CAPÍTULO 10 Polígonos e poliedros
Observe, leia e responda no caderno.
a) Que figuras geométricas você identifica na obra de Victor Vasarely?
b) A obra foi produzida, em relevo, sobre madeira. Que efeitos, da imagem da obra, indicam sua tridimensionalidade? Explique.
c) Faça uma pesquisa sobre um artista que utilizou a Geometria em obras de arte. Apresente o resultado de sua pesquisa ao professor e aos colegas de turma.
Victor Vasarely se destacou na arte contemporânea ao criar uma nova tendência: a arte óptica. O artista nasceu em Pécs, Hungria, em 1906, e faleceu em Paris, França, em 1997.
A arte óptica ou op art, como é mais conhecida, tem como principal característica o uso de diferentes figuras geométricas, como polígonos, e em repetição exaustiva, passando a sensação de movimento, que resulta em um efeito ilusório para quem vê, dando a ideia de volume e de movimento.
1. Linhas poligonais
Observe agora a obra Curva dominante, do artista vaciíli candinsqui.
Para compor essa obra, que foi uma das mais representativas de sua fase parisiense, o artista usou diversas linhas.
•
Você identifica alguma figura geométrica representada nesta obra de arte?
Vamos destacar algumas das linhas utilizadas pelo artista em sua obra.
Quando uma linha é formada apenas por segmentos de reta consecutivos e não colineares, ela é chamada de linha poligonal.
Observe alguns exemplos.
As linhas poligonais podem ser abertas ou fechadas:
Entre as linhas poligonais fechadas, há as linhas poligonais simples e as não simples:
Interior, exterior e convequicidade
O plano
Alfarepresentado a seguir é dividido pela linha poligonal fechada simples em duas regiões sem pontos comuns. Tais regiões são chamadas de região interior e região exterior.
As regiões interiores, determinadas por uma linha poligonal fechada simples, podem ser classificadas em convexas ou não convexas.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Das figuras a seguir, verifique quais são linhas poligonais.
a)
b)
c)
d)
2 Classifique as linhas poligonais em aberta ou fechada. Entre as linhas poligonais fechadas, identifique a simples e a não simples.
a)
b)
c)
d)
3 Classifique a região interior das linhas poligonais em convéquica ou não . convéquica
a)
b)
c)
d)
4
Hora de criar – Elabore um texto caracterizando as linhas poligonais abertas, fechadas, simples e não simples. Em seguida, compare seu texto com o de um colega e conversem sobre as diferenças entre eles.
2. Polígonos
Observe estas figuras.
Toda linha poligonal fechada simples é denominada polígono.
Os polígonos podem ser convéquiços ou não . convéquiços
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
5 Entre as figuras representadas, verifique quais são polígonos.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
6 Classifique os polígonos a seguir em convéquiço ou não . convéquiço
a)
b)
c)
d)
e)
f)
7 Logotipo é um símbolo que serve para identificar uma empresa, uma instituição, um produto, uma marca etcétera. Observe um exemplo.
a) Pesquise em jornais, revistas ou na internet logotipos em que seja possível identificar formas que lembram polígonos e reproduza seis deles.
b) Crie um logotipo para um brinquedo em que apareça uma figura que lembre um polígono.
8 Cada sequência a seguir obedece a uma regra quanto ao número de canudinhos que formam um polígono. Descubra essa regra e, supondo que ela continue valendo, desenhe em seu caderno o próximo polígono, escrevendo o número de canudinhos que o formaram.
a)
b)
c)
Elementos de um polígono
Em um polígono qualquer, os segmentos que formam a linha poligonal são chamados de lados.
O ponto de encontro de dois lados consecutivos é chamado de vértice desse polígono.
Acompanhe um exemplo.
• Os vértices desse polígono são os pontos J, K, éle, M e N.
• Os lados do polígono são os segmentos
Segmento de reta JK,
Segmento de reta KL,
Segmento de reta LM,
Segmento de reta MNe
Segmento de reta NJ.
• Indicamos assim: polígono JKLMN.
• Os vértices J e K, K e éle, éle e M, M e N, N e J são consecutivos.
• Os vértices J e éle, J e M, K e M, K e N, éle e N são não consecutivos.
Para indicar os lados de mesma medida (lados congruentes) em um polígono, marcamos esses lados com o mesmo número de tracinhos.
No polígono á bê cê dê é, os lados
Segmento de reta AB,
Segmento de reta BCe
Segmento de reta AEsão congruentes entre si. Os lados
Segmento de reta CDe
Segmento de reta DEtambém são congruentes entre si, mas têm medida diferente dos outros três lados.
Dois lados consecutivos de um polígono determinam um ângulo interno desse polígono.
No polígono ZYXVUT, estão assinalados os ângulos internos, que indicamos por
ângulo Z,
ângulo Y,
ângulo X,
ângulo V,
ângulo Ue
ângulo T.
Os segmentos com extremos em dois vértices não consecutivos são chamados de diagonais do polígono.
Os segmentos
Segmento de reta FI,
Segmento de reta FH,
Segmento de reta JG,
Segmento de reta JHe
Segmento de reta IGsão as diagonais do polígono éfe gê agá í jota.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
9 Desenhe um polígono de 7 lados, nomeie seus vértices e trace suas diagonais.
a) Quantos vértices tem esse polígono?
b) Identifique os lados desse polígono.
c) Quantos ângulos internos tem esse polígono? Identifique-os.
d) Quantas diagonais tem esse polígono? Identifique-as.
10 Desenhe um polígono que tenha 4 ângulos internos e nomeie seus vértices.
a) Quantos vértices tem esse polígono?
b) Identifique seus ângulos internos.
c) Quantos lados tem esse polígono? Identifique-os.
11 Desenhe um polígono de 3 lados e trace todas as suas diagonais. Quantas diagonais tem esse polígono?
12 Quantos vértices tem um polígono de 12 lados? E quantos ângulos internos?
Pense mais um pouco...
FAÇA A ATIVIDADE NO CADERNO
Copie o quadro e termine de preenchê-lo usando polígonos com a mesma fórma dos polígonos a seguir.
Mas atenção: não pode haver repetição de polígono em uma mesma linha nem em uma mesma coluna.
Classificação dos polígonos
Em um polígono, o número de lados é igual ao número de ângulos internos. Alguns polígonos recebem nomes especiais, de acordo com o número de lados ou de ângulos internos. Observe.
Número de lados |
Número de ângulos |
Nome do polígono |
---|---|---|
3 |
3 |
triângulo |
4 |
4 |
quadrilátero |
5 |
5 |
pentágono |
6 |
6 |
hexágono |
7 |
7 |
heptágono |
8 |
8 |
octógono |
9 |
9 |
eneágono |
10 |
10 |
decágono |
11 |
11 |
undecágono |
12 |
12 |
dodecágono |
15 |
15 |
pentadecágono |
20 |
20 |
icoságono |
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
13 Escreva o nome de cada polígono.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
14 Responda às questões.
a) Quantos ângulos internos tem um hexágono?
b) Qual é o polígono que tem 12 vértices?
c) Quantos vértices, lados e ângulos internos tem o icoságono?
15 Em um colégio, foi disputado um torneio de tênis de mesa entre classes. Foram formadas 5 equipes e cada equipe jogou contra todas as outras uma única vez.
a) Quantas partidas foram disputadas ao todo?
b) Represente essa situação por meio de um polígono, dispondo cada equipe em um vértice do polígono. Que polígono você formou?
c) Que elementos desse polígono podem representar os jogos entre as equipes?
d) O que você precisa fazer para obter o total de partidas por meio do seu desenho?
3. Triângulos
Diariamente nos deparamos com diversos objetos que nos dão a ideia de triângulo. Observe alguns objetos que podem ser relacionados a esse polígono de três lados.
(As imagens não respeitam as proporções reais entre os objetos.)
Elementos de um triângulo
No triângulo á bê cê, destacamos seus elementos:
• a, B e C são os vértices.
•
Segmento de reta AB,
Segmento de reta BC, e
segmento de reta CAsão os lados.
•
Ângulo A,
Ângulo Be
ângulo Csão os ângulos internos.
Classificação dos triângulos
Os triângulos podem ser classificados quanto às medidas de seus lados e quanto às medidas de seus ângulos internos. Observe a seguir os dois tipos de classificação.
Classificação quanto às medidas dos lados
Triângulo isósceles |
Triângulo equilátero |
Triângulo escaleno |
---|---|---|
|
|
|
Observe que, para ser classificado como isósceles, o triângulo deve ter pelo menos dois lados congruentes. Como os triângulos equiláteros têm três lados congruentes, eles também são classificados como triângulos isósceles.
Classificação quanto às medidas dos ângulos internos
Triângulo acutângulo |
Triângulo retângulo |
Triângulo obtusângulo |
---|---|---|
|
|
|
Um triângulo muito especial
Todo triângulo equilátero (que tem três lados congruentes) também é um triângulo equiângulo (com três ângulos congruentes, ou seja, de mesma medida). Um polígono com essas características, lados congruentes e ângulos congruentes, é um polígono regular; neste caso, temos um triângulo regular.
Caso um lado tenha medida diferente dos outros ou um ângulo tenha medida diferente dos outros ângulos, o triângulo é não regular.
Construção de triângulos
Já aprendemos a construir ângulos usando o transferidor. Agora, vamos aprender a construir triângulos usando régua, compasso e transferidor.
Conhecendo a medida dos três lados de um triângulo, é possível construí-lo usando régua e compasso. Acompanhe o exemplo a seguir.
• Vamos construir o triângulo á bê cê, sabendo que as medidas de seus lados, em centímetro, são:
Medida do segmento AC.= 4,
Medida do segmento BC.= 4 e
Medida do segmento AB.= 3.
1º) Com o auxílio da régua, traçamos um segmento
Segmento de reta AC2º) Abrimos o compasso com a medida do segmento
Segmento de reta BC(4 centímetros) e traçamos um arco com a ponta-seca do compasso centrada em C.
3º) Repetimos o passo anterior para traçar outro arco, porém agora com a medida do segmento
segmento AB(3 centímetros) e a ponta-seca do compasso centrada em a. No encontro dos arcos, marcamos o ponto B.
(Ao usar o compasso, atenção para não se machucar com a ponta-seca!)
4º) Com o auxílio da régua, traçamos os segmentos
segmento BC e segmento ABTambém podemos construir um triângulo com régua, transferidor e compasso. Para isso, basta ter as medidas de dois lados e de um ângulo interno. Acompanhe o exemplo a seguir.
• Vamos construir o triângulo á bê cê, conhecendo as medidas de dois lados (em centímetro) e de um ângulo:
Medida do segmento de reta AC igual a 6. Medida do segmento de reta AB igual a 5.e
Medida do ângulo A igual a 60 graus.1º) Com o auxílio da régua, traçamos um segmento
Segmento de reta ACde 6 centímetros.
2º) Construímos um ângulo de 60 graus, com lado
Semirreta AB3º) Abrimos o compasso com a medida do segmento
Segmento de reta AB(5 centímetros) e, com a ponta‑seca em a, traçamos o arco para determinar o segmento
segmento AB4º) Com o auxílio da régua, traçamos o segmento
Segmento de reta BCPARA SABER MAIS
Uma propriedade importante dos triângulos
Estudamos que, em um polígono, o número de lados é igual ao número de ângulos.
Também é fato que as medidas dos lados, ou a soma das medidas dos lados, de um polígono não tem relação com o número de lados dele.
Com um mesmo pedaço de arame de um tamanho qualquer, podemos moldar um triângulo, ou um quadrilátero, ou um heptágono etcétera. A única relação que podemos estabelecer é que, quanto maior for o número de lados, menor será, em média, o tamanho dos lados.
Com esse arame, também podemos moldar vários tipos de triângulo. Neles, as medidas dos lados podem mudar, mas a soma das medidas não. Você saberia dizer por quê?
E a soma das medidas dos ângulos desses triângulos, será sempre a mesma?
Agora é com você!
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Pegue um pedaço de arame ou fio de cobre e experimente formar um triângulo com ele. Depois desmanche e forme outro, e outro, e outro reticências
a) Com uma régua, meça os lados de cada triângulo que você construiu com o fio e adicione essas medidas. As medidas dos perímetros deles são iguais?
b) Com um transferidor, meça também os ângulos desses triângulos e adicione essas medidas. As somas obtidas são iguais? Quantos graus?
(Faça a atividade com o auxílio de um adulto.)
2
Reúnam-se em dupla e façam o que se pede.
a) Em uma folha de papel sulfite, cada um deverá desenhar quatro triângulos quaisquer. Em seguida, trocarão as folhas para que meçam os ângulos internos e calculem, para cada triângulo, a soma dessas medidas. Mesmo sem ver os triângulos que seu colega desenhou, você pode prever a soma das medidas dos ângulos internos que ele obteve? Qual é essa soma?
b) Agora, desenhem outro triângulo, recortem-no e denominem as medidas dos ângulos internos de a, b e c. Depois, recortem o triângulo em três partes, de modo que cada parte fique com um dos vértices. Em seguida, juntem as partes, fazendo os três vértices coincidirem e os lados de um dos ângulos encostarem nos lados dos outros ângulos. Observem o esquema.
Vocês acham que a soma dos três ângulos assim obtida resulta em um ângulo de 180 graus? Façam uma estimativa para o valor de a + b + c.
(Use tesoura com ponta arredondada e a manuseie com cuidado!)
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
16 Com um compasso, compare as medidas dos lados e, com um transferidor, verifique se os ângulos internos são agudos, retos ou obtusos. Em seguida, classifique cada triângulo quanto aos lados e quanto aos ângulos.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
(Ao usar o compasso, atenção para não se machucar com a ponta-seca!)
17 Com três palitos iguais de sorvete, você pode construir um triângulo. Ele será um triângulo escaleno, isósceles ou equilátero? Justifique sua resposta.
18 Com 33 centímetros de um fio de arame, Renato construiu um triângulo equilátero. Com quantos centímetros ficou cada lado?
19 Construa triângulos ( á bê cê ) em seu caderno usando régua e compasso. (As medidas dos lados são dadas em centímetro.)
a)
Medida do segmento AB.= 8,
Medida do segmento AC.= 6,
Medida do segmento CB.= 10
b)
Medida do segmento AB.= 8,
Medida do segmento AC.= 6,
Medida do segmento CB.= 6
c)
Medida do segmento AB.= 8,
Medida do segmento AC.= 5,
Medida do segmento CB.= 5
20 Classifique os triângulos dos itens a, b e c da atividade 19 quanto aos lados e, também, quanto aos ângulos internos.
21 Usando régua, transferidor e compasso, faça o que se pede. (As medidas dos lados são dadas em centímetro.)
a) Construa um triângulo ABC em que:
Medida do segmento AB.= 12,
Medida do segmento AC.= 6,
Medida do ângulo BAC= 60 graus.
b) No triângulo obtido no item a, construa o ângulo
Ângulo BADde 30 graus, sendo D um ponto pertencente ao segmento
Segmento de reta BC
c) A medida do lado
Segmento de reta CDé metade da medida do lado
Segmento de reta ADE a do lado
Segmento de reta ACé metade da medida do lado
Segmento de reta AB?
d) Meça os ângulos
Ângulo ACB,
Ângulo ABC,
Ângulo CAD,
Ângulo CDAe
Ângulo ADB
e) Classifique os triângulos á bê cê, á cê dê e á bê dê quanto aos lados e quanto aos ângulos internos.
22 Construa triângulos ( á bê cê ) usando régua, transferidor e compasso. Se alguma das construções for impossível, explique o porquê. (As medidas dos lados são dadas em centímetro.)
a)
Medida do segmento AB.= 7,
Medida do ângulo BAC.= 40 graus,
Medida do ângulo ABC.= 80 graus.
b)
Medida do segmento AB.= 7,
Medida do ângulo BAC.= 40 graus,
Medida do ângulo ABC.= 120 graus.
c)
Medida do segmento AB.= 7,
Medida do ângulo BAC.= 40 graus, =
Medida do ângulo ABC.= 140 graus.
23
Hora de criar – Crie um fluxograma com os passos que devem ser seguidos para a construção de um triângulo usando régua e compasso.
Compare seu fluxograma com o de um colega. É possível simplificar ou complementar seu fluxograma?
Pense mais um pouco...
FAÇA A ATIVIDADE NO CADERNO
Desenhe duas retas paralelas, marque sobre uma delas dois pontos e, sobre a outra, três pontos.
a) É possível construir quantos triângulos tendo como vértices três desses pontos?
b) Explique o procedimento que você utilizou para contar os triângulos.
c)
Compare sua resposta com a de um colega. Vocês encontraram a mesma quantidade de triângulos? Comparem os procedimentos adotados.
4. Quadriláteros
Classificação dos quadriláteros
Os quadriláteros podem ser classificados quanto ao paralelismo de seus lados: podem não apresentar lados paralelos, podem apresentar apenas um par de lados paralelos ou, ainda, dois pares de lados paralelos.
Nenhum par de lados paralelos |
Somente um par de lados paralelos |
Dois pares de lados paralelos |
---|---|---|
|
|
|
Entre os paralelogramos, vamos destacar o retângulo, o losango e o quadrado.
• Retângulo é um paralelogramo que tem os 4 ângulos internos retos.
• Losango é um paralelogramo que tem os 4 lados congruentes.
• Quadrado é um paralelogramo que tem os 4 ângulos internos retos e os 4 lados congruentes. Portanto, o quadrado é um polígono regular.
Observação
▶ O quadrado é ao mesmo tempo um retângulo e um losango, visto que tem os 4 ângulos internos retos e os 4 lados congruentes.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
24 Classifique os quadriláteros em trapézio ou paralelogramo.
a)
b)
c)
d)
25 Desenhe em uma folha de papel quadriculado:
a) um losango que não seja quadrado;
b) um losango que seja quadrado;
c) um retângulo que não seja quadrado;
d) um retângulo que seja quadrado.
e) um paralelogramo que tenha diagonais de mesma medida;
f) um paralelogramo que não tenha diagonais de mesma medida.
26 Indique as afirmações verdadeiras. Depois, diga por que as demais são falsas.
a) Todo losango é um retângulo.
b) Todas as diagonais de um paralelogramo têm medidas iguais.
c) Todo quadrado é um losango.
d) Existem paralelogramos que têm todas as diagonais congruentes.
27
Reúna-se com um colega e construam um ângulo de 75 graus e vértice B. Marquem um ponto a que diste 7 centímetros de B em um de seus lados e um ponto C que esteja a 4 centímetros de B no outro lado. Depois, tracem com o compasso dois arcos: um com a ponta-seca em a e 4 centímetros de abertura, outro com a ponta-seca em C e 7 centímetros de abertura, cortando o primeiro arco em um só ponto (D), de modo que
Segmento de reta CDe
Segmento de reta ABnão tenham ponto comum.
a) Que polígono vocês obtiveram?
b) Que polígono obteriam se substituísem as medidas 4 e 7 centímetros por 6 centímetros?
c) E se substituíssem a medida 75 graus por 90 graus?
d) E se substituíssem as medidas 4 e 7 centímetros por 6 centímetros e 75 graus por 90 graus?
(Ao usar o compasso, atenção para não se machucar com a ponta-seca!)
28
Hora de criar – Escolha um quadrilátero e elabore uma afirmação verdadeira e uma falsa sobre ele. Depois, troque suas afirmações com um colega para que cada um possa identificar uma afirmação como verdadeira.
5. O conceito de par ordenado
Considere as situações a seguir.
Situação 1
A figura a seguir representa um condomínio residencial formado por cinco prédios de apartamentos, cada um com cinco andares, sendo um apartamento por andar.
Podemos usar pares de números para identificar ou localizar cada apartamento do condomínio representado. Um dos números do par indicará o prédio, e o outro, o andar. Observe alguns exemplos no quadro.
Apartamento |
Prédio/Andar |
Par de números |
---|---|---|
A |
prédio 1/andar 3 |
(1, 3) |
B |
prédio 2/andar 1 |
(2, 1) |
C |
prédio 3/andar 5 |
(3, 5) |
D |
prédio 3/andar 1 |
(3, 1) |
H |
prédio 2/andar 2 |
(2, 2) |
Observe que:
• os pares (1, 3) e (3, 1) indicam apartamentos diferentes: o primeiro par corresponde ao apartamento ei, enquanto o outro par corresponde ao apartamento D, o que nos faz perceber a importância da ordem nesses pares de números;
• os apartamentos B e H, que pertencem a um mesmo prédio, estão associados a pares de números em que o primeiro número é o mesmo (no caso, o número 2);
• os apartamentos B e D, situados no mesmo andar, estão associados a pares de números em que o segundo número é o mesmo (no caso, o número 1).
Os pares de números associados a situações em que a ordem dos elementos deve ser respeitada são chamados de pares ordenados.
Situação 2
Cruzando palavras
Horizontais
1. Unidade de medida de massa
2. Por dois pontos passa uma só
3. Socorro
4. Osso do esqueleto humano
5. Caminhar
6. Lodo
Verticais
1. Unidade de medida de ângulo
2. Nota musical/Dez centenas
3. Todo cubo tem (palavra invertida)
4. Faltou o ih para ser maior
5. Parte do sapato em contato com o solo
Considerando o quadro completo, podemos fazer algumas associações:
(2, 3)
T (4, 1)
U (5, 5)
L
Observações
▶ Dado o par ordenado (a, b), dizemos que a é o primeiro elemento do par e b, o segundo elemento. Exemplos:
• No par ordenado (4, 3), o primeiro elemento é 4 e o segundo é 3.
• No par ordenado (3, 4), o primeiro elemento é 3 e o segundo é 4.
▶ Dois pares ordenados (a, b) e (c, d ) são iguais se a = c e b = d. Exemplos:
• Se (a, b) = (4, 5), temos a = 4 e b = 5.
• Se (x, y) = (0, 3), temos x = 0 e y = 3.
▶ Dois pares ordenados (a, b) e (c, d ) são diferentes se a ≠ c ou b ≠ d. Exemplos:
• O par ordenado (7, 1) é diferente do par ordenado (1, 7).
• O par ordenado (2, 6) é diferente do par ordenado (6, 2).
Representação geométrica de pares ordenados
Para fazer a representação geométrica de pares ordenados, traçamos, em um plano, duas retas numéricas perpendiculares. Ao ponto de intersecção entre elas atribuímos o par ordenado (0, 0) e damos o nome de origem.
Chamamos a reta horizontal de eixo x e a reta vertical de eixo y.
Nessa representação, os pares ordenados são associados a pontos; por isso, esses pares são chamados de coordenadas dos pontos, e a representação recebe o nome de sistema de coordenadas no plano cartesiano.
Observe a representação do ponto a(3, 4).
O primeiro elemento do par ordenado indica a posição em relação ao eixo horizontal, e o segundo elemento indica a posição em relação ao eixo vertical.
Acompanhe como podemos associar os pares ordenados a(1, 8), B(7, 6), C(9, 2) e D(3, 1) com os vértices de um polígono.
Traçando os segmentos
Segmentos AB,
Segmento de reta BC,
Segmentos CDe
Segmento de reta DA, obtemos o quadrilátero a bê cê dê.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
29 Volte a observar a ilustração do condomínio residencial representado na situação 1. Usando um par de números em que o primeiro número indica o prédio e o segundo, o andar, dê a posição dos apartamentos:
a) E;
b) F;
c) G.
30 Observe o sistema de coordenadas com alguns pontos indicados.
Agora, determine as coordenadas desses pontos.
31 Indique o valor de a e de b nos pares ordenados.
a) (3, 7) = (a, 7)
b) (a, b) = (0, 1)
c) (a, 2) = (3, b)
d) (a + 3, 8) = (5, b)
e) (3a, b + 4) = (9, 6)
32 Construa um sistema de coordenadas em uma folha de papel quadriculado e represente os seguintes pontos:
• a(0, 3)
• B (3, 0)
• C (6, 3)
• D (3, 6)
Se unirmos os pontos a, B, C, D e a, nessa ordem, por segmentos, obteremos um polígono. Que polígono é esse?
33 Em uma folha de papel quadriculado, construa um sistema de coordenadas e marque nele pontos que sejam vértices de um:
a) retângulo;
b) trapézio;
c) losango;
d) pentágono;
e) hexágono.
• Após a escolha dos pontos, construa para cada item o respectivo polígono.
34 Construa um sistema de coordenadas em uma folha de papel quadriculado e represente em um plano cartesiano três quadriláteros:
um) a bê cê dê, com vértices de coordenadas a(2, 4), B(4, 4), C(4, 2) e D(2, 2).
dois) ê éfe gê agá, que deve corresponder a uma redução do quadrilátero a bê cê dê, com lados medindo a metade das respectivas medidas dos lados de a bê cê dê.
três) í jota cá éle, que deve corresponder a uma ampliação do quadrilátero a bê cê dê, com lados medindo o dobro das respectivas medidas dos lados de a bê cê dê.
Depois, responda às questões:
a) Quais são as coordenadas dos vértices dos quadriláteros ê éfe gê agá e í jota cá éle?
b) O quadrilátero de vértices de coordenadas a(2, 4), (3, 4), bê linha (3, 3) e cê linha (2, 3) dê linha corresponde a uma ampliação ou a uma redução do quadrilátero a bê cê dê?
c) Como podemos classificar os quadriláteros representados quanto às medidas de seus lados e de seus ângulos? Justifique sua resposta.
35 Usando um programa de computador, Renato desenhou um retângulo em um plano cartesiano, conforme demonstrado na figura a seguir:
Renato queria ampliar esse retângulo e, então, deslocou o vértice B para (1 bê linha0, 5).
Para que Renato obtenha uma ampliação do retângulo a bê cê dê, de modo que as medidas dos segmentos
Segmento de reta A linha B linha,
Segmento de reta B linha C linha,
Segmento de reta C linha D linhae
Segmento de reta A linha D linhasejam, respectivamente, o dobro das medidas dos segmentos
Segmento de reta AB,
Segmento de reta BC,
Segmento de reta CDe
Segmento de reta AD, quais podem ser as coordenadas dos vértices , á linha cê linha e ? dê linha
6. Planificação da superfície dos poliedros
Você já estudou que cada região plana da superfície de um poliedro é uma face do poliedro. Também viu que o encontro de duas faces determina um segmento de reta chamado aresta do poliedro e que o ponto de encontro de três ou mais arestas é denominado vértice do poliedro.
Classificação dos poliedros
Enquanto os polígonos podem ser nomeados de acordo com o número de lados, os poliedros recebem um nome de acordo com o número de faces. Observe o quadro a seguir.
Número de faces |
Nome do poliedro |
---|---|
4 |
tetraedro |
5 |
pentaedro |
6 |
hexaedro |
7 |
heptaedro |
8 |
octaedro |
9 |
eneaedro |
10 |
decaedro |
12 |
dodecaedro |
15 |
pentadecaedro |
20 |
icosaedro |
Planificações
Considere a situação.
Antônio pegou um objeto com o formato de um poliedro e, apoiando-o sobre uma folha de papel em uma mesa, desenhou o contorno de todas as suas faces.
Depois, pintou a região interior desses contornos, obtendo 6 figuras.
As figuras obtidas por Antônio são regiões planas que representam as faces do poliedro, também denominadas regiões poligonais. Uma região poligonal é formada pelo polígono que a delimita e pela região interior desse polígono.
Nesse caso, Antônio obteve 6 regiões poligonais retangulares.
Antônio recortou, com o auxílio de uma tesoura de pontas arredondadas, as figuras e uniu-as por um dos lados com fita adesiva, formando uma nova figura.
A figura obtida é chamada de planificação da superfície do poliedro ou, simplesmente, planificação do poliedro.
Com a planificação, é mais fácil visualizar quantas faces o poliedro tem. Observe alguns exemplos.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
36
Observe as planificações de alguns poliedros. Em cada uma delas há um erro: há face a menos ou face a mais, ou então uma face errada ou fóra de lugar que não possibilita montar o poliedro com ela. Copie as planificações, corrigindo-as. Há só uma maneira de corrigi-las?
Compare sua resolução com a dos colegas.
a)
b)
c)
d)
e)
37 Considere os poliedros das planificações corrigidas na atividade anterior.
a) Quantas faces, arestas e vértices há em cada um deles?
b) Compare a soma dos números de vértices e faces com o número de arestas. O que você conclui?
PARA SABER MAIS
Ladrilhamento
Quando revestimos uma superfície plana com regiões poligonais sem deixar falhas ou sobrepô-las, dizemos que houve um ladrilhamento dessa superfície. Podemos ladrilhar uma superfície com um ou mais tipos de região poligonal.
Agora é com você!
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Reproduza esta superfície poligonal na fórma de triângulo
e ladrilhe uma superfície retangular de 5 centímetros por 6 centímetros ponto
2 Ladrilhe uma superfície retangular de 7 centímetros por 4 centímetros, utilizando apenas superfícies quadrangulares iguais às apresentadas como figuras 1 e 2.
3 Copie em papel quadriculado o padrão a seguir e descubra quantas figuras quadradas verdes e quantas figuras alaranjadas faltam para completar uma superfície quadrada.
4 Utilizando uma superfície poligonal qualquer e uma única região poligonal por vez, descubra se é possível fazer um ladrilhamento utilizando regiões poligonais com a fórma de:
• triângulos equiláteros;
• octógonos;
• hexágonos;
• quadrados;
• pentágonos.
TRABALHANDO A INFORMAÇÃO
A probabilidade das cores
As irmãs Neusa e Júlia fizeram uma experiência de jogar um dado cúbico e anotar a cor que ficava na face superior. Cada face é de uma cor diferente e elas sabem que a probabilidade de cada uma das cores estar na face superior é sempre a mesma, isto é,
um sextoEnquanto uma delas jogava o dado, a outra anotava a cor da face superior, que podia ser azul, amarela, verde, laranja, preta ou vermelha, e colocava em um saquinho uma ficha colorida correspondente a cada jogada.
Depois de Júlia jogar o dado 30 vezes, Neusa verificou a frequência de cada cor, ou seja, quantas vezes cada cor ficou na face voltada para cima e organizou essas informações em uma tabela.
Observe as anotações e a tabela de frequência que ela fez:
Cor |
azul |
amarela |
verde |
laranja |
preta |
vermelha |
---|---|---|---|---|---|---|
Frequência |
4 |
7 |
5 |
6 |
3 |
5 |
Dados obtidos por Neusa.
Neusa pediu à irmã que calculasse a probabilidade de retirar do saquinho uma ficha:
a) verde;
b) amarela;
c) preta.
Lembrando que a probabilidade é dada pela razão entre a frequência da cor e o total de jogadas do dado, Júlia calculou:
a) Probabilidade
igual cinco trinta avos igual um sextob) Probabilidade
igual sete trinta avosc) Probabilidade
igual três trinta avos igual um décimoConcluíram, então, que a probabilidade esperada, que seria
um sextose confirmou para a cor verde, mas não para a cor amarela nem para a preta.
Agora quem trabalha é você!
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Calcule as probabilidades das outras cores no experimento das irmãs Neusa e Júlia.
2
Junte-se a um colega, construam um dado a partir da planificação de um hexaedro e pintem as faces com as mesmas cores do dado das irmãs. Depois, façam 60 lançamentos do dado e construam uma tabela de frequência. Para finalizar, calculem a probabilidade de cada cor ficar na face superior.
3
Discutam entre si se o aumento da quantidade de lançamentos favorece a possibilidade de as probabilidades das cores serem iguais.
4 Se as faces opostas do dado de Neusa e Júlia tivessem a mesma cor, a probabilidade de sair uma das cores continuaria igual a
um sexto? Justifique sua resposta.
5 Ao lançar uma moeda, qual é a probabilidade de sair cara? E de sair coroa? Com base no experimento de Júlia e Neusa e no resultado obtido por você na atividade 2, é correto afirmar que em dois lançamentos de uma moeda sairá cara em uma das vezes e coroa na outra vez? Justifique sua resposta.
7. Prismas
Nós já estudamos alguns poliedros. Agora, vamos conhecer melhor um grupo deles, fazendo novas apresentações.
Nos poliedros a seguir, estão destacadas duas faces. Essas duas faces são opostas, paralelas e idênticas. As demais têm fórma de paralelogramo.
Esses poliedros são classificados como prismas. As duas faces opostas idênticas são chamadas de bases, e as outras, em fórma de paralelogramo, são as faces laterais.
Classificação dos prismas
Os prismas podem ser nomeados de acordo com as bases e com a inclinação das arestas laterais em relação às bases.
Observações
▶ Em um prisma reto, todas as faces laterais têm fórma de retângulo.
▶ Em um prisma oblíquo, nem todas as faces laterais têm fórma de retângulo.
▶ Quando um prisma tem todas as faces em fórma de paralelogramos, ele é denominado paralelepípedo. Observe alguns exemplos de paralelepípedos:
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
38 Classifique os prismas a seguir em relação às bases.
a)
b)
c)
39 Classifique os prismas a seguir como prisma oblíquo ou prisma reto.
a)
b)
c)
40 Quantas faces tem um prisma com 15 arestas? E um prisma com vinte e uma arestas?
41 Existe prisma com 39 arestas? E prisma com vinte e duas arestas? Justifique a sua resposta.
Paralelepípedo reto-retângulo: um sólido especial
No dia a dia, é possível observar objetos que possuem a fórma de prisma, com todas as faces retangulares, como é o caso de muitas embalagens, de muitos edifícios e de alguns objetos pessoais e utensílios, por exemplo.
(As imagens não respeitam as proporções reais entre os objetos.)
Quando um prisma tem todas as faces retangulares, ele é denominado paralelepípedo reto-retângulo ou bloco retangular.
Observe os exemplos.
Em todos eles, podemos contar: 6 faces, 8 vértices e 12 arestas.
Nos paralelepípedos da figura 1, observe que todas as faces são idênticas e têm a fórma de um quadrado.
Um paralelepípedo reto-retângulo é denominado cubo quando tem todas as faces na fórma de quadrado.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
42 Observe como uma parede pode ser construída com o empilhamento de tijolos:
Muitos objetos que usamos diariamente têm a fórma de paralelepípedo reto-retângulo. A que você atribui esse fato?
43 Grande parte das embalagens utilizadas atualmente tem a fórma de bloco retangular. Na sua opinião, por que isso ocorre?
44 Uma editora vai distribuir sua nova coleção de Matemática, composta de 4 volumes. Cada coleção foi amarrada conforme demonstrado na figura.
Quantas coleções há em cada um dos itens a seguir?
a)
b)
45 Tiago construiu vários cubos de cartolina com arestas de 1 centímetro.
a) Quantos cubos iguais a esse Tiago precisa construir para formar um cubo com arestas de 2 centímetros?
b) Quantos desses cubos Tiago precisa construir para formar um cubo com arestas de 3 centímetros?
46
Reúna-se com um colega para copiar as planificações em uma cartolina. Após recortá-las e dobrá-las, com quais delas vocês conseguem montar um cubo?
a)
b)
c)
(Use tesoura com ponta arredondada e a manuseie com cuidado!)
Pense mais um pouco reticências
FAÇA A ATIVIDADE NO CADERNO
As figuras mostram o mesmo dado em três posições diferentes.
Qual é o símbolo que está na face oposta da
?
8. Pirâmides
Todos são exemplos de pirâmides, possuem uma face que é uma região poligonal qualquer, chamada de base, e as demais faces são triangulares com um vértice comum, chamadas de faces laterais.
As arestas das faces laterais de uma pirâmide são chamadas de arestas laterais.
Classificação das pirâmides
As pirâmides podem ser nomeadas de acordo com a base. Observe.
As pirâmides também podem ser classificadas como reta ou oblíqua:
• pirâmide reta – quando todas as arestas laterais são congruentes;
• pirâmide oblíqua – quando não é uma pirâmide reta.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
47 Classifique as pirâmides a seguir em relação à base e como pirâmide oblíqua ou pirâmide reta.
a)
b)
c)
d)
e)
48 Quantos vértices tem uma pirâmide octogonal? E quantas arestas?
49 Quantas arestas e faces tem uma pirâmide de 10 vértices?
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Observe esta figura e responda às questões a seguir.
a) Dos pontos assinalados, quais pertencem à linha poligonal? E quais pertencem à sua região interior?
b) A região interior determinada pela linha poligonal é convéquica ou não ? convéquica Justifique sua resposta.
2 Desenhe um polígono convéquiço com 4 lados e nomeie seus vértices.
a) Quantos ângulos internos tem esse polígono? Quais são?
b) Dê nome ao polígono que você desenhou.
3 Corrija as afirmações a seguir.
a) Quadriláteros que têm apenas um par de lados paralelos são chamados paralelogramos.
b) Um triângulo escaleno tem os três lados de mesma medida.
4 Copie a figura a seguir em uma folha de papel à parte e recorte-a. Em seguida, dobre-a no segmento
segmento AMfazendo o vértice C coincidir com o vértice B.
(Use tesoura com ponta arredondada e a manuseie com cuidado!)
a) O que se verifica em relação aos lados
Segmento de reta ABe
Segmento de reta AC
b) E em relação aos ângulos
Ângulo B e Ângulo C?c) Como é classificado o triângulo á bê cê ?
d) O que se verifica em relação aos segmentos
Segmento de reta BMe
Segmento de reta MC
e) E em relação aos ângulos
Ângulo BMA Ângulo CMA
5 Responda:
a) Quantas arestas tem um prisma cuja base tem 9 lados? E se a base tiver 10 lados? E 11 lados? E se a base tiver um número n de lados?
b) Quantas arestas tem uma pirâmide cuja base tem 9 lados? E se a base tiver 10 lados? E 11 lados? E se a base tiver um número n de lados?
6 Represente em seu caderno um plano cartesiano e identifique os pontos:
a(3, 7) B(9, 7) C(11, 3)
D(1, 3) ê(6, 5) F(6, 1)
a) Ao traçar segmentos unindo os pontos a, B, C e D forma-se o quadrilátero . a bê cê dê Identifique esse quadrilátero e responda: Quais são suas características?
b) Considerando que três desses pontos correspondem aos vértices de um triângulo isósceles, quais são esses possíveis pontos?
c) Que pontos correspondem aos vértices de um losango?
7 Considere o trapézio representado no plano cartesiano a seguir.
Otávio vai representar uma ampliação desse trapézio. Se ele pretende dobrar o tamanho dos lados desse polígono, quais devem ser as coordenadas de B′, sabendo que A′(3, 5).
VERIFICANDO
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 O ponto de encontro de dois lados consecutivos de um polígono é chamado de:
a) vértice.
b) lado.
c) diagonal.
d) ângulo interno.
2 Um polígono de 6 lados é denominado:
a) pentágono.
b) hexágono.
c) heptágono.
d) octógono.
3 Como é denominado um triângulo que tem os três lados de mesma medida?
a) escaleno
b) equilátero
c) isósceles
d) retângulo
4 Um trapézio é todo quadrilátero que tem:
a) dois pares de lados paralelos.
b) dois lados de mesma medida.
c) só um par de lados paralelos.
d) quatro ângulos retos.
5 Quantas diagonais tem um quadrilátero?
a) uma diagonal.
b) duas diagonais.
c) 3 diagonais.
d) 4 diagonais.
6 Em relação ao par ordenado (2, 6), podemos afirmar que:
a) é igual ao par ordenado (6, 2).
b) o 2 indica a posição em relação ao eixo horizontal.
c) o 2 indica a posição em relação ao eixo vertical.
d) corresponde à origem.
7 Um decaedro tem quantas faces?
a) 8 faces
b) 9 faces
c) 10 faces
d) 12 faces
8 Um dado com o formato de dodecaedro tem suas faces numeradas. Qual é a probabilidade de sair a face 2 no lançamento desse dado?
a)
um meiob)
Um sextoc)
um décimod)
um doze avos9 O prisma da imagem a seguir é denominado:
a) prisma pentagonal reto.
b) prisma pentagonal oblíquo.
c) prisma hexagonal reto.
d) prisma hexagonal oblíquo.
10 Uma pirâmide de base quadrangular tem quantas faces formadas por regiões triangulares?
a) 3 faces
b) 4 faces
c) 5 faces
d) 6 faces
Organizando
Vamos organizar o que você aprendeu neste capítulo? Para isso, responda às questões a seguir.
a) O que é uma linha poligonal?
b) Qual é a definição de polígono?
c) Todo polígono é convexo? Justifique sua resposta.
d) Desenhe um polígono de 7 lados e identifique seus elementos.
e) Como os polígonos podem ser classificados? Dê dois exemplos.
f) Como os triângulos podem ser classificados em relação às medidas dos lados e em relação às medidas dos ângulos?
g) Com o auxílio de régua, compasso e esquadro, é possível desenhar um triângulo retângulo? Em caso afirmativo, descreva os passos para a construção.
h) Como os quadriláteros podem ser classificados em relação ao paralelismo de seus lados?
i) Quais são as características dos retângulos, quadrados e losangos?
j) Quais são as características dos prismas e das pirâmides?
(Ao usar o compasso, atenção para não se machucar com a ponta-seca!)
DIVERSIFICANDO
Poliedros com massinha
Giovanna e Gabriela gostam de fazer modelos de poliedros usando massa de modelar.
Receita de massa de modelar
Ingredientes:
• 4 xícaras de farinha de trigo
• 1 xícara de sal
• 1 colher de sopa de óleo
• 1 xícara e meia de água
• Anilina suficiente para colorir
Misture tudo em uma vasilha.
Observe o modelo de tetraedro que uma fez e o de hexaedro (cubo) feito pela outra.
Depois de terminado seu tetraedro, Giovanna construiu um tetraedro truncado, cortando com planos seus quatro “bicos”. Ela obteve um poliedro com quatro faces triangulares e quatro faces hexagonais.
Observe o tetraedro truncado e sua planificação.
No dicionário Uáis da língua portuguesa, encontramos alguns significados para o verbo truncar:
1. separar do tronco, cortar;
2. retirar uma parte de, mutilar;
3. (rubrica: geometria) cortar (sólido geométrico) com um plano secante.
Agora é com você!
FAÇA AS ATIVIDADES NO CADERNO
1 Em uma folha de papel sulfite, copie a planificação do tetraedro truncado apresentado anteriormente e monte um modelo desse poliedro.
2 Se Gabriela truncar o modelo de seu hexaedro do mesmo modo que Giovanna fez, quantas faces e que tipo ela obterá no novo modelo de poliedro? (Se quiser, antes de responder, você pode fazer sua própria massinha, construir um modelo de cubo e truncá-lo.)
3 Com massa de modelar, construa um modelo de pirâmide quadrangular reta e trunque-o com um só plano, de modo que obtenha um modelo de poliedro que contenha o vértice e outro que contenha a base da pirâmide.
a) O poliedro que contém o vértice é uma pirâmide? Em caso afirmativo, de que tipo?
b) Quantas faces terá o poliedro que contém o vértice? E o outro poliedro? Classifique essas faces.
(Faça a atividade com o auxílio de um adulto.)