Triângulo Equilátero

Triângulo Equilátero — fórmulas, propriedades, altura e exercícios

Triângulo Equilátero

É o triângulo com os três lados congruentes. Consequentemente, os três ângulos internos medem \(60^\circ\) cada. Em um equilátero, medianas, alturas, mediatrizes e bissetrizes coincidem; baricentro, incentro, circuncentro e ortocentro são o mesmo ponto.

Triângulo equilátero com lado a e ângulos de 60 graus
Triângulo equilátero: lados \(a,a,a\) e ângulos de \(60^\circ\).

Fórmulas essenciais (uma por linha)

\[ \textbf{Perímetro:}\quad P=3a \]
\[ \textbf{Altura:}\quad h=\frac{a\sqrt{3}}{2} \]
\[ \textbf{Área:}\quad A=\frac{a^2\sqrt{3}}{4} \]
\[ \textbf{Inraio (círculo inscrito):}\quad r=\frac{a\sqrt{3}}{6}=\frac{h}{3} \]
\[ \textbf{Circunrádio (círculo circunscrito):}\quad R=\frac{a}{\sqrt{3}}=\frac{2h}{3} \]
\[ \textbf{Área por }r:\quad A=3\sqrt{3}\,r^2 \]
\[ \textbf{Área por }R:\quad A=\frac{3\sqrt{3}}{4}R^2 \]
\[ \textbf{Ângulos internos:}\quad 60^\circ,\ 60^\circ,\ 60^\circ \]

As fórmulas vêm da decomposição do equilátero em dois triângulos retângulos \(30^\circ\!-\!60^\circ\!-\!90^\circ\) (lados \(1:\sqrt{3}:2\)).

Propriedades importantes

  • Centros coincidentes: baricentro = incentro = circuncentro = ortocentro.
  • Simetrias: três eixos de simetria; é um polígono regular de 3 lados.
  • Relações com círculos: \(r=\frac{h}{3}\) e \(R=\frac{2h}{3}\).

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — lado dado \(\Rightarrow\) altura, área e perímetro

Considere um triângulo equilátero de lado \(a=10\ \text{cm}\). Calcule a altura, a área e o perímetro.

Ver solução
\[ \begin{aligned} h &= \frac{10\sqrt{3}}{2}=5\sqrt{3}\ \text{cm}\\ A &= \frac{10^2\sqrt{3}}{4}=25\sqrt{3}\ \text{cm}^2\\ P &= 3\cdot 10=30\ \text{cm} \end{aligned} \]

Exemplo 2 — perímetro conhecido \(\Rightarrow\) lado, altura e área

Um equilátero tem perímetro \(P=51\ \text{cm}\). Determine o lado, a altura e a área.

Ver solução
\[ \begin{aligned} a &= \frac{51}{3}=17\ \text{cm}\\ h &= \frac{17\sqrt{3}}{2}\ \text{cm}\\ A &= \frac{17^2\sqrt{3}}{4}=\frac{289\sqrt{3}}{4}\ \text{cm}^2 \end{aligned} \]

Exemplo 3 — inraio dado \(\Rightarrow\) lado, área e circunrádio

No triângulo equilátero, o inraio é \(r=3\ \text{cm}\). Encontre o lado, a área e o circunrádio.

Ver solução
\[ \begin{aligned} a &= \frac{6r}{\sqrt{3}}=\frac{18}{\sqrt{3}}=6\sqrt{3}\ \text{cm}\\ A &= \frac{(6\sqrt{3})^2\sqrt{3}}{4}=27\sqrt{3}\ \text{cm}^2\\ R &= \frac{a}{\sqrt{3}}=\frac{6\sqrt{3}}{\sqrt{3}}=6\ \text{cm} \end{aligned} \]

Lista de exercícios — Triângulo Equilátero (múltipla escolha)

Use, se necessário: perímetro \(P=3a\), altura \(h=\frac{a\sqrt{3}}{2}\), área \(A=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}\), inraio \(r=\frac{a\sqrt{3}}{6}\) e circunrádio \(R=\frac{a}{\sqrt{3}}\).

(1)

Um triângulo equilátero tem lado \(a=12\ \text{cm}\). Calcule o perímetro.

  1. 24 cm
  2. 30 cm
  3. 36 cm
  4. 48 cm
  5. 60 cm
Mostrar solução
Perímetro \(=3a=3\cdot 12=36\ \text{cm}\). Resposta: C.

(2)

Para \(a=8\ \text{cm}\), calcule a área.

  1. \(8\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  2. \(12\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  3. \(16\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  4. \(24\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  5. \(32\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
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Área \(=\frac{a^2\sqrt{3}}{4}=\frac{64\sqrt{3}}{4}=16\sqrt{3}\ \text{cm}^2\). Resposta: C.

(3)

Se a área é \(27\sqrt{3}\ \text{cm}^2\), determine o lado do triângulo.

  1. \(6\ \text{cm}\)
  2. \(9\ \text{cm}\)
  3. \(6\sqrt{2}\ \text{cm}\)
  4. \(6\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  5. \(9\sqrt{3}\ \text{cm}\)
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\(\frac{a^2\sqrt{3}}{4}=27\sqrt{3}\Rightarrow a^2=108 \Rightarrow a=6\sqrt{3}\ \text{cm}\). Resposta: D.

(4)

A altura mede \(9\ \text{cm}\). Encontre o lado.

  1. \(9\ \text{cm}\)
  2. \(6\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  3. \(12\ \text{cm}\)
  4. \(18\ \text{cm}\)
  5. \(3\sqrt{3}\ \text{cm}\)
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\(h=\tfrac{a\sqrt{3}}{2}\Rightarrow a=\tfrac{2h}{\sqrt{3}}=6\sqrt{3}\ \text{cm}\). Resposta: B.

(5)

O inraio é \(4\ \text{cm}\). Calcule o perímetro do triângulo.

  1. \(12\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  2. \(18\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  3. \(24\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  4. \(36\ \text{cm}\)
  5. \(48\ \text{cm}\)
Mostrar solução
\(a=\tfrac{6r}{\sqrt{3}}=8\sqrt{3}\Rightarrow P=3a=24\sqrt{3}\ \text{cm}\). Resposta: C.

(6)

O circunrádio é \(5\ \text{cm}\). Calcule a área.

  1. \(25\sqrt{3}/2\)
  2. \(75\sqrt{3}/4\)
  3. \(50\sqrt{3}/3\)
  4. \(25\sqrt{3}/3\)
  5. \(15\sqrt{3}\)
Mostrar solução
\(a=\sqrt{3}R=5\sqrt{3}\Rightarrow a^2=75\). Área \(=\tfrac{a^2\sqrt{3}}{4}=\tfrac{75\sqrt{3}}{4}\ \text{cm}^2\). Resposta: B.

(7)

Com lado \(a=10\ \text{cm}\), determine a altura.

  1. \(4\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  2. \(5\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  3. \(10\sqrt{3}/4\ \text{cm}\)
  4. \(10\sqrt{2}/2\ \text{cm}\)
  5. \(3\sqrt{3}\ \text{cm}\)
Mostrar solução
Altura \(=\tfrac{a\sqrt{3}}{2}=5\sqrt{3}\ \text{cm}\). Resposta: B.

(8)

Uma peça é formada por \(20\) triângulos equiláteros de lado \(15\ \text{cm}\). Calcule a área total.

  1. \(375\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  2. \(750\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  3. \(1125\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  4. \(1500\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  5. \(2250\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
Mostrar solução
Área de um: \(\tfrac{225\sqrt{3}}{4}=56{,}25\sqrt{3}\). Área total \(=20\cdot 56{,}25\sqrt{3}=1125\sqrt{3}\ \text{cm}^2\). Resposta: C.

(9)

Um triângulo equilátero está inscrito em uma circunferência de raio \(9\ \text{cm}\). Calcule o perímetro do triângulo.

  1. \(18\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  2. \(24\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  3. \(27\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  4. \(30\sqrt{3}\ \text{cm}\)
  5. \(36\sqrt{3}\ \text{cm}\)
Mostrar solução
\(a=\sqrt{3}R=9\sqrt{3}\Rightarrow\) perímetro \(=3a=27\sqrt{3}\ \text{cm}\). Resposta: C.

(10)

Um triângulo equilátero circunscreve uma circunferência de raio \(6\ \text{cm}\). Calcule a área do triângulo.

  1. \(72\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  2. \(96\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  3. \(108\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  4. \(120\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
  5. \(144\sqrt{3}\ \text{cm}^2\)
Mostrar solução
No equilátero, área \(=3\sqrt{3}\,r^2\). Para \(r=6\): \(3\sqrt{3}\cdot 36=108\sqrt{3}\ \text{cm}^2\). Resposta: C.

Resumo rápido

\[ \textbf{Perímetro:}\ P=3a \]
\[ \textbf{Altura:}\ h=\frac{a\sqrt{3}}{2} \]
\[ \textbf{Área:}\ A=\frac{a^2\sqrt{3}}{4} \]
\[ \textbf{Inraio:}\ r=\frac{a\sqrt{3}}{6}=\frac{h}{3} \]
\[ \textbf{Circunrádio:}\ R=\frac{a}{\sqrt{3}}=\frac{2h}{3} \]
\[ \textbf{Área por }r:\ A=3\sqrt{3}\,r^2 \quad\text{e por }R:\ A=\frac{3\sqrt{3}}{4}R^2 \]
\[ \textbf{Ângulos:}\ 60^\circ,\ 60^\circ,\ 60^\circ \]

Veja também: Área de Triângulo, Área de Polígonos Regulares, Lei dos Senos, Lei do Cosseno.

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