Atividade 8: Quadrilátero de Lambert

 
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Definição Hiperbólica 07: Um quadrilátero de Lambert  é um quadrilátero que apresenta três ângulos retos.

 

TH 18: O ângulo não reto de um quadrilátero de Lambert  é agudo,ou seja, (retos) e é agudo.

 

Demonstração

Hipótese:  Seja □ABCD um quadrilátero de Lambert, com os ângulos retos , e

Tese é agudo

No do Passo Passo Justificativa
01
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Construamos o quadrilátero de Lambert (□ABCD), a partir de um quadrilátero de Saccheri (□AEFD), sendo a perpendicular à base , e também a , que une os pontos médios B e C, respectivamente de e .

 

Construção; TH 15 ; D 17

02

Os ângulos e são agudos

TH 17

03

Logo o quarto ângulo do quadrilátero de Lambert é agudo

02

 

Os teoremas 19, 20 e 21 serão utilizados nas próximas demonstrações.

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TH 19: Seja  um quadrilátero □ABCD, com e retos e , conforme a figura. Nestas condições, temos que

 

 

Demonstração

Hipótese:  Seja □ABCD um quadrilátero, com e retos e

Tese

No do Passo Passo Justificativa
01

Seja  um quadrilátero □ABCD, com A e B retos e

Hipótese

02
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Tomemos E entre tal que . Tracemos

 T 16; C 01;  construção

03

□ABED é um quadrilátero de Saccheri

02; DH 06

04

03; TH 15

05

Considerando o triângulo   temos que

T 08

06

4; 5; P 06

07

P 04

08

, ou

06; 07; P 15

 

Analogamente, podemos provar o teorema 20

TH 20: Seja  um quadrilátero □ABCD, com e retos e . Nestas condições, temos que

   
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TH 21: Seja  um quadrilátero □ABCD, com e retos e , conforme a figura. Nestas condições, temos que .

 

Demonstração

Hipótese:  Seja □ABCD , com e retos e (conforme figura)
Tese
No do Passo Passo Justificativa
01

Seja  um quadrilátero □ABCD, com e retos e

Hipótese

02

Vamos supor

Negação da Tese

  1. □ABCD é um quadrilátero de Saccheri, logo os ângulos e são congruentes e agudos ()

02; DH 06; TH 17; TH 15

  1. Contradição

01; 02.1

  1. Logo, não é congruente a

02.2

03

Vamos supor

Negação da Tese

TH 19

  1. Contradição

01; 03.1

  1. Logo, não é menor que

03.2

04

Portanto,

02.3; 03.3

 

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TH 22: Seja □ABCD um quadrilátero de Lambert, com os ângulos retos , e , temos que os lados adjacentes à D (ângulo agudo) são maiores que seus respectivos lados opostos.

 

Demonstração

Hipótese:  Seja □ABCD um quadrilátero de Lambert, com os ângulos retos , e e o ângulo agudo .

Tese e .

No do Passo Passo Justificativa
01

Seja □ABCD um quadrilátero de Lambert, com os ângulos retos , e e o ângulo agudo .

Hipótese

02

Vamos supor

Negação da Tese

  1. □ABCD um quadrilátero de Saccheri

DH 06

  1. Os ângulos e são congruentes e agudos ()

02.1; TH 15

  1. Contradição, pois é reto e é agudo

01;02.2; DH 07

  1. Logo não é congruente a

02.3

03

Vamos supor

Negação da Tese

TH 20

  1. Contradição, pois é reto e é agudo

01; 03.1; DH 07

  1. Logo não é maior que

03.2

04

Temos então que

02.4; 03.3

05

Analogamente, provamos que

01-04

 

A partir do estudo do quadrilátero de Lambert, podemos facilmente provar um teorema que envolve os quadriláteros de Saccheri. Demonstre o TH 23, construindo o quadrilátero de Lambert a partir do quadrilátero de Saccheri.

Resposta

 

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TH 23: Seja □ABCD um quadrilátero de Saccheri, de base , temos que , ou seja, o topo é maior que a base

Demonstração

Hipótese

Tese:   

No do Passo Passo Justificativa
01

Hipótese

02

03

04

05

Vamos retomar a atividade 05 e provar o teorema hiperbólico TH 08

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TH 08: A paralela assintótica b, em relação a a, se aproxima de a, no sentido do paralelismo.

Demonstração

Hipótese:  Seja b uma paralela assintótica à reta a, por P, num determinado sentido

Tese:    b se aproxima de a no sentido do paralelismo

No do Passo Passo Justificativa
01

Seja b uma paralela assintótica à reta a, por P, num determinado sentido. Vamos supor à direita ( o mesmo pode ser provado, supondo à esquerda)

Hipótese

02
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Tomemos três pontos em b, N, M e Q, à direita de P, tais que N esteja entre P e M e M esteja entre N e Q.

Tracemos por N e M as perpendiculares à reta a respectivamente por K e L.

Devemos provar que , ou seja as retas a e b se aproximam na direção do paralelismo (à direita)

Construção; T 16

03

e

TH 03; DH 04

04

T 03

05

03; 04; P 17

06

03; 05; P 18

07

TH  21

08
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De modo análogo, devemos completar a demonstração considerando as perpendiculares em relação à reta b, ou seja, devemos provar que  , conforme figura.

01-07

 

Após a atividade 8, o Resumo foi atualizado.

RGH

Resumo da Geometria Hiperbólica (RGH)

 
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