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TRISSECTRIZ DE HÍPIAS

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FICHA DE TRABALHO

Para a resolução da Ficha de Trabalho foram dados um quadrado com a trissectriz de Hípias nele inscrita e três ângulos de amplitudes alfa, beta e gama.

As figuras aqui apresentadas foram reproduzidas e tratadas digitalmente a partir dos originais inseridos na proposta de trabalho.

Todas as construções são executadas com régua não graduada e compasso, únicos instrumentos permitidos no âmbito de "Elementos" de Euclides.








































a)

Construir um ângulo cuja amplitude seja duas quintas partes da amplitude do ângulo alfa.



CONSTRUÇÃO


No quadrado ABCD da Figura 1 é colocado o ângulo EAD com a amplitude alfa.

O lado AE do ângulo alfa intersecta a trissectriz de Hípias no ponto F.

A partir de F traçar uma linha paralela a AD, sendo G a intersecção desta linha com AB.

Em construção auxiliar, Figura 2, definir o ângulo IHJ de amplitude qualquer.

Na linha HJ definir cinco segmentos iguais a partir do ponto H.

Na linha HI, aplicar no ponto H um segmento igual a AG, definindo o ponto K.

Traçar a linha LK.

A partir do ponto M, traçar uma linha paralela a LK, sendo N o ponto de intersecção desta linha com HI.

O segmento HM corresponde a duas das cinco partes iguais de HL.

O segmento HN corresponde a duas das cinco partes iguais de HK.

Esta construção auxiliar é fundamentada em ELEMENTOS VI.9, proposição que divide um segmento em partes iguais.

Na linha AB, aplicar no ponto A um segmento igual a HN, definindo o ponto O.

A partir do ponto O traçar uma paralela a AD que intersecta a trissectriz de Hípias no ponto P.

Traçar a linha AQ que passa no ponto P.

O ângulo QAD tem uma amplitude que é duas quintas partes do ângulo EAD, ou seja, de alfa.























b)

Construir um ângulo que esteja para beta na razão em que o lado dum quadrado está para a diagonal.



CONSTRUÇÃO


No quadrado ABCD da Figura 3 é colocado o ângulo EAD com a amplitude beta.

O lado AE do ângulo beta intersecta a trissectriz de Hípias no ponto F.

A partir do ponto F traçar uma linha paralela a AD, sendo G a intersecção desta linha com AB.

Em construção auxiliar, Figura 4, traçar a linha recta HI.

Na linha HI, aplicar no ponto H um segmento igual a AG, sendo definido o ponto J.

Definir o ponto K como ponto médio de HJ.

Com centro no ponto K definir o círculo com diâmetro HJ.


Traçar o diâmetro LM perpendicular a HJ.

Traçar os segmentos HM, MJ, JL e LH, lados do quadrado HMJL.


A construção auxiliar é fundamentada em ELEMENTOS IV.6, proposição que inscreve um quadrado num círculo dado.

Na linha AB, aplicar no ponto A um segmento igual a HM, definindo o ponto N.

A partir do ponto N traçar uma paralela a AD que intersecta a trissectriz de Hípias no ponto O.

Traçar a linha AP que passa no ponto O.

O ângulo PAD tem uma amplitude que corresponde ao lado de um quadrado, cuja diagonal corresponde à amplitude do ângulo EAD, ou seja, de beta.






















c)

Construir o quarto proporcional de alfa, beta e gama.



CONSTRUÇÃO


No quadrado ABCD da Figura 5 são colocados os ângulos EAD, HAD e KAD com as amplitudes alfa, beta e gama, respectivamente.

Os lados AE, AH e AK dos ângulos alfa, beta e gama intersectam a trissectriz de Hípias nos pontos F, I e L, respectivamente.

A partir dos pontos F, I e L traçar linhas paralelas a AD, sendo G, J e M os pontos de intersecção destas linhas com AB.

Em construção auxiliar, Figura 6, definir o ângulo ONP de amplitude qualquer.

Na linha NO, aplicar no ponto N um segmento igual a AG, sendo definido o ponto Q.

No ponto Q aplicar um segmento igual a AJ, sendo definido o ponto R.

Na linha NP, aplicar no ponto N um segmento igual a AM, sendo definido o ponto S.

Traçar a linha QS.

A partir do ponto R, traçar uma linha paralela a QS, sendo T o ponto de intersecção desta linha com NP.

O segmento ST é o quarto proporcional dos segmentos NQ, QR e NS.

Esta construção auxiliar é fundamentada em ELEMENTOS VI.12, proposição que determina o quarto proporcional de três segmentos.

Na linha AB, aplicar no ponto A um segmento igual a ST, definindo o ponto U.

A partir do ponto U traçar uma paralela a AD que intersecta a trissectriz de Hípias no ponto V.

Traçar a linha AX que passa no ponto V.


O ângulo XAD tem uma amplitude que é o quarto proporcional das amplitudes dos ângulos EAD, HAD e KAD, ou seja, de alfa, beta e gama.






















d)

Construir o meio proporcional de alfa e beta.



CONSTRUÇÃO


No quadrado ABCD da Figura 7 são colocados os ângulos EAD e HAD com as amplitudes alfa e beta, respectivamente.

Os lados AE e AH dos ângulos alfa e beta intersectam a trissectriz de Hípias nos pontos F e I, respectivamente.

A partir dos pontos F e I traçar linhas paralelas a AD, sendo G e J os pontos de intersecção destas linhas com AB.

Em construção auxiliar, Figura 8, traçar a linha recta KL.

Na linha KL, aplicar no ponto K um segmento igual a AG, sendo definido o ponto M.

No ponto M aplicar um segmento igual a AJ, sendo definido o ponto N.

Definir o ponto O como ponto médio de KN.

Com centro no ponto O definir o semicírculo com diâmetro KN.

Traçar uma linha perpendicular à linha KN passando por M, sendo P o ponto de intersecção da linha perpendicular com a semicircunferência.

O segmento MP é o meio proporcional dos segmentos KM e MN.


Esta construção auxiliar é fundamentada em ELEMENTOS VI.13, proposição que determina o meio proporcional de dois segmentos.

Na linha AB, aplicar no ponto A um segmento igual a PM, definindo o ponto Q.

A partir do ponto Q traçar uma paralela a AD que intersecta a trissectriz de Hípias no ponto R.

Traçar a linha AS que passa no ponto R.


O ângulo SAD tem uma amplitude que é o meio proporcional às amplitudes dos ângulos EAD e HAD, ou seja, de alfa e beta.










ELEMENTOS DE EUCLIDES

ELEMENTOS DE EUCLIDES USADOS NESTE TRABALHO


ELEMENTOS IV.6

Inscrever um quadrado num círculo dado


ELEMENTOS VI.9

Definir uma determinada parte de uma dada linha recta


ELEMENTOS VI.12

Determinar o quarto proporcional de três linhas rectas dadas


ELEMENTOS VI.13


Determinar o meio proporcional de duas linhas rectas dadas



EUCLID'S ELEMENTS (DAVID JOYCE)





ANTÓNIO N. R. MOURA   -   NOVEMBRO/2003