Unidade 9 – Trigonometria em um triângulo qualquer Introdução Teorema ou Lei dos senos Teorema ou Lei dos cossenos Área de um triângulo Introdução Existem muitos problemas geométricos do nosso cotidiano relacionados a triângulos não retângulos. Como exemplo, observe a próxima situação: Em órbita terrestre, um satélite calcula as coordenadas de dois navios, representados pelos pontos A e B, e de um porto, representado pelo ponto P. Pela análise das coordenada, o satélite determina que a distância existente entre os navios A e B é de 38km e ele obtém também os ângulos PÂB = 45º e PBA = 60º. Utilizando a Trigonometria, como poderíamos descobrir a distância entre cada navio e o porto? Introdução Antes, porém, é necessário relembrarmos o conceito de suplemento de um ângulo. Introdução Observe as transformações que serão utilizadas: O seno de um ângulo obtuso é igual ao seno do suplemento desse ângulo: sen α = sen(180º - α) O cosseno de um ângulo obtuso é igual ao oposto do cosseno do suplemento desse ângulo: cos α = - cos (180º - α) Introdução Exemplos: sen 150º = sen (180º - 150º) = sen 30º sen 120º = sen (180º - 120º) = sen 60º cos 135º = -cos (180º - 135º) = -cos 45º cos 105º = -cos (180º - 105º) = -cos 75º Teorema ou Lei dos Senos Considere um triângulo qualquer, com ângulo internos A, B e C e lados opostos, respectivamente, de medidas a, b e c: Tomando - se o seno dos ângulos A e C, respectivamente nos triângulos ABH e BCH, temos : hb sen  = → h b = c.senÂ(1) c hb → h b = c.senĈ(2) sen Ĉ = a Igualando as equações (1) e (2), temos : a c c.sen = a.senĈ → = (3) sen senĈ Teorema ou Lei dos Senos Traçando agora a altura há relativa ao lado BC, destacamos os triângulos ABN e ACN: Tomando - se o seno dos ângulos B e C, respectivamente nos triângulos ABN e ACN, temos : ha sen B̂ = → h a = c.senB̂ (4) c ha sen Ĉ = → h a = b.senĈ(5) b Igualando as equações (4) e (5), temos : c.senB̂ = b.senĈ → b c = ( 6) senB̂ senĈ Comparando as equações (3) e (6), obtemos : Teorema ou Lei dos Senos Calculem o valor de c no triângulo ao lado: c=2 2 a b c = = ⇒ Lei dos senos sen senB̂ senĈ c 2 3 = → c.sen60º = 2 3.sen45º → sen45º sen60º 3 2 3 2 6 → c. = 2 3. → c. = → 2 2 2 2 6 2 2 6 3 →c= → c = 6. →c= . → 3 3 3 3 2 2 18 2.3 2 6 2 →c= →c= →c= → 3 3 3 Teorema ou Lei dos cossenos A lei dos cossenos nos diz que, em qualquer triângulo, podemos relacionar as medidas dos três lados com a medida do cosseno do ângulo oposto a um desses lados. Vamos demonstrar a relação c² = a² + b² - 2abcosC, considerando o ângulo C agudo. Teorema ou Lei dos cossenos Traçando a altura AH, relativa ao lado BC, obtemos os triângulos AHC e AHB. No triângulo AHB, aplicando o Teorema de Pitágoras, temos : c 2 = h 2 + BH 2 Substituindo BH por a - HC, temos : c² = h² + (a - HC)² c² = h² + a² - 2.a.HC + (HC)² (3) No triãngulo AHC, temos : Substituindo (1) e (2) em (3), temos : HC ˆ cos Ĉ = → HC = b. cos C (1) b c² = b² - HC² + a² - 2. a. b. cosĈ + HC² b 2 = HC 2 + h 2 → h 2 = b 2 − HC 2 (2) Lei dos cossenos c² = a² + b² - 2.a.b.cosĈ Teorema ou Lei dos cossenos Para você fazer Utilizando a lei dos cossenos, calcule o valor de a que representa a medida de um dos lados do triângulo ao lado: Lei dos cossenos a² = b² + c² - 2.b.c.cos60º 1 a² = 8² + 5² - 2.8.5. 2 Logo, a medida a do a ² = 49 lado do triângulo mede a=7 7cm. Em Resumo Resolução de Atividades Página 17 e 18 Área de um triângulo No Ensino Fundamental, aprendemos que a área de qualquer triângulo pode ser calculada pela metade do produto das medidas da base, pela altura relativa a essa base: base.altura S= 2 Área de um triângulo 1º: Área em função da medida de dois lados e do ângulo compreendido entre eles Inicialmente, consideremos um triângulo cujas medidas de dois lados sejam a e b e cujo ângulo compreendido entre esses lados meça C: No triângulo ABC, traçamos a altura h, relativa ao lado de medida a; No triângulo CHA, obtemos o seno do ângulo C: h ˆ senC = → h = b.senCˆ (I) b A expressão da área do triângulo ABC, representada por S, é: b.h a.h 1 S= →S = → S = .a.h (II) 2 2 2 1º: Área em função da medida de dois lados e do ângulo compreendido entre eles Relacionando as duas expressões anteriores, podemos escrever: Substituindo (I) em (II), obtemos: 1 S = .a.b.senCˆ (III) 2 Dessa forma, qualquer uma das relações a seguir podemos calcular área de triângulo conhecendo dois lados e o ângulo respectivo ao outro lado. 1 S = .a.b.senCˆ 2 1 S = .a.c.senBˆ 2 1 S = .b.c.sen 2 2ª: Fórmula de Heron Frequentemente, um triângulo qualquer é identificado pelas respectivas medidas dos lados. Com a fórmula de Heron nos permite calcular a área do triângulo, conhecendo apenas seus respectivos lados. S= p.( p − a )( . p − b )( . p − c) a+b+c é o semiperímetro 2 do triângulo em que p = Para você fazer – p. 19 1 S = .a.b.sen30º 2 1 1 S = .5.6. 2 2 30 2 S= → S = 7,5cm 4 Para você fazer – p. 19 a + b + c 10 + 8 + 12 = = 15m 2 2 S = p.( p − a )( . p − b )( . p − c) p= S = 15.(15 − 10 )( . 15 − 8)( . 15 − 12) S = 15.7.5.3 S = 15 7 → S = 39,75m 2 Custo do serviço do jardineiro A: CA = R$ 14,00 x 39,75 = R$ 556,50 Custo do serviço do jardineiro B: CB = R$ 600,00 O menor preço é do jardineiro A, pois apresenta menor custo Resolução de Atividades Página 20-21 Nota livre página 21-22