Calcule o número de faces triangulares e quadrangulares de um poliedro convexo

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COLÉGIO PEDRO II - UNIDADE SÃO CRISTÓVÃO III 3ª SÉRIE – MATEMÁTICA II – PROFº WALTER TADEU www.professorwaltertadeu.mat.br LISTA DE POLIEDROS 1) Há somente cinco poliedros regulares. Preencha a tabela com os valores sabendo que: M = número de arestas concorrentes em cada vértice; N = número de lados de cada face; V = número de vértice do poliedro; A = número de arestas do poliedro F = número de faces do poliedro; S = soma dos ângulos de todas as faces do poliedro        Nome         M         N         V         A          F          S Tetraedro Hexaedro Octaedro Dodecaedro Icosaedro 2) Num poliedro convexo de 10 arestas,o número de faces é igual ao número de vértices . Quantas faces têm o poliedro? (R: F = 6) 3) Um poliedro convexo de onze faces , tem seis faces triangulares e cinco faces quadrangulares. Calcular o número de arestas e de vértices do poliedro. (R: A = 19 e V = 10) 4) Qual é o número de vértices de um poliedro convexo que tem 6 faces triangulares, 6 retangulares e uma hexagonal? R: V = 13 5) Um poliedro convexo apresenta faces quadrangulares e triangulares. Calcule o número de faces desse poliedro, sabendo-se que o número de arestas é o quádruplo do número de faces triangulares e o número de faces quadrangulares é igual a 5. (R: F = 9) 6) Calcule o número de faces triangulares e quadrangulares de um poliedro convexo com 20 arestas e 10 vértices. (R: 8 triangulares e 4 quadrangulares) 7) Um poliedro convexo tem 6 vértices. De cada vértice partem 4 arestas. Qual o número de faces do poliedro? Se todas as faces forem polígonos do mesmo tipo, que polígono será esse? (R: F = 8. Triangular) 8) Um poliedro convexo tem 9 vértices. De 5 deles partem 4 arestas e dos restantes, 3. Qual o número de faces desse poliedro? (R: F = 9) 9) Um poliedro convexo tem 16 faces. De um de seus vértices partem 5 arestas, dos outros 5 vértices partem 4 arestas e de cada um dos vértices restantes, 3 arestas. Qual o número de vértices do poliedro? (R: V = 21) 10) Achar o número de faces de um poliedro convexo que possui 16 ângulos triédricos. (R: F = 10) 11) Um poliedro convexo, formado por quadriláteros e pentágonos, tem 15 arestas. Se a soma dos ângulos das faces desse poliedro é 2880º, determine: a) o número de vértices. (R: 10) b) o número de faces. (R: 7) c) quantas faces há de cada tipo. (R: 5 quadriláteros e 2 pentágonos) d) quantas diagonais, não das faces, possui esse poliedro. (R: 10)

A relação criada pelo matemático suíço Leonhard Euler possui extrema importância na determinação do número de arestas, vértices e faces de qualquer poliedro convexo e de alguns não convexos. Dessa forma, essa relação permite que os cálculos sejam realizados no intuito de indicar o número de elementos de um poliedro. A fórmula criada por Euler é a seguinte:

V – A + F = 2

Nessa fórmula, V = número de vértices, A = número de arestas e F = número de faces.

Exemplo:

Determine o número de faces de um sólido que apresenta 10 arestas e 6 vértices.

Resolução:

V – A + F = 2

6 – 10 + F = 2

–4 + F = 2

F = 4 + 2

F = 6

O sólido possui, portanto, 6 faces.

2ºExemplo:

Determine o número de vértices da pirâmide quadrangular a seguir:

Visivelmente, podemos afirmar que a pirâmide apresenta 5 vértices, 5 faces e 8 arestas. Vamos, agora, demonstrar que a relação de Euler é válida para determinar esses elementos da pirâmide de base quadrangular.

Resolução:

Vértices

V – A + F = 2

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V – 8 + 5 = 2

V = 2 + 3

V = 5

Arestas

V – A + F = 2

5 – A + 5 = 2

–A = 2 – 10

–A = –8 x(–1)

A = 8

Faces

V – A + F = 2

5 – 8 + F = 2

–3 + F = 2

F = 2 + 3

F = 5

Assim, podemos notar que a relação de Euler é realmente válida na determinação dos elementos de um sólido convexo.

3º Exemplo:

O número de faces de um poliedro convexo de 22 arestas é igual ao número de vértices. Determine, utilizando a relação de Euler, o número de faces desse poliedro.

Resolução:

Considerando que o número de faces é igual ao número de vértices, podemos representar os valores desconhecidos pela incógnita x. Dessa forma, F = x e V = x.

Aplicando a relação de Euler:

V – A + F = 2

x – 22 + x = 2

2x = 2 + 22

2x = 24

x = 12

Portanto, o número de faces do poliedro com 22 arestas é igual a 12.

Por Marcos Noé
Graduado em Matemática

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