem determinar.
5. Calcule:
a) a medida de comprimento da diagonal de um retângulo, cujos lados medem 8 centímetros e 15 centímetros de comprimento;
b) a medida de comprimento da diagonal de um quadrado cujo lado mede 20 métros de comprimento;
c) a medida de comprimento da altura de um triângulo equilátero cujo lado mede 8 centímetros de comprimento.
Razões trigonométricas no triângulo retângulo
x |
30° |
45° |
60° |
---|---|---|---|
sen x |
|
|
|
cos x |
|
|
|
tg x |
|
1 |
|
6. Determine o valor desconhecido nos triângulos retângulos a seguir:
a)
b)
c)
d)
7. A pipa de Joaquim ficou presa em uma árvore. A linha da pipa ficou esticada, formando com o chão um ângulo de medida de abertura de 45. O comprimento da linha da pipa mede 8,5 graus . Determine a medida da altura da pipa em relação ao solo. (Utilize: métros
raiz quadrada de 2 é igual à 1,48. Um avião está a .1300 métros de medida de altura quando começa um movimento de descida para a pista de aterrissagem, em uma linha imaginária que fórma um ângulo de medida de abertura de 30 graus com o solo. Qual será a medida da distância percorrida pelo avião até tocar o solo?
9. Observe o triângulo a seguir e determine:
a) as coordenadas dos vértices;
b) as medidas de comprimento dos lados do triângulo em u, unidade de medida de comprimento;
c) a abcissa x do ponto médio D do lado
Segmento de reta AC..
Respostas e comentários
5. a) 17 centímetros
5. b)
20 raiz quadrada de 2, metros5. c)
4 raiz quadrada de 3, centímetros6. a) x = 4
6. b) x = 3,5
6. c)
x é igual à 4 raiz quadrada de 36. d) x = 11
7. 5,95 métros
8. .2600 métros
9. a) a(3, 5), B(3, 1), C(12, 1)
9. b) AB = 4 unidades, BC = 9 unidades,
C D é igual à raiz quadrada de 97, unidades9. c) x = 7,5
• Casos os estudantes tenham dificuldades para realizar a atividade 5, oriente-os a representar, no caderno, o polígono descrito em cada item. Chame a atenção da turma para a importância de apresentarem a resposta com a unidade de medida de comprimento correta.
Razões trigonométricas no triângulo retângulo
• Na atividade 6, os estudantes devem aplicar as relações trigonométricas em cada triângulo retângulo para determinar os valores desconhecidos. Oriente-os a usar o quadro com os valores de seno, cosseno e tangente de 30 graus, 45 graus e 60 graus ao realizar a atividade.
• Nas atividades 7 e 8, convém orientar os estudantes a fazer um esboço da situação para auxiliar na resolução.
• A atividade 9 envolve a representação de um triângulo no plano cartesiano. No item c, os estudantes podem determinar a abcissa do ponto D, utilizando o cosseno do ângulo com vértice em C dos triângulos á bê cê e DPC.
Glossário
- Liga metálica
- : Mistura formada por dois ou mais elementos, sendo pelo menos um deles um metal.
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- Solo arenoso
- : Tipo de solo com pouca umidade, com teor de areia superior a 70%.
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