sábado, 24 de maio de 2025

Triângulos isoperimétricos IV

Quantos triângulos é possível construir para um dado perímetro, considerando medidas naturais para o comprimento dos lados?

A imagem seguinte mostra o resultado conseguido para um perímetro de 24 unidades.

 

Figura 1

Esta atividade, mantendo-se dentro do conjunto dos números naturais, é adequada aos primeiros anos de escolaridade e fornece um contexto para a aprendizagem de diferentes conhecimentos e ao desenvolvimento de capacidades importantes para o conhecimento matemático. 

Dá sentido à adição, especificamente, à decomposição aditiva em 3 parcelas. A pergunta pode ser, quantas decomposições diferentes, em soma de três parcelas, tem um dado número? O 24 tem 48 decomposições, mas apenas 12 podem ser tomadas para construir triângulos. A procura de todas as decomposições e conseguir garantir que foram todas encontradas é uma oportunidade para o desenvolvimento da capacidade de trabalhar de forma sistemática e com método, organizando as decomposições por ordem, mantendo um lado constante e variando os outros dois. Naturalmente, este é um trabalho que promove o desenvolvimento do cálculo mental, sobretudo quando se...

... procura identificar quais das decomposições permitem construir um triângulo. Sim, é preciso que a soma das duas parcelas menores seja maior que a terceira. Chama-se a isto a desigualdade triangular. Este é o contexto matemático significativo para descobrir essa propriedade dos triângulos. E nesta descoberta se pode também refletir que alterar a ordem das parcelas não conduz a triângulos diferentes.

Tendo entrado na geometria, mais especificamente, no campo dos triângulos, aparece inevitavelmente a classificação dos ângulos e dos triângulos com base nesse critério. Há um triângulo de perímetro 24, o triângulo 6+8+10, que tem um ângulo reto, assim como o triângulo 3+4+5, com perímetro 12. 

O Teorema de Pitágoras é o que a soma do quadrado dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa. Fala-se de catetos e hipotenusa apenas no contextos dos triângulos retângulos, ou seja, só triângulos retângulos têm direito a catetos e hipotenusa. Naturalmente, a hipotenusa é sempre maior que os catetos.

 No intervalo numérico natural de um mês, há três triângulos retângulos. 

Perímetro

12

24

30

Triângulo

3 + 4 + 5

6 + 8 + 10

5 + 12 + 13

Teorema de Pitágoras

(igualdade)

32 + 42 = 52

62 + 82 = 102

52 + 122 = 132

9 + 16 = 25

36 + 64 = 100

25 + 144 = 169

 O que acontecerá se sairmos do mundo dos triângulos retângulos com o Teorema de Pitágoras nas mãos? Tomemos à experiência os triângulos 7+8+9 e 5+8+11.

Triângulo

7 + 8 + 9

5 + 8 + 11

desigualdade

72 + 82 ? 92

52 + 82 ? 112

49 + 64 > 81

25 + 64 < 121

O que significa a desigualdade? Procure na figura 1 os triângulos 7+8+9 e 5+8+11. Que lhe parece? Não é difícil perceber que um é acutângulo e o outro obtusângulo. Temos assim nas mãos, uma ferramenta que nos permite identificar se o triângulo é retângulo e, não sendo, se é acutângulo ou obtusângulo. 

A geometria é o contexto natural da medida, mas esta brincadeira iniciada na decomposição de um número natural em três parcelas, também naturais, é uma entrada na geometria pela mão da aritmética. 

A tabela que se segue apresenta todos os casos para perímetros de 3 a 31 unidades. Optámos por evidenciar a classificação quanto aos ângulos já que a classificação quanto aos lados é mais facilmente observada na medida dos lados.

Perímetro

Triângulos

Acutângulos

Obtusângulos

Retângulos

3

1

1 + 1 + 1



5

1

1 + 2 + 2



6

1

2 + 2 + 2



7

2

1 + 3 + 3

2 + 2 + 3


8

1

2 + 3 + 3



9

3

1 + 4 + 4

3 + 3 + 3

2 + 3 + 4


10

2

2 + 4 + 4

3 + 3 + 4



11

4

1 + 5 + 5

3 + 4 + 4

2 + 4 + 5

3 + 3 + 5


12

3

2 + 5 + 5

4 + 4 + 4


3 + 4 + 5

13

5

1 + 6 + 6

2 + 5 + 6

3 + 4 + 6

3 + 5 + 5

4 + 4 + 5



14

4

2 + 6 + 6

4 + 5 + 5

3 + 5 + 6

4 + 4 + 6


15

7

1 + 7 + 7

3 + 6 + 6

4 + 5 + 6

5 + 5 + 5

2 + 6 + 7

3 + 5 + 7

4 + 4 + 7


16

5

2 + 7 + 7

4 + 6 + 6

5 + 5 + 6

3 + 6 + 7

4 + 5 + 7


17

8

1 + 8 + 8

3 + 7 + 7

4 + 6 + 7

5 + 5 + 7

5 + 6 + 6

2 + 7 + 8

3 + 6 + 8

4 + 5 + 8


18

7

2 + 8 + 8

4 + 7 + 7

5 + 6 + 7

6 + 6 + 6

3 + 7 + 8

4 + 6 + 8

5 + 5 + 8


19

10

1 + 9 + 9

3 + 8 + 8

4 + 7 + 8

5 + 7 + 7

6 + 6 + 7

2 + 8 + 9

3 + 7 + 9

4 + 6 + 9

5 + 5 + 9

5 + 6 + 8


20

8

2 + 9 + 9

4 + 8 + 8

5 + 7 + 8

6 + 7 + 7

6 + 6 + 8

3 + 8 + 9

4 + 7 + 9

5 + 6 + 9


21

12

1 + 10 + 10

3 + 9 + 9

5 + 8 + 8

6 + 7 + 8

7 + 7 + 7

2 + 9 + 10

3 + 8 10

4 + 8 9

4 + 7 10

5 + 7 9

5 + 6 + 10

6 + 6 + 9


22

10

2 + 10 + 10

4 + 9 + 9

5 + 8 + 9

6 + 8 + 8

6 + 7 + 9

7 + 7 + 8

3 + 9 + 10

4 + 8 + 10

5 + 7 + 10

6 + 6 + 10


23

14

1 + 11 + 11

3 + 10 + 10

5 + 9 + 9

6 + 8 + 9

7 + 7 + 9

7 + 8 + 8

2 + 10 + 11

3 + 9 + 11

4 + 8 + 11

4 + 9 + 10

5 + 7 + 11

5 + 8 + 10

6 + 6 + 11

6 + 7 + 10


24

12

2 + 11 + 11

4 + 10 + 10

5 + 9 + 10

6 + 9 + 9

7 + 8 + 9

8 + 8 + 8

3 + 10 + 11

4 + 9 + 11

5 + 8 + 11

6 + 7 + 11

7 + 7 + 10

6 + 8 + 10

25

16

1 + 12 + 12

3 + 11 + 11

5 + 10 + 10

6 + 9 + 10

7 + 9 + 9

7 + 8 + 10

8 + 8 + 9

2 + 11 + 12

3 + 10 + 12

4 + 10 + 11

4 + 9 + 12

5 + 9 + 11

5 + 8 + 12

6 + 8 + 11

6 + 7 + 12

7 + 7 + 11


26

14

2 + 12 + 12

4 + 11 + 11

5 + 10 + 11

6 + 10 + 10

7 + 9 + 10

8 + 9 + 9

8 + 8 + 10

3 + 11 + 12

4 + 10 + 12

5 + 9 + 12

6 + 9 + 11

6 + 8 + 12

7 + 8 + 11

7 + 7 + 12


27

19

1 + 13 + 13

3 + 12 + 12

5 + 11 + 11

6 + 10 + 11

7 + 10 + 10

7 + 9 + 11

8 + 9 + 10

8 + 8 + 11

9 + 9 + 9

2 + 12 + 13

3 + 11 + 13

4 + 11 + 12

4 + 10 + 13

5 + 10 + 12

5 + 9 + 13

6 + 9 + 12

6 + 8 + 13

7 + 8 + 12

7 + 7 + 13


28

16

2 + 13 + 13

4 + 12 + 12

5 + 11 + 12

6 + 11 + 11

7 + 10 + 11

8 + 10 + 10

8 + 9 + 11

9 + 9 + 10

3 + 12 + 13

4 + 11 + 13

5 + 10 + 13

6 + 10 + 12

6 + 9 + 13

7 + 9 + 12

7 + 8 + 13

8 + 8 + 12


29

21

1 + 14 + 14

3 + 13 + 13

5 + 12 + 12

6 + 11 + 12

7 + 11 + 11

7 + 10 + 12

8 + 10 + 11

8 + 9 + 12

9 + 10 + 10

9 + 9 + 11

2 + 13 + 14

3 + 12 + 14

4 + 12 + 13

4 + 11 + 14

5 + 11 + 13

5 + 10 + 14

6 + 10 + 13

6 + 9 + 14

7 + 9 + 13

7 + 8 + 14

8 + 8 + 13


30

19

2 + 14 + 14

4 + 13 + 13

6 + 12 + 12

7 + 11 + 12

8 + 11 + 11

8 + 10 + 12

9 + 10 + 11

9 + 9 + 12

10 + 10 + 10

3 + 13 + 14

4 + 12 + 14

5 + 11 + 14

6 + 11 + 13

6 + 10 + 14

7 + 10 + 13

7 + 9 + 14

8 + 9 + 13

8 + 8 + 14

5 + 12 + 13

31

24

1 + 15 + 15

3 + 14 + 14

5 + 13 + 13

6 + 12 + 13

7 + 12 + 12

7 + 11 + 13

8 + 11 + 12

9 + 11 + 11

9 + 10 + 12

10 + 10 + 11

2 + 14 + 15

3 + 13 + 15

4 + 13 + 14

4 + 12 + 15

5 + 12 + 14

5 + 11 + 15

6 + 11 + 14

6 + 10 + 15

7 + 10 + 14

7 + 9 + 15

8 + 10 + 13

8 + 9 + 14

8 + 8 + 15

9 + 9 + 13