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Resoluções de Atividades
VOLUME 1 | GEOMETRIA
SumárioCapítulo 1 – Geometria de posição .................................................................. 1
Capítulo 2 – Triângulo retângulo ........................................................................ 4.
Capítulo 3 – Projeções, ângulos e distâncias .................................................... 7
Capítulo 4 – Polígonos .................................................................................... 14.
Capítulo 5 – Poliedros ...................................................................................... 19
Capítulo 6 – Unidades de áreas e unidades de volume .................................. 23
Capítulo 7 – Prismas ........................................................................................ 26.
2a Série – Ensino Médio | 1
01 a) Postulado, pois os postulados são constatações que não necessitam ser comprovadas para que sejam consi-deradas verdadeiras.
b) Ponto, reta e plano. c) Teoremas.
02 C Como o prolongamento é infinito nos dois sentidos e em
duas dimensões (comprimento e largura), temos a ideia de plano, elemento geométrico infinito com duas dimen-sões.
03 a) Infinitas. c) Infinitos. b) Três retas. d) PL (VBC), PL (VAC) e PL (VAB).
04 a) PL (ABC) e PL (ABG) (dois planos). Note que PL (ABC) = PL (ABCD) e PL (ABG) = PL (ABGH).
b) São 8 vértices ("cantos") e cada vértice pode ser ligado aos outros 7 vértices, determinando 7 retas. Logo, o total de retas seria 8 · 7 = 56.. Porém, cada reta está sendo contada duas vezes. Por exemplo, AB� ���
é igual a BA� ���
. Logo, teremos 56. : 2= 28 retas.
05 Determinam sete planos.
Além dos planos das 5 faces, temos os planos 2 que
contém as diagonais AC e BD da base, juntamente
com o vértice “V”.
Capítulo 1 Geometria de posição
Atividades para Sala – pág. 14
Atividades Propostas – Pág. 14
01 F, V, V, F, V, F, V, V(F) O ponto, a reta e o plano são exemplos de conceitos
primitivos.(V) (V) (F) Por dois pontos distintos, passa uma única reta.(V)
Sendo xcm a medida do lado do hexágono, temos: I) Na face (quadrado) do cubo:
II) Perímetro do hexágono regular =
03 Mesas com três pernas não balançam porque três pon-tos não colineares determinam um único plano (Postu-lado da Determinação de Plano).
04 Podemos imaginar uma pirâmide na qual a base é um pentágono regular, cujos vértices são os pontos A, B, C, D e E. O ponto V é o vértice da pirâmide (ponto fora do plano da base).
Assim, dentre esses seis pontos, não existem três alinha-dos; as retas determinadas por dois quaisquer desses pontos são distintas. São elas:
x = 3cm
y = 3 +3
y = 18
y = 18
y = 3 2cm
2 2 2
2
6 3 2 18 2⋅ = cm
(F) Dois pontos distintos determinam uma única reta que passa por eles.
(V) (V)
02 A interseção de um plano com uma face (quadrado) do cubo é um segmento. Assim, o polígono tem seis lados, é um hexágono. Veja:
CB
D
EA
V
Os sete planos determinados são: PL(ABCD), PL(VAB), PL(VBC), PL(VDC), PL(VDA), PL(VAC) e PL(VBD).
x
3cm
3cm
yx
V
DC
BA
2 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
• Ascincoretasquecontêmascinco“quinas”inclina-das (arestas laterais):
VA, VB, VC, VD e VE� ��� � ��� � ��� � ��� � ���
• Ascincoretasquecontêmoscincoladosdopentá-gono (arestas da base): AB BC CD DE e EA
� ��� � ��� � ��� � ��� � ���, , , .
• Ascincoretasquecontêmascincodiagonaisdopen-tágono (diagonais da base): AC, AD,BD,BE eCE
� ����� � ����� � ���� � ��� � ����.
E
C
D
B
A
Ao todo, são 5 + 5 + 5 = 15 retas.
Podemos, também, contar essas retas de outra maneira. Cada um dos seis pontos pode ser ligado a cinco pon-tos (cada um dos seis pontos determina cinco retas). Daí, teríamos 6. · 5 = 30 retas. Desse modo, porém, cada reta foi contada duas vezes (a reta VA
� ���, por exemplo, foi con-
tada no ponto A e, novamente, no ponto V). Assim, o
número correto de retas determinadas é 6 52
15⋅
= .
05 Podemos imaginar uma pirâmide na qual a base é um pentágono regular, cujos vértices são os pontos A, B, C, D, E. O ponto V é o vértice da pirâmide (ponto fora do plano da base).
CB
D
EA
V
Assim, os cinco pontos coplanares A, B, C, D, E determi-nam um mesmo plano (o plano da base da pirâmide). Qual-quer outro plano determinado deve conter o ponto V e dois pontos da base, são eles: PL (VAB), PL (VAC), PL (VAD), PL (VAE), PL (VBC), PL (VBD),PL (VBE), PL (VCD), PL (VCE) e PL (VDE). Ao todo, temos 1 + 10 = 11 planos determi-nados.
06 F, V, F, F, V, V(F) O paralelogramo é uma região limitada pelos lados.
O plano é ilimitado.(V) (F) Três pontos determinam uma reta, se os mesmos esti-
verem alinhados.(F) Três pontos não alinhados determinam um plano.(V)(V)
07 C Os pontos da diagonal pertencem ao quadrado, mas
a reta que contém a diagonal tem pontos fora do qua-drado.
08 C As faces da pirâmide são 4. triângulos e um quadrado
(base). A interseção de um plano com cada uma das faces é um segmento de reta. Como o plano intercep-tará as cinco faces, o corte provocado pelo plano será um polígono de cinco lados (5 segmentos de reta).
O plano que contém o pentágono destacado (polígono de 5 lados) divide a pirâmide em duas partes. Conside-rando uma dessas partes, o pentágono destacado será uma de suas faces.
09 Cada um dos 8 vértices pode ser ligado aos 7 outros, determinando 7 retas. Seriam, portanto, 8 · 7 = 56. retas. No entanto, dessa maneira, cada reta foi contada duas
vezes. Daí, temos: número de retas =8 72
28⋅
= .
10 Temos o plano da base, os seis planos das faces laterais e mais os planos deter-
minados por cada uma das 6 6 3
29
⋅ −( ) =
diagonais do hexágono e o vértice V da pirâmide. Total = 1 + 6. + 9 = 16. planos.
Atividades para Sala – pág. 27
V
F E
D
CB
A
01 F, V, V, F, F
(F) Os pontos podem ser alinhados.(V) Três pontos coincidentes estão em um plano; três
pontos alinhados estão em uma reta e essa reta está contida em um plano; três pontos não alinhados determinam um plano.
(V) A reta só pode ser secante ao plano, contida no plano ou paralelo a ele. A reta secante ao plano tem apenas um ponto em comum com o plano, e a paralela não contida no plano não tem nenhum ponto em comum sobrou apenas a reta contida no plano.
(F) Pense em uma pirâmide de base triangular, existem quatro faces (quatro planos).
(F) As retas AB, CD e EF do enunciado da questão seguinte, por exemplo, são paralelas entre si; no entanto, não estão contidas todas em um mesmo plano.
02 a) Retas HE e GF.
b) Retas EF e HG.
c) Plano (ABG).
Observação: podem ser escolhidas três quaisquer das quatro letras A, B, G, H, em qualquer ordem, para iden-tificar o plano.
03 C
Sendo an o número máximo de fatias obtidas com n cor-tes, note que:
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 3
• Um corte (reta r1) dividirá o bolo em duas fatias (regiões R1 e R2);
R1
r1R1
ou seja: a1 = 2 regiões.
• Doiscortes(retasr1 e r2) dividirão o bolo em quatro fatias (regiões R1, R2, R3 e R4.);
r2R2
R3
R4.
R1
r1
ou seja: a2 = a1 + 2
a2 = 2 + 2 = 4. regiões.
• Trêscortes(retasr1, r2, r3) dividirão o plano em sete regiões (R1, R2, ..., R7);
R4.
R1
R3 R2
r3
R7r2
R6.
R5
r1
ou seja: a3 = a2 + 3 a3 = 2 + 2 + 3 = 7 regiões. Seguindo o padrão sugerido, temos que:
a4. = a3 + 4.
a4. = 2 + 2 + 3 + 4. = 11 regiões.
Desse modo, cinco cortes determinarão, no máximo:
a5 = a4. + 5
a5 = 2 + 2 + 3 + 4. + 5 = 16. regiões (fatias).
04 O padrão da questão anterior sugere que o número de fatias obtidas (an) com n cortes pode ser dado por:
an = 2 + (2 + 3 + 4. +... + n)
Daí, podemos dizer que:
an = 1 + (1 + 2 + 3 + 4. + ... + n)
an = 1+ 12
+( ) ⋅n n
Logo, a10 = 1 + 1 10 102
56+( ) ⋅
= .
05 I. D – Fundamentalmente, o pedreiro utilizou um dos postulados da determinação de um plano: "três pontos não colineares (as taliscas) determinam um plano".
II. B – Duas retas concorrentes determinam um plano. O pedreiro passou a régua por duas taliscas horizontais de cada vez. Se as retas determinadas pelas taliscas são horizontais e concorrentes, o plano determinado por elas (o contrapiso) também será horizontal.
Atividades Propostas – pág. 28
01 D
4. arestas (AB, CD, AE e DH).
Note que a aresta AD não é reversa à reta r, pois existe o
plano (ADFG) contendo AD e r (AD // r).
02 A
Há eclipse com o alinhamento do Sol, da Terra e da Lua. Logo, as retas SL e TL
� �� � �� são paralelas coincidentes.
03 Note o padrão seguinte, em que an indica o número máximo de regiões para n retas:
a1 = 2
a2 = 4. = 2 + 2
a3 = 7 = 4. + 3 = 2 + 2 + 3
a4. = 11 = 7 + 4. = 2 + 2 + 3 + 4.
Seguindo o padrão temos:
an = 2 + (2 + 3 + 4. + ... + n)
an = 1 + (1 + 2 + 3 + ... + n)
an = 11
2+
+( )n n
Daí, 211 = 12
2
++n n
n2 + n – 4.20 = 0
D = 1 + 16.80
D = 16.81
n =− ±1 41
2
n = 20
n = –21 (não convém)
Logo, estão sendo consideradas 20 retas.
04 E
Para trabalhar com planos perpendiculares, nada melhor que o paralelepípedo retângulo ("uma caixa de sapa-tos"). Considere, então, a figura seguinte relativa ao enunciado, onde u é uma reta contida em b perpendicu-lar à reta s, passando em A.
b
a
p
t r
sAu'
u
r'
Analisando as afirmativas, temos:
I) Verdadeira. A reta s é perpendicular a duas retas con-correntes (r e u) do plano b, então s é perpendicular ao plano b.
II) Verdadeira. A reta s é perpendicular ao plano b, então qualquer reta de b forma 90º com a reta s (qualquer reta de b é perpendicular ou ortogonal à reta s). Como a reta t, contida em b, é corrente à reta s, t e s são retas per-pendiculares.
III) Verdadeira. A reta s é, perpendicular ao plano b, então qualquer plano que contenha s é perpendicular a b.
considere a ⊂ b e a ⊥t.
q
A a
s
t
b
4 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
Capítulo 2 Triângulo retângulo
Atividades para Sala
01 C
O triângulo BCT é retangular em T. Daí, temos:
A
h q
B
(linha do horizonte)
Terra
rR
R
C
senq = R
R h+⇒ R = R · senq + h · senq ⇒
Observe na figura que d é perpendicular ao plano (ABX), sai determinado pelas retas correntes b e c. Assim, d forma 90º com qualquer reta do plano (ABX), ou seja, d é perpendicular à reta s.
bs
x
Ac
a
B
d
Note que a medida do ângulo entre os planos b e q é a medida do ângulo entre as retas a e s, isto é, btq = aÂs = 90º.
IV) Verdadeira. Veja, na figura, o plano p paralelo ao plano b.
05 a) Se as retas r e s são paralelas distintas, existe um único plano passando por r e s. Então, A ∩ B é um conjunto unitário.
Se as retas são paralelas coincidentes, então A ∩ B = A = B
b) Se r e s são retas reversas, não existe um plano por elas. Logo, A ∩ B = φ.
06 C
Considere o paralelepípedo retângulo seguinte.
I) Verdadeira. Observe os planos paralelos (ABCD) e (EFGH) interceptados pelo plano (ABEH), as interseções são as retas r e s. Note que r e s contidas no mesmo plano (ABEH) e r ∩ s = ø; r e s são paralelas.
II) Falsa. Observe os planos paralelos (ABCD) e (EFGH). A reta EF
� �� está contida no plano (EFGH), a reta AB
� ��� = r está
contida no plano (ABCD) e, no entanto, AB� ���
e EF� ��
são reversas.
III) Falsa. Observe a reta GH� ���
paralela aos planos (ABCD) e (BCEF); esses planos são secantes e não paralelos.
IV) Verdadeira. Veja justificativa da afirmativa II.
07 B O tetraedro (pirâmide de base triangular) tem 6. arestas.
Considerando a aresta AD, todas as outras arestas são concorrentes a AD (têm um plano em comum), exceto a aresta BC que é reversa a AD. Temos, então, 3 pares de arestas reversas:
1o par : AD e BC 2o par : AC e BD 3o par : AB e CD Outra solução: o par BC e AD é o mesmo par AD e BC;
cada aresta apresenta apenas uma aresta reversa e são 6. arestas. São 6. · 1 = 6. pares, mas cada par foi contado duas vezes. Daí:
No de pares = 6 12
3⋅
=
08 C
a) Falsa. Se os 3 pontos forem alinhados, os planos que os contêm podem ser secantes.
b) Falsa. Veja a figura do paralelepípedo seguinte. As retas r e s são perpendiculares a t e não são paralelas, mas concorrentes.
G
H
AB
D C
r
sE
F
t
r
s
A
v
uB
C
c) Verdadeira. É um dos casos de determinação do plano.
d) Falso. Veja os planos A, B e C no paralelepípedo seguinte. Apesar de eles satisfazerem a condição, os planos A e B não são paralelos.
C : plano da face frontal
B : plano da face superior
A : plano da face à direita
e) Falsa. Veja as retas u e v paralelas ao plano A, na justi-ficativa do item anterior.
09 F, F, F, F, V
(F) r e s não têm ponto comum; então r e s podem ser reversas.
(F) Duas retas paralelas distintas sempre determinam um plano.
(F) Uma reta está contida em infinitos planos distintos.(F) Três pontos não colineares determinam um plano.(V)
10 D
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2a Série – Ensino Médio | 5
a x x
a x
xa
xa a
2 4 2 2
2 2 2 2
2
2 2 2
2 2
2 2
2 2 22 4 2
= ⋅ + ⋅
= ⋅ +( )=
⋅ +( ) ⋅−( )−( )
=⋅ −
⋅ −(( )
=−( )
=−( )
+( ) −( )⇒ =
−( ) =
xa a
x metros
2 2 1
4
2 1
2
32 2 1 2 1
232 2 1
216
Daí, x =
04 Considerando os dados da figura seguinte, temos:
ba
B
y
x
4.00mA
I tgxy
x k e y k
II tgx
yk
kk
)
)
β
α
= = ⇒ = =
=+
= ⇒+
=
= +
56
5 6
40012
5400 6
12
10 400 6kk k⇒ = 100
Daí, x =500 e y = 6.00.
05 Considerando os dados da figura seguinte, temos:
30º4.5º
x
1,70
y4.
I) tg4.5º = yx
= 1 ⇒ y = x
II) tgy
xx
x
x x x x
304
33 4
1 73
3 1 7 6 8 1 3 6 86813
5 23
º,
, , , , ,
=+
= ⇒+
=
= + ⇒ = ⇒ = ≅
Daí, a altura da torre é x + 1,70 = 6.,93m.
R(1 – senq) = h · senq
Daí, Rh sen
sen=
⋅−
θθ1
02 Quando o diâmetro do círculo é lado do triângulo inscrito, o triângulo é retângulo e o diâmetro é a hipotenusa. Completando, então, os triângulos retângulos, temos:
a)
2R
aa
D2BA
C
6.
Calculando o cosseno de a nos triângulos ABC e ACD:
cosR
α = = ⇒6
226
4.R = 36. ⇒ R = 9
b)
a
a
2R – 2
2R2
4 5
C
D
B
A
Calculando o seno de a nos triângulos ABC e BCD:
sena = 4 52
2 24 5RR
=−
⇒ 16. · 5 = 4.R2 – 4.R ⇒ R2 – R – 20 = 0
Daí, R = 5 ou R = – 4. (não convém). Logo, R = 5.
03 Sendo a a medida do lado do quadrado e x a medida do raio, temos:
123
123
123
123
a
a
x
x
I) a = 32 2 1+( )m
II) Diagonais dos quadrados (maior e menor):
D a e d x= =2 2III) Diagonal do quadrado maior = (4. raios) + 2 · (diagonal
do quadrado menor)
6 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
Atividades Propostas
01 A
Completando o triângulo retângulo, temos:
x
30cm
3º
sen3º = 30x
= 0,05 ⇒ 0,05x = 30 ⇒ x = 6.00cm = 6.m
02 C
Considere a figura a seguir, em que a, b e c são os lados procurados.
c
n
h
ama
ab
I) Foram dados: m – n = 7, isto é, m = n + 7 e h = 12.
II) tghm
nh
h m n
n n n n
α = = ⇒ = ⋅ ⇒
+( ) ⋅ = ⇒ + − =
2
27 144 7 144 0
Daí, n = 9 ou n = – 16. (não convém).
III) m = n + 7 ⇒ m = 9 + 7 = 16.
IV) h2 = 16. · 9 ⇒ h = 12
V) a = m + n ⇒ a = 16. + 9 = 25
VI) cosa = ba
mb
= ⇒ b2 = 16. · 25 ⇒ b = 20
VIII) sena = ca
nc
c c= ⇒ = ⋅ ⇒ =2 9 25 15
03
2
a
a
13 180º y
z x
O12
C
B
A
t
I) ABC^ = 180
2
º= 90º (ângulo inscrito)
II) 132 = x2 + 122 ⇒ 16.9 – 14.4. = x2 ⇒ x = 5
III) cosa = z
x
xz= ⇒ =
13
25
13
IV) sena = y
y12
12
13
144
13= ⇒ =
V) tga = t
z
y
tt t= ⇒ = ⋅ ⇒ =
⋅=2 25
13
144
13
5 12
13
60
13
Respostas: x = 5, y = 144
13
25
13
60
13, .z e t= =
04 B
Completando o triângulo retângulo, temos:
12km
5km
5km
5 km
d
7km
d2 = 52 + 122
d2 = 25 + 14.4.
d = 13
05 C
Considere a figura seguinte relativa ao problema.
4.
d
d
R1
R2
1
S 4. – x BxA
Temos:
d2 = x2 + 12
d2 = (4. – x)2 + 4.2
x2 + 1 = x2 – 8x + 16. + 16.8x = 31x = 3,875km = 3875m
123
06 E
Considere o seguinte modelo matemático, relativo à situação problema.
123
123
Q
13
x
x
P
27
Usando o Teorema de Pitágoras, temos:
132 = (7 – 2)2 + x2
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 7
16.9 = 25 + x2
x2 = 14.4.
x = 12
07 C
Destaquemos os triângulos retângulos formados nas situações inicial e final.
D
d
x
C = (3,9 – 1,4.)m
L = 3,9m
h = 1,5m
h = 1,5m
Aplicando Pitágoras no primeiro triângulo:
D2 + h2 = L2 ⇒ D2 + 2,25 = 15,21 ⇒ D = 12 96, D = 3,6. m
Aplicando Pitágoras no segundo triângulo:
d2 = h2 + C2 ⇒ d2 + 1,52 = 2,52 ⇒ d2 = 6.,25 – 2,25 = 4. d = 2m
Comparando os dois triângulos:
x = D – d = 3,6. – 2
x = 1,6.m
08 Considerando as retas que passam nos centros dos cír-culos e sendo a = 2 7 a medida do lado do quadrado fornecido, obtemos outro quadrado de lado a + 2r. Veja:
a
a + 2r(Dado: a = 2 7)
a
r
r
rr
4.rb b
b
I) (2r)2 = b2 + b2 → 2b2 = 4.r2 → b = r 2
II) Lado do quadrado maior :
2b + 4.r = a + 2r
2r = a – 2b
2 2 7 2 2
7 2
1 2 7
7
2 17 2 1
r r
r r
r
r
= −
= −
⋅ + =
=+
= ⋅ −
( )( )
09 E
1,80m
xh
80m
6.0º
80m
30º
30º
sen6.0º = x
x m80
803
240 1 73 69 2⇔ = ⋅ = ⋅ =, ,
h = 6.9,2 + 1,8 = 71m
10 B
30º
x
x
4.5º
2m 4.5º L
x2 + x2 = 22 senL
L302
2 2º = ⇔ = ⋅ x = 2
Capítulo 3 Projeções, ângulos e distâncias
Atividades para Sala – pág. 50
01 A
a 7cm
d
14.
14.x
Fonteluminosa
25cm
28cm
I) 252 = 72 + x2
6.25 – 4.9 = x2
x2 = 576.
x = 24.
8 | 2a Série – Ensino Médio
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II) tga = 7
2414
25=
+ d
7 · (25 + d) = 14. · 24.
25 + d = 2 · 24.
d = 4.8 – 25
d = 23cm
02 B
Sendo BC = x a medida da projeção ortogonal da escada (segmento AB) sobre o piso inferior (plano b), temos:
5
X C
4.
B
A
r
a
b
52 = 4.2 + x2
x = 3
03 Sendo C a projeção ortogonal do ponto B sobre o plano a, temos o triângulo ABC, retângulo em C, conforme a figura.
b
a 0
5
AC
B
t
Destacando o triângulo ABC, temos:
a
yx
10
C O A
5
B
18
sena = 1018
510 90 9= → = → =
xx x cm
04 A distância entre duas retas reversas r e s é a distância entre um ponto qualquer da reta r e o plano paralelo a r que contém s. No caso, pode ser a distância de A ao plano BCD, ou seja, pode ser a medida x = AB = BC.
r
A
x
x
B
5CD
4 2
4 2
16 2 2
164
22 2
2
2
( ) = +
⋅ =
==
x x
x
xx cm
05 B
Considerando o plano paralelo ao solo, passando pelos pontos A e D, temos que a projeção ortogonal da bar-raca, sobre esse plano AFDE, é um losango cujos lados são AE = ED = DF = FA = x; e o ponto de encontro das diagonais desse losango (P) é a projeção ortogonal do ponto médio M do segmento BC. Daí, temos:
BP
EX X
D
C
F
1M
A 1
11
I) AM = 4 3
2 (altura do D equilátero)
AM = 2 3 m
II) MP = 2 – 1 = 1m
III) No triângulo AMP:
M
A P2 3
2 22 3
12( ) ( )= +AP
2 32 2
2 3
12( ) ( )= +AP
12 3 1
11
2 2 2( ) = ( ) +
=
AP
AP m
IV) EF = BC = 4.m (EFCB é um retângulo, os lados opos-tos são paralelos e iguais).
V) As diagonais de um losango cortam-se mutuamente ao meio e são perpendiculares. Daí:
2
2
P
E
DA
F
11 11
ÁreaAEDF = 411 22
4 11 2⋅⋅
= m
Como o plano AFDE é paralelo ao solo, a projeção sobre o solo é igual à projeção sobre o plano AFDE.
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 9
Atividades Propostas – pág. 51
01 A
Considerando os dados da figura seguinte, temos:
q 8m
x2m 2m
B
y
1mA
16. m
I) 1 + y + 2 = 8
y = 5m
II) tgq = xy
x tg→ = ⋅5 θ
02 Sendo x metros a altura do poste, temos:
2,3 m
b
a
ax
28º
I) a + b + 90º = a + 28º + 90º → b = 28º
II) senb = 2,3x
sen28 =2,3x
= 0,46
0,46 x = 2,30 x =23046
=
o→
→ ⋅ → 5m
03 D
Devido à grande distância do Sol à Terra, os raios sola-res são considerados paralelos, formando um mesmo ângulo a com um plano horizontal (o solo). Daí, temos:
a(Sombra)
2,4.m
1,6.0 m
a(Sombra)4.5m
x
tg =
x45m
=1,6m2,4m
x =1624
45m
x =23
45m = 30m
α → ⋅ →
⋅
04 Sendo A’ a projeção ortogonal do ponto A sobre o plano a, temos:
a
B24.cm
26.cmx
A
A'
A distância do ponto A ao plano a é AA’ = x. Daí, temos:
26.2 = 24.2 + x2
x2 = 26.2 – 24.2
x2 =(26. + 24.) · (26. – 24.)
x = 50 2⋅ x=10cm
05 B
A distância entre duas retas reversas AB� ��� � ���
e CD é a dis-tância entre um ponto qualquer da reta AB
� ��� e o plano
paralelo a AB� ���
que contém CD� ���
. No caso, pode ser a dis-tância de B ao plano CDE, ou seja, a medida x = BE = CF.
Considerando o triângulo BEF, retângulo em B, temos:
30cm F
E
B
x
15 5 cm
15 5 302
2 2( ) = +x
225 · 5 – 900 = x2
x2 = 225
x = 15cm
06 B
Considerando o segmento MBN , perpendicular ao seg-mento CD , temos:
I) Na figura II:
D
D
4.m3m
E
BA
C
C
3,4.m
M
3m
F
F
6.m EN
6.m
MN = 3,4.m e BM = 3 4
21 7
,,
mm=
II) Na figura I:
10 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
DM
B'
E
B
MB’ =
DE2
=3m2
= 1,5m e BB’ = h
III) Teorema de Pitágoras:
(BM)2 = (MB')2 + (BB')2
(1,7)2 = (1,5)2 + h2
2,89 = 2,25 + h2
h2 = 0,6.4.
h = 0,8m
07
a
B
r
y6.
A 5
x
S
2 5
C
I) y2 = 52 + 6.2 → y2 = 6.1
II) x2 = y2 + 2 52( ) → x2 = 6.1 + 20 → x = 9
08 D
Sendo P um ponto do Equador e NO = SO = PO = R (raio da Terra, raio do Equador), temos no triângulo NSP’:
P0S
Q
AQ'
M'
Eixo ligando o Polo Norte (N) ao Polo Sul (S)
a
N
P'
b
RP
P'S
R
O
R
N
tgSPNS
OPNO
SPR
RR
SP Rβ = = → = → =’ ’
’2
2
Logo, o raio da projeção estereográfica é uma circunfe-rência de centro S e de raio igual SP’ = 2R.
09 B
x
12
6.0º
30º
2 3
r
Tg x x30 12 4 3º = ⇔ =
r = + =4 3 2 3 6 3, logo, a área da tampa será:
A m= ⋅( ) =π π6 3 1082
2
10 D
Cada formiga, em duas horas, percorrerá 6.km (ver figura):
A'
6.km A 3km B
x6.km
B'
Logo, x2 = 6.2 + 92 ⇔ x = 117 km
Atividades para Sala – pág. 56
01
b
A' P
A
20cm
q
16.cm
x
r
I) 202 = 16.2 + x2
x2 = 4.00 – 256.
x = 12cm
II) cosq = x20
1220
35
= =
02 D
Considerando um plano perpendicular aos pisos pas-sando pela rampa, temos a seguinte secção reta:
ba
6.m 3m
Piso superior
Piso inferior
Rampa
Daí, temos:
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 11
sena = 36
12
mm
=
Assim, a = 30º (agudo) e b = 180º – 30º = 150º (obtuso)
03 C
Sendo P’ a projeção ortogonal de P sobre o plano b, a secção reta do diedro, passando em P, gera o triângulo PP’A, retângulo em P’, conforme a figura seguinte:
P'A
q
r
P
a
b
(PP' = 1)
Daí, temos:
I) tgq = 1 55
55
5AP
AP’
’= → = =
II) Teorema de Pitágoras no triângulo PP’A:
x
x
Logo x PA
22
2
2
5 1
6
6
= ( ) +
=
= =,
04 Prolongando a corrente e ligando os pontos de tangên-cia ao centro, temos:
O
R
R R
50aa
I) 2x = 6.0º
x = 30º
30ºR + 50
R
II senR
RR
RR RR cm
) ”3050
12 50
50 250
=+
=+
+ ==
05 a) Temos:
I) Na base, o triângulo AOB é equilátero.
A
B5
55
O
Daí, BO = AB = 5m
II) A altura VO é perpendicular ao plano da base, então VO forma 90º com qualquer reta desse plano. Assim, BO é a projeção ortogonal de VB sobre o piso e o ângulo de medida a que VB forma com BO é o ângulo que a vareta VB forma com o piso.
aB
A
V
O
10m
5m5m
5m
Daí, cos a = 5
1012
60mm
= → =α º
b) Sendo M o ponto médio do lado AB , as alturas dos triângulos AOB e AVB serão, respectivamente, OM VMe . Assim, o ângulo de medida b que OM e VM formam entre si é o ângulo formado pelos planos da face lateral (AVB) e do piso (plano AOB). Note que a reta AB é a interseção desses planos.
Bb
A
V
0
10m
M5m5m
Temos:
I) OM = 5 32
(altura do triângulo equilátero AOB de
lado 5m)
II) Teorema de Pitágoras no DVOB:
(VB)2 = (OB)2 + (VO)2
102 = 52 + (VO)2
VO = 75 5 3= (altura da barraca)
III) tgb = VOOM
= =5 35 3
2
2
Atividades Propostas – pág. 57
01 B
Sendo x a medida da aresta do cubo, temos:
C
x
x
x
y a
B
EF
GH
D
A
I) O segmento EG é a projeção ortogonal de AG, então
a = EGA é o ângulo que AG forma com o plano EFGH.
qP'A
1
P
x
12 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
II) y = x 2 (diagonal do quadrado)
III) tga = xx
tg2
22
1 42
0 70= → ≈ =α,
,
De acordo com a tabela, a = 35°
02 E
Ligando os pontos de tangência ao centro O da esfera e sendo x a distância entre o centro da esfera e a aresta do diedro, temos:
O
4.
4.
xa
a
I) 2a = 24.° → a = 12°
II) sen12º = 4
0 21 0 21 44
0 2119
xx x cm= → = → = ≈, ,
,
03 A
Considerando a secção reta do diedro que passa em P, P’, P”, temos:
x
45º
P’’
P’
O
x + 90º + 90º + 4.5º = 36.0º
x = 135º
04 C
Considerando a diagonal EC do cubo concorrente com a aresta CG, calculemos o seno de a = DCG^ , na figura seguinte.
a
C
yF
E
Gx
x
x
H
BA
D
I) y = x 2 (diagonal do quadrado)
II) (EC)2 = y2 + x2
(EC)2 = x x22
2( ) + (EC)2 = 3x2
EC x= 3
seny
ECxx
α = = =⋅⋅
=23
2 33 3
63
05 E
a) Falso, pois projetando ortogonalmente os extremos do segmento, obtemos uma figura limitada (começo e fim); a semirreta é ilimitada em uma das direções.
b) Falso, pois se a reta é perpendicular ao plano, a proje-ção ortogonal é um ponto.
c) Falso, pois, partindo do vértice, a parábola é infinita nos dois sentidos; dependendo da posição da pará-bola, a projeção ortogonal poderá ser uma semirreta, na qual a origem é a projeção do vértice, mas um seg-mento de reta (com começo e fim) a projeção ortogo-nal não pode ser.
d) Falso, pois a projeção ortogonal de cada lado (seg-mento) é um segmento de reta ou um ponto; no máximo, a projeção ortogonal do triângulo terá três lados.
e) Verdadeiro, pois se o plano que contém a circunfe-rência for perpendicular ao plano a, a projeção da circunferência coincidirá com a projeção do diâmetro paralelo a a.
06 D
Os três planos, perpendiculares entre si dois a dois, determinam 8 regiões (“Pense em um canto de parede e prolongue as duas paredes e o piso”;aparecerão oito salas, sendo quatro no piso superior e quatro no piso inferior).
p
a
b
Em cada região, é possível colocar apenas uma esfera tangenciando os três planos.
p
b
a
São, portanto, 8 esferas.
07
a) Observando as figuras, temos:
O
CB
M
V
AD
P
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 13
Base:
M
1 1
1
1
B
AD
C
I) OB = 1 2 (diagonal do quadrado de lado 1)
OB = 2m
II) VB = AB = 2m (o triângulo AVB é equilátero)
III) VO (altura) é perpendicular ao plano do piso, então
VO é perpendicular a qualquer reta do piso. Assim, o
triângulo VOB é retângulo em O. Daí:
(VB)2= (OB)2 + (VO)2
2
V
O
CB
M
AD
2
22 = ( 2 )2 + (VO)2
4. – 2 = (VO)2
VO = 2
b) O ângulo formado pela vareta AB e o plano do piso é o ângulo a que AB forma com a sua projeção ortogo-
nal sobre o piso. Daí, temos:
senα α= → =
22
45º
2
a
O
CB
M
AD
V
2
c) A reta AB é perpendicular ao plano VOM, então a reta AB é perpendicular a toda reta do plano VOM, a reta AB é perpendicular à reta VM. Assim, o ângulo b entre OM e VM é o ângulo diedro formado pelos planos da face lateral VAB e do piso, conforme mostra a figura:
tgβ
β
= =
= =
21
2
13
33
cos
b
1
V
O
D
M
B
A
C 2
08 Considerando o trapézio AOBC contido no plano b, con-forme as figuras seguintes, temos:
O
b6.0º
C
B
A
2 3
1
1
6.0º
x C
y
A
B1O
2 3 2 3 2 3
1CxA
x – 1
y
B1O
I) No triângulo ABC:
tg6.0º = 2 3 3 2x x= → =
II) Teorema de Pitágoras:
y2 = ( 2 3 )2 + (x – 1)2
y2 = 4. · 3 + (2 – 1)2
y2 = 12 + 1
y = AO = 13
III) O segmento PO é perpendicular ao plano b, então PO forma 90º com toda reta de b. Assim, PO é perpendi-cular ao segmento AO, o triângulo AOP é retângulo em O. Daí:
k2 = ( 13 )2 + 12
k = AP = 14
09 E
O hexágono regular é composto de seis triângulos equi-láteros congruentes. Daí, temos:
(Plano horizontal)
aO
A
B
V
12
13
13
13
I) OB = AB = 12 (o triângulo AOB é equilátero de lado = 12)
II) Teorema de Pitágoras no triângulo VOB:
(VB)2 = (OB)2 + (VO)2
16.9 = 14.4. + (VO)2
VO = 5m
III) OM = 12 3
26 3= m (altura do triângulo equilátero)
Assim, obtemos:
Inclinação do telhado = tga = VOOM
=5
6 3
Inclinação do telhado = tga =⋅( ) = =5
6 1 75
10 20 49
, ,,
Inclinação do telhado = tga = 0 4949
10049, %= =
(maior que 4.5%)
De acordo com a tabela, a inclinação deve ser, no mínimo, 30% e, no máximo, 4.5%. Abaixo de 30% ocorre retorno de água (pouco inclinado) e acima de 4.5% ocorre escorregamento de telha (muito inclinado). Logo, o telhado pode apresentar escorregamento de telhas.
O
1 (raio)
P
A
k
13
M
3
14 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
10 Considerando um diâmetro AB, temos:
6.0º6.0º
6.0º
6.0º
B
A
B'
A'
I) Sendo o disco paralelo ao piso, um mesmo raio solar
forma ângulos iguais com o disco e com o piso. Assim,
o diâmetro AB do disco é paralelo ao diâmetro A’B’ da
sombra.
II) Devido à enorme distância do Sol à Terra, os raios
solares podem ser considerados paralelos.
Assim, AA’B’B é um paralelogramo e, portanto,
A’B’ = AB = 4.cm (lados opostos iguais). Logo, a área
da sombra é a mesma do disco, ou seja:
Área = p · 22 = 4.pcm2
Polígonos
Atividades para Sala – pág. 75
01
Considere as retas r//s//a//b, temos os ângulos alternos internos iguais.
yr
s
a
b
y
x
a1a1
Note que para cada ângulo “dentro” das retas paralelas a e b, existe outro alterno interno igual, “olhando” para o lado contrário.
Daí, para os ângulos “dentro” das paralelas a e b, temos:
I) Soma dos ângulos que “olham” para a direita = soma dos ângulos que “olham” para a esquerda.
90º + (a1 + y) = (90º + a1) + y
90º + 70º = 130º + y
y = 30º
II) x + y = 180º
x = 150º
02 A
Prolongando o raio solar que passa no centro da Terra, temos:
76.ºQ
b
a
P23º
raios de Sol paralelos
I) a = 23° e b = 76.° (correspondentes de retas paralelas)
II) PQ = a + b = 99°
III) Regra de três:
Medida do arco Comprimento do (em graus) arco (km)
36.0°............................................ 4.0 000 (Equador)
99°............................................ x
03 B
As diagonais de um retângulo são iguais e cortam-se ao meio. Traçando a diagonal AC, temos:
E
P
CMD
BA
I) AM = AB = 15 (DABC é equilátero)
II) DE e AM são medianas do DADC; assim, P é baricen-tro. Logo, PM = x e AP = 2x.
III) AP + PM = AM
2x + x = 15
x = 5
Portanto, AP = 2x = 10
04 D
I) As bases médias de um triângulo o dividem em quatro triângulos congruentes. Logo, esses triângulos têm a mesma área. Considerando os pontos médios das dia-gonais do quadrilátero inicial, temos:
SQ
YY
Y
Y
X
X
X X
R
C
BPA
D
4.X + 4.Y = 150 000
X + Y = 37 500
40000 36099
40000 4011
40000 1140
11 000x x
xo
= → = → =⋅
=º
Capítulo 4
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 15
II)
Q
K
K
KK
W
WWW
R
S
P
D
C
BA
4.K + 4.W = 150 000
K + Y = 37 500
III) Sendo T a área procurada:
R
P
S
Q
D
C
BA
T
YK
W
X
T + (X + Y) + (K + W) = 150 000
T + 37 500 + 37 500 = 150 000
T = 75 000
05 C
O ponto do plano do triângulo que fica a igual distância dos vértices (das casas) é o circuncentro (centro da cir-cunferência circunscrita) e a distância igual é o raio. Veja:
Atividades Propostas – pág. 75
01 E Considerando a figura seguinte, temos:
a b
72º
s
r'
r
a
I) a = 72° (correspondentes)
II) b = a (opostos pelo vértice)
III) a + b + 90° = 180°
72° + a + 90° = 180°
a = 18°
02 Considerando os ângulo “dentro” das paralelas AB e EF,temos:
a1
a1 a2
a2a3
a3
A
B
E
F
AB // r // s // EF
Soma dos ângulos que “olham” para cima = soma dos ângulos que “olham” para baixo.
a1 + (a2 + a3) = (a1 + a2) + a3
4.0º + x = 96.º + 52º x = 108º
03 C
Completando o triângulo, temos:
x4.0º â
c
b
I) x = c + 4.0° (ângulo externo do triângulo) II) a + b + x = 180° (soma dos ângulos internos do D) a + b + c + 4.0° = 180° S + 4.0° = 180°
S = 14.0°
04 D
Em um retângulo, as diagonais são iguais e cortam-se ao meio. Daí, temos triângulos isósceles cujos ângulos da base são iguais.
b
aa
D
CB
A
b = a+ a (ângulo externo do triângulo)
b = 2 · (20°) = 4.0°
05 B
Os ângulos A BDe ACD são iguais, pois AB AC= , enquanto os ângulos A DE e A ED são iguais, pois AD AE= .
xb
b
aa
E
D CB
A
20º
I) O ângulo AED é externo ao triângulo CDE: b = x + a. II) O ângulo ADC é externo ao triângulo ABD:
b + x = a + 20º x x+( ) + = +α α 20º 2x = 20º x =10º
C
R
R
R
O
B
A
16 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
06 A
Temos o seguinte modelo matemático, onde o triângulo AOB é isósceles de base AB:
I) x + (x + 30°) + (x + 30°) = 36.0° (uma volta)
3x = 300°
x = 100°
II) x + y + y = 180°
100° + 2y = 180°
y = 4.0°
07 A
C
P
75º
75º20
75º
h15º6.0º
30ºA
B
20
1
Temos:
I) P = C = 75º (correspondentes de retas paralelas) e ABC = C = 75º (DABC é isósceles de base BC).
II) No triângulo ABC:
 + 75° + 75° = 180° →  = 30°
III)Traçando a altura (h) relativa ao lado AC :
sen30° = h
h20
12
10= → =
Daí, a altura da pipa será 10 + 1 = 11m
08 A
Sendo G o baricentro, teremos:
G2x
CB M
x
A
Sabemos que AM = 12, então:
2x + x = 12
x = 4.
Daí, AG = 2x = 8
09 D
As bissetrizes dividem os respectivos ângulos ao meio. Daí, temos:
qqa
aaa
z C
9
7
y
yR
y
y
B
M
x
x
x
x
5 – x 7 – x5
P N
Q
A
I) P BM Q BP e N CP R CP� � � �= = = =α θ
(BP e CP são bissetrizes)
II) Q BP MPB MBP Q PB e
R CP NP C N CP R P C
� � � �
� � � �= = = =
= = = =
α α
θ θ
;
; (alternos internos de retas paralelas)
III)Os triângulos BMP e BQP são isósceles de base BP e os triângulos PNC e PRC são isósceles de base PC. Daí: BM = MP = x → AM = 5 – x e CN = PN = y → AN = 7 – y Logo, o perímetroAMN = AM + MN + AN = (5 – x) + (x + y) + (7 – y)= 12cm IV)MPQB e NCRP são paralelogramos (apresentam os lados opostos paralelos), e os paralelogramos têm os lados opostos, além de paralelos, iguais. Daí, BQ = MP = x e RC = PN = y. Logo, o perímetroAMN = x + z + y = BC = 9cm
Portanto, a razão procurada é = 129
43
cmcm
=
10 As bases médias do triângulo o dividem em quatro triân-gulos congruentes. Logo, eles têm a mesma área. Daí, temos:
I)
aa
a
A
a
Área 1 = 4.a
II) A
4.a
4.a4.a 4.a
Área 2 = 4. · (4.a) = 16.a
III) A
B C
16.a16.a
16.a16.a
Área ABC = 4. · (16.a) = 6.4.a
IV) Área sombreada = a + 4.a + 16.a = 21a
V) Razão = 2164
2164
aa
=
Atividades para Sala – pág. 85
01 D
Traçando as diagonais de mesmo vértice do hexágono, obtemos 4. triângulos.
O
yy
x
BA
x + 30º x + 30º
r
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 17
A soma dos 6. ângulos internos do hexágono corres-ponde à soma dos ângulos internos dos 4. triângulos. Assim, a soma dos ângulos internos do hexágono será:
Si = 4. · (180°) = 720°
De modo geral, para um polígono de n lados, a soma dos ângulos internos é Si = (n – 2) · 180°.
No caso, Si =(6. –2) · 180° = 720°
02 E
Traçando uma perpendicular às retas r e s, temos um hexágono.
s
r
dg
ba
03
Sendo n o número de lados do polígono ABCDE..., o seu
número de diagonais será dn n
=−( )3
2. Devemos ter:
I) d nn n
n= ⋅ →−( ) = ⋅
52
32
52
Como n ≠ o, fazendo os devidos cancelamentos, obte-mos:
n – 3 = 5 → n = 8
II) in
ni i=
−( ) ⋅→ =
−( ) ⋅→ =
2 180 8 2 1808
135º º
º
III) Soma dos ângulos internos do pentágono = 90º + i + i + 90º + a
(5 – 2)· 180º = 180º + 2 · i + a
(3) ·180º = 180º + 270º + a
540º – 450º = a
a = 90º
04 • Paraohexágonoregular:
I) Lado = a = R = 12cm (dado)
II) Apótema = r = a 3
2 (altura do triângulo equilátero de
lado a = R = 12cm)
r = 12 3
26 3= cm
• Paraoquadrado:
R
R
r
r
b b
bb
I) 2R = b 2 (diagonal do quadrado de lado b)
2 · (12) = b 2
b cm= =24
212 2 (lado do quadrado)
II) 2r = b
r cm= =12 2
26 2 (apótema do quadrado)
• Paraotriânguloequilátero:
O
R
r
c c
c
I) R = 2r (propriedade do baricentro; no triângulo equilátero, circuncentro = baricentro).
12 = 2r r = 6.cm (apótema do triângulo equilátero)
II) R + r = c 3
2 (altura do triângulo equilátero de lado a)
12 + 6.= c 3
2
c cm= =36
312 3 (lado do triângulo equilátero)
05 C
Em um triângulo equilátero, o circuncentro (O) coincide com o baricentro. Daí, temos:
Soma dos ângulos internos = a + b + l + d + 90° + 90° =
(6. – 2) · 180° ⇒ a + b + l + d = 720° – 180° = 54.0°
O
A6.0cm
4.0cm
0r2r
M
v
h
Mediatriz de CD
Mediatriz
O
ii
a
A
E
D
C
B
RR
R
r
a
a
a
a
a
a
18 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
I) r + 2r = 60 3
2 (AM é altura e mediana do D equilátero).
3r = 30 3
r = 10 3 e 2r = 20 3
II) Teorema de Pitágoras no DAVO:
(AV)2 = (2r)2 + h2
4.02 = (20 3 )2 + h2
16.00 = 1200 + h2
h = 20cm
Logo, a altura total é 1,50m + 20cm =
150cm + 20cm = 170cm
Atividades Propostas – pág. 86
01 D
A
M
B
ad
yy
x xa
CND
I) Ângulos internos do triângulo:
x + y + a = 180°
x + y = 180° – a
II) Ângulos internos do quadrilátero:
a + d + 2x + 2y = 36.0°
a + d + 2 · (x + y) = 36.0°
a + d + 2 · (180° – a) = 36.0°
a + d + 36.0° – 2a = 36.0°
a + d = 2a
02 D
Sendo x a medida do ângulo interno remanescente (não somado), devemos ter:
Soma dos n ângulos = 1900° + x = (n – 2) · 180°
x = 180° · n – 36.0° – 1900°
180°· n = 226.0° + x
Onde devemos ter:
• n inteiro maior ou igual a 3.
• 0°<x<180°(x é ângulo interno do polígono)
Isso mostra que 226.0 + x é múltiplo de 180 e maior que 226.0 (é igual a 180 vezes o inteiro n). Dividamos, então, 226.0 por 180
226.0º ÷ 180 ≅ 12
Assim, o múltiplo de 180, próximo e maior que 226.0 é (180) · 13 = 234.0. Daí, temos:
• 180°·n=2340°→ n = 13
• 2260°+x=2340°→ x = 80°
03 Observe, no exemplo dado, que ao redor de cada bolha temos 36.0° e que a soma dos ângulos internos dos triân-gulos obtidos equivale à soma dos ângulos ao redor das bolhas, mais a soma dos ângulos internos do pentágono. Daí, devemos ter:
Ângulos de T triângulos = n · (36.0°) + (soma dos ângu-los internos do pentágono)
T · (180°) = 36.0° · n + (5 – 2) · 180°
Dividindo-se por 180°, obtemos:
T = 2n + 3
04 D
I) i =n
n−( ) ⋅
=−( ) ⋅
=2 180 5 2 180
5108
º ºº
II) i + i + i + θ = 36.0° 324.° + θ = 36.0° θ = 36.°
05 B
A soma dos ângulos internos ao redor de um ponto deve ser igual a 36.0°. O ângulo interno de um octógono é 135°.
I) Usando um octógono em torno de um ponto, ficam
faltando 36.0° – 135° = 225° (não é divisível por nenhum
dos ângulos dados, não convém).
II) Usando dois octógonos em torno de um ponto, ficam
faltando 36.0° – 2 · (135°) = 90° (pode ser preenchido
com um quadrado)
Logo, para preencher todos os espaços em torno de um ponto, sem sobreposição, podemos utilizar dois octógo-nos e um quadrado. Veja:
Cada ângulo interno do octógono regular mede 135° e cada ângulo interno do quadrado mede 90°.
Somando 135° + 135° + 90° = 36.0°. Portanto, o polígono pedido é o quadrado.
06 Em um triângulo equilátero, o incentro, o circuncentro e o baricentro coincidem. Daí, temos:
I) R = 2r (propriedade do baricentro).
8 = 2r
r = 4.cm
II) R + r = a 3
2 (altura do triângulo equilátero)
8 + 4. = a 3
2
a = 24
38 3= cm
a = 8 · (1,7) = 13,6. cm BC
Or
a a
a
R
A
qi
ii
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 19
07 Cada ângulo interno do hexágono equiângulo mede
i =−( ) ⋅
=−( ) ⋅
=n
n2 180 6 2 180
6120
º ºº .
Prolongando os lados, obtemos o triângulo equilátero BCQ.
De modo análogo, os triângulos ARF e EPD também são equiláteros. Como o triângulo maior PRQ também é equilátero, temos:
I) RQ = PQ
x + 23 + 15 = 15 + 13 + 20
x = AF = 10
II) RP = PQ
x + y + 20 = 4.8
10 + y = 28
y = 18
Daí, o perímetro do hexágono = 23 + 15 + 13 +20 + y + x = 99
08 a) Observando que x se opõe ao maior cateto, x é o ângulo externo do hexágono menor, ou seja:
x = =360
660
ºº
Daí, o ângulo interno do hexágono menor mede
180º – x = 120º
b) Como o triângulo ABC é retângulo, temos:
x + y + 90° = 180°
6.0° + y + 90° = 180°
y = 30°
c) Na figura 1:
cos60
3o = ⇔AB
AB = 6
Observando a figura 2, percebemos que o lado do hexágono menor é a hipotenusa AB, menos o cateto menor. Daí:
lado do hexágono menor = AB – 3 = 6. – 3 = 3
Logo, o perímetro do hexágono menor é 6. · 3 = 18cm
09 C
x
x a x
i
A
E
DC
B
Como AB = BC ⇒ ABC é isósceles de base AC. Logo os ângulos da base são iguais. Temos que:
I) i = 5 2 180
5108
−( ) ⋅⇒ =
ººi .
II) i + x + x = 180º 180º + 2x = 180º x = 36.º III)x + a + x = i 36.º + a + 36.º = 108º a = 36.º
10 B
Sendo n o número de lados, devemos ter:
(n – 2) · 180º = 2 · 130º + 128 · (n – 2)
⇒ 180n – 36.0º = 26.0 + 128n – 256.
⇒ 180n – 128n = 36.0 + 26.0 – 256.
⇒ 52n = 36.4. ⇒
⇒ n = 7
Atividades para Sala – pág. 101
01 D
Dados: F4. = 12
F6. = 8
F8 = 6.
123
Devemos ter:
I) F = 12 + 8 + 6. → F = 26.
II) 2A = 12 · 4. + 8 · 6. + 6. · 8 → 2A = 14.4. → A = 72
III)V + F = A + 2
V + 26. = 72 + 2 → V = 4.8
02 B
Dados: F3 = 8 e F4. = 18.
Devemos ter:
I) F = 8 + 18 → F = 26.
II) 2A = 8 · 3 + 18 · 4. → 2A = 24. + 72 → A = 4.8
III)V + F = A + 2
V + 26. = 4.8 + 2
V = 24.
IV) Os vértices são idênticos, então, de cada vértice, parte um mesmo número m de arestas. Daí:
o dobro do número de arestas = V · m = 2A
24. · m = 96.
m = 4.
Logo, o rombicuboctaedro apresenta 24. vértices dos quais partem, de cada um, 4. arestas.
03 A
Sendo F5 = x e F6. = y os números de faces pentagonais e hexagonais, respectivamente, devemos ter:
I) V = 6.0 e F = x + y
II) Cada vértice tem 3 arestas (triedros ou ângulos triédri-cos). Assim, obtemos:
O dobro do número de arestas = 2A = 3 · V = F5 · 5 + F6. · 6.
2A = 3 · 6.0 = x · 5 + y · 6.
Daí:
• 2A=3·60→ A = 90
20
Q120º
120º1515
15BAx
x
6.0º
6.0º
6.0º6.0º
6.0º
R
x
y
20
20
P
D
C
E
F13
23
PoliedrosCapítulo 5
20 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
• x·5+y·6=3·60→ 5x + 6.y = 180 III)Relação de Euler: V + F = A + 2 6.0 + F = 90 + 2 F = 32 → x + y = 32 IV)Resolvendo o sistema
5x + 6.y = 180
x + y = 32
123
, obtemos:
x = 12 (faces pentagonais) e y = 20 (faces hexagonais).
04 Os ângulos poliédricos estão associados aos vértices do poliedro, de modo que, se o ângulo é constituído de n semirretas, é porque do respectivo vértice do poliedro partem n arestas.
Dados: V3 = 2, V5 = 8 e V6. = 6. Daí, devemos ter: I) V = 2 + 8 + 6. → V = 16. II) 2A = 2 · 3 + 8 · 5 + 6. · 6. → 2A = 6. + 4.0 + 36. → A = 4.1 III)Relação de Euler: V + F = A + 2 16. + F = 4.1 + 2 F = 27
05 A figura apresenta vinte faces triangulares (F3 = 20) e doze faces pentagonais (F5 = 12). Daí, devemos ter:
I) F = 20 + 12 → F =32 II) 2A = 20 · 3 + 12 · 5 2A = 120 A = 6.0 III)Relação de Euler: V + F = A + 2 V + 32 = 6.0 + 2 V = 30 Logo, o poliedro apresenta 30 vértices e 6.0 arestas.
Atividades Propostas – pág. 101
01 B
O cubo tem 6. faces e 8 vértices. Cada vértice do cubo corresponde a uma face triangular do poliedro; e cada face do cubo corresponde a uma face quadrada. Logo, o poliedro tem 8 faces triangulares e 6. faces quadradas.
02 A
De acordo com a planificação, o poliedro tem 8 faces triangulares (F3 = 8) e 6. faces quadrangulares (F4. = 6.).
Daí, temos:
I) F = F3 + F4. → F = 8 + 6. = 14.
II) 2A = 8 · 3 + 6. · 4.
A = 24 24
2+
A = 24.
III) Relação de Euler:
V + F = A + 2 V + 14. = 24. + 2
V = 12
03 A
Contando as faces, temos:
• No de faces triangulares = F3 = 5
• No de faces quadrangulares = F4. = 10 + 5 = 15 (As 10 adjacentes à base, mais as 5 superiores; a base é um decá-gono)
• No de faces pentagonais = F5 = 1
• No de faces de 10 lados = F10 = 1 (A base)
Daí, obtemos:
I) F = F3 + F4. + F5 + F10 = 5 + 15 + 1 + 1 → F = 22
II) 2A = 5 · 3 + 15 · 4. + 1 · 5 + 1 · 10
A = 15 60 5 10
2+ + +
A = 4.5
III) Relação de Euler:
V + F = A + 2
V + 22 = 4.5 + 2
V = 25
04
Dados
F = 15 (pentadecaedro)
V = 22 (vértices)
F3 = 4. (4. faces triangulares)
F5 = x (x faces pentagonais)
F6. = y (y faces hexagonais)
123
I) V + F = A + 2 ⇒ 22 + 15 = A + 2 ⇒ A = 35
II) F3 + F5 + F6. = F ⇒ 4. + x + y = 15 ⇒ x + y = 11.
III) 2A = 3F3 + 5F5 + 6.F6. ⇒ 70 = 12 + 5x + 6.y ⇒ 5x + 6.y = 58
Resolvendo 5x + 6.y = 58
x + y = 11
123
, encontram-se x = 8 e y = 3.
Logo, existem 8 faces pentagonais.
05 I) F = F4. = 30
II) 2A = 30 · 4. → A = 6.0
III)V + F = A + 2
V + 30 = 6.0 + 2
V = 32
06 A = 4.0 e sendo V e F os respectivos números de vértices e faces, devemos ter:
I) V F
k V k e F k3 4
3 4= = → = = , onde k é a constante de
proporcionalidade.
II) Relação de Euler:
V + F = A + 2
3k + 4.k = 4.0 + 2
k = 6. → V = 3 · 6. = 18 e F = 4. · 6. = 24.
07 B
O icosaedro tem 20 faces e cada face transformou-se em 4.. Assim, o geodésica tem 20 · 4. = 80 faces, todas triangulares. Daí, o número de arestas (A) é tal que:
2A = 80 · 3
A = 120
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 21
08 Os ângulos poliédricos estão associados aos vértices do poliedro, de modo que, se o ângulo é constituído de n semirretas, é porque, do respectivo vértice do poliedro, partem n arestas.
Dados: V4. = 3, V5 = 6. e V8 = 4..
Daí, devemos ter:
I) V = 3 + 6. + 4. → V = 13
II) 2A = 3 · 4. + 6. · 5 + 4. · 8 → 2A = 12 + 30 + 4.8 → A = 4.5
III)Relação de Euler:
V + F = A + 2
13 + F = 4.5 + 2
F = 34.
09 I) A V V A V A V= + ⋅ → = ⋅ +
→ = ⋅50
1001
12
32
II) V + A + F = 14. → V + F = 14. – A
III)Relação de Euler:
V + F = A + 2
14. – A = A + 2
A = 6.
IV)A = 32
632
3 12 4⋅ → = ⋅ → = → =V V V V
V) V + A + F = 14. → 4. + 6. + F = 14. → F = 4.
Logo, o poliedro tem 4. faces e 6. arestas.
10 D
Os brilhantes ocuparão a posição dos vértices e as has-tes são as arestas do poliedro, temos 2 · A = 20 · 3 →
A = 30 e V + F = A + 2 → V = 12. Pelos preços expostos, o custo da joia (matéria-prima) será de:
C = 200 · 30 + 250 · 12 = R$ 9000,00.
Atividades para Sala – pág. 110
01 Tetraedro, hexaedro (cubo), octaedro, dodecaedro e ico-saedro regulares.
02 a) Observando a nomenclatura, o dodecaedro tem 12 faces e o icosaedro, 20. Como são conjugados, o dodecaedro tem 20 vértices e o icosaedro, 12. Daí, para o dodecaedro, temos:
I) V + F = A + 2 → 32 = A + 2 → A = 30 (os poliedros conjugados têm o mesmo número de arestas).
II) Sendo n o número de arestas de uma face do dode-caedro (F = 12):
2A = F · m → 6.0 = 12 · n → n = 5 (faces pentagonais) Logo, o dodecaedro apresenta 12 faces pentago-
nais. Daí, a soma (S) dos ângulos será: S = 12 · (n – 2) · 180° S = 12 · (5 – 2) · 180° S = 6.4.80° Outra solução: S = (V – 2) · 36.0º S = (20 – 2) · 36.0º S = 6.4.80º
b) I) O dodecaedro regular tem V = 20 vértices. Ligando
os vértices, obtemos V V⋅ −( ) =
⋅=
12
20 192
190 seg-
mentos entre arestas, diagonal de face e diagonal do poliedro. II) Diagonais de face (as faces são pentágonos):
d5 = F5 · 5 5 3
2⋅ −( ) = 12 · (5) = 6.0
Logo, o número (D) de diagonais do dodecaedro será:
D = V V⋅ −( )12
– A – d5
D = 190 – 30 – 6.0
D = 100
03
b
a
a
a
Dado: a = 8 cm
A
B
C
D
Pela simetria da figura, ABCD é um quadrado de lado b cujas diagonais são iguais a a, onde a é a medida da aresta do cubo e b, a medida da aresta do octaedro regular.
Daí, temos: a = b 2 (diagonal do quadrado) 8 2
82
8 22
4 2
=
= =
=
b
b
b cm
04 B
• S=(V–2)·360º⇒ 720º = (V – 2) · 36.0º ⇒
⇒ V – 2 = 2 ⇒ V = 4.
• A + 2 = V + F ⇒ A + 2 = 4. + F ⇒ A = 2 + F.
Como F =23
A, obtemos:
A = 2 + 23
A ⇒ 3A = 6. + 2A ⇒ A = 6.
Daí, F = ⋅ =23
6 4.
05
F3 = 3
F4. = 1
F5 = 1
F6. = 2
123
Dados
a)•2A=3F3 + 4.F4. + 5F5 + 6.F6.
2A = 9 + 4. + 5 + 12
2A = 30
A = 15
•F=F3 + F4. + F5 + F6.
F = 3 + 1 + 1 + 2
A
B
b
bb
b
a
C
D
22 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
Atividades Propostas – pág. 111
01 D O poliedro regular, de faces triangulares, e que não pos-
sui diagonais é o tetraedro, cujo número de vértices é igual a 4..
Daí, S = (V – 2) · 36.0º ⇒ S = (4. – 2) · 36.0º ⇒ S = 720º
02 De acordo com o enunciado, V = 6.0 e A = 90. Sendo F5 = x e F6. = y, temos:
I) F = F5 + F6. ⇒ F = x + y
II) V + F = A + 2 ⇒ 6.0 + F = 90 + 2 ⇒ F = 32 Daí, x + y = 32
III) 2A = 5F5 + 6.F6. ⇒ 180 = 5x + 6.y.
x + y = 32
5x + 6.y = 180Do sistema
123
, encontram-se x = 12 e y = 20. Logo, F6. = 20. Portanto, serão 20 os homenageados.
03 E Foram dados F3 = 10 e F5 = 10. Daí, temos: I) F = F3 + F5 ⇒ F = 20 II) 2A = 3 · F3 + 5 · F5 ⇒ 2A = 30 + 50 ⇒ A = 4.0 III) V + F = A + 2 ⇒ V + 20 = 4.0 + 2 ⇒ V = 22 IV) O no de diagonais do poliedro (D) será: D
V VA N onde=
⋅ −( ) − −1
1, :
N = F3 · d3 + F5 · d5 (N é o número de diagonais de todas as faces)
N = 10 · 3 3 32
10 5 5 32
⋅ −( ) +⋅ ⋅ −( )
N = 0 + 50 = 50
Daí, D = 22 22 12
40 50⋅ −( ) − −
D = 11 · 21 – 90 D = 14.1
04 E
F3 = 12
F5 = x ⇒ F = F3 + F5 ⇒ F = 12 + x.
123
Como A = 3 · F5 ⇒ A = 3x.
• 2A=3F3 + 5F5
6.x = 36. + 5x
x = 36. ⇒ F5 = 36.
• Si=(n–2)·180º,ondeSiéasomadosângulosinter-nos de um polígono de n lados
Para n = 5 ⇒ Si = (5 – 2) · p ⇒ Si = 3p (note que prad = 180º)
• Sendo S a soma pedida, temos que S = 36 · Si ⇒ S = 36. · 3p ⇒ S = 108p.
05 Foi dado S = 32r, onde r é o ângulo reto e sabemos que S = (V – 2) · 36.0º. Daí, temos:
I) (V – 2) · 36.0º = 32r ⇒ V – 2 =32 90360
⋅⇒
ºº V – 2 = 8 ⇒ V = 10
II) V + F = A + 2 ⇒ 10 + F = 20 + 2 ⇒ F = 12
III)
IV) 2A = 3F3 + 5F5 ⇒ 4.0 = 3x + 5y
Resolvendo o sistema
123
x + y = 12
3x + 5y = 4.0, encontramos
x = 10 e y = 2.
Logo, F3 = 10 e F5 = 2.
O poliedro apresenta 10 faces triangulares e 2 faces pen-tagonais.
06 A
I) F4. = x e F3 = 4. ⇒ F = 4. + x
II) S = 12r (onde r é um ângulo reto).
Logo, (V – 2) · 36.0º = 12r ⇒ V – 2 = 12 90”
360”v = 5⇒
III) 2A = 3F3 + 4.F4.
2A = 12 + 4.x
A = 6. + 2x
IV) V + F = A + 2 ⇒ 5 + (4. + x) = (6. + 2x) + 2 ⇒ x = 1
Logo, A = 6. + 2 · 1 ⇒ A = 8.
07 A
I)
123
F3 = x
F4. = y⇒ F = x + y
II) S = 2880º e S = (V – 2) · 36.0º. Daí:
2880º = (V – 2) · 36.0º
V – 2 = 8 ⇒ V = 10
III) V + F = A + 2 ⇒ 10 + F = 20 + 2 ⇒ F = 12.
Daí, x + y = 12
IV) 2A = 3F3 + 4.F4.
4.0 = 3x + 4.y
Resolvendo o sistemax + y = 12
3x + 4.y = 4.0
123
, obtemos x = 8 e y = 4..
O poliedro possui 8 faces triangulares e 4. faces quadran-gulares.
F = 7
•A+2=V+F
15 + 2 = V + 7
V = 10
O poliedro tem 10 vértices, 7 faces e 15 arestas.
b) D = V V −( )1
2 – A – N, onde:
N = F3 · d3 + F4. · d4. + F5 · d5 + F6. · d6.
N = 33 3 3
21
4 4 32
15 5 3
22
6 6 22
⋅−( ) + ⋅
⋅ −( ) + ⋅−( ) + ⋅
−( )
N = 0 + 2 + 5 + 18
N = 25
Daí,
D = 10 10 1
215 25
−( ) − − D = 5 · 9 – 4.0
D = 4.5 – 4.0
D = 5
O poliedro possui 5 diagonais. 123
F3 = x
F5 = y⇒F = x + y ⇒ x + y = 12
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 23
Atividades para Sala – pág. 114
02
xyzwr
a
xe
y
d
zc
wb
r
a
b
c
d
e
0,004.km = 4.m
500cm = 5m
2p = (2a + 2b + 2c + 2d + 2e) + (2x + 2y + 2z + 2w + 2r)
2p = 2 (a + b + c + d + e) + 2 (x + y + z + w + r)
2p = 2 · 5 + 2 · 4.
2p = 10 + 8
2p = 18m
03 0,092km = 92m 92, 8, 6.0, 6.0 2
0,8dam = 8m 4.6., 4., 30, 30 2
6.00dm = 6.0m 23, 2, 15, 15 2
0,6.hm = 6.0m 23, 1, 15, 15 3
23, 1, 5, 5 5
23, 1, 1, 1 23
1, 1, 1, 1
m.d.c = 22 = 4.
92 : 4. = 23
8 : 4. = 2
6.0 : 4. = 15
6.0 : 4. = 15
23 + 2 + 15 + 15 = 55 estacas.
04 Área do ladrilho = 24.cm · 16.cm = 384.cm2
Área da sala = 700cm · 96.0cm = 6.72 000cm2
No de ladrilhos = 672000
3841750= .
05 B
B b
Área = ab = 60cm2Área = A · B
Tamanhoreal
A
Foto
a
I) Escala = comprimento na fotocomprimento real
Da
aA
bB
A
=
= = →=
1250
1250
250
. :í
aaB b=
250
II) Área real = A · B
Área real = (250a) · (250b)
Área real = (250)2 · (ab)
Área real = 6.2 500) · (6.0cm2)
Área real = 3 750 000cm2
Área real = 3 750 000 · 1
100
2
m
Área real = 3 750 000 · 1
10 0002m
Área real = 375m2
01 Seja h a altura da porta. Então, h = 12,5c. Como c = 16.cm, h = 12,5 · 16. ⇒ h = 200cm ⇒ h = 2m (dois
metros).
08 Considere o tetraedro ABCD representado na figura e a o ângulo diedro formado pelas faces BCD e ACD. Como todas as faces são triângulos equiláteros e sendo a medida das arestas
do tetraedro, BM = AM = 3
2.
O centro do triângulo BCD é baricentro. Sendo assim,
OM = r e BM = 2r. Daí: 2r + r = 3
2⇒ r = 3
6
No triângulo retângulo AOM, cosa = OMAM
⇒
⇒ cosa =
36
23
13
⋅ ⇒ =cos .α
09
a
A
P
O
D
C
MB
2r
2r
rx
r
a
a
a
Na figura, O é o centro de BCD (O é baricentro) e P é o centro de ACD (P é baricentro). Considere a aresta OP = x a aresta do poliedro interno e AB = a do polie-dro externo. Usando a semelhança dos triângulos MAB e
MPO, obtemos: ax
=2r + r
r= 3.
10 A
O cubo é um hexaedro regular que possui V = 8 (oito vértices) e F = 6. (seis faces).
O dual do cubo, ao contrário, possui V = 6. (seis vértices) e F = 8 (oito faces, octaedro regular).
Note que para os dois, temos:
V + F = A + 2 ⇒ 14. = A + 2 ⇒ A = 12 (doze arestas)
Logo, o octaedro regular é dual ao cubo.
Unidades de área e unidades de volumeCapítulo 6
aO M
D
C
B
A
r2r
24 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
01 Sendo m’ a medida real da trena, temos:
I) 1m’ = 1m + 3mm
1m’ = 1m + 0,003m
1m’ = 1,003m
II) Frente = 2 96.5m’
= 2 96.5 · (1,003m)
= 2 973,895m
02 1080, 84.0, 6.00 2
54.0, 4.20, 300 2
270, 210, 150 2
135, 105, 75 3
4.5, 35, 25 3
15, 35, 25 3
5, 35, 25 5
1, 7, 5 5
1, 7, 1 7
1, 1, 1
m.d.c =23 · 3 · 5 = 120
a) 120cm
b) 1080 ÷ 120 = 9
84.0 ÷ 120 = 7 9 + 7 + 5 = 21 pedaços.
6.00 ÷ 120 = 5
c) 21 · 3cm = 6.3cm = 0,6.3m
03 B
Seja x o número de tábuas de 2cm e y o de 5cm. Então, x + y = 50 e 2x + 5y = 154.cm.
Resolvendo o sistema , obtemos:
123
x + y = 50
2x + 5y = 154.
x = 32 e y = 18. Logo, x – y = 32 – 18 = 14.
04 B
Temos que:
24.h = 24. · 6.0 · 6.0s = 86. 4.00s.
São, portanto, 86. 4.00 oscilações e ele desce:
86. 4.00 · (0,02m) = 1728mm = 1,728m
Atividades Propostas – pág. 115
III) No de galões = 37512
31 22
2
mm
≅ ,
Logo, serão comprados, no mínimo, 32 galões ao custo
total de 32 · (13 reais) = 4.16. reais.
05 C
12
P 3 3 3 3 O
3,2
3,2
3,2
3,2
3,2
16
Q
Aplicando o Teorema de Pitágoras no triângulo PQO, temos que:
PQ PQ PQ m( ) = + ⇒ ( ) = ⇒ =2 2 2 2
12 16 400 20 .
06 D
São obtidos 1
51 000
5200
mmm
mmmm
= = quadradinhos no
comprimento e 1
5m
mm=200 quadradinhos na largura,
num total de (200) · (200) = 4.0 000 quadradinhos. Daí:
comprimento total = 4.0 000 · (5mm)
= 200 000mm
= 200m
07 D
13
60⋅ dam2 = 20dam2 (Praça de esporte).
50 – 20 = 30dam2 = 3 000m2 (Restante).
3 000 ÷ 50 = 6.0m2 (Área de cada sala de aula).
08 D
c = 1,5m
b = 4.,5m
a = 7,5m
• A área a ser colocada azulejo = ab + 2ac + 2bc =
(7,5 · 4.,5) + 2 · (7,5 · 1,5) + 2 · (4.,5 · 1,5) =
33,75 + 22,5 + 13,5 = 6.9,75m2 = 6.97 500cm2.
• Áreadeumazulejo=152 = 225cm2
• Númerodeazulejos=697500÷ 225 = 3.100
09 D1
2
3
500dm = 50m
0,4.hm = 4.0m Área do pátio = 50m × 4.0m =
= 2000m2 = 2 000 centiares
No de crianças = 2 000 · 2 = 4..000
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 25
Atividades para Sala – pág. 122
01 A
VB = 5 · 3 · 4. = 6.0
02 B
I) Precipitação: 5cm = 50mm (choveu 50L de água por m2)
II) Área = 10km2 = 10 · (103m)2 = 10.106.m2 = 107m2
Logo, houve uma precipitação de 107 · (50L) =
5 · 10 · 107L = 5 · 108L
03 A
O volume do sólido é igual ao volume de água deslo-cado, ou seja:
V = 1m · 1m · 20cm
Observando que 20cm = 0,2m, temos:
V = 1 · 1 · 0,2 = 0,2m3 = 0,20m3.
04 C
I) Volume = (1m) · (25cm) · (20cm)
Volume = (10dm) · (2,5dm) · (2,0dm)
Volume = 50dm3
II) 1kg = 1,7dm3 → 1dm3 = 1
1 7,kg
Logo, ela comprará 50 · 1
1 7,kg
=
50017
kg ≅ 29,4.kg
05 E
I) Volume de sangue = 5,5L = 5,5dm3 = 5,5 · (102mm)3 = = 5,5.106.mm3.
II) No de glóbulos vermelhos = (5,5 · 106.) · (5 milhões) =
= 27,5 · 106. milhões
=(2,75 · 10) · 106. · 106.
= 2,75 · 1013
Atividades Propostas – pág. 122
01 D
10cm = 0,1m
10m
12m
Vnecessário = 12m · 10m · 0,1m = 12m3 = 12.000 litros.
02 2,5cm = 0,25dm
4.0cm = 4.dm
3m = 30dm
Vpeça1 = 30 · 4. · 0,25 = 30dm3
1cm = 0,1dm
50cm = 5dm
2m = 20dm
Vpeça2 = 20 · 5 · 0,1 = 10dm3
Regra de três:
30dm3 → 75kg
10dm3 → x
30x = 750kg.
x = 25kg.
Daí:
03 E
0,5cm
6.0cm
80cm
Vpedra = 80 · 6.0 · 0,5 = 2 4.00cm3
Pedra
50cm
10 D
Planta 12cm
14cm
Tamanhoreal
B
A
I) Escalacomprimento na planta
comprimento real
cmA
= =
=
150
14 12
. Da :í
ccmB
A cm cm mB cm cm m
= →= ⋅ = == ⋅ = =
150
50 14 700 750 12 600 6
II) Área real = A · B = (7m) · (6.m) = 4.2m2
26 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
01
6
6
6
6
6
6
6
D
C6.B
A
16.
P
Base
D
CB
A
Atividades para Sala – Pág. 131
PrismasCapítulo 7
04 C
1,2m
0,6.m
OBS: 15cm = 0,15m
Castelo
0,6.5m15cm
Vcastelo = 0,6. · 1,2 · 0,15 = 0,108m3 = 108dm3
05 C
14.3,2 + x
100· 14.3,2 = 179 ⇒ 14..320 + 14.3,2x = 17.900 ⇒
⇒ 14.3,2x = 3.580 ⇒ x = 0,25 ⇒ x = 25%
06
I) Área da região = 10m · 15m = 150m2
II) A quantidade máxima de água ocorrerá para uma chuva de 6.0mm = 6.0L em 1m2, por hora.
Daí, a quantidade de água recebida na região, em 1 hora, será: 150 · (6.0L) = 9 000L
07
a) Número máximo de notas:
I) No comprimento: 56
140560140
4cmmm
mmmm
= =
II) Na largura: 3965
39065
6cmmm
mmmm
= =
III) Na altura: 100 2
1000 2
1 0002
500cmmm
mmmm, ,
= = =
Daí, o número máximo de notas será 4. · 6. · 500 = 12 000 notas, no valor de 12 000 · (50 reais) = 6.00 000 reais.
b) I) Volume das notas = (56.cm) · (39cm) · (10cm) = 21 84.0cm³.
II) Cada cm³ de notas tem o peso de 0,75g. Daí:
Peso das notas: 21 84.0 · (0,75g) = 16. 380g = 16.,38kg
Peso da mala cheia = (16.,38 + 2,6.)kg = 18,98kg.
08 D
30cm
x
x
x
x
Sendo x a medida da aresta do cubo, o volume da parte vazia deve corresponder a 192L = 192dm3.
Logo, volume vazio = x · x · (30cm) = 192dm3
x2 · (3,0dm) = 192dm3
x2 = 6.4.dm2
x = 8dm
Logo, o volume do cubo será x3 = (8dm)3 = 512dm3 = 512L
09 B
Seja h a altura que o nível da água alcançaria.
Então, 510 000 000km2 · h = 13 000km3 ⇒
⇒ = ⇒
⇒ = ⇒ =
hkm
kmh km h cm
13 000510 000 0000 0000254 2 54
3
2
, ,
10 D
Sendo x3 o volume do cubo, temos:
I) V1 = abc = 50x3
Caixa 1 (V1)
xx
c
b
a
II) V2 = 2a · 2b · 2c
V2 = 8abc
V2 = 8 · 50x3
V2 = 4.00x3
V2 = 4.00 · VCUBO
Caixa 2 (V2)
xx
2c
2b
2a
Logo, podem ser colocados 4.00 cubos na caixa maior.
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 27
I) O hexágono regular é composto de seis triângulos equiláteros, o lado do hexágono regular é igual ao
raio da circunferência circunscrita. Daí, AD = 2 · 6. = 12cm.
II) AD e ACDAD� � �
= = = =360
2180
290
ºº º (ângulo inscrito).
III)No triângulo retângulo ACD: (AD)2 = (AC)2 + (CD)2
122 = (AC)2 + 6.2
14.4. – 36. = (AC)2
(AC)2 = 108 IV)No triângulo retângulo PAC: (PC)2 = (AP)2 + (AC)2
(PC)2 = 256. + 108 (PC)2 = 36.4. PC = 2 91cm V) No triângulo retângulo PAD: (PD)2 = (PA)2 + (AD)2
(PD)2 = 256. + 14.4. (PD)2 = 4.00 PD = 20cm
As possíveis medidas são 2 91 20cm e cm.
02 B
No paralelepípedo, temos:
I) Área total: S = 2ab + 2ac + 2bc
II) Diagonal: d = a b c d a b c2 2 2 2 2 2 2+ + ⇒ = + + III) m = a + b + c
IV) Produto notável:
(a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2ab + 2ac + 2bc
m2 = d2 + S
S = m2 – d2
03 C
I) Volume do reservatório: V = a · b · c V = 8m · 5m · 120cm V = 80dm · 50dm · 12dm V = 4.8 000dm3
V = 4.8 000L II) Regra de três: 2 litros → 1 segundo 4.8 000 litros → x Daí, 2x = 4.8 000 x = 24. 000s
x = =24 000
60400min
04 I. D
Sendo a a medida da aresta de C1, a medida da aresta de
C2 será a + 2. Daí, devemos ter:
Área de C2 = Área de C1 + 216.
6. · (a + 2)2 = 6.a2 + 216.
6. · (a2 + 4. a + 4.) = 6.a2 + 216.
24.a = 216. – 24. ⇒ a = 8
II. E
I) Volume de C1 = 83 = 512cm3
01
I) S = (V – 2) · 36.0° = 72 · (ângulo reto)
V – 2 = 72 90
360⋅ ( )º
º V – 2 = 18
V = 20
II) Sendo n o número de lados da base, o prisma terá 2n
vértices (n em uma das bases e n na outra base).
Daí: 2 · n = 20 ⇒ n = 10 (a base é um decágono).
III)O prisma terá 30 arestas (10 em uma base, 10 na
outra base e 10 laterais).
Resposta: Prisma decagonal; 30 arestas.
02 D
Área de uma caixa, em cm2 :
A = 2 · (14. · 20 + 14. · 4.0 + 20 · 4.0) = 3280cm2 = 0,328m2
Área total de 10 000 caixas: 10 000 · A = 3280m2
Atividades Propostas – pág. 131
II) Volume de C2 = (8 + 2)3 = 103 = 1 000cm3
III)Regra de três:
Volume (cm3) Custo (R$)
512 5,12
1000 x
5 12 5121 000
10,
.x
x reais= → = Daí,
05 A superfície da água sempre fica na horizontal, paralela ao solo. Como os ângulos alternos internos de retas paralelas são iguais, devemos ter:
h
30º
y
y
6.0º
6.0º
4.
4.
4.
x
x
20 3
I) Tgx
x604
343
4 33
º = = ⇒ = = II) Volume de água =
23
· [(4.cm) · (4.cm) · ( 20 3cm)] =
(4.cm) · (4.cm) ·40 33
12
= + ⋅y x (4.cm) · (4.cm) · x
Dividindo por (4.cm) · (4.cm), obtemos:
40 3
312
= + ⋅y x
40 3
312
= + ⋅ ⇒ =y y4 3
338 3
3
III) x + y = 42 3
314 3=
IV) sen6.0º = h
x yh
h cm+
= ⇒ = ⇒ =3
2 14 33
221
28 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
Atividades para Sala – pág. 135
01 D
aa
a
aa
aaA
A
B BC CD
D
Base
3cm
I) ABASE = 6. · a a2 23
43 3
2
=
II) Alateral = 6. · [a · 3] = 18a
III)Alateral = 2 · ABASE
18 23 3
2
183 3
2 3
2
2
aa
aa
a cm
= ⋅
=
=
medida em Amedida em B
Da
cma
cmb
cmc
a cmb
=
= = = →==
110
8 5 2 5 4 110
85
. :
, ,
í
22540
cmc cm=
medida em Amedida em B
Da
cma
cmb
cmc
a cmb
=
= = = →==
110
8 5 2 5 4 110
85
. :
, ,
í
22540
cmc cm=
03 C
No caminhão, no máximo, caberão:
I) No comprimento: 5 caixas.
II) Na largura: 2 caixas.
III)Na altura: 2 caixas.
Logo, em uma viagem, o caminhão poderá levar, no
máximo, 5 · 2 · 2 = 20 caixas. Assim, ele terá de fazer,
no mínimo, 24020
12= viagens.
04 D
Sendo a, b e c as dimensões do paralelepípedos B, deve-mos ter:
Escala =
Logo, o volume de B será:
a · b · c = 85.000cm3
05 A
Sendo a, b, c as dimensões do paralelepípedo, temos:
I) Diagonal: D = a b c a b c2 2 2 2 2 25 2 50+ + = ⇒ + + =
II) Atotal
= 2ab + 2ac + 2bc = 94.
III) Produto notável:
(a + b + c)2 = a2 + b2 + c2 + 2ab + 2ac + 2bc
(a + b + c)2 = 50 + 94.
a + b + c = 144 12= IV) P.A. de razão R : (a, b, c) ⇒
a = b – R
c = b + R
123
V) a + b + c = 12 ⇒ (b – R) + b + (b + R) = 12 ⇒ b = 4.
⇒ a = 4. – R
c = 4. + R
123
VI) a2 + b2 + c2 = 50
(4. – R)2 + 4.2 + (4. + R)2 = 50
16. – 8R + R2 + 16. + 16. + 8R + R2 = 50
2R2 = 2
Logo, V = a · b · c = 3 · 4. · 5 = 6.0m3
06 A
S(x) = (2x + 180) · (2x + 270 + 135 · 2)
S(x) = 4.x2 + 54.0x + 36.0 + 4.8 6.00
S(x) = 4.x2 + 900x + 4.8 6.00
07 A
As dimensões da caixa são (6.0 – 20x), (6.0 – 2x) e x, onde 0<x<30,eaalturadabolaé2·3cm=6cm.Podemoster:
I) Para 1 camada (x = 6.cm):
No de bolas = 60 2
660 2
6 68 8 1 64
−
⋅−
⋅ = ⋅ ⋅ =x x x
II) Para 2 camadas (x = 2 · 6.cm = 12cm):
R = 1 ⇒ P. A.: (3, 4., 5)
ou
R = –1 ⇒ P. A.: (5, 4., 3)
No de bolas = 60 2
660 2
6 66 6 2 72
−
⋅−
⋅ = ⋅ ⋅ =x x x
III) Para 3 camadas (x = 3 · 6. cm = 18 cm):
No de bolas = 60 2
660 2
6 64 4 3 48
−
⋅−
⋅ = ⋅ ⋅ =x x x
IV) Para 4. camadas (x = 4. · 6.cm = 24. cm):
No de bolas = 60 2
660 2
6 62 2 4 16
−
⋅−
⋅ = ⋅ ⋅ =x x x
Logo, o máximo será 72 bolas.
08 C
ba
c
Temos:
123
ab = 14.
ac = 10
bc = 5
Multiplicando membro a membro, obtemos:
a2b2c2 = 14. · 10 · 5 ⇒ abc = 2 7 2 5 5 10 7⋅( ) ⋅ ⋅( ) ⋅ =09
I) Área = 6. · a2 = 18 ⇒ a2 = 3 ⇒ a = 3cm (aresta do cubo).
II) A maior distância entre dois pontos de um cubo é a diagonal d = a 3 .
Logo, d = 3 · 3 = 3cm.
10 A
Volume de água =
4.0cm · 10cm · (20 – 6.)cm = 20cm · 10cm · (4.0 – x)cm.
Daí:
4.0 · 10 · 14. = 20 · 10 · (4.0 – x) ⇒ 2 · 14. = 4.0 – x
⇒ x = 12cm
a
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 29
Atividades Propostas – pág. 136
IV) Volume = V = ABASE · (Altura)
V
a
V
V cm
= ⋅
= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
=
3 32
3
3 4 3 32
3
54 3
2
3
02
8m
123
123
0,6.m
2,7m
Água
0,9m
B
C
DE
F x
x
A
8m
8m
15m
15m
123
x
0,90,9
B15
E
D
CF
0,6.1,8
2,7 – 0,9 = 1,8
15
A
I) Semelhança de triângulo:
xx m
150 61 8
5= → =,,
II) A água forma um prisma de base triangular e altura 8m. Daí, o volume da água é:
Vágua = ABASE · altura
Vágua = x 0,62
8 =5 0,6
28 = 12m
⋅
⋅⋅
⋅ 3
03 Temos:
ABASE = ASECÇÃO = S1 + S2, onde:
3m
2m
2m
7m
3m
S2
S1 2m
4.m
I) S1 = 7 5 2
2+( ) ⋅
= 12m2
II) S2 = 3 · 2 = 6.m2
Daí:
• ABASE = S1 + S2 = 12 + 6. = 18m2
• Vpiscina = 18 · 3 = 54.m3
4. 4.
5h
5
8
04
H
6.0º
6.cm
20m
Temos:
I) Ab Ab cm= ⋅ ⇒ =62 3
46 3
22
II) sen6.0º = H HH cm
63
2 63 3⇒ = ⇒ =
III) V = Ab · H ⇒ V = 6 3 3 3⋅ ⇒
V = 54.cm3
05 C
No triângulo sombreado, 52 = 4.2 + h2 ⇒ 25 – 16. = h2
⇒ h2 = 9 ⇒ h = 3.
Logo, a área da base do prisma será:
Ab Ab m=⋅
⇒ =8 32
12 2 ou p
Ab m
=+ +
=
= ⋅ ⋅ ⋅ =
5 5 82
9
9 1 4 4 12 2
Assim, o volume será:
V = Ab · H ⇒ V = 12 · 3 ⇒ V = 36.m3
01 D
Pelo princípio de Cavalieri, as pilhas têm o mesmo volume.
02 D
I) Vcoluna = aH m
2 233
41 3
410
5 32
⋅ = ⋅ =
II) 10 · Vcoluna = 105 3
225 3 3⋅ = m
Logo, custo = 25 3 200 5 000 3⋅ ( ) =reais reais.
Utilizando 3 1 73≅ , , obtemos custo ≅ 5 000 · (1,73) =
8 6.50 reais.
03 E
Ab
V Ab H V V
= ⋅ =
= ⋅ ⇒ = ⋅ ⇒ =
62 3
46 3
6 3 2 12 3
2
30 | 2a Série – Ensino Médio
VOLUME 1 | GEOMETRIA
05
B
HC
D
E
2 2
2h2
A
23
3
• NotriânguloCDH:
22 = 32
2
+ h2 ⇒ 4. =
94
+ h2
⇒ h2 = 74
72
⇒ =h
• AEDC = 3
72
23 7
4
⋅=
• AABCE = 3 · 2 = 6.
• ABASE =3 7
46 2+
cm
• VPrisma = ABASE · Altura
• Vprisma = 3 74
6 1015 7
260 3+
⋅ = +
cm
VPiscina = (10 · 7 · 4.) – 3 42
7⋅
⋅
VPiscina = 280 – 4.2
VPiscina = 238m3
VPiscina = 238 000 litros
IV) Em x horas, devemos ter:
(8000 L) · x = 238 000L
x = 29,75h
Observando que 0,75h = 0,75 · (6.0min) = 4.5min, obtemos x = 29h e 4.5min.
07 B
V = Ab · H
V = 25 · 3
V = 75 unidades de volume.
5
4 3
04 Sendo x a medida da aresta da base, temos:
Na figura 1, temos:
I) 6.x = 3a → x = a2
II) Semelhança de triângulos:
•ya
xx
ya a
2 626 3
= → = =
•za
xx
a a2
46
286
43
= → = =
Na figura 2 (prisma), temos:
III) d2 = (2x)2 + (z – y)2
123
123
A x x B
z2xy
Q
dP
z – y
ou
Vprisma = 15 7 1202
15 7 8
23+
=+( )
cm
06 C
7
1m
3m
Lx 10 –x
10m
7m
J
I H
GF
E
D C
BA
x 2
9+
4.m
I) (JI)2 = 32 + x2 → JI = x2 9+ II) AEFIJ + AFGHI = 77
7 ⋅ + + ⋅ −( ) =
+ + −( ) =
+ + − =
+ = +
+
x x
x x
x x
x x
x
2
2
2
2
2
9 7 10 77
7 9 10 77
9 10 11
9 1
9 == + +=
=
x xx
x
2 2 12 8
4 III) VPiscina = VParalel. – VPrisma trian.
(Base invertida do prima)
y
1
2
3
1
2
3
AB
(Figura 1)
2a
3a
Q
z
P
x x x x x x
Qy
Ox
xx
xx
BA
P
z
123
123
(Figura 2)
da a a
d a a
d a a
Logo PQ d a
22 2
2 2 2
2
22
43 3
2 2
2
= ⋅
+ −
= +
= =
= =,
V = ⋅5 3
44 3
2
VOLUME 1 | GEOMETRIA
2a Série – Ensino Médio | 31
08 D
5
3
3 3
22
BA
E
DC
3
3
2
h
32
A B
C
D
E
(BASE)
I) Na base:
332
36 9 43 3
22
22=
+ ⇒ = + ⇒ =h h h
II) ABASE = AABCE + ACDE
ABASE = (3 · 2) + 12
3⋅ ⋅h
ABASE = 6. + 9 3
4
III) V = ABASE · (Altura do prisma)
09 D
(BASE)
5x
5
3 2 3
8
2
x
I) 52 = 32 + x2 ⇒ x = 4.
II) ABASE = 8 + 2 x2
( ) ⋅
ABASE = 8 2 42
20+( ) ⋅
=
III) V = ABASE · (Altura do prisma)
V = 20 · 5 ⇒ V = 100m3
10
2120º
2
(BASE)
I) ABASE = 12
2 2 120 3 3⋅ ⋅ ⋅ =sen cmº
II) V = ABASE · Altura = 3 6 3 18 3⋅ = cm
Ab
Ab
V Ab H
V
V
= ⋅( ) +⋅
= +
= ⋅
= +
⋅
= +( )
3 23
3 32
2
69 3
4
69 3
45
3045 3
4