10º ano

10º anoGeometria


Triângulo


Triângulos são uma das formas fundamentais na geometria. Um triângulo é um polígono de três lados, ou seja, é uma forma fechada com três bordas e três vértices. O estudo dos triângulos é importante porque eles são o tipo mais simples de polígono e são usados em vários aspectos, como arquitetura, engenharia, astronomia e arte.

Tipos de triângulos

Triângulos podem ser classificados em diferentes tipos com base em seus ângulos e nos comprimentos de seus lados. Compreender esses tipos é importante para identificar e resolver problemas envolvendo triângulos.

Com base no comprimento dos lados

Existem três tipos principais de triângulos dependendo do comprimento dos lados:

  • Triângulo equilátero: Todos os três lados têm comprimento igual. Cada ângulo interno é de 60 graus.
  • Triângulo isósceles: Dois lados têm comprimento igual e, consequentemente, os ângulos opostos a esses lados também são iguais.
  • Triângulo escaleno: Os três lados têm comprimentos diferentes e os três ângulos também são diferentes.

Com base nos ângulos

Os tipos de triângulos com base nos ângulos são os seguintes:

  • Triângulo acutângulo: Todos os três ângulos internos são menores que 90 graus.
  • Triângulo retângulo: Um desses ângulos é de 90 graus. O lado oposto a este ângulo é o mais longo e é chamado de hipotenusa.
  • Triângulo obtusângulo: Um de seus ângulos é maior que 90 graus.

Propriedades dos triângulos

Os triângulos possuem muitas propriedades interessantes, tais como:

Soma dos ângulos internos

A soma dos ângulos internos de qualquer triângulo é sempre 180 graus. Se os ângulos em um triângulo são A, B e C, então essa propriedade pode ser expressa como:

A + B + C = 180°

Exemplo visual

Considere um triângulo acutângulo simples representado visualmente:

A B C

Nesse triângulo, a soma dos ângulos A, B e C é 180 graus.

Teorema de Pitágoras

Em triângulos retângulos, o teorema de Pitágoras é uma relação fundamental expressa como:

a² + b² = c²

onde a e b são os comprimentos dos dois lados mais curtos, e c é o comprimento da hipotenusa.

Exemplo visual

A B C

Congruência e semelhança

Triângulos congruentes

Dois triângulos são congruentes se todos os lados e ângulos correspondentes são iguais. Os critérios de congruência mais comumente usados são:

  • LLL (Lado-Lado-Lado): Se três lados de um triângulo são iguais a três lados de outro triângulo.
  • LAI (Lado-Ângulo-Lado): Se dois lados e o ângulo entre eles de um triângulo são iguais aos dois lados e o ângulo entre eles de outro triângulo.
  • AIA (Ângulo-Lado-Ângulo): Se dois ângulos e o lado entre eles de um triângulo são iguais a dois ângulos e o lado entre eles de outro triângulo.
  • AAL (Ângulo-Ângulo-Lado): Se dois ângulos e um lado de um triângulo são iguais aos dois ângulos e um lado de outro triângulo.
  • CHL (Ângulo Reto-Hipotenusa-Lado): Em triângulos retângulos, se a hipotenusa e um lado de um triângulo são iguais à hipotenusa e um lado do outro triângulo.

Triângulos semelhantes

Triângulos são semelhantes se seus ângulos correspondentes são iguais, e seus lados correspondentes são proporcionais. Os critérios de semelhança comuns são:

  • AA (Ângulo-Ângulo): Se dois ângulos de um triângulo são iguais a dois ângulos de outro triângulo.
  • LAS (Lado-Ângulo-Lado): Se o ângulo entre dois lados de um triângulo é igual ao ângulo entre dois lados de outro triângulo, e os lados estão na mesma proporção.
  • LLL (Lado-Lado-Lado): Se os lados correspondentes de dois triângulos estão em proporção.

Centros críticos em um triângulo

Existem vários pontos importantes associados aos triângulos, conhecidos como centros. Estes incluem o baricentro, incentro, circuncentro e ortocentro.

Baricentro

O baricentro é o ponto onde as três medianas de um triângulo se intersectam. A mediana é uma linha traçada de um vértice ao ponto médio do lado oposto. O baricentro divide cada mediana em dois segmentos, um dos quais é duas vezes maior que o outro.

Exemplo visual

O ponto vermelho é o baricentro.

Incentro

O incentro é o ponto de interseção das bissetrizes dos ângulos do triângulo. É o centro do círculo inscrito, que é o maior círculo que cabe dentro do triângulo.

Circuncentro

O circuncentro é o ponto onde as bissetrizes perpendiculares dos lados se intersectam. É o centro do círculo circunscrito, que passa por todos os vértices do triângulo.

Ortócentro

O ortocentro é o ponto onde as alturas (ou extensões das alturas) de um triângulo se intersectam. Uma altura é uma linha perpendicular de um vértice à linha no lado oposto.

Área e perímetro de um triângulo

Calcular a área e o perímetro de um triângulo é uma habilidade fundamental na geometria.

Perímetro

O perímetro de um triângulo é simplesmente a soma dos comprimentos de seus lados. Se os comprimentos dos lados de um triângulo são a, b e c, então o perímetro P é dado por:

P = a + b + c

Área

A área de um triângulo pode ser calculada usando diferentes fórmulas dependendo das informações conhecidas:

  • Fórmula base-altura: Se a base b e a altura h são conhecidas, então a área A é:
    A = (1/2) × b × h
  • Fórmula de Heron: Se todos os três lados são conhecidos, use a fórmula de Heron para a área:
    s = (a + b + c) / 2
    A = √(s × (s - a) × (s - b) × (s - c))
    onde s é o semiperímetro.

Triângulos retângulos especiais

Alguns triângulos retângulos têm propriedades especiais que os tornam particularmente úteis.

Triângulo 45-45-90

Os ângulos neste triângulo são 45 graus, 45 graus e 90 graus. Os lados estão na razão 1:1:√2. Portanto, se os catetos são x, então a hipotenusa será x√2.

Exemplo visual

X X x√2

Triângulo 30-60-90

Em um triângulo 30-60-90, os lados estão na razão 1:√3:2. Se o lado mais curto (oposto ao ângulo de 30 graus) é x, então o lado oposto ao ângulo de 60 graus será x√3, e a hipotenusa será 2x.

Exemplo visual

X x√3 2x

Aplicações dos triângulos

Os triângulos são usados em várias aplicações, como trigonometria, navegação, gráficos computacionais e engenharia estrutural. Compreender as propriedades e os tipos de triângulos pode ajudar a resolver problemas complexos relacionados a eles.

Problemas de exemplo

Vamos examinar alguns problemas de exemplo para compreender melhor os conceitos:

Exemplo 1

Dado um triângulo retângulo com lados 3, 4 e 5, verifique se é um triângulo retângulo.

Calcule usando o teorema de Pitágoras:
3² + 4² = 9 + 16 = 25
5² = 25
Como ambos os lados da equação são iguais, isso confirma que o triângulo é um triângulo retângulo.

Exemplo 2

Encontre a área de um triângulo equilátero cujo comprimento do lado é 6 unidades.

A fórmula para a área de um triângulo equilátero é:
A = (√3 / 4) × a²
A = (√3 / 4) × 6² = 9√3 unidades quadradas.

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