SOLUÇÃO DAS ATIVIDADES COM POLIMINÓS

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SOLUÇÃO DAS ATIVIDADES COM POLIMINÓS

1. Construção de dominó e triminós.

monominó dominó triminós

2. Recobrimento de um tabuleiro de xadrez com dominós.

No tabuleiro de xadrez depois de retirar os dois cantos de cor preto, restaram 30 casas pretas e 32 casas brancas. Como todos os dominós são pintados metade branca e metade preto então não é possível cobrir com eles o tabuleiro onde agora existem duas casas brancas a mais.

3. Formação de quadrados com cópias congruentes de cada triminó.

I II I. Quadrado 3x3 formado por 3 triminó I.

II. Quadrado 6x6 formado por 12 triminó L.

4. Formação de quadrados com o menor número possível de triminó L e um monominó.

I II

I. Quadrado 2x2 formado por um triminó L e um monominó. II. Quadrado 4x4 formado por cinco triminó L e 1 monominó.

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5. Formação de quadrados com os triminós I e L.

I II I. Quadrado formado com onze triminó L e um triminó I. II. Quadrado formado com dez triminó L e dois triminó I.

6. i. Construção de polígono não convexo com cópias congruentes do triminó L.

ii. Formação de polígonos não convexos com cópias dos triminós I e L.

7. Formação de retângulos com o menor número possível de triminó I ou de triminó L, indicando as

dimensões dos quadriláteros.

Retângulos com triminó I:

1x3 2x3 3x4

Retângulos com triminó L:

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8. Formação de um retângulo semelhante ao triminó I com o menor número possível de triminó L.

Retângulo R formado com quatro triminó L.

A razão de semelhança entre R e o triminó I é k = 2.

9. Construção de uma figura semelhante ao triminó L com o menor número possível de triminó I.

Polígono S formado com nove triminó L.

A razão de semelhança entre S e o triminó L é k = 3.

10. Construção de uma figura semelhante ao triminó L com o menor número possível de triminó I e

triminó L. Duas soluções:

I II

I. Triminó L formado por um triminó I e três triminós L. II. Triminó L formado por três triminó I e um triminó L.

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12. Classificação dos tetraminós pelo número de lados e pelo número de vértices.

13. Classificação dos tetraminós pela convexidade.

Polígonos convexos:

Polígonos não convexos:

14. Formação de polígonos não convexos.

i. Construção de polígonos não convexos com quatro tetraminós congruentes.

ii. Construção de polígonos não convexos usando todos os tetraminós. Tetraminó

Letra de apresentação Q T I N L

Lados 4 8 4 8 6

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15. i. Formação de quadrados 4x4 com o menor número possível de cópias de cada tetraminó.

ii. Com cópias do tetraminó N não é possível construir quadrado.

16. Construção de quadrados 4x4 com cópias de dois ou mais tipos diferentes de tetraminós.

1L, 1N e 2T 1I, 2L e 1Q 1I, 2L e 1N 2L e 2Q

17. Verificação da veracidade das afirmações:

i. Falso. O tetraminó Q tem perímetro P = 8u, todos os outros tetraminós têm perímetro P = 10u.

ii. Verdadeira. Todos os tetraminós têm área A = 4 𝑢2_.

Conclusão: os tetraminós não são figuras isoperimétricas e eles são figuras equivalentes, isto é, figuras planas que têm a mesma área.

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18. Construção de polígonos com cópias do tetraminó L e cálculo do perímetro P de cada figura.

P = 22u P = 24u

19. i. Exemplos de diferentes figuras poligonais utilizando quatro tetraminós congruentes.

P = 20u P = 20u P = 16u

P = 20u P = 20u P = 20u

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20. Simetrias dos tetraminós:

i. Simetria axial.

Os tetraminós L e N não possuem simetria axial.

ii. Simetria central.

Somente os tetraminós I, N e Q possuem simetria central.

iii. Simetria rotacional.

O tetraminó Q tem simetria rotacional de ordem 4. O tetraminó I possui simetria rotacional de ordem 2. Os tetraminós I, L e N não possuem simetria rotacional.

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21. Representação de retângulos utilizando o menor número possível de tetraminós em cada construção. I II III IV V VI VII VIII 8 IX X XI

I. Retângulo 2x4, formado por dois L.

II. Retângulo 4x5, formado por um I, um L, um N e dois T. III. Retângulo 4x6, formado por seis L.

IV. Retângulo 4x6, formado por dois L, dois N e dois T. V. Retângulo 4x6, formado por um I, dois L, um N e dois Q. VI. Retângulo 4x6, formado por dois N e quatro T.

VII. Retângulo 3X8, formado por seis L.

VIII. Retângulo 3x8, formado por um I, dois L, dois N e um Q. IX. Retângulo 4x8, formado por oito T.

X. Retângulo 5x8, formado por dez L.

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22. Determinação da semelhança dos retângulos da Atividade 21.

Os retângulos I e IX são semelhantes, com razão de semelhança k = 2.

23. i. Construção de figuras com a forma de tetraminós.

I II III IV

V VI VII

I. Figura com forma do tetraminó I formada por quatro I. II. Figura com forma do tetraminó I formada por quatro L. III. Figura com forma do tetraminó L formada por quatro Q. IV. Figura com forma do tetraminó L formada por quatro L. V. Figura com forma do tetraminó N formada por quatro L. VI. Figura com forma do tetraminó T formada por quatro L. VII. Figura com forma do tetraminó Q formada por quatro Q.

As figuras I e II são semelhantes ao tetraminó I com razão de semelhança k = 2. As figuras III e IV são semelhantes ao tetraminó L com razão de semelhança k = 2.

As figuras V, VI e VII são semelhantes aos tetraminós N, T e Q, respectivamente, com razão de semelhança k = 2.

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24. i. Construção de uma figura (I) em forma de T com dezesseis tetraminó T.

I

ii. Comparação da figura I com as figuras II e III; determinação das possíveis semelhanças.

II III

As figuras (I), (II) e (III) são semelhantes com as seguintes razões de semelhança k:

Figuras (I) e (III): k = 2.

Figuras (III) e (II): k = 2.

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25. i. Formação dos pentaminós. Um exemplo de construção:

- Cinco quadrados alinhados

- Quatro quadrados alinhados e o quinto quadrado é colocado nas duas únicas posições possíveis.

- Três quadrados alinhados, o quarto quadrado fixo aderido ao central e o quinto quadrado ocupa as diferentes posições relativas possíveis.

- Três quadrados alinhados, o quarto quadrado fixo aderido a um dos terminais e o quinto quadrado ocupa as diferentes posições relativas possíveis.

- Com dois quadrados alinhados somente existe uma configuração possível.

ii. Representação e identificação dos Pentaminós.

F I L N P T

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26. Classificação dos pentaminós pelo número de lados e pelo número de vértices.

27. Construção de polígonos não convexos com 2, com 3, com 4, ..., com todos os 12 pentaminós.

Pentaminós F I L N P T U V W X Y Z

Lados 10 4 6 8 6 8 8 6 10 12 8 8

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28. i. A quantidade máxima de pentaminós de diferente tipo com os quais é possível formar um

quadrado é cinco pentaminós.

ii. O perímetro P do quadrado 5x5 é P = 20u.

29. Formação de quadrados com lados medindo cinco unidades, 5u, chamamos de quadrados 5x5.

30. O conjunto dos 12 pentaminós soma 60 quadrados unitários, 60u², não forma quadrado.

Para formar um quadrado temos que acrescentar 4u², para obter uma superfície com 64u² de área.

31. i. Formação de quadrados com os 12 pentaminós e com o tetraminó Q no centro do quadrado.

ii. Formação de quadrados com os 12 pentaminós e com o tetraminó Q em diferentes posições no quadrado, exceto no centro.

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32. Formação de quadrados com 12 pentaminós e com quatro monominós colocados em diferentes

posições no quadrado.

33. Separação dos doze pentaminós em dois conjuntos com seis peças cada um e representação de

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34. Exemplos de construção de retângulos com pentaminós, com variação das peças que formam cada quadrilátero. I II III IV V VI VII VIII IX X . XI XII

Dimensões dos retângulos. I: 5x3. II: 12x3. III: 10x3. IV: 15x3. V: 5x4. VI: 6x4. VII: 10x4. VIII: 6x5. IX: 7x5. X: 8x5. XI: 9x5. XII: 11x5.

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35. Construção de retângulos usando todos os 12 pentaminós.

I II

III

IV

Dimensões dos retângulos. I: 10x6. II: 12x5. III: 15x4. IV: 20x3.

36. Construção de um retângulo de dimensões 5x13 com todos os doze pentaminós e com uma

cópia extra da peça Z no centro.

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37. Separação dos doze pentaminós em dois conjuntos e representação de um retângulo com as

peças de cada conjunto.

i. Os pentaminós são separados em um conjunto de três peças e outro conjunto com as nove peças restantes.

Formação dos retângulos: o primeiro é 5x3 e o segundo é um retângulo 9x5.

ii. Os pentaminós são separados em um conjunto de quatro peças e outro conjunto com oito peças.

Formação dos retângulos: o primeiro é 5x4 e o segundo é um retângulo 10x4.

38. Separação dos pentaminós em três conjuntos de quatro peças cada um e representação de um

par de figuras congruentes com os pentaminós de cada conjunto.

Exemplo 1:

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39. Separação dos pentaminós em três conjuntos de quatro peças cada um. Construção de um

retângulo 3x7 com cada conjunto de quatro pentaminós e um monominó.

40. Separação dos doze pentaminós em três conjuntos de quatro peças cada um. Representação de

três figuras congruentes construídas com os três conjuntos diferentes de pentaminós.

41. Exemplos de representação de pares de figuras congruentes construídas com dois conjuntos

diferentes de seis pentaminós.

Exemplo 1:

Exemplo 2:

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42. Verificação que a menor região no tabuleiro de xadrez onde encaixe cada uma das doze peças

do pentaminó tomadas uma de cada vez, está formada por nove quadrados unitários. Dois exemplos dessas regiões:

43. Simetrias dos pentaminós.

i. Simetria axial.

Os pentaminós F, L, N, P, Y e Z não possuem simetria axial.

Somente os pentaminós I, X e Z possuem simetria central, o centro de simetria dos polígonos é o ponto de interseção das diagonais ou o ponto de interseção das diagonais internas no caso dos polígonos não convexos.

O pentaminó I possui simetria rotacional de ordem 2. O pentaminó X tem simetria rotacional de ordem 4. O pentaminó Z possui simetria rotacional de ordem 2.

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44. Exemplos de construção de diferentes figuras planas com todos os pentaminós e determinação

de todas as simetrias que possui cada uma dessas figuras.

I II

III IV V

VI VII

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45. Determinação de todas as simetrias que possui cada uma das figuras planas da Atividade 44.

- Simetria axial:

- Simetria central: as três figuras têm simetria central. O centro de simetria é o centro do buraco central de cada figura.

- Simetria rotacional: As figuras (IV), (VII) e (IX) têm simetria rotacional de ordem 2. As figuras (II) e (VI) têm simetria rotacional de ordem 4.

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46. A razão de semelhança entre os quadrados da Atividade 29 e da Atividade 31 é k =8₅.

47. Dentre as figuras das Atividades 34, 35, 36 e 37, somente são semelhantes os seguintes

retângulos: (I) da Atividade 34 e (I) da Atividade 35. A razão de semelhança é k = 2.

48. Exemplos de construção de uma figura com dois pentaminós e com oito pentaminós, escolhidos

entre as peças restantes, formação de uma figura com a mesma forma que a primeira.

Exemplo 1:

Exemplo 2:

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49. Separação dos pentaminós em três conjuntos, dois conjuntos de duas peças e as peças restantes

no terceiro conjunto. Com os conjuntos de dois pentaminós, formação das figuras congruentes (I) e (II). Com as peças do terceiro conjunto, formação da figura (III) com a mesma forma das figuras (I) e (II).

I II III

50. Duplicação dos Pentaminós

i. Seleção de um pentaminó e com outras quatro peças montagem de uma figura semelhante à peça escolhida. O pentaminó original não é uma das quatro peças.

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51. Triplicação dos pentaminós.

Seleção de um pentaminó e com outras nove peças montagem de uma figura semelhante à peça escolhida. O pentaminó original não é uma das nove peças.

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52. Construção de retângulos com área: (I) A = 45 𝑢2; (II) A = 55 𝑢2.

I II

53. i. Com todos os pentaminós, construção de uma figura da mesma forma que o pentaminó P.

ii. A figura representada acima não é semelhante ao pentaminó P.

54. Exemplos de construção de uma cerca com forma arbitrária em volta do maior campo poligonal

possível, com seis pentaminós diferentes. Em cada caso, cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas seis peças, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Exemplo 1. Área: A = 20u²

Perímetro interno: 𝑃_𝑖 = 22u Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 36u Exemplo 2.

Área: A = 17u²

Perímetro interno: 𝑃_𝑖 = 22u Perímetro externo: 𝑃_𝑒 = 38u

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55. Construção de uma cerca com forma arbitrária em volta do maior campo poligonal possível,

com oitos pentaminós diferentes. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas oito peças. Também, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Área: A = 53u²

Perímetro interno: 𝑃𝑖 = 32u Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 48u

com noves pentaminós diferentes. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas nove peças. Também cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Área: A = 57u²

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com os doze pentaminós. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas doze peças. Também cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Exemplo 1.

Área: A = 128u²

Exemplo 2.

Área: A = 128u²

Exemplo 3.

Área: A = 127u²

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58. Construção de uma cerca em volta do maior campo retangular possível, com as doze

pentaminós. Cálculo da área A da superfície retangular cercada pelas doze peças. Também cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Exemplo 1. A superfície cercada é um quadrado.

Área: A = 81u²

Exemplo 1. A superfície cercada é um retângulos.

Área: A = 90u²

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59. Construção de uma cerca retangular em volta do maior campo com forma poligonal possível,

com os doze pentaminós. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas doze peças. Também, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Exemplo 1.

Área: A = 51u²

Exemplo 2.

Área: A = 50u²

Perímetro interno: 𝑃𝑖 = 46u Perímetro externo: 𝑃_𝑒 = 42u

60. Construção de uma cerca retangular em volta do maior campo retangular possível, com os doze

pentaminós. Cálculo da área A da superfície retangular cercada pelas doze peças. Também, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.

Área: A = 28u²

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61. Construção de superfícies poligonais com todos os pentaminós. Cálculo da área A e do

perímetro P de cada uma dessas superficies’.

Exemplo 1. Área: A = 89u² Perímetro: P = 60u Exemplo 2. Área: A = 89u² Perímetro: P = 44u

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62. Material: Pentaminós.

i. Seccione cada um dois pentaminós em quatro partes congruentes.

ii. Determine quais são os três pentaminós que não podem ser seccionados em quatro partes congruentes.

63. Construção de frisos no plano, formados com cópias congruentes de um triminó.

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65. Construção de diferentes frisos no plano, formados com cópias congruentes de um pentaminó.

:

66. Material: Pentaminós.

Construa diferentes frisos no plano, cada um deles formado com cópias congruentes de dois ou mais pentaminós.

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67. Exemplos de representaçãode diferentes pavimentações do plano, cada uma delas formada com cópias congruentes de um triminó.

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69. Exemplos de construções de pavimentações do plano formadas com cópias de dois ou mais tetraminós.

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72. Com os seguintes pentaminós é possível formar uma caixa cúbica sem tampa.

Não é possível formar caixa cúbica sem tampa com os pentaminós: I, P, U, V.

73. i. Formação dos hexaminós. Um exemplo de construção:

- Seis quadrados alinhados

- Cinco quadrados alinhados e o sexto quadrado é colocado em todas as posições possíveis.

- Quatro quadrados alinhados e os outros dois em todas as posições a um mesmo lado dos quatro.

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- Três quadrados alinhados e os três restantes a um mesmo lado dos três em todas as posições.

- Três quadrados alinhados e os outros, dois a um lado dos três e um do outro, em todas as posições.

- Dois quadrados alinhados.

ii. Representação do conjunto dos Hexaminós.

74. Análise da convexidade dos Hexaminós.

Somente dois hexaminós são polígonos convexos:

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75. Simetrias dos hexaminós.

i. Simetria axial.

- Hexaminós com um eixo de simetria:

- Hexaminó com dois eixos de simetria:

- Os hexaminós restantes não possuem simetria axial.

- Hexaminós com centro de simetria:

O centro de simetria dos polígonos, representado com um ponto colorido, é o ponto de interseção das diagonais ou o ponto de interseção das diagonais internas no caso dos polígonos não convexos.

- Hexaminós com simetria rotacional de ordem 2:

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76. Calcule, em unidades de comprimento u, o maior e o menor perímetro dos hexaminós.

- O maior perímetro P dos hexaminós é P = 14u. - O menor perímetro dos hexaminós é P = 10u.

77. Formação de cubo com hexaminós.

Com cada um dos seguintes hexaminós pode ser formado um cubo. Para construir o cubo efetuar dobras pelos lados dos quadrados que são comuns a dois desses polígonos.