9º ano

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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.

raio

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
Diâmetro

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.

Corda

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.

linha tangente raio

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.

Setor

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.

Seção

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.


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