A figura abaixo exibe um triângulo com lados de comprimentos a, b e c e ângulos internos θ, 2θ e β.

a) Supondo que o triângulo seja isósceles, determine todos os valores possíveis para o ângulo θ.

b) Prove que, se c = 2α, então β = 90°.

a) Se o triângulo é isósceles:

 «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»I«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Da§#xED;«/mi»«mo»:«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mn»4«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»45«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»ou«/mi»«/mrow»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»II«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Da§#xED;«/mi»«mo»:«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x2009;«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mn»5«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»36«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«/mstyle»«/math»

Resposta: «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mn»36«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»e«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»45«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«/mrow»«/mstyle»«/math»

b) Traçando-se a bissetriz «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»BD«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» do ângulo de vértice B e «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»DM«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math» perpendicular a «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«menclose notation=¨top¨»«mi»BA«/mi»«/menclose»«/mstyle»«/math».

O triângulo BAD é isósceles. Então:

BM  = MA = a

Os triângulos BMD e BCD são congruentes pois:
«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mfenced open=¨¨ close=¨}¨»«mtable columnalign=¨right¨»«mtr»«mtd»«mi»BM«/mi»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mi»BC«/mi»«/mtd»«mtd/»«/mtr»«mtr»«mtd»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«/mtd»«mtd»«mo»(«/mo»«mi»bissetriz«/mi»«mo»)«/mo»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mi»BD«/mi»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mi»BD«/mi»«/mtd»«mtd»«mo»(«/mo»«mi»comum«/mi»«mo»)«/mo»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/mfenced»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mi»caso«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»LAL«/mi»«mo»)«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Logo«/mi»«mo»,«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»90«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»c«/mi»«mo».«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»q«/mi»«mo».«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»d«/mi»«/mstyle»«/math»

 

Outro modo:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mstyle mathsize=¨14px¨»«mrow»«mi mathvariant=¨normal¨»I«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x2009;«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Da§#xED;«/mi»«mo»:«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen«/mi»«mo»(«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»)«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mo»§#x2234;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen«/mi»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»II«/mi»«mo»)«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»Teorema«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»dos«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»senos«/mi»«mo»:«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mfrac»«mi mathvariant=¨normal¨»c«/mi»«mi»sen§#x3B2;«/mi»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mi»sen§#x3B8;«/mi»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mfrac»«mrow»«mn»2«/mn»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«/menclose»«/mrow»«mrow»«mi»sen«/mi»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«/menclose»«mi»sen§#x3B8;«/mi»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mi»sen«/mi»«mo»(«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x2009;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»)«/mo»«/mrow»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mi»sen§#x3B8;«/mi»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mi»sen«/mi»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»cos§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mi»sen§#x3B8;«/mi»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Como«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen«/mi»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»sen§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»cos§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»e«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»cos«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»,«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»fica«/mi»«mo»:«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mn»2«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi»sen«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«/menclose»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi»sen«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«/menclose»«mo»§#xB7;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mn»2«/mn»«msup»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»)«/mo»«/mrow»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«menclose notation=¨updiagonalstrike¨»«mi»sen«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«/menclose»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mfrac»«mn»2«/mn»«mrow»«mn»4«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«msup»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»1«/mn»«/mrow»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#x2234;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»4«/mn»«msup»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»2«/mn»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mo»§#x2234;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»4«/mn»«msup»«mi»cos«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»§#xA0;«/mo»«mfenced open=¨{¨ close=¨¨»«mtable columnalign=¨left¨»«mtr»«mtd»«mi»cos§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mfrac»«msqrt»«mn»3«/mn»«/msqrt»«mn»2«/mn»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»30«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»)«/mo»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mi»cos§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»-«/mo»«mfrac»«msqrt»«mn»3«/mn»«/msqrt»«mn»2«/mn»«/mfrac»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»(«/mo»«mi»n§#xE3;o«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»conv§#xE9;m«/mi»«mo»)«/mo»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/mfenced»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Com«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B8;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»30«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»,«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»tem«/mi»«mo»§#x2013;«/mo»«mi»se«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mi»que«/mi»«mo»:«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x2009;«/mo»«mn»30«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x2009;«/mo»«mn»60«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»180«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»Logo«/mi»«mo»,«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#x3B2;«/mi»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mn»90«/mn»«mo»§#xB0;«/mo»«mo»§#xA0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»c«/mi»«mo».«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»q«/mi»«mo».«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»d«/mi»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mspace linebreak=¨newline¨/»«/mrow»«/mstyle»«/math»