Um marceneiro marca o meio exato de uma tábua sem régua graduada; uma operadora escolhe o único ponto equidistante de três vilarejos para erguer uma torre. Como um traçado com régua sem marcas e compasso garante uma propriedade sem medir nada, e como "equidistante" vira uma reta que se pode desenhar?
O que você vai aprender
Enunciar as três operações permitidas com régua não graduada e compasso e explicar por que uma construção correta é uma demonstração: o compasso garante distâncias iguais sem medir.
Usar os casos de congruência LLL, LAL, ALA e LAAo para justificar cada construção, e reconhecer que AAA garante apenas semelhança e que LLA (ângulo não compreendido) é ambíguo.
Construir e justificar a mediatriz de um segmento, a bissetriz de um ângulo, o transporte de um ângulo, a perpendicular e a paralela por um ponto e a divisão de um segmento em partes iguais (teorema de Tales), com a condição sobre a abertura do compasso.
Traduzir condições de equidistância em lugares geométricos (circunferência, mediatriz, par de bissetrizes, par de paralelas) e resolver problemas de ponto equidistante pela interseção de dois lugares, incluindo o caso sem solução (pontos colineares).
Localizar circuncentro, incentro, baricentro e ortocentro como interseções de mediatrizes, bissetrizes, medianas e alturas, com a posição de cada um conforme o triângulo seja acutângulo, retângulo ou obtusângulo, e a razão 2 : 1 do baricentro.
Calcular os raios das circunferências inscrita e circunscrita no triângulo retângulo (r = (a + b − c)/2 e R = c/2) e no equilátero (R = 2r), e reconhecer o ângulo inscrito num diâmetro como reto.
Construir triângulo equilátero, quadrado e hexágono regular e ler itens reais do PAS/UnB (2005/97, 2009/106, 2012/30, 2013/73, 2024/48 e 95; PAS 2 2018/83; PAS 3 2014/97) e do ENEM (2005, 2024) identificando o que a figura garante e o lugar geométrico envolvido.
Três problemas, três ofícios. Uma operadora de telefonia precisa de um ponto que fique à mesma distância de três vilarejos para erguer uma torre. Um marceneiro quer o meio exato de uma tábua de 40 cm, mas a régua que tem não é graduada. Um arquiteto precisa traçar na planta uma rua paralela a outra, passando por um ponto já marcado. Nenhum dos três resolve medindo; os três resolvem construindo. O marceneiro abre o compasso em 25 cm, apoia a ponta seca numa extremidade da tábua e risca um arco, repete o gesto na outra extremidade e une com a régua os dois cruzamentos dos arcos; o risco atravessa a tábua a 20 cm de cada ponta, em ângulo reto com a borda, e ele sabe disso sem ter lido um número sequer. A operadora traça as mediatrizes de dois dos três segmentos que ligam os vilarejos; a torre fica onde elas se cruzam, e em nenhum outro lugar. O arquiteto transporta um ângulo com o compasso, e a paralela sai exata.
Esta página é sobre isso: o que uma régua sem marcas e um compasso garantem, por que cada traçado clássico vem com a sua própria demonstração (sempre um caso de congruência de triângulos), como “ponto equidistante” vira uma reta que se pode desenhar, e onde ficam os quatro pontos notáveis de um triângulo. Os ângulos e polígonos são o pré-requisito; o teorema de Tales entra como ferramenta para dividir um segmento; o teorema de Pitágoras e a equação da circunferência aparecem quando o problema vem com coordenadas. Na prova do PAS ninguém pede para construir; o que se cobra é o que a construção garante, escondido numa vela de caravela, num azulejo, num pentagrama, num gol.
Régua e compasso: dois instrumentos que não medem nada
A régua da geometria clássica não tem marcas. Ela faz uma coisa só: traça a reta que passa por dois pontos já conhecidos. O compasso também faz uma coisa só: traça a circunferência de centro num ponto conhecido e raio igual a uma distância conhecida. Nada de medir com a régua, nada de ler ângulos num transferidor. Com essas duas operações, e com a terceira, que é marcar as interseções de duas linhas já traçadas, constrói-se toda a geometria plana do ensino médio.
As três operações permitidas e o que cada uma garante
Reta por dois pontos. Dados A e B, existe uma única reta que passa por ambos.
Circunferência de centro e raio dados. Dado o centro O e um segmento de comprimento r, o compasso marca todos os pontos do plano à distância exatamente r de O, e nenhum outro.
Interseção. Duas retas, uma reta e uma circunferência ou duas circunferências já traçadas determinam seus pontos comuns, quando existem.
A segunda operação é a alma de tudo: se dois arcos de mesmo raio r, centrados em A e em B, se cruzam num ponto P, então PA=PB=r sem que ninguém tenha medido nada. A igualdade é consequência da definição de circunferência.
Por que insistir em instrumentos tão limitados? Porque a limitação é o que dá a certeza. Um desenho feito com régua graduada e transferidor “parece” certo até a espessura do lápis; um desenho feito só com as três operações acima carrega a sua demonstração: cada ponto novo nasce de uma igualdade de distâncias ou de uma reta por dois pontos, e a propriedade final decorre dessas igualdades por um teorema. Construir é demonstrar. É esse o sentido do objetivo da matriz do PAS 1 que pede “geometria com régua e compasso (paralelismo, congruência)”: não desenhar bonito, e sim reconhecer, numa figura, quais medidas ela garante.
Congruência de triângulos: a linguagem que justifica cada traçado
Dois triângulos são congruentes quando são cópias exatas um do outro: os três lados e os três ângulos de um coincidem com os do outro, na mesma ordem. Não é preciso conferir as seis medidas; três, bem escolhidas, bastam. Esses são os casos de congruência, e são eles que justificam todas as construções desta página.
Os quatro casos de congruência e os dois falsos casos
Dois triângulos são congruentes quando têm, respectivamente iguais:
LLL: os três lados;
LAL: dois lados e o ângulo compreendido entre eles;
ALA: um lado e os dois ângulos que se apoiam nele;
LAAₒ: um lado, um ângulo adjacente a ele e o ângulo oposto a ele (como a soma dos ângulos é 180∘, o terceiro ângulo fica determinado e o caso se reduz a ALA).
Dois conjuntos de três medidas não garantem congruência:
AAA: com os três ângulos iguais, a forma fica decidida, mas o tamanho fica livre. Um mapa e o território que ele representa têm os mesmos ângulos. Isso se chama semelhança, e é outra página.
LLA (dois lados e o ângulo oposto a um deles, não o compreendido): em geral há dois triângulos diferentes com essas medidas, um acutângulo e um obtusângulo (é o que acontece quando o ângulo dado é agudo e o lado oposto a ele é o menor dos dois). A construção só fecha num único triângulo quando o ângulo dado é reto ou obtuso, ou quando o lado oposto a ele é o maior; o caso “hipotenusa e cateto” (ângulo reto) é o exemplo clássico.
O teste de qualquer justificativa é sempre o mesmo: quais medidas a figura garante iguais, e elas fecham um caso? Na mediatriz, serão três lados (LLL). No transporte de ângulo, três lados de novo. Na construção de um triângulo a partir de dois lados e do ângulo entre eles, LAL. Por isso, estude os casos não como uma lista para decorar, mas como perguntas que se fazem a uma figura.
Um teste rápido, do tipo que a banca gosta. Julgue: “Se dois triângulos têm os três ângulos internos respectivamente iguais, então eles são congruentes.” Errado. São necessariamente semelhantes; congruentes só se algum par de lados correspondentes também for igual.
Mediatriz: o meio e o ângulo reto de uma só vez
A mediatriz de um segmento AB é a perpendicular a AB levantada no seu ponto médio M. A construção é a do marceneiro: abertura do compasso maior que a metade de AB, um arco centrado em A, outro de mesmo raio centrado em B, os dois cruzamentos P e Q, e a reta PQ.
Mediatriz com régua e compasso: arcos de mesmo raio centrados em A e B cruzam-se em P e Q. Os triângulos APQ e BPQ têm três lados iguais (LLL), e daí saem o ponto médio e o ângulo reto. A construção não desenha: demonstra. Diagrama autoral.
Por que funciona.AP=BP e AQ=BQ, porque são raios de arcos iguais; PQ é comum. Os triângulos APQ e BPQ são congruentes por LLL, e portanto os ângulos APQ e BPQ são iguais: a reta PQ é a bissetriz do ângulo APB do triângulo isósceles APB. Agora compare os triângulos APM e BPM: AP=BP, PM comum e o ângulo em P igual, logo congruentes por LAL. Disso, AM=MB (M é o ponto médio) e AMP=BMP; como os dois somam 180∘, cada um vale 90∘. Meio e ângulo reto, de uma só vez.
Exemplo resolvido: a tábua. Chame de A e B as pontas da tábua de 40 cm; a abertura do compasso é 25 cm. Nos triângulos APQ e BPQ, AP=BP=25, AQ=BQ=25 e PQ é lado comum: LLL. Daí AM=MB=20 cm e o risco é perpendicular. Conferência: PM=252−202=225=15 cm, e P e Q ficam a 15 cm de cada lado da tábua, um terno 15-20-25 que fecha redondo. Se a abertura fosse exatamente 20 cm, os arcos se tocariam num único ponto (o próprio M) e não haveria reta a traçar; abaixo de 20 cm, não se encontrariam.
Mediatriz não é mediana, e "passa pelo meio" não basta
A mediana de um triângulo liga um vértice ao ponto médio do lado oposto; a mediatriz é a perpendicular ao lado pelo seu ponto médio e não precisa passar por vértice nenhum. As duas só coincidem no triângulo isósceles, para a base. Erro parente: achar que qualquer reta que passa pelo ponto médio de AB é a mediatriz. Passam infinitas retas por M; a mediatriz é a única perpendicular.
Bissetriz e transporte de ângulo: LLL disfarçado
A bissetriz de um ângulo AOB é a semirreta que o divide em dois ângulos iguais. Construção: um arco centrado no vértice O corta os lados em A e B (agora OA=OB); arcos de mesmo raio centrados em A e em B cruzam-se em P, dentro do ângulo; a semirreta OP é a bissetriz.
Bissetriz: OA=OB (mesmo arco), AP=BP (arcos de mesmo raio) e OP comum. Os triângulos OAP e OBP são congruentes por LLL, e os ângulos em O saem iguais. Diagrama autoral.
Por que funciona. Nos triângulos OAP e OBP: OA=OB, AP=BP, OP comum. LLL. Logo AOP=BOP.
Transportar um ângulo para outro lugar (isto é, construir em um vértice O′, sobre uma semirreta dada, um ângulo igual a AOB) usa a mesma ideia. Um arco de raio r centrado em O corta os lados em A e B; o mesmo arco centrado em O′ corta a semirreta dada em A′; um arco de raio AB centrado em A′ corta o primeiro arco em B′. O ângulo A′O′B′ é o ângulo pedido, porque os triângulos OAB e O′A′B′ têm OA=O′A′=r, OB=O′B′=r e AB=A′B′: LLL, e ângulos correspondentes iguais.
Dois transportes bastam para o ângulo de 60∘ (é o ângulo do triângulo equilátero: um arco de raio r centrado em O e outro de raio r centrado no ponto A do primeiro arco cruzam-se em B, e OAB é equilátero). Bissetriz de 60∘ dá 30∘; bissetriz do ângulo reto dá 45∘. É por isso que a BNCC pede, no 8.º ano, exatamente “mediatriz, bissetriz, ângulos de 90°, 60°, 45° e 30° e polígonos regulares”: tudo sai das duas construções desta seção e da próxima.
Bissetriz não é altura
A altura de um triângulo é a perpendicular baixada de um vértice ao lado oposto; a bissetriz divide o ângulo do vértice ao meio. Só coincidem no triângulo isósceles, para o ângulo do vértice oposto à base (e no equilátero, para os três). Num triângulo qualquer, altura, bissetriz, mediana e mediatriz relativas ao mesmo lado são quatro retas distintas.
Perpendicular, paralela e divisão de um segmento
Perpendicular a uma reta r por um ponto P fora dela. Um arco centrado em P, de raio maior que a distância de P a r, corta r em A e B; como PA=PB, o ponto P está na mediatriz de AB. Arcos de mesmo raio centrados em A e B dão um segundo ponto Q dessa mediatriz, e a reta PQ é a perpendicular pedida. Se P está sobrer, um arco centrado em P marca A e B simétricos em r, e a mediatriz de AB é a perpendicular por P.
Paralela a r por um ponto P. Há dois caminhos. O primeiro transporta um ângulo: uma transversal por P corta r em A; transporta-se para P o ângulo que a transversal faz com r, e a reta obtida faz com a transversal ângulos correspondentes iguais, logo é paralela a r. O segundo, o do losango, é mais rápido: escolha um ponto A em r; com abertura AP, um arco centrado em A corta r em B; arcos de raio AP centrados em P e em B cruzam-se em Q. O quadrilátero APQB tem os quatro lados iguais, é um losango, e lados opostos de losango são paralelos: PQ∥AB. Um terceiro caminho junta duas perpendiculares: a perpendicular a r por P e depois a perpendicular a essa reta por P. Se duas retas formam ângulo reto com uma mesma terceira, elas são paralelas entre si, e foi exatamente esse teorema, disfarçado de legenda de foto da catedral de Reims, que a prova de 2024 cobrou no item 48.
Perpendicular por um ponto (à esquerda): PA=PB põe P na mediatriz de AB. Paralela por um ponto pelo método do losango (à direita): quatro lados iguais a AP, logo PQ∥r. Diagrama autoral.
Dividir um segmento em n partes iguais. Para dividir AB em cinco partes, trace por A uma semirreta auxiliar qualquer e marque nela, com o compasso numa abertura fixa, cinco pontos consecutivos A1,…,A5. Ligue A5 a B e trace, por A1,…,A4, paralelas a A5B (pela construção acima). Elas cortam AB em quatro pontos que o dividem em cinco partes iguais: é o teorema de Tales, segmentos proporcionais em retas paralelas cortadas por transversais. Para dividir em duas partes, a mediatriz já resolve.
Lugar geométrico: quando “equidistante” vira uma reta
Um lugar geométrico é o conjunto de todos os pontos do plano que satisfazem uma condição, e somente eles. As duas palavras em destaque são o coração da ideia: não basta que os pontos da figura satisfaçam a condição (ida); é preciso que todo ponto que a satisfaz esteja na figura (volta). A circunferência é o exemplo primeiro: todos os pontos a distância r de O, e só eles.
Os quatro lugares geométricos do ensino médio
Condição sobre o ponto P
Lugar geométrico
está à distância r de um ponto O
circunferência de centro O e raio r
é equidistante de dois pontos A e B
mediatriz de AB
é equidistante de duas retas concorrentes r e s
as duas bissetrizes dos ângulos entre r e s (duas retas perpendiculares entre si)
está à distância d de uma reta r
duas retas paralelas a r, uma de cada lado
Corolário útil: o lugar dos pontos equidistantes de duas retas paralelas é a reta paralela a ambas, a meia distância.
Os quatro lugares geométricos: circunferência (distância a um ponto), mediatriz (equidistância de dois pontos), par de bissetrizes (equidistância de duas retas concorrentes) e par de paralelas (distância a uma reta). Um problema de "ponto equidistante" é a interseção de dois deles. Diagrama autoral.
Por que a mediatriz é o lugar dos pontos equidistantes de A e B.Ida: se P está na mediatriz, os triângulos PMA e PMB têm AM=MB, PM comum e ângulo reto em M: LAL, logo PA=PB. Volta: se PA=PB, tome o ponto médio M de AB: os triângulos PMA e PMB têm PA=PB, AM=MB e PM comum, logo são congruentes por LLL e os ângulos em M são iguais; como somam 180∘, valem 90∘. A reta PM passa pelo ponto médio e é perpendicular a AB: é a mediatriz, e P está nela. A mesma dupla ida-e-volta vale para a bissetriz, com a distância de um ponto a uma reta medida pela perpendicular.
A leitura que resolve problema. Toda vez que um enunciado diz “equidistante de”, traduza para o lugar geométrico correspondente. Duas condições, dois lugares, e o ponto procurado está na interseção. Foi assim no ENEM de 2005: uma estação central “equidistante das estações A e B e da estrada (reta) que liga C e D”, com ABCD um quadrado de 40 km. Equidistante de A e B: mediatriz de AB, que no quadrado é também a mediatriz de CD. Equidistante de A (ou B) e da estrada CD: sobre essa mediatriz, a uma altura y acima de CD, a distância até A é 202+(40−y)2 e a distância até a estrada é y; igualando, 400+(40−y)2=y2, ou seja, 400+1600−80y=0, y=25 km. Conferência: 400+225=25. A estação fica na perpendicular a CD pelo seu ponto médio, a 25 km da estrada.
Exemplo resolvido: a torre e os três vilarejos. Três vilarejos A, B e C estão dispostos de modo que AB=6 km, AC=8 km e o ângulo em A é reto. Onde erguer uma torre equidistante dos três, e a que distância ela fica de cada um? Estratégia: equidistante de A e B é a mediatriz de AB; equidistante de A e C é a mediatriz de AC; a torre é a interseção das duas, e automaticamente fica equidistante de B e C. Resolução: ponha A na origem, B=(6,0), C=(0,8). Mediatriz de AB: x=3. Mediatriz de AC: y=4. Torre em T=(3,4). Distância a A: 9+16=5 km; a B: 9+16=5; a C: 9+16=5. Conferência:BC=10 km pelo teorema de Pitágoras, e T é exatamente o ponto médio de BC, (26,28): no triângulo retângulo, o ponto equidistante dos três vértices é o meio da hipotenusa, como a próxima seção explica.
Onde o lugar geométrico é a pergunta
Torres e antenas equidistantes de cidades (circuncentro), postos de saúde equidistantes entre si e de um hospital (o ENEM de 2024 pediu a distância do hospital a três postos que formavam um triângulo equilátero de 10 km de lado), a rota de um navio que se mantém à mesma distância de dois faróis (mediatriz), a estrada que fica à mesma distância de duas rodovias que se cruzam (bissetriz), a faixa de segurança a 50 m de uma linha de transmissão (par de paralelas), a área de cobertura de uma antena (círculo) e quantos pontos de uma estrada ficam a 3 km dela (posição relativa entre reta e circunferência: dois, um ou nenhum, conforme a distância do centro à reta seja menor, igual ou maior que o raio; o PAS 3 de 2014 cobrou exatamente isso, com coordenadas).
Pontos notáveis do triângulo: quatro interseções, quatro posições
Todo triângulo tem três mediatrizes, três bissetrizes internas, três medianas e três alturas. Em cada família, as três retas passam por um único ponto, e cada um desses quatro pontos tem nome, propriedade e uma posição que depende do tipo de triângulo.
Os quatro pontos notáveis
Ponto
Interseção das
Propriedade
Posição
CircuncentroO
mediatrizes
equidistante dos vértices; centro da circunferência circunscrita
dentro no acutângulo; no meio da hipotenusa no retângulo; fora no obtusângulo
IncentroI
bissetrizes internas
equidistante dos lados; centro da circunferência inscrita
sempre dentro
BaricentroG
medianas
divide cada mediana na razão 2 : 1 a partir do vértice; centro de massa
sempre dentro
OrtocentroH
alturas
—
dentro no acutângulo; no vértice do ângulo reto no retângulo; fora no obtusângulo
No triângulo equilátero os quatro coincidem. No isósceles os quatro estão alinhados sobre o eixo de simetria. Num triângulo qualquer, circuncentro, baricentro e ortocentro são colineares (reta de Euler), com HG=2GO; o incentro fica fora dessa reta, salvo no isósceles.
Circuncentro (acima) e ortocentro (abaixo) nos três tipos de triângulo. Só o incentro e o baricentro têm garantia de ficar dentro; circuncentro e ortocentro saem do triângulo quando ele é obtusângulo. Diagrama autoral.
Por que as mediatrizes concorrem. Seja O a interseção das mediatrizes de AB e de AC. Por estar na primeira, OA=OB; por estar na segunda, OA=OC. Logo OB=OC, e O está na mediatriz de BC. As três passam por O, e a circunferência de centro O e raio OA passa pelos três vértices: é a circunscrita. O mesmo argumento, com distâncias a retas, mostra que as bissetrizes concorrem no incentro, equidistante dos três lados, centro da inscrita.
Por que o circuncentro do triângulo retângulo é o meio da hipotenusa. Se A=90∘, a mediatriz de AB é paralela a AC e passa pelo meio de AB; a mediatriz de AC é paralela a AB e passa pelo meio de AC. Elas se cruzam no ponto cujas coordenadas são os meios dos catetos, que é o ponto médio M da hipotenusa. Consequência: MA=MB=MC, o raio da circunscrita é metade da hipotenusa, e todo ângulo inscrito que enxerga um diâmetro é reto. Foi esse o item 30 do PAS 2012: três jogadores a 3,66 m do meio de um gol de 7,32 m estão todos sobre a circunferência de diâmetro igual ao gol, e os três ângulos de chute valem 90∘: as três posições eram equivalentes.
Por que o ortocentro sai do obtusângulo. As alturas relativas aos lados que formam o ângulo obtuso caem fora desses lados, nos seus prolongamentos. As três retas ainda concorrem, mas o ponto de encontro fica do lado de fora, além do vértice obtuso. No retângulo, dois catetos já são alturas, e elas se encontram no vértice do ângulo reto.
Baricentro: a razão 2 : 1. Sejam M e N os pontos médios de BC e AC, e G a interseção das medianas AM e BN. O segmento MN é paralelo a AB e vale a metade dele (base média, Tales); os triângulos GAB e GMN são semelhantes na razão 2:1, logo AG=2GM e BG=2GN. Na prática: uma mediana de 12 cm é cortada pelo baricentro em 8 cm (do vértice) e 4 cm (do lado). Um triângulo de papelão equilibra-se na ponta de um lápis apoiado exatamente em G.
Exemplo resolvido: o raio da inscrita no triângulo retângulo. No triângulo de catetos 6 e 8 e hipotenusa 10, qual é o raio r da circunferência inscrita? Estratégia: o incentro é equidistante dos três lados; os segmentos de tangência a partir de cada vértice são iguais. Resolução: a partir do vértice do ângulo reto, os dois pontos de tangência distam r (formam um quadrado de lado r com o centro). Os segmentos restantes nos catetos valem 6−r e 8−r, e são iguais aos segmentos de tangência sobre a hipotenusa a partir dos outros dois vértices; somando, (6−r)+(8−r)=10, logo r=2. Conferência pela área: Aˊrea=p⋅r, com p o semiperímetro; 24=12⋅r dá r=2. Fórmula geral do triângulo retângulo: r=2a+b−c, com c a hipotenusa; e R=2c para a circunscrita.
Inscrita e circunscrita no triângulo retângulo 6-8-10: R=c/2=5 e r=(a+b−c)/2=2. No equilátero, os centros coincidem e R=2r, porque o centro é também o baricentro e divide a altura em 2:1. Diagrama autoral.
Ortocentro e circuncentro nem sempre estão dentro
“O ponto de encontro das alturas fica dentro do triângulo” é falso em geral: só vale para o acutângulo. O mesmo para as mediatrizes. Se o item da prova afirma que um desses pontos é interior sem dizer que tipo de triângulo é, desconfie. E não confunda os papéis: quem é equidistante dos vértices é o circuncentro; quem é equidistante dos lados é o incentro.
Polígonos regulares e o arco capaz
Um polígono regular tem lados e ângulos iguais e cabe numa circunferência (é inscritível). Construí-lo com régua e compasso é dividir a circunferência em n arcos iguais.
Hexágono regular: o lado é igual ao raio. Com o compasso na abertura do raio, marque seis pontos consecutivos sobre a circunferência a partir de um ponto qualquer: cada triângulo central é equilátero (dois raios e uma corda igual a eles), com ângulo central de 60∘, e seis vezes 60∘ fecham a volta. Ligando os pontos de dois em dois sai o triângulo equilátero inscrito.
Triângulo equilátero de lado dadoAB: arcos de raio AB centrados em A e em B cruzam-se em C; os três lados são iguais por construção (LLL garante os três ângulos de 60∘).
Quadrado de lado dadoAB: perpendicular a AB por A, marcando nela D com AD=AB; arcos de raio AB centrados em D e em B dão C. Ou, na circunferência: dois diâmetros perpendiculares (um diâmetro e a sua mediatriz) marcam os quatro vértices.
Pentágono regular também é construtível (a razão entre a diagonal e o lado é o número de ouro), mas a construção é mais longa e não aparece nos itens do PAS levantados nesta página; o heptágono regular não é construtível com régua e compasso, assim como a trissecção de um ângulo qualquer e a quadratura do círculo, três problemas gregos que só a álgebra do século XIX provou impossíveis.
Hexágono (o lado é o raio: seis passos de compasso), triângulo equilátero (dois arcos de raio AB) e quadrado (perpendicular mais dois arcos). Todos saem da mediatriz e da circunferência. Diagrama autoral.
Arco capaz e ângulo inscrito, só como menção. Um ângulo com vértice sobre a circunferência (inscrito) vale a metade do ângulo central que enxerga o mesmo arco. Consequência: todos os pontos de um mesmo arco enxergam uma corda sob o mesmo ângulo, e esse arco se chama arco capaz desse ângulo. O caso que interessa à prova é o do diâmetro: ângulo inscrito de 90∘, o que reaparece na circunferência circunscrita ao triângulo retângulo e no gol de 2012.
Como a banca cobra: a figura garante, você julga
No PAS, a construção não é pedida; ela vem pronta na figura, e o item afirma que certo triângulo é retângulo, isósceles ou congruente a outro, ou que certo ponto é médio ou equidistante. O protocolo é sempre o mesmo: (1) redesenhe a figura e marque o que o texto garante (lados iguais por construção, ângulos de 45∘ numa diagonal de quadrado, pontos médios declarados, distâncias iguais a um centro); (2) procure os triângulos e pergunte que caso de congruência fecha; (3) traduza “equidistante” no lugar geométrico correspondente; (4) decida.
Azulejo de Athos Bulcão (PAS 2009, item 106). O azulejo é um quadrado de centro O; A é o ponto médio da semidiagonal OB e E é o ponto médio do lado BD. O item afirma que o triângulo ABE é retângulo isósceles. Liste o que a figura garante: a diagonal faz 45∘ com o lado, então ABE=45∘; se o lado mede 2a, a semidiagonal mede a2 e AB=a2/2; E no meio do lado dá BE=a. O pé da perpendicular de A sobre BD cai a a/2 de B (e, portanto, a a/2 de E), e A está a a/2 do lado: por Pitágoras, AE=a2/2=AB. Isósceles com ângulo da base de 45∘, o ângulo em A só pode ser 90∘. Gabarito C. A lição: numa figura de quadrado, a diagonal fornece 45∘ e o centro fornece pontos médios, e essas duas informações fecham LAL ou ALA em quase todo item.
Vela da caravela (PAS 2015, item 88). As velas são triângulos retângulos isósceles; se o maior lado da maior vela mede 202 m, os catetos medem 20 m, e a caravela, que contém a vela, passa de 20 m. Gabarito C. O item em si é de Pitágoras e fica naquela página; entra aqui só pelo gesto, que é o desta seção: a hipótese “retângulo isósceles” é o que a figura garante, e tudo sai dela.
Pentagrama (PAS 2005, item 97). No pentágono regular estrelado, as alturas dos triângulos DAC e ACE relativas a DC e AE são eixos de simetria do pentágono e cruzam-se no centro. O item afirmava que esse ponto é o ponto médio das alturas. O centro está a R do vértice e a Rcos36∘≈0,81R do lado oposto: a altura vale 1,81R e o centro a divide em 55% e 45%, não ao meio. Gabarito E. A figura garante o centro comum, não a metade.
Pontos de Lagrange (PAS 2024, itens 94 e 95).L4 é equidistante do Sol e da Terra e forma com eles um triângulo equilátero; o item 95 afirmava que L1, L3 e L4 formam um triângulo retângulo, o que a figura não garante. Ler a figura é listar o que ela dá e recusar o que ela não dá.
Losango nos pontos médios (PAS 2013, item 73). Um losango com vértices nos pontos médios dos lados de um retângulo 16×12 tem lado 10 (metade da diagonal do retângulo, por Pitágoras em 8 e 6): perímetro 40, contra 56 do retângulo, que é 40% maior. Gabarito C. Pontos médios e lado igual à metade da diagonal: é o quadrilátero de Varignon, sempre um paralelogramo, e losango quando o quadrilátero de partida é um retângulo.
Os erros que a banca planta
Mediatriz × mediana; bissetriz × altura. Quatro retas distintas por lado, que só coincidem no isósceles (para a base) e no equilátero.
“Passa pelo ponto médio, logo é a mediatriz.” Falta a perpendicularidade.
Ortocentro ou circuncentro “sempre dentro”. Só no acutângulo.
Circuncentro equidistante dos lados; incentro dos vértices. É o contrário.
AAA garante congruência. Garante semelhança. LLA (ângulo não compreendido) também não garante em geral; só fecha com ângulo reto ou obtuso, ou quando o lado oposto ao ângulo dado é o maior.
Abertura do compasso menor ou igual à metade na mediatriz: os arcos não se cruzam (ou se tocam num só ponto).
Medir com a régua para “provar”. Medir confere o traçado; a prova é a congruência.
Baricentro no meio da mediana. Está a 2/3 do vértice.
Dois pontos, uma mediatriz; três pontos colineares, torre nenhuma. Se as três cidades estão alinhadas, as mediatrizes são paralelas e não há ponto equidistante das três.
O essencial em meia página
Régua sem marcas e compasso fazem três coisas: reta por dois pontos, circunferência de centro e raio dados, interseções. O compasso garante distâncias iguais sem medir; construir é demonstrar.
Congruência: LLL, LAL, ALA, LAAₒ. AAA dá semelhança; LLA é ambíguo. Toda construção se justifica por um caso.
Mediatriz de AB: arcos de mesmo raio (> metade) em A e B; LLL em APQ e BPQ dá ponto médio e 90∘. Bissetriz: arco no vértice, arcos nos pés, LLL. Transporte de ângulo: LLL. Perpendicular por P: P na mediatriz de dois pontos da reta. Paralela: transporte de ângulo ou losango. Divisão em n partes: Tales.
Lugares geométricos: distância a um ponto → circunferência; equidistante de dois pontos → mediatriz; equidistante de duas retas → bissetrizes; distância a uma reta → duas paralelas. Duas condições → interseção.
Pontos notáveis: circuncentro (mediatrizes; vértices; circunscrita; fora no obtusângulo, meio da hipotenusa no retângulo), incentro (bissetrizes; lados; inscrita; sempre dentro), baricentro (medianas; 2:1; sempre dentro), ortocentro (alturas; fora no obtusângulo, no vértice reto no retângulo). Equilátero: coincidem. Isósceles: alinhados.
Triângulo retângulo: R=c/2; r=(a+b−c)/2. Ângulo inscrito num diâmetro =90∘.
Regulares: hexágono (lado = raio, seis passos), equilátero (dois arcos), quadrado (perpendicular + dois arcos).
Na prova: marque o que a figura garante, feche um caso de congruência ou um lugar geométrico, e recuse o que a figura não dá.
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.
Geometria - Construção da mediatriz e da bissetriz com régua e compasso - Aula 24
Portal da Matemática OBMEP · 15:16
Introdução. O professor Marcos Paulo (Portal da Matemática, IMPA/OBMEP) desenha a mediatriz de um segmento e a bissetriz de um ângulo usando só régua não graduada e compasso, e fundamenta cada traçado nos casos de congruência de triângulos: são as seções “Mediatriz: o meio e o ângulo reto de uma só vez” e “Bissetriz e transporte de ângulo: LLL disfarçado” feitas no quadro, passo a passo, com os arcos visíveis.
CASOS DE CONGRUÊNCIA DE TRIÂNGULOS
Gis com Giz · 35:42
Mecanismo. Os quatro casos de congruência (LLL, LAL, ALA e LAAo) apresentados um a um, com figuras marcadas e exercícios de identificar qual caso fecha: é a seção “Congruência de triângulos: a linguagem que justifica cada traçado” em ritmo de aula. Assista antes de tentar justificar sozinho a mediatriz e o transporte de ângulo, e repare que AAA não aparece na lista.
Baricentro, Incentro, Circuncentro e Ortocentro | Prof. Fernão
Amo Matemática by Fernão Eberlin · 11:57
Aprofundamento. Os quatro pontos notáveis apresentados como encontro das medianas, das bissetrizes internas, das mediatrizes e das alturas, com a propriedade de cada um (razão 2 : 1, circunferência inscrita, circunscrita): é a tabela da seção “Pontos notáveis do triângulo: quatro interseções, quatro posições” explicada com desenhos, para fixar quem é equidistante dos vértices e quem é equidistante dos lados.
Matemática - Aula 43 - Mediatriz e bissetriz como lugares geométricos: construção e problemas.
centrodemidias · 30:44
Aplicação. Aula do Centro de Mídias de Educação do Amazonas (Seduc-AM) que constrói mediatriz e bissetriz e depois as usa como lugares geométricos em problemas de localização de pontos equidistantes: é a seção “Lugar geométrico: quando ‘equidistante’ vira uma reta” aplicada a situações concretas, o treino que precede os itens da torre, da estação do ENEM 2005 e do hospital do ENEM 2024.
Dois arcos de mesmo raio e uma reta pelos cruzamentos: a mediatriz nasce sem medir nada. Os triângulos que os arcos formam têm três lados iguais (LLL), e daí saem o ponto médio e o ângulo reto.Mediatriz com régua e compasso: arcos de mesmo raio centrados em A e B cruzam-se em P e Q. Os triângulos APQ e BPQ têm três lados iguais (LLL), e daí saem o ponto médio e o ângulo reto. A construção não desenha: demonstra. Diagrama autoral.Bissetriz: OA=OB (mesmo arco), AP=BP (arcos de mesmo raio) e OP comum. Os triângulos OAP e OBP são congruentes por LLL, e os ângulos em O saem iguais. Diagrama autoral.Perpendicular por um ponto (à esquerda): PA=PB põe P na mediatriz de AB. Paralela por um ponto pelo método do losango (à direita): quatro lados iguais a AP, logo PQ∥r. Diagrama autoral.Os quatro lugares geométricos: circunferência (distância a um ponto), mediatriz (equidistância de dois pontos), par de bissetrizes (equidistância de duas retas concorrentes) e par de paralelas (distância a uma reta). Um problema de “ponto equidistante” é a interseção de dois deles. Diagrama autoral.Circuncentro (acima) e ortocentro (abaixo) nos três tipos de triângulo. Só o incentro e o baricentro têm garantia de ficar dentro; circuncentro e ortocentro saem do triângulo quando ele é obtusângulo. Diagrama autoral.Inscrita e circunscrita no triângulo retângulo 6-8-10: R=c/2=5 e r=(a+b−c)/2=2. No equilátero, os centros coincidem e R=2r, porque o centro é também o baricentro e divide a altura em 2:1. Diagrama autoral.Hexágono (o lado é o raio: seis passos de compasso), triângulo equilátero (dois arcos de raio AB) e quadrado (perpendicular mais dois arcos). Todos saem da mediatriz e da circunferência. Diagrama autoral.A tábua de 40 cm e o compasso aberto em 25 cm: os arcos se cruzam a 15 cm de cada lado e o risco corta a tábua exatamente aos 20 cm, em ângulo reto. O marceneiro não mediu; construiu.Com o compasso na abertura do raio, seis passos fecham a volta: o lado do hexágono regular é igual ao raio, porque cada triângulo central é equilátero. A rosácea dos vitrais góticos é essa construção repetida.Equidistante de três vilarejos: a torre está na interseção das mediatrizes dos segmentos que os ligam, o circuncentro do triângulo. Se os três estivessem alinhados, as mediatrizes seriam paralelas e não haveria ponto nenhum.Num azulejo quadrado, a diagonal garante 45° e o centro garante pontos médios: os quatro triângulos são congruentes, retângulos e isósceles. Foi o que o PAS 2009 pediu para julgar no azulejo de Athos Bulcão.No pentagrama pitagórico, as alturas dos triângulos formados pelas diagonais são eixos de simetria e cruzam-se no centro do pentágono, que não é o ponto médio dessas alturas: item 97 do PAS 2005, gabarito Errado.Corda de comprimento fixo é um compasso de campo: dois arcos de raio igual ao lado, a partir das duas primeiras estacas, marcam o terceiro vértice do triângulo equilátero. Três lados iguais (LLL) garantem os três ângulos de 60° sem transferidor.Três posições à mesma distância do meio do gol estão sobre a circunferência de diâmetro igual à boca do gol: os três ângulos de chute valem 90°. O item 30 do PAS 2012 perguntava qual posição era melhor; as três eram equivalentes.
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 · 'Régua e compasso: o que uma construção garante' (tábua do marceneiro, mediatriz por LLL, casos LAL/ALA/LLL, AAA não garante congruência, 'Na prova' com azulejo e caravela, checagem AAA); tabela 'O que cai' (linha 'Ângulos, paralelas e congruência (E02)', 8 itens, última 2025, formatos A e C) e 'Até onde vai' (objetivo PAS1 MAT: geometria com régua e compasso, paralelismo, congruência); box 'Como a banca cobra este capítulo' (histórico 2009/106, 2012/30, 2015/73 e 88, 2018/83, 2024/48); 'Síntese' (Construção e congruência)
Recorte por assunto: construções, lugares geométricos, pontos notáveis e circunferências inscrita e circunscrita. Ângulos de paralelas e polígonos ficam em angulos-e-poligonos; Tales entra só como ferramenta de divisão de segmento; Pitágoras e trigonometria só como ferramenta de conferência; áreas em areas-de-figuras-planas; ladrilhamento em angulos-e-poligonos.
Cadernos e gabaritos oficiais do PAS/UnB (Cebraspe) · PAS 1 2005 (item 97, pentagrama pitagórico), 2012 (item 30, tipo C, ângulos de chute), PAS 3 2014 (item 97, antenas e reta DF). Reusados por GUID: PAS 1 2009/106 (azulejo, página teorema-de-tales-e-semelhanca), 2013/73 (losango, página teorema-de-pitagoras), 2024/48 (torres paralelas) e 2024/95 (pontos de Lagrange), PAS 2 2018/83 (pás da turbina), todos da página angulos-e-poligonos
Itens reproduzidos verbatim; gabaritos conferidos em utils/material/PAS/pesquisa/classificacao/AAAA.json e classificacao-pas3/2014.json e nos arquivos AAAA-PASn-GAB.txt (2005/97 E; 2012/30 D; 2014 PAS 3/97 E). Figuras impressas descritas de forma neutra e completa no texto de suporte.
Cadernos oficiais do PAS/UnB em PDF (figuras lidas na página impressa) · 2005-PAS1-Prova.pdf, página 13 (pentagrama com vértices A, B, C, D, E e pontos internos A1, B1, C1, D1, E1; item 97); 2012-PAS1-Prova.pdf, página 7 (traves E e F, ponto D no meio, posições I, II e III a 3,66 m de D; item 30); 2014-PAS3-Prova.pdf, página 15 (Figura II: antenas A(−10, 2), B(−8, −3), C(5, 4), D(8, 6), E(8, −2), F(12, −5); item 97)
Figuras que a extração em texto não reproduz; coordenadas e posições lidas na página renderizada e descritas no texto de suporte das questões correspondentes.