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G-plane · Plane transformations, coordinate reasoning and proof

ACT · Tópico 14

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Material de apoio

Escopo e pré-requisitos

Quadro ACT, revisão de fevereiro 2026. Os casos aqui não são um modelo oficial do ACT.

  • Transformar coordenadas distinguindo movimentos rígidos de dilatações
  • Usar distância, ponto médio e inclinação como evidência geométrica
  • Usar congruência válida e relações angulares em vez da aparência do diagrama

Pré-requisitos: Diferenças de coordenadas; congruência de triângulos; ângulos sobre retas paralelas.

Explicar e escolher o método

Uma translação adiciona um deslocamento a cada ponto; a reflexão no eixo x envia (x,y) para (x,-y). Uma rotação 90° anti-horária em torno da origem envia (x,y) para (-y,x). Essas isometrias preservam comprimentos e ângulos. A dilatação por fator k em torno da origem escala coordenadas e comprimentos por k quando k é positivo, preservando a forma mas geralmente alterando o tamanho.

Distância entre dois pontos segue o teorema de Pitágoras: eleve as diferenças de coordenadas ao quadrado, some e tire a raiz. O ponto médio faz a média de cada coordenada. Inclinação compara variação vertical e horizontal; inclinações perpendiculares não verticais têm produto -1. Linhas verticais e horizontais exigem tratamento separado devido à divisão por zero.

Um argumento geométrico parte das condições dadas ou marcadas. Ângulos opostos pelo vértice são iguais; retas paralelas fornecem relações de ângulos correspondentes e alternos. A soma dos ângulos do triângulo é 180°. LLL, LAL e ALA/AA podem estabelecer congruência com correspondência adequada, enquanto dois ângulos iguais estabelecem semelhança, mas não igualdade de tamanho.

O raciocínio de construção usa um compasso para transferir comprimentos e desenhar arcos de raio igual. A interseção de arcos de distância igual pode localizar uma mediatriz; ela não é um ponto médio suposto de um esboço. Evidências de coordenadas podem apoiar uma prova, mas uma figura escolhida especialmente não estabelece uma afirmação geral para todos os triângulos.

Isometrias preservam comprimentos e ângulos. Uma rotação 90° anti-horária envia $(x,y)$ para $(-y,x)$ em torno da origem. Distância é $d=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$. Ângulos iguais estabelecem semelhança, mas congruência também fixa o tamanho.

O ponto P(2, −1) rotacionado 90° anti-horário em torno da origem landing em (1, 2)
Uma rotação 90° anti-horária envia (x, y) para (−y, x)

Exemplo resolvido. O ponto (2,-1) transladado por (3,4) torna-se (5,3); rotacionado 90° anti-horário em torno da origem torna-se (1,2). Entre (1,2) e (7,10), a distância é √(6²+8²)=10 e o ponto médio (4,6). Dois triângulos com lados correspondentes iguais 3,4,5 são congruentes por LLL; triângulos com ângulos iguais podem diferir por escala.

Material de prática

Cada questão de prática abaixo declara todos os dados necessários.

Prática com raciocínio

Prática 1

Gire A = $(2,-3)$ em sentido antihorário por 90° em torno da origem, depois translade por $(4,1)$. Inverta a ordem e compare as extremidades.

Raciocínio. Rotate primeiro para $(3,2)$, depois translate para $(7,3)$. Translate primeiro para $(6,-2)$, depois rotate para $(2,6)$. Pontos finais diferem, logo ordem de transformação importa.

Prática 2

A = $(-1,2)$ e B = $(5,10)$ são extremidades de um segmento. Encontre seu comprimento, ponto médio e equação da mediatriz.

Raciocínio. $d=\sqrt{(5+1)^2+(10-2)^2}=10$. Ponto médio $M=(({-1}+5)/2,(2+10)/2)=(2,6)$. Inclinação do segmento é $8/6=4/3$, logo inclinação perpendicular é $-3/4$. A mediatriz é $y-6=-(3/4)(x-2)$.

Prática 3

Dois triângulos têm ângulos 40°, 60° e 80°. Um tem lado mais longo de 9 cm; o outro, de 15 cm. Indique o que é provado e a razão entre suas áreas.

Raciocínio. Os triângulos são semelhantes por ângulos iguais, não congruentes porque os lados maiores correspondentes diferem. A razão de comprimento é $15/9=5/3$ e a razão de áreas (maior para menor) é $25/9$.

Prática 4

Descreva uma construção com compasso e régua da mediatriz do segmento AB. Forneça um motivo válido para cada ponto construído e distinga-o de medir um único diagrama. Em seguida, explique o que SSS prova para triângulos com comprimentos de lados correspondentes de 3,4,5 cm.

Raciocínio. Use o mesmo raio de compasso, maior que metade de AB, para traçar arcos centrados em A e B que se encontrem em P e Q em lados opostos. Trace PQ. PA=PB e QA=QB devido aos raios iguais. Assim, tanto P quanto Q pertencem ao lugar geométrico equidistante de A e B; PQ é a mediatriz. Alternativamente, use triângulos congruentes e a corda comum para estabelecer perpendicularidade e bisseção. Uma leitura de régua em uma imagem não prova o lugar geométrico geral. SSS prova a congruência dos dois triângulos citados, fixando tamanho e forma; Pitágoras também mostra que esses triângulos particulares são retângulos.

Prática 5

Duas retas paralelas são cortadas por uma transversal. Um dos ângulos correspondentes é 68°. Encontre seu ângulo correspondente correspondente e o ângulo adjacente na segunda reta. Explique qual condição dada justifica cada etapa.

Raciocínio. O paralelismo dá o ângulo correspondente igual 68°. O par adjacente forma um ângulo raso, logo o outro é 180°−68°=112°. Ângulos correspondentes iguais exigem as retas paralelas declaradas; a soma do ângulo raso usa a adjacência sobre uma linha. Um esboço semelhante sem paralelismo não justificaria a primeira igualdade.

Limites e próximo uso

Siga o centro especificado e a ordem das transformações. Não use um par visualmente paralelo ou perpendicular como condição declarada.

Estas são tarefas de prática originais escritas para este curso, não questões oficiais de exame.

Vocabulário
English Português
perpendicular bisector/ˌpɜːpənˈdɪkjʊlə baɪˈsektə/ bissetriz perpendicular
rigid motions/ˈrɪdʒɪd ˈməʊʃnz/ Movimentos rígidos
translation/trænˈsleɪʃn/ translação
similarity/ˌsɪmɪˈlærɪti/ Semelhança
congruence/ˈkɒŋɡruːəns/ Congruência
evidence/ˈevɪdəns/ evidência
argument/ˈɑːɡjuːmənt/ argumento
transformation/trænsfɔːˈmeɪʃn/ transformação

Aulas interativas sobre este tópico

Passe por ele passo a passo, com exercícios de verificação instantânea.

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