Exercícios e resoluções

445

Os triângulos $ABC$ e $A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}$ da figura são semelhantes. Se a razão de semelhança do 1º para o 2º é $\dfrac{3}{2}$, determine: a) $a$, $b$ e $c$; b) a razão entre os seus perímetros.

Dois triângulos semelhantes ABC e A'B'C'.
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a) $a = 21$, $b = 18$ e $c = 15$ · b) $\dfrac{3}{2}$

446

Os triângulos $ABC$ e $PQR$ são semelhantes. Determine $x$ e $y$.

Triângulos ABC e PQR semelhantes.
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$x = 16$ e $y = 14$

447

Se o $\triangle KLM$ é semelhante ao $\triangle FGH$, determine $x$.

Triângulos KLM e FGH semelhantes.
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$x = 28$

448

Os três lados de um triângulo $ABC$ medem 8 cm, 18 cm e 16 cm. Determine os lados de um triângulo $A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}$ semelhante a $ABC$, sabendo que a razão de semelhança do primeiro para o segundo é igual a 3.

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$\dfrac{8}{3}$ cm, 6 cm e $\dfrac{16}{3}$ cm

449

Se $\overline{DE}$ é paralelo a $\overline{BC}$, determine $x$ nos casos (em b, $x = AD$):

Dois triângulos com DE paralelo a BC.
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a) 12 · b) 40

450

De um $\triangle ABC$ sabemos que $AB = 20$ m, $BC = 30$ m e $AC = 25$ m. Se $D$ está em $\overline{AB}$, $E$ em $\overline{AC}$, $\overline{DE}$ é paralelo a $\overline{BC}$ e $DE = 18$ m, determine $x = DB$ e $y = EC$.

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$x = 8$ m e $y = 10$ m

451

Mostre que, se a razão de semelhança entre dois triângulos é $k$, então a razão entre seus perímetros também é $k$.

Ver a resolução do livro

Com $a = ka^{\prime}$, $b = kb^{\prime}$ e $c = kc^{\prime}$:

$$\frac{2p}{2p^{\prime}} = \frac{a + b + c}{a^{\prime} + b^{\prime} + c^{\prime}} = \frac{k(a^{\prime} + b^{\prime} + c^{\prime})}{a^{\prime} + b^{\prime} + c^{\prime}} = k.$$
452

Dois triângulos $ABC$ e $A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}$ são semelhantes. Sabendo que o lado $\overline{AB}$ mede 20 cm e que o seu homólogo $\overline{A^{\prime}B^{\prime}}$ mede 40 cm, determine o perímetro do triângulo $ABC$, sabendo que o perímetro do triângulo $A^{\prime}B^{\prime}C^{\prime}$ é 200 cm.

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100 cm

453

O perímetro de um triângulo é 60 m e um dos lados tem 25 m. Qual o perímetro do triângulo semelhante cujo lado homólogo ao lado dado mede 15 m?

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36 m

454

Os lados de um triângulo medem 8,4 cm, 15,6 cm e 18 cm. Esse triângulo é semelhante a um triângulo cujo perímetro mede 35 cm. Calcule o maior lado do segundo triângulo.

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15 cm

455

Num triângulo $ABC$, os lados medem $AB = 4$ cm, $BC = 5$ cm e $AC = 6$ cm. Calcule os lados de um triângulo semelhante a $ABC$ cujo perímetro mede 20 cm.

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$\dfrac{16}{3}$ cm, $\dfrac{20}{3}$ cm e 8 cm

456

Um triângulo cujos lados medem 12 m, 18 m e 20 m é semelhante a outro cujo perímetro mede 30 m. Calcule a medida do menor dos lados do triângulo menor.

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7,2 m

457

Na figura, $AB = 2 \cdot BC$ e $BE = 14$. Calcule $CD$, sabendo que $\overline{BE} \parallel \overline{CD}$.

Triângulo ACD com BE paralelo a CD.
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$CD = 21$

458

As bases de um trapézio medem 12 m e 18 m e os lados oblíquos às bases medem 5 m e 7 m. Determine os lados do menor triângulo que obtemos ao prolongar os lados oblíquos às bases.

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10 m, 12 m e 14 m

459

Se ângulos com “marcas iguais” são congruentes, determine as incógnitas nos casos:

Pares de triângulos com ângulos congruentes marcados.
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a) $x = 5$ e $y = 4$ · b) $x = 12$ e $y = 4$

460

Se $\alpha = \beta$, determine $x$ e $y$ nos casos:

Figuras com triângulos semelhantes e ângulos alfa e beta.
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a) $x = 9$ e $y = \dfrac{32}{3}$ · b) $x = 7$ e $y = 10$

461

Determine $x$ e $y$ nos casos:

Triângulos com ângulos congruentes alfa.
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a) $x = 6$ e $y = \dfrac{10}{3}$ · b) $x = \dfrac{15}{2}$ e $y = 5$

462

Sendo $r$ e $s$ retas paralelas, determine $x$ nos casos:

Triângulos entre duas paralelas.
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a) $x = 6$ · b) $x = \dfrac{24}{5}$

463

Se $\overline{AB} \parallel \overline{ED}$, $DE = 4$ cm, $CD = 2$ cm e $BC = 6$ cm, calcule a medida de $\overline{AB}$.

Triângulos ABC e EDC opostos por C.
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$AB = 12$ cm

464

Na figura, $\overline{AB}$ é paralelo a $\overline{DE}$. a) Prove que os triângulos $ABC$ e $EDC$ são semelhantes. b) Sendo $AB = 5$, $AC = 6$, $BC = 7$ e $DE = 10$, calcule $CD$.

Ampulheta formada pelos triângulos ABC e EDC.
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a) Use o 1º caso de semelhança (ângulos alternos e o.p.v.). · b) $CD = 14$

465

Na figura abaixo, determine o valor de $x$.

Triângulo com ângulos alfa congruentes e medidas 5, 10 e 8.
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$x = 4$

466

Calcule o valor de $x$, sabendo que a figura abaixo é um paralelogramo.

Paralelogramo ABCD com alturas 10 e 20 e base 24.
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$x = \dfrac{25}{3}$

467

Na figura, $AB = 8$ cm, $BC = 3$ cm e $AE = 5$ cm. Calcule $x = DE$, sabendo que $A\hat{C}E \equiv A\hat{D}B$.

Triângulo com as cevianas BD e CE.
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$x = \dfrac{63}{5}$ cm

468

Nas figuras, determine $x$.

Dois triângulos retângulos com segmentos perpendiculares.
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a) $x = \dfrac{8}{3}$ · b) $x = 21$

469

Dada a figura, determine o valor de $x$.

Triângulo retângulo com DE perpendicular a BC.
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$x = \dfrac{45}{4}$

470

Na figura, consideremos os quadrados de lados $a$ e $b$ ($a > b$). Calcule o valor de $x$.

Dois quadrados de lados a e b sob uma reta inclinada.
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$x = \dfrac{b^2}{a - b}$

471

Na figura, consideremos os quadrados de lados $x$, 6 e 9. Determine o perímetro do quadrado de lado $x$.

Três quadrados de lados 9, 6 e x sob uma reta inclinada.
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16

472

Determine a medida do lado do quadrado da figura abaixo.

Quadrado inscrito num triângulo retângulo de catetos 4 e 6.
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$\dfrac{12}{5}$

473

Prolongando-se os lados oblíquos às bases de um trapézio, obtemos um ponto $E$ e os triângulos $ECD$ e $EAB$. Determine a relação entre as alturas dos dois triângulos, relativas aos lados que são bases do trapézio, sendo 12 cm e 4 cm as medidas das bases do trapézio.

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3

474

As bases de um trapézio $ABCD$ medem 50 cm e 30 cm, e a altura, 10 cm. Prolongando-se os lados não paralelos, eles se interceptam num ponto $E$. Determine a altura $\overline{EF}$ do triângulo $ABE$ e a altura $\overline{EG}$ do triângulo $CDE$.

Trapézio ABCD com os lados prolongados até E.
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$EF = 25$ cm e $EG = 15$ cm

475

Num triângulo isósceles de 20 cm de altura e $\dfrac{50}{3}$ cm de base está inscrito um retângulo de 8 cm de altura com base na base do triângulo. Calcule a medida da base do retângulo.

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10 cm

476

Determine $x$ e $y$.

Trapézio retângulo dividido por paralelas, com bases 4 e 16.
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$x = 6$ e $y = 10$

477

Na figura, temos $AB = 8$, $BC = 15$, $AC = 17$ e $EC = 4$. Determine $x = DE$ e $y = CD$.

Triângulo retângulo ABC e triângulo retângulo CDE.
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$x = \dfrac{15}{2}$ e $y = \dfrac{17}{2}$

478

Na figura, o quadrado $DEFG$ está inscrito no triângulo $ABC$. Sendo $BD = 8$ cm e $CE = 2$ cm, calcule o perímetro do quadrado.

Quadrado DEFG inscrito no triângulo retângulo ABC.
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16 cm

479

Num retângulo $ABCD$, os lados $\overline{AB}$ e $\overline{BC}$ medem 20 cm e 12 cm. Sendo $M$ o ponto médio do lado $\overline{AB}$, calcule $EF$, a distância do ponto $E$ ao lado $\overline{AB}$, sendo $E$ a interseção da diagonal $\overline{BD}$ com o segmento $\overline{CM}$.

Retângulo ABCD com a diagonal BD e o segmento CM.
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4 cm

480

Na figura, determine $x$.

Triângulo com segmento interno de medida 12 e lados 8, 10, 17, 10.
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$x = 30$ (2º caso de semelhança)

481

Consideremos um triângulo $ABC$ de lado $BC = 10$ cm. Seja $\overline{CD}$ um segmento interno ao triângulo, com $D$ no lado $\overline{AB}$. Sabendo que $BD = 4$ cm e que os ângulos $B\hat{A}C$ e $B\hat{C}D$ são congruentes, determine a medida de $\overline{AD}$.

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21 cm

482

Pelos pontos $A$ e $B$ de uma reta traçam-se perpendiculares à reta. Sobre elas tomam-se os segmentos $AC = 13$ cm e $BD = 7$ cm. No segmento $AB = 25$ cm toma-se um ponto $P$ tal que os ângulos $A\hat{P}C$ e $B\hat{P}D$ sejam congruentes. Calcule a medida de $\overline{AP}$.

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$AP = \dfrac{65}{4}$ cm

483

Considere a circunferência circunscrita a um triângulo $ABC$. Seja $\overline{AE}$ um diâmetro dessa circunferência e $\overline{AD}$ a altura do triângulo. Sendo $AB = 6$ cm, $AC = 10$ cm e $AE = 30$ cm, calcule a altura $\overline{AD}$.

Triângulo inscrito com a altura AD e o diâmetro AE.
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$\triangle ADB \sim \triangle ACE$, logo $AD = 2$ cm.

484

Calcule $R$, raio da circunferência circunscrita ao triângulo $ABC$ da figura, sendo $AB = 4$, $AC = 6$ e $AH = 3$.

Triângulo inscrito com a altura AH e o raio R.
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Trace o diâmetro $\overline{CD}$; $\triangle ADC \sim \triangle HBA$ dá $R = 4$.

485

Dois círculos de raios $R$ e $r$ são tangentes exteriormente no ponto $A$. Sendo $C$ e $D$ os pontos de tangência de uma reta $t$ externa com os dois círculos, determine a altura do triângulo $ACD$ relativa ao lado $\overline{CD}$.

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$\dfrac{2Rr}{R + r}$

486

O ponto $O$ é a interseção das diagonais $\overline{AC}$ e $\overline{BD}$ de um losango $ABCD$. Prolonga-se o lado $\overline{AD}$ até um ponto $F$ de modo que $DF = 4$ m. Se $\overline{OF}$ encontra $\overline{CD}$ em $E$ e $ED = 2$ m, determine o lado do losango.

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Prolongue $\overline{FO}$ e use semelhança: o lado mede 8 m.

487

De um triângulo $ABC$ sabemos que o ângulo $\hat{A}$ é o dobro do ângulo $\hat{C}$, $AB = 6$ m e $AC = 10$ m. Determine $BC$.

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Trace a bissetriz interna $\overline{AS}$ e use a semelhança entre $\triangle ACB$ e $\triangle SAB$: $BC = 4\sqrt{6}$ m.

488

Na figura, as semirretas $\overrightarrow{PA}$ e $\overrightarrow{PB}$ são tangentes à circunferência. Se as distâncias de $Q$ às tangentes são 4 e 9, ache a distância de $Q$ à corda $\overline{AB}$.

Tangentes PA e PB a uma circunferência e o ponto Q.
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$x = 6$ (una $A$ e $B$ com $Q$; dos quatro triângulos obtidos, os opostos são semelhantes)

489

As retas $t$ e $f$ são tangentes às circunferências em $A$. Determine $AB$ em função de $a = BC$ e $b = BD$.

Duas circunferências secantes com tangentes em A.
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$AB = \sqrt{ab}$

490

Na figura, $\overline{RQ}$ é perpendicular a $\overline{PQ}$, $\overline{PQ}$ é perpendicular a $\overline{PT}$ e $\overline{TS}$ é perpendicular a $\overline{PR}$. Prove que $TS \cdot RQ = PS \cdot PQ$.

Figura com os triângulos PST e RQP.
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Prove que $\triangle PST \sim \triangle RQP$.

491

Em cada caso, determine a incógnita.

Seis circunferências com cordas e secantes.
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a) 6 · b) 9 · c) 4 · d) 4 · e) 3 · f) 3

492

Determine o valor de $x$ nas figuras abaixo.

Secantes por um ponto exterior e cordas que se cortam.
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a) $3\sqrt{17}$ · b) 6

493

Determine $x$ nos casos:

Secante e tangente por P; cordas perpendiculares.
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a) 65 · b) 9

494

Na figura, calcule as medidas das cordas $\overline{BD}$ e $\overline{CE}$, sendo $AB = 3x$, $AC = 4x - 1$, $AD = x + 1$ e $AE = x$.

Duas cordas BD e CE se cortando em A.
Ver a resolução do livro
$$AB \cdot AD = AC \cdot AE \Rightarrow 3x(x + 1) = (4x - 1)x \Rightarrow x = 0 \text{ (não serve) ou } x = 4.$$

Então $BD = 3x + x + 1 = 17$ e $CE = 4x - 1 + x = 19$.

495

Determine o valor de $x$ nas figuras abaixo.

Duas circunferências com cordas e tangente.
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a) $2\sqrt{10}$ · b) $2(1 + \sqrt{2})$

496

Determine o raio do círculo nos casos:

Duas circunferências com secantes.
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a) 16 · b) 13

497

Na figura, sendo $ED : EC = 2 : 3$, $AE = 6$ e $EB = 16$, calcule o comprimento de $\overline{CD}$.

Cordas AB e CD se cortando em E.
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$CD = 20$

498

Determine a medida do segmento $\overline{DE}$, sabendo que $\overline{AB}$ é diâmetro da circunferência, $B$ é o ponto de tangência do segmento $\overline{BC}$ à circunferência e $\overline{DE}$ é paralelo a $\overline{BC}$.

Circunferência de diâmetro AB com tangente BC e DE paralelo.
Ver a resolução do livro

Potência de ponto: $BC^2 = 9 \cdot 25 \Rightarrow BC = 15$. Semelhança: $\dfrac{BC}{DE} = \dfrac{AC}{AD} \Rightarrow \dfrac{15}{DE} = \dfrac{25}{16} \Rightarrow DE = \dfrac{48}{5}$.

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$DE = \dfrac{48}{5}$

499

Calcule a potência de um ponto $P$ em relação a uma circunferência de centro $O$ e raio $r$, em função da distância $d$ entre $O$ e $P$ e do raio $r$.

Ver a resolução do livro

Use a corda (ou secante) que passa pelo centro:

  • $P$ interior: $x = PA \cdot PB = (r + d)(r - d) = r^2 - d^2$;
  • $P$ exterior: $x = PA \cdot PB = (d + r)(d - r) = d^2 - r^2$.

Nos dois casos, $x = |d^2 - r^2|$.

500

Na figura do livro, calcule $\text{pot}\,A + \text{pot}\,B + \text{pot}\,C$ (potências em relação à circunferência $\lambda$).

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91

501

Por um ponto $P$ distante 18 cm de uma circunferência, traça-se uma secante que determina na circunferência uma corda $\overline{AB}$ de medida 10 cm. Calcule o comprimento da tangente a essa circunferência traçada do ponto $P$, sabendo que $\overline{AB}$ passa pelo centro da circunferência.

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$6\sqrt{14}$ cm

502

Determine o raio do círculo menor inscrito num quadrante do círculo maior da figura, sendo $2R$ o diâmetro do círculo maior.

Círculo inscrito num quadrante de um círculo maior.
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$(\sqrt{2} - 1)R$

503

Duas cordas $\overline{AB}$ e $\overline{CD}$ interceptam-se num ponto $P$ interno a uma circunferência. Determine a medida do segmento $\overline{BP}$, sabendo que os segmentos $\overline{CP}$, $\overline{DP}$ e a corda $\overline{AB}$ medem, respectivamente, 1 cm, 6 cm e 5 cm.

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2 cm ou 3 cm

504

Num círculo, duas cordas se cortam. O produto dos dois segmentos da primeira corda é $25\ \text{cm}^2$. Sabe-se que, na segunda corda, o menor segmento vale $\dfrac{1}{4}$ do maior. Determine a medida do maior segmento dessa segunda corda.

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10 cm

505

$\overline{AB}$ e $\overline{AC}$ são duas cordas de medidas iguais, pertencentes a um círculo. Uma corda $\overline{AD}$ intercepta a corda $\overline{BC}$ num ponto $P$. Prove que os triângulos $ABD$ e $APB$ são semelhantes.

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$\hat{A}$ é comum aos triângulos e $A\hat{D}B \equiv A\hat{B}P$ (pois $\overset{\frown}{AB} \equiv \overset{\frown}{AC}$). Então são semelhantes pelo 1º caso.