SOLUÇÃO DAS ATIVIDADES COM POLIMINÓS

SOLUÇÃO DAS ATIVIDADES COM POLIMINÓS
1. Construção de dominó e triminós.
monominó
dominó
triminós
2. Recobrimento de um tabuleiro de xadrez com dominós.
No tabuleiro de xadrez depois de retirar os dois cantos de cor preto, restaram
30 casas pretas e 32 casas brancas. Como todos os dominós são pintados metade
branca e metade preto então não é possível cobrir com eles o tabuleiro onde
agora existem duas casas brancas a mais.
3. Formação de quadrados com cópias congruentes de cada triminó.
I
II
I. Quadrado 3x3 formado por 3 triminó I.
II. Quadrado 6x6 formado por 12 triminó L.
4. Formação de quadrados com o menor número possível de triminó L e um monominó.
I
II
I. Quadrado 2x2 formado por um triminó L e um monominó.
II. Quadrado 4x4 formado por cinco triminó L e 1 monominó.
5. Formação de quadrados com os triminós I e L.
I
II
I. Quadrado formado com onze triminó L e um triminó I.
II. Quadrado formado com dez triminó L e dois triminó I.
6. i. Construção de polígono não convexo com cópias congruentes do triminó L.
ii. Formação de polígonos não convexos com cópias dos triminós I e L.
7. Formação de retângulos com o menor número possível de triminó I ou de triminó L, indicando as
dimensões dos quadriláteros.
Retângulos com triminó I:
1x3
2x3
3x4
Retângulos com triminó L:
2x3
3x4
8. Formação de um retângulo semelhante ao triminó I com o menor número possível de triminó L.
Retângulo R formado com quatro triminó L.
A razão de semelhança entre R e o triminó I é
k = 2.
9. Construção de uma figura semelhante ao triminó L com o menor número possível de triminó I.
Polígono S formado com nove triminó L.
A razão de semelhança entre S e o triminó L é
k = 3.
10. Construção de uma figura semelhante ao triminó L com o menor número possível de triminó I e
triminó L.
Duas soluções:
I
I. Triminó L formado por um triminó I e três triminós L.
II. Triminó L formado por três triminó I e um triminó L.
11. Representação dos tetraminós.
II
12. Classificação dos tetraminós pelo número de lados e pelo número de vértices.
Tetraminó
Letra de apresentação
Q
T
I
N
L
Lados
4
8
4
8
6
Vértices
4
8
4
8
6
13. Classificação dos tetraminós pela convexidade.
Polígonos convexos:
Polígonos não convexos:
14. Formação de polígonos não convexos.
i. Construção de polígonos não convexos com quatro tetraminós congruentes.
ii. Construção de polígonos não convexos usando todos os tetraminós.
15. i. Formação de quadrados 4x4 com o menor número possível de cópias de cada tetraminó.
ii. Com cópias do tetraminó N não é possível construir quadrado.
16. Construção de quadrados 4x4 com cópias de dois ou mais tipos diferentes de tetraminós.
1L, 1N e 2T
1I, 2L e 1Q
1I, 2L e 1N
2L e 2Q
17. Verificação da veracidade das afirmações:
i. Falso. O tetraminó Q tem perímetro P = 8u, todos os outros tetraminós têm perímetro
P = 10u.
ii. Verdadeira. Todos os tetraminós têm área A = 4 𝑢2 .
Conclusão: os tetraminós não são figuras isoperimétricas e eles são figuras equivalentes, isto é,
figuras planas que têm a mesma área.
18. Construção de polígonos com cópias do tetraminó L e cálculo do perímetro P de cada figura.
P = 22u
P = 24u
19. i. Exemplos de diferentes figuras poligonais utilizando quatro tetraminós congruentes.
P = 20u
P = 20u
P = 20u
P = 20u
P = 20u
P = 20u
ii. Das figuras de (i) o quadrado tem o perímetro P mínimo, P = 16u.
P = 16u
P = 16u
P = 20u
20. Simetrias dos tetraminós:
i. Simetria axial.
Os tetraminós L e N não possuem simetria axial.
ii. Simetria central.
Somente os tetraminós I, N e Q possuem simetria central.
iii. Simetria rotacional.
O tetraminó Q tem simetria rotacional de ordem 4.
O tetraminó I possui simetria rotacional de ordem 2.
Os tetraminós I, L e N não possuem simetria rotacional.
Observação. O tetraminó L não possui simetrias axial, central ou rotacional.
21. Representação de retângulos utilizando o menor número possível de tetraminós em cada
construção.
I
II
IV
V
III
VI
VII
IX
VIII
X
I. Retângulo 2x4, formado por dois L.
II. Retângulo 4x5, formado por um I, um L, um N e dois T.
III. Retângulo 4x6, formado por seis L.
IV. Retângulo 4x6, formado por dois L, dois N e dois T.
V. Retângulo 4x6, formado por um I, dois L, um N e dois Q.
VI. Retângulo 4x6, formado por dois N e quatro T.
VII. Retângulo 3X8, formado por seis L.
VIII. Retângulo 3x8, formado por um I, dois L, dois N e um Q.
IX. Retângulo 4x8, formado por oito T.
X. Retângulo 5x8, formado por dez L.
XI. Retângulo 6x8, formado por doze L.
XI
22. Determinação da semelhança dos retângulos da Atividade 21.
Os retângulos I e IX são semelhantes, com razão de semelhança k = 2.
23. i. Construção de figuras com a forma de tetraminós.
I
II
V
III
VI
IV
VII
I. Figura com forma do tetraminó I formada por quatro I.
II. Figura com forma do tetraminó I formada por quatro L.
III. Figura com forma do tetraminó L formada por quatro Q.
IV. Figura com forma do tetraminó L formada por quatro L.
V. Figura com forma do tetraminó N formada por quatro L.
VI. Figura com forma do tetraminó T formada por quatro L.
VII. Figura com forma do tetraminó Q formada por quatro Q.
As figuras I e II são semelhantes ao tetraminó I com razão de semelhança k = 2.
As figuras III e IV são semelhantes ao tetraminó L com razão de semelhança k = 2.
As figuras V, VI e VII são semelhantes aos tetraminós N, T e Q, respectivamente, com razão de
semelhança k = 2.
24. i. Construção de uma figura (I) em forma de T com dezesseis tetraminó T.
I
ii. Comparação da figura I com as figuras II e III; determinação das possíveis semelhanças.
II
III
As figuras (I), (II) e (III) são semelhantes com as seguintes razões de semelhança k:
Figuras (I) e (III): k = 2.
Figuras (III) e (II): k = 2.
Figuras (I) e (II): k = 4.
25. i. Formação dos pentaminós. Um exemplo de construção:
- Cinco quadrados alinhados
- Quatro quadrados alinhados e o quinto quadrado é colocado nas duas únicas posições possíveis.
- Três quadrados alinhados, o quarto quadrado fixo aderido ao central e o quinto quadrado ocupa as
diferentes posições relativas possíveis.
- Três quadrados alinhados, o quarto quadrado fixo aderido a um dos terminais e o quinto quadrado
ocupa as diferentes posições relativas possíveis.
- Com dois quadrados alinhados somente existe
uma configuração possível.
ii. Representação e identificação dos Pentaminós.
F
U
I
V
L
W
N
X
P
Y
T
26. Classificação dos pentaminós pelo número de lados e pelo número de vértices.
Pentaminós
F
I
L
N
P
T
U
V
W
X
Y
Z
Lados
10
4
6
8
6
8
8
6
10
12
8
8
Vértices
10
4
6
8
6
8
8
6
10
12
8
8
27. Construção de polígonos não convexos com 2, com 3, com 4, ..., com todos os 12 pentaminós.
28. i. A quantidade máxima de pentaminós de diferente tipo com os quais é possível formar um
quadrado é cinco pentaminós.
ii. O perímetro P do quadrado 5x5 é P = 20u.
29. Formação de quadrados com lados medindo cinco unidades, 5u, chamamos de quadrados 5x5.
30. O conjunto dos 12 pentaminós soma 60 quadrados unitários, 60u², não forma quadrado.
Para formar um quadrado temos que acrescentar 4u², para obter uma superfície com 64u² de área.
31. i. Formação de quadrados com os 12 pentaminós e com o tetraminó Q no centro do quadrado.
ii. Formação de quadrados com os 12 pentaminós e com o tetraminó Q em diferentes posições no
quadrado, exceto no centro.
32. Formação de quadrados com 12 pentaminós e com quatro monominós colocados em diferentes
posições no quadrado.
33. Separação dos doze pentaminós em dois conjuntos com seis peças cada um e representação de
um retângulo 6x5 com cada conjunto de peças.
34. Exemplos de construção de retângulos com pentaminós, com variação das peças que formam
cada quadrilátero.
I
II
III
IV
V
VI
VIII
VII
IX
X
.
XI
XII
Dimensões dos retângulos. I: 5x3. II: 12x3. III: 10x3. IV: 15x3. V: 5x4. VI: 6x4. VII: 10x4.
VIII: 6x5. IX: 7x5. X: 8x5. XI: 9x5. XII: 11x5.
35. Construção de retângulos usando todos os 12 pentaminós.
I
II
III
IV
Dimensões dos retângulos. I: 10x6. II: 12x5. III: 15x4.
IV: 20x3.
36. Construção de um retângulo de dimensões 5x13 com todos os doze pentaminós e com uma
cópia extra da peça Z no centro.
37. Separação dos doze pentaminós em dois conjuntos e representação de um retângulo com as
peças de cada conjunto.
i. Os pentaminós são separados em um conjunto de três peças e outro conjunto com as nove
peças restantes.
Formação dos retângulos: o primeiro é 5x3 e o segundo é um retângulo 9x5.
ii. Os pentaminós são separados em um conjunto de quatro peças e outro conjunto com oito peças.
Formação dos retângulos: o primeiro é 5x4 e o segundo é um retângulo 10x4.
38. Separação dos pentaminós em três conjuntos de quatro peças cada um e representação de um
par de figuras congruentes com os pentaminós de cada conjunto.
Exemplo 1:
Exemplo 2:
39. Separação dos pentaminós em três conjuntos de quatro peças cada um. Construção de um
retângulo 3x7 com cada conjunto de quatro pentaminós e um monominó.
40. Separação dos doze pentaminós em três conjuntos de quatro peças cada um. Representação de
três figuras congruentes construídas com os três conjuntos diferentes de pentaminós.
41. Exemplos de representação de pares de figuras congruentes construídas com dois conjuntos
diferentes de seis pentaminós.
Exemplo 1:
Exemplo 2:
Exemplo 3:
42. Verificação que a menor região no tabuleiro de xadrez onde encaixe cada uma das doze peças
do pentaminó tomadas uma de cada vez, está formada por nove quadrados unitários.
Dois exemplos dessas regiões:
43. Simetrias dos pentaminós.
i. Simetria axial.
Os pentaminós F, L, N, P, Y e Z não possuem simetria axial.
ii. Simetria central.
Somente os pentaminós I, X e Z possuem simetria central, o centro de simetria dos polígonos é o
ponto de interseção das diagonais ou o ponto de interseção das diagonais internas no caso dos
polígonos não convexos.
iii. Simetria rotacional.
O pentaminó I possui simetria rotacional de ordem 2.
O pentaminó X tem simetria rotacional de ordem 4.
O pentaminó Z possui simetria rotacional de ordem 2.
Os pentaminós F, L, N, P, T, U, V, W e Y não possuem simetria rotacional.
44. Exemplos de construção de diferentes figuras planas com todos os pentaminós e determinação
de todas as simetrias que possui cada uma dessas figuras.
I
III
II
IV
V
VI
VII
VIII
IX
45. Determinação de todas as simetrias que possui cada uma das figuras planas da Atividade 44.
- Simetria axial:
- Simetria central: as três figuras têm simetria central. O centro de simetria é o centro do buraco
central de cada figura.
- Simetria rotacional: As figuras (IV), (VII) e (IX) têm simetria rotacional de ordem 2.
As figuras (II) e (VI) têm simetria rotacional de ordem 4.
8
46. A razão de semelhança entre os quadrados da Atividade 29 e da Atividade 31 é k = .
5
47. Dentre as figuras das Atividades 34, 35, 36 e 37, somente são semelhantes os seguintes
retângulos: (I) da Atividade 34 e (I) da Atividade 35. A razão de semelhança é k = 2.
48. Exemplos de construção de uma figura com dois pentaminós e com oito pentaminós, escolhidos
entre as peças restantes, formação de uma figura com a mesma forma que a primeira.
Exemplo 1:
Exemplo 2:
Exemplo 3:
49. Separação dos pentaminós em três conjuntos, dois conjuntos de duas peças e as peças restantes
no terceiro conjunto. Com os conjuntos de dois pentaminós, formação das figuras congruentes (I) e
(II). Com as peças do terceiro conjunto, formação da figura (III) com a mesma forma das figuras (I)
e (II).
I
II
III
50. Duplicação dos Pentaminós
i. Seleção de um pentaminó e com outras quatro peças montagem de uma figura semelhante à
peça escolhida. O pentaminó original não é uma das quatro peças.
ii. Os dois únicos pentaminós que não podem ser duplicados são os pentaminós V e X.
51. Triplicação dos pentaminós.
Seleção de um pentaminó e com outras nove peças montagem de uma figura semelhante à peça
escolhida. O pentaminó original não é uma das nove peças.
Esta triplicação pode ser realizada para cada um dos doze pentaminós.
52. Construção de retângulos com área:
(I) A = 45 𝑢2 ;
(II) A = 55 𝑢2 .
I
II
53. i. Com todos os pentaminós, construção de uma figura da mesma forma que o pentaminó P.
ii. A figura representada acima não é semelhante ao pentaminó P.
54. Exemplos de construção de uma cerca com forma arbitrária em volta do maior campo poligonal
possível, com seis pentaminós diferentes. Em cada caso, cálculo da área A da superfície poligonal
cercada pelas seis peças, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Exemplo 1.
Área: A = 20u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 22u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 36u
Exemplo 2.
Área: A = 17u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 22u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 38u
55. Construção de uma cerca com forma arbitrária em volta do maior campo poligonal possível,
com oitos pentaminós diferentes. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas oito
peças. Também, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Área: A = 53u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 32u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 48u
56. Construção de uma cerca com forma arbitrária em volta do maior campo poligonal possível,
com noves pentaminós diferentes. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas nove
peças. Também cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Área: A = 57u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 34u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 54u
57. Construção de uma cerca com forma arbitrária em volta do maior campo poligonal possível,
com os doze pentaminós. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas doze peças.
Também cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Exemplo 1.
Área: A = 128u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 52u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 66u
Exemplo 2.
Área: A = 128u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 52u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 66u
Exemplo 3.
Área: A = 127u²
Perímetro interno: 𝑃𝑖 = 52u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 66u
58. Construção de uma cerca em volta do maior campo retangular possível, com as doze
pentaminós. Cálculo da área A da superfície retangular cercada pelas doze peças. Também cálculo
do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Exemplo 1. A superfície cercada é um
quadrado.
Área: A = 81u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 36u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 72u
Exemplo 1. A superfície cercada é um
retângulos.
Área: A = 90u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 38u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 68u
59. Construção de uma cerca retangular em volta do maior campo com forma poligonal possível,
com os doze pentaminós. Cálculo da área A da superfície poligonal cercada pelas doze peças.
Também, cálculo do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Exemplo 1.
Área: A = 51u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 46u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 42u
Exemplo 2.
Área: A = 50u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 46u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 42u
60. Construção de uma cerca retangular em volta do maior campo retangular possível, com os doze
pentaminós. Cálculo da área A da superfície retangular cercada pelas doze peças. Também, cálculo
do perímetro interno 𝑃𝑖 e do perímetro externo 𝑃𝑒 da cerca.
Área: A = 28u²
Perímetro interno:
𝑃𝑖 = 22u
Perímetro externo: 𝑃𝑒 = 38u
61. Construção de superfícies poligonais com todos os pentaminós. Cálculo da área A e do
perímetro P de cada uma dessas superficies’.
Exemplo 1.
Área: A = 89u²
Perímetro: P = 60u
Exemplo 2.
Área: A = 89u²
Perímetro: P = 44u
62. Material: Pentaminós.
i. Seccione cada um dois pentaminós em quatro partes congruentes.
ii. Determine quais são os três pentaminós que não podem ser seccionados em quatro partes
congruentes.
63. Construção de frisos no plano, formados com cópias congruentes de um triminó.
64. Formação de diferentes frisos no plano, formados com cópias congruentes de um tetraminó.
65. Construção de diferentes frisos no plano, formados com cópias congruentes de um pentaminó.
:
66. Material: Pentaminós.
Construa diferentes frisos no plano, cada um deles formado com cópias congruentes de dois ou mais
pentaminós.
67. Exemplos de representação de diferentes pavimentações do plano, cada uma delas formada com
cópias congruentes de um triminó.
68. Exemplos de construção de mosaicos no plano, formados com cópias congruentes de um tetraminó.
69. Exemplos de construções de pavimentações do plano formadas com cópias de dois ou mais tetraminós.
70. Exemplo de construção de pavimentação do plano formada com os cinco tetraminós.
71. Exemplos de construção de pavimentações monoédricas do plano com cada um dos pentaminós.
72. Com os seguintes pentaminós é possível formar uma caixa cúbica sem tampa.
Não é possível formar caixa cúbica sem tampa com os pentaminós: I, P, U, V.
73. i. Formação dos hexaminós. Um exemplo de construção:
- Seis quadrados alinhados
- Cinco quadrados alinhados e o sexto quadrado é colocado em todas as posições possíveis.
- Quatro quadrados alinhados e os outros dois em todas as posições a um mesmo lado dos quatro.
- Quatro quadrados alinhados e os outros dois um a cada lado dos quatro em todas as posições
- Três quadrados alinhados e os três restantes a um mesmo lado dos três em todas as posições.
- Três quadrados alinhados e os outros, dois a um lado dos três e um do outro, em todas as posições.
- Dois quadrados alinhados.
ii. Representação do conjunto dos Hexaminós.
74. Análise da convexidade dos Hexaminós.
Somente dois hexaminós são polígonos convexos:
Os 33 hexaminós restantes são polígonos não convexos.
75. Simetrias dos hexaminós.
i. Simetria axial.
- Hexaminós com um eixo de simetria:
- Hexaminó com dois eixos de simetria:
- Os hexaminós restantes não possuem simetria axial.
ii. Simetria central.
- Hexaminós com centro de simetria:
O centro de simetria dos polígonos, representado com um ponto colorido, é o ponto de interseção
das diagonais ou o ponto de interseção das diagonais internas no caso dos polígonos não convexos.
iii. Simetria rotacional.
- Hexaminós com simetria rotacional de ordem 2:
- Os hexaminós restantes não possuem simetria rotacional.
76. Calcule, em unidades de comprimento u, o maior e o menor perímetro dos hexaminós.
- O maior perímetro P dos hexaminós é
P = 14u.
- O menor perímetro dos hexaminós é
P = 10u.
77. Formação de cubo com hexaminós.
Com cada um dos seguintes hexaminós pode ser formado um cubo. Para construir o cubo efetuar
dobras pelos lados dos quadrados que são comuns a dois desses polígonos.