L. Godeaux - A geometria métrica e os movimentos

As Geometrias. Lucien Godeaux. (trad de Silva Paulo) Col Saber. Pub Europa América. Lisboa:1960

Em geometria elementar, para demonstrar que duas figuras são iguais mostra-se que se podem sobrepor. Assim, para demonstrar que dois triângulos [ABC] e [A'B'C'] são iguais, mostra-se que se pode colocar, respectivamente A', B' C' sobre A, B, C, de modo que os triângulos coincidem. Limitemo-nos à geometria plana e vejamos como, sem sair do plano, podemos levar dois triângulos [ABC], [A'B'C'] a coincidir.
Deixemos o triângulo [ABC] fixo e submetamos o triângulo [A'B'C'] aos deslocamentos seguintes:

1. Levemos A' para A fazendo deslizar [A'B'C'] no plano, conservando os lados paralelos a si mesmos. O triângulo [A'B'C'] ocupará no fim do deslocamento uma posição [AB''C''] tal que AB'' é paralelo a A'B' e B''C'' é paralelo a B'C'


2. Façamos rodar [AB''C''] em torno de A de modo a levar B'' para B. No fim do deslocamento, o ponto C'' coincidirá com C ou será o simétrico C''' de C em relação a AB.




Os pontos azuis permitem mover os triângulos, nas transformações que se podem mostrar podemos ver os deslocamentos e sobreposições arrastando os pontos verdes

3. Nesta última eventualidade, tomemos o simétrico de [ABC''] em relação à recta AB.

Na pequena construção dinâmica que se segue, deslocando o ponto (verde) C' verá que roda A'B'C' em torno de A' e, em consequência AB''C'' em torno de A. Se levar C'' a coincidir com C verá que ainda precisaria de uma reflexão em relação a AC para que AB''C'' se sobreponha a ABC. Se levar B'' a coincidir com B, precisará de uma reflexão em relação a AB. Claro que pode ver tudo isto utilizando a primeira construção. Que precisa de fazer ao triângulo ABC da construção anterior para precisar da reflexão?

Para levar [A'B'C'] a coincidir com [ABC], efectuamos então uma translação, uma rotação em torno de um ponto e, por fim, eventualmente uma reflexão em relação a uma recta. E, como pudemos ver já, é evidente que a ordem pela qual se efectuam estes deslocamentos é indiferente.

Pode-se verificar, mais geralmente, que duas figuras de um plano são iguais quando se pode, por meio de translações, rotações e reflexões em relação a uma recta, fazê-las coincidir.

A geometria métrica do plano é o conjunto das propriedades das figuras que não são alteradas quando estas últimas se submetem a translações,a rotações em torno de um ponto e reflexões em relação a uma recta....

GMbMc: Solução

Para determinar os vértices do triângulo ABC de que são dados os pontos G, Mb e Mc, procedemos da forma seguinte:

1. B encontra-se sobre a recta GMb e considerando que GB=2GMb,


2. C encontra-se sobre a recta GMc, sendo GC=2GMc,


3. A encontra-se como intersecção das rectas BMc e CMb.

Na construção dinâmica abaixo, pode seguir a construção passo a passo.















Sorry, the GeoGebra Applet could not be started. Please make sure that Java 1.4.2 (or later) is installed and active in your browser (Click here to install Java now)

AGMb: Solução

Para determinar os vértices B e C de um triângulo de que se conhecem o vértice A, o ponto médio Mb de AC e o baricentro G, procedemos como se segue:
C é obtido como extremo do diâmetro da circunferência centrada em Mb e a passar por A.
B é obtido sobre a recta GMb e de tal modo que BG = 2GMb. Na construção dinâmica que se segue, pode reproduzir os passos da construção clicando sobre a tecla de reprodução visível na barra que encima o desenho.

GMbMc

Determinar os vértices de um triângulo ABC de que se conhecem os pontos médios - M_b de AC e M_c de AB - e o baricentro G.

AGMb

De um triângulo ABC, conhecem-se o vértice A, o ponto médio Mb de AC e o baricentro G. Determinar B e C.

MaMbMc: Solução.

Para determinar os vértices de um triângulo de que se conhecem s pontos médios dos lados, pensamos e procedemos como segue:

Se M_b é o ponto médio de AC e M_c é o ponto médio de AB, uma homotetia de razão 2 e centro em A transforma M_b em C e M_c em B. Por isso, M_bM_c é paralela a BC.

Então basta traçar as rectas M_aM_b, M_aM_c, M_bM_c. A paralela a M_aM_b por M_c é a recta AB, BC é a paralela a M_bM_c por M_a e AC é paralela a M_aM_c tirada por M_b. As intersecções das três recta duas a duas dão os vértices A, B e C pedidos.

AMbMc - Resolução

Para determinar os vértices B e C de um triângulo ABC de que conhecemos o vértice A e os pontos médios dos lados AC e AB, com as ferramentas que temos à mão ou que nos deram, pensamos e procedemos assim:

Tracemos as rectas AMb e AMc. Como Mb e Mc são os pontos médios dos lados, respectivamente, AC e AB, então o simétrico de A em relação a Mc é o vértice B e o simétrico de A em relação a Mb é o vértice C.

---

Na aplicação que se segue, clicando sobre os botões da barra ao fundo, pode ver os passos da construção: controlando cada passo do desenho, reproduzindo a sucessão dos passos em desenho, pelo protocolo-descrição dos passos da construção



[AdAM]

Propriedade do baricentro

Antes de iniciarmos a publicação de exercícios envolvendo o baricentro de um triângulo, lembramos uma das suas propriedades.

Teorema. Seja o triângulo ABC e o seu baricentro G. G divide cada mediana em dois segmentos na razão 1 para 2.





Demonstração. Na construção dinâmica acima, tomámos G e as medianas que unem os vértices aos pontos médios dos lados opostos. Considere-se AM<sub>a. Vamos ver como G divide AMa.
As paralelas a CMc, tiradas por Mb e Ma, dividem AB em quatro segmentos iguais: AQ=QMc=McR=RB.
E em AMa, AP=PG=GMa. Ou seja, recorrendo ao teorema de Thales, G divide AMa em dois segmentos tais que AG= 2GMa.

O mesmo acontece com as outras medianas do triângulo.</sub>

---

Nota:
De forma análoga, se demonstra que uma paralela a um dos lados do triângulo tirada por G, divide cada um dos outros lados em segmentos na razão 1 para 2. (Ao cuidado do leitor)

Exercício: MaMbMc

De um triângulo ABC, são dados os pontos médios Ma, Mb, Mc dos seus lados. Determine os seus vértices.





Procure resolver o problema e escrever um relatório de execução. Daqui a uma semana, publicaremos a nossa resolução e o respectivo relatório.

---

Claro que, nesta restauração, não se apresentaram as ferramentas para uma resolução interactiva feita pelo leitor e antes etapas da resolução. A resolução prevista repetirá esta construção.

Exercício: AMbMc.

Temos estado a tratar de várias demonstrações que é possível abordar no ensino da geometria do 3º ciclo. A propósito dos temas que referimos vamos dar sugestões de exercícios interactivos muito simples que permitem exercitar a utilização dos conceitos.
Na construção que se segue. de um triângulo ABC são dados A, Mb e Mc em que Mb é o ponto médio de AC(=b) e Mc é o ponto médio de AB. Pede-se que determine os vértices B e C, utlilizando as ferramentas disponíveis (identificadas por icones na barra superior).
Não se apresenta um exercício interactivo em que apresentam as ferramentas para que possa determinar B e C usando as ferramentas. Nesta restauração, apresentamos a solução. Passo a passo... se vai repetir um pouco mais à frente.....


[AdAM]

Pedimos que, para este exercício e seguintes,tente escrever o relatório da construção que fez. Uma semana depois da proposta de exercício, publicamos a nossa resolução e respectivo relatório.

Bom trabalho!