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Exercícios sobre semelhança de polígonos (com gabarito)

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

Os polígonos semelhantes são aqueles que possuem lados correspondentes proporcionais e ângulos iguais. A semelhança é utilizada para resolver muitos problemas de geometria.

Questão 1

Uma empresa de publicidade deseja criar um outdoor em formato de um triângulo semelhante ao logotipo de uma marca, que também possui a forma triangular. O logotipo da marca tem lados medindo 3 m, 4 m e 5 m, formando um triângulo retângulo. O outdoor precisa ser ampliado proporcionalmente ao logotipo, mantendo a semelhança dos lados. O maior lado do outdoor deve medir 15 m, a empresa precisa calcular o comprimento dos outros dois lados.

Sabendo que o outdoor é semelhante ao logotipo da marca, a medida dos outros dois lados do outdoor são

A) 6 m e 8 m

B) 9 m e 12 m

C) 10 m e 12 m

D) 12 m e 16 m

E) 9 m e 15 m

Gabarito explicado

Passo 1: Entendendo a relação de semelhança.

Dois polígonos são semelhantes quando possuem ângulos correspondentes iguais e lados proporcionais. No caso de triângulos semelhantes, os lados correspondentes têm a mesma razão de proporcionalidade.

Passo 2: Razão de proporcionalidade:

O triângulo logotipo tem lados medindo 3 m, 4 m e 5 m, e o outdoor será ampliado para o maior lado passar a medir 15 m. Logo, a razão de proporcionalidade é:

texto Razão fim do texto igual a numerador texto Maior lado do outdoor fim do texto sobre denominador texto Maior lado do logotipo fim do texto fim da fração igual a 15 sobre 5 igual a 3

Passo 3: Cálculo dos lados correspondentes.

Sabendo que os outros dois lados do logotipo medem 3 m e 4 m, aplicamos a razão de proporcionalidade:

texto Lado 1 do outdoor fim do texto igual a 3 sinal de multiplicação 3 igual a 9   texto m fim do texto

texto Lado 2 do outdoor fim do texto igual a 4 sinal de multiplicação 3 igual a 12   texto m fim do texto

Os lados do outdoor serão 9 m e 12 m, respectivamente. Portanto, a alternativa correta é:

b) 9 m e 12 m.

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Questão 2

Um arquiteto foi contratado para projetar uma réplica em escala reduzida de um monumento histórico para ser instalada em uma praça municipal. O monumento original tem formato de um trapézio isósceles com base maior de 15 metros, base menor de 9 metros e altura de 12 metros.

Para a réplica caber adequadamente no espaço disponível na praça, o arquiteto determinou que a base maior da réplica deve ter exatamente 10 metros. Mantendo a proporcionalidade e as características geométricas do monumento original, o arquiteto precisa calcular as demais dimensões da réplica.

A altura, em metros, da réplica do monumento deve ser de

A) 6,0 metros.

B) 7,5 metros.

C) 8,0 metros.

D) 9,0 metros.

E) 10,5 metros.

Gabarito explicado

Passo 1: Identificar os dados do problema.

Monumento original (trapézio isósceles):

  • Base maior: 15 metros
  • Base menor: 9 metros
  • Altura: 12 metros

Réplica (trapézio isósceles semelhante):

  • Base maior: 10 metros
  • Base menor: ? metros
  • Altura: ? metros (o que queremos encontrar)

Passo 2: Compreender a semelhança de trapézios.

Dois trapézios são semelhantes quando a razão entre suas dimensões correspondentes é constante. Todos os lados e alturas correspondentes devem ter a mesma razão de proporcionalidade.

Passo 3: Calcular a razão de semelhança.

A razão de semelhança (k) pode ser obtida comparando as bases maiores:

k igual a numerador b a s e espaço r é p l i c a espaço sobre denominador b a s e espaço m o n u m e n t o fim da fração igual a 10 sobre 15 igual a 2 sobre 3

Passo 4: Aplicar a razão de semelhança à altura.

altura espaço da espaço réplica espaço igual a espaço reto k espaço. espaço altura espaço do espaço reto maltura espaço da espaço réplica espaço igual a espaço 2 sobre 3 espaço. espaço 12altura espaço da espaço réplica espaço igual a espaço 2 espaço. espaço 4 espaço igual a 8

Assim, a altura da réplica deve ser de 8 metros.

Questão 3

Uma escola está construindo uma rampa de acesso para cadeirantes no pátio principal. O projeto arquitetônico prevê que a rampa tenha uma altura máxima de 1,8 metros em sua extremidade mais elevada. Durante a obra, um engenheiro precisa verificar se a inclinação está correta conforme as normas de acessibilidade.

Para isso, ele realiza uma medição: caminhando 4,5 metros sobre a rampa a partir do início, ele verifica que atingiu uma altura de 0,9 metro em relação ao solo. Considerando que a rampa mantém inclinação constante, o engenheiro precisa determinar quantos metros ainda faltam para alcançar o ponto mais alto da construção.

Qual é a distância, em metros, que ainda deve ser percorrida sobre a rampa para atingir sua altura máxima?

A) 3,6 metros

B) 4,0 metros

C) 4,5 metros

D) 5,0 metros

E) 5,4 metros

Gabarito explicado

Passo 1: Identificar os dados do problema.

  • Altura máxima da rampa: 1,8 metros
  • Distância já percorrida: 4,5 metros
  • Altura alcançada após percorrer 4,5 metros: 0,9 metro
  • Inclinação constante (proporção mantida)

Passo 2: Compreender a semelhança dos triângulos.

Como a rampa tem inclinação constante, os triângulos formados são semelhantes. Temos:

Triângulo menor: altura = 0,9 m, hipotenusa = 4,5 m

Triângulo maior: altura = 1,8 m, hipotenusa = ? m (distância total)

Passo 3: Estabelecer a proporção.

Pela semelhança dos triângulos:

numerador a l t u r a espaço d o espaço t r i â n g u l o espaço m a i o r sobre denominador h i p o t e n u s a espaço s o espaço t r i â n g u l o espaço m a i o r fim da fração igual a numerador a l t u r a espaço d o espaço t r i â n g u l o espaço m e n o r sobre denominador h i p o t e n u s a espaço d o espaço t r i â n g u l o espaço m e n o r fim da fraçãonumerador 1 vírgula 8 sobre denominador x fim da fração igual a numerador 0 vírgula 9 sobre denominador 4 vírgula 5 fim da fração

Passo 4: Resolver a proporção.

numerador 1 vírgula 8 sobre denominador x fim da fração igual a numerador 0 vírgula 9 sobre denominador 4 vírgula 5 fim da fração1 vírgula 8 espaço. espaço 4 vírgula 5 espaço igual a espaço x espaço. espaço 0 vírgula 9numerador 1 vírgula 8 espaço. espaço 4 vírgula 5 sobre denominador 0 vírgula 9 fim da fração espaço igual a xnumerador 8 vírgula 1 sobre denominador 0 vírgula 9 fim da fração igual a x9 igual a x

Passo 5: Calcular a distância restante.

Distância total da rampa: 9,0 metros

Distância já percorrida: 4,5 metros

Distância restante: 9,0 - 4,5 = 4,5 metros

Questão 4

Uma fábrica de tecidos especializados produz bandeiras personalizadas para eventos esportivos. O modelo padrão tem formato retangular com dimensões de 2,4 metros de largura por 1,6 metros de altura. Cada metro quadrado de tecido comporta até 8 cores diferentes na estamparia, permitindo designs complexos e detalhados.

Para atender a uma encomenda especial de um estádio, a fábrica precisa produzir bandeiras maiores mantendo as mesmas proporções do modelo original. O cliente solicitou que as novas bandeiras tenham exatamente 3,6 metros de largura para garantir melhor visibilidade nas arquibancadas. O setor de produção precisa calcular a altura correspondente para manter a harmonia visual e as características técnicas do design original.

Para manter a semelhança com o modelo padrão, a altura, em metros, das novas bandeiras deve ser

A) 2,0 metros

B) 2,4 metros

C) 2,6 metros

D) 2,8 metros

E) 3,2 metros

Gabarito explicado

Passo 1: Identificar os dados do problema.

Bandeira original (retângulo):

  • Largura: 2,4 metros
  • Altura: 1,6 metros

Bandeira nova (retângulo semelhante):

  • Largura: 3,6 metros
  • Altura: ? metros (o que queremos encontrar)

Passo 2: Compreender a semelhança de retângulos.

Dois retângulos são semelhantes quando a razão entre suas dimensões correspondentes é constante.

Passo 3: Calcular a razão de semelhança.

r a z ã o espaço d e espaço s e m e l h a n ç a igual a numerador 3 vírgula 6 sobre denominador 2 vírgula 4 fim da fraçãor a z ã o espaço d e espaço s e m e l h a n ç a igual a 1 vírgula 5

Passo 4: Aplicar a razão à altura.

Se a razão de semelhança é 1,5, então:

Altura = 1,6 x 1,5 = 2,4 m

Resposta: A altura das novas bandeiras deve ser 2,4 metros.

Questão 5

Uma empresa do setor imobiliário possui um terreno com formato trapezoidal que será utilizado para construir um condomínio residencial. O terreno original tem as seguintes características: base maior de 80 metros, base menor de 50 metros e altura de 40 metros, totalizando uma área de 2.600 m².

Para viabilizar o projeto e aumentar o número de unidades habitacionais, a empresa decidiu adquirir um terreno adjacente, de modo que a área total seja ampliada em 44%. O novo terreno deve manter a mesma forma do original para preservar a harmonia arquitetônica do projeto.

Considerando que o novo terreno será semelhante ao original, a altura, em metros, do terreno ampliado deve ser

A) 42,0 metros

B) 45,6 metros

C) 48,0 metros

D) 52,0 metros

E) 56,8 metros

Gabarito explicado

Passo 1: Identificar os dados do problema.

Terreno original (trapézio):

  • Base maior: 80 metros
  • Base menor: 50 metros
  • Altura: 40 metros
  • Área: 2.600 m²

Terreno novo (trapézio semelhante):

  • Área ampliada: 2.600 × 1,44 = 3.744 m²
  • Altura: ? metros (o que queremos encontrar)

Passo 2: Compreender a relação entre semelhança e área.

Para figuras semelhantes, se a razão de semelhança linear é k, então:

A razão entre as áreas é k².

Se a área é multiplicada por 1,44, (aumento de 44%), então: k² = 1,44.

Passo 3: Aplicar a razão à altura.

Anova sobre Aantiga igual a abre parênteses numerador altura espaço nova sobre denominador altura espaço antiga fim da fração fecha parênteses ao quadrado1 vírgula 44 igual a abre parênteses numerador altura espaço nova sobre denominador altura espaço antiga fim da fração fecha parênteses ao quadradoraiz quadrada de 1 vírgula 44 fim da raiz igual a numerador altura espaço nova sobre denominador 40 fim da fração1 vírgula 2 espaço. espaço 40 igual a altura espaço nova48 igual a altura espaço nova

Resposta: A altura do terreno ampliado deve ser 48,0 metros.

Questão 6

Uma empresa especializada em segurança urbana desenvolve placas de sinalização com formato hexagonal regular para identificação de zonas de proteção em parques nacionais. O modelo padrão possui 60 cm de lado sendo produzido em escala industrial para distribuição em todo o território nacional.

Para atender a uma demanda específica de um parque estadual, a empresa precisa produzir uma versão ampliada dessas placas, mantendo as mesmas proporções do modelo original. O cliente solicitou que o novo modelo tenha área 69% maior para garantir melhor visibilidade.

Considerando que a nova placa hexagonal será semelhante à original, o lado em centímetros da versão ampliada será de

A) 66 cm

B) 68 cm

C) 75 cm

D) 78 cm

E) 86 cm

Gabarito explicado

Passo 1: Identificar os dados do problema.

Placa original (pentágono regular):

  • Lado: 60 cm

Placa nova (pentágono regular semelhante):

  • Lado: ? cm (o que queremos encontrar)

Passo 2: Compreender a semelhança de pentágonos regulares.

Dois pentágonos regulares são sempre semelhantes, pois:

  • Todos os ângulos correspondentes são congruentes (108° cada)
  • Todos os lados são proporcionais (razão constante)

Passo 3: Aplicar a proporção entre áreas.

A razão entre as áreas é igual ao quadrado da razão de medidas lineares correspondentes.

reto A com nova subscrito sobre reto A com antiga subscrito igual a abre parênteses reto L com novo subscrito sobre reto l com antigo subscrito fecha parênteses ao quadrado

Passo 4: Área do hexágono.

A área de um hexágono regular é calculada pela fórmula:

A com h e x á g o n o subscrito fim do subscrito igual a 6 espaço. espaço numerador L ao quadrado raiz quadrada de 3 sobre denominador 4 fim da fração

Passo 5: Área nova:

A área nova sofre aumento de 50%.

A com n o v a subscrito fim do subscrito igual a 1 vírgula 69 espaço. espaço A com a n t i g a subscrito fim do subscrito

Passo 6: Substituindo na proporção.

numerador 1 vírgula 69 espaço. espaço reto A com antiga subscrito sobre denominador reto A com antiga subscrito fim da fração igual a abre parênteses reto L com novo subscrito sobre 60 fecha parênteses ao quadradonumerador 1 vírgula 69 espaço. espaço riscado diagonal para cima sobre reto A com antiga subscrito fim do riscado sobre denominador riscado diagonal para cima sobre reto A com antiga subscrito fim do riscado fim da fração igual a abre parênteses reto L com novo subscrito sobre 60 fecha parênteses ao quadrado1 vírgula 69 igual a reto L com novo subscrito ao quadrado sobre 60 ao quadrado1 vírgula 69 espaço. espaço 60 ao quadrado igual a reto L com novo subscrito ao quadradoraiz quadrada de 1 vírgula 69 espaço. espaço 60 ao quadrado fim da raiz igual a reto L com novo subscrito1 vírgula 3 espaço. espaço 60 igual a reto L com novo subscrito78 igual a reto L com novo subscrito

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Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.