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11.º ano A · Matemática
Trigonometria · Trigonometria

Resolução de triângulos retângulos

Antes de começar, convém dominares: Triângulos retângulos (9.º ano do ensino básico (3.º ciclo))

Como se mede a altura da Torre dos Clérigos, no Porto, sem subir lá acima? Basta um ângulo e uma distância no chão. Neste apartado recordas o caso mais simples, o do triângulo retângulo, que está na base de qualquer medição indireta de alturas, distâncias e inclinações.

Resolver um triângulo retângulo

«Resolver» um triângulo é calcular todos os seus lados e ângulos. Num triângulo retângulo o ângulo reto já é conhecido: só precisas de mais dois dados (dois lados, ou um lado e um ângulo agudo).

Pratica★☆☆Por começar
Um triângulo retângulo tem catetos que medem $5$ cm e $12$ cm. Calcule o comprimento da hipotenusa e a amplitude, em graus, dos seus dois ângulos agudos.

Um triângulo retângulo tem catetos que medem $5$ cm e $12$ cm. Calcule o comprimento da hipotenusa e a amplitude, em graus, dos seus dois ângulos agudos.

Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Os pontos $A(0,0)$, $B(8,0)$ e $C(8,6)$ formam um triângulo retângulo no plano cartesiano. Calcule as razões trigonométricas (seno, cosseno e tangente) do ângulo situado…

Os pontos $A(0,0)$, $B(8,0)$ e $C(8,6)$ formam um triângulo retângulo no plano cartesiano. Calcule as razões trigonométricas (seno, cosseno e tangente) do ângulo situado no vértice $A$.

Resolver

Alturas inacessíveis: ângulo de elevação

O ângulo de elevação é o ângulo que a visual para um ponto elevado faz com a horizontal. É a forma clássica de medir uma altura sem lá subir.

Triângulo retângulo que representa a medição de uma altura através de um ângulo de elevação, a partir de um ponto do solo a quinze metros da base. elevação h 15 m
Pratica★☆☆Por começar
Um obelisco projeta uma sombra de $15$ m de comprimento no solo horizontal no momento em que os raios de sol formam um ângulo de $42^\circ$ com a horizontal. Calcule a…

Um obelisco projeta uma sombra de $15$ m de comprimento no solo horizontal no momento em que os raios de sol formam um ângulo de $42^\circ$ com a horizontal. Calcule a altura do obelisco.

15 m 42° h = ?
Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Uma criança solta um papagaio de papel que está preso por um fio de $45$ m de comprimento, o qual se mantém completamente esticado. Se o fio forma um ângulo de…

Uma criança solta um papagaio de papel que está preso por um fio de $45$ m de comprimento, o qual se mantém completamente esticado. Se o fio forma um ângulo de $55^\circ$ com o solo horizontal, a que altura se encontra o papagaio? (Assume que a criança segura o fio ao nível do solo).

Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Uma rampa reta de acesso para cadeiras de rodas tem um comprimento de $6$ m e vence um desnível vertical de $0,45$ m. Determine o ângulo de inclinação da rampa em…

Uma rampa reta de acesso para cadeiras de rodas tem um comprimento de $6$ m e vence um desnível vertical de $0,45$ m. Determine o ângulo de inclinação da rampa em relação à horizontal.

Resolver

Ângulo de depressão

Quando olhas para baixo a partir de um ponto elevado, o ângulo entre a visual e a horizontal é o ângulo de depressão. Por serem ângulos alternos internos entre paralelas, é igual ao ângulo de elevação visto do ponto mais baixo.

Esquema do ângulo de depressão, medido a partir de uma horizontal elevada até um objeto situado no solo ou no mar. depressão h distância
Pratica★☆☆Por começar
Para calcular a distância entre a base de um farol costeiro de $24\text{ m}$ de altura sobre o nível do mar e uma lancha fundeada, o Lucas mede um ângulo de depressão de…

Para calcular a distância entre a base de um farol costeiro de $24\text{ m}$ de altura sobre o nível do mar e uma lancha fundeada, o Lucas mede um ângulo de depressão de $20^\circ$ a partir da lanterna do farol. No seu caderno escreve:

$$\tan(20^\circ) = \frac{x}{24} \implies x = 24 \cdot \tan(20^\circ) \approx 8,74\text{ m}$$
  1. a) Sem usar a calculadora, explica mediante um raciocínio geométrico elementar (comparando mentalmente com a forma de um triângulo de $45^\circ$) por que razão um resultado de $8,74\text{ m}$ é, em todos os aspetos, absurdo para um ângulo de depressão de apenas $20^\circ$.
  2. b) Identifica o erro concetual que o Lucas cometeu ao posicionar o ângulo de depressão em relação à vertical em vez da horizontal.
  3. c) Corrige o raciocínio e calcula a distância horizontal real $x$ entre o farol e a lancha.
Resolver
Pratica★★☆Por começar
A partir da lanterna de um farol, situada a $45$ m acima do nível do mar, observam-se dois barcos que navegam alinhados com a base do farol. O ângulo de depressão…

A partir da lanterna de um farol, situada a $45$ m acima do nível do mar, observam-se dois barcos que navegam alinhados com a base do farol. O ângulo de depressão segundo o qual se vê o barco mais próximo é de $34^\circ$, e o do barco mais afastado é de $18^\circ$. Calcule a distância exata que separa os dois barcos.

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Duas chaminés industriais verticais de $20$ m e $35$ m de altura estão construídas sobre um terreno plano. A partir do ponto médio do segmento retilíneo que une as suas…

Duas chaminés industriais verticais de $20$ m e $35$ m de altura estão construídas sobre um terreno plano. A partir do ponto médio do segmento retilíneo que une as suas bases, observa-se o topo da primeira chaminé com um ângulo de elevação de $35^\circ$. Com que ângulo de elevação se observará o topo da segunda chaminé a partir desse mesmo ponto médio?

Resolver

Dois pontos de observação: um sistema de equações

Quando não consegues medir a distância à base, observa o topo a partir de dois pontos alinhados com ela e escreve um sistema em que a altura $h$ é a mesma nas duas equações.

Esquema de dupla observação com dois pontos alinhados, afastados vinte e cinco metros, para determinar uma altura inacessível. A B 25 m h
Pratica★★☆Por começar
A partir de um ponto no solo, observa-se a nacela de um aerogerador com um ângulo de elevação de $32^\circ$. Ao avançar $25$ m em linha reta em direção à base da torre,…

A partir de um ponto no solo, observa-se a nacela de um aerogerador com um ângulo de elevação de $32^\circ$. Ao avançar $25$ m em linha reta em direção à base da torre, o novo ângulo de elevação é de $50^\circ$. Monte um sistema de equações trigonométricas e calcule a altura do aerogerador.

h A B 25 m x 32° 50°
Resolver
Pratica★★★Por começar
Na cobertura plana de um edifício encontra-se instalada uma antena de telecomunicações. A partir de um ponto no solo, situado a $45$ m da base do edifício, um topógrafo…

Na cobertura plana de um edifício encontra-se instalada uma antena de telecomunicações. A partir de um ponto no solo, situado a $45$ m da base do edifício, um topógrafo observa a base da antena com um ângulo de elevação de $38^\circ$ e o topo da antena com um ângulo de elevação de $46^\circ$. Calcule a altura do edifício e o comprimento exato da antena.

H h 45 m 38° 46°
Resolver
Pratica★★★Por começar
Dois observadores, $A$ e $B$, encontram-se separados por uma distância de $300$ m numa planície horizontal. Ambos olham para um drone estático que se encontra exatamente…

Dois observadores, $A$ e $B$, encontram-se separados por uma distância de $300$ m numa planície horizontal. Ambos olham para um drone estático que se encontra exatamente no plano vertical que passa pela linha reta que os une, e situado espacialmente entre eles. O observador $A$ vê o drone com um ângulo de elevação de $60^\circ$ e o observador $B$ vê-o com um ângulo de $45^\circ$. Calcule a altura exata a que o drone voa, expressando o resultado com radicais.

Resolver

Problemas combinados: rampas, polígonos e tangentes

Rampas, polígonos regulares inscritos, losangos e tangentes a uma circunferência resolvem-se dividindo a figura em triângulos retângulos. Numa tangente, o raio que chega ao ponto de tangência é perpendicular à tangente, o que cria um triângulo retângulo com o centro, o ponto de tangência e o ponto exterior.

Hexágono regular inscrito numa circunferência, dividido em triângulos pelos raios que unem o centro aos vértices. 60° lado
Pratica★★☆Por começar
Calcule a área e o perímetro de um hexágono regular que está inscrito numa circunferência de $12$ cm de raio. (Lembre-se de dividir o polígono em triângulos para usar a…

Calcule a área e o perímetro de um hexágono regular que está inscrito numa circunferência de $12$ cm de raio. (Lembre-se de dividir o polígono em triângulos para usar a trigonometria).

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Um sinal de trânsito adverte para uma inclinação prolongada de $15\%$. Isto indica que, por cada $100$ m percorridos na projeção horizontal, se sobem $15$ m na vertical.…

Um sinal de trânsito adverte para uma inclinação prolongada de $15\%$. Isto indica que, por cada $100$ m percorridos na projeção horizontal, se sobem $15$ m na vertical. Calcule o ângulo de inclinação da estrada e a distância real que um veículo percorrerá sobre o asfalto se avançar $600$ m na projeção horizontal.

Resolver
Pratica★★☆Por começar
A partir de um ponto $P$ exterior a uma circunferência de raio $8$ cm, traçam-se as duas retas tangentes à mesma. Se a distância do ponto $P$ ao centro da circunferência…

A partir de um ponto $P$ exterior a uma circunferência de raio $8$ cm, traçam-se as duas retas tangentes à mesma. Se a distância do ponto $P$ ao centro da circunferência é de $17$ cm, calcule a amplitude do ângulo formado entre as duas retas tangentes.

O P 17 cm 8 ?
Resolver
Pratica★★★Por começar
Num triângulo retângulo, o comprimento de um cateto é $x$ cm, o do outro cateto é $(x+7)$ cm e a hipotenusa mede $(x+14)$ cm. Formule e resolva a equação correspondente…

Num triângulo retângulo, o comprimento de um cateto é $x$ cm, o do outro cateto é $(x+7)$ cm e a hipotenusa mede $(x+14)$ cm. Formule e resolva a equação correspondente para determinar o valor de $x$. Em seguida, calcule o valor exato (na forma de fração irredutível) do seno e do cosseno do ângulo de menor amplitude do triângulo.

Resolver

Voltando ao início: para a Torre dos Clérigos basta medir a distância ao pé da torre e o ângulo de elevação do topo, e a tangente dá a altura.

Em resumo

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