02/11/2024

Como encontrar o raio de uma circunferência quando a intersecção com um triângulo retângulo gera três cordas congruentes

Como-encontrar-o-raio-de-uma-circunferencia-quando-a-interseccao-com-um-triangulo-retangulo-gera-tres-cordas-congruentes

Seja um triângulo retângulo $BAC$, retângulo em $A$. Se uma circunferência de raio $r$ passa por $A$ e corta os três lados do triângulo gerando três cordas congruentes, então podemos calcular o raio $r$ em função dos segmentos $a=\overline{BD}$ e $b=\overline{CE}$, de modo que:
$$
r^2 = a b
$$

Analisando a figura

  • O triângulo é retângulo em $A$
  • A circunferência de raio $r$ possui centro $O$ interno ao triângulo e passa pelo vértice $A$ do triângulo
  • As intersecções com os três lados do triângulo geram três cordas congruentes $\overline{AF} \equiv \overline{AG} \equiv \overline{DE}$, ou seja, possuem mesma medida
  • A hipotenusa é dividida em três segmentos: $a=\overline{BD}$, $b=\overline{CE}$ e $\overline{DE}$
  • O triângulo $FAG$ é retângulo em $A$ e sua hipotenusa é o próprio diâmetro da circunferência

Encontrando o comprimento das cordas em função dos segmentos $a$ e $b$

O primeiro passo é encontrar o comprimento das cordas em função dos segmentos $a$ e $b$. Vamos chamar de $x$ o comprimento das cordas $x = \overline{AF} = \overline{AG} = \overline{DE}$. 

Como as cordas $\overline{DE}$ e $\overline{FA}$ são congruentes e não são paralelas, ao serem prolongadas, encontram-se em $B$. Assim, os segmentos $\overline{BD}$ e $\overline{BF}$ também são congruentes e possuem medias iguais a $a$.

Analogamente, os segmentos $\overline{CE}$ e $\overline{CG}$ são congruentes e possuem medidas iguais a $b$.

Assim, podemos representar o triângulo retângulo como:
encontrando-o-comprimento-das-cordas-em-funcao-dos-segmentos-a-b

$$
(a+x+b)^2 = (a+x)^2 + (b+x)^2\\
\ \\
a^2+b^2+x^2+2ab+2ax+2bx = \\
a^2+2ab+x^2 + b^2+2bx+x^2\\
\ \\
2ab = x^2
$$
Assim, as cordas podem ser expressas em função dos segmentos $a$ e $b$:
$$
x = \sqrt{2ab} \tag{1}
$$

Encontrando o comprimento das cordas em função do raio $r$

Do triângulo $AFG$, temos:
$$
(2r)^2 = x^2 + x^2 \\
\ \\
4r^2 = 2x^2\\
\ \\
2r^2 = x^2
$$
Assim, as cordas podem ser expressas em função do raio:
$$
x = r \sqrt{2} \tag{2}
$$

Expressando o raio $r$ em função dos segmentos $a$ e $b$

Substituindo a equação $(2)$ na equação $(1)$, obtemos:
$$
r \sqrt{2} = \sqrt{2ab}
$$
Elevando ambos os membros ao quadrado, obtemos:
$$
\big(r\sqrt{2}\big)^2 = \big(\sqrt{2ab}\big)^2\\
\ \\
2r^2 = 2ab
$$
Encontrando:
$$
r^2 = ab \tag{3}
$$

Veja mais:

COMO REFERENCIAR ESSE ARTIGO: Título: Como encontrar o raio de uma circunferência quando a intersecção com um triângulo retângulo gera três cordas congruentes. Publicado por Kleber Kilhian em 02/11/2024. URL: . Leia os Termos de uso.


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