Polígonos regulares

O objetivo desta secção é estudar os poliedros regulares. Contudo, para tornar mais claro este estudo, iremos começar por analisar o que se passa com os polígonos.

Nesta secção, não nos interessarão polígonos com "reentrâncias". Assim, por exemplo, não consideraremos figuras como a representada abaixo:

Na realidade, apenas vamos considerar polígonos que satisfazem a seguinte condição:

(1) para qualquer lado do polígono, e se considerarmos a reta que contém esse lado, os únicos pontos do polígono que se encontram na reta são os do próprio lado.

Nota: Nesta figura, se considerarmos a reta \(AB\), os únicos pontos do polígono que estão na reta são os do lado \([AB]\). E o mesmo se passa se considerarmos as retas \(AC, CD, DE, EF, BF\).

Deste modo, os polígonos que vamos considerar excluem as duas situações a seguir apresentadas:



Observemos agora as seguintes animações:

Este polígono tem dois lados com comprimentos iguais: há uma rotação que leva um lado no outro.

Este polígono tem dois lados com comprimentos iguais: há uma translação que leva um lado no outro.



Este polígono tem dois ângulos com a mesma amplitude: há uma rotação que leva um ângulo no outro.


Exemplo 1

Neste exemplo, há um quadrilátero (um losango) e um pentágono. Para cada um deles, os lados têm todos o mesmo comprimento, mas os ângulos não têm a mesma amplitude.


Exemplo 2

Aqui, há um quadrilátero (um retângulo) e um pentágono. Para cada um deles, os ângulos têm todos a mesma amplitude, mas os lados não têm o mesmo comprimento.


Um polígono regular é um polígono que satisfaz as seguintes condições:

  1. os lados têm todos o mesmo comprimento;
  2. os ângulos têm todos a mesma amplitude.

Cada uma destas codições não implica a outra, como mostram os exemplos 1 e 2 acima. No entanto, se o número de lados for 3 (triângulos), basta uma condição ser satisfeita para a outra também ser. Partamos de um segmento \(l\):

A figura ao lado mostra duas formas de construir triângulos com os 3 lados de comprimentos iguais (triângulos equiláteros). Em ambos os casos, os 3 ângulos têm amplitudes também iguais (\(60º\)).

E se construirmos triângulos cujos ângulos têm todos a mesma amplitude (\( \alpha \))?. Como a soma das amplitudes dos ângulos internos de um triângulo é \(180º\), temos \( 3 \times \alpha = 180º \), ou seja, \( \alpha = 60º \).
Marcando ângulos de \( 60º \) a partir do lado \(l\) e acabando de construir os triângulos, obtemos 2 triângulos cujos lados têm também todos o mesmo comprimento (são equiláteros).

Assim, para um triângulo e apenas quando há só 3 lados, dizer que os lados têm comprimentos iguais é equivalente a afirmar que os ângulos têm amplitudes iguais.


Eis alguns exemplos de polígonos regulares:


(*) Trabalho realizado no Atractor, no âmbito de um destacamento concedido através do apoio institucional da Direcção Geral da Educação (DGE) ao abrigo do Protocolo celebrado em 2023 entre esta instituição e o Atractor.


Nível de dificuldade: 2º e 3º ciclos – Superior