quarta-feira, 16 de abril de 2014

Unidades de Medidas e Polígonos

Segue a matéria mais detalhada da Aula 01 de GEOMETRIA. Material retirado da Internet.

Medidas de Comprimento
 Sistema Métrico Decimal
Desde a Antiguidade os povos foram criando suas unidades de medida. Cada um deles possuía suas próprias unidades-padrão. Com o desenvolvimento do comércio ficavam cada vez mais difíceis a troca de informações e as negociações com tantas medidas diferentes. Era necessário que se adotasse um  padrão de medida único para cada grandeza. 
Foi assim que, em 1791, época da Revolução francesa, um grupo de representantes de vários países reuniu-se para discutir a adoção de um sistema único de medidas. Surgia o sistema métrico decimal.
  
 Metro

A palavra metro vem do gegro métron e significa  "o que mede". Foi estabelecido inicialmente que a medida do metro seria a décima milionésima parte da distância do Pólo Norte ao Equador, no meridiano que passa por Paris. No Brasil o metro foi adotado oficialmente em 1928.

 Múltiplos e Submúltiplos do Metro
    Além da unidade fundamental de comprimento, o metro, existem ainda os seus múltiplos e submúltiplos, cujos nomes são formados com o uso dos prefixos: quilo, hecto, deca, deci, centi e mili. Observe o quadro:
Múltiplos
Unidade
Fundamental
Submúltiplos
quilômetro hectômetro decâmetro metro decímetro centímetro  milímetro
km hm dam m dm cm mm
1.000m 100m 10m 1m 0,1m 0,01m 0,001m
    Os múltiplos do metro são utilizados para medir grandes distâncias, enquanto os submúltiplos, para pequenas distâncias. Para medidas milimétricas, em que se exige precisão, utilizamos:
mícron (µ) = 10-6 m
angströn (Å) = 10-10 m
    Para distâncias astronômicas utilizamos o Ano-luz (distância percorrida pela luz em um ano):
Ano-luz = 9,5 · 1012 km
    O pé, a polegada, a milha e a jarda são unidades não pertencentes ao sistemas métrico decimal, são utilizadas em países de língua inglesa. Observe as igualdades abaixo:
=  30,48 cm
Polegada =  2,54 cm
Jarda =  91,44 cm
Milha terrestre =  1.609 m
Milha marítima =  1.852 m
Observe que:
1 pé = 12 polegadas
1 jarda = 3 pés

 Leitura das Medidas de Comprimento
    A leitura das medidas de comprimentos pode ser efetuada com o auxílio do quadro de unidades. Exemplos: Leia a seguinte medida: 15,048 m.
Seqüência prática
    1º)    Escrever o quadro de unidades:
km hm dam m dm cm mm
                           
    2º)    Colocar o número no quadro de unidades, localizando o último algarismo da parte inteira sob a sua respectiva.
km
hm dam m dm cm mm
        1 5, 0 4 8
    3º)    Ler a parte inteira acompanhada da unidade de medida do seu último algarismo e a parte decimal acompanhada da unidade de medida do último algarismo da mesma.
15 metros e 48 milímetros
    Outros exemplos:
6,07 km lê-se "seis quilômetros e sete decâmetros"
82,107 dam lê-se "oitenta e dois decâmetros e cento e sete centímetros".
0,003 m lê-se "três milímetros".

Transformação de Unidades
   
    Observe as seguintes transformações:
  •     Transforme 16,584hm em m.
km
hm dam m dm cm mm
               Para transformar hm em m (duas posições à direita) devemos multiplicar por 100 (10 x 10).
                16,584 x 100 = 1.658,4
              Ou seja:
                16,584hm = 1.658,4m

  • Transforme 1,463 dam em cm.
km
hm dam m dm cm mm
                Para transformar dam em cm (três posições à direita) devemos multiplicar por 1.000 (10 x 10 x 10).
                    1,463 x 1.000 = 1,463
                Ou seja:
                    1,463dam = 1.463cm.
   
  •     Transforme 176,9m em dam.
km
hm dam m dm cm mm
                Para transformar m em dam (uma posição à esquerda) devemos dividir por 10.
                    176,9 : 10 = 17,69
                Ou seja:
                    176,9m = 17,69dam
   
  •     Transforme 978m em km.
km
hm dam m dm cm mm
                Para transformar m em km (três posições à esquerda) devemos dividir por 1.000.
                    978 : 1.000 = 0,978
               Ou seja:
                    978m = 0,978km.
Observação:
    Para resolver uma expressão formada por termos com diferentes unidades, devemos inicialmente transformar todos eles numa mesma unidade, para a seguir efetuar as operações.

Medidas de superfície
    Introdução
    As medidas de superficie fazem parte de nosso dia a dia e respondem a nossas perguntas mais corriqueiras do cotidiano:
  • Qual a area desta sala?
  • Qual a area desse apartamento?
  • Quantos metros quadrados de azulejos são necessarios para revestir essa piscina?
  • Qual a area dessa quadra de futebol de salão?
  • Qual a area pintada dessa parede?

  Superfície e área

Superficie é uma grandeza com duas dimensòes, enquanto área é a medida dessa grandeza, portanto, um número.
    Metro Quadrado
    A unidade fundamental de superfície chama-se metro quadrado.
O metro quadrado (m2) é a medida correspondente à superfície de um quadrado com 1 metro de lado.  
Múltiplos Unidade Fundamental Submúltiplos
quilômetros quadrado   hectômetro quadrado decâmetro quadrado metro quadrado decímetro quadrado centímetro quadrado milímetro quadrado
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
1.000.000m2 10.000m2 100m2 1m2 0,01m2 0,0001m2 0,000001m2  

    O dam2, o hm2 e km2 sào utilizados para medir grandes superfícies, enquanto o dm2, o cm2 e o mm2 são utilizados para pequenas superfícies.
    Exemplos:
    1) Leia a seguinte medida: 12,56m2  
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
                 12, 56           
    Lê-se “12 metros quadrados e 56 decímetros quadrados”. Cada coluna dessa tabela corresponde a uma unidade de área.
    2) Leia a seguinte medida: 178,3 m2  
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
           1 78, 30           
    Lê-se “178 metros quadrados e 30 decímetros quadrados”
    3) Leia a seguinte medida: 0,917 dam2
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
           0, 91 70           
    Lê-se 9.170 decímetros quadrados.

    Medidas Agrárias
    As medidas agrárias são utilizadas parea medir superfícies de campo, plantações, pastos, fazendas, etc. A principal unidade destas medidas é o are (a). Possui um múltiplo, o hectare (ha), e um submúltiplo, o centiare (ca).
Unidade
agrária
hectare (ha) are (a) centiare (ca)
    Equivalência
de valor
100a 1a 0,01a
Lembre-se:
1 ha = 1hm2
1a = 1 dam2
1ca = 1m2

Transformação de unidades
    No sistema métrico decimal, devemos lembrar que, na transformação de unidades de superfície, cada unidade de superfície é 100 vezes maior que a unidade imediatamente inferior:
    Observe as seguintes transformações:
  • transformar 2,36 m2 em mm2.
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
    Para transformar m2 em mm2 (três posições à direita) devemos multiplicar por 1.000.000 (100x100x100).
    2,36 x 1.000.000  =  2.360.000 mm2

  • transformar 580,2 dam2 em km2.
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
    Para transformar dam2 em km2 (duas posições à esquerda) devemos dividir por 10.000 (100x100).
    580,2 : 10.000  =  0,05802 km2

    Pratique! Tente resolver esses exercícios:
    1) Transforme 8,37 dm2 em mm2     (R: 83.700 mm2)
    2) Transforme 3,1416 m2 em cm2     (R: 31.416 cm2)
    3) Transforme 2,14 m2 em dam2     (R: 0,0214 dam2)
    4) Calcule 40m x 25m     (R: 1.000 m2)

Medidas de volume
    Introdução
    Frequentemente nos deparamos com problemas que envolvem o uso de três dimensões: comprimento, largura e altura. De posse de tais medidas tridimensionais, poderemos calcular medidas de metros cúbicos e volume.

    Metro cúbico

    A unidade fundamental de volume chama-se metro cúbico. O metro cúbico (m3) é medida correspondente ao espaço ocupado por um cubo com 1 m de aresta.
     Múltiplos e submúltiplos do metro cúbico
Múltiplos
Unidade Fundamental
Submúltiplos
quilômetro cúbico
hectômetro cúbico
decâmetro cúbico
metro cúbico
decímetro cúbico
centímetro cúbico
milímetro cúbico
km3
hm3
dam3
m3
dm3
cm3
mm3
1.000.000.000m3
1.000.000 m3
1.000m3
1m3
0,001m3
0,000001m3
0,000000001 m3

 

    Leitura das medidas de volume

    A leitura das medidas de volume segue o mesmo procedimento do aplicado às medidas lineares. Devemos utilizar porem, tres algarismo em cada unidade no quadro. No caso de alguma casa ficar incompleta, completa-se com zero(s). Exemplos.
  • Leia a seguinte medida: 75,84m3
km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3
                 75, 840           
    Lê-se "75 metros cúbicos e 840 decímetros cúbicos".

  • Leia a medida: 0,0064dm3
km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3
                 0, 006 400     
    Lê-se "6400 centímetros cúbicos".

Transformação de unidades
   Na transformação de unidades de volume, no sistema métrico decimal, devemos lembrar que cada unidade de volume é 1.000 vezes maior que a unidade imediatamente inferior.
  Observe a seguinte transformação:
  • transformar 2,45 m3 para dm3.
km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3
    Para transformar m3 em dm3 (uma posição à direita) devemos multiplicar por 1.000.
    2,45 x 1.000  =  2.450 dm3

    Pratique! Tente resolver esses exercícios:
    1) Transforme 8,132 km3 em hm3     (R: 8.132 hm3)
    2) Transforme 180 hm3 em km3     (R: 0,18 km3)
    3) Transforme 1 dm3 em dam3     (R: 0,000001 dam3)
    4) Expresse em metros cúbicos o valor da expressão: 3.540dm3 +  340.000cm3    (R: 3,88 m3)

Polígono

Na geometria, um polígono é uma figura plana limitada por uma linha poligonal fechada: por exemplo, o hexágono é um polígono de seis lados.
A palavra "polígono" advém do grego e quer dizer muitos (poly) e ângulos (gon).
A definição usada por Euclides para polígono era uma figura limitada por linhas retas, sendo que estas linhas deveriam ser mais de quatro, e figura qualquer região do plano cercada por uma ou mais bordas.

Linhas poligonais e polígonos

Linha poligonal é uma sucessão de segmentos consecutivos e não-colineares, dois a dois. Classificam-se em:
Linha poligonal aberta simples
Linha poligonal aberta não-simples
Polígono é uma superfície plana limitada por segmentos de reta (arestas ou lados), cujos vértices são formados por duas arestas. Um polígono simples divide o plano em que se encontra em duas regiões (a interior e a exterior), isto é, bidimensional (eixo do "X" e do "Y"), sem pontos comuns. Um polígono estrelado é uma linha poligonal fechada não-simples com propriedades especiais.

Elementos de um polígono

Um polígono possui os seguintes elementos:
Pentagono regular e seus elementos.svg
Lados
Cada um dos segmentos de reta que une vértices consecutivos:
 \overline{A B},  \overline{B C},  \overline{C D},  \overline{D E},  \overline{E A}.
Vértices
Ponto de encontro dos segmentos:
A, B, C, D, E.
Diagonais
Segmentos que unem dois vértices não consecutivos:
 \overline{A C},  \overline{A D},  \overline{B D},  \overline{B E},  \overline{C E}.
Ângulos internos
Ângulos formados por dois lados consecutivos:
 \hat a,  \hat b,  \hat c,  \hat d,  \hat e
Ângulos externos
Ângulos formados por um lado e pelo prolongamento do lado a ele consecutivo:
 \hat a_1,  \hat b_1,  \hat c_1,  \hat d_1,  \hat e_1.

Classificação

Quanto ao número de lados

Os polígonos são classificados principalmente pelo número de lados, consulte a nomenclatura dos polígonos mais adiante.

Convexidade e tipos de não-convexidade

Pode-se caracterizar os polígonos de acordo com a sua convexidade ou o tipo de não-convexidade:
  • Estrelado: formado por corda e ângulos iguais. Pode ser:
    • Falso: Pela sobreposição de Polígonos
    • Verdadeiro: Formado por linhas poligonais fechadas não-simples
  • Entrecruzado: aquele em que o prolongamento dos lados ajuda a formar outro polígono.
  • Diferentes tipos de polígonos

    Simetria

    • Regular: É o polígono que possui todos os lados congruentes e todos os ângulos internos congruentes.

    Propriedades

    Ângulos

    • O número de vértices é igual ao número de lados.
    • A soma das medidas dos ângulos internos de um polígono de n lados (S_i) é dada por (n-2). 180^\circ.
    • A soma das medidas dos ângulos externos de um polígono de n lados (S_e) é igual a 360^\circ.
    • A medida do ângulo interno de um polígono regular de n lados (a_i) é dada por \frac{(n-2). 180^\circ}{n}.
    • A medida do ângulo externo de um polígono regular de n lados (a_e) é dada por \frac{360^\circ}{n}.
    • A soma das medidas dos ângulos centrais de um polígono regular de n lados (S_c) é igual a 360^\circ.
    • A medida do ângulo central de um polígono regular de n lados (a_c) é dada por \frac{360^\circ}{n}.

    Outras

    • De cada vértice de um polígono de n lados, saem n-3 diagonais (d_v).
    • O número de diagonais (d) de um polígono é dado por d = \frac{n(n-3)}{2}, onde n é o número de lados do polígono.
    • Em um polígono convexo de n lados, o número de triângulos formados por diagonais que saem de cada vértice é dado por n-2.

    Nomenclatura dos polígonos

    Nomes dos polígonos
    Lados Nome Lados Nome Lados Nome
    1 não existe 11 undecágono ... ...
    2 não existe 12 dodecágono
    3 triângulo 13 tridecágono 30 triacontágono
    4 quadrilátero 14 tetradecágono 40 tetracontágono
    5 pentágono 15 pentadecágono 50 pentacontágono
    6 hexágono 16 hexadecágono 60 hexacontágono
    7 heptágono 17 heptadecágono 70 heptacontágono
    8 octógono 18 octodecágono 80 octacontágono
    9 eneágono 19 eneadecágono 90 eneacontágono
    10 decágono 20 icoságono 100 hectágono

    Nomenclatura para polígonos com muitos lados

    Para se construir o nome de um polígono com mais de 20 lados e menos de 100 lados, basta se combinar os prefixos e os sufixos a seguir:
    Dezenas e Unidades sufixo
    -kai- 1 hena- -gono
    20 icosa- 2 -di-
    30 triaconta- 3 -tri-
    40 tetraconta- 4 -tetra-
    50 pentaconta- 5 -penta-
    60 hexaconta- 6 -hexa-
    70 heptaconta- 7 -hepta-
    80 octaconta- 8 -octa-
    90 enneaconta- 9 -enea-
    Assim, um polígono de 42 lados deve ser nomeado da seguinte maneira:
    Dezenas e Unidades sufixo nome completo do polígono
    tetraconta- -kai- -di- -gono tetracontakaidigono
    e um polígono de 50 lados da seguinte forma:
    Dezenas e Unidades sufixo nome completo do polígono
    pentaconta-   -gono pentacontagono
    Alguns polígonos possuem nomes alternativos, como os seguintes:
    Lados Nome
    22 docoságono
    25 pentacoságono
    1000 quilógono
    1.000.000 megágono
    109 gigágono
    10100 googólgono

    Mitologia

    Segundo Eudoxo, citado por Plutarco, os pitagóricos associavam cada polígono a um (ou mais) deuses. O triângulo pertencia a Hades, Dionísio e Ares, o quadrilátero a Reia, Afrodite, Deméter, Héstia e Hera, o dodecágono a Zeus e o polígono de cinquenta e seis lados à criatura demoníaca Tifão.

    exercícios resolvidos polígonos

    Artigo com exercícios resolvidos sobre polígonos

    01. Qual é o polígono em que a soma das medidas dos ângulos internos é o quádruplo da soma das medidas dos ângulos externos?

    Resolução

    Si = 4 · Se
    (n – 2) · 180º = 4 · 360º (: 180º)
    n – 2 = 4 · 2
    n – 2 = 8
    n = 10


    Resposta 

    O polígono é o decágono.


    02. Os números que exprimem o número de lados de três polígonos são n – 3, + 3. Determine o número de lados desses polígonos, sabendo que a soma de todos os seus ângulos internos vale 3 240°.

    Resolução

    Pelas condições do problema, temos:

    S1 = ( n – 3 – 2) · 180 = (n – 5) · 180
    S2 = (n – 2) · 180
    S3 = (n + 3 – 2) · 180 = (n + 1) · 180
    S1 + S2 + S3 = 3 240
    (n – 5) · 180 + (n – 2) · 180 + (n + 1) · 180 = 3 240
    [n – 5 + n – 2 + n + 1] · 180 = 3 240
    3 n – 6 = 18
    3 n = 24  n = 8


    Então, teremos:

    n – 3 = 8 – 3 = 5 lados
    n = 8 lados
    n + 3 = 8 + 3 = 11 lados


    Resposta

    5 lados, 8 lados e 11 lados


     03. Qual é a soma das medidas dos ângulos internos do polígono que tem um número de diagonais igual ao quádruplo do número de lados?
    Resolução




    n = 11
    Si = (n – 2) · 180º
    Si = (11 – 2) · 180º
    Si = 9 · 180º
    Si = 1 620º


    Resposta
    A soma das medidas dos ângulos internos vale 1 620º


    04. Ache o valor de x na figura:


    Página 3

    A soma dos ângulos internos do pentágono é: 

    Página 3


    Na figura, essa soma é: 

    Página 3

    Resposta
    O valor de x vale 80º
    05. (Mackenzie - SP) Os ângulos externos de um polígono regular medem 20°. Então, o número de diagonais desse polígono é:
    a) 90
    b) 104
    c) 119
    d) 135
    e) 152

    Resolução
    Se o polígono é regular, todos os lados são iguais e consequentemente todos os ângulos também serão iguais.
    Se a soma dos ângulos externos de qualquer polígono é 360º, temos o número de lados dividindo 360º por 20º que é o valor de cada ângulo.
    n = 360º
           20º
    n = 18

    Com o número de lados basta encontrar as diagonais com a fórmula:
    d = n(n-3)
              2
    d = 18(18-3)
                  2
    d = 18.15
              2
    d=9.15
    d = 135

    Resposta letra D

    06. Num eneágono regular ABCDEFGHI, calcular a medida do ângulo 
    Resolução
    Construindo o polígono inscrito em uma circunferência, temos:

    07. Os números dos lados de dois polígonos convexos são consecutivos e um deles tem 9 diagonais a mais que o outro. Que polígonos são esses?

    Seja x o número de lados do menor polígono, logo o outro terá x + 1 lados.
    Teremos:









    Resposta:
    Os polígonos são o decágono e o undecágono.

    08. A medida de cada ângulo externo de um polígono regular é  da medida de um ângulo interno. Quantas diagonais tem o polígono?

    Resolução




    Resposta:
    O polígono tem 35 diagonais.




     

     

     

     

     

     

     

     

 

 

 

 


 


 









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