Universidade do Estado do Par´.
                             a
Curso de Licenciatura Plena em Matem´tica.
                                    a

                                         ´
                     ESTUDO SOBRE QUADRILATEROS

Vamos come¸ar com a defini¸ao de “quadril´tero”.
          c              c˜             a

Defini¸˜o 0.1 Sejam A, B, C, D pontos coplanares, distintos, com 3 pontos n˜o coline-
     ca                                                                   a
ares. Chama-se Quadril´tero ABCD ` uni˜o dos segmentos AB, BC, CD, DA.
                      a          a    a




   • AB, BC, CD, DA s˜o os lados do quadril´tero.
                     a                     a

   • A, B, C, D s˜o os ˆngulos internos.
                 a     a

   • AC e DB s˜o diagonais.
              a

   • Um quadril´tero sempre tem duas diagonais.
               a

   • A soma dos angulos internos de um quadril´tero ´ sempre 360o .
                ˆ                             a     e

   • A soma dos angulos externos: 360o .
                ˆ

   Estudaremos alguns quadril´terios convexos especiais:
                             a

         ´
  1. TRAPEZIO: ´ um quadril´tero convexo que possui dois lados paralelos.
               e           a


                       ABCD Trap´zio ⇐⇒ AB//CD ou AD//BC
                                e




     Os lados paralelos s˜o as bases (Na figura s˜o os lados DC e AB)
                         a                      a

        • trap´zio is´sceles: lados n˜o paralelos s˜o congruentes.
              e      o               a             a

                                           1
• trap´zio escaleno: lados n˜o paralelos n˜o s˜o congruentes.
          e                     a             a a



    • trap´zio retˆngulo: possui dois angulos retos.
          e       a                   ˆ

2. PARALELOGRAMO: quadril´tero convexo que possui os lados opostos pa-
                         a
  ralelos.
                 ABCD Paralelogramo ⇐⇒ AB//CD e AD//BC




  Observa¸˜o 0.1 Todo o paralelogramo ´ um trap´zio.
         ca                           e        e

      ˆ
3. RETANGULO: quadril´tero convexo que possui 4 ˆngulos congruentes.
                     a                          a
  ABCD Retˆngulo ⇐⇒ A ≡ B ≡ C ≡ D
          a




4. LOSANGO: quadril´tero convexo com os 4 lados congruentes.
                   a
  ABCD Losango ⇐⇒ AB ≡ CD ≡ AD ≡ BC.




5. QUADRADO: Quadril´tero convexo com 4 lados e 4 ˆngulos congruentes.
                    a                             a
  ABCD Quadrado ⇐⇒ AB ≡ CD ≡ AD ≡ BC e A ≡ B ≡ C ≡ D




  Observa¸˜o 0.2 Quadrado ⇐⇒ Losango e Retˆngulo.
         ca                               a

                                       2
Veremos agora algumas PROPRIEDADES dos quadril´teros not´veis.
                                              a         a

   • Propriedades dos trap´zios
                          e

     Teorema 0.1 (T1) Em qualquer trap´zio ABCD (nota¸˜o c´clica) de bases AB e
                                      e              ca ı
     CD, temos que A + D = B + C = 180o .


     Teorema 0.2 (T2 - Is´sceles) Num trap´zio is´sceles, os ˆngulos da base s˜o
                         o                e      o           a                a
     congruentes.




     Teorema 0.3 (T3 - Is´sceles) As diagonais de um trap´zio is´sceles s˜o congru-
                         o                               e      o        a
     entes.


   • Propriedades dos Paralelogramos

     Teorema 0.4 (P1) Em qualquer paralelogramo, os ˆngulos opostos s˜o congruen-
                                                    a                a
     tes.


     Teorema 0.5 (P2 - rec´
                          ıproca) Todo quadril´terio convexo que possui ˆngulos
                                              a                         a
     opostos congruentes ´ um paralelogramo.
                         e


     Portanto, todo retˆngulo ⇒ paralelogramo.
                       a




     Teorema 0.6 (P3) Em todo paralelogramo, os lados opostos s˜o congruentes.
                                                               a


     Teorema 0.7 (P4) Todo quadril´tero convexo que possui os lados opostos congru-
                                  a
     entes ´ um paralelogramo.
           e

                                         3
Portanto, todo losˆngo ⇒ paralelogramo.
                   a




 Exerc´
      ıcio 1 Prove que: “Em todo paralelogramo, as diagonais cortam-se nos seus
 pontos m´dios.”
         e


• Propriedades dos retˆngulos, losangos e quadrados
                      a



 Teorema 0.8 (R1) Em todo retˆngulo, as diagonais s˜o congruentes.
                             a                     a


 Teorema 0.9 (R2) Todo paralelogramo que tem as diagonais congruentes ´ retˆngulo.
                                                                      e a


 Logo, o retˆngulo ´ um paralelogramo mas com diagonais congruentes.
            a      e



 Teorema 0.10 (L1) Todo Losango tem diagonais perpendiculares.


 Teorema 0.11 (L2) Todo paralelogramo com diagonais perpendiculares ´ um lo-
                                                                    e
 sango.


 Portanto, o losango ´ um paralelogramo com diagonais perpendiculares.
                     e

 Observa¸˜o 0.3 (Resumo) Estudo das diagonais: Quadril´terio convexo com -
        ca                                            a

    – diagonais que se cortam ao meio: Paralelogramo;

    – diagonais que se cortam ao meio e s˜o congruentes: Retˆngulo;
                                         a                  a

    – diagonais que se cortam ao meio e s˜o perpendiculares: Losango;
                                         a

    – diagonais que se cortam ao meio e s˜o congruentes e perpendiculares: Qua-
                                         a
      drado.


                                     4
´
# BASE MEDIA

  • Base m´dia do Triˆngulo: ´ o segmento de reta com extremidades sendo os pontos
          e          a       e
    m´dios de dois lados. Tˆm as duas propriedades:
     e                     e
    i) A Base M´dia ´ paralela ao terceiro lado (base);
               e    e
    ii) A Base M´dia tem a metade da medida da base.
                e




                                              AB
                      M N //BC       MN =
                                               2

    Demonstra¸˜o: (Exerc´
             ca         ıcio)


  • Base M´dia do Trap´zio: ´ o segmento de reta com extremidades nos pontos
          e           e     e
    m´dios dos lados n˜o paralelos. Tˆm duas propriedades:
     e                a              e
       ´
    i) E paralela as bases;
                  `
    ii) Ele mede a semi-soma das bases.




                                          AB + CD
            M N//AB e CD         MN =
                                             2




                                          5

Apostila de quadrilateros

  • 1.
    Universidade do Estadodo Par´. a Curso de Licenciatura Plena em Matem´tica. a ´ ESTUDO SOBRE QUADRILATEROS Vamos come¸ar com a defini¸ao de “quadril´tero”. c c˜ a Defini¸˜o 0.1 Sejam A, B, C, D pontos coplanares, distintos, com 3 pontos n˜o coline- ca a ares. Chama-se Quadril´tero ABCD ` uni˜o dos segmentos AB, BC, CD, DA. a a a • AB, BC, CD, DA s˜o os lados do quadril´tero. a a • A, B, C, D s˜o os ˆngulos internos. a a • AC e DB s˜o diagonais. a • Um quadril´tero sempre tem duas diagonais. a • A soma dos angulos internos de um quadril´tero ´ sempre 360o . ˆ a e • A soma dos angulos externos: 360o . ˆ Estudaremos alguns quadril´terios convexos especiais: a ´ 1. TRAPEZIO: ´ um quadril´tero convexo que possui dois lados paralelos. e a ABCD Trap´zio ⇐⇒ AB//CD ou AD//BC e Os lados paralelos s˜o as bases (Na figura s˜o os lados DC e AB) a a • trap´zio is´sceles: lados n˜o paralelos s˜o congruentes. e o a a 1
  • 2.
    • trap´zio escaleno:lados n˜o paralelos n˜o s˜o congruentes. e a a a • trap´zio retˆngulo: possui dois angulos retos. e a ˆ 2. PARALELOGRAMO: quadril´tero convexo que possui os lados opostos pa- a ralelos. ABCD Paralelogramo ⇐⇒ AB//CD e AD//BC Observa¸˜o 0.1 Todo o paralelogramo ´ um trap´zio. ca e e ˆ 3. RETANGULO: quadril´tero convexo que possui 4 ˆngulos congruentes. a a ABCD Retˆngulo ⇐⇒ A ≡ B ≡ C ≡ D a 4. LOSANGO: quadril´tero convexo com os 4 lados congruentes. a ABCD Losango ⇐⇒ AB ≡ CD ≡ AD ≡ BC. 5. QUADRADO: Quadril´tero convexo com 4 lados e 4 ˆngulos congruentes. a a ABCD Quadrado ⇐⇒ AB ≡ CD ≡ AD ≡ BC e A ≡ B ≡ C ≡ D Observa¸˜o 0.2 Quadrado ⇐⇒ Losango e Retˆngulo. ca a 2
  • 3.
    Veremos agora algumasPROPRIEDADES dos quadril´teros not´veis. a a • Propriedades dos trap´zios e Teorema 0.1 (T1) Em qualquer trap´zio ABCD (nota¸˜o c´clica) de bases AB e e ca ı CD, temos que A + D = B + C = 180o . Teorema 0.2 (T2 - Is´sceles) Num trap´zio is´sceles, os ˆngulos da base s˜o o e o a a congruentes. Teorema 0.3 (T3 - Is´sceles) As diagonais de um trap´zio is´sceles s˜o congru- o e o a entes. • Propriedades dos Paralelogramos Teorema 0.4 (P1) Em qualquer paralelogramo, os ˆngulos opostos s˜o congruen- a a tes. Teorema 0.5 (P2 - rec´ ıproca) Todo quadril´terio convexo que possui ˆngulos a a opostos congruentes ´ um paralelogramo. e Portanto, todo retˆngulo ⇒ paralelogramo. a Teorema 0.6 (P3) Em todo paralelogramo, os lados opostos s˜o congruentes. a Teorema 0.7 (P4) Todo quadril´tero convexo que possui os lados opostos congru- a entes ´ um paralelogramo. e 3
  • 4.
    Portanto, todo losˆngo⇒ paralelogramo. a Exerc´ ıcio 1 Prove que: “Em todo paralelogramo, as diagonais cortam-se nos seus pontos m´dios.” e • Propriedades dos retˆngulos, losangos e quadrados a Teorema 0.8 (R1) Em todo retˆngulo, as diagonais s˜o congruentes. a a Teorema 0.9 (R2) Todo paralelogramo que tem as diagonais congruentes ´ retˆngulo. e a Logo, o retˆngulo ´ um paralelogramo mas com diagonais congruentes. a e Teorema 0.10 (L1) Todo Losango tem diagonais perpendiculares. Teorema 0.11 (L2) Todo paralelogramo com diagonais perpendiculares ´ um lo- e sango. Portanto, o losango ´ um paralelogramo com diagonais perpendiculares. e Observa¸˜o 0.3 (Resumo) Estudo das diagonais: Quadril´terio convexo com - ca a – diagonais que se cortam ao meio: Paralelogramo; – diagonais que se cortam ao meio e s˜o congruentes: Retˆngulo; a a – diagonais que se cortam ao meio e s˜o perpendiculares: Losango; a – diagonais que se cortam ao meio e s˜o congruentes e perpendiculares: Qua- a drado. 4
  • 5.
    ´ # BASE MEDIA • Base m´dia do Triˆngulo: ´ o segmento de reta com extremidades sendo os pontos e a e m´dios de dois lados. Tˆm as duas propriedades: e e i) A Base M´dia ´ paralela ao terceiro lado (base); e e ii) A Base M´dia tem a metade da medida da base. e AB M N //BC MN = 2 Demonstra¸˜o: (Exerc´ ca ıcio) • Base M´dia do Trap´zio: ´ o segmento de reta com extremidades nos pontos e e e m´dios dos lados n˜o paralelos. Tˆm duas propriedades: e a e ´ i) E paralela as bases; ` ii) Ele mede a semi-soma das bases. AB + CD M N//AB e CD MN = 2 5