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GeoGebraTarefa

OBMEP - Nível 2

2013 - Questão 11

Considere um retângulo ABCD onde o comprimento dos lados são AB=4 e BC=8. Sobre os lados BC e AD se fixam os pontos M e N, respectivamente, de modo que o quadrilátero BMDN seja um losango. Calcule a área deste losango.

Compreendendo o problema...

Para resolver uma questão como esta, é importante visualizar o enunciado. Vamos ver, a seguir, o que acontece. Temos um retângulo ABCD em que precisamos, primeiro determinar a localização correta dos pontos M e N de modo a obter o losango BMDN. Para isso, movimente o ponto M, buscando fazer com que o polígono lilás seja um losango. Marque a caixinha das diagonais para visualizar melhor. Quando terminar, marque a caixinha para exibir o losango e verifique se você conseguiu encontrar o polígono correto.

O que acontece com as diagonais quando você encontra o lugar exato para o ponto M?

Fácil, fácil...

Agora que já compreendemos o enunciado, precisamos traçar um percurso para determinar a medida da área deste losango. Bem, mas como um losango é um tipo específico de paralelogramo, podemos determinar a área desta figura usando a mesma estratégia que usamos quando calculamos a área de um paralelogramo, ou seja, devemos determinar o resultado da multiplicação entre a medida da base e a medida de sua altura. Agora ficou bem mais fácil! Repare que a medida da altura deste paralelogramo é igual a 4. Agora só nos resta determinar a medida de sua base. Vamos considerar que esta medida que precisamos determinar seja representada por "x". Veja o que acontece e responda as perguntas a seguir.

Qual é o valor da medida da altura do paralelogramo?

Agora só nos resta determinar a medida de sua base. Vamos considerar que esta medida que precisamos determinar seja representada por "x". Repare que, como estamos falando de um losango, esta medida é igual ao lado maior do triângulo retângulo formado pelos vértices AMB. Para determinar este valor desconhecido é necessário usar uma propriedade comum a todos os triângulos retângulos. Veja o que acontece quando construímos quadrados cujos lados tenham as mesmas medidas dos lados do triângulo retângulo AMB.

Mova o vértice vermelho para baixo e o vértice laranja para a esquerda até onde for possível e responda as perguntas a seguir.

Repare o que acontece com esses quadriláteros que movemos.

Repare o que acontece com esses quadriláteros que movemos.

São equivalentes!

Repare que os paralelogramos que encontramos movendo os vértices dos quadrados possuem as mesmas medidas de área e altura de antes.

O que podemos concluir com essa informação?

Continuando...

Na tela a seguir, movimente o vértice para modificar o polígono encontrado novamente.

Mova os vértices azul e verde para ver o que acontece.

Continuam equivalentes!

Novamente, temos paralelogramos sendo transformados em outros paralelogramos. Neste caso em específico, obtivemos retângulos que possuem a mesma base e a mesma altura dos paralelogramos anteriores e, por isso, permanecem tendo a mesma área, ou seja, possuem a área dos quadrados que tínhamos anteriormente.

A partir dessas informações, o que podemos concluir?

Teorema de Pitágoras

É exatamente o que o Teorema de Pitágoras nos diz quando afirma que "a soma dos quadrados dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa". Repare que os quadrados menores foram obtidos a partir dos lados que formam o ângulo reto e, por isso, são chamados de catetos. Por outro lado, o quadrado maior é construído a partir do lado oposto ao ângulo reto e, por isso, recebe o nome de hipotenusa.

Seguindo adiante...

Pronto! Agora que já sabemos dessa propriedade, podemos usar essa informação para montar uma equação e determinar o valor desconhecido. Voltando ao nosso desenho inicial, temos que os quadrados dos lados menores possuem área igual à 4² e (8 - x)² e o quadrado maior tem área igual à x². Veja como podemos resolver a equação:
Image

Pronto!

Agora que sabemos a medida do comprimento do lado do losango, qual será a medida da sua área?

É isso!

Espero que tenham gostado. Se você estiver com alguma dúvida, coloque sua pergunta no fórum.