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SEMEJANZA DE FIGURAS EJERCICIOS RESUELTOS DE SECUNDARIA–MATEMATICA 4 ESO PDF

Un triángulo puede definirse dando la medida de sus tres lados. Indica cuáles de las siguientes parejas de triángulos son semejantes. a) 5, 6, 7 y 15, 18, 20 b) 4, 6, 8 y 1; 1,5; 2 a) 1 5 5 1 6 8 2 7 0 ⇒ No son semejantes. b) 4 1 8 2 ⇒ Son semejantes. Razona si son semejantes estas figuras. a) Dos cuadrados. b) Tres triángulos equiláteros. c) Dos rectángulos. a) Los ángulos de un cuadrado y de otro son todos iguales; además, al ser los cuatro lados iguales, siempre estarán en la misma proporción los de un cuadrado con los del otro. b) Tres triángulos equiláteros tendrán los tres ángulos iguales de 60 , y como los lados de cada triángulo serán iguales, serán proporcionales los de un triángulo con los del otro. c) Dos rectángulos, en general, no son semejantes porque los lados no tienen por qué ser proporcionales. Por ejemplo, si en un rectángulo b 1 cm, h 2 cm, y en otro, b 1 cm, h 3 cm, entonces b b 1 h h 2 3 . La escala de un mapa es de 1:2500000. ¿A cuántos kilómetros se encontrarán dos ciudades que en el mapa están separadas 12 centímetros? Escala 1:2500000. En el mapa, 12 cm representan 12 · 2500000 30000000 cm 300 km. Un triángulo equilátero tiene 40 centímetros cuadrados de área. Halla el área del triángulo que se obtiene al unir los puntos medios de los lados. Obtendremos un triángulo de razón k 1 2 ; por tanto, la razón de las áreas será k2 1 4 . El área del nuevo triángulo será A 1 4 40 10 cm 2. Halla las medidas que faltan en la figura. Aplicando el teorema de Tales, 1 5 2 0 5 6 a 0 2 b 30 Entonces, a 150 m, y b 92 m En una recta r hay tres puntos A, B y C que distan sucesivamente 3 y 4 centímetros. Por esos puntos se trazan rectas paralelas que cortan a otra, s, en M, N y P. Si el segmento MN mide 9 centímetros, ¿cuál es la distancia entre los puntos N y P? 3 9 N 4 P NP 12 cm 5.6 125 m 50 m 60 m b 230 m a 5.5 5.4 5.3 5.2 6 15 5.1 Dibuja un triángulo cualquiera ABC y construye paso a paso dos triángulos semejantes a él. a) Uno de razón 1 : 2 b) Otro de razón 2 : 1 Partiremos de un triángulo ABC. a) Con los mismos ángulos y multiplicando por dos cada uno de sus lados obtenemos un triángulo de razón 1 : 2. b) Si, con los mismos ángulos, dividimos los tres lados del triángulo ABC entre dos, obtenemos un nuevo triángulo de razón 2 : 1. Determina si son semejantes los triángulos que se indican. a) Ap 60 , Bp 40 y Ap 80 , Ep 60° b) Ap 90 , b 6, c 8 y Ap 90°, b 5, c 7 c) Ap 45 , Bp 75 y Dp 65 ,Ep 75° d) a 5, b 8, Cp 60 y a 15, b 24, Cp 60º a) Cp 180 (60 40) 80 Fp 180 (80 60) 40º Los dos triángulos tienen todos sus ángulos iguales. Por el criterio 1 sabemos que son semejantes. b) 6 8 5 7 no son proporcionales los lados que comprenden al ángulo igual (criterio 3); por tanto, no son semejantes. c) Cp 180 (45 75) 60 Fp 180 (65 75) 40 Solo tienen un ángulo igual; por tanto, no son semejantes (criterio 1). d) 1 5 5 2 8 4 son proporcionales y el ángulo que abarcan es igual; por tanto, son semejantes (criterio 3). Los catetos de un triángulo rectángulo miden 6 y 8 centímetros. Si la hipotenusa de otro triángulo rectángulo semejante mide 20 centímetros, calcula las longitudes de la hipotenusa del primero y de los catetos del segundo. Utilizamos el teorema de Pitágoras para calcular la hipotenusa del primero: h 2 6 2 8 2 ⇒ h 2 100 ⇒ h 10 cm Como los triángulos son semejantes: 2 1 0 0 c 6 1 c 8 2 ⇒ c1 12 cm, y c2 16 cm Los lados MN y AC son paralelos. Calcula la medida del segmento CN. Llamamos x a la medida del segmento CN. Por el teorema de Tales: 3 9 4 4 x ⇒ 4 x 12 ⇒ x 8 m En un triángulo rectángulo se traza la altura sobre la hipotenusa. ¿Son semejantes los triángulos en que ha quedado dividido el triángulo dado? ⇒ Bp Mp Los triángulos tienen un ángulo igual además del ángulo recto; por el criterio 1 deducimos que son semejantes. Bp Np 90 Mp Np 90 M N A B C 5.11 B A C M N 9 m 3 m 4 m 5.10 5.9 5.8 5.7 Comprueba que la razón de dos alturas correspondientes de dos triángulos semejantes es igual a la razón de semejanza. A1 b1 2 h1 A2 b2 2 h2 Si la razón de semejanza es k, la razón entre las áreas será k2. Es decir: k 2 A A 1 2 b b 1 2 h h 1 2 b b 1 2 h h 1 2 k h h 1 2 ⇒ h h 1 2 k La altura de un triángulo rectángulo mide 7 centímetros y divide a la hipotenusa en dos segmentos m y n tales que m —1 4 — n. Calcula m y n. 7 2 m n ⇒ 49 1 4 n n ⇒ 196 n 2 ⇒ n 14 cm ⇒ m 1 4 14 3,5 cm R E S O L U C I Ó N D E P R O B L E M A S Si en otro caso las distancias entre los pueblos son de 8 kilómetros de A a B, de 10 de B a C y de 6 de A a C, ¿dónde deberá situarse el hospital? Este ejercicio es algo más sencillo, ya que el triángulo resultante es rectángulo, y el circuncentro coincide con el punto medio de la hipotenusa. Por tanto, el hospital estará a 5 km de cada pueblo. ¿Dónde estará ubicado el hospital si las distancias entre los pueblos son de 10 kilómetros de A a B, de 6 de B a C y de 6 de A a C? En este caso, el circuncentro queda fuera del triángulo. La distancia a cada pueblo será de 5,43 km. 5,43 cm 5.15 5.14 5.13 b 1 2 h1 b 2 2 h2 5.12 A C T I V I D A D E S E J E R C I C I O S P A R A E N T R E N A R S E Figuras semejantes Calcula el valor de a y b para que los siguientes pares de triángulos sean semejantes. a) 3, a, 5 y 1,5; 2; b c) 3, a, 8 y —6 5 —, —1 5 4—, b b) —5 2 —, 3, a y 10, b, 24 d) 45 , 75 , 60 y 75 , Ap, Bp a) 1 3 ,5 2 a b 5 ⇒ a 4; b 2,5 c) b 8 ⇒ a 7; b 1 5 6 b) b 3 2 a 4 ⇒ a 6; b 12 d) Ap 60º, Bp 45º El perímetro de un triángulo equilátero mide 30 centímetros. a) Halla las medidas de los lados de un triángulo equilátero semejante a él si la razón de semejanza es k 1 2 . b) ¿Cuál es la razón de sus áreas? a) lado 10 cm l l k 10 1 2 5 cm b) A A k 2 1 2 2 1 4 Calcula las longitudes de los lados de un triángulo semejante al de la figura de modo que la razón de sus áreas sea — 2 4 5—. A A 2 4 5 k 2 ⇒ k 5 2 es la razón de semejanza. Por tanto: a a k 3 5 2 1 2 5 7,5 cm b b k 10 5 2 25 cm c c k 12 5 2 30 cm La arista de un cubo mide 8 metros. Halla la medida de la arista de otro cubo semejante a él si la razón de sus volúmenes es — 2 1 7 —. V V ’ 2 1 7 k 3 ⇒ k 3 2 1 7 1 3 es la razón de semejanza. Por tanto: a a k 8 1 3 8 3 m Los catetos de un triángulo rectángulo isósceles miden 30 centímetros. Calcula el perímetro de un triángulo semejante a él con razón de semejanza k —1 6 —. Por el teorema de Pitágoras, la hipotenusa mide: x 1 800 cm Por tanto, el perímetro mide p 60 1 800 cm p p ’ 1 6 k ⇒ p 1 6 60 1 800 60 6 1800 10 5 2 cm 5.20 5.19 3 cm 10 cm 12 cm 5.18 5.17 5 2 10 a 1 5 4 3 6 5 5.16 Javier se encuentra de vacaciones en Nueva York y dispone de un plano a escala 1:15 000 de la ciudad. Quiere ir desde su hotel a un museo que dista 3,5 centímetros en el plano. ¿Cuál es la distancia, medida en metros, que debe recorrer? 15 000 3,5 52 500 cm 525 m Se realiza una fotocopia de un mapa, cuya escala es de 1:20 000, ampliándolo al 130%. a) Si la distancia entre dos lugares del mapa es de 4,8 centímetros, ¿qué distancia los separa en la fotocopia realizada? b) ¿Cuál es la distancia real que separa estos dos lugares? a) 4,8 1,3 6,24 cm b) 1:20 000 ⇒ 1 cm 20 000 cm 200 m Distancia real 4,8 200 960 m Teorema de Tales. Criterios de semejanza Calcula la altura de la torre de la iglesia. 9 x 6 1 0 5 ⇒ 15x 540 ⇒ x 36 m Si los segmentos AB y MN son paralelos, halla la medida del lado BC. 5 3 x x 3 ⇒ 5x 3x 9 ⇒ x 9 2 4,5 cm BC 3 4,5 7,5 cm Determina si los siguientes pares de triángulos son semejantes, indicando, en caso afirmativo, el criterio de semejanza utilizado. a) b) c) d) a) Sí, ya que tienen dos ángulos iguales. Criterio 1. b) Sí, ya que tienen sus tres lados proporcionales. Criterio 2. c) Sí, ya que tienen un ángulo igual, y los lados correspondientes, proporcionales. Criterio 3. d) Sí, ya que tienen un ángulo igual, y los lados correspondientes, iguales. Criterio 3. Para saber la altura del silo (depósito de trigo) de un pueblo, se alinea con él un palo y se mide su sombra. Halla la altura del silo. 1 h ,5 2 2 4 ⇒ 2h 36 ⇒ h 18 m 5.26 28° 5 cm 28° 5 cm 4 cm 4 cm 3 cm 2 cm 6,75 cm 4,5 cm 20° 20° 10,5 cm 7,5 cm 4,5 cm 3 cm 7 cm 5 cm 30° 30° 5.25 B A N C 3 cm x M 5 cm 3 cm 5.24 5.23 5.22 5.21 Consecuencias de los criterios de semejanza Si los rectángulos son semejantes, ¿cuál es el valor de x? Razón 6 : 3 2 x 1 2 2 1 m Dos triángulos son semejantes. Si el perímetro del primero mide 52 centímetros y la razón de sus áreas es — 6 4 4 9 —, ¿cuál es el perímetro del segundo? A A ’ 6 4 4 9 k 2 ⇒ k 8 7 p p ’ k ⇒ p’ 52 8 7 41 7 6 59,43 cm ¿Cuánto mide la altura de un triángulo rectángulo semejante al que tiene catetos de 12 y 16 centímetros si la razón de semejanza es k —2 3 —? Calculamos la hipotenusa: h 2 12 2 16 2 ⇒ h 20. A 12 2 16 20 2 altura Despejamos la altura sobre la hipotenusa ⇒ Altura 9,6 cm En el triángulo semejante: Altura‘ 2 3 · 9,6 = 6,4 cm Se quiere construir dos rascacielos con base en forma de hexágono regular. La arista de la base de uno de ellos mide 2 decámetros. Calcula el área de la base del otro rascacielos sabiendo que la razón de sus perímetros es —3 2 —. Para hallar la apotema usamos el teorema de Pitágoras: a 2 1 2 2 2 ⇒ a 3 dam A p 2 a 12 2 3 6 3 dam 2 p p ’ 3 2 k ⇒ A A ’ k 2 9 4 ⇒ A’ 6 3 9 4 27 2 3 dam 2 En la siguiente figura, ¿cuánto mide h? Teorema de la altura: h 2 m n h 2 3 1 6 18 h 1 8 m ⇒ h 3 2 m Calcula el área de un triángulo rectángulo en el que la altura sobre la hipotenusa la divide en dos segmentos de 8 y 2 centímetros, respectivamente. Por el teorema de la altura: h 2 8 2 16 ⇒ h 1 6 4 cm A b 2 h (8 2 2) 4 20 cm 2 5.32 3 m 6 m h 5.31 5.30 5.29 5.28 3 m 6 m x __ 12 m 5.27 Halla las longitudes de los catetos del triángulo rectángulo de la figura y calcula su área. Por el teorema de la altura: h 2 28 7 196 ⇒ h 1 96 14 cm Por el teorema de Pitágoras: 14 2 7 2 c 2 ⇒ c 2 45 7 5 cm 15,65 cm Por el teorema de Pitágoras: 14 2 28 2 b2 ⇒ b 9 80 14 5 cm 31,3 cm A b 2 h 35 2 14 245 cm 2 C U E S T I O N E S P A R A A C L A R A R S E Razona si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones. a) Todos los cuadrados son semejantes. b) Los ángulos de dos triángulos semejantes son proporcionales. c) Dos triángulos rectángulos con un ángulo agudo igual son semejantes. d) Todas las circunferencias son semejantes. e) Los polígonos iguales son semejantes y su razón de semejanza es 1. a) Verdadera (ejercicio 2). b) Falsa. Los ángulos son iguales. c) Verdadera por el criterio 1. d) Verdadera. Siempre están en la misma proporción el radio y el perímetro. El área guarda esa proporción al cuadrado. e) Verdadera, ya que si son polígonos iguales, tienen lados y ángulos respectivamente iguales. ¿Cuáles de los polígonos de la figura son semejantes? A y C son semejantes, ya que todas sus dimensiones son proporcionales. Razón 1 6 2 6 3 2 1 2 Elige la respuesta correcta. a) Dos triángulos son semejantes y la razón de semejanza es 3. Uno de ellos tiene un área de 6 unidades cuadradas. ¿Cuántas corresponden al área del otro? i) 18 ii) 54 iii) 108 b) Dos prismas son semejantes y la razón de semejanza es 2. Uno de ellos tiene un volumen de 10 unidades cúbicas. ¿Cuántas corresponden al volumen del otro? i) 40 ii) 200 iii) 80 a) Razón de longitudes 3; razón de áreas 9 b) Razón de longitudes 2; razón de volúmenes 8 ii) ya que 54 u 2 9 6 u 2 iii) ya que 80 u 3 8 10 u 3 Si dos pentágonos regulares A y B son semejantes, ¿cuáles de las siguientes igualdades son ciertas? a) — P P e e r r í í m m e e t t r r o o d d e e A B — — A A p p o o t t e e m m a a d d e e A B — b) — P P e e r r í í m m e e t t r r o o d d e e A B — — Á Á r r e e a a d d e e A B — c) — P P e e r r í í m m e e t t r r o o d d e e A B — — D D i i a a g g o o n n a a l l d d e e A B — a) y c) Ciertas. b) Falsa, ya que la razón de semejanza de las superficies es el cuadrado de la razón de longitudes. 5.37 5.36 A B C 5.35 5.34 5.33 7 cm h 28 cm Un patio circular tiene 200 metros cuadrados de superficie. Si el radio se triplicara, ¿se triplicaría también la superficie? Razona tu respuesta. Área A · r 2 200 m2 Área B (3r)2 9 r 2 9 200 1800 m2 La superficie no se multiplica por 3, sino por 3 2, que, como ya sabemos, es la razón de las áreas de figuras con razón de semejanza 3. P R O B L E M A S P A R A A P L I C A R El logotipo de una empresa tiene la forma de un hexágono cuyos lados miden 3, 4, 5, 7, 8 y 9 centímetros. En los carteles publicitarios se quiere dibujar un hexágono semejante de 117 centímetros de perímetro. ¿Cuánto miden los lados homólogos? Perímetro del hexágono pequeño 3 4 5 7 8 9 36 cm Razón 1 3 1 6 7 3,25 Lados del hexágono grande: 3 3,25 9,75 cm 4 3,25 13 cm 5 3,25 16,25 cm 7 3,25 22,75 cm 8 3,25 26 cm 9 3,25 29,25 cm En el plano de una vivienda en construcción aparece dibujado un salón rectangular de 13,5 centímetros cuadrados de área. Si la escala del plano es de 1:150, ¿cuál es el área real del salón? Escala 1:150. Razón 150 : 1 150 Área real (150)2 13,5 22 500 13,5 303 750 cm2 30,375 m2 A la misma hora del día, se miden las sombras que proyectan la torre del reloj y el obelisco de una plaza. Halla la altura de la torre del reloj. Triángulos semejantes → lados proporcionales Razón 1 2 2 6 ⇒ Altura de la torre 6 · altura del obelisco 6 · 5 30 m Las alturas de Mónica y su madre en una fotografía, cuya escala es de 1:75, son 2,08 y 2,2 centímetros respectivamente. Si encargan una ampliación que aumenta el tamaño de la fotografía en un 25%, ¿cuánto medirán las dos en ella? ¿Cuál será la escala? Altura de Mónica en la ampliación: 2,08 1,25 2,6 cm Altura de la madre en la ampliación: 2,2 1,25 2,75 cm Escala de la ampliación: 1 7 ,2 5 5 60 ⇒ 1:60 Para realizar prácticas de óptica, un estudiante que mide 1,70 metros situado a 12 metros de un edificio, coloca frente a sus ojos una regla vertical de 25 centímetros con la que oculta exactamente la altura del mismo. Si la distancia del ojo a la regla es de 40 centímetros, calcula la altura del edificio. Triángulos semejantes ⇒ alturas proporcionales 12 m 1200 cm Razón 1200 : 40 30 Altura 25 30 750 cm 7,5 m Altura del edificio 7,5 1,7 9,2 m 12 m 25 cm 40 cm 5.43 5.42 5.41 5.40 5.39 5.38 Los servicios de protección contra incendios de una comarca española emiten un informe sobre el número de hectáreas quemadas en el último incendio. En su mapa de escala 1:60 000, la zona afectada tiene una superficie de 8 decímetros cuadrados. ¿Cuál es el resultado del informe? Razón 60 1 000 60 000 Área real (60 000)2 8 28 800 000 000 cm2 288 000 000 m2 288 km2 Un arquitecto construye una maqueta de un centro de exposiciones cuya planta es un rectángulo de 90 50 centímetros y cuyo volumen es de 350 000 centímetros cúbicos. Si la escala de la maqueta es de 1:150, calcula las dimensiones reales de la planta y el volumen del edificio. Razón 150 Largo de la planta real 90 150 13 500 cm 135 m Ancho de la planta real 50 150 7500 cm 75 m Volumen real del edificio (150) 3 0,35 m 3 1 181 250 m 3 Un estudiante de la Facultad de Bellas Artes desea trabajar en una figura a escala del David de Miguel Ángel cuya altura sea de 60 centímetros. Si el auténtico David mide 4,34 metros de altura y tiene un volumen de 1,2 metros cúbicos, ¿cuál será el volumen de la escultura esculpida por el estudiante? Razón 4 6 3 0 4 Volumen de la figura 4 6 3 0 4 3 · 1,2 0,003 m3 3 dm3 Una tienda de fotografía ofrece varios tamaños, en centímetros, para positivar el negativo de las diapositivas. 9 12 12 15 14 18 20 30 ¿En cuál de ellos se pierde menos contenido de la diapositiva si su tamaño es de 25 38 milímetros? Si las dimensiones de los formatos no son semejantes a las de la diapositiva, siempre se perderá algo de la imagen. El formato que más se asemeje a la razón entre dimensiones será el que más aproveche la imagen. 2 3 5 8 0,66 1 9 2 0,75 1 1 2 5 0,8 1 1 4 8 0,78 2 3 0 0 0,67 Con lo cual, el formato de 20 30 es el que más aprovecha el tamaño de la imagen retratada. Se quiere construir una cometa utilizando trozos de tela con forma de triángulo rectángulo de colores distintos. Para ello se cortan los triángulos por la altura sobre la hipotenusa, de forma que esta se divide en dos segmentos de 30 y 50 centímetros, respectivamente. ¿Qué área deben tener los triángulos originales? h 2 30 50 1500 ⇒ h 1 500 10 1 5 ⇒ A (30 50 2 ) 10 15 400 1 5 cm 2 Tres amigos están situados en línea recta pegados a la pared de la casa de una amiga que les habla desde una ventana. Uno de ellos se encuentra bajo la ventana, y los otros dos, a 5 y 3 metros a su izquierda y su derecha, respectivamente. Si la chica observa a los de los extremos bajo un ángulo de 90º, ¿a qué altura está la ventana desde la que les habla? h 2 5 3 15 ⇒ h 1 5 m es la distancia del amigo de en medio a la ventana. 5.49 5.48 5.47 5.46 5.45 5.44 R E F U E R Z O Semejanza. Criterios de semejanza Si la distancia entre dos ciudades es de 650 kilómetros, al medir en un mapa a escala 1:300 000, ¿qué distancia se obtiene? En la realidad: 650 km 65 000 000 cm En el mapa: 65 000 000 : 300 000 216,67 cm La razón de las áreas de dos hexágonos regulares es — 4 3 9 6 —. Si el lado de uno de ellos mide 18 centímetros, ¿cuál es el perímetro del otro? A A ’ k2 4 3 9 6 ⇒ k 7 6 ⇒ l l k 18 7 6 21 cm ⇒ p 21 6 126 cm Halla el valor de x sabiendo que los lados AB y DE son paralelos. Por Tales sabemos que CDE y CAB son semejantes. Razón 6 4 3 2 3 2 x 8 ⇒ x 1 3 6 5,33 cm Considera los triángulos ABC y A B C . ¿Cuánto deben medir el lado A C y el ángulo Cp para que sean dos triángulos semejantes? ¿Qué criterio de semejanza utilizas? Si queremos que sean semejantes, el ángulo Cp debe valer 40º para ser igual al ángulo Cp, y los lados que forman dichos ángulos deben ser proporcionales: k 4 5 ⇒ A C 3 4 5 1 5 2 2,4 cm Consecuencias de los criterios de semejanza Si M y N son los puntos medios de los lados AB y AC, ¿cuánto mide el segmento MN? Por semejanza: | MN | 1 2 | BC | 1 2 7 7 2 3,5 cm Los perímetros de dos triángulos isósceles son de 15 y 5 centímetros, respectivamente. ¿Cuál es la razón de semejanza? Si el lado desigual del primero mide 3 centímetros, ¿cuánto miden los lados del segundo? p p ’ 1 5 5 1 3 Lado desigual 3 1 3 1 cm Lados iguales 5 2 1 2 cm 5.55 B 7 cm C A M N 5.54 8 5 2 3 cm 2 cm B A 40° C B’ A’ C’ 3 cm 5.53 A 8 cm B C D E 4 cm 2 cm x 5.52 5.51 5.50 Se realiza una fotocopia de un rectángulo de 8 centímetros de base y 6 de altura reduciendo su tamaño en un 25%. ¿Cuánto mide la diagonal del rectángulo fotocopiado? Por el teorema de Pitágoras: d 6 2 8 2 1 00 10 cm Si se reduce un 25%, queda un 75%; entonces, k 0,75. d’ d · k 10 · 0,75 7,5 cm En un triángulo rectángulo, la altura sobre la hipotenusa la divide en dos segmentos que miden 4 y 16 centímetros, respectivamente. Halla el área de un triángulo semejante a él si la razón de semejanza es k —1 2 —. Por el teorema de la altura: h2 4 16 64 ⇒ h 6 4 8 cm A (4 2 16) 8 80 cm 2 A A k2 ⇒ A A k2 80 1 4 20 cm 2 A M P L I A C I Ó N Un alumno de 4.º de ESO necesita para la realización de un trabajo una copia reducida de un dibujo rectangular de 35 centímetros de alto y 15 de ancho. ¿Qué porcentaje de reducción tiene que aplicar para incluirlo en un hueco de 20 centímetros de alto? Razón 2 3 0 5 4 7 0,58 (se acota superiormente porque tiene que caber en el hueco) Escala 58% ⇒ Tiene que reducirlo un 42%. El Ayuntamiento de una ciudad tiene previsto construir una torre con las dimensiones del dibujo. Los profesionales que concursan para realizar el proyecto deben presentar una maqueta de 4,9 decímetros cúbicos. Calcula las dimensiones de la misma. Volumen real 7 5 10 7 5 3 12 350 140 490 m3 490 000 dm3 Razón = 3 490 4,9 00 0 3 0 ,000 01 0,02 Dimensiones: 12 0,02 0,24 m 2,4 dm 5 0,02 0,1 m 1 dm 7 0,02 0,14 m 1,4 dm 10 0,02 0,2 m 2 dm La diagonal de una pista deportiva rectangular mide 13 metros y la razón entre sus lados es 2,4. Existe otra pista semejante con perímetro de 102 metros. ¿Cuánto mide su diagonal? b a 2,4 ⇒ b 2,4a x x 2,4x 2,4x 102 ⇒ 6,8x 102 ⇒ x 15 m ⇒ 2,4x 36 m Diagonal 3 6 2 1 5 2 39 m 5.60 5.59 5.58 5.57 5.56 La altura del triángulo mayor de la figura es de 8 centímetros, y las bases de ambos son paralelas. Calcula el valor de x para que las áreas A1 y A2 sean iguales. En la figura se generan dos triángulos semejantes. Razón 8 x b2 8 x b1 Área del triángulo pequeño b1 2 x Área del triángulo grande b2 2 8 4b2 Área del trapecio (b1 b2) 2 (8 x) Área del triángulo pequeño área del trapecio b 1 2 x (b1 b2) 2 (8 x) ⇒ b1 x b1 8 x b1 (8 x) ⇒ x 1 8 x (8 x) ⇒ x (x 8) x (8 x) ⇒ ⇒ x 2 64 x 2 ⇒ 2x 2 64 ⇒ x 3 2 4 2 cm Dibuja un cuadrado que tenga la misma área que un rectángulo cuyos lados miden 5 y 7 centímetros. Utiliza el teorema de la altura. Arectángulo 5 7 35 cm 2 Acuadrado 35 cm 2 ⇒ lado 3 5 cm Para dibujar el lado 35 cm dibujamos un segmento AB de medida 5 7 12 cm; con centro en el punto medio del segmento trazamos una semicircunferencia de radio 6 cm. A 7 cm de A trazamos una perpendicular a AB que se corte con la semicircunferencia. Este nuevo segmento será la altura del triángulo ABC. Además, por el teorema de la altura sabemos que h 2 5 7; h 3 5 cm = ladocuadrado. Tomando esa medida con el compás podremos dibujar el cuadrado pedido. P A R A I N T E R P R E T A R Y R E S O L V E R Figuras semejantes Determina si la figura interior es semejante a la exterior y calcula, si es posible, la razón de semejanza, la de los perímetros y la de las áreas. a) b) c) c) Para los triángulos La razón entre las áreas es: A A 1 2 1 6 8 3 La razón entre los perímetros será 3 . b) Para las circunferencias La razón entre los perímetros es: 1 3 ,5 2 . La razón entre las áreas es 2 2 4 . a) Para los cuadrados El lado del cuadrado menor es: 3 2 4 2 5 La razón entre los perímetros es 7 5 . La razón entre las áreas es 4 2 9 5 . 5.63 A 7 cm 5 cm B 5.62 x A1 A2 5.61 Latas de diseño Una conocida marca de refrescos ha diseñado una nueva forma de recipientes para su producto estrella. Las capacidades son de —1 3 — y —1 2 — de litro, respectivamente, y el diseño es el mismo para los dos, es decir, las latas son semejantes. a) Calcula la altura de la lata grande sabiendo que la de la pequeña es de 12 centímetros. b) Halla la superficie de la base de la lata pequeña sabiendo que la de la grande es de 75 centímetros cuadrados. La razón de los volúmenes es: V V 3 2 1,5 La razón de las medidas lineales será: L L ’ 3 1 ,5 1,14 La razón de las áreas será: A A ’ 3 1 ,5 2 1,30 a) Si la altura de la lata menor es de 12 cm, la de la mayor será h 12 1,14 13,68 cm. b) Si la superficie de la base de la lata mayor es de 75 cm2, la de la menor será A 1 7 , 5 3 57,69 cm2. A U T O E V A L U A C I Ó N Indica cuáles de los siguientes pares de triángulos son semejantes y, en ese caso, calcula la razón de semejanza de sus lados. a) 3, 4, 5 y 4,5; 6; 7,5 cm c) 5, 12, 13 y 12,5; 30; 32,5 cm b) 2, 5, 6 y 4, 10, 11 cm d) 4, 7, 10 y 2,4; 4,2; 6 cm a) Sí ⇒ k 3 2 b) No c) Sí ⇒ k 5 2 d) Sí ⇒ k 3 5 Si ambas figuras son semejantes, calcula el área de A sabiendo que la de B es de 43 unidades cuadradas. Razón 2 7 A 2 7 2 43 4 4 9 43 1 4 7 9 2 3,51 u2 Me han regalado una reproducción de la torre Eiffel a escala 1:4000 que mide 8 centímetros. ¿Cuál es la altura real del monumento? 8 4000 32 000 cm 320 m Los catetos de un triángulo rectángulo miden 3 y 4 centímetros, respectivamente. Se quiere dibujar otro triángulo rectángulo semejante de modo que el cateto menor mida 6 centímetros. ¿Cuánto debe medir el otro cateto? Ya que los triángulos están en posición de Tales, son semejantes y, por tanto, sus lados son proporcionales: k 6 3 2 ⇒ b 4 2 8 cm 5.A4 5.A3 Figura A Figura B 2 7 5.A2 5.A1 1 2 1 3 5.64 Considera los triángulos de la figura. a) ¿Cómo deben ser los lados MN y BC para que los triángulos AMN y ABC sean semejantes? b) Halla el valor de x. a) Deben ser paralelos. b) x 5 5 3 x ⇒ 3 (x 5) 5x ⇒ 15 2x ⇒ x 1 2 5 7,5 cm Calcula el perímetro de un rombo semejante a otro, cuyas diagonales miden 24 y 16 centímetros, si la razón de sus áreas es k — 1 1 6 — . Por el teorema de Pitágoras: 122 82 l2 ⇒ l 2 08 4 1 3 ⇒ p 4 l 16 1 3 cm A A ’ 1 1 6 k2 ⇒ k 1 4 p p ’ k ⇒ p k p 1 4 16 1 3 4 1 3 cm En un triángulo rectángulo, la altura sobre la hipotenusa la divide en dos segmentos que miden 2 y 18 centímetros, respectivamente. Calcula el área de un triángulo rectángulo semejante con razón de semejanza k 3 2 . Por el teorema de la altura: h2 18 2 36 ⇒ h 3 6 6 cm h h k 6 3 2 9 cm b b k 20 3 2 30 cm A b 2 h 30 2 9 135 cm 2 M U R A L D E M A T E M Á T I C A S M A T E T I E M P O S El espejo ¿Qué dimensiones debe tener un espejo para que puedas verte en él a ti mismo por completo? Cuando se plantea el problema las primeras ideas que se dan son que depende de la distancia a que esté el espejo o que el mismo tamaño que la persona. Haciendo un análisis más profundo se comprueba que ambas conjeturas son erróneas. Plantearemos el siguiente gráfico: Podemos observar que el tamaño del espejo debe ser la mitad de la persona que mira y es independiente de la distancia a la que se lo coloque.