Geometria Espacial - EP da Aula 24 - Gabarito

Exercício 1.

Sobre as seções meridianas de um cilindro.

  1. a)

    Mostre que as seções meridianas de um cilindro são paralelogramos.

  2. b)

    Mostre que todo cilindro possui uma seção meridiana retangular.

Solução:

  1. a)

    A seção meridiana é a interseção do cilindro com um plano que contém seu eixo. Se este plano, digamos α\alpha contém o eixo do cilindro, então intersecta as bases do cilindro em diâmetros. Estes diâmetros são coplanares pois ambos estão em α\alpha, logo os diâmetros precisam ser paralelos pois estão contidos nos planos das bases, que são paralelos. Como o plano α\alpha contém o eixo do cilindro, ele intersecta a superfície lateral do cilindro em duas gerarizes pois elas são paralelas ao eixo e, portanto, paralelas entre si. Como os lados opostos deste quadrilátero são paralelos, o quadrilátero é um paralelogramo.

  2. b)

    Toda seção meridiana é determinada pelo eixo central do cilindro e por um diâmetro do círculo da base. Seus lados são um diâmetro de cada base e duas geratrizes do clindro que possuem extremidades nesses diâmetros. Como as geratrizes são paralelas ao eixo central do cilindro, a seção meridiana será um retângulo quando o eixo central e o diâmetro forem perpendiculares. Este é sempre o caso quando o cilndro é reto. Se o cilindro for oblíquo, sejam OO e OO^{\prime} os centros dos círculos das bases do cilindro, α\alpha o plano que contém OO e uma das bases do cilindro e O′′O^{\prime\prime} a projeção ortogonal de OO^{\prime} em α\alpha, rr a reta contida no plano α\alpha que é perpendicular a OO′′OO^{\prime\prime} e que passa em OO.

    Como O′′O^{\prime\prime} é a projeção ortogonal de OO^{\prime} em α\alpha, a reta OO′′O^{\prime}O^{\prime\prime} é perpendicular ao plano α\alpha, logo é perpendicular (ortogonal) a rr. Então rr é perpendicular ao plano OOO′′OO^{\prime}O^{\prime\prime} pois é perpendicular às retas concorrentes OO′′OO^{\prime\prime} e OO′′O^{\prime}O^{\prime\prime}. Como rr é perpendicular ao plano OOO′′OO^{\prime}O^{\prime\prime}, é perpendicular à reta OOOO^{\prime}. Portanto, o diâmetro do círculo da base de α\alpha que torna a seção meridiana um paralelogramo é aquele que está contido em rr.

Resolva os exercícios 7, 8, 14, 15 e 17 da aula 24 do módulo da disciplina. Solução: As soluções estão no gabarito do módulo, disponível na sala da disciplina.