9º ano ↓
Compreendendo Círculos
Nesta lição, vamos nos aprofundar no mundo dos círculos. Os círculos são uma das formas mais fascinantes e onipresentes na matemática e no mundo ao nosso redor. Compreender os círculos nos ajuda a entender coisas como rodas, moedas e até mesmo o conceito de ciclos. Vamos começar nossa exploração.
O que é um círculo?
Um círculo é um conjunto de pontos que estão equidistantes de um ponto. Este ponto central é chamado de centro do círculo. A distância do centro a qualquer ponto do círculo é chamada de raio. A palavra "raio" vem da palavra latina que significa "raio" porque irradia do ponto central.
No diagrama acima, temos um círculo simples. A linha vermelha representa o raio, que é a distância do centro (ponto) ao ponto no círculo.
Termos básicos e partes de um círculo
Centro
O ponto médio de um círculo. Todo ponto de um círculo está à mesma distância do centro.
Raio
A linha reta do centro para qualquer ponto no círculo. É constante para qualquer círculo dado.
Diâmetro
O diâmetro é uma linha reta que passa de um lado a outro de um círculo através do centro. O diâmetro é o dobro do comprimento do raio.
diâmetro = 2 × raio
A linha azul no diagrama representa o diâmetro. Você pode ver que ele passa pelo centro, onde os dois raios se encontram para formar o diâmetro.
Circunferência
A circunferência é a distância total ao redor do círculo. É como o perímetro nos polígonos.
Circunferência = 2 × π × raio
Esta fórmula envolve a constante matemática π (pi), que é aproximadamente 3.14159.
Algumas propriedades dos círculos
- Em um círculo todos os raios são iguais.
- Em um círculo todos os diâmetros são iguais.
- O diâmetro é a corda mais longa de um círculo. Uma corda é qualquer segmento de linha cujas extremidades estão no círculo.
Corda e arco
Corda
Uma corda é um segmento de linha cujas extremidades estão no círculo. Um diâmetro é um tipo especial de corda que passa pelo centro de um círculo.
Arco
Um arco é uma parte da circunferência. Pode ser qualquer parte da borda do círculo.
Definimos o arco da seguinte forma:
- Um arco menor é menor que um semicírculo.
- Um arco maior é maior que um semicírculo.
Linha tangente
Uma tangente é uma linha que toca um círculo em exatamente um ponto. Este ponto é conhecido como ponto de tangência. A tangente é sempre perpendicular ao raio no ponto de contato.
Setores e secções
Setor
O setor de um círculo é como um "pedaço de torta". É a área delimitada por dois raios e o arco entre eles.
Seção
Um segmento é a área dentro de um círculo que é delimitada por uma corda e o arco (ou interceptação) que ela cria. É como a área menor que você obteria se "cortasse" um pedaço do círculo usando uma corda.
Equação de um círculo
A equação geral de um círculo no plano cartesiano com raio r
e centro (h, k)
é:
(x – h)² + (y – k)² = r²
Se o centro está na origem (0, 0), a equação simplifica para:
x² + y² = r²
Vamos resolver um problema de equação simples para melhor compreensão: Suponha que um círculo tenha centro (3, 4) e raio 5. Escreva a equação para este círculo.
Solução: Usando a fórmula (x - h)² + (y - k)² = r²
, substituímos h = 3
, k = 4
e r = 5
:
(x - 3)² + (y - 4)² = 25
Área e perímetro com círculos
Área de um círculo
A área de um círculo é o espaço dentro de sua circunferência. Pode ser calculada usando a fórmula:
Área = π × raio²
Suponha que o raio do círculo seja 7 cm. A área será:
Área = π × 7² = π × 49 ≈ 153.94 cm²
Conversão entre diâmetro e raio
Como sabemos das definições:
diâmetro = 2 × raio
Por outro lado,
Raio = diâmetro / 2
Resolvendo problemas envolvendo círculos
Vamos considerar alguns cenários de resolução de problemas usando nosso conhecimento sobre círculos:
Exemplo 1
O raio de uma roda de bicicleta é 14 polegadas. Encontre sua circunferência.
Solução:
Perímetro = 2 × π × 14 = 28π ≈ 87.96 polegadas
Exemplo 2
O diâmetro de um parque circular é 200 m. Encontre a área do parque.
Solução:
Primeiro, converta o diâmetro em raio:
Raio = diâmetro / 2 = 200 / 2 = 100 metros
Em seguida, calcule a área:
Área = π × 100² = 10000π ≈ 31415.93 metros quadrados
Círculos na vida real
Os círculos não são apenas conceitos matemáticos; eles estão em toda parte na vida real. Por exemplo, são usados no design de rodas, relógios, moedas, pratos e até edifícios. Reconhecer as propriedades dos círculos é útil tanto nos aspectos estéticos quanto funcionais do design.
Exercício: Observe seu ambiente
Na próxima vez que você sair, tente identificar objetos circulares ao seu redor usando suas propriedades. Considere o raio, o diâmetro, a circunferência e a área de um círculo para obter uma compreensão mais profunda de sua utilidade e beleza.
Este guia abrangente lhe dará uma forte base na compreensão dos círculos, suas propriedades e aplicações. Ao construir a partir desses conceitos básicos, você pode modelar e resolver muitos problemas geométricos que envolvem círculos.