Vera Helena G. Souza
Sérgio Alves

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RPM - O leitor pergunta
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¨    Um leitor de João Pessoa, PB, pergunta: Como mostrar, de forma elementar, que a área da elipse é  ,  sendo  a  e  b   os dois semi-eixos da elipse?

Consideremos o círculo de centro na origem do sistema considerado, e raio  a,  e sejam  A,B,C,D,E,F,C1,D1,E1 e F1  como na figura 1.

      

As áreas  A(E1D1DE )  e  A(F1C1CF)  dos retângulos  E1D1DE e  F1C1CF  satisfazem

Tomamos, como na figura 2, coberturas do círculo e da elipse por retângulos como os anteriores. É natural esperarmos que, se fizermos as bases dos retângulos bastante pequenas, a soma das áreas dos retângulos maiores (do tipo  se aproximará da área do círculo e a soma das áreas dos retângulos menores (do tipo  se aproximará da área da elipse.


 

A relação obtida acima entre as áreas dos retângulos é mantida para as somas das áreas, e pela aproximação admitida temos:


.

¨    Um leitor de São Paulo, SP, pergunta: Como calcular os raios das esferas inscrita e circunscrita em um dodecaedro regular em função do comprimento a de sua aresta?

RPM: O dodecaedro regular tem 12 faces pentagonais (de lado a) e em cada vértice concorrem 3 arestas.

As esferas inscrita e circunscrita ao dodecaedro têm o mesmo centro O.

Vamos olhar o poliedro como uma reunião de pirâmides regulares com vértice  O e cujas bases são as faces pentagonais. Tais pirâmides terão altura igual ao raio  r da esfera inscrita e aresta lateral igual ao raio  R  da esfera circunscrita.

 

Inicialmente tomamos os pontos médios  A, B, C  das 3 arestas que concorrem no mesmo dodecaedro e chamando de O' o seu centro temos:

Na figura acima ainda obtemos:

Vamos agora calcular o raio  r' da circunferência circunscrita ao ABC.

 

Finalmente, a reta  OV  é perpendicular ao plano do  ABC  e o intercepta no ponto  O". Analisando o triângulo retângulo  OCV, obtemos:

             

As relações  (4)  e (5)  nos permitem determinar  R. Mais precisamente:

 

O raio da esfera inscrita é obtido a partir do triângulo retângulo OO'V.

   

 

Observação: Os cálculos feitos nos permitem ainda calcular o volume do dodecaedro regular em função do comprimento a da aresta (essa pergunta também foi feita por um leitor de São Paulo). Para tanto calculamos o volume da pirâmide regular de vértice O, altura r e cuja base é um pentágono regular de lado a. Multiplicando-se esse resultado por 12 (são 12 faces!), obtemos o volume procurado.

 

QUAL A FÓRMULA QUE PERMITE

CALCULAR   O  VOLUME  DE  UM

TIGRE MORTO?

 



Respostas  dos  probleminhas

1)  14  são altas e magras e  3  são baixas e magras.

2)  8  ceifeiros.

3)  65 x 73