Quadriláteros

1. Quadriláteros Disciplina: Geometria Professor: Mauri Cunha do Nascimento

2. Cap. 4 - Quadriláteros 4.12 definição. Um quadrilátero é um polígono de quatro lados. Uma diagonal é um segmento que une dois vértices não consecutivos. 4.13 Definição. Um paralelogramo é um quadrilátero em que os lados opostos são paralelos.

3. 4.14 Teorema. Em um paralelogramo valem as seguintes propriedades: a) Cada diagonal separa um paralelogramo em dois triângulos congruentes. Isto é, se ABCD é um paralelogramo, então ABC CDA e ABD CDB. b) Dois lados opostos quaisquer em um paralelogramo são congruentes. c) Dois ângulos opostos quaisquer em um paralelogramo são congruentes. d) Dois ângulos consecutivos quaisquer em um paralelogramo são Suplementares.

4. a) Cada diagonal separa um paralelogramo em dois triângulos congruentes. Isto é, se ABCD é um paralelogramo, então ABC CDA e ABD CDB AB//CD, AC transversal ânguloBAC≅ânguloDCA AD//BC, AC transversal ânguloDAC≅ânguloBCA Pelo caso ALA, ABC≅ CDA. Analogamente, ABD≅ CDB.

5. b) Dois lados opostos quaisquer em um paralelogramo são congruentes. Da congruência dada em (a), ABC≅ CDA, temos AB≅CD e BC≅DA c) Dois ângulos opostos quaisquer em um paralelogramo são congruentes. Da congruência dada em (a), ABD≅ CDB, temos ânguloBAD≅ânguloDCB Da congruência dada em (a), ABC≅ CDA, temos ânguloABC≅ânguloCDA Assim, os lados opostos são congruentes e também os ângulos opostos são congruentes.

6. d) Dois ângulos consecutivos quaisquer em um paralelogramo são suplementares. • A reta CD é transversal às retas paralelas AD e BC. • Logo, m(d) =m(e) (são ângulos correspondentes). • m(c) + m(e) = 180 (par linear). • Assim, m(c)+m(d)=180, ou seja, os ângulos • dos vértices C e D são suplementares. • De modo análogo, demonstra-se que os demais pares • de ângulos consecutivos são complementares.

7. 4.15 Corolário. Se r e s são retas paralelas e se P e Q são dois pontos quaisquer em r, então as distâncias de P e Q a s são iguais. As retas PP’ e QQ’ são perpendiculares à reta s. Logo, PP’//QQ’. Como r//s, então PQ//P’Q’. Assim, PQQ’P’ é um paralelogramo. Logo, os lados opostos são congruentes: PP’ = QQ’. Ou seja, D(P,s) = d(Q,s). 4.16 Definição. A distância entre duas retas paralelas é a distância de qualquer ponto de uma delas à outra.

8. 4.17 Teorema. a) Dado um quadrilátero em que ambos os pares de lados opostos são congruentes, então o quadrilátero é um paralelogramo. b) Se dois lados de um quadrilátero são paralelos e congruentes, então o quadrilátero é um paralelogramo. c) Se as diagonais de um quadrilátero se bisseccionam, então o quadrilátero é um paralelogramo.

9. a) Dado um quadrilátero em que ambos os pares de lados opostos são congruentes, então o quadrilátero é um paralelogramo. Pelo caso LLL, ABD≅CDB. Logo, os ângulos ABD e CDB (respectivamente, ADB e CBD) são congruentes. Assim, os ângulos ABD e CDB (respectivamente, ADB e CBD) são congruentes, e são alternos internos em relação à transversal BD. Portanto, AB // CD (respectivamente, AD // BC). Assim, ABCD é um paralelogramo.

10. b) Se dois lados de um quadrilátero são paralelos e congruentes, então o quadrilátero é um paralelogramo. Os ângulos DAC e BCA são congruentes (alternos internos: AC é transversal às paralelas AD e BC). Pelo caso LAL, BCA ≅  DAC. Logo, AB ≅CD. Pelo caso (a), ABCD é um paralelogramo.

11. c) Se as diagonais de um quadrilátero se bisseccionam, então o quadrilátero é um paralelogramo. Os ângulos o.p.v. são congruentes. Pelo caso LAL APD≅CPB e APB≅CPD. Logo, AD≅CB e AB≅CD. Por (a), ABCD é um paralelogramo.

12. 4.18 Teorema. O segmento com extremidades nos pontos médios de dois lados de um triângulo é paralelo ao terceiro lado e tem a metade de seu comprimento. Seja D tal que M-N-D e MN=ND. Os ângulos ANM e CND são o.p.v., Portanto, congruentes Pelo caso LAL, ANM≅CND. Logo CD≅AM(≅BM) e também os ângulos AMN ≅ CDN Considerando a reta MD transversal às retas AM e CD, os ângulos alternos internos são congruentes, portanto as retas CD e AM são paralelas Assim, no quadrilátero MDCB, os lados BM e CD são paralelos e congruentes. Portanto, MDCB é um paralelogramo.

13. 4.18 Teorema. O segmento com extremidades nos pontos médios de dois lados de um triângulo é paralelo ao terceiro lado e tem a metade de seu comprimento. Assim, no quadrilátero MDCB, os lados BM e CD são paralelos e congruentes. Portanto, MDCB é um paralelogramo. Logo, os lados opostos BC e MD são congruentes: BC = MD = MN + ND = MN + MN = 2MN. Ou seja, MN = BC/2.

14. 4.19 Definições. a) Um losango é um paralelogramo cujos lados são congruentes. b) Um retângulo é um paralelogramo cujos ângulos são retos. c) Um quadrado é um retângulo cujos lados são congruentes. Paralelogramo Losango Retângulo Quadrado

15. 4.20 Teorema. • Se um paralelogramo tem um ângulo reto, então tem quatro • ângulos retos, e o paralelogramo é um retângulo. • b) Em um losango, as diagonais são perpendiculares e se • bisseccionam. • c) Se as diagonais de um quadrilátero se bisseccionam • e são perpendiculares, então o quadrilátero é um losango. a) É consequência do Teorema 4.14. • Observe que ABC ≅ ADC • e são isósceles, o mesmo valendo • para ABD ≅ CBD. A partir disso, verifique que as diagonais se bisseccionam e são perpendiculares.

16. c) Se as diagonais de um quadrilátero se bisseccionam e são perpendiculares, então o quadrilátero é um losango. Pelo caso LAL, AMB≅CMB≅CMD≅AMD. Logo, AB≅BC≅CD≅AD. (1) Assim, pelo Teorema 4.17, ABCD é um paralelogramo. (2) De (1) e (2), ABCD é um losango.

17. Deixamos para os alunos a justificativa de algumas passagens a partir de resultados anteriores do livro texto. Livro texto: Geometria Euclidiana Plana e Construções Geométricas Eliane Quelho Frota Rezende e Maria Lúcia Bontorim de Queiroz Editora da UNICAMP