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.Problema para ajudar na escola: Um bichinho colorido

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Problema
(A partir do 9º ano do E. F. – Nível de dificuldade: Médio)


Abigail pegou os lápis de cor da sua tia e fez um desenho em uma folha de papel quadriculado por quadradinhos de lados com comprimentos 2 cm.

(a) Qual a área do papel que foi colorida de marrom?
(b) Se os olhos do bichinho foram feitos com um disco de diâmetro 2 cm, qual a área do papel que foi colorida de verde?
(c) Desprezando-se a espessura da boca do bichinho, qual a área do papel que foi colorida de amarelo?

Solução


Observamos, inicialmente, que a área de cada quadradinho do papel quadriculado que a Abigail utilizou é de Aq=22=4cm2.

(a) A área do papel que foi colorida de marrom é a área que corresponde às duas orelhas do bichinho. Dependendo de como vemos a figura, podemos calcular a área Aorelha de cada orelha de dois modos:

  • A área corresponde à metade da área de um dos quadradinhos que quadriculam o papel:
  • Aorelha=42=2cm2.

  • A área corresponde à área de um triângulo retângulo cujos lados congruentes medem 2cm:
  • Aorelha=base×altura2=2×22=2cm2.

De qualquer modo, a área do papel que foi colorida de marrom é dada por:
Amarrom=2×Aorelha
Amarrom=2×2
Amarrom=4cm2.

(b) A área colorida de verde corresponde aos dois olhos do bichinho. Pelas informações do problema, cada olho foi feito a partir de um disco de diâmetro 2cm. A área desse disco corresponde à área de um círculo de raio 1cm: Ad=π×12=πcm2.
Observando as diagonais dos quadradinhos do papel quadriculado, podemos também calcular a área Aolho de cada olho de dois modos:

  • A área do olho corresponde à "área de um semicírculo de raio 1cm" mais a "metade de um quarto da área de um círculo de raio 1cm":
  • Aolho=Ad2+Ad42=π2+π8=5π8cm2.

  • A área do olho corresponde a 58 da área de um círculo de raio 1cm:
  • Aolho=58Ad=5π8cm2.

Portanto, a área do papel colorida de verde é:
Averde=2×Aolho
Averde=2×5π8
Averde=5π4cm23,9cm2.

(c) A área colorida de amarelo é a diferença entre a área azul, Aazul, mostrada na imagem a seguir, e a área verde, Averde, que já conhecemos.

A área azul corresponde à área de 21 quadradinhos, assim:

Aazul=21×Aq=21×4=84cm2.

Portanto, segue que:
Aamarela=AazulAverdeAamarela=845π4Aamarela=3365π4cm280,1cm2.


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