Matemática Elementar - Circunferência

 

Seja ABC um triângulo equilátero de lado 1. Considere um círculo C'0 inscrito a ABC e, em seguida, construa um círculo C1 tangente a C'0, AB e BC e outro círculo C’1 também tangente a C'0, BC e AC. Continue construindo infinitos círculos C'n tangentes a C'n–1, AB e BC. Faça omesmo para os círculos C’n também tangentes a C’n–1, BC e AC. A seguir, a figura representa um exemplo com cinco círculos

 

A soma dos comprimentos de todos os infinitos círculos é:

Matemática Elementar Circunferência Seja ABC um triângulo equilátero de lado 1 Considere um círculo C0 inscrito a ABC e em seguida construa um círculo C1 tangen class=

Resposta :

Celio

StorClaudio, boa tarde.

 

O segmento que une [tex]C_0[/tex] ao ponto médio de BC é chamado de apótema e, num triângulo equilátero de lado [tex]l[/tex], é dado pela fórmula:

 

[tex]a=\frac{\sqrt3}6}l[/tex]

 

Como, no triângulo do problema, [tex]l=1[/tex], temos que: [tex]a=\frac{\sqrt3}6}[/tex]

 

Chamemos o segmento [tex]C_0C_1C_2...C_{\infty}[/tex] de [tex]R[/tex].

 

Então, por Pitágoras, temos:

 

[tex]R^2=a^2+(\frac12)^2 \Rightarrow R^2=\frac3{36}+\frac14=\frac{12}{36}=\frac13 \Rightarrow R=\frac{\sqrt3}3[/tex]

 

Chamemos o raio do círculo [tex]C_n[/tex] de [tex]r_{C_n}[/tex].

 

Portanto, temos que:

 

[tex]R=r_{C_0}+\sum_{n=1}^{\infty}2r_{C_n}=r_{C_0}+2\sum_{n=1}^{\infty}r_{C_n}=\frac{\sqrt3}3[/tex]

 

Como [tex]r_{C_0}=a=\frac{\sqrt3}{6} \Rightarrow 2\sum_{n=1}^{\infty}r_{C_n} = \frac{\sqrt3}3 - \frac{\sqrt3}6=\frac{\sqrt3}6[/tex] 

 

A soma dos comprimentos dos infinitos círculos é dada por:

 

[tex]S=\sum_{n=0}^{\infty}2\pi r_{C_n}=2\pi \sum_{n=0}^{\infty}r_{C_n} \Rightarrow \frac{S}{\pi}=2r_{C_0}+2\sum_{n=1}^{\infty}r_{C_n}=[/tex]

 

[tex]=2\frac{\sqrt3}6+\frac{\sqrt3}6=3\frac{\sqrt3}6=\frac{\sqrt3}2 \Rightarrow[/tex]

 

[tex]S=\frac{\sqrt3}2\pi[/tex]

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