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EXPLORAÇÃO DINÂMICA DO TEOREMA DE VARIGNON · CONSTRUÇÃO PASSO-A-PASSO DE UM QUADRÂNGULO BICÊNTRICO
 

O matemático francês Pierre Varignon (1654-1722) concluiu que a figura definida pelos pontos médios de qualquer quadrângulo é sempre um paralelogramo, de lados paralelos às suas diagonais. A área do paralelogramo corresponde sempre a metade da área do quadrângulo.

As construções dinâmicas seguintes, realizadas com o programa de geometria dinâmica C.a.R.Metal, pretendem demonstrar este teorema. Pode parar a animação clicando no desenho e, seleccionando a ferramenta mover, movimentar alguns dos elementos desenhados.

Se seleccionar a ferramenta de animação, pode verificar as várias configurações do paralelogramo de Varignon:

- se [ABCD] for cíclico (isto é, de vértices concíclicos e inscritível numa circunferência), selecionando o vértice D e clicando duas vezes na circunferência que contém o ponto M1;

- se [ABCD] não for cíclico, selecionando o vértice D e clicando duas vezes na circunferência que contém M2 (o raio desta circunferência pode ser alterado movimentando M2);

- se [ABCD] for reentrante (quando uma das diagonais está no interior do quadrângulo e a outra no exterior);

- se [ABCD] for cruzado (quando as duas diagonais estão no exterior da figura).

 

As construções seguintes comprovam a validade do teorema para diferentes configurações de quadrângulos:

- Se [ABCD] for um deltóide ou papagaio (quadrângulo convexo de diagonais perpendiculares, com pares de lados adjacentes iguais. Uma das diagonais divide o papagaio em dois triângulos isósceles, enquanto a outra diagonal o divide em dois triângulos congruentes. Os ângulos entre os lados de dimensão diferente são iguais):

 

- Se [ABCD] for um deltoide ou papagaio cíclico (quadrângulo convexo de diagonais perpendiculares, com pares de lados adjacentes iguais e de vértices concíclicos)

 

- Se [ABCD] for um quadrângulo tangencial (no qual se inscreve uma circunferência tangente a todos os seus lados):

 

- Se [KLMN] for um quadrângulo bicêntrico (simultaneamente cícilico e tangencial):

CONSTRUÇÃO PASSO-A-PASSO DE UM QUADRÂNGULO BICÊNTRICO

Para a construção de um quadrângulo bicêntrico [KLMN], simultaneamente circunscritível e inscritível, devemos desenhar um quadrângulo [ABCD] de diagonais perpendiculares. A construção dinâmica seguinte, realizada com o GeoGebra, exemplifica a construção passo-a-passo de um quadrângulo bicêntrico, cuja sequência pode ser controlada através da barra de navegação situada abaixo da construção.

 

Note-se que:

- LM2, MM3, NM4 e KM1 são as bissectrizes dos ângulos de vértice em L, M, N e K, respectivamente;

- P é o ponto situado a igual distância dos lados de [KLMP], logo, o seu Incentro

- o circuncentro de [KLMP] coincide com a intersecção das diagonais de [ABCD].

Observe-se ainda que as quatro maltitudes de um quadrângulo só serão concorrentes se este for cíclico, chamando-se o seu ponto de intersecção Anticentro.

 

Fontes consultadas:

  • http://www.geometrias.blogspot.com
  • Coxeter, H.S.M. e Greitzer, S. L. Geometry revisited, The Mathematical Assoc. of America, 1967
  • Veloso, Eduardo Geometria: Temas actuais - Instituto de Inovação Educacional, 2000
  • King, James R. e Schattschneider, Doris (editores) “Geometria Dinâmica” (selecção de textos do livro “Geometry Turned On” by The Mathematical Association of America), Associação de Professores de Matemática, 2003