ESPACIAL Aluno: Data: Turma: Série: 01. A figura abaixo ilustra uma casa, onde os comprimentos estão medidos em metros. Qual a distância, em metros, entre os pontos A e B? A 3 3 B 12 8 O formato desta casa consiste de um prisma reto de altura 12m, tendo por base um triângulo isósceles de base 8m e altura 3m e um paralelepípedo reto retângulo de dimensões 8m, 12m e 3m. A face retangular de dimensões 8m e 12m do prisma coincide com uma face do paralelepípedo. 02. Num cubo ABCDEFGH de aresta 12 o ponto X está na aresta EF e XF mede 3 e o ponto Y está na aresta CD e YD mede 4 (veja a ilustração a seguir) . Assinale o inteiro mais próximo da medida de XY. 03. De um paralelepípedo reto-retângulo com dimensões x, 3x e 6x, são removidos dois cubos de aresta x, como indicado na figura. Qual o comprimento da aresta do cubo cujo volume é igual ao do sólido resultante? x 3x x x x 6x A) a) 23 2 x B) C) b) 3 2 x c) 4x D) d) 33 2 x E) e) 23 3 x x 04. Uma barra de chocolate tem a forma de um prisma reto de altura 175 mm tendo por base um trapézio isósceles de bases 8 mm e 32 mm e altura 16 mm (veja a ilustração abaixo). Calcule o número A de milímetros quadrados de papel que são necessários para cobrir uma barra deste tipo de chocolate. Indique a soma dos dígitos de A. 05. A figura abaixo ilustra um prisma reto de altura 64cm e tendo por base um hexágono regular de lado 16cm. Movendo-se sobre a superfície lateral do prisma, qual a menor distância, em cm, que se deve percorrer para ir do vértice A ao vértice B ? B A 06. O sólido ilustrado abaixo é formado de três blocos retangulares de base quadrada, superpostos e de mesma altura. Ao lado está ilustrada a interseção do sólido com um dos planos perpendiculares à base dos blocos e passando pelos pontos médios das arestas que intercepta. A base do bloco maior é um quadrado de lado 90cm. Qual a terça 3 parte do volume do sólido, em dm ? 45° 45° 07. O sólido ilustrado a seguir é obtido removendo um cubo menor de um cubo maior como na figura. Se o sólido tem volume 124 e a diferença entre as arestas dos dois cubos é 4, calcule a área da superfície do sólido e indique a soma de seus dígitos. 2 08. A área da base da caixa retangular ilustrada abaixo mede 21 e a área de uma das faces mede 30. Sabendo que i, j e k são números inteiros maiores que 1, qual é a soma dos dígitos do volume da caixa? k j i 09. Uma depósito tem a forma de um paralelepípedo reto–retângulo de dimensões externas 3m, 4m e 5m e suas faces são confeccionadas com um material de espessura x, medida em m, conforme ilustração abaixo. A capacidade do 2 interior do depósito é dada por um polinômio de grau 3 em x. Indique o coeficiente de x . 10. A estrutura abaixo é de uma casa de brinquedo e consiste de um paralelepípedo retângulo acoplado a um prisma triangular. Calcule o volume da estrutura, em dm3, e indique a soma dos dígitos do valor obtido. 11. Na ilustração abaixo, o paralelepípedo retângulo foi cortado por um plano perpendicular a sua base e ficou dividido em dois sólidos. Calcule os volumes dos sólidos obtidos e indique o valor do maior. 3 12. Um paralelepípedo reto retângulo tem área total da superfície 22 e diagonal paralelepípedo? 14 . Qual a soma das arestas do 13. Um queijo tem a forma de um prisma triangular reto, de altura 10 cm, e base de lados medindo 6 cm. Ele é dividido em três prismas triangulares, de mesmo volume, por dois planos perpendiculares à base e passando por um mesmo vértice da base (veja a ilustração a seguir). Determine as áreas (em centímetros quadrados) das superfícies dos prismas assim obtidos e indique metade do inteiro mais próximo da menor delas. Dado: 14.Sejam A, B e G vértices de um cubo de aresta diagonal AG? 3 1,73 e 7 2,65 10 6 , como ilustrado abaixo. Qual a distância do vértice B a PIRÂMIDES EXERCÍCIOS 01. Seja a medida do ângulo entre as faces de um tetraedro regular. Assinale 30cos . 02. Os segmentos VA, VB e VC são dois a dois perpendiculares no espaço, como ilustrado a seguir. Se VA = 5, VB = 6, VC = 7, qual o volume da pirâmide triangular ABCV? 4 03. Na ilustração a seguir, os pontos P1, P2, P3 e P4 são pontos médios das arestas VA1, VA2, VA3 e VA4. Se a pirâmide VA1A2A3A4 tem volume 480, qual o volume da pirâmide VP1P2P3P4 ? 04. O tetraedro ABCD tem aresta AB medindo 12; a face ABD tem área 48, e a face ABC tem área 60. Se o ângulo o entre as faces ABC e ABD mede 30 , qual o volume do tetraedro? 05. As arestas do sólido convexo ilustrado a seguir são obtidas unindo os pontos médios de cada uma das arestas de um tetraedro regular aos pontos médios das quatro arestas que são concorrentes com ela. 5 2 , qual o volume do sólido? Se aresta do tetraedro mede 6 06. A seguir temos uma ilustração da Grande Pirâmide do Egito. A pirâmide é regular e o quadrado da sua altura é igual ao produto da metade do lado da base pela altura dos triângulos das faces, ou seja, se 2a é o lado da base da pirâmide, h a sua altura e H a altura dos triângulos das faces laterais temos gH a e indique 2 g 1 4 h2 H 2a 2 Ha . Calcule . 07. Na figura abaixo o cubo de aresta medindo 6 está dividido em pirâmides congruentes de bases quadradas e com vértices no centro do cubo. Qual o volume de cada pirâmide? 08. Um cubo ABCDEFGH de aresta 6 é interceptado por um plano que passa pelos pontos médios das arestas AB, BC, CG, conforme a ilustração abaixo. Qual o inteiro mais próximo do volume da pirâmide que tem por base a interseção do cubo com o plano e por vértice, o ponto F? 09. Considere o tetraedro regular (4 faces iguais) inscrito em uma esfera de raio R, onde R mede 3cm. A soma das medidas de todas as arestas do tetraedro é dada por: 6 16 3 cm . b) 13 6 cm . c) 12 6 cm . d) 8 3 cm . e) 6 3 cm a) 10. Seja V o vértice de uma pirâmide com base triangular ABC. O segmento AV, de comprimento unitário, é perpendicular à base. Os ângulos das faces laterais, no vértice V, são todos de 45 graus. Deste modo, o volume da pirâmide será igual a: 1 6 1 b) 6 1 c) 3 1 d) 6 a) 2 22 2 2 2 2 2 21 e) n.d.a. 11. Considere uma pirâmide regular com altura de 6 3 9 cm. Aplique a esta pirâmide dois cortes planos e paralelos à base de tal maneira que a nova pirâmide e os dois troncos obtidos tenham, os três, o mesmo volume. A altura do tronco cuja base é a base da pirâmide original é igual a: b) 2 6 c) 2 6 d) 2 3 e) 2 9 a) 2 cm. 3 cm. 2 cm. 3 cm. 2 3 9 3 6 cm. 3 3 3 3 3 3 3 3 12. Seja uma pirâmide regular de base hexagonal e altura 10 m. A que distância do vértice devemos cortá-la por um plano paralelo à base de forma que o volume da pirâmide obtida seja a) 2 m b) 4 m c) 5 m d) 6 m 1 8 do volume da pirâmide original? e) 8 m 13. Considere uma pirâmide regular de altura igual a 5 cm e cuja base é formada por um quadrado de área igual a 8 cm 2 . A distância de cada face desta pirâmide ao centro de sua base, em cm, é igual a: 7 15 5 6 4 3 a) b) c) d) e) 3 5 3 9 5 14. As arestas laterais de uma pirâmide regular de 12 faces laterais tem comprimento circunscrito ao polígono da base desta pirâmide mede a) 3 2. 3 b) 2 3 c) 3 3 . 2 . O raio do círculo 2 . Então o volume desta pirâmide vale: 2 2 3 3 . d) 2 . e) 4 CILINDROS 7 01. Na figura abaixo os pontos A e B estão nos círculos das bases de um cilindro, reto de raio da base 15/ e altura 12. Os pontos A e C pertencem a uma geratriz do cilindro e o arco BC mede 60 graus. Qual a menor distância entre A e B medida sobre a superfície do cilindro? 60° C B A 02. Qual das propostas abaixo pode ser utilizada para duplicar o volume de um cilindro modificando seu raio da base e sua altura? a) Duplicar o raio e manter a altura. b) Aumentar a altura em 50% e manter o raio. c) Aumentar o raio em 50% e manter a altura. d) Duplicar o raio e reduzir a altura à metade. e) Duplicar a altura e reduzir o raio à metade. 03. Um recipiente sem tampa possui a forma de um cilindro reto e sua altura e raio externos medem 12cm e 10cm, respectivamente. O material de confecção do recipiente tem espessura de 1mm. Calcule o inteiro mais próximo da capacidade, em litros, do interior do recipiente. 04. Uma barra de chocolate na forma de um cilindro circular reto com raio da base medindo 2 e altura 14 é cortado transversalmente por um plano de forma que os pontos do corte, situados à menor e a maior distância da base, distam 10 e 12, respectivamente, como ilustrado na figura abaixo. Dentre os sólidos em que fica dividida a barra de chocolate, qual o inteiro mais próximo do volume do menor ? 05. Qual o inteiro mais próximo do volume máximo obtido pela interseção de um paralelepípedo retângulo cujas arestas medem 6, 10 e 10 com um cilindro que tem raio da base 1 e altura 11 ? 8 06. Um queijo na forma de um cilindro reto de raio da base 15 cm pode ser cortado em três partes de mesmo volume, segundo as ilustrações a seguir. No primeiro caso, as partes são obtidas cortando-se o cilindro por dois planos paralelos à base; no segundo caso, o cilindro é cortado por três semi-planos perpendiculares à base do cilindro e tendo seu eixo como fronteira. Seja h a altura do queijo para o qual as partes cortadas tem a mesma área total da superfície. Indique h . 07. Considere um cilindro circular reto, de volume igual a 360 cm , e uma pirâmide regular cuja base hexagonal está inscrita na base do cilindro. Sabendo que a altura da pirâmide é o dobro da altura do cilindro e 3 que a área da base da pirâmide é de 54 3 cm 2 , então, a área lateral da pirâmide mede, em cm 2 , 08. Um cilindro equilátero de raio 3 cm está inscrito num prisma triangular reto, cujas arestas da base estão em progressão aritmética de razão s, s 0 . Sabendo-se que a razão entre o volume do cilindro e do prisma é 4 podemos afirmar que a área lateral do prisma vale: 2 a) 144 cm . b) 12 cm . 2 c) 24 cm . 2 d) e) 5 5 3 da área lateral do cilindro da área lateral do cilindro 09. A área lateral de um cilindro de revolução, de x metros de altura, é igual a área de sua base. O volume deste cilindro é: 2 .x 3 m 3 3 3 b) 4 .x m 3 3 c) 2.x m 3 3 d) 3.x m 3 3 e) 6x m a) h e o raio da base r são tais que os números , h, r de soma 6 . O valor da área total deste cilindro é: 10. Num cilindro circular reto sabe-se que a altura nesta ordem , uma progressão aritmética a) 3 b)2 3 c)15 d)20 3 3 e)30 formam , 3 11. Um cilindro circular reto é seccionado por um plano paralelo ao seu eixo. A secção fica a 5cm do eixo e separa na base um arco de 120º. Sendo de 30 3 cm 3 menor do cilindro seccionado mede, em cm : a) b) c) 2 a área da secção plana retangular, então o volume da parte 30 10 3. 30 20 3. 20 10 3. 9 d) 50 25 3. e) 100 75 3. 12. Uma piscina circular tem 5m de diâmetro. Um produto químico deve ser misturado à água, na razão de 25g por 500 litros de água. Se a piscina tem 1,6m de profundidade e está totalmente cheia, quanto do produto deve ser misturado à água? (Use: = 3,1) A) 1,45 kg B) 1,55 kg C) 1,65 kg D) 1,75 kg E) 1,85 kg 13. Uma peça de madeira com forma de um cilindro circular reto, de raio R e altura H, medidos em metros, deve ser furada no sentido longitudinal, de modo que o eixo do furo coincida com o eixo da peça. Se o volume do furo longitudinal for a metade do volume da peça antes de ser furada, o raio r do furo será, em metros , igual a 14. O reservatório em forma de cilindro reto da base 2m e altura 5m encontra-se na horizontal e preenchido com água até o nível de 3m, conforme ilustrado na figura a seguir. Calcule o volume, em m³, de água no reservatório e assinale o inteiro mais próximo do valor obtido. CONES 01. O raio da base de um cone circular reto é igual à média aritmética da altura e a geratriz do cone. Sabendo-se que o volume do cone é em metros: 128 m 3 , temos que o raio da base e a altura do cone medem, respectivamente, 02. A área total da superfície de um cone circular reto, cujo raio da base mede R cm, é igual à terça parte da área de um círculo de diâmetro igual ao perímetro da seção meridiana do cone. O volume deste cone, em cm 3 , é igual a : 03. Em m cone reto com raio da base 20 cm e altura 60 cm, está inscrito um cilindro reto, como ilustrado a seguir Qual deve ser a altura do cilindro, em cm, de modo que a área total da sua superfície seja máxima ? 10 03. Ao chegar em um bar, Eduarda encontrou seu amigo Neto. Resolveram pedir um chopp que é servido em uma tulipa, em forma de cone reto de 20 cm de altura. A tulipa é servida totalmente cheia de bebida. Neto disse a Eduarda que tomasse a metade do chopp e deixasse para ele o restante. Para atender ao pedido de Neto, Eduarda bebeu uma certa quantidade de chopp, deixando o restante para Neto. Em cm, qual a altura da quantidade de chopp deixada para Neto ? a) 2 5 c) 4 3 10 b) 10 3 4 d) 54 2 e) 43 2 04. Qual o inteiro mais próximo do volume do sólido obtido pela rotação de um triângulo equilátero de lado 5 em torno de um eixo contendo um dos lados do triângulo (veja a ilustração a seguir). As informações abaixo referem-se as duas questões a seguir. Na ilustração seguinte, temos um tetraedro ABCD com base BCD inscrita em uma circunferência. A aresta AB do tetraedro é perpendicular ao plano contendo a circunferência e BD é um diâmetro da circunferência. As medidas de AB, BD e CD são, respectivamente, 35cm, 13cm e 5cm. 11 05. Calcule a medida de AC, em cm, e assinale o valor obtido. 3 06. Calcule o volume do tetraedro, em cm , e indique a soma dos dígitos do número obtido. 07. A figura a seguir ilustra a região sólida R de um cone reto, compreendida entre duas seções meridianas que formam, entre si, um ângulo q. Indique o volume de R, sabendo que a altura do cone é 5, o raio de sua base é 3 e q = 2 radianos. 08. Na ilustração abaixo, temos um cone reto com geratriz 10cm e raio da base 6cm, assim como sua planificação. Uma formiga, inicialmente no ponto A da base do cone, poderá atingir o ponto B, caminhando sobre a superfície do cone. Se o ponto B é o ponto médio de uma geratriz VC e o arco AC da base mede 5p /9 radianos, determine a menor distância d que a formiga percorrerá para 2 alcançar o ponto B. Indique d . 09. O triângulo ABC ilustrado a seguir tem os lados AB e AC medindo 6 e 5, 12 respectivamente, e o ângulo BAC medindo 120º . Determine o volume V do sólido obtido quando o triângulo ABC gira em torno de uma reta contendo o lado AC. Indique V/p. 10. Um tronco de cone circular reto tem altura de 4cm e tem sua base maior inscrita num quadrado de lado 4cm. Sabendo-se que o volume do tronco de cone é 7/8 do volume do cone, calcule a altura do cone em centímetros. 11. Um depósito de cereais é composto de um cilindro circular reto de raio da base medindo 4m e altura 6m e de um tronco de cone com raios das bases medindo 4m e 1m e altura 1,5m, como ilustrado na figura abaixo. 3 Calcule o volume do depósito, em m , aproxime para o inteiro mais próximo e indique a soma dos seus dígitos. Dado: use a aproximação p @ 3,14. 12. Um plano que passa pelo vértice de um cone reto intercepta o círculo da base deste em uma corda de comprimento 6. Este plano forma com o plano da base do cone um ângulo de 40º e a altura do cone é 3,36. Indique o inteiro mais próximo do volume do cone. (Dado: use as aproximações tg(40º) 0,84 e 3,14 ) 13. Um reservatório tem a forma de um cone circular reto invertido. Ele está preenchido até 3 4 de sua altura, como ilustrado abaixo. Calcule o percentual (p) do volume que está preenchido e indique o inteiro mais próximo de p. 13 14. Um cilindro reto está inscrito em um cone, ou seja, a base do cilindro está contida na base do cone, e a circunferência da outra base está contida na superfície lateral do cone, como ilustrado abaixo. Se a medida do raio do cone é o triplo da medida do raio do cilindro e a altura do cone é 12, indique a altura do cilindro. ESFERAS 01. A cúpula de uma igreja é uma semi-esfera apoiada sobre um quadrado de 12m de lado (isto é, o círculo base da semi-esfera está inscrito neste quadrado). Determine a superfície da cúpula 02. Duas esferas de metal com raios medindo 2r e 3r se fundem para formar uma esfera maior. Determine o raio desta nova esfera. 2 03. Uma esfera é equivalente a um cilindro reto cuja área total é igual a 42cm . Sabendo que o raio do cilindro mede 3cm, determine o raio da esfera e a razão entre a área da superfície da esfera e a área total de um cone reto que tenha a mesma base e mesma altura do cilindro dado. 04. Considere a Terra como uma esfera de raio 6.370km. Qual é sua área superficial? Descobrir a área da superfície coberta de água, sabendo que ela corresponde a aproximadamente 3/4 da superfície total. 14 05. Na figura a seguir, quatro esferas (A, B, C e D) de raio 1 estão no interior de um paralelepípedo reto, tendo por base um losango, e cada uma das esferas é tangente a quatro faces do paralelepípedo (a outra figura é a interseção do paralelepípedo com o plano passando pelos centros das esferas). Além disso, as esferas A e D são tangentes às demais enquanto B e C são tangentes a A e D. Indique o inteiro mais próximo do volume do paralelepípedo. A C B D 06. Um cilindro reto de raio da base 8cm e altura 30cm está inscrito em uma superfície esférica. Calcule o volume V, em cm3, da região da esfera exterior ao cilindro e indique a soma dos dígitos do inteiro mais próximo de V. Aproxime p por 3,14. 07.Na figura abaixo, uma esfera está inscrita em um cilindro reto. O raio da base do cilindro tem a mesma medida do raio da esfera e um diâmetro da esfera coincide com o eixo do cilindro (veja a ilustração a seguir). Analise as afirmações seguintes, acerca das áreas das superfícies e dos volumes da esfera e do cilindro: 0-0) A área lateral do cilindro é metade da área da superfície da esfera. 1-1) O volume do cilindro é três meios do volume da esfera. 2-2) A área da superfície da esfera é dois terços da área total do cilindro. 3-3) O volume do cilindro é o produto da área da superfície da esfera pela metade do raio. 4-4) O volume da região interna ao cilindro e exterior à esfera é um terço do volume do cilindro. 15 08. Admita que a Terra seja esférica, com raio de 6300 km. Dois navios encontram-se sobre o mesmo paralelo, a 60° de latitude norte, estando, um deles sobre o meridiano de Greenwich, e o outro, sobre um meridiano a 20° de longitude Oeste. Em quilômetros, podemos afirmar que a menor distância entre os navios, medida sobre a superfície da Terra, ao longo do paralelo, é igual a Considere o valor de igual a 22/7 e divida o resultado por 100. A) 11 B) 22 C) 110 D) 220 E) 55 09.Considere uma esfera inscrita em um cilindro circular reto cuja altura é igual ao diâmetro da base. I II 00 A relação entre o volume da esfera e o volume do cilindro é 3/2 . 11 A relação entre o volume da esfera e o volume do cilindro é . 2/3 22 O volume da esfera é 1/3 do volume do cilindro. 3 3 A relação entre o volume do cilindro e o da esfera é igual à relação entre a área total do cilindro e a área da esfera. 44 A relação entre a área total do cilindro e a área da esfera é 3/2 10. Derretendo uma peça maciça de ouro de forma esférica, quantas peças da mesma forma se pode confeccionar com este ouro, se o raio das novas peças é um terço do raio da anterior? Admita que não houve perda de ouro durante o derretimento. 11. A razão entre o volume de uma esfera de raio R e o volume de um cubo nela inscrito é: a) 3 2 2 b) 2 c) 2 d) 2 3 e) 3 12. Justapondo-se as bases de dois cones retos e idênticos de altura H, forma-se um sólido de volume v. Admitindo-se que a área da superfície deste sólido é igual a área da superfície de uma esfera de raio H e volume V, a razão a) 11 1 4 16 v V vale: b) c) d) e) 13 1 4 15 1 4 17 1 4 19 1 4 13. Uma esfera de raio r é seccionada por n planos meridianos. Os volumes das respectivas cunhas esféricas contidas em uma semi-esfera formam uma progressão aritmética de razão igual a a) 4 r3 18 r3 45 . Se o volume da menor cunha for , então n é igual a: b) 3 c) 6 14. A razão entre os volumes de duas esferas é d) 5 e) 7 1, 23 . Qual a razão entre as áreas de suas superfícies ? 15. Se um cone circular reto, cujo raio da base é 3, está inscrito numa esfera de raio 5. O volume do cone corresponde a que percentual do volume da esfera ? 16. Uma laranja de 12 gomos iguais assemelha-se a uma esfera de raio R. Determine, em função de R, a área da superfície total de cada gomo. POLIEDROS 1) Um poliedro convexo de 15 arestas tem somente faces quadrangulares e pentagonais. Quantas faces têm de cada tipo se a soma dos ângulos das faces é 32 ângulos retos? 2) Calcule em graus a soma dos ângulos das faces de um: a) tetraedro b) hexaedro c) octaedro d) dodecaedro e) icosaedro 3) Um poliedro convexo de 28 arestas possui faces triangulares e heptagonais. Quantas têm de cada espécie, se a soma dos ângulos das faces é 64 retos? 4) A soma dos ângulos das faces de um poliedro convexo é 720º. Calcule o número de faces, sabendo que é 2/3 do número de arestas? 5) Um poliedro apresenta faces triangulares e quadrangulares. A soma dos ângulos das faces é igual a 2160°. Determine o número de faces de cada espécie desse poliedro, sabendo que ele tem 15 arestas. 6) Da superfície de um poliedro regular de faces pentagonais tiram-se as três faces adjacentes a um vértice comum. Calcule o número de arestas, faces e vértices da superfície poliédrica que resta. 7) Numa molécula tridimensional de carbono, os átomos ocupam os vértices de um poliedro convexo de 12 faces pentagonais e 20 faces hexagonais regulares, como em uma bola de futebol. Qual é o número de átomos de carbono na molécula? E o número de ligações entre esses átomos? 17 8) Determine o número de vértices de um poliedro convexo que tem 3 faces triangulares , 1 face quadrangular, 1 pentagonal e 2 hexagonais. 9) Num poliedro convexo de 10 arestas, o número de faces é igual ao número de vértices. Quantas faces têm esse poliedro? 10) Num poliedro convexo o número de arestas excede o número de vértices em 6 unidades. Calcule o número de faces desse poliedro? 11) Um poliedro convexo apresenta faces quadrangulares e triangulares. Calcule o número de faces desse poliedro, sabendo que o número de arestas é o quádruplo do número de faces triangulares e o número de faces quadrangulares é igual a 5. 12) Determine o número de vértices, arestas e faces de um poliedro convexo formado por 5 ângulos triedros, sete ângulos tetraédricos, nove ângulos pentaédricos e oito ângulos hexaédricos. 13) Um poliedro convexo possui 1 ângulo pentaédrico, 10 ângulos tetraédricos, e os demais triédricos. Sabendo que o poliedro tem: número de faces triangulares igual ao número de faces quadrangulares, 11 faces pentagonais, e no total 21 faces, calcule o número de vértices do poliedro convexo. 14) Um poliedro convexo possui apenas faces triangulares e quadrangulares. Sabendo que o número de faces triangulares e quadrangulares são diretamente proporcionais aos números 2 e 3 e que o número de arestas é o dobro do número de vértices, calcule o número total de faces desse poliedro. 18