Trigonometria no triângulo

Guia de estudo · Revisado em 03/10/2026

BNCC · EM13MAT308

A norma de acessibilidade diz que uma rampa não pode subir mais de 1 metro a cada 12 de avanço, e a prova do PAS transformou isso em três itens sem citar a palavra tangente. Como um ângulo vira uma razão entre dois comprimentos, e como essa razão devolve uma altura, uma distância ou um ângulo que ninguém pode medir diretamente?

O que você vai aprender

  • Definir seno, cosseno e tangente de um ângulo agudo como razões entre lados do triângulo retângulo e explicar, por semelhança, por que elas não dependem do tamanho do triângulo.
  • Identificar cateto oposto e cateto adjacente em relação ao ângulo escolhido, e não em relação ao desenho, antes de escrever qualquer razão.
  • Deduzir a tabela de 30°, 45° e 60° a partir da metade do quadrado e da metade do triângulo equilátero, e usar sen² + cos² = 1, tg = sen/cos e a relação entre ângulos complementares.
  • Resolver um triângulo retângulo a partir de um lado e um ângulo ou de dois lados, incluindo rampas (inclinação como tangente, NBR 9050), ângulos de elevação e distâncias inacessíveis, com os valores que o enunciado fornece.
  • Aplicar a lei dos cossenos quando se conhecem dois lados e o ângulo entre eles ou os três lados, lendo o sinal do cosseno, e a lei dos senos quando se conhecem um lado e o ângulo oposto, reconhecendo o caso ambíguo.
  • Calcular a área de um triângulo por ½ab·sen C e decidir, pelos dados disponíveis, qual ferramenta usar: Pitágoras, razão trigonométrica, lei dos senos ou lei dos cossenos.

Em dezembro de 2023, a prova do PAS 1 reproduziu um trecho da norma de acessibilidade NBR 9050 e sua tabela: uma rampa com desnível entre 20 cm e 80 cm não pode ter inclinação acima de 8,33 %, “1:12”, e a inclinação é definida como i=h/ci = h/c, a altura do desnível dividida pela projeção horizontal. Três itens saíram dali. Um deles perguntava se, para vencer 40 cm, a projeção horizontal precisaria passar de 4 m. A palavra “tangente” não aparece em lugar nenhum do texto, mas é exatamente dela que se trata: a inclinação de uma rampa é a razão entre o que sobe e o que avança, e essa razão depende só do ângulo que a rampa faz com o chão. Rampa de 12 m de avanço e 1 m de subida ou rampa de 24 m e 2 m: mesmo ângulo, mesma razão, mesma inclinação.

É esse o assunto desta página. Escolha um dos ângulos agudos de um triângulo retângulo: cada quociente entre dois lados fica amarrado a esse ângulo, e não ao tamanho da figura. Esses quocientes têm nome (seno, cosseno, tangente) e uma tabela curta que se deduz em um minuto. Com elas, um ângulo medido com um transferidor e uma distância medida com uma trena devolvem a altura de um prédio, a largura de um rio, o comprimento de uma haste, o ângulo de visada de um satélite. Quando o triângulo não tem ângulo reto, duas leis fazem o mesmo serviço: a lei dos senos e a lei dos cossenos. O teorema de Pitágoras e a semelhança de triângulos entram aqui como ferramentas, e têm páginas próprias; o círculo trigonométrico, os radianos e as funções seno e cosseno ficam para as páginas seguintes.

Por que uma razão entre lados só depende do ângulo

Desenhe um ângulo agudo θ\theta com vértice em AA e, sobre um dos lados, marque pontos B1B_1, B2B_2, B3B_3 a distâncias diferentes de AA. De cada um deles, baixe a perpendicular ao outro lado do ângulo. Nascem três triângulos retângulos, um dentro do outro, todos com o ângulo θ\theta em AA e o ângulo reto no pé da perpendicular. Dois ângulos iguais bastam: os três triângulos são semelhantes (critério AA), e em triângulos semelhantes as razões entre lados correspondentes são iguais. A razão “cateto de frente para θ\theta dividido por hipotenusa” dá o mesmo número nos três triângulos, seja o triângulo do tamanho de uma folha ou do tamanho de um quarteirão.

Esse número é, portanto, uma propriedade do ângulo, não do triângulo. É isso que autoriza dar nome a ele.

Seno, cosseno e tangente de um ângulo agudo

Num triângulo retângulo, escolhido um ângulo agudo θ\theta, chame de hipotenusa o lado oposto ao ângulo reto (o maior), de cateto oposto o lado de frente para θ\theta e de cateto adjacente o cateto que forma θ\theta junto com a hipotenusa. As três razões são:

  • seno: sen⁡θ=cateto opostohipotenusa\operatorname{sen}\theta = \dfrac{\text{cateto oposto}}{\text{hipotenusa}};
  • cosseno: cos⁡θ=cateto adjacentehipotenusa\cos\theta = \dfrac{\text{cateto adjacente}}{\text{hipotenusa}};
  • tangente: tg⁡θ=cateto opostocateto adjacente\operatorname{tg}\theta = \dfrac{\text{cateto oposto}}{\text{cateto adjacente}}.

Pense numa rampa com θ\theta no pé: para cada metro percorrido sobre ela, o seno diz quantos metros se ganham em altura e o cosseno quantos se ganham no chão; a tangente compara as duas coisas, altura ganha por metro de chão, e por isso é a medida de quão íngreme a rampa é. Como os catetos são menores que a hipotenusa, 0<sen⁡θ<10 < \operatorname{sen}\theta < 1 e 0<cos⁡θ<10 < \cos\theta < 1; a tangente pode ser qualquer número positivo.

Dois painéis com o mesmo triângulo retângulo de lados 3, 4 e 5. No painel da esquerda, o ângulo teta está no vértice inferior esquerdo: o cateto vertical de medida 3 é o oposto e o cateto horizontal de medida 4 é o adjacente, com seno 3/5, cosseno 4/5 e tangente 3/4. No painel da direita, o ângulo marcado é o outro ângulo agudo, no vértice superior: agora o cateto horizontal de medida 4 é o oposto e o vertical de medida 3 é o adjacente, com seno 4/5, cosseno 3/5 e tangente 4/3.
O mesmo triângulo 3-4-5, dois ângulos, duas listas de razões. Oposto e adjacente são nomes relativos ao ângulo escolhido, não ao desenho: o cateto vertical é oposto a θ\theta e adjacente ao outro ângulo agudo. Diagrama autoral.

No triângulo de catetos 3 e 4 e hipotenusa 5, com θ\theta no vértice entre o cateto 4 e a hipotenusa: sen⁡θ=3/5=0,6\operatorname{sen}\theta = 3/5 = 0{,}6, cos⁡θ=4/5=0,8\cos\theta = 4/5 = 0{,}8, tg⁡θ=3/4=0,75\operatorname{tg}\theta = 3/4 = 0{,}75. Troque o ângulo de referência pelo outro ângulo agudo e as razões trocam de lugar: seno 0,80{,}8, cosseno 0,60{,}6, tangente 4/34/3. É o cuidado que decide a maior parte dos itens: marque o ângulo na figura antes de escrever a razão, e pergunte “oposto a quem?”.

"O cateto vertical é o oposto"

Não existe cateto oposto em absoluto; existe cateto oposto a um ângulo. Numa rampa, o desnível vertical é oposto ao ângulo do pé da rampa e adjacente ao ângulo do topo. Em 2011, a prova do PAS 2 desenhou um espelho côncavo com o foco em F=(0,2a)F = (0, 2a), a borda em B=(23a,0)B = (2\sqrt{3}a, 0) e um ângulo α\alpha em BB, e perguntou se cos⁡α>2/2\cos\alpha > \sqrt{2}/2. Quem tomou α\alpha como o ângulo entre FBFB e o eixo horizontal achou tg⁡α=2a/(23a)=1/3\operatorname{tg}\alpha = 2a/(2\sqrt{3}a) = 1/\sqrt{3}, α=30∘\alpha = 30^\circ, e marcou certo. Na figura, porém, α\alpha estava entre FBFB e a reta vertical que passa por BB: tg⁡α=23a/(2a)=3\operatorname{tg}\alpha = 2\sqrt{3}a/(2a) = \sqrt{3}, α=60∘\alpha = 60^\circ, cos⁡α=1/2\cos\alpha = 1/2, e o item era errado. A figura manda; o nome do cateto vem depois dela.

Três outras razões aparecem de vez em quando com nome próprio: a secante sec⁡θ=1/cos⁡θ\sec\theta = 1/\cos\theta (hipotenusa sobre adjacente), a cossecante cossec⁡θ=1/sen⁡θ\operatorname{cossec}\theta = 1/\operatorname{sen}\theta e a cotangente cotg⁡θ=1/tg⁡θ\operatorname{cotg}\theta = 1/\operatorname{tg}\theta. Nenhuma delas é um conceito novo: são as mesmas razões invertidas. A prova já as usou como distrator: em 2012, o estádio olímpico de Londres virou um tronco de cone de 30 m de altura; a parede inclinada (a geratriz) formava um ângulo α\alpha com a vertical, a borda de cima ficava deslocada b−ab - a na horizontal em relação à de baixo, e o item afirmava 30sec⁡α=b−a30\sec\alpha = b - a. No triângulo retângulo da seção, o cateto oposto a α\alpha é o horizontal, b−ab - a, e o adjacente é o vertical, 30: a relação certa é 30tg⁡α=b−a30\operatorname{tg}\alpha = b - a. A secante daria a geratriz, não o deslocamento. Item errado.

Três ângulos resolvem quase tudo: a tabela deduzida

Qualquer valor de seno, cosseno ou tangente fora de três ângulos é fornecido pelo enunciado. Esses três, 30∘30^\circ, 45∘45^\circ e 60∘60^\circ, saem de duas figuras que você sabe desenhar.

Dois painéis. À esquerda, um quadrado de lado 1 cortado pela diagonal, que mede raiz de 2; o triângulo retângulo isósceles resultante tem ângulos de 45 graus e catetos 1. À direita, um triângulo equilátero de lado 2 cortado pela altura, que mede raiz de 3; o meio triângulo tem ângulos de 30 graus no topo e 60 graus na base, cateto menor 1, cateto maior raiz de 3 e hipotenusa 2.
A tabela inteira cabe em duas figuras: metade de um quadrado de lado 1 (diagonal 2\sqrt{2}) e metade de um triângulo equilátero de lado 2 (altura 3\sqrt{3}). Diagrama autoral.

Metade do quadrado. Um quadrado de lado 1 tem diagonal 12+12=2\sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{2}. A diagonal o divide em dois triângulos retângulos isósceles, com ângulos de 45∘45^\circ. Para qualquer um dos ângulos de 45∘45^\circ: oposto 1, adjacente 1, hipotenusa 2\sqrt{2}. Logo sen⁡45∘=cos⁡45∘=1/2=2/2≈0,707\operatorname{sen}45^\circ = \cos 45^\circ = 1/\sqrt{2} = \sqrt{2}/2 \approx 0{,}707 e tg⁡45∘=1\operatorname{tg}45^\circ = 1. Tangente 1 significa “sobe tanto quanto avança”: um telhado a 45∘45^\circ sobe 1 m a cada metro horizontal.

Metade do triângulo equilátero. Um triângulo equilátero de lado 2 tem três ângulos de 60∘60^\circ. A altura cai no ponto médio da base, cria dois triângulos retângulos com cateto 1 (metade da base), hipotenusa 2 e cateto maior 22−12=3\sqrt{2^2 - 1^2} = \sqrt{3}. O ângulo do topo foi dividido ao meio: 30∘30^\circ. Para o ângulo de 30∘30^\circ, o oposto é 1 e o adjacente é 3\sqrt{3}; para o de 60∘60^\circ, é o contrário.

Ângulo seno cosseno tangente
30∘30^\circ 12=0,5\dfrac{1}{2} = 0{,}5 32≈0,866\dfrac{\sqrt{3}}{2} \approx 0{,}866 33≈0,577\dfrac{\sqrt{3}}{3} \approx 0{,}577
45∘45^\circ 22≈0,707\dfrac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}707 22≈0,707\dfrac{\sqrt{2}}{2} \approx 0{,}707 11
60∘60^\circ 32≈0,866\dfrac{\sqrt{3}}{2} \approx 0{,}866 12=0,5\dfrac{1}{2} = 0{,}5 3≈1,732\sqrt{3} \approx 1{,}732

Os dois irracionais da tabela aparecem de dois jeitos. Quando o item fica na forma exata (ℓ3/2\ell\sqrt{3}/2, 23a2\sqrt{3}a), nada é aproximado. Quando o item pede um número, o enunciado fornece a aproximação (“assumindo 1,73 como o valor aproximado de 3\sqrt{3}”, na prova do PAS 1 de 2014), e os valores usuais são 2≈1,4\sqrt{2} \approx 1{,}4 e 3≈1,7\sqrt{3} \approx 1{,}7 ou 1,731{,}73. Se o enunciado diz “sen⁡60∘=0,85\operatorname{sen}60^\circ = 0{,}85”, ele está arredondando 0,8660{,}866; use o valor que ele deu, porque o limiar do item foi calibrado com ele.

Repare no que a tabela mostra: o seno cresce com o ângulo (de 0,50{,}5 a 0,8660{,}866), o cosseno decresce e a tangente cresce depressa, passando de 1 em 45∘45^\circ. Mas o crescimento não é proporcional: dobrar o ângulo de 30∘30^\circ para 60∘60^\circ leva o seno de 0,50{,}5 a 0,8660{,}866, não a 1. Um cabo de 20 m esticado do topo de um poste até o chão, a 30∘30^\circ com o solo, revela um poste de 20×0,5=1020 \times 0{,}5 = 10 m; a 60∘60^\circ, o poste teria 20×0,866≈17,320 \times 0{,}866 \approx 17{,}3 m, e não 20 m.

Três relações que a tabela já cumpre

Relação fundamental, tangente como quociente e ângulos complementares

Chame a hipotenusa de aa e os catetos de bb e cc, com θ\theta de frente para bb. Pitágoras garante b2+c2=a2b^2 + c^2 = a^2. Dividindo tudo por a2a^2:

(ba)2+(ca)2=1⟹sen⁡2θ+cos⁡2θ=1.\left(\frac{b}{a}\right)^2 + \left(\frac{c}{a}\right)^2 = 1 \quad\Longrightarrow\quad \operatorname{sen}^2\theta + \cos^2\theta = 1.

Dividindo o seno pelo cosseno, a hipotenusa cancela:

sen⁡θcos⁡θ=b/ac/a=bc=tg⁡θ.\frac{\operatorname{sen}\theta}{\cos\theta} = \frac{b/a}{c/a} = \frac{b}{c} = \operatorname{tg}\theta.

E, como os dois ângulos agudos somam 90∘90^\circ, o cateto oposto a um é o adjacente ao outro:

sen⁡θ=cos⁡(90∘−θ),cos⁡θ=sen⁡(90∘−θ),tg⁡θ=1tg⁡(90∘−θ).\operatorname{sen}\theta = \cos(90^\circ - \theta), \qquad \cos\theta = \operatorname{sen}(90^\circ - \theta), \qquad \operatorname{tg}\theta = \frac{1}{\operatorname{tg}(90^\circ - \theta)}.

Confira na tabela: 0,52+0,8662=0,25+0,75=10{,}5^2 + 0{,}866^2 = 0{,}25 + 0{,}75 = 1; 0,5/0,866=0,5770{,}5/0{,}866 = 0{,}577, que é tg⁡30∘\operatorname{tg}30^\circ; e sen⁡30∘=cos⁡60∘=0,5\operatorname{sen}30^\circ = \cos 60^\circ = 0{,}5. A primeira relação serve para achar o cosseno quando só o seno é dado: se sen⁡θ=3/5\operatorname{sen}\theta = 3/5, então cos⁡2θ=1−9/25=16/25\cos^2\theta = 1 - 9/25 = 16/25 e cos⁡θ=4/5\cos\theta = 4/5, sem desenhar nada. A terceira foi um item inteiro em 2014: a prova do PAS 1 desenhou um raio de luz saindo do ponto AA, no eixo xx, até o ponto BB, no eixo yy, e definiu α\alpha como o ângulo entre ABAB e a horizontal e β\beta como o ângulo entre ABAB e o eixo yy. Se sen⁡α=3/5\operatorname{sen}\alpha = 3/5, então sen⁡β=4/5\operatorname{sen}\beta = 4/5? Sim: α\alpha e β\beta são os dois ângulos agudos do mesmo triângulo retângulo ABOABO, e o seno de um é o cosseno do outro, cos⁡α=1−9/25=4/5\cos\alpha = \sqrt{1 - 9/25} = 4/5. Item certo.

O seno não acompanha o ângulo na mesma proporção, e seno de soma não é soma de senos

sen⁡60∘≠2sen⁡30∘\operatorname{sen}60^\circ \ne 2\operatorname{sen}30^\circ e sen⁡(30∘+45∘)≠sen⁡30∘+sen⁡45∘\operatorname{sen}(30^\circ + 45^\circ) \ne \operatorname{sen}30^\circ + \operatorname{sen}45^\circ (o primeiro vale cerca de 0,9660{,}966; a soma daria 1,2071{,}207, maior que 1, o que seno nenhum é). As razões não são proporcionais ao ângulo. Fora dos três ângulos da tabela, o valor vem do enunciado, e as fórmulas de soma de arcos pertencem a outra página. Quando a prova quer uma delas, ela a fornece: em 2016, um item deu tg⁡(A−B)=tg⁡A−tg⁡B1+tg⁡A⋅tg⁡B\operatorname{tg}(A - B) = \dfrac{\operatorname{tg}A - \operatorname{tg}B}{1 + \operatorname{tg}A \cdot \operatorname{tg}B} no próprio texto e pediu só a leitura de dois coeficientes angulares num gráfico.

Um lado e um ângulo devolvem o triângulo inteiro

Resolver um triângulo retângulo é encontrar os lados e os ângulos que faltam a partir dos que se conhecem. Há dois casos, e um roteiro para cada um.

Caso 1: um lado e um ângulo agudo. O outro ângulo agudo é 90∘90^\circ menos o dado. Para cada lado que falta, escolha a razão que liga o lado conhecido ao lado procurado: lado procurado oposto e hipotenusa conhecida, seno; adjacente e hipotenusa, cosseno; os dois catetos, tangente. Depois, Pitágoras confere.

Exemplo resolvido 1: a escada. Uma escada de 6 m está apoiada numa parede, fazendo 60∘60^\circ com o chão. A que altura ela toca a parede, e a que distância da parede está o pé da escada? Use 3=1,73\sqrt{3} = 1{,}73.

Estratégia: a escada é a hipotenusa; a altura é o cateto oposto ao ângulo de 60∘60^\circ (que está no chão); a distância ao pé da parede é o cateto adjacente.

Resolução: altura =6⋅sen⁡60∘=6⋅0,866≈5,2= 6 \cdot \operatorname{sen}60^\circ = 6 \cdot 0{,}866 \approx 5{,}2 m (exatamente 333\sqrt{3}). Distância =6⋅cos⁡60∘=6⋅0,5=3= 6 \cdot \cos 60^\circ = 6 \cdot 0{,}5 = 3 m.

Conferência: 32+5,22=9+27=36=623^2 + 5{,}2^2 = 9 + 27 = 36 = 6^2. Fecha. E a leitura faz sentido: a 60∘60^\circ a escada está “em pé”, sobe mais do que avança.

Caso 2: dois lados. Pitágoras dá o terceiro lado. Para o ângulo, calcule a razão correspondente e compare com a tabela ou com os valores fornecidos: a razão vem primeiro, o ângulo depois. Se a razão não está na tabela, o enunciado dá o valor, ou o item só pede uma comparação (“o ângulo é menor que 60∘60^\circ?”), e aí basta saber em que sentido a razão cresce.

Exemplo resolvido 2: o ângulo da face da pirâmide. Em 2020, a prova do PAS 1 descreveu uma pirâmide reta de base quadrada com lado b=60b = 60 m e arestas laterais a=50a = 50 m, e afirmou que o ângulo entre uma face lateral e a base é menor que 60∘60^\circ. Julgue.

Estratégia: o ângulo entre a face e a base é o ângulo, no triângulo retângulo formado pela altura da pirâmide, pelo apótema da base (30 m, metade do lado) e pelo apótema da face (altura do triângulo lateral), no vértice que fica sobre a base. Esse triângulo tem o apótema da face como hipotenusa.

Resolução: a face é um triângulo isósceles de lados 50, 50 e 60; sua altura, baixada ao meio da base, mede 502−302=1600=40\sqrt{50^2 - 30^2} = \sqrt{1600} = 40 m (é o item vizinho, resolvido na página de Pitágoras). O ângulo φ\varphi procurado tem adjacente 30 (apótema da base) e hipotenusa 40 (apótema da face): cos⁡φ=30/40=0,75\cos\varphi = 30/40 = 0{,}75. Como o cosseno decresce com o ângulo e cos⁡60∘=0,5<0,75\cos 60^\circ = 0{,}5 < 0{,}75, o ângulo φ\varphi é menor que 60∘60^\circ. Item certo.

Conferência: cos⁡45∘≈0,707<0,75\cos 45^\circ \approx 0{,}707 < 0{,}75, então φ\varphi fica até abaixo de 45∘45^\circ (cerca de 41∘41^\circ); a altura da pirâmide, 402−302≈26,5\sqrt{40^2 - 30^2} \approx 26{,}5 m, confirma uma face relativamente deitada.

Onde a razão vem primeiro

Em 2025, um item (anulado pela banca, por razões que o gabarito não detalha) colocou um satélite a uma altura h=R(6+2−1)h = R(\sqrt{6} + \sqrt{2} - 1) sobre a Terra, com RR o raio do planeta, e definiu θ\theta como o ângulo, no satélite, entre a vertical até o centro da Terra e a linha de visada que tangencia o horizonte. A tangente é perpendicular ao raio no ponto de contato, então o triângulo centro–satélite–ponto de tangência é retângulo, com hipotenusa R+h=R(6+2)R + h = R(\sqrt{6} + \sqrt{2}) e cateto oposto a θ\theta igual a RR. Logo sen⁡θ=16+2=6−24≈0,259\operatorname{sen}\theta = \dfrac{1}{\sqrt{6} + \sqrt{2}} = \dfrac{\sqrt{6} - \sqrt{2}}{4} \approx 0{,}259, que é o seno de 15∘15^\circ. Nenhuma tabela traz 15∘15^\circ; mas, como 0,2590{,}259 é bem menor que sen⁡30∘=0,5\operatorname{sen}30^\circ = 0{,}5, qualquer item do tipo “o ângulo é inferior a 30∘30^\circ” se decide pela comparação. Primeiro a razão, depois o ângulo.

A tangente é a inclinação: rampas, telhados e a NBR 9050

Uma rampa que sobe hh ao avançar cc na horizontal tem inclinação i=h/ci = h/c, a tangente do ângulo que ela faz com o chão. Engenheiros e normas escrevem essa razão em porcentagem (“8,33 %”) ou na forma “1:12” (um de subida para doze de avanço); as duas dizem a mesma coisa: 1/12≈0,0833=8,33 %1/12 \approx 0{,}0833 = 8{,}33\,\%.

Perfil de uma rampa de acessibilidade: um triângulo retângulo muito achatado com projeção horizontal c igual a 12 metros, desnível h igual a 1 metro e ângulo de 4,8 graus junto ao piso; abaixo, a tabela da NBR 9050 com as inclinações máximas de 10 por cento (1:10) até 20 centímetros, 8,33 por cento (1:12) de 20 a 80 centímetros, 6,25 por cento (1:16) de 80 centímetros a 1 metro e 5 por cento (1:20) de 1 metro a 1,5 metro.
A rampa 1:12 da NBR 9050: a tangente do ângulo com o piso é 1/12≈0,0831/12 \approx 0{,}083, e o ângulo mede cerca de 4,8∘4{,}8^\circ. Quanto maior o desnível, mais suave (e mais longa) a rampa exigida. Diagrama autoral a partir da tabela da norma.
Inclinação de uma rampa

i=hc=tg⁡θ,i = \frac{h}{c} = \operatorname{tg}\theta,

em que hh é o desnível (vertical), cc é a projeção horizontal e θ\theta é o ângulo com o piso. O comprimento da rampa é a hipotenusa, h2+c2\sqrt{h^2 + c^2}, sempre um pouco maior que cc. Inclinação em porcentagem é 100⋅h/c100 \cdot h/c; “1:nn” significa h/c=1/nh/c = 1/n. A tabela da NBR 9050 (ABNT, 2015), que regulamenta a acessibilidade prevista na Lei 10.098/2000: inclinação máxima de 10 %10\,\% (1:10) para desníveis até 20 cm; 8,33 %8{,}33\,\% (1:12) de 20 cm a 80 cm; 6,25 %6{,}25\,\% (1:16) de 80 cm a 1,00 m; 5 %5\,\% (1:20) de 1,00 m a 1,50 m.

Graus e porcentagem não são proporcionais, e vale ter uma ideia dos tamanhos: 5 %5\,\% é um ângulo de cerca de 2,9∘2{,}9^\circ; 8,33 %8{,}33\,\%, de 4,8∘4{,}8^\circ; 10 %10\,\%, de 5,7∘5{,}7^\circ; 100 %100\,\% é 45∘45^\circ, e não “vertical”. Uma rampa de 45∘45^\circ já é uma escada íngreme; a rampa acessível é quase plana, e é por isso que ela fica comprida.

Exemplo resolvido 3: o comprimento mínimo da rampa. No item de 2023 da abertura, a rampa precisava vencer um desnível de 40 cm. Pela tabela, a inclinação máxima é 8,33 %=1/128{,}33\,\% = 1/12. O item afirmava que a projeção horizontal cc deveria ser superior a 4 m.

Estratégia: inclinação máxima significa h/c≤1/12h/c \le 1/12, ou seja, c≥12hc \ge 12h. Unidades iguais antes de qualquer conta.

Resolução: c≥12×0,40=4,8c \ge 12 \times 0{,}40 = 4{,}8 m. Como 4,8>44{,}8 > 4, a afirmação se sustenta: certo.

Conferência: quem usa a faixa errada (1:10) acha c≥4,0c \ge 4{,}0 m e fica em dúvida no limiar; a faixa certa deixa 80 cm de folga. O outro item do bloco dava c=6c = 6 m e h=30h = 30 cm e perguntava se a rampa atendia à norma: i=0,30/6=0,05=5 %i = 0{,}30/6 = 0{,}05 = 5\,\%, abaixo dos 8,33 %8{,}33\,\% permitidos para 30 cm; atende. Quem esqueceu de converter 30 cm em 0,30 m achou i=5i = 5 e concluiu o contrário.

O mesmo raciocínio serve para telhados (um telhado “de 30 %” sobe 30 cm por metro), estradas (a placa de “10 %” numa serra é tg⁡θ=0,1\operatorname{tg}\theta = 0{,}1), esteiras e até para a reta num gráfico: o coeficiente angular de uma função afim é a tangente do ângulo que a reta faz com o eixo horizontal. Foi assim em 2016: duas retas r=5tr = 5t e r=3tr = 3t (os raios de duas ondas sísmicas em função do tempo) formam um ângulo θ\theta na origem; com a fórmula de tg⁡(A−B)\operatorname{tg}(A - B) fornecida pelo item, tg⁡θ=5−31+5⋅3=216=0,125\operatorname{tg}\theta = \dfrac{5 - 3}{1 + 5 \cdot 3} = \dfrac{2}{16} = 0{,}125, e a afirmação “tg⁡θ<0,1\operatorname{tg}\theta < 0{,}1” era falsa. A tangente de cada reta é o coeficiente angular; o resto é conta.

Medir o que não se alcança: alturas e distâncias por ângulos

Ninguém sobe num prédio com uma trena para medir sua altura. Mede-se a distância até a base, mede-se o ângulo de elevação (o ângulo entre a horizontal e a linha de visada até o topo) e a tangente faz o resto. Topógrafos usam um teodolito; em sala de aula, um transferidor com um canudo e um fio de prumo (um clinômetro) resolve.

Dois painéis. À esquerda, uma pessoa a 40 metros da base de um prédio olha para o topo com ângulo de elevação de 30 graus; a altura dos olhos é 1,6 metro; o triângulo retângulo tem cateto horizontal 40 e cateto vertical igual a 40 vezes a tangente de 30 graus. À direita, um rio: uma árvore na margem oposta, um ponto A na margem de cá exatamente em frente, um ponto B a 50 metros de A ao longo da margem e o ângulo de 40 graus em B entre a margem e a visada até a árvore; a largura do rio é 50 vezes a tangente de 40 graus.
Altura por ângulo de elevação (não esqueça a altura dos olhos) e largura de um rio por duas medidas na própria margem: um segmento e um ângulo. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 4: a altura do prédio. De um ponto a 40 m da base de um prédio, em terreno plano, uma pessoa cujos olhos estão a 1,6 m do chão vê o topo sob um ângulo de elevação de 30∘30^\circ. Qual é a altura do prédio? Use 3=1,73\sqrt{3} = 1{,}73.

Estratégia: o triângulo retângulo tem o cateto horizontal 40 (do olho até a vertical do prédio) e o cateto vertical igual à parte do prédio acima dos olhos. Dois catetos, um ângulo: tangente.

Resolução: parte acima dos olhos =40⋅tg⁡30∘=40⋅33=40⋅1,733≈23,1= 40 \cdot \operatorname{tg}30^\circ = 40 \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{3} = \dfrac{40 \cdot 1{,}73}{3} \approx 23{,}1 m. Altura do prédio ≈23,1+1,6=24,7\approx 23{,}1 + 1{,}6 = 24{,}7 m.

Conferência: a 30∘30^\circ a altura deve ser bem menor que a distância (tangente 0,5770{,}577): 23 contra 40, coerente. Esquecer os 1,6 m é o erro clássico; a prova costuma dar a altura do observador justamente para ver quem a usa.

Exemplo resolvido 5: a largura do rio. Para medir a largura de um rio sem atravessá-lo, marca-se um ponto AA na margem, em frente a uma árvore TT na margem oposta (de modo que ATAT seja perpendicular à margem), caminha-se 50 m ao longo da margem até um ponto BB e mede-se, em BB, o ângulo entre a margem e a visada até a árvore: 40∘40^\circ. Dado tg⁡40∘=0,84\operatorname{tg}40^\circ = 0{,}84, qual é a largura?

Estratégia: o triângulo ABTABT é retângulo em AA; a largura ATAT é o cateto oposto ao ângulo de 40∘40^\circ em BB, e AB=50AB = 50 é o adjacente.

Resolução: AT=50⋅tg⁡40∘=50⋅0,84=42AT = 50 \cdot \operatorname{tg}40^\circ = 50 \cdot 0{,}84 = 42 m.

Conferência: a 45∘45^\circ a largura seria igual aos 50 m; a 40∘40^\circ, um pouco menos. 42 m é coerente. Esse é o método de Tales para a pirâmide, com ângulo no lugar da sombra: a semelhança e a trigonometria são a mesma ideia com instrumentos diferentes.

Quando a visada é de cima para baixo (de um mirante para um barco, de um avião para a pista), o ângulo chama-se de depressão, medido a partir da horizontal para baixo. Como a horizontal do observador é paralela ao chão, o ângulo de depressão é igual ao ângulo de elevação visto do outro ponto (alternos internos), e a conta é a mesma.

A haste do Partenon

Em 2018, o PAS 1 reproduziu um mecanismo de obra: uma haste presa ao solo, sustentando uma massa, estabilizada por um cabo, com β\beta o ângulo da haste com o chão. O item: “se a distância entre a extremidade superior da haste e o solo for igual a 10 m e o ângulo β\beta for menor que 30∘30^\circ, então o comprimento da haste será superior a 20 m”. A altura de 10 m é o cateto oposto a β\beta e a haste é a hipotenusa: L=10/sen⁡βL = 10/\operatorname{sen}\beta. Com β<30∘\beta < 30^\circ, sen⁡β<0,5\operatorname{sen}\beta < 0{,}5, e dividir 10 por um número menor que 0,50{,}5 dá mais que 20. Certo. A lição: num item com desigualdade, o sentido em que a razão cresce decide, sem valor numérico nenhum.

Mapas, escalas e o triângulo escondido

Num mapa em escala 1:50 000, as distâncias horizontais estão reduzidas, mas os ângulos não: a semelhança preserva ângulos. Por isso dá para medir no mapa o ângulo entre duas estradas e usá-lo na conta real. Já as alturas não estão no mapa: a inclinação de uma estrada entre duas curvas de nível é o desnível real (diferença entre as cotas) dividido pela distância horizontal real (a medida no mapa vezes a escala). Um trecho de 2 cm no mapa 1:50 000 entre as cotas 800 m e 900 m avança 2×50 0002 \times 50\,000 cm =1 000= 1\,000 m e sobe 100 m: inclinação 0,1=10 %0{,}1 = 10\,\%, um ângulo de cerca de 5,7∘5{,}7^\circ.

O triângulo retângulo também se esconde dentro de sólidos e de figuras planas. Em 2022, a prova do PAS 1 recortou uma gravura de Escher e afirmou, num triângulo ADEADE retângulo em EE com DA^E=30∘D\widehat{A}E = 30^\circ e AD=ℓAD = \ell, que o segmento AEAE media ℓ/2\ell/2. AEAE é o cateto adjacente ao ângulo de 30∘30^\circ: AE=ℓcos⁡30∘=ℓ3/2AE = \ell\cos 30^\circ = \ell\sqrt{3}/2. O que mede ℓ/2\ell/2 é o cateto oposto, DE=ℓsen⁡30∘DE = \ell\operatorname{sen}30^\circ. Item errado, e o erro é o da primeira armadilha desta página. Em 2011, na prova do PAS 2, foi um carro subindo uma rampa de ângulo θ\theta: com A=(0,0)A = (0, 0) no pé, C=(k,0)C = (k, 0) sob o topo e θ=45∘\theta = 45^\circ, a rampa ABAB é a hipotenusa e AC=kAC = k é o adjacente, AB=k/cos⁡45∘=k2≈1,41kAB = k/\cos 45^\circ = k\sqrt{2} \approx 1{,}41k, menor que 3k/23k/2. Certo. Com 45∘45^\circ dá até para dispensar a tabela: os catetos são iguais, BC=kBC = k, e Pitágoras dá AB=k2AB = k\sqrt{2}.

Sem ângulo reto: a lei dos cossenos corrige Pitágoras

Duas estradas saem do mesmo entroncamento formando 120∘120^\circ entre si; um carro está a 7 km do entroncamento numa delas e outro a 8 km na outra. A que distância estão um do outro? No triângulo entroncamento–carro–carro nenhum ângulo mede 90∘90^\circ, de modo que não há hipotenusa nem catetos para encaixar nas razões da seção anterior. Os dados disponíveis, os dois lados e o ângulo que eles formam, são suficientes, desde que Pitágoras receba um termo de correção.

Triângulo ABC com o ângulo A no vértice esquerdo, lado c = AB na base, lado b = AC inclinado e lado a = BC. A altura h baixada de C até a base divide-a em dois trechos: b vezes cosseno de A, à esquerda, e c menos b vezes cosseno de A, à direita; a altura vale b vezes seno de A. Ao lado, a conta: a ao quadrado igual a h ao quadrado mais o trecho da direita ao quadrado, que resulta em b ao quadrado mais c ao quadrado menos 2bc cosseno de A.
A lei dos cossenos nasce de Pitágoras no triângulo retângulo que a altura cria: a2=(bsen⁡A)2+(c−bcos⁡A)2a^2 = (b\operatorname{sen}A)^2 + (c - b\cos A)^2. Diagrama autoral.

De onde vem. No triângulo ABCABC, chame de aa, bb e cc os lados opostos aos vértices AA, BB e CC. Baixe a altura hh de CC sobre o lado ABAB (ou seu prolongamento). No triângulo retângulo da esquerda, h=bsen⁡Ah = b\operatorname{sen}A e o pé da altura fica a bcos⁡Ab\cos A de AA. No triângulo retângulo da direita, o cateto horizontal é c−bcos⁡Ac - b\cos A e a hipotenusa é aa. Pitágoras:

a2=(bsen⁡A)2+(c−bcos⁡A)2=b2sen⁡2A+c2−2bccos⁡A+b2cos⁡2A=b2+c2−2bccos⁡A,a^2 = (b\operatorname{sen}A)^2 + (c - b\cos A)^2 = b^2\operatorname{sen}^2 A + c^2 - 2bc\cos A + b^2\cos^2 A = b^2 + c^2 - 2bc\cos A,

usando sen⁡2A+cos⁡2A=1\operatorname{sen}^2 A + \cos^2 A = 1 no último passo.

Lei dos cossenos

Em qualquer triângulo, para obter o quadrado de um lado, some os quadrados dos outros dois e desconte o dobro do produto desses dois lados pelo cosseno do ângulo que eles formam (o ângulo oposto ao lado procurado):

a2=b2+c2−2 bccos⁡A^,b2=a2+c2−2 accos⁡B^,c2=a2+b2−2 abcos⁡C^.a^2 = b^2 + c^2 - 2\,bc\cos\widehat{A}, \qquad b^2 = a^2 + c^2 - 2\,ac\cos\widehat{B}, \qquad c^2 = a^2 + b^2 - 2\,ab\cos\widehat{C}.

É Pitágoras com um termo de correção. Ângulo reto: cos⁡90∘=0\cos 90^\circ = 0, o termo some e volta a2=b2+c2a^2 = b^2 + c^2. Ângulo agudo: cosseno positivo, o termo desconta, o lado oposto fica menor que no caso reto. Ângulo obtuso: cosseno negativo, o termo soma, o lado oposto fica maior. Use-a quando conhecer dois lados e o ângulo entre eles (para achar o terceiro lado) ou os três lados (para achar qualquer ângulo).

Para o ângulo obtuso é preciso saber o cosseno de um ângulo acima de 90∘90^\circ, e a regra é curta: o cosseno de um ângulo obtuso é o oposto do cosseno do seu suplemento, cos⁡(180∘−x)=−cos⁡x\cos(180^\circ - x) = -\cos x; o seno de um ângulo obtuso é igual ao seno do suplemento, sen⁡(180∘−x)=sen⁡x\operatorname{sen}(180^\circ - x) = \operatorname{sen}x, e portanto positivo. Assim, cos⁡120∘=−cos⁡60∘=−0,5\cos 120^\circ = -\cos 60^\circ = -0{,}5, cos⁡135∘=−2/2\cos 135^\circ = -\sqrt{2}/2, cos⁡150∘=−3/2\cos 150^\circ = -\sqrt{3}/2, mas sen⁡120∘=sen⁡60∘=3/2\operatorname{sen}120^\circ = \operatorname{sen}60^\circ = \sqrt{3}/2. A justificativa completa está no círculo trigonométrico; aqui basta a regra, e o fato de que todo ângulo interno de triângulo fica entre 0∘0^\circ e 180∘180^\circ, onde o seno nunca é negativo. Quando a conta pede um cosseno fora da tabela, o enunciado o entrega pronto, com sinal e tudo (um item que envolva o ângulo interno do pentágono regular, por exemplo, dirá “cos⁡108∘=−0,31\cos 108^\circ = -0{,}31”); a sua parte é copiar o número como está, sem “corrigir” o sinal negativo.

Exemplo resolvido 6: as duas estradas. Lados 7 e 8 com 120∘120^\circ entre eles, cos⁡120∘=−0,5\cos 120^\circ = -0{,}5.

Resolução: d2=72+82−2⋅7⋅8⋅(−0,5)=49+64+56=169d^2 = 7^2 + 8^2 - 2 \cdot 7 \cdot 8 \cdot (-0{,}5) = 49 + 64 + 56 = 169, logo d=13d = 13 km.

Conferência: o ângulo é obtuso, então dd deve ser maior que a hipotenusa do caso reto, 113≈10,6\sqrt{113} \approx 10{,}6: 13>10,613 > 10{,}6, coerente. E o maior lado (13) está de frente para o maior ângulo (120∘120^\circ). Se o ângulo fosse 60∘60^\circ, o termo descontaria: 49+64−56=5749 + 64 - 56 = 57, d≈7,5d \approx 7{,}5 km, menor que 10,610{,}6. A conta com ângulo obtuso fechou num quadrado perfeito, e isso é a assinatura dos itens numéricos da banca: raiz suja costuma ser sinal trocado.

Exemplo resolvido 7: o terceiro lado da área desmatada (PAS 2, 2023). O texto-base descrevia uma área desmatada triangular da qual a figura mostrava só um pedaço; no vértice AA encontravam-se dois lados, de 60 m e de 100 m, e o enunciado informava cos⁡A^=−1/2\cos\widehat{A} = -1/2. O item do tipo B pedia o lado oposto a AA.

Estratégia: o que se conhece são os dois lados que se encontram em AA e o próprio ângulo A^\widehat{A}; é o caso da lei dos cossenos, e o cosseno entra na conta com o sinal que o enunciado deu.

Resolução: a2=602+1002−2⋅60⋅100⋅(−1/2)=3 600+10 000+6 000=19 600a^2 = 60^2 + 100^2 - 2 \cdot 60 \cdot 100 \cdot (-1/2) = 3\,600 + 10\,000 + 6\,000 = 19\,600, e a=140a = 140 m.

Conferência: cos⁡A^=−1/2\cos\widehat{A} = -1/2 é o cosseno de 120∘120^\circ; os outros dois ângulos somam 60∘60^\circ, menos que π/2\pi/2 rad (era o item vizinho, certo), e o seno de 120∘120^\circ é 3/2>0\sqrt{3}/2 > 0 (o outro item vizinho afirmava que era negativo: errado). Quem subtraiu o termo achou 7 6007\,600, cuja raiz não é inteira: o aviso de que o sinal foi trocado.

Dos três lados ao ângulo. Isolando o cosseno: cos⁡A^=b2+c2−a22bc\cos\widehat{A} = \dfrac{b^2 + c^2 - a^2}{2bc}. O sinal do resultado classifica o ângulo sem tabela: positivo, agudo; zero, reto; negativo, obtuso. No triângulo 5, 5, 8, o ângulo oposto ao lado 8 tem cos⁡=(25+25−64)/50=−0,28\cos = (25 + 25 - 64)/50 = -0{,}28, obtuso. Em 2017, a prova do PAS 2 (num caderno impresso em fonte cifrada, o que não mudou a Matemática) descreveu uma camisa com um triângulo isósceles de lados 5 cm, 5 cm e 8 cm que, visto num espelho convexo, continuava isósceles, com a base reduzida à metade e o perímetro mantido: lados 7, 7 e 4. O item afirmava que o cosseno do ângulo oposto à base, no triângulo da imagem, é maior que 0,820{,}82: cos⁡=(49+49−16)/(2⋅7⋅7)=82/98≈0,837\cos = (49 + 49 - 16)/(2 \cdot 7 \cdot 7) = 82/98 \approx 0{,}837. Certo.

O obtuso troca o sinal do cosseno, não o do seno

Quando um dos ângulos do triângulo passa de 90∘90^\circ, seu cosseno fica negativo, e o termo −2bccos⁡A^-2bc\cos\widehat{A} passa a somar. O seno, porém, continua positivo: um ângulo interno de triângulo nunca sai do intervalo de 0∘0^\circ a 180∘180^\circ, e nessa faixa não existe seno negativo. Foi nessa troca que o item 64 do PAS 2 de 2023 apostou, ao afirmar que o seno do ângulo em AA era negativo (errado). Outra aposta frequente: aplicar Pitágoras a um triângulo que não tem ângulo reto. Sem o 90∘90^\circ garantido pela figura ou pelo texto, a ferramenta é a lei dos cossenos; Pitágoras é o caso particular em que o termo de correção vale zero.

A lei dos senos: lados e senos dos ângulos opostos na mesma proporção

Volte ao triângulo com a altura hh baixada de CC. Ela pode ser calculada pelos dois triângulos retângulos que cria: h=bsen⁡Ah = b\operatorname{sen}A e h=asen⁡Bh = a\operatorname{sen}B. Igualando, bsen⁡A=asen⁡Bb\operatorname{sen}A = a\operatorname{sen}B, isto é, asen⁡A=bsen⁡B\dfrac{a}{\operatorname{sen}A} = \dfrac{b}{\operatorname{sen}B}. Baixando a altura de outro vértice, o terceiro lado entra na mesma igualdade.

Triângulo ABC inscrito numa circunferência de centro O e raio R. A altura baixada de C sobre AB vale tanto b vezes seno de A quanto a vezes seno de B. À direita, o diâmetro que parte de B até um ponto B linha da circunferência forma com C o triângulo retângulo B C B linha, cujo ângulo em B linha é igual ao ângulo A por enxergarem o mesmo arco; nele, a = 2R vezes seno de A.
A lei dos senos vem da altura calculada de dois jeitos; a constante comum, a/sen⁡A=b/sen⁡B=c/sen⁡Ca/\operatorname{sen}A = b/\operatorname{sen}B = c/\operatorname{sen}C, é o diâmetro 2R2R da circunferência circunscrita. Diagrama autoral.
Lei dos senos

Em qualquer triângulo,

asen⁡A^=bsen⁡B^=csen⁡C^=2R,\frac{a}{\operatorname{sen}\widehat{A}} = \frac{b}{\operatorname{sen}\widehat{B}} = \frac{c}{\operatorname{sen}\widehat{C}} = 2R,

em que RR é o raio da circunferência que passa pelos três vértices (a circunscrita). Use-a quando conhecer um lado e o ângulo oposto a ele, mais um outro ângulo ou um outro lado. Consequência imediata: o maior dos lados fica sempre de frente para o maior dos ângulos, e o menor para o menor, porque entre 0∘0^\circ e 180∘180^\circ o seno de um ângulo de triângulo cresce até 90∘90^\circ e, para dois ângulos de um mesmo triângulo, o maior deles tem sempre o maior seno.

A igualdade com 2R2R vem de um fato da circunferência: o ângulo inscrito num diâmetro é reto. Trace o diâmetro BB′BB'; o triângulo BCB′BCB' é retângulo em CC, e o ângulo em B′B' é igual ao ângulo A^\widehat{A} porque ambos enxergam o mesmo arco BCBC. Nesse triângulo retângulo, sen⁡A^=a/(2R)\operatorname{sen}\widehat{A} = a/(2R). Esse detalhe raramente é cobrado, mas explica por que o quociente é o mesmo nos três vértices e liga esta página à da circunferência.

Exemplo resolvido 8: um lado e dois ângulos. Num triângulo, dois dos ângulos medem 30∘30^\circ e 45∘45^\circ, e o lado que fica de frente para o de 30∘30^\circ mede 8 cm. Com sen⁡45∘=0,7\operatorname{sen}45^\circ = 0{,}7, quanto mede o lado de frente para o de 45∘45^\circ?

Estratégia: há um par completo, lado de 8 cm com seu ângulo oposto de 30∘30^\circ, e um segundo ângulo: lei dos senos.

Resolução: a razão comum é 8sen⁡30∘=80,5=16\dfrac{8}{\operatorname{sen}30^\circ} = \dfrac{8}{0{,}5} = 16; então xsen⁡45∘=16\dfrac{x}{\operatorname{sen}45^\circ} = 16 e x=16⋅0,7=11,2x = 16 \cdot 0{,}7 = 11{,}2 cm.

Conferência: o ângulo maior (45∘45^\circ) ficou de frente para o lado maior (11,2 > 8). Coerente. O terceiro ângulo mede 105∘105^\circ e seu lado, 16sen⁡105∘=16sen⁡75∘≈15,516\operatorname{sen}105^\circ = 16\operatorname{sen}75^\circ \approx 15{,}5 cm, o maior dos três. E a razão 16 é o diâmetro da circunferência circunscrita: R=8R = 8 cm.

A prova usou a lei dos senos uma vez, em 2007, disfarçada de mecânica: numa locomotiva, a manivela de comprimento rr presa à roda e a biela de comprimento bb ligada ao pistão formam, com a horizontal, os ângulos φ\varphi (no centro da roda) e θ\theta (no pistão), e o item afirmava rsen⁡φ=bsen⁡θr\operatorname{sen}\varphi = b\operatorname{sen}\theta. Os dois produtos são a altura do pino da manivela acima da linha do pistão, calculada pelos dois triângulos retângulos que essa altura cria. Certo, e é exatamente a dedução da lei dos senos.

O caso ambíguo: quando dois triângulos cabem nos mesmos dados

Dois lados e o ângulo oposto a um deles (dados do tipo LLA) nem sempre determinam um triângulo único. O motivo é o seno: sen⁡x=sen⁡(180∘−x)\operatorname{sen}x = \operatorname{sen}(180^\circ - x), então a lei dos senos devolve um seno, e um seno entre 0 e 1 corresponde a dois ângulos possíveis, um agudo e um obtuso.

Um ângulo de 30 graus com vértice A; sobre um dos lados, o ponto C a 8 unidades de A; um arco de raio 5 centrado em C corta o outro lado do ângulo em dois pontos, B1 e B2, formando os triângulos A B1 C e A B2 C, que têm os mesmos dados: lado b = 8, lado a = 5 e ângulo A = 30 graus. Em B1 o ângulo é 127 graus; em B2, 53 graus. Ao lado, as variantes: raio 4, o arco tangencia e há um só triângulo, retângulo; raio 3, o arco não alcança e não há triângulo; raio 9, o arco corta uma vez só.
Com b=8b = 8, A^=30∘\widehat{A} = 30^\circ e a=5a = 5, o compasso centrado em CC corta o lado em dois pontos: dois triângulos. Com a=4a = 4 (=bsen⁡A= b\operatorname{sen}A), um só, retângulo; com a<4a < 4, nenhum; com a≥ba \ge b, um só. Diagrama autoral.

Exemplo resolvido 9: dois triângulos. b=8b = 8, a=5a = 5 e A^=30∘\widehat{A} = 30^\circ. Quantos triângulos existem, e quais são os ângulos B^\widehat{B} possíveis? Use sen⁡53∘=0,8\operatorname{sen}53^\circ = 0{,}8.

Resolução: sen⁡B^=bsen⁡A^a=8⋅0,55=0,8\operatorname{sen}\widehat{B} = \dfrac{b\operatorname{sen}\widehat{A}}{a} = \dfrac{8 \cdot 0{,}5}{5} = 0{,}8. Os ângulos com seno 0,80{,}8 são 53∘53^\circ e 180∘−53∘=127∘180^\circ - 53^\circ = 127^\circ. Os dois servem? 30∘+53∘=83∘<180∘30^\circ + 53^\circ = 83^\circ < 180^\circ, sim; 30∘+127∘=157∘<180∘30^\circ + 127^\circ = 157^\circ < 180^\circ, sim também. Há dois triângulos: um com B^=53∘\widehat{B} = 53^\circ e C^=97∘\widehat{C} = 97^\circ, outro com B^=127∘\widehat{B} = 127^\circ e C^=23∘\widehat{C} = 23^\circ.

Conferência pela figura: a altura de CC sobre a reta ABAB mede bsen⁡A=4b\operatorname{sen}A = 4; o lado a=5a = 5 é maior que 4 e menor que b=8b = 8, então o compasso de raio 5 centrado em CC corta a reta duas vezes do lado certo. Se aa fosse 4, tocaria uma vez (triângulo retângulo em BB); se fosse 3, não alcançaria; se fosse 9, maior que bb, só um dos cortes ficaria do lado do ângulo.

A regra, para A^\widehat{A} agudo: a<bsen⁡Aa < b\operatorname{sen}A, nenhum triângulo; a=bsen⁡Aa = b\operatorname{sen}A, um (retângulo); bsen⁡A<a<bb\operatorname{sen}A < a < b, dois; a≥ba \ge b, um. Se A^\widehat{A} é reto ou obtuso, só existe triângulo quando a>ba > b, e ele é único. É a mesma discussão do caso LLA na página de construções geométricas, agora com a conta no lugar do compasso.

Área sem altura: 12absen⁡C\tfrac{1}{2}ab\operatorname{sen}C

A área de um triângulo é base vezes altura sobre dois. Se a altura não é dada mas dois lados e o ângulo entre eles são, a altura sai de uma razão: no triângulo com lados aa e bb formando o ângulo C^\widehat{C}, a altura relativa ao lado aa é bsen⁡Cb\operatorname{sen}C.

Área pelo seno do ângulo entre dois lados

Aˊrea=12 a b sen⁡C^=12 b c sen⁡A^=12 a c sen⁡B^.\text{Área} = \frac{1}{2}\,a\,b\,\operatorname{sen}\widehat{C} = \frac{1}{2}\,b\,c\,\operatorname{sen}\widehat{A} = \frac{1}{2}\,a\,c\,\operatorname{sen}\widehat{B}.

Vale para ângulo obtuso também, porque o seno continua positivo. Para dois lados fixos, a área é máxima quando o ângulo entre eles é reto (sen⁡90∘=1\operatorname{sen}90^\circ = 1), e a fórmula vira a conhecida “metade do produto dos catetos”.

Um terreno triangular com lados de 12 m e 9 m formando 60∘60^\circ tem área 12⋅12⋅9⋅0,866≈46,8\tfrac{1}{2} \cdot 12 \cdot 9 \cdot 0{,}866 \approx 46{,}8 m². Com os mesmos lados a 90∘90^\circ teria 54 m²; a 30∘30^\circ, 27 m². Essa fórmula também fecha o cálculo de áreas de figuras planas regulares: um polígono regular de nn lados inscrito numa circunferência de raio RR é a soma de nn triângulos de lados RR, RR e ângulo central 360∘/n360^\circ/n, área total n2R2sen⁡(360∘/n)\tfrac{n}{2}R^2\operatorname{sen}(360^\circ/n).

Qual ferramenta usar? Olhe para os dados, não para o desenho

A escolha entre Pitágoras, razão trigonométrica, lei dos senos e lei dos cossenos não é questão de preferência: cada uma pede um conjunto de dados.

O que você conhece Ferramenta O que ela devolve
Ângulo reto + dois lados Pitágoras terceiro lado; depois, razões para os ângulos
Ângulo reto + um lado + um ângulo agudo seno, cosseno ou tangente os outros lados
Dois lados + o ângulo entre eles (LAL) lei dos cossenos terceiro lado; área por 12absen⁡C\tfrac{1}{2}ab\operatorname{sen}C
Três lados (LLL) lei dos cossenos isolando o cosseno qualquer ângulo (e o sinal classifica)
Um lado + o ângulo oposto + outro ângulo (ALA ou LAA) lei dos senos os outros lados
Dois lados + ângulo oposto a um deles (LLA) lei dos senos, com o caso ambíguo o outro ângulo: zero, um ou dois triângulos

Dois sinais de alerta. Ângulo entre dois lados conhecidos não serve na lei dos senos (não há lado oposto conhecido); três ângulos sem lado nenhum dão só a forma, não o tamanho (semelhança). E, antes de qualquer conta, a ordem lado–ângulo elimina afirmações impossíveis: um item que coloque o maior ângulo de frente para o menor lado está errado sem cálculo.

A prova gosta de testar esse “qual lei” antes do número. Em 2011, a molécula da vitamina C virou um pentágono regular com átomos nos vértices. Dois lados e uma diagonal formam ali um triângulo, com um ângulo α\alpha em cada extremidade da diagonal; o item perguntou se, conhecidos cos⁡α\cos\alpha e a distância ℓ\ell entre dois átomos vizinhos (o lado), seria possível determinar a distância entre o átomo de um vértice e qualquer outro. As distâncias são o lado (já dado) e a diagonal. O triângulo é isósceles de lados ℓ\ell, ℓ\ell e diagonal dd, com α\alpha em cada extremo da base: a altura baixada do vértice oposto divide a base ao meio, e d/2=ℓcos⁡αd/2 = \ell\cos\alpha, logo d=2ℓcos⁡αd = 2\ell\cos\alpha. Dados suficientes; item certo. Pela lei dos cossenos daria no mesmo, com o ângulo do topo (108∘=180∘−2α108^\circ = 180^\circ - 2\alpha). O item vizinho afirmava que a altura hh desse triângulo era metade do lado: h=ℓsen⁡αh = \ell\operatorname{sen}\alpha com α=36∘\alpha = 36^\circ, e o único ângulo agudo cujo seno é 1/21/2 é 30∘30^\circ; errado.

Ler a figura e estimar com a tabela que o enunciado dá

Os itens de trigonometria do PAS vêm quase sempre com uma figura, e, quando a conta precisa de um número fora da tabela, o enunciado o fornece (em 2014: “assumindo 1,73 como o valor aproximado de 3\sqrt{3}”); os exercícios desta página fazem o mesmo (“considerando sen⁡45∘=0,7\operatorname{sen}45^\circ = 0{,}7”). O protocolo:

  1. Refaça o desenho no rascunho e transfira para ele cada dado do texto: medidas, ângulos, ângulo reto, paralelismos. Ângulo reto não declarado nem desenhado com o símbolo não existe.
  2. Marque o ângulo de referência e nomeie os catetos em relação a ele.
  3. Leia o comando antes do item: os valores fornecidos avisam quais ângulos vão aparecer (3\sqrt{3} anuncia 30∘30^\circ ou 60∘60^\circ; 2\sqrt{2}, 45∘45^\circ).
  4. Faça a conta com os valores dados, não com os que você sabe de cor. O limiar foi calibrado com eles.
  5. Em limiar com raiz, compare quadrados em vez de extrair: para julgar “57<7,5\sqrt{57} < 7{,}5”, eleve: 7,52=56,25<577{,}5^2 = 56{,}25 < 57, logo 57>7,5\sqrt{57} > 7{,}5.

Quando o enunciado dá uma tabela pequena de senos (por exemplo, de 5∘5^\circ em 5∘5^\circ) e o ângulo pedido não está nela, a monotonia resolve: o seno cresce com o ângulo, então sen⁡37∘\operatorname{sen}37^\circ está entre sen⁡35∘\operatorname{sen}35^\circ e sen⁡40∘\operatorname{sen}40^\circ. Para um item de “é superior a”, isso basta. Dois itens de 2014 cobraram exatamente a leitura da figura: num raio de luz que sai de AA no eixo xx, reflete em BB no eixo yy e chega a DD no eixo xx, com α\alpha o ângulo entre cada trajetória e a horizontal, se α=60∘\alpha = 60^\circ cada trecho é a hipotenusa de um triângulo com o ângulo de 60∘60^\circ no chão (alternos internos), AB=AO/cos⁡60∘=2 AOAB = AO/\cos 60^\circ = 2\,AO e BD=2 ODBD = 2\,OD, logo AB+BD=2 ADAB + BD = 2\,AD (certo). E se AD=20AD = 20 m e BO=4BO = 4 m, por simetria AO=10AO = 10 m, AB=116≈10,8AB = \sqrt{116} \approx 10{,}8 m, e sen⁡α=4/10,8≈0,37\operatorname{sen}\alpha = 4/10{,}8 \approx 0{,}37, que não é menor que 0,350{,}35 (errado). Nos dois, a figura garante a simetria e o ângulo reto no eixo; a conta é de duas linhas.

Seno vem de um erro de tradução

Os matemáticos indianos chamavam a meia-corda de um arco de jya (“corda de arco”). Em árabe a palavra foi transliterada como jiba, que, escrita sem vogais, se confundiu com jaib, “seio” ou “dobra de roupa”. Ao traduzir para o latim no século XII, Gerardo de Cremona usou sinus, e o nome ficou. A tabela de meias-cordas (o seno, para um raio fixo) já existia no Āryabhaṭīya, tratado indiano do ano 499; a tangente e a cotangente chegaram pelos astrônomos árabes, ligadas ao comprimento da sombra de uma vara, que é exatamente a tangente de um ângulo de elevação.

Os erros que a banca planta

  • Oposto e adjacente pelo desenho, não pelo ângulo. O espelho de 2011 (ângulo com a vertical) e Escher em 2022 (AEAE é adjacente, não oposto).
  • Pitágoras sem ângulo reto. Dois lados e 60∘60^\circ entre eles pedem a lei dos cossenos; 72+82\sqrt{7^2 + 8^2} é a resposta para outro triângulo.
  • Dobrar o ângulo e dobrar o seno. 20sen⁡60∘≈17,320\operatorname{sen}60^\circ \approx 17{,}3, não 20.
  • Sinal do cosseno trocado. Com cos⁡A^<0\cos\widehat{A} < 0, o termo −2bccos⁡A^-2bc\cos\widehat{A} soma; 19 60019\,600 e não 7 6007\,600. Raiz suja é o alarme.
  • Seno negativo em triângulo. Nunca: ângulo interno fica entre 0∘0^\circ e 180∘180^\circ.
  • Secante no lugar da tangente. sec⁡α=1/cos⁡α\sec\alpha = 1/\cos\alpha dá a hipotenusa por unidade de adjacente, não o cateto oposto.
  • Lei dos senos com o ângulo entre os lados. Sem um par lado–ângulo oposto, ela não tem por onde começar.
  • Esquecer a altura do observador na altura do prédio, ou esquecer de converter unidades (3030 cm e 66 m na mesma razão).
  • Porcentagem lida como grau. Rampa de 100 %100\,\% é 45∘45^\circ; 8,33 %8{,}33\,\% é menos de 5∘5^\circ.
  • Caso ambíguo ignorado. Dois lados e o ângulo oposto a um deles podem dar dois triângulos; “o triângulo” pode não existir ou não ser único.
  • π/3\pi/3 lido como número qualquer. Em 2022, “AC=BCAC = BC e ângulo de π/3\pi/3 entre eles” era um triângulo equilátero (π/3=60∘\pi/3 = 60^\circ; os outros dois ângulos, iguais, somam 120∘120^\circ): certo. Radianos têm página própria; aqui, π=180∘\pi = 180^\circ basta.

O essencial em meia página

  • Definições (ângulo agudo θ\theta no triângulo retângulo): sen⁡θ=opostohipotenusa\operatorname{sen}\theta = \dfrac{\text{oposto}}{\text{hipotenusa}}, cos⁡θ=adjacentehipotenusa\cos\theta = \dfrac{\text{adjacente}}{\text{hipotenusa}}, tg⁡θ=opostoadjacente\operatorname{tg}\theta = \dfrac{\text{oposto}}{\text{adjacente}}. São razões que só dependem do ângulo (semelhança). Oposto e adjacente são relativos ao ângulo escolhido.
  • Tabela: 30∘30^\circ: 12\tfrac12, 32\tfrac{\sqrt3}{2}, 33\tfrac{\sqrt3}{3} · 45∘45^\circ: 22\tfrac{\sqrt2}{2}, 22\tfrac{\sqrt2}{2}, 11 · 60∘60^\circ: 32\tfrac{\sqrt3}{2}, 12\tfrac12, 3\sqrt3. Sai da metade do quadrado e da metade do equilátero. Seno cresce, cosseno decresce, nada é proporcional ao ângulo.
  • Relações: sen⁡2θ+cos⁡2θ=1\operatorname{sen}^2\theta + \cos^2\theta = 1; tg⁡θ=sen⁡θ/cos⁡θ\operatorname{tg}\theta = \operatorname{sen}\theta/\cos\theta; sen⁡θ=cos⁡(90∘−θ)\operatorname{sen}\theta = \cos(90^\circ - \theta).
  • Rampa: inclinação i=h/c=tg⁡θi = h/c = \operatorname{tg}\theta; 8,33 %=1:128{,}33\,\% = 1:12 (NBR 9050, desníveis de 20 a 80 cm); 100 %100\,\% é 45∘45^\circ.
  • Alturas e distâncias: ângulo de elevação + distância horizontal →\to tangente; não esqueça a altura dos olhos. Dois lados →\to a razão primeiro, o ângulo depois (compare com a tabela).
  • Lei dos cossenos: a2=b2+c2−2bccos⁡A^a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos\widehat{A} (dois lados e o ângulo entre eles, ou três lados). Agudo desconta, reto é Pitágoras, obtuso soma. cos⁡(180∘−x)=−cos⁡x\cos(180^\circ - x) = -\cos x; sen⁡(180∘−x)=sen⁡x>0\operatorname{sen}(180^\circ - x) = \operatorname{sen}x > 0.
  • Lei dos senos: asen⁡A=bsen⁡B=csen⁡C=2R\dfrac{a}{\operatorname{sen}A} = \dfrac{b}{\operatorname{sen}B} = \dfrac{c}{\operatorname{sen}C} = 2R (um lado e o ângulo oposto). Maior lado ↔\leftrightarrow maior ângulo. LLA: pode dar 0, 1 ou 2 triângulos.
  • Área: 12absen⁡C^\tfrac12 ab\operatorname{sen}\widehat{C}.
  • Na prova: redesenhe, marque o ângulo de referência, use os valores do comando, compare quadrados em limiar com raiz, e desconfie de raiz suja.

Exercícios temporariamente indisponíveis

Não foi possível consultar o banco de questões. O conteúdo da aula continua disponível.

Flashcards temporariamente indisponíveis

Não foi possível consultar os cartões de revisão.

SENO, COSSENO E TANGENTE - TRIGONOMETRIA NO TRIÂNGULO RETÂNGULO \Prof. Gis/
Gis com Giz · 29:22
Introdução. A professora Gis define seno, cosseno e tangente como razões entre os lados do triângulo retângulo, insiste em identificar cateto oposto e adjacente em relação ao ângulo escolhido e monta a tabela de 30°, 45° e 60°: são as seções “Por que uma razão entre lados só depende do ângulo” e “Três ângulos resolvem quase tudo” em ritmo de aula, com vários triângulos desenhados no quadro.
Aula 03 - Trigonometria - Aplicações das Razões Trigonométricas no Triângulo Retângulo
Portal da Matemática OBMEP · 12:14
Aplicação. O professor Silvio Freitas (Portal da Matemática, IMPA/OBMEP) resolve problemas de altura e distância com os ângulos notáveis, escolhendo em cada um a razão que liga o lado conhecido ao procurado: é a seção “Medir o que não se alcança: alturas e distâncias por ângulos” e o roteiro “um lado e um ângulo devolvem o triângulo inteiro” aplicados passo a passo.
Aula 04 - Trigonometria - Lei dos Senos
Portal da Matemática OBMEP · 9:05
Mecanismo. Demonstração da lei dos senos a partir da altura do triângulo calculada de dois jeitos, exatamente a dedução da seção “A lei dos senos: cada lado dividido pelo seno do ângulo oposto”. Assista antes de enfrentar o caso ambíguo: a ideia de que o seno devolve o mesmo valor para dois ângulos fica clara quando a dedução está fresca.
Aula 06 - Trigonometria - Lei dos Cossenos
Portal da Matemática OBMEP · 12:40
Aprofundamento. A lei dos cossenos deduzida no triângulo acutângulo com Pitágoras no triângulo retângulo criado pela altura, relacionando o cosseno de um ângulo aos três lados: é a seção “E quando não há ângulo reto? A lei dos cossenos” no quadro, incluindo a leitura do caso reto como Pitágoras.
SENO, COSSENO E TANGENTE COM EXERCÍCIOS PARA PRATICAR - TRIGONOMETRIA NO TRIÂNGULO RETÂNGULO
Gis com Giz · 34:06
Resolução. Uma sequência de exercícios de triângulo retângulo resolvidos do início ao fim (lado desconhecido a partir de um ângulo, ângulo a partir de dois lados, rampas e escadas), com a conferência de qual cateto é oposto e qual é adjacente em cada figura: o treino das seções de resolução de triângulos e de rampas antes dos itens do PAS.
Rota PAS 1
Geometria plana: construções, semelhança, trigonometria e áreas · PAS 1

Fontes desta página

Os materiais abaixo contribuíram para a explicação e os exemplos deste assunto.

  • Rota PAS 1 — Geometria plana: construções, semelhança, trigonometria e áreas · Quanto sobe uma rampa? Pitágoras e as razões trigonométricas; E quando não há ângulo reto? Leis dos senos e dos cossenos; Como a banca cobra este capítulo (O histórico); Resolvidos (Túnel na montanha); Banco de treino T12–T15, T19, T23

    Recorte por assunto: só as razões trigonométricas e as duas leis. Pitágoras, semelhança, ângulos e áreas do mesmo capítulo pertencem às páginas teorema-de-pitagoras, teorema-de-tales-e-semelhanca, angulos-e-poligonos e areas-de-figuras-planas.

  • Rota PAS 2 — Trigonometria: do triângulo ao fenômeno periódico · Seno, cosseno e tangente: o que um ângulo diz sobre um triângulo; Leis do seno e do cosseno: o triângulo sem ângulo reto; Como a banca cobra (O histórico); Resolvidos (lei dos cossenos — limiar); Banco de treino T1–T4, T6

    Radianos, círculo trigonométrico e funções seno e cosseno do mesmo capítulo ficam para as páginas ciclo-trigonometrico e funcoes-trigonometricas.

  • Cadernos e gabaritos oficiais do PAS/UnB (Cebraspe) · PAS 1: 2010 (item 108), 2011 (itens 46 e 47), 2014 (itens 88, 90 e 92), 2016 (item 76), 2018 (item 85), 2020 (item 67), 2022 (item 96), 2023 (itens 96 a 98), 2025 (item 49, anulado); PAS 2: 2007 (item 23), 2009 (item 24), 2010 (item 18), 2011 (itens 90, 96 e 98), 2012 (item 93), 2017 (item 110), 2022 (item 103), 2023 (itens 63 a 65)

    Itens reproduzidos verbatim; gabaritos conferidos nos GAB.txt e nas classificações pesquisa/classificacao/AAAA.json e classificacao-pas2/AAAA.json.

  • Cadernos em PDF (figuras dos itens) · Páginas renderizadas a 130–400 dpi para conferir as figuras: raio de luz (PAS 1 2014), pentágono da vitamina C (2011), sismógrafo (2016), haste do Partenon (2018), pirâmide (2020), Escher (2022), satélite (2025); locomotiva (PAS 2 2007), serradores de Debret (2009), morcego (2010), espelho côncavo e rampa 4×4 (2011), estádio de Londres (2012), espelho convexo (2017, caderno cifrado), Cartier-Bresson (2022), área desmatada (2023)

    Toda figura impressa foi descrita em texto neutro no campo text das questões, com todos os rótulos.