Um universo de conhecimento para cada etapa da vidaPortal global
29 min de leitura

Relações Métricas no Triângulo Retângulo: Fórmulas

Estude relações métricas do triângulo retângulo: catetos, hipotenusa, altura e projeções, demonstrações por semelhança, exemplos e exercícios comentados.

O que você vai aprender

  • Nomear catetos, hipotenusa, altura e projeções
  • Demonstrar as relações métricas a partir da semelhança
  • Resolver problemas de altura, catetos e segmentos projetados

Entenda o assunto

A altura relativa à hipotenusa divide um triângulo retângulo em dois triângulos menores semelhantes ao original. Nesta aula, os cálculos são acompanhados de justificativas geométricas e aplicações em situações concretas.

Considere o triângulo ABC retângulo em A, com hipotenusa BC=a e catetos AB=c e AC=b. Trace a altura AH=h até a hipotenusa, formando os segmentos BH=m e HC=n.

Triângulo retângulo 15, 20 e 25; altura 12 até a hipotenusa, que é dividida em projeções 9 e 16.

Quais são os elementos das relações métricas?

Considere o triângulo ABC retângulo em A, com hipotenusa BC=a e catetos AB=c e AC=b. Trace a altura AH=h até a hipotenusa, formando os segmentos BH=m e HC=n.

Os segmentos m e n são as projeções dos respectivos catetos na hipotenusa: m fica próximo de B e corresponde ao cateto AB=c; n fica próximo de C e corresponde ao cateto AC=b. Sempre m+n=a.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
a=m+n; AH=h; BH=m; HC=n

Por que surgem três triângulos semelhantes?

A altura AH é perpendicular à hipotenusa BC e cria dois novos triângulos retângulos: ABH e ACH. Eles têm ângulos agudos que coincidem com os de ABC, devido à complementaridade.

Pelo critério AA, ABC, ABH e ACH são semelhantes. Suas proporções explicam as relações métricas, e não apenas uma lista de fórmulas a decorar.

Relação entre cateto e sua projeção

Da semelhança entre ABC e ABH, obtemos c/a=m/c, logo c²=a·m. Analogamente, comparando ABC e ACH, resulta b²=a·n. Cada cateto se relaciona à projeção que fica do seu lado.

Com a=25, m=9 e n=16, calculamos c²=25×9=225, portanto c=15; já b²=25×16=400, portanto b=20. As medidas satisfazem 15²+20²=25².

RELAÇÃO MATEMÁTICA
c²=a·m; b²=a·n

Altura como média geométrica das projeções

A semelhança dos dois triângulos menores permite escrever h/m=n/h, de onde h²=m·n. Assim, a altura à hipotenusa é a média geométrica das duas projeções.

Se m=9 e n=16, então h²=9×16=144, e h=12. Como comprimentos são positivos, utilizamos a raiz quadrada não negativa.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
h²=m·n

Área deduz a relação entre altura e catetos

A área do mesmo triângulo pode ser calculada usando os catetos como base e altura: A=b·c/2. Também pode ser calculada com a hipotenusa a como base e altura AH=h: A=a·h/2.

Igualando as áreas obtemos b·c/2=a·h/2 e, portanto, b·c=a·h. No triângulo 15–20–25, h=(15×20)/25=12.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
b·c=a·h

O Teorema de Pitágoras aparece novamente

Somando as relações dos catetos temos b²+c²=a·n+a·m=a(m+n)=a². Portanto o Teorema de Pitágoras é coerente com a decomposição das projeções na hipotenusa.

Isso não dispensa verificar onde está o ângulo reto. As relações c²=a·m e b²=a·n são específicas do triângulo retângulo com altura relativa à hipotenusa, e não valem em triângulos quaisquer.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
b²+c²=a²

Exemplo completo com hipotenusa 25

Se a=25, m=9 e n=16, primeiro verificamos 9+16=25. Pela projeção do cateto c: c=√(25×9)=15. Pela projeção de b: b=√(25×16)=20.

A altura é h=√(9×16)=12. Podemos confirmar pela área: 15×20=25×12=300. Essa dupla verificação reduz erros de correspondência de letras.

RELAÇÃO MATEMÁTICA
a=25, c=15, b=20, h=12

Exemplo com hipotenusa 13

Se a=13 e a altura divide a hipotenusa em m=4 e n=9, calculamos h=√(4×9)=6. Os catetos têm quadrados c²=13×4=52 e b²=13×9=117.

Assim, os catetos medem 2√13 e 3√13. A forma exata em radicais é preferível a arredondamentos precoces, que podem causar diferenças ao conferir Pitágoras.

Como escolher a fórmula no problema?

Se o enunciado informa m e n, comece por a=m+n e h²=mn. Se informa hipotenusa e projeção de um cateto, use cateto²=hipotenusa×projeção correspondente.

Se conhece os dois catetos e a hipotenusa, a igualdade b·c=a·h encontra a altura diretamente. Faça um esquema com as letras posicionadas antes de substituir números.

Erros comuns e limites das relações métricas

Um erro frequente é associar o cateto c à projeção n, trocando as letras do desenho. Outro é usar a altura de outro vértice, quando as fórmulas requerem a altura relativa à hipotenusa.

As medidas precisam ser positivas e compatíveis com um triângulo retângulo. Se m+n não coincide com a, o conjunto de dados está inconsistente. A altura AH desenhada não é um quarto lado do triângulo original.

Passo a passo

  1. 01

    Desenhe o triângulo com ângulo reto e identifique a hipotenusa a.

  2. 02

    Marque o pé da altura H e as projeções m e n, conferindo m+n=a.

  3. 03

    Escolha h²=mn, c²=am, b²=an ou bc=ah conforme os dados.

  4. 04

    Resolva e confirme com Pitágoras ou com outra relação métrica.

FÓRMULA E RESUMO
a=m+n; c²=a·m; b²=a·n; h²=m·n; b·c=a·h

Exemplos resolvidos

Veja como aplicar o conceito a situações concretas.

EXEMPLO 1

Projeções 9 e 16 numa hipotenusa 25

No triângulo retângulo com BH=m=9, HC=n=16 e BC=a=25, a altura satisfaz h²=9×16=144; logo h=12 unidades.

EXEMPLO 2

Calcular o cateto junto da projeção 9

Se a=25 e m=9 é a projeção do cateto c=AB, então c²=a·m=25×9=225 e c=15 unidades.

EXEMPLO 3

Calcular o outro cateto

Se a=25 e n=16 corresponde ao cateto b=AC, então b²=25×16=400 e b=20 unidades.

EXEMPLO 4

Altura na hipotenusa dividida em 4 e 9

Se m=4 e n=9, então a=13 e h²=m·n=36, de modo que a altura relativa à hipotenusa mede 6 unidades.

EXEMPLO 5

Área permite achar h no triângulo 6–8–10

Se os catetos medem 6 e 8 e a hipotenusa mede 10, igualamos as áreas: (6×8)/2=(10×h)/2. Logo h=48/10=4,8 unidades.

EXEMPLO 6

Projeção de cateto 6 com hipotenusa 10

Se c=6 e a=10, a relação c²=a·m dá 36=10m; portanto m=3,6. A outra projeção é n=10−3,6=6,4.

EXEMPLO 7

Altura em um triângulo 3–4–5

A altura relativa à hipotenusa é h=(cateto×cateto)/hipotenusa=(3×4)/5=12/5=2,4. Isso concorda com a área 3×4/2=6.

O que vale lembrar

AGORA É COM VOCÊ

Hora de praticar

Escolha uma resposta para cada questão e confira a explicação.

QUESTÃO 01Uma alternativa correta

Hipotenusa 25 dividida em projeções m=9 e n=16. Quanto mede a altura h?

Alternativas da questão 1
Ver gabarito comentado

Resposta: B — 12. A altura na hipotenusa satisfaz h²=m·n=9×16=144. A raiz positiva dá h=12.

QUESTÃO 02Uma alternativa correta

Se a=25 e m=9 é a projeção do cateto c, quanto vale c?

Alternativas da questão 2
Ver gabarito comentado

Resposta: C — 15. A relação métrica do cateto c é c²=a·m=25×9=225, então c=√225=15.

QUESTÃO 03Uma alternativa correta

Se a=25 e n=16 é a projeção do cateto b, quanto vale b?

Alternativas da questão 3
Ver gabarito comentado

Resposta: D — 20. Usamos b²=a·n=25×16=400. Como b é comprimento, b=20.

QUESTÃO 04Uma alternativa correta

Se m=4 e n=9, quanto mede a altura h?

Alternativas da questão 4
Ver gabarito comentado

Resposta: A — 6. Pela altura relativa à hipotenusa, h²=m·n=4×9=36, e h=6.

QUESTÃO 05Uma alternativa correta

Num triângulo retângulo com catetos 6 e 8 e hipotenusa 10, quanto vale h?

Alternativas da questão 5
Ver gabarito comentado

Resposta: B — 4,8. A área calculada pelos catetos e pela hipotenusa é a mesma: 6×8=10h, logo h=48/10=4,8.

QUESTÃO 06Uma alternativa correta

Se o cateto c=6, a hipotenusa a=10 e c²=a·m, quanto vale m?

Alternativas da questão 6
Ver gabarito comentado

Resposta: A — 3,6. A projeção m é c²/a=36/10=3,6, e sua soma com n deve ser a=10.

QUESTÃO 07Uma alternativa correta

Se a=10 e m=3,6, quanto mede o cateto correspondente c?

Alternativas da questão 7
Ver gabarito comentado

Resposta: D — 6. Da relação c²=a·m, obtemos c²=10×3,6=36; portanto c=6.

QUESTÃO 08Uma alternativa correta

No triângulo retângulo 3–4–5, qual a altura à hipotenusa?

Alternativas da questão 8
Ver gabarito comentado

Resposta: C — 2,4. Usamos a área dos dois modos: 3×4=5h, então h=12/5=2,4.

QUESTÃO 09Uma alternativa correta

Se m=9 e n=16, quanto mede a hipotenusa a?

Alternativas da questão 9
Ver gabarito comentado

Resposta: A — 25. As projeções são segmentos da hipotenusa, então a=m+n=9+16=25.

QUESTÃO 10Uma alternativa correta

Qual igualdade conecta os catetos b,c e a hipotenusa a?

Alternativas da questão 10
Ver gabarito comentado

Resposta: A — b²+c²=a². O Teorema de Pitágoras para um triângulo retângulo é b²+c²=a²; também segue de b²=an e c²=am com m+n=a.

Perguntas frequentes: Relações Métricas no Triângulo Retângulo

Quais são as principais relações métricas no triângulo retângulo?

Com hipotenusa a, catetos b e c, altura h e projeções m e n: a=m+n, b²=an, c²=am, h²=mn e bc=ah.

Como calcular a altura relativa à hipotenusa?

Se conhece as projeções m e n, use h=√(mn). Se conhece os catetos b,c e a hipotenusa a, use h=bc/a.

O que são projeções dos catetos na hipotenusa?

São os dois segmentos m e n da hipotenusa determinados pelo pé da altura traçada a partir do ângulo reto.

Como saber qual projeção pertence a cada cateto?

O cateto AB=c corresponde a BH=m e o cateto AC=b corresponde a HC=n, considerando ABC retângulo em A e H sobre BC.

Qual a relação entre as fórmulas e Pitágoras?

Somando b²=an e c²=am, temos b²+c²=a(n+m)=a², porque m+n=a.

Essas relações servem para qualquer triângulo?

Não. As fórmulas apresentadas exigem um triângulo retângulo e a altura traçada do vértice do ângulo reto à hipotenusa.

Fontes e referências

Estas fontes ajudam a aprofundar os conceitos apresentados nesta aula. As explicações e os exemplos do UNVRST foram redigidos de forma independente.

Continue estudando