SÍNTESE DE CONTEÚDO – MATEMÁTICA SEGUNDA SÉRIE - ENSINO MÉDIO ASSUNTO : OS PRISMAS (PARTE 2) NOME : ..............................................NÚMERO : ...... TURMA :....... 6) Áreas relacionadas aos prismas : a) Área da base : É a área do polígono que representa a base . Exemplos : 1) Se um prisma tem base triangular com as arestas da base medindo 2 cm , 5 cm e 6 cm , calcule a área da base do prisma . 5 2 6 A base é irregular , mas como as arestas são conhecidas , podemos usar a fórmula de Heron , vista no último trabalho : Seja A b a área da base . Como o semi2 5 6 13 perímetro da base é p = cm , 2 2 13 13 13 13 Temos : ( Ab)2 = ( 2)( 5)( 6) 2 2 2 2 3 39 e Ab = cm 2 4 2) Se um prisma regular tem base hexagonal com arestas da base medindo 2 cm , então calcule a área da base desse prisma . 2 cm Como a área do hexagono regular é dada em função do lado pela fórmula já conhecida 3a 2 3 Ahex = , temos no caso do prisma : 2 3(2) 2 3 Ab = 6 3 cm 2 2 1 2 b) Área Lateral : Você já deve ter percebido que : As faces laterais de um prisma oblíquo são paralelogramos , e As faces laterais de um prisma reto são retângulos . paralelogramo retângulo Então : - No prisma reto : Área de uma face = Área de retângulo . - No prisma oblíquo : Área de uma face = Área de paralelogramo Área lateral de um prisma é a soma das áreas de todas as faces laterais do prisma . Exemplos : 1) A figura abaixo mostra um prisma hexagonal regular com aresta com aresta da base medindo = 8 cm e altura h = 10 cm . Calcule a área da base e a área lateral do prisma . A base é mostrada na figura da direita . Sua área é 3(8) 2 3 Ab = 96 3 cm 2 2 Como o prisma é regu – lar , cada uma de suas faces laterais é um retângulo xh e tem área = 8.10 = 80 cm2. Logo , como são 6 faces laterais , AL = 6. 80 =480cm2. . 3 2) Calcule a área lateral do paralelepípedo mostrado na figura a seguir , sabendo que o comprimento é o quíntuplo da altura , a largura é o dobro da altura e a diagonal mede 2 30 cm . a)Cálculo das dimensões do paralelogramo :Como a diagonal foi dada , te - P x 2x Q 5x mos: 2 30 (5 x) 2 (2 x) 2 ( x) 2 Elevando ambos os lados ao quadrado , temos 120 = 30x2 de onde x = 2 cm .As dimensões do paralelogramo são 10 cm , 4cm e 2 cm . b) Cálculo da área lateral do paralelepípedo : A área lateral compreende : 2 retângulos 10x2 e 2 retângulos 4x2 . Então : AL= 2.10.2 + 2.4.2 = 40 + 16 = = 56 cm2 . c) Área total do prisma : É a soma das áreas das bases com a área lateral . Então , temos : AT = AL + 2. Ab Exemplo : Calcule a área total do prisma reto abaixo . 1) Como a base é um triângulo retângulo isósceles , temos : (3 2 ) 2 = a2 + a2 a 2 = 9 e a = 3 cm . 3.3 9 2) A b = cm . 2 2 3) AL = 2. ( 3 . 6) + ( 3 2 . 6) = 36 + 18 2 cm2. 9 4) AT = AL + 2. Ab = (36 + 18 2 ) + 2. = 2 2 = 45 + 18 2 = 9( 5 + 2 2 ) cm . 4 EM ALGUNS CASOS ESPECIAIS É POSSÍVEL CRIAR FÓRMULAS GERAIS ! VEJA ! 1) Se o prisma é regular com aresta da base a e altura h , podemos ter : AL = n . ah e AT = n.ah + 2. Ab , onde n é o número de arestas da base . 2) Num paralelepípedo retângulo , em geral , temos as dimensões indicadas na figura abaixo . Então vale a fórmula : c AT = 2.(ab + ac + bc) b a 3) No cubo , temos 6 faces quadradas e congruentes com arestas de medida a . Vale então a fórmula : AT = 6a2 a a a 5 7) VOLUME DOS PRISMAS : A secção transversal de um prisma é a intersecção não vazia , desse prisma com qualquer plano , paralelo às suas bases . Veja figura : Num prisma , todas as secções transversais têm mesma área já que todas as secções transversais são paralelas às bases e as arestas laterais são paralelas entre sí . Isso significa que , se você empilhar várias porções congruentes do plano , terá um sólido de volume equivalente às áreas de todas as porções juntas , no caso do prisma , a área de um polígono várias vezes . Em outras palavras , podemos fatiar um prisma em prismas congruentes de altura unitária : Como todas as fatias têm altura unitária , e todas elas têm a mesma área que é Ab , podemos enunciar o seguinte : 6 O VOLUME DE UM PRISMA É O PRODUTO DA ÁREA DE SUA BASE POR SUA ALTURA* *A altura do prisma é a soma das alturas unitárias dos prismas menores (fatias) . Em linguagem matemática teremos : VPRISMA = Ab . h Exemplos : 1) Calcule a área total e o volume do paralelepípedo retângulo da figura a seguir : ( medidas dadas em cm ) A B D C 13 E F 5 H 3 G Resolução : a) O triângulo EGH é retângulo em H . Então : (5)2 = (3)2 + (EH)2 , de onde sai que EH = 4 cm b) O triângulo AEG é retângulo em E . Então : (13)2 = (5)2 + (AE)2 , de onde sai que AE = 12 cm c) AT = 2.( 3.4 + 3.12 + 4.12) = 192 cm2 d) V = Ab . h = 3.4.12 = 144 cm3 2) Na figura seguinte , a base do prisma regular está inscrito na circunferência de perímetro igual 6 cm . Se a altura do prisma é igual a 8 cm , calcule seu volume . Resolução : Sabemos que o perímetro de uma circunferência de raio r é igual a 2r que , neste caso , é igual a 6 . Então : 2 = 6 , de onde = 3 cm Como a base é um hexágono regular , temos : A b Logo V = Ab . h = 27 3 . 8 108 3 cm 3 2 3(3) 2 3 27 3 = cm 2 2 2 7 3) Se a diagonal de um cubo mede 6 dm , calcule sua área total e seu volume . Resolução : 6 dm a a Sabemos que a diagonal de um cubo com aresta a é a 3 . Então temos a 3 6 a = 2 3 dm e teremos ainda : a) AT = 6 . (2 3 ) 2 72 dm 2 b) V = Ab . h = a .a . a = a3 = (2 3 ) 3 24 3 dm3 a AQUI TAMBÉM É POSSÍVEL CRIAR FÓRMULAS PARA OS PARALELEPÍPEDOS Como , nos paralelepípedos de dimensões a , b e c , a base pode ter área ab , bc ou ac com alturas c , a ou b , respectiva – mente , podemos registrar : Vparal = abc Então , para os cubos de aresta a , teremos Vcubo = a3