9º ano → Introdução à Geometria Euclidiana ↓
Axioma de Congruência
Os axiomas de congruência são princípios fundamentais na geometria euclidiana que indicam quando duas figuras ou formas são congruentes. Em termos simples, duas figuras geométricas são congruentes se tiverem a mesma forma e tamanho, mas sua posição ou orientação pode ser diferente. Este conceito é importante na geometria porque nos permite entender e provar várias propriedades de formas e figuras usando um conjunto comum de regras. Vamos explorar os axiomas de congruência em profundidade.
Conceitos básicos
Antes de mergulhar nos axiomas, vamos esclarecer alguns conceitos básicos:
1. Pontos
Um ponto é uma localização precisa no espaço. Não possui dimensões, ou seja, não possui comprimento, largura ou altura.
2. Linhas
Uma linha é uma figura unidimensional reta que se estende infinitamente em ambas as direções. É composta por infinitos pontos.
3. Ângulo
Um ângulo é formado quando dois raios se encontram no mesmo ponto final. Ângulos são medidos em graus.
4. Triângulos
Um triângulo é um polígono de três lados. A soma de seus ângulos internos é sempre 180 graus.
5. Figuras Congruentes
Duas figuras são similares se uma pode ser transformada na outra através de translação, rotação ou reflexão sem alterar seu tamanho ou forma.
Axioma de Congruência
Existem vários axiomas ou critérios de congruência na geometria que nos ajudam a determinar se dois triângulos são congruentes. Estes incluem:
1. Congruência Lado-Lado-Lado (LLL)
Se três lados de um triângulo são iguais a três lados de outro triângulo, então esses triângulos são congruentes.
No figura acima, o triângulo ABC
é equivalente ao triângulo A'B'C'
pois todos os três lados correspondentes são de comprimento igual.
2. Congruência Lado-Ângulo-Lado (LAL)
Se dois lados e o ângulo entre eles de um triângulo são iguais a dois lados e o ângulo entre eles de outro triângulo, então os triângulos são congruentes.
No figura acima, os triângulos ABC
e A'B'C'
são congruentes porque seus dois lados e o ângulo entre eles são iguais.
3. Congruência Ângulo-Lado-Ângulo (ALA)
Se dois ângulos e seu lado incluído de um triângulo são iguais a dois ângulos e seu lado incluído de outro triângulo, então esses triângulos são congruentes.
No figura acima, dois ângulos e o lado entre eles de ambos os triângulos são iguais, tornando-os congruentes.
4. Congruência Ângulo-Ângulo-Lado (AAL)
Se dois ângulos e um lado não conectado de um triângulo são iguais a dois ângulos e o lado correspondente não conectado de outro triângulo, então os triângulos são congruentes.
Os triângulos nesta figura têm dois ângulos iguais e um lado igual que não está entre os dois ângulos, o que confirma sua congruência.
5. Congruência do ângulo reto da hipotenusa (ARH)
Em triângulos retângulos, se a hipotenusa e um lado de um triângulo são iguais à hipotenusa e um lado do outro triângulo, então os triângulos são congruentes.
A hipotenusa e os lados desses dois triângulos retângulos são iguais, o que estabelece a congruência sob suas condições específicas.
Exemplo detalhado
Exemplo 1: Congruência LLL
Considere os triângulos DEF
e GHI
.
DE = 5 cm, EF = 7 cm, DF = 9 cm GH = 5 cm, HI = 7 cm, GI = 9 cm
Como todos os lados correspondentes são iguais, o triângulo DEF
é congruente ao triângulo GHI
por congruência LLL
.
Exemplo 2: Congruência ALA
Considere os triângulos JKL
e LMN
.
∠J = 45°, ∠K = 70°, JK = 6 cm ∠L = 45°, ∠M = 70°, LM = 6 cm
Os triângulos têm dois ângulos retos e lados incluídos, o que os torna congruentes por congruência ALA
.
Visualizando transformações conformacionais
Os axiomas de congruência não são puramente matemáticos, mas têm aplicações práticas através de transformações. Vamos visualizar como as transformações preservam a congruência:
Translação
Isso significa mover uma forma sem girá-la ou alterar seu tamanho. Veja o triângulo PQR
movendo-se em direção ao triângulo P'Q'R'
.
Rotação
Envolve girar uma figura em torno de um ponto. Imagine o triângulo PQR
girando em torno do ponto P
.
Reflexão
Essa transformação de espelhamento resulta na formação de uma imagem espelhada. O triângulo PQR
é refletido em uma linha e se torna P'Q'R'
.
Conclusão
Entender os axiomas de congruência fornece uma base sólida na geometria, facilitando a exploração de formas geométricas, provas e resolução de problemas. O domínio desses conceitos apoia a aplicação rigorosa em contextos matemáticos e leva a um estudo mais amplo de matemática e ciência. Aperfeiçoa habilidades essenciais de raciocínio espacial.