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UNIDADE
9
Polígonos
Agora vamos estudar...
- os polígonos;
- os triângulos;
- os quadriláteros.
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Os polígonos
Com certeza você já percebeu como a Matemática está presente em nosso cotidiano, não é? Muitas construções apresentam formato parecido com figuras geométricas, seus contornos poderiam ser associados a algumas linhas estudadas na Geometria e, nesse ramo da Matemática, os polígonos são conceitos de grande importância. Por isso, vamos estudar suas características.
Antes, porém, analisaremos as figuras apresentadas a seguir.
Essas figuras são formadas por sequências de segmentos de reta, de maneira que dois segmentos consecutivos não são parte de uma mesma reta. Além disso, a extremidade final do primeiro segmento é a extremidade inicial do segundo; a extremidade final do segundo é a extremidade inicial do terceiro; e assim sucessivamente.
Figuras com essas características são chamadas linhas poligonais, as quais podem ser simples e abertas, não simples e abertas, simples e fechadas e não simples e fechadas.
Considerando as imagens apresentadas, temos:
Linha poligonal |
Simples |
Não simples |
---|---|---|
Aberta |
A, B e E |
D |
Fechada |
C, F e H |
G |
Um polígono é uma linha poligonal simples e fechada.
Atenção!
A palavra polígono deriva do grego poli (muitos) e gono (ângulos).
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A seguir são representados exemplos de polígonos e de não polígonos.
Polígonos
Não polígonos
Atenção!
A parte interna de um polígono é a região plana delimitada por ele. Um polígono e sua parte interna determinam uma região poligonal. No entanto, exceto quando for dito o contrário, também nomearemos de polígono a região poligonal correspondente, ou seja, a figura geométrica plana formada por seus lados (contorno) e sua parte interna.
No polígono a seguir foram destacados alguns de seus elementos.
Esse polígono tem:
- 3 lados;
- 3 vértices;
- 3 ângulos internos.
Note que a quantidade de lados, de vértices e de ângulos internos é igual. Isso ocorre em qualquer polígono.
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Os polígonos são nomeados de acordo com a quantidade de lados. A seguir são representados alguns exemplos.
Quantidade de lados |
Quantidade de vértices |
Quantidade de ângulos internos |
Nomenclatura |
---|---|---|---|
3 |
3 |
3 |
Triângulo |
4 |
4 |
4 |
Quadrilátero |
5 |
5 |
5 |
Pentágono |
6 |
6 |
6 |
Hexágono |
7 |
7 |
7 |
Heptágono |
8 |
8 |
8 |
Octógono |
9 |
9 |
9 |
Eneágono |
10 |
10 |
10 |
Decágono |
Questão 1. Você percebeu que, a partir dos polígonos de 5 lados, a nomenclatura de todos finaliza com "gono"? Em sua opinião, qual é o nome de um polígono de:
- 11 lados?
- 16 lados?
- 21 lados?
Sugestão de respostas: Undecágono; Hexadecágono; Hendecoságono.
Polígonos convexos e polígonos não convexos
Os polígonos podem ser classificados como convexos ou não convexos.
Se qualquer reta cortar (separar em, pelo menos, duas partes) o polígono, determinando exatamente 2 pontos de interseção, ele é convexo.
A seguir, veremos alguns exemplos de polígonos não convexos. Note que é possível traçar pelo menos uma reta que corta o polígono, determinando mais de 2 pontos de interseção.
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Atividades
Faça as atividades no caderno.
1. De acordo com as figuras, responda às questões.
a) Quais dessas figuras são polígonos?
b) Quais não são polígonos?
c) Em seu caderno, represente um polígono e um não polígono.
Respostas: a) Figuras B, C e D; b) Figura A; c) Resposta pessoal.
2. Em seu caderno, copie o quadro a seguir e complete-o com os números que faltam.
Nome |
Quantidade de lados |
Quantidade de vértices |
---|---|---|
Quadrilátero |
||
Octógono |
||
Decágono |
Resposta nas orientações ao professor.
3. Classifique os polígonos a seguir de acordo com a quantidade de lados.
Respostas: A. quadrilátero; B. pentágono; C. triângulo; D. hexágono; E. heptágono; F. eneágono.
4. O tangram é um quebra-cabeça chinês composto de 7 peças cuja origem envolve muitas lendas. Uma delas diz que seu surgimento ocorreu casualmente, quando um artista chinês derrubou uma prancha de formato quadrado, quebrando-a em 7 partes. Ao tentar juntá-las, o artista verificou que era possível representar diversas outras figuras além do quadrado original da prancha.
a) Em relação às peças do tangram, quantas têm formato de:
- triângulo?
- pentágono?
Respostas: Triângulo: 5 peças; Pentágono: nenhuma.
b) Classifique as afirmações em verdadeira ou falsa.
- Com as peças C e E, é possível representar um polígono com 3 ângulos internos.
- Com as peças B, C e D é possível representar um pentágono.
- Com as peças B e D é possível representar um pentágono.
Respostas: Verdadeira; Verdadeira; Verdadeira.
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5. Você sabe o que é um polígono regular? Trata-se de um polígono com todos os lados medindo o mesmo comprimento e todos os ângulos internos congruentes. A seguir temos as representações de um polígono regular e de um polígono não regular.
Embora todos os seus ângulos internos sejam congruentes, seus lados não têm a mesma medida de comprimento.
Atenção!
Nas figuras, os lados com a mesma medida de comprimento estão indicados com a mesma quantidade de risquinhos.
De acordo com as medidas indicadas, classifique os polígonos a seguir em regular ou não regular.
Respostas: A. Regular; B. Não regular; C. Não regular.
6. Os mosaicos são utilizados, por exemplo, para revestir paredes e fachadas de construções. Eles são compostos de pequenas peças fixadas sobre a superfície, de modo que elas não se sobreponham e que não sobrem espaços descobertos. Utilizando apenas quadrados é possível formar um mosaico. Note que a soma das medidas dos ângulos indicados no mosaico é .
Escreva no caderno com quais polígonos regulares a seguir não é possível formar um mosaico usando apenas um tipo.
Resposta: Pentágono e octógono.
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7. Analise as malhas quadriculadas.
Juntando a malha A com a E, obtemos o seguinte polígono. Classifique-o de acordo com a quantidade de lados.
Resposta: Hexágono.
8. Considerando as malhas quadriculadas da atividade anterior, responda às questões.
a) Que polígono podemos obter ao juntar adequadamente as malhas:
- A e B?
- D e F?
- E e F?
- B e D?
Respostas: A e B: octógono; D e F: quadrilátero; E e F: heptágono; B e D: heptágono.
b) Em apenas um caso podemos unir duas malhas e obter um polígono regular. Quais são essas malhas? Qual é o nome do polígono formado?
Respostas: A e C; Quadrilátero ou quadrado.
9. Analise as figuras geométricas espaciais.
a) Quanto à quantidade de lados, nomeie, em seu caderno, as faces de cada uma dessas figuras geométricas espaciais.
Resposta: Cubo: quadrilátero; Pirâmide: quadrilátero e triângulo.
b) A face de alguma dessas figuras é um polígono regular? Se sim, qual seria?
Resposta: Sim; o quadrado.
10. A medida do perímetro de um polígono é a medida do comprimento de seu contorno. Sabendo disso, determine a medida do comprimento do lado de um:
a) heptágono regular cujo perímetro mede .
b) decágono regular cujo perímetro mede .
c) octógono regular cujo perímetro mede .
d) dodecágono regular cujo perímetro mede .
Respostas: a) ; b) ; c) ; d) .
11. Parte de um polígono regular foi coberta por uma mancha, como representado a seguir. Qual é a medida de cada um de seus outros ângulos internos?
Resposta: .
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Os triângulos
Olhando ao seu redor, você consegue identificar elementos que se pareçam com um triângulo? Muitos objetos têm esse formato ou se assemelham a esse polígono, como é caso das bandeirinhas apresentadas na imagem.
O triângulo é um polígono com 3 lados e, consequentemente, 3 vértices e 3 ângulos internos. A seguir estão representados um triângulo e alguns de seus elementos.
Para indicar a medida do comprimento de cada lado, podemos usar a letra minúscula do vértice oposto. E quanto à medida de cada ângulo interno, também podemos usar com a letra minúscula do vértice, porém com circunflexo.
Atenção!
Podemos nomear um triângulo pelas 3 letras maiúsculas de seus vértices. Por exemplo, o triângulo apresentado pode ser chamado triângulo ABC ou simplesmente .
Os triângulos podem ser classificados de acordo com as medidas do comprimento de seus lados.
Equilátero: triângulo cujos lados têm medidas de comprimento iguais.
Isósceles: triângulo em que pelo menos 2 de seus lados têm medidas de comprimento iguais.
Escaleno: triângulo em que todos os lados apresentam diferentes medidas de comprimento.
; ;
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Os triângulos também podem ser classificados conforme a medida de seus ângulos internos.
Triângulo retângulo: tem um ângulo reto, ou seja, cuja medida é igual a .
Triângulo obtusângulo: tem um ângulo obtuso, ou seja, cuja medida é maior do que .
Triângulo acutângulo: tem todos os ângulos com medidas menores do que .
Questão 2. Em sua opinião, é possível um triângulo:
a) acutângulo ser classificado como triângulo retângulo? Justifique sua resposta.
Resposta: Não. Espera-se que os estudantes compreendam que, para um triângulo ser acutângulo, todos os seus ângulos internos devem ser menores do que , ou seja, é impossível ser também um triângulo retângulo, pois um dos ângulos internos do triângulo retângulo mede .
b) obtusângulo ser classificado como triângulo retângulo? Justifique sua resposta.
Resposta: Não. Espera-se que os estudantes compreendam que, para um triângulo ser obtusângulo, pelo menos um dos seus ângulos internos deve ser maior do que . Desse modo, é impossível que outro ângulo desse triângulo meça , pois a soma das medidas dos ângulos internos de um triângulo é .
Atividades
Faça as atividades no caderno.
12. Quantos triângulos podemos identificar em cada item?
Respostas: A. 8 triângulos; B. 53 triângulos.
13. No caderno, nomeie os triângulos e identifique os vértices, os lados e os ângulos internos de cada um deles.
Respostas nas orientações ao professor.
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14. Com uma régua, meça o comprimento dos lados de cada triângulo e classifique-o em equilátero, isósceles ou escaleno.
Resposta: Triângulo ABC: escaleno; triângulo JKL: equilátero; triângulo DEF: isósceles; triângulo GHI: equilátero; triângulo QRS: escaleno.
15. Em cada item, estão indicadas as medidas dos três ângulos internos de um triângulo. Com base nisso, classifique cada triângulo em retângulo, obtusângulo ou acutângulo.
a) , e .
b) , e .
c) , e .
d) , e .
Respostas: a) Obtusângulo; b) Retângulo; c) Acutângulo; d) Acutângulo.
16. Paulo dobrou uma folha de papel ao meio e desenhou parte de um triângulo.
Em seguida, recortou a folha e obteve a representação de um triângulo.
a) Qual é a medida do comprimento de cada lado do triângulo que Paulo representou?
b) Com base na medida do comprimento dos lados, classifique o triângulo que Paulo representou.
c) É possível construir um triângulo equilátero com o mesmo procedimento de Paulo? E um triângulo escaleno?
Respostas: a) , e ; b) Isósceles; c) Sim. Não.
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Os quadriláteros
Denise representou alguns polígonos em uma folha de papel. Em seguida, ela recortou essas representações e montou um mosaico.
As figuras que compõem esse mosaico são quadriláteros, ou seja, têm 4 lados, 4 vértices e 4 ângulos internos.
Assim como no triângulo, para indicar a medida de cada ângulo interno de um quadrilátero, podemos usar a letra do vértice, porém minúscula e com circunflexo.
Atenção!
Podemos nomear um quadrilátero pelas 4 letras maiúsculas de seus vértices. Por exemplo, a figura a seguir pode ser chamada quadrilátero .
De acordo com a medida do comprimento de seus lados, alguns quadriláteros recebem nomes especiais.
Paralelogramo: quadrilátero com 2 pares de lados paralelos.
;
Além disso, os lados opostos têm a mesma medida de comprimento:
;
Nesse paralelogramo os lados e são paralelos, assim como os lados e .
Trapézio: quadrilátero com apenas 1 par de lados paralelos.
Contudo, alguns quadriláteros não são paralelogramos nem trapézios.
Questão 3. Junte-se a um colega e desenhem, cada um em seu caderno, dois quadriláteros que não sejam paralelogramo nem trapézio.
Resposta nas orientações ao professor.
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De acordo com suas características, alguns paralelogramos recebem nomes especiais.
Retângulo: paralelogramo com os 4 ângulos internos retos.
Quadrado: paralelogramo com os 4 ângulos internos retos e os 4 lados com medidas de comprimento iguais.
Losango: paralelogramo com os 4 lados com medidas de comprimento iguais.
Questão 4. Todo quadrado pode ser classificado como:
a) retângulo? Justifique sua resposta.
Resposta: Sim, pois para ser retângulo é necessário ser paralelogramo com os 4 ângulos internos retos, o que corresponde às características dos quadrados.
b) losango? Justifique sua resposta.
Resposta: Sim, pois para ser losango é necessário ser paralelogramo com os 4 lados com medidas iguais, o que corresponde às características dos quadrados.
Instrumentos e softwares
Construindo quadriláteros no GeoGebra
Siga as orientações do professor e estes passos para construir um quadrilátero qualquer e um paralelogramo no GeoGebra.
Quadrilátero qualquer
1º. Com a ferramenta Ponto, marque 4 pontos quaisquer A, B, C e D, de modo que os quatro não estejam alinhados.
2º. Com a ferramenta Polígono, clique sobre os pontos A, B, C, D e A, nessa ordem.
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Paralelogramo
1º. Clique com a ferramenta Ponto marcando 3 pontos quaisquer , e , de modo que os três não estejam alinhados.
2º. Com a ferramenta Reta, trace as retas r e t que passam por e , e por e , respectivamente.
3º. Trace uma reta p, paralela à r, passando por , e uma reta q, paralela à t, passando por , conforme vimos na página 186.
4º. Com a ferramenta Interseção de dois objetos, clique sobre a reta p e, depois, sobre a reta q para marcar o ponto .
5º. Com a ferramenta Polígono, construa o paralelogramo ABDC.
Faça o teste: Com a ferramenta Ângulo, meça os ângulos internos do paralelogramo construído e verifique se as medidas dos ângulos opostos são iguais. Além disso, usando a ferramenta Mover, arraste os pontos , ou para verificar se o quadrilátero ABDC continua sendo um paralelogramo.
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Atividades
Faça as atividades no caderno.
17. Com os instrumentos de medida adequados, verifique se entre os quadriláteros a seguir há algum retângulo, losango ou quadrado. Depois, classifique-os.
Resposta: O quadrilátero B é um losango; o quadrilátero C é um quadrado (consequentemente, um retângulo e um losango); o quadrilátero D é um retângulo.
18. Considere os quadriláteros representados nas malhas quadriculadas a seguir.
Associe no caderno cada quadrilátero a uma das informações a seguir, escrevendo a letra e o número correspondentes.
1. Quadrilátero sem pares de lados paralelos, ou seja, não é paralelogramo nem trapézio.
2. Quadrilátero apenas com os lados e paralelos, ou seja, é um trapézio.
3. Paralelogramo com lado paralelo ao lado e lado paralelo ao lado .
Resposta: A-3; B-2; C-1.
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19. Nomeie os quadriláteros que podemos identificar na figura. Em seguida, classifique cada um deles em paralelogramo ou trapézio.
Atenção!
As retas m e o são paralelas, assim como as retas q e r.
Resposta: Quadrilátero ADEF: trapézio; Quadrilátero ACEF: trapézio; Quadrilátero BDEF: paralelogramo; Quadrilátero BCEF: trapézio.
20. No caderno, associe cada quadrilátero representado na malha quadriculada a um único nome. Para isso, escreva a letra e o número correspondentes.
A. Quadrado
B. Retângulo
C. Losango
D. Trapézio
Resposta: A-4; B-3; C-2; D-1.
21. Classifique as afirmações em verdadeira ou falsa. Em seguida, reescreva as falsas em seu caderno corrigindo-as.
a) Todo retângulo é um quadrado, mas nem todo quadrado é um retângulo.
Resposta: Falsa. Sugestão de correção: Todo quadrado é um retângulo, mas nem todo retângulo é um quadrado.
b) Existem losangos que são retângulos.
Resposta: Verdadeira.
c) Alguns trapézios podem ser classificados como paralelogramos.
Resposta: Falsa. Sugestão de correção: Os trapézios não podem ser classificados como paralelogramos.
d) Todo quadrado é um losango, mas nem todo losango é um quadrado.
Resposta: Verdadeira.
e) Existem retângulos que são losangos.
Resposta: Verdadeira.
f) Alguns paralelogramos podem ser classificados como trapézios.
Resposta: Falsa. Sugestão de correção: Os paralelogramos não podem ser classificados como trapézios.
22. Utilizando o GeoGebra, construa:
a) um quadrilátero qualquer.
b) um paralelogramo.
c) um trapézio.
Respostas na seção Resoluções.
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O que eu estudei?
Faça as atividades em uma folha de papel avulsa.
1. Descubra o padrão da sequência e, em uma folha de papel avulsa, escreva os nomes dos dois polígonos seguintes.
Resposta: Hexágono e quadrilátero.
2. De acordo com a quantidade de lados, classifique os polígonos que formam cada planificação a seguir.
Respostas: A. Triângulos e quadriláteros; B. Quadriláteros; C. Pentágonos e quadriláteros; D. Triângulos e quadrilátero.
3. Usando os instrumentos que julgar necessário, classifique os triângulos da malha triangular a seguir conforme a medida do comprimento de seus lados e a medida de seus ângulos internos.
Atenção!
A malha é formada apenas por triângulos equiláteros.
Resposta: Triângulo A: equilátero e acutângulo; Triângulo B: isósceles e acutângulo; Triângulo C: equilátero e acutângulo; Triângulo D: escaleno e retângulo.
4. Em uma folha de papel avulsa, escreva quantos triângulos e quantos quadriláteros há na planificação de cada figura geométrica espacial representada a seguir.
Respostas: A. Triângulos: seis; Quadriláteros: nenhum; B. Triângulos: dois; Quadriláteros: três; C. Triângulos: quatro; Quadriláteros: um; D. Triângulos: nenhum; Quadriláteros: cinco.
5. Classifique as afirmações a seguir em verdadeira ou falsa. Depois, em uma folha de papel avulsa, reescreva as falsas corrigindo-as.
a) O paralelogramo é um quadrilátero com apenas 1 par de lados paralelos.
Resposta: Falsa. Sugestão de correção: O paralelogramo é um quadrilátero com 2 pares de lados paralelos.
b) O trapézio é um quadrilátero com apenas 1 par de lados paralelos.
Resposta: Verdadeira.
c) Todo quadrado é também losango.
Resposta: Verdadeira.
d) O retângulo é um paralelogramo que tem os 4 lados com as medidas de comprimento iguais.
Resposta: Falsa. Sugestão de correção: O retângulo é um paralelogramo com os 4 ângulos internos retos.