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Triângulos semelhantes e escala

Um estudante de 1.6 m projeta uma sombra de 2 m enquanto o mastro da escola projeta uma de 15 m. O mastro mede 1.6 × 15 ÷ 2 = 12 m, sem ninguém precisar subir.

Como Tales mediu uma pirâmide do chão

ContextoTales de Mileto viveu no século VI a.C. O Contemporary Mathematics da OpenStax conta que ele encontrou a altura de uma pirâmide egípcia sem subir nela. Esperou até a ponta de sua sombra alcançar a ponta da sombra da pirâmide. Os raios solares, seu corpo e sua sombra formavam um triângulo retângulo pequeno; os mesmos raios, a pirâmide e sua sombra formavam um grande. Os ângulos eram iguais, então os lados tinham a mesma proporção. Sua altura e as duas sombras bastavam para calcular a altura da pirâmide. O mesmo livro atribui a Tales a observação de que os ângulos da base de um isósceles são iguais, como você demonstrou na unidade anterior.

Você pode repetir num dia de sol na escola. Um estudante de 1.6 m projeta uma sombra de 2 m. Ao mesmo tempo, o mastro projeta uma de 15 m. Os raios solares chegam com o mesmo ângulo a todo o pátio; estudante e mastro formam triângulos retângulos de ângulos iguais. Altura dividida por sombra deve ser igual nos dois: 1.6 ÷ 2 = 0.8, então o mastro mede 15 × 0.8 = 12 m. A OpenStax faz a mesma conta com uma torre de rádio: um caminhão de 9 ft com sombra de 15 ft indica que uma torre com sombra de 180 ft mede 180 × 9 ÷ 15 = 108 ft.

O triângulo do estudante e o do mastro têm os mesmos ângulos, então altura e sombra estão na mesma razão: 1.6 : 2 = 12 : 15. Os desenhos usam escalas diferentes.
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Arraste para girar. Use a rolagem ou afaste e aproxime dois dedos para ajustar o zoom.

Método das sombras. Mova o controle do sol: as duas sombras mudam, mas altura ÷ sombra continua igual para a vara e a torre; no painel, você obtém a altura da torre a partir da vara.

O que significa semelhante

Duas figuras são semelhantes quando uma é ampliação ou redução da outra. O Prealgebra da OpenStax resume: mesma forma, tamanhos diferentes, uma é um modelo em escala da outra. Para triângulos, são duas condições ao mesmo tempo: ângulos correspondentes iguais e lados correspondentes na mesma razão, chamada fator de escala. Se ABC é semelhante a DEF com fator 2, então DE = 2 × AB, EF = 2 × BC e FD = 2 × CA; os ângulos em D, E e F são exatamente os de A, B e C. Nos livros coreanos, escreve-se △ABC ∽ △DEF, e a razão entre lados correspondentes, aqui 1 : 2, é a razão de semelhança.

Como decidir que dois triângulos são semelhantes sem medir tudo? A proposição 4 do livro VI de Euclides diz que triângulos com ângulos iguais têm lados proporcionais; portanto, ângulos iguais bastam e, como a soma dos ângulos é 180°, dois ângulos iguais já determinam o terceiro. Esse é o teste ângulo-ângulo, o que Tales usou. Outros dois testes espelham as condições de congruência: os três pares de lados na mesma razão, ou dois pares de lados na mesma razão com o ângulo compreendido igual. Só o teste ângulo-ângulo não envolve nenhum comprimento, e por isso é o que se usa com sombras.

Encontrando um lado desconhecido com uma proporção

Sabendo que os triângulos são semelhantes, escreva uma fração para cada par de lados correspondentes e iguale-as. O risco é emparelhar os lados errados. Um hábito seguro é usar os ângulos opostos: o lado oposto ao ângulo reto de um corresponde ao oposto ao ângulo reto do outro, e assim por diante. Suponha △ABC ∽ △DEF, AB = 4, BC = 6, DE = 10. Então DE : AB = 10 : 4 = 2.5, logo EF = 6 × 2.5 = 15. Confira com outro par se o conhecer; todos devem dar o mesmo 2.5.

Áreas crescem com o quadrado da escala

Um fator de escala 2 dobra todos os comprimentos, mas não a área. Base e altura dobram, então base × altura ÷ 2 cresce 2 × 2 = 4 vezes. Com fator k, as áreas se multiplicam por k². Uma foto impressa com o triplo da largura exige nove vezes mais papel. Perímetros, por serem comprimentos, só crescem k vezes: em triângulos semelhantes de razão 2 : 3 e perímetro menor de 30 cm, o maior mede 45 cm.

  1. Um estudante de 1.6 m projeta uma sombra de 2 m. Ao mesmo tempo, um mastro projeta uma de 15 m. Qual é a altura do mastro?
  2. Um caminhão de 9 ft projeta sombra de 15 ft enquanto uma torre de rádio projeta uma de 180 ft. Qual é a altura da torre?
  3. Uma pessoa de 5 ft projeta sombra de 7 ft e uma árvore, de 57 ft. Qual é a altura da árvore, com uma casa decimal?
  4. △ABC ∽ △DEF, AB = 4, BC = 6 e DE = 10. Encontre EF.
  5. Dois triângulos são semelhantes com fator de escala 3. O menor tem área 5 cm². Qual é a área do maior?
  6. Triângulos semelhantes têm razão de semelhança 2 : 3. O perímetro menor é 30 cm. Encontre o maior.
  7. O triângulo 1 tem ângulos de 50° e 70°. O triângulo 2 tem 70° e 60°. São semelhantes?
    • Sim
    • Não
    • Só se os lados forem dados
    • Só se ambos forem retângulos
  8. Lados 3, 4, 5 e lados 6, 8, 11. Os triângulos são semelhantes?
    • Não
    • Sim, fator de escala 2
    • Sim, fator de escala 2.2
    • Só os ângulos são iguais
  9. Na OpenStax, os lados 4 e 7 de um triângulo correspondem aos de 2 e 3.5 do outro. O fator de escala do primeiro para o segundo é:
    • 0.5
    • 2
    • 0.57
    • 1.75
  10. Num mapa de escala 1 : 50 000, duas cidades estão a 6 cm uma da outra. Qual é a distância em quilômetros?
Erros comuns
  • “O fator de escala é 2, então a área dobra.” Base e altura dobram, então a área fica 2 × 2 = 4 vezes maior. Comprimentos multiplicam-se por k; áreas, por k².
  • “△ABC ∽ △DEF com AB = 4 e EF = 10, então o fator de escala é 2.5.” AB corresponde a DE, não a EF. Emparelhe os lados pela ordem das letras ou pelos ângulos opostos antes de dividir.
  • “Some a mesma quantidade a todos os lados e o triângulo continua semelhante.” Somar 2 aos lados 3, 4, 5 dá 5, 6, 7; as razões 5 ÷ 3, 6 ÷ 4, 7 ÷ 5 são diferentes. Semelhança exige multiplicar, não somar.
Nota do professorO currículo coreano de 2022 situa a semelhança nos anos finais, com um objetivo sobre seu significado e a razão de semelhança e outro sobre os casos de semelhança de triângulos. A lista de termos inclui razão de semelhança e ∽. Também recomenda recursos didáticos e programas para compreender congruência e semelhança. Medir sombras funciona bem ao ar livre: em grupos, meça uma pessoa e sua sombra, depois a sombra de uma árvore ou mastro, e compare os resultados. As pequenas diferenças de altura entre grupos permitem discutir o erro de medição.
Pontos-chave
  • Triângulos semelhantes: ângulos correspondentes iguais e lados correspondentes numa mesma razão.
  • Casos: razão SSS, razão SAS com ângulo compreendido ou dois ângulos iguais (AA).
  • Emparelhe os lados pela ordem das letras ou pelos ângulos opostos.
  • Fator de escala k: comprimentos e perímetros vezes k; áreas vezes k².
Fontes deste curso (7)
  • Curriculum: 교육부 고시 제2022-33호 [별책 8] 수학과 교육과정 (ncic.re.kr/inv/org/download.do?year=2022&seq=10003559&orgType=ogi4, PDF read 2026-10-19: 초등학교 3~4학년군 [4수03-08] 이등변삼각형·정삼각형, [4수03-09] 직각삼각형·예각삼각형·둔각삼각형, [4수03-25] 삼각형과 사각형의 내각의 크기의 합을 여러 가지 방법으로 추론; 초등학교 5~6학년군 [6수03-01] 합동·대응점·대응변·대응각, [6수03-14] 삼각형의 넓이(높이가 삼각형의 외부에 있는 것도 다룸); 중학교 1~3학년군 [9수03-03] 삼각형의 작도, [9수03-04] 삼각형의 합동 조건, [9수03-05] 삼각형의 내각과 외각, [9수03-09] 이등변삼각형의 성질을 합동 조건으로 정당화하고 증명이라는 용어 도입, [9수03-12]·[9수03-13] 닮음·닮음비·삼각형의 닮음 조건, [9수03-15] 피타고라스 정리를 추측하고 정당화, 역은 직관적으로 이해하고 직각삼각형 판별에 사용; 용어와 기호 대변, 대각, 내각, 외각, 증명, 닮음비, △ABC, ≡, ∽)
  • Textbook: OpenStax, Contemporary Mathematics, 10.3 Triangles (triangle from three noncollinear points; acute, right, obtuse; side a opposite angle A; hypotenuse and legs; angle sum 180° by a parallel line and alternate interior angles; x, x + 17, 3x − 62 gives 45°, 62°, 73°; SSS, SAS, ASA, AAS; similar triangles, scaling factor; tower shadow 180 ft with a 9 ft truck and 15 ft shadow gives 108 ft; Thales and the pyramid: openstax.org/books/contemporary-mathematics/pages/10-3-triangles)
  • OpenStax Prealgebra 2e, 9.3 Use Properties of Angles, Triangles, and the Pythagorean Theorem (a² + b² = c²; Pythagoras around 500 BCE; 13 ft ladder 5 ft from the wall; 10 inch bracket about 7.1 inches; similar triangles: openstax.org/books/prealgebra-2e/pages/9-3-use-properties-of-angles-triangles-and-the-pythagorean-theorem)
  • 9.4 Use Properties of Rectangles, Triangles, and Trapezoids (A = ½bh from half a rectangle; isosceles and equilateral; equilateral perimeter 93 in: .../pages/9-4-use-properties-of-rectangles-triangles-and-trapezoids)
  • OpenStax Precalculus 2e, 8.2 Non-right Triangles: Law of Cosines (Heron’s formula with semi-perimeter s; sides 10, 15, 7 give s = 16 and area about 29.4; Chicago lot 62.4, 43.5, 34.1 m gives about 711.4 m²: openstax.org/books/precalculus-2e/pages/8-2-non-right-triangles-law-of-cosines)
  • History for story blocks only: Euclid’s Elements, D. E. Joyce edition, Clark University (Book I Prop. 20 triangle inequality and Heron’s shortest-path problem; Prop. 26 and its guide on congruence theorems, SSA ambiguity and side-side-right angle; Prop. 32 exterior angle and angle sum, Proclus corollaries; Prop. 47 and its guide on Old Babylonians ca. 1900 to 1600 BCE, Plimpton 322, the Zhou bi hypotenuse diagram, Proclus; Prop. 48 converse; Book VI Prop. 4 equiangular triangles: mathcs.clarku.edu/~djoyce/elements/bookI/propI47.html)
  • MacTutor History of Mathematics, University of St Andrews, Heron of Alexandria (formula proved in Metrica Book I; eclipse of 13 March 62; side of 720 about 26 5/6: mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Heron/) MacTutor, "Euclid of Alexandria" (born about 325 BC, died about 265 BC; dating for the Elements, about 2,300 years ago: mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Euclid/, checked 2026-10-19).

Data de verificação: 2026-10-19