Na trigonometria, a Lei dos Senos e a Lei dos Cossenos são fundamentais para resolver triângulos, especialmente quando não estamos lidando com triângulos retângulos. Estas leis nos permitem calcular lados e ângulos desconhecidos em triângulos quaisquer, utilizando apenas algumas medidas conhecidas. Neste artigo, exploraremos em detalhes essas duas leis, suas aplicações e exemplos práticos.
Lei dos Senos
A Lei dos Senos relaciona os comprimentos dos lados de um triângulo com os senos dos ângulos opostos a esses lados. Ela é especialmente útil em triângulos que não são retângulos, onde o Teorema de Pitágoras não pode ser aplicado diretamente.
Enunciado da Lei dos Senos:
Em qualquer triângulo, a razão entre o comprimento de um lado e o seno do ângulo oposto a esse lado é constante para todos os três lados do triângulo.
Matematicamente, isso é expresso como:
onde:
- a, b, c são os comprimentos dos lados do triângulo,
- A, B, C são os ângulos opostos a esses lados.
Aplicações da Lei dos Senos
A Lei dos Senos é particularmente útil em dois casos:
- Quando conhecemos dois ângulos e um lado: Podemos usar a Lei dos Senos para encontrar os outros dois lados.
- Quando conhecemos dois lados e o ângulo oposto a um desses lados: Podemos usar a Lei dos Senos para encontrar o ângulo oposto ao outro lado.
Exemplo de Aplicação
Problema: Em um triângulo, temos A=30°, B=45° e c=10. Calcule o lado a
Resolução: Primeiro, calculamos o terceiro ângulo usando a soma dos ângulos internos de um triângulo:
C=180°−30°−45°=105°
Agora, aplicamos a Lei dos Senos:
Resposta: O lado a mede aproximadamente 5,18 cm.
Lei dos Cossenos
A Lei dos Cossenos é uma generalização do Teorema de Pitágoras que pode ser aplicada a qualquer triângulo, não apenas aos triângulos retângulos. Ela relaciona os comprimentos dos lados de um triângulo com o cosseno de um de seus ângulos.
Enunciado da Lei dos Cossenos:
Em qualquer triângulo, o quadrado de um lado é igual à soma dos quadrados dos outros dois lados, menos duas vezes o produto desses lados pelo cosseno do ângulo entre eles.
Matematicamente, isso é expresso como:
onde:
- a, b, c são os comprimentos dos lados do triângulo,
- A, B, C são os ângulos opostos a esses lados.
Aplicações da Lei dos Cossenos
A Lei dos Cossenos é especialmente útil em dois casos:
- Quando conhecemos dois lados e o ângulo entre eles: Podemos usar a Lei dos Cossenos para calcular o terceiro lado.
- Quando conhecemos os três lados: Podemos usar a Lei dos Cossenos para calcular qualquer um dos ângulos do triângulo.
Exemplo de Aplicação
Problema: Em um triângulo, temos a=7cm, b=10cm e C=60∘. Calcule o lado c.
Resolução: Aplicando a Lei dos Cossenos:
Resposta: O lado c mede aproximadamente 8,89 cm.
A geometria é uma área fundamental da matemática, dedicada ao estudo das formas, tamanhos e propriedades de figuras no plano e no espaço.
Exercícios Lei do Seno e Lei do Cosseno
1 – (Mackenzie – SP) Três ilhas A, B e C aparecem num mapa em escala 1:10000, como na figura. Das alternativas, a que melhor se aproxima de distância entre as ilhas A e B é:
a) 2,3 km
b) 2,1 km
c) 1,9 km
d) 1,4 km
e) 1,7 km
Resposta
Observe que o segmento AB é oposto ao ângulo C. Pela soma das medidas internas de um triângulo, concluímos que o ângulo C mede 45°. Os lados que serão usados nesse problema são AC = 12 cm e AB = x. Os ângulos opostos a esses lados são: 30° e 45°, respectivamente. Na lei dos senos, temos:
O resultado obtido está em centímetros, portanto, convertendo para metros por meio da escala e depois convertendo metros para quilômetros, teremos:
1,69 km
Como o resultado é aproximado, a alternativa correta é a letra E.
2 – Qual é a medida do lado oposto ao ângulo de 30°, em um triângulo, sabendo que os outros dois lados medem 2 e √3?
a) 1
b) 1,5
c) 2
d) 2,5
e) 3
Resposta:
Seja o lado oposto ao ângulo de 30° igual a x, podemos usar a lei dos cossenos para descobrir seu valor. Para tanto:
x2 = a2 + b2 – 2·a·b·cosα
x2 = 22 + (√3)2 – 2·2·√3·cos30
x2 = 4 + 3 – 2·2·√3·√3/2
x2 = 7 – 4·3/2
x2 = 7 – 12/2
x2 = 7 – 6
x2 = 1
x = 1
O lado oposto ao ângulo de 30° mede 1. Gabarito: Letra A.
Conclusão
A Lei dos Senos e a Lei dos Cossenos são ferramentas poderosas na trigonometria, permitindo resolver uma ampla variedade de problemas envolvendo triângulos. Enquanto a Lei dos Senos é particularmente útil para triângulos onde conhecemos ângulos e lados opostos, a Lei dos Cossenos é essencial quando lidamos com triângulos onde conhecemos os lados e os ângulos entre eles. Ambas as leis expandem as possibilidades de aplicação da trigonometria além dos triângulos retângulos, tornando-as indispensáveis em diversas áreas da matemática, engenharia e ciências aplicadas.
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