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DESAFIOS
1º DESAFIO - A área do hexágono regular ABCDEF é 45 cm².

Qual a área do triângulo sombreado (ver Figura a)?

A) 2,0 cm²;
B) 2,5 cm²;
C) 3,0 cm²;
D) 3,5 cm²;
E) 4,0 cm².


Figura a)
Questão apresentada na Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP) de 2007.


2º DESAFIO - Você seria capaz de, utilizando recursos da Geometria Dinâmica, construir uma animação eletrônica que modele trapézios de mesma área?


3º DESAFIO - Um agricultor deseja adquirir um terreno de pequeno porte numa região à beira de um rio. A região na qual se encontram os terrenos possui forma de trapézio, medindo 200 metros ao longo da estrada e 300 metros ao longo da margem do rio, conforme mostrado na Figura 1. A distância da estrada até a margem do rio é de 200 metros.



Figura 1

O agricultor precisa decidir qual dos cinco terrenos é o mais conveniente face ao fato de parte da região na qual se encontram os terrenos ser inundada periodicamente, impedindo o plantio. Ou seja, o agricultor precisa decidir qual dos terrenos possui a maior área cultivável.

A linha da inundação dista 30 metros da margem do rio.

Por não possuir outra forma de delimitar os terrenos, o seu proprietário dividiu os limites que confrontam a estrada e a margem do rio em cinco partes iguais e delimitou os terrenos a partir destas divisões conforme também mostrado na Figura 1.

A) O agricultor pode comprar qualquer um dos terrenos ou deve se preocupar com a sua localização?

B) E se os terrenos fossem retangulares ou tivessem outras formas de paralelogramos, qual deveria ser a preocupação do agricultor?
  • Comentários sobre os Desafios


    Desafio 1: Para resolver este problema, perceba que todas as diagonais do hexágono são iguais e, lembrando das atividades com o artefato modelador de triângulos, observe que os dois triângulos justapostos ao sombreado têm a mesma área, independentemente da forma, uma vez que as bases e as alturas são as mesmas, como desenhado na Figura 1 (b).


    Figura 1


    Naturalmente, esse raciocínio não substitui uma solução elaborada por meios dedutivos, mas permite que chegue à resposta, pois, se a fosse a área procurada, contando os triângulos no hexágono, teria

    18a = 45cm²

    a = 2,5cm²

    A solução apresentada pela Olimpíada é a que se segue.

    A resposta é B), pois como o hexágono é regular, suas diagonais são iguais. Logo, o triângulo ACE da Figura 1 (a) é equilátero, e segue que CÂE = 60º. Além disso, como AD é um dos eixos de simetria do hexágono, o triângulo APQ é isósceles; como ele já tem um ângulo de 60° segue que ele é equilátero. O mesmo raciocínio mostra que o triângulo FRP também é equilátero. Como o hexágono tem outro eixo de simetria que passa por P, os triângulos APQ e FRP são congruentes; como ambos são equiláteros todos os seus lados, e em particular PQ = FP. Assim, os triângulos AFP e APQ têm bases iguais e a mesma altura h, indicada na Figura 2 (b). Se a for a área do triângulo APQ; então:

    a = área(APQ) = (1/2)PQ.h = (1/2)FP.h = área(AFP)


    Isso mostra que, na Figura 2, o hexágono está dividido em 18 triângulos de área a.
    Segue que 18a = 45. De donde a = 45/18 = 2,5cm2.



    Figura 2


    Desafio 2:

    Se quiser verificar que os trapézios, cujas medidas das bases e da altura se conservam, têm a mesma área, observe a animação eletrônica ao lado. Clique com o mouse sobre o círculo verde e arraste-o sobre o segmento de reta.



    Desafio 3:


    Note que a região tem a forma de um trapézio e foi dividida em 5 terrenos também com a forma de trapézios, com as bases menores e as bases maiores com mesmas dimensões.

    Note também que as alturas desses trapézios têm a mesma medida. Por sua vez, as áreas inundadas também são iguais.

    Observe a animação eletrônica ao lado. Clique com o mouse sobre o círculo verde e arraste-o sobre o segmento de reta.

    Portanto, nesse caso, a escolha do melhor terreno para a compra independe da área, pois todos os terrenos terão a mesma porção inundada pelas águas das enchentes.

    Revendo todas as animações apresentadas, poderá concluir que, se os terrenos de mesma área fossem retangulares ou tivessem outras formas de paralelogramos, o tamanho da região inundada seria o mesmo.


      Fechando Ideias...

    Lembra-se do Teorema de Tales?

    Teorema de Tales: se duas retas transversais cortam um feixe de retas paralelas então as medidas dos segmentos delimitados pelas transversais são proporcionais.

    Será que esse teorema teria alguma coisa a ver com os artefatos modeladores e com as animações eletrônicas?

    Será que ele poderia explicar as conclusões estabelecidas nas atividades e nos desafios?

    Considere os canudos dos artefatos e os segmentos horizontais das animações como pertencentes a um feixe de retas paralelas. Imagine os pedaços de elástico dos artefatos e os demais segmentos das animações como retas transversais.

    Percebeu como o teorema foi aplicado?

     


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Responsável:
 
Ana Maria Martensen Roland Kaleff.
Idealização:
 
Ana Maria Martensen Roland Kaleff e Bárbara Gomes Votto.
Programação:
 
Erick Baptista Passos e Manoel Mariano Siqueira Junior.
Revisão:
 
Ana Maria Martensen Roland Kaleff e Luana Sá de Azevedo.

Elaborado no LEG - Laboratório de Ensino de Geometria da Universidade Federal Fluminense.

Polígonos Equivalentes Versão 20/03/2010
Possíveis atualizações e extensões desta atividade estarão disponíveis no endereço http://www.uff.br/cdme/.
Site alternativo: http://www.cdme.im-uff.mat.br.
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