MATEMÁTICA APLICADA À AGRIMENSURA PROF. JORGE WILSON

MATEMÁTICA APLICADA À

AGRIMENSURA

PROF. JORGE WILSON PROFJWPS@GMAIL.COM

GEOMETRIA PLANA

DEFINIÇÕES

Ponto: Um elemento do espaço que define uma posição.

Reta: Conjunto infinito de pontos. Dois pontos são suficientes para determinar uma

reta, ou ainda um ponto e a inclinação da mesma.

Plano: Conjunto infinito de retas. Três pontos são suficientes para determinar um

plano.

Semi-reta: Sai de um ponto determinado e se prolonga indefinidamente.

Segmento de reta: Trecho de reta que se inicia em um ponto determinado e tem fim

em outro ponto determinado. Não se prolonga indefinidamente.

Ângulo: Formado pela união e semirretas, ou mesmo por segmento de retas.

ESTUDO DOS ÂNGULOS

• graus (°)

• radianos (rad) • grados (gr)

GRAUS: base hexadecimal

• 1° = 60’ = 3600” • 1´= 60”

Transformação entre sistemas

VALORES EXATOS DAS FUNÇÕES

TRIGONOMÉTRICAS DE VÁRIOS ÂNGULOS

CLASSIFICAÇÃO DOS ÂNGULOS

ÂNGULOS FORMADOS POR DUAS RETAS

ÂNGULOS COMPLEMENTARES E SUPLEMENTARES

Bissetriz de um ângulo

É uma semirreta de origem no vértice do ângulo que o divide em dois ângulo congruentes (iguais).

TRIÂNGULOS

Definição: Figura geométrica plana formada por três

pontos, chamados vértices e a união das semirretas que unem esse três pontos. Em resumo, é uma figura de três lados e que possui três ângulos.

Classificação dos triângulos quanto aos lados

• Equilátero: possui os três lados (e consequentemente os

três ângulos) iguais (congruentes);

• Isósceles: possui dois lados iguais. O terceiro lado é

chamado base. Os ângulos formados pela base com os lados são iguais.

• Escaleno: não possui nenhum lado (consequentemente

Classificação dos triângulos quanto aos ângulos

• Acutângulo: Possui três ângulos internos agudos;

• Obtusângulo: Possui um ângulo interno obtuso;

• Retângulo: Formado por um ângulo interno reto.

O lado oposto ao ângulo reto é chamado

hipotenusa e os outros dois lados são chamados catetos.

PROPRIEDADES DOS TRIÂNGULOS

• A soma dos ângulos internos de todo e qualquer triângulo é 180°;

• A soma dos ângulos externos de qualquer triângulo é 360°;

• Todo ângulo externo de um triângulo é igual a soma dos

seus dois ângulos internos não adjacentes;

• O maior lado do triângulo se opõe (“vê”, “está de frente”)

Semelhança de triângulos

Definição: Dados dois triângulos (ΔABC e ΔDEF), dizemos

que estes são semelhantes se, e somente se, estes são formados pelos mesmos ângulos internos. Observado isso, podemos afirmar ainda que:

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= = =

onde K é chamado razão de semelhança.

Alguns casos de semelhança

Ângulo – ângulo (AA): Se dois ângulos são iguais, o terceiro também será. Logo, os triângulos são semelhantes.

Alguns casos de semelhança

Lado – ângulo – lado (LAL): Dados dois triângulos, sendo dois lados de um triângulo proporcionais a dois lados do outro triângulo e o ângulo entre estes lados semelhante nas duas formas geométricas, concluímos que os triângulos são semelhantes.

Lado – lado – lado (LLL): Dados dois triângulos cujos três lados de um são proporcionais aos três lados do outro, conclui-se que estes triângulos são conclui-semelhantes.

Teorema de Tales (Caso Geral da Semelhança de Triângulos)

Elementos construtivos de um triângulo

médio do lado oposto. ATENÇÃO: Não importa o ângulo formado entre este segmento e o lado, só importa que ele divide o lado em duas partes iguais.

Observe que as medianas concorrem no ponto G, chamado de baricentro.

Teorema: O baricentro divide a mediana G numa razão 2:1, i.e., a distância do ponto G ao vértice é o dobro da distância de G ao ponto médio do lado oposto.

Elementos construtivos de um triângulo

Bissetriz - Segmento que parte do vértice e divide o

respectivo ângulo interno em duas partes iguais. ATENÇÃO: Não importa onde este segmento intercepta o lado oposto, nem ângulo e nem ponto, só importa que ele divida o ângulo interno em dois ângulos iguais.

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Observe que as bissetrizes concorrem no ponto I, chamado de incentro.

Observe ainda que o incentro é o I centro da circunferência

inscrita (“escrita dentro”) ao

Elementos construtivos de um triângulo

ângulo reto”) ao lado do triângulo, e passa ainda pelo seu ponto médio.

Não importa se o segmento passa ou não pelo vértice do triângulo. Só importa que é perpendicular ao lado e divide o mesmo em duas partes iguais. Não confundir com mediana! Observe que as mediatrizes concorrem no ponto O, chamado de

circuncentro.

Observe ainda que o circuncentro é o

centro da circunferência circunscrita

Elementos construtivos de um triângulo

é perpendicular à este lado.

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ATENÇÃO: Não importa o ponto em que passa este segmento. Só importa que ele sai do vértice e forma 90º com o lado oposto.

Observe que as alturas concorrem no ponto H, chamado de ortocentro.

SUGESTÃO, PARA CASA!

Desenhe um triângulo equilátero e encontre neste os pontos G, I, O e H. O que você observa? Quais outras características do triângulo equilátero (como são seus lados, quanto valem seus ângulos)?

Relações métricas no triângulo retângulo

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Os triângulos AHB e AHC são semelhantes, então podemos estabelecer algumas relações métricas importantes (SUGESTÃO: Tente fazer as demonstrações. Chega-se facilmente às relações apresentadas utilizando-se a semelhança de triângulos indicada) b.c = a.h c² = a.n b² = a.m h² = m.n

Teorema de Pitágoras

“A soma dos quadrados dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa”

Razões trigonométricas no triângulo retângulo

SENO: Num triângulo retângulo, o seno de um ângulo agudo é dado pelo quociente (razão) entre o cateto oposto a esse ângulo e a hipotenusa.

COSSENO: Num triângulo retângulo, o cosseno de um ângulo agudo é dado pelo quociente (razão) entre o cateto adjacente a esse ângulo e a hipotenusa. TANGENTE: Num triângulo retângulo, a tangente de um ângulo agudo é dado pelo quociente (razão) entre o cateto oposto e o cateto adjacente a esse ângulo. Podemos também dividir o valor do seno ângulo pelo valor do cosseno do mesmo ângulo.

Lei dos senos

Estabelece uma relação entre os lados de qualquer triângulo e seus ângulos opostos, através do valor dos senos. É utilizada para encontrar as medidas dos lados, dados dois ângulos e outro lado, ou ainda um dos ângulos, dados dois lados e outro ângulo.

= =

LEI DO COSSENOS

Estabelece uma relação entre os lados de qualquer triângulo e seus ângulos, através do valor dos cossenos. É utilizada para encontrar as medidas de um lado, dados os outros dois lados e o ângulo entres estes, ou ainda encontrar um ângulo, dados os lados do triângulo.

a² = b² + c² - 2.b.c.cos α b² = a² + c² - 2.a.c.cos β c² = a² + b² - 2.a.b.cos γ

CIRCUNFERÊNCIA

Definição: O conjunto de todos os pontos que estão

a exatamente uma determinada distância de um ponto dado do mesmo plano chama-se

circunferência.

ELEMENTOS DE UMA CIRCUNFERÊNCIA

• Corda: Qualquer segmento interno a circunferência com

extremidades em dois pontos pertencentes à mesma. Na figura ao lado, AB e CD são cordas da circunferência.

• Diâmetro: Qualquer corda da circunferência que contenha

o centro da mesma. É a maior corda da circunferência. CD representa um diâmetro da circunferência na figura.

• Raio: Qualquer segmento que liga o centro a um ponto

qualquer da circunferência. PC é raio da circunferência ao lado. Note que o raio é metade do diâmetro! (D = 2.R).

Arco:

• É uma parte da circunferência, definida por um ângulo central e um comprimento determinado por dois pontos da circunferência).

Comprimentos de arcos

Comprimento da circunferência: C = 2. .r

Ângulo perímetro 360º 2. p .r

ÁREAS DAS FIGURAS PLANAS

Triângulo Equilátero

=

3

Fórmula de Heron

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QUADRILÁTEROS

Círculo e seus subconjuntos

Relação entre área e lados do triângulo e raio da circunferência inscrita e circunscrita ao mesmo.

Relação entre área e lados do triângulo e raio da circunferência inscrita e circunscrita ao mesmo.

EXERCÍCIOS

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EXERCÍCIOS

Atualmente, os topógrafos dispõem de instrumentos de medida de ângulo que lhes permitem determinar medidas por vezes inacessíveis. Desejando saber qual a altura do morro que tinha à sua frente, um topógrafo colocou-se com seu teodolito a 200m do morro. Ele sabe que a altura do teodolito é de 1,60m. Posiciona o aparelho que lhe fornece a medida do ângulo de visada de parte do morro: 30°. Consulta uma tabela de tangentes e verifica que tg 30° = 0,57.

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EXERCÍCIOS

PRISMAS

Paralelepípedo reto-retângulo

Cilindros

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Pirâmides

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Uma pirâmide é chamada reta quando possui todas as arestas laterais congruentes, ou ainda, quando a reta que une o vértice da pirâmide ao centro do polígono da base da mesma é perpendicular ao plano que contém a referida base. Se além de reta, sua base for um polígono regular dizemos então que a pirâmide é regular.

Pirâmides

Na pirâmide regular todas as faces laterais são triângulos isósceles congruentes e as alturas relativas às bases das faces laterais são congruentes

e recebem o nome de

PIRÂMIDES

Esfera e Superfície esférica

EXERCÍCIOS

1) Calcule a área lateral, a área total e o volume de cada um dos sólidos cujas medidas estão indicadas nas

figuras.

a) Prisma reto (triangular).

EXERCÍCIOS

EXERCÍCIOS

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2) Uma peça de madeira tem as dimensões e forma da figura abaixo. Qual é o volume de madeira empregado para fabricar esta peça?

EXERCÍCIOS

3) Considere um prisma cuja base é um hexágono regular de 10 cm de lado e altura de 3 cm. No centro da peça, existe um furo cilíndrico de 2 cm de raio. Qual é a quantidade de ferro, em volume, utilizada na confecção da peça?

EXERCÍCIOS

Um tanque de uso industrial tem a forma de um prisma cuja base é um trapézio isósceles. Na figura a seguir, são dadas as dimensões, em metros, do prisma:

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O volume desse tanque, em metros cúbicos, é a) 50 b) 60 c) 80 d) 100 e) 120