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Questão de Matemática — Cálculo de Seno e Cosseno no Triângulo Retângulo — FGV 2024

MatemáticaCálculo de Seno e Cosseno no Triângulo Retângulo
Código
fg164335
Banca
FGV
Órgão
CBM RJ
Ano
2024
Cargo
Cad ( )
Em um triângulo retângulo cuja hipotenusa mede 39 cm, a tangente de um dos ângulos agudos é \frac {5} {12}. A soma das medidas dos catetos desse triângulo é igual a:
  1. A13 cm.
  2. B17 cm.
  3. C34 cm.
  4. D43 cm.
  5. E51 cm.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoE — 51 cm.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Resolução

Gabarito: letra E — a conta chega a 51 cm — alternativa E.

A ideia por trás

A tangente de um ângulo agudo em um triângulo retângulo é a razão entre o cateto oposto e o cateto adjacente a esse ângulo. Ela indica quantas vezes o cateto oposto é maior (ou menor) que o adjacente, mas não dá os tamanhos reais — apenas a proporção entre eles.

Se a tangente é 5/12, então os catetos podem ser escritos como 5k e 12k, onde k é um fator de escala comum. O Teorema de Pitágoras relaciona os catetos com a hipotenusa: (5k)² + (12k)² = (hipotenusa)². Como 5² + 12² = 25 + 144 = 169 = 13², a hipotenusa é proporcional a 13k. Assim, conhecendo a hipotenusa real, encontramos k e, com ele, os catetos reais.

Esta questão cobra exatamente essa passagem da proporção para os valores reais: usar a tangente para montar os catetos proporcionais, aplicar Pitágoras para achar a hipotenusa proporcional e, com a hipotenusa dada, descobrir o fator de escala.

O que a questão dá

  • hipotenusa = 39 cm

  • tangente de um ângulo agudo = 5/12

O que queremos: a soma das medidas dos catetos do triângulo

Passo 1 — Escrever os catetos com a proporção da tangente

A tangente 5/12 nos diz que, se um cateto vale 5 partes, o outro vale 12 partes. Mas não sabemos o tamanho de cada parte — por isso usamos uma letra k para representar esse tamanho. Assim, os catetos são 5k e 12k, e k é o fator que vamos descobrir.

Por que esta fórmula: A definição de tangente é cateto oposto dividido pelo adjacente. Se essa razão é 5/12, então os catetos são múltiplos de 5 e 12, respectivamente.

catetooposto=5k,catetoadjacente=12kcateto_{oposto} = 5k, \quad cateto_{adjacente} = 12k

De onde vem cada valor: 55 = enunciado: tangente = 5/12 · 1212 = enunciado: tangente = 5/12 · kk = definição: fator de escala a determinar

NÃO CAIA NESSA!

Achar que os catetos são exatamente 5 cm e 12 cm, esquecendo o fator k — isso só valeria se a hipotenusa fosse 13 cm.

Passo 2 — Aplicar Pitágoras para achar a hipotenusa proporcional

Com os catetos em função de k, o Teorema de Pitágoras relaciona os três lados. Ele diz que o quadrado da hipotenusa é a soma dos quadrados dos catetos — é a ferramenta que liga a proporção à hipotenusa.

Por que esta fórmula: O Teorema de Pitágoras é a relação fundamental do triângulo retângulo: a² + b² = c², onde c é a hipotenusa. Aqui, a = 5k e b = 12k.

(5k)2+(12k)2=(hipotenusa)2(5k)^{2} + (12k)^{2} = (hipotenusa)^{2}

De onde vem cada valor: 5k5k = passo 1 · 12k12k = passo 1

(5k)2+(12k)2=25k2+144k2=169k2(5k)^{2} + (12k)^{2} = 25k^{2} + 144k^{2} = 169k^{2}
hipotenusa=13 khipotenusa = \boxed{13\ \text{k}}
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de elevar k ao quadrado e escrever 5k² + 12k² = 17k², o que daria hipotenusa errada.

Passo 3 — Descobrir o fator de escala k

A hipotenusa proporcional é 13k, mas a hipotenusa real é 39 cm. Igualando os dois, encontramos k — o número que multiplica a proporção para obter os tamanhos reais.

Por que esta fórmula: Como a hipotenusa real é um múltiplo da proporcional, basta dividir o valor real pelo valor proporcional.

k=hipotenusareal13k = \frac{hipotenusa_{real}}{13}

De onde vem cada valor: hipotenusarealhipotenusa_{real} = enunciado: 39 cm · 1313 = passo 2: hipotenusa proporcional = 13k

k=3913k = \frac{39}{13}
k=3k = \boxed{3}
NÃO CAIA NESSA!

Dividir 39 por 5 ou por 12, confundindo a hipotenusa com um dos catetos.

Passo 4 — Calcular os catetos reais

Com k = 3, multiplicamos a proporção para obter os comprimentos reais dos catetos. Isso é necessário porque a tangente só deu a razão, não os tamanhos.

Por que esta fórmula: Os catetos são 5k e 12k, então substituímos k pelo valor encontrado.

cateto1=5k,cateto2=12kcateto_{1} = 5k, \quad cateto_{2} = 12k

De onde vem cada valor: 55 = passo 1 · 1212 = passo 1 · kk = passo 3: 3

cateto1=5×3=15,cateto2=12×3=36=15 cme36cmcateto_{1} = 5 \times 3 = 15, \quad cateto_{2} = 12 \times 3 = 36 = \boxed{15\ \text{cm} \text{e} 36 \text{cm}}
NÃO CAIA NESSA!

Esquecer de multiplicar um dos catetos, ou usar k = 3 apenas em um deles.

Passo 5 — Somar os catetos

A pergunta pede a soma das medidas dos catetos, então agora que temos os dois valores, basta somá-los.

Por que esta fórmula: Soma direta dos dois comprimentos.

soma=cateto1+cateto2soma = cateto_{1} + cateto_{2}

De onde vem cada valor: cateto1cateto_{1} = passo 4: 15 cm · cateto2cateto_{2} = passo 4: 36 cm

soma=15+36=51 cmsoma = 15 + 36 = \boxed{51\ \text{cm}}
NÃO CAIA NESSA!

Somar 5 + 12 = 17, esquecendo o fator de escala — isso daria a alternativa B, que é um distrator.

Resposta: 51 cm — alternativa E

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