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Uma cerca tem formato de um polígono regular de n lados, cada lado com comprimento l. A égua Estrela pasta amarrada à cerca por uma corda, também de comprimento 1, no exterior da região delimitada pelo polígono. Calcule a área disponível para pasto supondo que: 

a) a extremidade da corda presa à cerca está fixada num dos vértices do polígono;

b) a extremidade da corda pudesse deslizar livremente ao longo de todo o perímetro da cerca.

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Resposta:

a) O ângulo interno de um polígono de n lados é:

 frac{(n-2)times180}{n}.

O espaço que a Estrela terá para pastar será um setor circular externo à cerca, em qualquer um de seus vértices. Este setor círcular têm ângulo:

 360 -frac{(n-2)times180}{n}

Logo, sua área será:

pi l^2timesfrac{(360 -frac{(n-2)times180}{n})}{360}Rightarrow pi l^2timesfrac{(180n +360)}{360n}Rightarrow pi l^2(frac{1}{2}+frac{1}{n})

b) Independente do número de lados do polígono, o espaço de pasto sempre se apresentará da seguinte forma:

Como um quadrado de lado l acima de todas as arestas, e um setor circular de ângulo alpha entre estes quadrados.

O ângulo alpha mede:

alpha = 360 - 180 - frac{(n-2)times180}{n}Rightarrow alpha =frac{360}{n}

A área de pasto terá n quadrados e n setores circulares (um quadrado para cada aresta, um setor para cada vértice), assim sendo, a área total é:

ntimes l^2 + n times(frac{frac{360}{n}pi l^2}{360})

nl^2 + pi l^2

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