T E M A ÂNGULOS E TRIÂNGULOS CONTEÚDOS • Ângulos Complemento Suplemento Exemplos • Triângulos Classificações Exemplos Definição [ Ângulos ] Chamamos ângulo à reunião de duas semi-retas de mesma origem. b A O A OB BOA a Ob B a O ponto O é o vértice do ângulo. Os lados do ângulo são as semi-retas O A e O B. b A O A OB BOA a Ob B a [ Ângulos Consecutivos ] Dois ângulos são consecutivos se, e somente se, um lado de um deles coincide com um lado do outro. A OC e B O C consec u t ivo s A O C o lado com um B O C [ Ângulos Adjacentes ] Dois ângulos consecutivos são adjacentes se, e somente se, não têm pontos internos comuns. A OB e B O C adjac e ntes A B O C [ Ângulos Complementares] Dois ângulos são ditos complementares quando a soma de suas medidas é 90°. B C A OC BOC O A 90 [ Exemplo ] Qual o ângulo que complemento em 76°? excede o seu [ Solução ] Chamemos o ângulo procurado de x. Logo, seu complemento será (90° – x). Como o ângulo excede o complemento em 76° temos x = (90° – x) + 76°, encontrando 2x = 166° e logo x = 83°. [ Ângulos Suplementares ] Dois ângulos são ditos suplementares quando a soma de suas medidas é 180°. A B O A OC BOC C 180 [ Observação ] O ângulo de medida 90° é chamado de ângulo reto, e o de medida 180°, de ângulo raso. [ Exemplo ] Obtenha o valor de x abaixo: 35 . x [ Solução ] Basta ver que 35° + 90° + x = 180°, logo x = 180° - 125° = 55°. [ Ângulos Opostos pelo vértice (o.p.v.) ] Dois ângulos são o.p.v. se , e somente se, os lados de um deles são as respectivas semi-retas opostas aos lados do outro. A D O C B A OB e D OC o .p .v. [ Observação ] Dois ângulos o.p.v. são congruentes. [ Exemplo ] Encontrar o valor de abaixo: D 4x 2 y x y A 2x y C B [ Solução ] Inicialmente temos que: x y 2x y D x y 4x 2 y O A 2x y C B x y 2x y 0 x 2y 0 x 2y i [ Solução ] Por outro lado, 4 x 2 y 2 x y 180 6 x 3 y 180 ii Substituindo (i) em (ii), obtemos DD 44xx 22yy x y AA 22xx yy CC BB 6 2 y 3 y 180 9 y 180 y 20 [ Solução ] Por último, 4x 2 y 4 2 y 2 y D 4x 2 y x y A 2x y C B 6y 6 20 120 Definição [ Bissetriz de um ângulo ] Uma semi-reta Oc interna a um ângulo aÔb é chamada bissetriz desse ângulo se, e somente se, a Oc bOc b c O a m a Oc m b Oc [ Exemplo ] Vamos obter x, sabendo que a semi-reta OP é bissetriz do ângulo AÔB: B y 10 2y P x 30 O A B y 10 2y P x 30 O A [ Solução ] Como OP é bissetriz temos y – 10° = x + 30°, assim y – x = 40° (1) Por outro lado sabemos que 2y + y –10° + x + 30° = 180°, assim 3y + x = 160° (2) [ Solução ] Por último resolvendo o sistema formado pelas equações (1) e (2) y – x = 40° 3y + x = 160° encontramos: y = 50° e x = 10°. [ Classificação de Um Ângulo Quanto à Medida] • Agudo: quando mede menos que 90° x < 90° x • Obtuso: quando mede mais que 90° x x > 90° Definição [ Triângulos ] Dados três pontos A, B e C, não colineares, chamamos triângulo ABC e indicamos por ▲ABC, à reunião dos segmentos AB, BC e AC. A b c B a C [ Triângulos ] Identificando seus elementos temos: A b c B a C • A, B e C são vértices; • Os segmentos AB, BC e AC de medidas c, a, e b; são os lados; • A , B e C são os ângulos internos. [ Classificação dos triângulos ] Essa classificação é feita observando-se dois critérios: (1°) Lados: (2°) Ângulos: * Escaleno * Retângulo * Isósceles * Acutângulo * Equilátero * Obtusângulo [ Classificação dos triângulos ] [ Escaleno ] Todos os diferentes. lados possuem medidas x y, x z, y z A z x B y C [ Classificação dos triângulos ] [ Isósceles ] Possui dois lados com medidas iguais (consequentemente, os ângulos da base BC são iguais). A B x x y C [ Exemplo ] Se o ▲ABC é isósceles de base BC, determine x e y. A 2 x 40 x 45 y B C [ Solução ] Sabemos que os ângulos da base são iguais, logo, A 2 x 40 y B x 45 y C [ Solução ] Assim y + x + 45° = 180° e obtemos y + x = 135°(1) Da mesma forma y + 2x - 40° = 180°, obtemos então y + 2x = 220°(2) Resolvendo o sistema formado pelas equações (1) e (2) encontramos; x = 85° e y = 50° [ Classificação dos triângulos ] [ Equilátero ] Todos os lados possuem a mesma medida (consequentemente, os ângulos também): A 60 B x x 60 60 x C [ Classificação dos triângulos ] [ Observação ] No triângulo eqüilátero a altura divide a base BC em duas partes iguais: A x x h . B x 2 H 60 x C 2 De fato observando o triângulo AHC e utilizando uma das relações trigonométricas temos: A y cos 60 x x x h . B H 60 y 1 2 C y y x x 2 Podemos deduzir também a fórmula da altura deste triângulo: No AHC : 2 x 2 h x 2 A x h x 2 h x 2 x 2 x 2 4 . B 2 H 60 x h 2 C 3x 2 4 2 h x 3 2 [ Exemplo ] Num triângulo isósceles, de perímetro 32 cm, a altura relativa à base vale 8 cm. Calcule as medidas dos lados congruentes. A 8 . B H C A x x 8 . B H C [ Solução ] Fazendo AB = AC = x, vem: BC = 32 − 2x Como H é o ponto médio de BC, temos: BH = HC = 16 − x A x B No AHC : 8 8 16 x x . 16 x H 2 2 x 16 x C Portanto, AB = AC = 10 cm. 2 32 x 320 x 10 [ Classificação dos triângulos ] [ Retângulo ] Possui um ângulo reto. A . B C [ Classificação dos triângulos ] [ Acutângulo ] Possui todos os ângulos agudos. A 0 , , 90 B C [ Classificação dos triângulos ] [ Obtusângulo ] Possui um ângulo obtuso. A B C 90 180 [ Definições Importantes ] Mediana de um triângulo − é um segmento que une um vértice ao ponto médio do lado oposto. A A M 1 m ediana do lado B C AM 1 m ediana do vertice A B M1 C [ Definições Importantes ] Bissetriz interna de um triângulo − é o segmento que une um vértice ao lado oposto e que divide o ângulo desse vértice em dois ângulos congruentes. A S 1 b issetriz d o la d o B C A AS 1 bissetriz do vertice A B S1 C B AS 1 C AS 1 [ Teorema Importante ] Teorema do ângulo externo − Dado um ▲ABC um ângulo externo deste triângulo é sempre maior que qualquer um dos ângulos internos não adjacentes. A B C Em particular temos que A 180 B C Agora como 180 180 [ Observação ] (1) Ao maior lado opõe-se o maior ângulo, (2) Em todo triângulo, cada lado é menor que a soma dos outros dois (desigualdade triangular), ou seja: a bc A b ac b c c ab B a C [ Exemplo ] Na figura abaixo, r é a bissetriz do ângulo AÔC. Se α = 40° e β = 30°, qual o valor de γ? O A . H C r O A . H C r [ Solução ] Como α + β = 70°, temos AÔC=110° e, como r é bissetriz, m(rÔC) = m(rÔA)=55°. Por outro lado observando o ▲AOH temos que AÔH = 50°, mas como AÔH + γ = 55°, logo temos γ = 5°. [Congruência de Triângulos] A idéia de congruência: duas figuras planas são congruentes quando têm a mesma forma e as mesmas dimensões (isto é, o mesmo tamanho). Para escrever que dois triângulos ABC e DEF são congruentes, usaremos a notação: ABC DEF Consideremos os triângulos abaixo: C A B T R S Existe congruência entre os lados: AB e RS, BC e ST, CA e TR e entre os ângulos: AeR,BeS,CeT Daí, o triângulo ABC é congruente ao triângulo RST. Escrevemos: ABC RST Dois triângulos são congruentes, se os seus elementos correspondentes são ordenadamente congruentes, isto é, os lados correspondentes e os ângulos correspondentes dos triângulos têm as mesmas medidas. Para verificar se dois triângulos são congruentes, não é necessário conhecer a medida de todos os elementos. Basta conhecer três elementos, entre os quais esteja presente pelo menos um lado. [ LLL (Lado, Lado, Lado) ] Os três lados são conhecidos. Se dois triângulos têm, ordenadamente, os três lados congruentes, então eles são congruentes. Observe que os elementos congruentes têm a mesma marca. T R C S A B [ LAL (Lado, Ângulo, Lado) ] Dados dois lados e um ângulo. Se dois triângulos têm ordenadamente congruentes dois compreendido, congruentes. lados então e o ângulo eles são T R C S A B [ ALA (Ângulo, Lado, Ângulo) ] Dados dois ângulos e um lado. Se dois triângulos têm ordenadamente congruentes um lado e os dois ângulos a ele adjacentes, congruentes. então eles são T R C S A B [ LAAo (Lado, Ângulo, Ângulo oposto) ]: Conhecido um lado, um ângulo e um ângulo oposto ao lado. Se dois triângulos têm ordenadamente congruentes um lado, um ângulo adjacente e o ângulo oposto a esse lado então eles são congruentes. T R C S A B [ Exemplo 1 ]: Na figura, o triângulo ABC é congruente ao triângulo DEC. Determine o valor de x E e y. 2x + 10° 5y A 3x y + 48° . . C B D [Solução]: E 2x + 10° 5y A 3x y + 48° .. D C B Como os triângulos ABC e DEC são congruentes (nessa ordem de elementos), Temos que 3x = 2x + 10° e 5y = y + 48°, logo, x = 10° e y = 12°. [Proposição 1] A soma das medidas de quaisquer dois ângulos internos de um triângulo é menor que 180°. [Demonstração] Sabemos que a soma dos ângulos internos de um triângulo é 180°, logo, a soma de dois deles é menor que 180°. [Corolário 1] Todo triângulo possui pelo menos dois ângulos internos agudos. Dois triângulos que têm os mesmos ângulos NÃO são, necessariamente congruentes. CONTEÚDOS • Triângulos Definição Critérios de semelhança Exemplos Definição [ Semelhança de Triângulos ] Dois triângulos são semelhantes se, e somente se, possuem os três ângulos ordenadamente congruentes e os lados correspondentes (homólogos) proporcionais. A A' B' c b' c' a' b C' B a C A A' b c B' B ABC C a A ' B 'C ' b' c' A A' B B' e C C' a' C' a b c k a' b' c' onde k é a razão de semelhança. [ Exemplo 1 ] Os triângulos ABC e A’B’C’ da figura abaixo são semelhantes. Se a razão de semelhança do 1° para o 2° é 3/2, determine: (1) Os lados do ▲ABC, (2) A razão entre seus perímetros. A A' b c B 12 10 a C B' 14 C' [ Solução ] Utilizando a razão de semelhança temos a 14 b 12 c 10 3 2 a 3 14 2 b 3 12 2 c 3 10 2 a 21 b 18 c 15 [ Solução ] Dessa forma o perímetro do ▲ABC é 54 u.c. Verificando a razão entre os perímetros desses triângulos temos: 2 p ABC 2 p A ' B ' C ' 54 36 3 2 A razão entre os perímetros é igual à razão de semelhança entre eles. [ Teorema Fundamental ] Se uma reta é paralela a um dos lados de um triângulo e intercepta os outros dois em pontos distintos, então o triângulo que ela determina é semelhante ao primeiro. A D E // B C A D E D B E C ABC [ Exemplo 2 ] Se as retas DE e BC são paralelas, determine o valor de x. A 6 D 3 B E 8 x C [ Solução ] Já sabemos (pelo teorema anterior) que os triângulos ABC e ADE são semelhantes. Vamos então: (1) separar as figuras (2) escrever a proporção entre os lados conhecidos. A [ Solução ] 6 D 3 B E 8 C x A A 9 6 B x C D 8 E [ Solução ] A A 9 6 B x C D 8 E Escrevendo a proporção entre os lados correspondentes temos 6 9 8 x 6 x 72 x 12 [ Critérios de Semelhança ] Em resposta à pergunta anterior temos: [1º caso] Dois triângulos com dois ângulos ordenadamente congruentes são semelhantes. B D A A e´ angulo com um D B E C ADE ABC [ Critérios de Semelhança ] [2º caso] Dois triângulos que possuem dois lados proporcionais e com ângulos compreendidos congruentes são semelhantes. A A' b A A' c c' b B' B C b' b' c k c' C' ABC A ' B 'C ' [ Critérios de Semelhança ] [3º caso] Dois triângulos que possuem os lados correspondentes proporcionais são semelhantes. a a' A c c' B b b' A' b a a' C' C k c' B' b' c ABC A ' B 'C ' [ Exemplo 3 ] Na figura abaixo, obtenha x: A . 15 8 E x B 5 . C D 17 [ Solução ] Inicialmente separamos os triângulos e verificamos em qual caso de semelhança eles se enquadram A . 15 E 8 x B C 17 B 5 .D A . 15 E 8 x B C B 5 .D 17 [ Solução ] Estão envolvidos dois triângulos retângulos com o ângulo do vértice B comum aos dois. Portanto se enquadram no 1° caso. A . 15 E 8 x B C .D B 5 17 [ Solução ] Portanto 8 x 15 5 15 x 40 x x 40 15 8 3 [ Exemplo 4 ] Determine a medida do lado do quadrado na figura abaixo: C E . 4 A . .D . B 6 [ Solução ] Observamos que os triângulos EDC e ABC são semelhantes pelo 1° caso. Chamemos o lado do quadrado de x, assim 4x C E . 4 x A . x .D x . B x 6 [ Solução ] 4x C E . 4 x A . x .D x . B x 6 Portanto: 4x 4 x 6 4 x 24 6 x 10 x 24 x 2, 4 [ Referências ] • Iezzi, Gelson. Matemática: Ciência e aplicações. São Paulo: Editora Atual, 2004. • Giovanni, José Ruy. Matemática: Conjuntos, Funções FTD,1992. e Progressões. São Paulo: Crescer é Ser cada dia um pouco mais nós mesmos. Dar espontaneamente sem cobrar inconscientemente. ... Aprender a ser feliz de dentro para fora. ... Sentir a vida na natureza. ... Reconhecer nossos erros e valorizar nossas virtudes. ... Entender que temos o espaço de uma vida inteira para crescer. ... Assumir que nunca seremos grandes, que o importante é estar sempre crescendo.