Geometria Espacial - Exercícios Programados da Aula 20:   Ângulos no espaço11 1 O conteúdo desta semana encontra-se no livro Geometria Básica - Volume 2.

Exercício 1.

Verifique se as afirmações abaixo são verdadeiras ou falsas. Ilustre com um exemplo as verdadeiras e com um contra-exemplo as falsas.

  1. a)
    ​

    Se duas retas são paralelas entre si e um plano é perpendicular a uma delas, então ele é perpendicular à outra reta.

  2. b)
    ​

    Se dois planos distintos são perpendiculares a uma reta, então eles são paralelos entre si.

  3. c)
    ​

    Se duas retas distintas são perpendiculares a uma reta do espaço, então elas são paralelas.

  4. d)
    ​

    Se duas retas distintas são perpendiculares a um plano, então elas são paralelas.


 

Exercício 2.

Seja α\alpha um plano e rr uma reta não perpendicular a α\alpha. Quantos planos contendo rr perpendiculares a α\alpha existem? Justifique sua resposta.


 

Exercício 3.

A figura a seguir representa um cubo de aresta 11. Mostre que as retas E⁢CEC e B⁢DBD são perpendiculares.

DDCCGGHHAABBFFEE

 

Definição 1.

Dados dois pontos AA e BB no espaço, o plano mediador do segmento A⁢BAB é o plano perpendicular ao segmento A⁢BAB que passa pelo ponto médio de A⁢BAB.

Exercício 4.

O plano mediador μA⁢B\mu_{AB} de um segmento A⁢BAB cumpre, no espaço, o papel que a mediatriz cumpre no plano no sentido de que ele é o conjunto dos pontos do espaço que estão a uma mesma distância dos extremos do segmento. Nesta questão você deverá justificar este fato.

  1. a)
    ​

    Considere um ponto PP do plano mediador do segmento A⁢BAB. Mostre que P⁢A=P⁢BPA=PB.

  2. b)
    ​

    Seja QQ um ponto do espaço tal que Q⁢A=Q⁢BQA=QB. Mostre que QQ pertence ao plano mediador do segmento A⁢BAB.

  3. c)
    ​

    Conclua dos itens a) e b) que o plano mediador μA⁢B\mu_{AB} do segmento A⁢BAB é o conjunto

    μA⁢B={X/X⁢A=X⁢B}.\mu_{AB}=\{X\;/\;XA=XB\}.
Exercício 5.

A figura representa um octaedro regular de vértices AA, BB, CC, DD, EE e FF. Um octaedro regular é um sólido geométrico que possui 8 faces, que são todas triângulos equiláteros. Mostre que os vértices AA, BB, CC e DD estão todos no mesmo plano e conclua que A⁢B⁢C⁢DABCD é um losango.

AABBCCDDEEFF
Exercício 6.

Mostre que a reta E⁢FEF é perpendicular ao plano A⁢B⁢CABC.


Exercício 7.

No cubo da figura os pontos MM, NN, OO, PP, QQ e RR são pontos médios das arestas A⁢BAB, B⁢FBF, F⁢GFG, G⁢HGH, H⁢DHD e D⁢ADA, respectivamente (veja a figura). Mostre que os pontos MM, NN, OO, PP, QQ e RR estão todos num mesmo plano.

DDCCGGHHPPQQMMNNAABBFFEEOORR