{"id":159199,"date":"2020-08-17T14:11:42","date_gmt":"2020-08-17T17:11:42","guid":{"rendered":"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/?page_id=159199"},"modified":"2023-07-06T06:02:57","modified_gmt":"2023-07-06T09:02:57","slug":"desafio-relacao-entre-areas","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/desafio-relacao-entre-areas\/","title":{"rendered":".Desafio: Rela\u00e7\u00e3o entre \u00e1reas"},"content":{"rendered":"<p style=\"margin:10px\">\n<div class=\"g1n\" style=\"line-height:25px;\">\n<p class=\"tit\" style=\"line-height:25px;margin:10px\">Problema<br \/>\n<span style=\"font-size:12px;color:#800000\"> (Indicado a partir do 9\u00ba ano do E. F.)<\/span><\/p>\n<hr style=\"height:1px; width:100%;background-color:#800000; margin-top: 10px; margin-bottom: 20px;border: 0 none\"\/>\n Sobre cada um dos lados de um tri\u00e2ngulo [tex]ABC[\/tex], foram desenhados os quadrados [tex]ABKL[\/tex], [tex]CAMJ[\/tex] e [tex]BCGF[\/tex], de modo que os lados de cada quadrado tenham exatamente o comprimento do lado do tri\u00e2ngulo sobre o qual foi desenhado. Em seguida, foram coloridos de verde os tri\u00e2ngulos [tex]ALM[\/tex], [tex]CJG[\/tex] e [tex]BFK[\/tex] e, por fim, foram desenhados mais tr\u00eas quadrados com lados  [tex]\\overline{LM}[\/tex], [tex]\\overline{GJ}[\/tex] e [tex]\\overline{FK}[\/tex], respectivamente. A \u00e1rea total dos tr\u00eas quadrados inicialmente desenhados \u00e9 [tex]A_1[\/tex] e a \u00e1rea total dos tr\u00eas \u00faltimos quadrados desenhados \u00e9 [tex]A_2[\/tex].<br \/>\n<strong>Determine a rela\u00e7\u00e3o entre [tex]A_1[\/tex] e [tex]A_2[\/tex].<\/strong><br \/>\n<img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00c1reas-7.png\" style=\"border:none\" alt=\"\" width=\"649\" height=\"401\" class=\"aligncenter size-full wp-image-159238\" srcset=\"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00c1reas-7.png 649w, https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00c1reas-7-300x185.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 649px) 100vw, 649px\" \/><\/p>\n<p style=\"font-size:12px;line-height:10px; text-align:right;\">Extra\u00eddo de <strong>Senior Mathematical Challenge<\/strong>,1998 &#8211; 2004<\/p>\n<\/div>\n<div class=\"cb36 g1\" style=\"margin:40px;line-height:35px; width:80%; margin-left:auto; margin-right:auto; \">\n<p class=\"c3 ti3\" style=\"line-height:25px;margin:10px\"> AJUDA<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2013\/01\/menino.jpg\" style=\"border:none\"  alt=\"explicador_p\" width=\"63\" height=\"76\" class=\"alignleft size-full wp-image-1001\" \/>Se voc\u00ea ficou com d\u00favidas com rela\u00e7\u00e3o \u00e0 constru\u00e7\u00e3o da figura, clique no bot\u00e3o abaixo e veja um gif animado.<\/p>\n<div style=\"text-align:center;\">\n<input class=\"bo1 c3 cba3\" style=\"width:150px;\" value=\"Gif animado\" title=\"Clique aqui\" type=\"button\" onclick=    \"if(this.parentNode.getElementsByTagName('div')[0].style.display != ''){this.parentNode.getElementsByTagName('div')[0].style.display = '';this.value = 'Ocultar';} else{this.parentNode.getElementsByTagName('div')[0].style.display = 'none'; this.value = 'Gif animado';}\" \/>    <\/p>\n<div  style=\"display: none;\">\n<div id=\"attachment_159256\" style=\"width: 682px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-159256\" src=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00e1reas_PB5.gif\" alt=\"\" width=\"682\" height=\"448\" class=\"size-full wp-image-159256\" \/><p id=\"caption-attachment-159256\" class=\"wp-caption-text\"><span style=\"font-size: 14px;\">OBMEP_ srdg, criado com o <a href=\"http:\/\/www.geogebra.org\/\" target=\"_blank\">GeoGebra<\/a><\/span><\/p><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<p style=\"margin:10px\">\n<\/div>\n<div class=\"g1n\" style=\"line-height:30px;\">\n<p class=\"tit\" style=\"line-height:30px;margin:10px\">Solu\u00e7\u00e3o  <\/p>\n<hr style=\"height:1px; width:100%;background-color:#800000; margin-top: 10px; margin-bottom: 20px;border: 0 none\"\/>\nConsidere [tex]AB=c[\/tex], [tex]AC=b[\/tex] e [tex]CB=a[\/tex] as medidas dos lados do tri\u00e2ngulo [tex]ABC[\/tex]. <\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"http:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00c1reas-8.png\" style=\"border:none\"alt=\"\" width=\"654\" height=\"403\" class=\"aligncenter size-full wp-image-159240\" srcset=\"https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00c1reas-8.png 654w, https:\/\/clubes.obmep.org.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/Rela\u00e7\u00e3o-entre-\u00c1reas-8-300x185.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 654px) 100vw, 654px\" \/><\/p>\n<p>Ent\u00e3o, os lados dos tr\u00eas quadrados internos s\u00e3o [tex]a[\/tex], [tex]b[\/tex] e [tex]c[\/tex] ; dessa forma, a \u00e1rea total [tex]A_1[\/tex] dos tr\u00eas quadrados inicialmente desenhados \u00e9 [tex]\\,\\boxed{A_1=a^2+b^2+c^2}\\,.[\/tex]<br \/>\nPara simplificar nota\u00e7\u00f5es, denotaremos por [tex]cos\\hat{A}[\/tex], [tex]cos\\hat{B}[\/tex] e [tex]cos\\hat{C}[\/tex] os cossenos relativos \u00e0s medidas em graus dos \u00e2ngulos internos  [tex]\\angle{BAC}[\/tex], [tex]\\angle{CBA}[\/tex] e [tex]\\angle{ACB}[\/tex] do tri\u00e2ngulo [tex]ABC\\,[\/tex] e vamos identificar os \u00e2ngulos com suas respectivas medidas.<br \/>\nAgora, vamos aplicar a Lei dos Cossenos no tri\u00e2ngulo [tex]ABC[\/tex], em rela\u00e7\u00e3o aos tr\u00eas lados:<br \/>\n[tex]\\qquad a^2=b^2+c^2-2 \\cdot b \\cdot c \\cdot cos\\hat{A} [\/tex],<br \/>\n[tex]\\qquad b^2=a^2+c^2-2 \\cdot a \\cdot c \\cdot cos\\hat{B} [\/tex],<br \/>\n[tex]\\qquad c^2=a^2+b^2-2 \\cdot a \\cdot b \\cdot cos\\hat{C} [\/tex],<br \/>\ne concluir, respectivamente, que:<br \/>\n[tex]\\qquad  2 \\cdot b \\cdot c \\cdot cos\\hat{A}=b^2+c^2-a^2[\/tex],\t[tex]\\qquad \\textcolor{#800000}{(i)}[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  2 \\cdot a \\cdot c \\cdot cos\\hat{B}=a^2+c^2-b^2[\/tex],\t[tex]\t\\qquad \\textcolor{#800000}{(ii)}[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad 2 \\cdot a \\cdot b \\cdot cos\\hat{C}=a^2+b^2-c^2[\/tex].\t[tex]\t\\qquad \\textcolor{#800000}{(iii)}[\/tex]<\/p>\n<ul>\n<li>Perceba que no tri\u00e2ngulo [tex]MAL[\/tex] temos, diretamente, as seguintes medidas: [tex]MA=b[\/tex], [tex]LA=c[\/tex], e podemos calcular a medida [tex]\\angle{MAL}[\/tex], em graus, do \u00e2ngulo [tex]\\angle{MAL}[\/tex]:<br \/>\n[tex]\\qquad \\angle{MAL}=360^\\circ-90^\\circ-90^\\circ\u2013\\hat{A}=180^\\circ-\\hat{A}.[\/tex]<br \/>\nAplicando a Lei dos Cossenos no tri\u00e2ngulo [tex]MAL[\/tex], e observando que [tex]cos(180^\\circ-\\hat{A})=-cos\\hat{A}[\/tex], segue que:<br \/>\n[tex]\\qquad  {ML}^2=b^2+c^2-2 \\cdot b \\cdot c \\cdot cos(180^\\circ-\\hat{A})[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  {ML}^2=b^2+c^2+2 \\cdot b \\cdot c \\cdot cos\\hat{A}[\/tex].<br \/>\nAssim, a partir de [tex]\\textcolor{#800000}{(i)}[\/tex], podemos escrever:<br \/>\n[tex]\\qquad  {ML}^2=b^2+c^2+ b^2+c^2-a^2[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  {ML}^2=2(b^2+c^2)-a^2.\t\\qquad \\textcolor{#800000}{(iv)}[\/tex]<\/li>\n<li>Fazendo o mesmo procedimento para o tri\u00e2ngulo [tex]FBK[\/tex], temos as seguintes medidas: [tex]FB=a[\/tex], [tex]KB=c[\/tex] e podemos calcular a medida [tex]\\angle{FBK}[\/tex], em graus, do \u00e2ngulo [tex]\\angle{FBK}[\/tex]:<br \/>\n[tex]\\qquad \\angle{FBK}=360^\\circ-90^\\circ-90^\\circ\u2013\\hat{B}=180^\\circ-\\hat{B}[\/tex].<br \/>\nComo [tex]cos(180^\\circ -\\hat{B})=-cos\\hat{B}[\/tex], aplicando agora a Lei dos Cossenos no tri\u00e2ngulo [tex]FBK[\/tex], segue que:<br \/>\n[tex]\\qquad  {FK}^2=a^2+c^2-2 \\cdot a \\cdot c \\cdot cos(180^\\circ-\\hat{B})[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  {FK}^2=a^2+c^2+2 \\cdot a \\cdot c \\cdot cos\\hat{B}[\/tex],<br \/>\ndonde de [tex]\\textcolor{#800000}{(ii)}[\/tex], podemos escrever:<br \/>\n[tex]\\qquad  {FK}^2=a^2+c^2+a^2+c^2-b^2[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  {FK}^2=2(a^2+c^2)-b^2.\t\\qquad \\textcolor{#800000}{(v)}[\/tex]<\/li>\n<li>Fazendo o mesmo procedimento para o tri\u00e2ngulo [tex]GCJ[\/tex], temos as seguintes medidas:  [tex]GC=a[\/tex], [tex]JC=b[\/tex] e o seguinte c\u00e1lculo para a medida [tex]\\angle{GCJ}[\/tex], em graus, do \u00e2ngulo [tex]\\angle{GCJ}[\/tex]:<br \/>\n[tex]\\qquad \\angle{GCJ}=360^\\circ &#8211; 90^\\circ &#8211; 90^\\circ-\\hat{C}=180^\\circ-\\hat{C}[\/tex],<br \/>\nvalendo ainda [tex]cos(180^\\circ -\\hat{C})=-cos\\hat{C}[\/tex].<br \/>\nApliquemos, agora, a Lei dos Cossenos no tri\u00e2ngulo [tex]GCJ[\/tex]:<br \/>\n[tex]\\qquad  {GJ}^2=a^2+b^2-2 \\cdot a \\cdot b \\cdot cos(180^\\circ-\\hat{C})[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  {GJ }^2=a^2+b^2+2 \\cdot a \\cdot b \\cdot cos\\hat{C}[\/tex],<br \/>\ndonde de [tex]\\textcolor{#800000}{(iii)}[\/tex], podemos escrever:<br \/>\n[tex]\\qquad  {GJ}^2=a^2+b^2+a^2+b^2-c^2[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad  {GJ}^2=2(a^2+b^2)-c^2.\t\\qquad \\textcolor{#800000}{(vi)}[\/tex]<\/li>\n<\/ul>\n<p>Finalmente, vamos calcular a soma [tex]A_2[\/tex] das \u00e1reas dos tr\u00eas quadrados externos adicionando as express\u00f5es obtidas em [tex]\\textcolor{#800000}{(iv)}, \\textcolor{#800000}{(v)}[\/tex] e [tex]\\textcolor{#800000}{(vi)}[\/tex]. Veja:<br \/>\n[tex]\\qquad A_2={ML}^2+{FK}^2+{GJ}^2[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad A_2=\\left[2(b^2+c^2)-a^2\\right]+\\left[2(a^2+c^2)-b^2\\right]+\\left[2(a^2+b^2)-c^2\\right][\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad A_2=2b^2+2c^2-a^2+2a^2+2c^2-b^2+2a^2+2b^2-c^2[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad A_2=3a^2+3b^2+3c^2[\/tex]<br \/>\n[tex]\\qquad A_2=3(a^2+b^2+c^2)[\/tex].<br \/>\nLembrando que a \u00e1rea total dos tr\u00eas quadrados inicialmente desenhados \u00e9 [tex]A_1=a^2+b^2+c^2[\/tex], conclu\u00edmos que a rela\u00e7\u00e3o entre [tex]A_1[\/tex] e [tex]A_2[\/tex] \u00e9 [tex]\\, \\fcolorbox{black}{#eee0e5}{$A_2=3A_1$}\\,.[\/tex]<\/p>\n<hr style=\"height:1px; width:100%;background-color:#800000; margin-top: 10px; margin-bottom: 15px;border: 0 none\"\/>\n<p class=\"g2\" style=\"line-height:20px;\">Solu\u00e7\u00e3o elaborada pelos <strong>Moderadores do Blog<\/strong>.<\/p>\n<\/div>\n<p style=\"margin:10px\">\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Problema (Indicado a partir do 9\u00ba ano do E. F.) Sobre cada um dos lados de um tri\u00e2ngulo [tex]ABC[\/tex], foram desenhados os quadrados [tex]ABKL[\/tex], [tex]CAMJ[\/tex] e [tex]BCGF[\/tex], de modo que os lados de cada quadrado tenham exatamente o comprimento do lado do tri\u00e2ngulo sobre o qual foi desenhado. 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