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I*>( in U iihpo k\ juiol . ■ pjt'' »t, ■ : - * V J \ '• . ■ É ltÉ ll W0 g 1 !: m | T j11 8 ú i í Ü¡ Segmentos y ángulos Lectura de motivación 13 Introducción al estudio de la geometría 14 Segmento 17 Ángulo 19 Posiciones relativas de dos rectas en el plano 24 Angulos formados por dos rectas paralelas y una secante a ellas 25 Resolvemos juntos 30 Piactiquemos lo aprendido 43 Triángulos Lectura de motivación 49 Concepto 50 Regiones determinadas por el triángulo 51 Tipos de ángulos del triángulo 52 Teoremas fundamentales 52 Teoremas adicionales 59 Clasificación 63 Resolvemos juntos 69 Practiquemos lo aprendido 81 Líneas notables Lectura de motivación 87 Concepto 88 Tipos 88 Teoremas sobre ángulos formados por bisectrices 99 Resolvemos juntos 104 Practiquemos lo aprendido 120 Congruencia de triángulos Lectura de motivación 127 Concepto 128 Casos para identificar triángulos congruentes 130 Triángulos rectángulos congruentes 135 Aplicaciones de la congruencia 138 Situaciones frecuentes de triángulos congruentes 146 Resolvemos juntos 149 Practiquemos lo aprendido 162 . i tilos n Lectura de motivación 171 Concepto 172 Triángulos rectángulos notables exactos 172 Triángulos rectángulos notables aproximados 178 Otros triángulos rectángulos notables aproximados 183 Caso particular 183 Resolvemos juntos 187 Practiquemos lo aprendido 205 ^elígenos Lectura de motivación 211 Concepto 212 Nombres especiales de algunos polígonos 214 Clasificación 214 Propiedades fundamentales del polígono 216 Propiedades de un polígono regular 221 Número de diagonales del polígono de n lados 222 Número de diagonales medias del polígono de n lados 223 Resolvemos juntos 228 Practiquemos lo aprendido 243 Cuadrilátero Lectura de motivación 249 Concepto 250 Teorema de la suma de medidas angulares interiores 250 Clasificación de cuadriláteros convexos 251 Resolvemos juntos 263 Practiquemos lo aprendido 276 Circunferencia Lectura de motivación 281 Concepto 282 Elementos asociados 282 Medidas de la circunferencia 283 Ángulos asociados 283 Teoremas 286 Teoremas adicionales 294 Posiciones relativas entre dos circunferencias 295 Resolvemos juntos 302 Practiquemos lo aprendido 320 P u n to s n o ta b le s Lectura de motivación 327 Concepto 328 Baricentro 328 Ortocentr© 330 fncentro 332 Excentro 336 Círcuneentro 339 Resolvem os ju n to s 346 Practiquem os lo aprendido 360 P ro p o rc io n a lid ad y sem e jan za Lectura de motivación 367 C o n ce p to 368 Razón de segm entos 368 Teorem a de Thales 369 Sem ejanza de polígonos 375 Resolvemos juntos 387 Practiquemos lo aprendido 407 Relaciones métricas Lectura de motivación 415 Relaciones métricas en la circunferencia 416 Proyección ortogonal 418 Relaciones métricas en el triángulo rectángulo 419 Relaciones métricas en el triángulo oblicuángulo 423 Resolvemos juntos 434 Practiquemos lo aprendido 452 * ¡4ress de regiones planas Lectura de motivación 459 Región plana 460 Área (A) 460 Áreas de regiones triangulares 461 Relación de áreas de regiones triangulares 465 Áreas de reglones cuadrangulares 468 Relación de áreas de regiones cuadrangulares 473 Áreas de regiones circulares 477 Resolvemos juntos 484 Practiquemos lo aprendido 502 Geometría analítica Lectura de motivación 511 Concepto 512 Recta numérica 512 Plano cartesiano 512 Distancia entre dos puntos 516 Coordenadas de un punto que divide a un segmento en una razón dada 517 Coordenadas del punto medio de un segmento 518 Coordenadas del baricentro de un triángulo 520 Área de una región triangular (ZZV) 520 Recta 524 Ecuación de la recta 528 Resolvemos juntos 533 Practiquemos lo aprendido 547 Geometría del espacio I Lectura de motivación 557 Concepto 558 Posiciones relativas entre dos planos 558 Posiciones relativas entre una recta y un plano 559 Posiciones relativas entre dos rectas 559 Recta perpendicular a un plano 560 Teorema de las tres perpendiculares 561 Proyección ortogonal de un punto y un segmento sobre un plano 562 Ángulo diedro 563 Prisma recto 566 Prisma regular 569 Cilindro 571 Resolvemos juntos 578 Practiquemos lo aprendido 593 Geometría del espacio íi Lectura de motivación 505 Pirámide 506 Cono 510 Esfera 514 Semiesfera 516 Poliedros regulares 617 Resolvemos juntos 526 Practiquemos lo aprendido 643 Glosario 653 Bibliografía 655 ; J? ' • ■ ••• • :;v* ■ Este es el Estadio Nacional, su construcción se realizó gracias a los conocim ientos aprendidos (de m anera práctica o m e diante los libros) por los albañiles, técnicos de construcción, d iseñadores e ingenieros; todo ellos trabajando en equipo edificaron esta gran obra de ingeniería en Lima. En la imagen se aprecian los ángulos entre las luces y la can cha deportiva, de acuerdo a su m edida dependerá la ilum i nación del estadio para un partido de fútbol. Por ejem plo, en pequeños cam pos de entrenam iento se recom ienda las siguientes medidas: • Conocer los elementos fundam entales de la p lanim etría. • Conocer y diferenciar las clases de ángulos. • Usar las principales operaciones de las longitudes de seg mentos y de las medidas de los ángulos en la resolución de problemas. : .. . . , : C : : : . j ? Los elementos geométricos estudiados en esta primera par te servirán como base para el estudio de las demás figuras geométricas en los capítulos posteriores, pues ellos nos ayu darán a relacionar las teorías estudiadas en el triángulo, en el cuadrilátero y en la circunferencia. S e g m e n t o s v á n g u l o s !. INTRODUCCIÓN Al ESTUDIO DE K A Euclídes inicia la sistematización de los conocimientos de la geo metría, es oor ello aue es consi- 1.1. Reseña histórica La palabra geometría significa medida de la tierra {geo=t\erra y m efrón=m edida), pues se originó con la necesidad de delim itar espacios sobre la superficie terrestre. Precisam ente en Egipto, cada vez que el río Nilo se desbordaba no se lograban ver las señales que limitaban los terrenos de sembrío, las cuales estaban distribuidas en las orillas del Nilo en terrenos rectangulares iguales, pero cuando estos se inun daban, el rey egipcio Sesostris mandaba a los agrimensores (tensores de cuerda) para verificar y medir el espacio de tierra que habría disminuido, para que así se le bajara el precio de los impuestos respectivos. Muchos años después la geometría fue llevada a Grecia por Thales (625-547 a .n .e .) después que estuvo algunos años por Egipto. Aunque no hay referencias de sus escritos, existen m u chas historias de él. Una de las más conocidas es la que explica que halló un método para calcular la altura de la gran p irám i de de Keops, construida en torno a! año 2600 a .n .e . Así como también se le atribuye el hecho de que el diámetro siempre divide al círculo por la mitad, o la observación-de que, en un triángulo isósceles, los ángulos opuestos a los lados iguales también son iguales, que para su época eran grandes avances en el área de la matemática. Se puso en marcha el estilo de pensar de las matemáticas modernas, de ir del modo métrico a la abstracción del triángulo y círculo. Posteriormente a Thales, el conocimiento griego fue desarrolla do por Pitágoras, Hipócrates de Quios, Eudoxo de Cnido, y otros. Así como se desarrollaron conocimientos geométricos en Egipto y Grecia, también otras culturas hicieron aportes im portantes. La cultura babilónica, descubriendo que la relación numérica entre la longitud de una circunferencia y su diámetro es 3 y estableciendo reglas para el cálculo de áreas y volúm e nes. Los aportes de la cultura china escritas en tiras de bambú, en la cual contiene el Gougu, una versión china del teorema de Pitágoras y la aproximación de 7t=3,1415926 obtenida con el uso de polígonos regulares inscritos en un círculo. Todo ese conocimiento, vertido por dichas culturas y otras, logró ser sistematizado por Euclides (300 a .n .e ) con un razo namiento deductivo publicado en sus famosos 13 libros cono cidos como Elementos, que tratan sobre el estudio de la teoría de números,del álgebra griega y de la geometría elemental. 1.2. F igu ras g eo m étricas Es el conjunto de puntos que adoptan una forma determinada. Ejemplos 1.3. Partes de la geometría Divid irem os el estudio de las figuras geom étri cas en tres partes. 1.3.1. G eom etría plana (p lan im etría ) Estudia las figuras geométricas formadas por puntos que pertenecen a un mismo plano. Ejemplos cuadrilátero 1.3.2. G eom etría del espacio (estereom étria) Estudia las figuras geométricas formadas por puntos que pertenecen a planos distintos. Ejemplos pirámide •Jrs v- 13.3. Geometría analítico Se denomina así porque relaciona a la geome tría con el álgebra, de tal manera que las figuras geométricas son estudiadas mediante ecuacio nes lineales o cuadráticas. Ejemplos elipse En esta primera parte estudiaremos la geome tría plana. COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores Por dos puntos, A y 8, se puede trazar una línea recta r. Todo segmento >48 puede pro longarse en una recta r. Nuestro entorno está rodeado de figuras geométricas. En la imagen podemos ver objetos en forma de líneas secantes, lí neas paralelas, ángulos, triángu los, planos paralelos y prismas. 1,4. E lem ento s g eo m étrico s fundam énta lo :. Estos elementos son el punto, la recta y el plano, muy impor tantes en el estudio de la geometría. En esta ocasión, los repre sentaremos con dibujos. La recta es como la línea más delgada que se pueda dibujar, manteniendo una misma dirección. Fíanos IP y © La marca más pequeña que se pueda dibujar sobre una hoja de papel nos dará una idea de lo que es un punto en geometría. El corte más delgado posi ble que se pueda obtener nos dará una idea del plano en geometría. Rayo Es cada una de las dos partes en que queda dividida una recta al ser cortada en cualquier punto. j ' ..... ..... .. O O rayo OA\ O A rayo 08: 08 2. SEGMENTO Es una parte de la recta lim itada por dos puntos, denom inados extrem os. ¿Cómo ubicat_el punto medio del segmento AB? Notación • segm entos de extrem os A y B: AB • longitud de AB: AB o ú Para calcular la longitud de un segmento utilizamos la regla g raduada. uada' ,• , "%r*-2 1. Pun•:o med 'o tío i# >■ - c ■'' 1 '" Es aquel punto de un segmento que determina dos segmentos de igual longitud. Del gráfico, M es punto medio de AB, porque C ,0 Todo segmento tiene un único punto medio. 1. Con centro en A y radio ma yor que la mitad de AB. se traza un arco. 2. Con centro en B y el mismo radio, se traza otro arco, lo grando P y Q. 3. Con la regia, trazamos la recta PQ, intersecando a AB en su punto medio M. ( COLECCIÓN ESENCIAL 22 Operaciones con las longitudes de los segmentos 2.2.1. Ad ic ión Se cumple A.; . *» De manera práctica lo realizaremos así: 2{AB)=3{BQ A B -3ky BC-2k AC-o+b 2.2.2. Sustracción i-------- -— A plicac ió n 7 En una recta se ubican los puntos consecutivos A N, M y B, tal que M es punto medio de AB, MN=2yAN+BM=8. Calcule MB. R e s o l u c ió n Se cumple L AB-a-b i ;?«■ . -i* 2.3 . Razones de longitudes de segm ento* .̂//> Sean A, B ,C y D puntos colineales. Caso 1 A. é N Del dato ' ‘ A m +b m = $ 0 , ; :Ad~2+o=8 %€ , 2 q ^ f * Ó*. .> - a = Á v ^ Y f % Igualamos a una constante k, entonces se tendrá BC 2 3 á l = — =k AB=2k BC=3k 2k A Caso 2 2 2(AB)= U/c ; Aplicación 2 En una recta se ubican los puntos consecutivos A, 5 y C, tal que 5(AB)=7{BQ y AC-2A. Calcule AS. Resolución 7/í Del dato 5(A5)=7(eq -> AB=7k y BC=5k Del gráfico 7k+Sk=2A k-2 Capítulo i s&gg '.T> : 3. A N G U LO Es la figura geom étrica form ada por dos rayos que tienen el m ism o origen y que no son colineales. A >1 Elem entos * lados: OA, OB - vértice: O X a O ---B N o tac ió n • ángulo AOB de vértice O: <AOB • medida del <AOB: m cA O B o a donde i x<\ Ó. V ' El número a .indica cuántas veces el ángulo AOB contiene el ángulo unitario (1o). Para calcular la medida del ángulo utilizamos el transportador. ¿P tp ̂• rr ef>. 0% Í ?v0o . - "<Lf. .*> § fi R-3I A iC A i- x \ Y 6 ^ 3• A ■> '/A\V X fc' -*3 ■ ■ ■ t ¿Mil r ...... /1r , • v «•/: Transportador ¿Cómo trazar la bisectriz del án gulo mostrado? 1. Con centro en A trazamos un arco PQ. ( - A ’ 2. Con centros en P y Q, y ra dios iguales entre sí, traza mos dos arcos que se inter secan en el punto M. \ i --VM A K I /— 4 p — . i 3. El rayo AM es la bisectriz del ángulo pedido. P;/ ^ ' l s\ A V K___ : 3.1. Regiones determinurPís ooi jn anquí curiSode'. La bisectriz nos permite ubicar el lugar del lanzador en un cam po de béisbol. El campo es un ángulo que se representa por dos líneas blancas, se ubica la bisectriz de esta y el rayo que representa la bisectriz ubica a 18,4 m del área del home el área del lanzador. Vrt l l I P i K o o lv id e Denotaremos el ángulo recto de la siguiente forma: r /Kegién \ ! interior ¡ i \*dQ:0! I > exterior / • La región interior es el conjunto de puntos del plano que no están en el ángulo, pero sí están dentro del ángulo. • La región exterior es el conjunto de puntos del plano que no están en el ángulo ni en su región interior. 3, A. üisec t í i z d i: im anqUio Es aquel rayo ccuyo origen es el vértice de un ángulo y esta ubicado en su región interior, este rayo divide al ángulo en dos ángulos de igual medida. v*'" /.■ ,, %• % // i / Del gráfico % i" OP es bisectriz del <AOB. ,r( \ - Porque.^ 3.3, C lasificación ue los ángulos 3,3.1. Según : ; medida a gul ir Es aquel ángulo que Es aquel ángulo que Es aquel ángulo que mide entre 0o y 90°. m¡de90°. mide entre 90» y 180« / / ' / Á l </La. \. o _1 33.2. Según ¡a posición de sus lados a. Ángulos adyacentes Son dos ángulos copianares que tienen un mismo vértice y un lado com ún, tal que sus interiores son disjuntos. Los ángulos AOB y BOC son adyacentes. f . \ ¿ L Vi . V M jp / KÁ fI ?#*>.. \ áÉF ¿P ¡F . s||. ?! r ̂• í? • jM&üP' y: %. M í S p E i *» «si* a * - y p • 'v.jtiy . r J' .\ ' : f & '/ i/i í-,/ >> I ¡¡T %&? & b. Ángulos c o n se c u t iv o ^ ^ / > £¥* Son tres o más ángulos que tienen un mismo vértice y que al ser tom ados de 2 en 2 son ángulos adyacentes. Los ángulos AOB, BOC, COD y DOE son conse cutivos. ab scrtvad ó i» v - (I l 0 t t’> En e! gráfico <A'OB y <BOA forman un par lineal.I . / • . . Entonces Del gráfico • > - U P i ; —’,-Y _y / 0 se cumple . ¡ ¡ / p ? 0 v. COLECCIÓN ESENCIAL IÍÉm M • .» 'X- Lumbreras Editores c. Ángulos opuestos por el vértice Son dos ángulos que tienen el mismo vértice en donde los lados de uno de ellos son los ra yos opuestos del otro. O' Se cumple vértice. 'o--IK %4fe Mm' Mi ■W Jíjfá# % as jy: t J r ; 3 3 3 .Según la suma de suam edS»»'¿gsr ’ \ a. Ángulos complementarios*^ ^ Son dos ángulos que sumados miden 90°. % Ejemplos b, Angulos suplementarios Son dos ángulos que sumados miden 180°. 9 ■» \ Y A 9 Los ángulos AOB y MQN son suplementarios, porque a+0=18O°. S(ct):. suplemento del ángulo de medida a w ^ ■i i•r-.V' §% ---r--—---- %"% # / vÉ ^ ü 4 o % % P X w /V Los ángulos A05 y MQN son complementa rios, porque a+P=90°. OhWrt'VacíéH C|a): complemento del ángulo de medida a r . -90°- ex 1. Calculamos los siguientes complementos: * C(21o)=90°-21o=69° * C(2x)=90o-2 x . C(49D)=9 0o - 49°=410 * C(30O)=90°-30° =60° 2. Calculamos los siguientes suplementos: • S(45O)=180o-45o=135° • S(3p)=180o-3 p • S(130.)=180°-130o=50° • S(95.,=180o- 9 5° =85° Capítulo i Segmentos y ángulos A plicación 3 Si OIW es bisectriz, calcule x. a\ M / i x / O —•--fy. Resolución Como OM es bisectriz, entonces 3x=60° x=20° Aplicación 4 Del gráfico, calcule p. V / % i \.$ .j;,. W « f JÉ*., 1J i > y Resolución Sabemos que 2p+7P=180° 9^=180° /. (3=20° Aplicación 5 Del gráfico, calcule x. ■V V jt Resolución Sabemos que x+50°+3x=90° 4x =40° • x=10° Aplicación 6 Si OP es bisectriz del <AOB, calcule (3. \ • -\ / \o \ '\. / \ A > ______£.___ -V t- J ____ n Resolución Sabemos que^ (3+70°+70°=180° •p+140o=¿j80° % >’ . $ h Aplicación 7 El complemento de un ángulo aumentado en 40° es igual a la medida de dicho ángulo. Halle la medida del ángulo. Resolución Sea a la medida del ángulo pedido. A No ohflde El complemento del ángulo a es 90°-a. Del enunciado C^)+40o=a 90°-a+40°=a 130°=2a /. a=65° COLECCIÓN ESENCIAL _____U&S8£?'«Í ' Lumbreras EditoresJgSOBH i1-i - - 1 • K(Lí " Las rectas perpendiculares son dos rectas secantes que deter- minan ángulos rectos. . . . . . . : La recta es perpendicular a la j recta &z y la denotaremos así: l 3 , l 3 z . C u ldádo l: 1 : significa perpendicular f //: significa paralelos 4. POSICIONES RELATIVAS DE DOS RECTAS EN EL PI ANO Dos rectas en el p lano adoptan solo dos posiciones: secantes o paralelas. 4.1. Rectas secantes Son dos rectas que tienen un solo punto en com ún. La recta es paralela a la recta y la denotaremos así: S 1/ / S 2. 4 .3 . Postu lado de P layfair Dados una recta y un punto exterior a ella, se puede trazar una única recta paralela a dicha recta que pase por dicho punto. •- 111 P • - rn Capítulo 1 5. ÁNGULOS FORMADOS POR DOS RHí PARALELAS Y UNA SECANTE A ELLAS 5.1. Ángulos correspondientes ■ m X Si m//n, entonces til cu Si m//n, entonces Ejemplos 1. Del gráfico <~ii se cumple x= 70° 2. Del gráfico i -r se cumple Bx =123° • x=41° se cumple 5a=165° a=33° Ángutc ■ juga o j £¿z____ Si m//n entonces a--M-)—180c Ejemplos 1. Del gráfico y—9—t § ww se cumple ^+110o^180° i I | a x= ?0 ° \ % 2. Del gráfico '#- X l \ f J se cumple A P=1 5 4. Teoremas Teo rem a 1 . m i : . ;i m T ' X I! *~ Si m//n, entonces < / + > Ejemplos 1. Del gráfico XV se cumple x*30°+25° /. x^55° 2, Del gráfico ii ..... //. .11 sé cumple 2x=42° ' / ,,’r X l 4 ° eorema I T ! J 0 3 > SI m//n, entonces < r> . i *---- - —”1fí :i |V f IH 1V 1 Lo suma de ángulos ubicados a la izquierda es Igual a la suma de los ángulos ubicados a la derecha. Ejemplos 1. Del gráfico Si m//n, entonces ! -:¡ i ji + o-i iü - ; . ! Ejemplos 1. Del gráfico se cumple 20o+70°=x+50° 90°=x+50° x=40° 2. Del gráfico r y • ^ V ' \ - x ' a<K* % é m jb ' 1 ^ jK m S k . .<?' •'•• •.•''• i'’-. , A- -> V ’ # k. * A W / : — : • < H o ^ •* se cum ple a+25o=40°+30°+15c a+25°=85° se cumple , ; 5 0 °+ ^ 70°= 180° " # 4 2 S b=i8o°: I '%x¡0' % Jr : ' 'Y * * 0 = 6 0 ° / S í * * X / '# V %%v%-% w * % 2. Del gráfico a =60° Teorema 3 m f' \ o / ■J■/V : . , _______________ se cumple x+3x+3x+2x=180° 9x =180° .\ x=20° / . Construyamos un periscopio En esta actividad aprenderemos a construir un periscopio simple, que nos servirá para ver un objeto situado por encima de un obstáculo que impide la visión directa, gracias al sistema de espejos colocados paralelamente en su interior. Instrucciones Paso 1. Para hacer el cuerpo del periscopio, necesitarás armar un prisma. Consigue un pliego de cartón de 42 cm de largo por 42 cm de ancho. Marca con el lápiz las líneas por donde hay que doblar el cartón para formar las cuatro caras: Recorta las ventanas y las ranu ras como se muestran en el esquema, y pega la aleta internamente contra el otro borde. ' ' . • Insertar los espejos fe* i;-'- ■ 4 5 ° ■I- : 4 5 D f e í , • f ' . . . I ■ . 4 . * .. 1 ■ r ■ ' & - ; ■ > '• i- ív - 4 'V ' . ' j ¡¿fe-. '• - X » . • • , : i ■ ¡ ÍC'V- . --> .■, >\ ■ ■ ; l ■ 4 5 ° OLA —Ù L L --- • s , V,v- ' i * 0 " Paso 2. Ahora necesitas dos espejos pequeños, de unos 12 cm de largo y 6 cm de ancho, si no están pulidos en í-í 1 " /' r . .sus bordes o son trozos irregulares, es conveniente cu brir su contorno con cintas adhesivas. Reverso del espejo Paso 3. Luego, introduce los espejos en las ranuras que tiene el cuerpo < del periscopio. La idea es que queden sostenidos; pero si los espejos son un poco cortos, pégalos con cinta adhesiva por fuera. Ahora ¡a jugar con el periscopio! SEGMENTOS Y ÁNGULOS i Capítulo 1 RESOLVEMOS JUNTOS Problema N.' 1 En una recta se ubican los puntos consecutivos A> B, C y D; tal que AC=BD, BC=8 y AD=18. Calcule AC. A) 11 D) 14 Resolución Nos piden x. B) .12 C) 13 E) 15 Ä -—--O \ j ■ 1 ■" j> 4^/ ^ ' í ; ' iI----------- 1 x ~N.. gráfico , p _______________ 1|---- o----1— w-----A D #A1--- ------- 18--------------- x-8+x=18 2x=26 x=13 Clave P ro b le m a N.' 2 En una recta se ubican los puntos consecuti- vos A, B, C i D; tal que AB+CD=14 y ¿D=21. Calcule BC. A) 6 D) 9 B) 7 C) 8 E) 10 Resolución Nos piden x. Dato: m+n=14 Del gráfico x=7 Clave P r o b le n ^ y ,’ 2- A partir del gráfico, calcule x. Considere que 2{BQ=S{AB) y BC-AB=9. A) 17 B) 18 C) 19 D) 20 E) 21 Resolución Nos piden x. :a -----h 5 o Dato: BC-AB=9 r SEGMENTOS Y ÁNGULOS” !■ . . ■__ J ~~rx-q + b Sustracción i-------a -------- i i— x —i— b — i A Q B x=a - b Razón Sea m{AB)=n{BC) i— nk —t- mk -\ A B C Ángulos B O 6 Notación Ángulo AOB: <AOB Medida <AOB: m<AOB Según su medida < agudo << recto < obtuso e i 0 < 90° J f e = 9CP' •;L e > 90° Según la posición de sus lados < adyacentes < consecutivos < opuestos por el vértice \ V * 'v | P 0 Y P a o Kt? \ A o *=P= 0+0 x= y + p + e a = 0 Según la suma de sus medidas < complementarios < suplementarios 0+0 = 90° 0+P = 180° -i P Ángulos entre dos rectas paralelas y una recta secante < correspondientes a < alternos a P// a = p < conjugados ii Teoremas i x+y+z = 0+j3 B + (3=180° cx+0+f3+(J)=18Oo Capítulo i Segmentos y ángulos Entonces 5a-2a=9 3o=9 o=3 Luego x== 7 ® x=21 j C/ove Problema NC 4 En una recta se ubican los puntos consecutivos A, B, M y C. Si M es punto medio deAC , >45=12 . y BC=20, calcule BM. A) 3 D) 6 R eso lu c ió n Nos piden x. B) 4 C) 5 E) 7 - 16 — 16 20 A B M i— >c — i C Del gráfico x+12=16 x=4 Clave Problema NC 5 En una recta se ubican los puntos consecuti vos A , B , C y D, de modo que AB+CD=2(BQ y AC+CD =27. Calcule BC. A) 7 D) 12 B) 9 Q 11 E) 13 Stesolutfótt Nos piden x. Datos: « AB+'CD-2{BC) a + b=2x& tí y ' :> • AC+CD=27 1/6, * o+x+ó=27 3x=27 x=9 C/ove Problema M. G_______________________________ En una recta se ubican los puntos consecutivos A, M, B y C, de modo que AM -M C y A B -B C -36. Calcule BM. A) 14 B) 16 C) 18 D) 20 E) 22 Resolución Nos piden x. X — I— lvi Dato: Aß-ßC=36 Entonces m+x-(m-x)=36 ip+x-j/h+x=36 2x=36 x=18 Clave P ro b le m a N.* 7 4 ,/ ¿M&P* En una recta se ubican los puntos consecu tivos A, B, C, D y E, de manera que AB=BC, CD=2(D£) y AB+AE=4S. Halle AD. Entonces a+2o-i-3¿>=45 3o+36=45 o+6=15 Luego x=2o+26 x=2(o+6) x=30 Clave Problem a N .” 0 En una recta se ubican los puntos consecutivos A, M, By N, además AM=BN. Si MN=12, calcule la longitud del segmento que une los puntos medios de BM y AM. A) 26 B) 30 C) 33 D) 39 E) 42 Resolución Nos piden x. H A o ---1— ■ a — i----- i — i— > —i ~~r o Efí Dato: AB+AE=45 A) 5 D) 8 Resolución Nos piden x. B) 6 C) 7 E) 9 A /’ ■M H En M/V: 2o+2¿>=12 o + 6 = 6 Luego x=o+6 x=6 C/ove Problema N.‘ 9 En una recta se ubican los puntos consecuti vos A, B y C. Si M es punto medio de BC y AB2+AC2=26, calcule AM2 + BM2. A) 11 B) 12 C) 13 D) 14 E) 15 Resolución Nos piden a2+b2. ,y ' A a - b ---- 1---- b — -h — - V '------ 1 ■_ a----- -X— '“a — *W rB M% Dato: AB2+AC2=26 (o -b )2+(o + b)2= 26 $ NO OLVIDE | Una de las identidades de Legendre es f {a+b)z + {a-b)2=2(a2+b2) Obtenemos 2Ía2+bz)=26 o2 + ó2=13 * C/cJve Problema N.* ID En una recta se ubican los puntos consecutivos A, B, C y D. Si (AQ2=(A5)(AD) y £C=4, calcule J_ _L AC + CD » ! » 5 1 1Nos piden — + — x y Dato: (AQ Z=(AB)(AD) Entonces x 2=(x-4)(x+y) X2 = x2 - 4x + xy - 4y 4x+4y=xy 4(x+y)=xy x + y _ 1 xy 41 1 = 1 x y 4 C) - 2 E) 1 * Clave WBKBÈ ■■ ■■ , ' r ■■■■■, '• r .". P ro b le m a N .‘ i l A partir del gráfico, calcule x.x / ^ Afa \ A) 140° D) 160° Resolución Nos piden x. B) 150° C) 155° E) 170° ':'R- jÉ& „ \ ' i X * - ' - r . y/ Y R - t . O .-n% w í íe s o iu d ñ n Nos piden x. £ \ M / \ p ; p o Dato: m<AOi3=1260 Entonces 2a+2(3=126° a +(3=63° Se observa que1L Del gráfico x+20°=180° x=160° 4tév • f t . \ ' X = 6 'fi 3 .&& % . ■ v + v̂seswrr / ' x= a+ P >W $iv m Probiema N.* 12_____________________________ _ Sean los ángulos consecutivos AOM y MOB. Halle el ángulo formado por sus bisectrices si m<AOiB=1260. A) 60° B) 61° C) 62° D) 63° E) 64° Clave Problema U.' 13 Los ángulos AOB y BOC forman un par lineal y sus medidas se diferencian en 70°. Halle m< BOC. A) 25° D) 55° Resolución Nos piden |3. B) 35° C) 45° E) 65° p a r lin e a l Capítulo i Dato: a - p = 7 0 ° Por par lineal: a+ p= 180° De (I) y (II) se obtiene a+ p= 180° a - p = 7 0 ° 0 + 2p=110° P=55° (I) OD ■ Clave Problema N .'14 Se tiene los ángulos adyacentes A OS y BOC, tal que m < AO S=m < BOCA- 54°.;t|Calcule la medida del ángulo formado pofiel OB y la bi sectriz del <AOC. \ X X i A) 21° D) 24° R e so lu c ió n Nos piden x. B) 22° C) 23° E) 27° bisectriz C 1 del <AOC i '[« + 27°' X « + 27° Dato: m< A O S=rrv<fíOC+54° —» m < A O S= a+ 54° í¿ 1 De los gráficos se obtiene en el <POC + i).y / i . /|(/+27/ 1/ x + X = jd + 27° x=27° Clave Problem a 1S Calcule x si OB y OC son bisectrices de los án gulos AOC y AOD, respectivamente. um\ \ *E o A) 29° D) 32° B) 30° C) 31° E) 33° Datos: De (I) y (II) * 0 8 : bisectriz del < A O C • O C : bisectriz del <AOD Del gráfico se obtiene por par lineal 4x+52°=180° -> 4x=128° x=32° Clave Problema ______________ Se tiene los ángulos consecutivos AOB, BOC y COD. Luego se trazan las bisectrices OX del <AOB y OY del < CO D . Si m<AOC=30° y rrKX O V ^ SO 0, halle m<BOD. A) 50° B) 60° C) 70° D) 80° E) 90° ' Resolución 7 Nos piden m<8OD=20+(3. Datos: . m -l.4OC=30o -> 2a+(3=30° (I) . m<XOr=50° -> a+(i+0=5O° y 2a+2P+20=1OO° (II) 2a+2p+20=100° 2a+P=30° 4 O+p+20=7O° De la operación anterior (3+20=m <BOD m<BOD=70° Clave El suplemento de un ángulo disminuido en 50° es igual a doce veces la medida de dicho án gulo. Halle su medida, •■■■ A) 10° B) 15° D) 25° Resolución Sea x la medida del ángulo pedido. NO OLVIDE \ Suplemento del ángulo x=SM Del enunciado S( í ,-5 0 °= 1 2 x Hallamos el valor de x. 180°“ X-50°=12x 130°=13x x=10° i Clave i C) 20° E) 30° Problema M" 18 , ro: Sea p la m edida de un ángulo, tal que el su p lem ento del com plem ento de p y el com ple m ento de 3p sum an 130°. Calcule el com ple m ento de p. A) 45° D) 60° Resolución Nos piden Cp. B) 50° C) 55° E) 65° NO OLVIDE * Complemento del ángulo P=C^ • Suplemento del complemento ‘ ■i | >'$ j$wdel ángulo P = SC(p) - ’ : V , Del enunciado S C (p )+ C (3 g )- 13° ° itW-fY; nO0- :'.ü V - p) + 90° - 3p =130° l80, ' -(9ü'- -1’.) 1 8 0 ° P + ^ - 3 P = 130° 50°=2P -> P=25 Luego Cp=C25o = 9 0 °-2 5 ° Clave Un tercio de la diferencia entre el suplemento y el complemento de la medida de un ángulo es igual al doble de su complemento. Calcule dicha medida. A) 15° D) 70° B) 45° C) 60° E) 75° Sea 9 la medida del ángulo pedido. Del enunciado 4 S(e ) - C(e)) = 20 (0) ^(0), ^ (e r^ o ) 5(0)=7C(0) 1 8 0°-9 -7 (9 0°-6 ) 18O°-0=63O°-70 60=450° 0=75° Prob lem a N. 20 Si m//n, calcule x. A) 10° D) 23° Clave C) 15° E) 18° Cp=65“ B) 20° COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores Resolución Nos piden x. Del gráfico / 100°/ r.*i’ >.<v. x+100°+3x=180° 4x=80° /. x=20° h P ,•-!«>' .asm? a *,, * Af%. 'W yrim Clave.10*$^ .......... *«& <0!* J» Problema N.* 21 Sí ?//m, calcule a. \ 8 ' x m \ 2 B) 120° C) 130° E) 160° Resolución Nos piden a. a V COr,;i:Q3'1 J ! t. \ A • I 8 Por ángulos conjugados — + — = "180° 8 2 5 a * € C l 8 0 ° i m ■# w «gjé 1 20° = W í^ r \¿>> S?*á' o = 160° NO OLVIDE Si m//n rn+— ii T2 y n<—u- \ :< h V'= 180° \ 2 ” ClaveA) 100° P) 150° Problema N/ 22 Si m /fn , calcule x. - -3 r' / \ m —>. c t r o15 í * í> Si m//n, calcule x. □ 7 A A) 30° D) 60° Resolución Nos piden x. B) 40° C) 50° ° r \ i . \ Hi Iti-. iÍíí> ' . • V 41 I ' • Aviv m v11 * >1 ¿ 1 í$ "̂ v ,-, %. %': % X # Del gráfico Por teorem a 1 x= 35° + 25° /. x=60° Clave A) 12° D) 16° ñ eso iiic íó n Nos piden xr B) 14° o 28, '•-» —JSbi J's? * Í'Z.r* -, n%<¡#--̂ ssŝ ;-=í:ix ̂% / t i V M \'V \ Del gráfico C) 15° E) 18° se obtiene 2x+3x=90° 5x=90° x=18° O ; D f | e ! I K i' ° P\ Clave COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores Dato: 0+P=7O° Por teorema 1 x = 0+p x=70° Clave Si m//n, calcule x. m A)'v10°.;j D B) 15o C) 20o D)f259^ 5 E) 30° '%r Resolución Nos piden x. Por teorema 2 30°+/ + 10 + = 20°+x + 40°=20°+x x=20° ‘ Clave Capítulo t Problema N.e ?.B Si $\U SB lt calcule x. Nos piden x. 40° _ .140° \ \ m ° •> •>... A) 14° D) 20° Resolución Nos piden x. B) 16° C) 18° E) 22° ! 4x \ Por teorem a 2 60°+180o-x= 4 0 o+90° 240°-x= 130° • x = 110° % |P '■■'¿.y Clave Problema N.“ 27 Si & \lí& 2 , calcule x. -*../ / - Por teorema 3 3x+4x.+2x+x=180° 10x=180° x=18° , , ;C Clave Problema 2B Si S&í U & i y m-n=38°, calcule x. 1 1 ■* f , « A) 35° B) 36° C) 38° D) 40° E) 42° 41 COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores Resolución Nos piden x. Problema W.’ 29 Si 3/\!! 3?2i calcule x. 7 ^ V.X Dato: m-n=38° A) 90° B) 100° X x ;\ C) 110° —» Q=ß+m Restamos (I)—(II). e - 0=x+ß+n-ß-m 0=x+n-m x s ( m - ñ | ó uto (ID En el gráfico Por ángulos conjugados x+70°=180° x=110° C la v e i C la ve x=38° PRACTIQUEMOS LO APRENDÍ 1. En una recta se ubican los puntos consecu- tívos A M, fí y C, tal que M es punto medio de AC. Si AB-BC = 40, calcule BM. A) 10 B) 15 C) 20 D) E) 30 6. En una recta se ubican los puntos consecu tivos A, B ,C y D, tal que 3[AD) + S(BQ=80 y 3{AB)=S{CD). Calcule BD. A) 8 B) 9 C) 10 D) 11 E) 12 En una recta se ubican los puntos consecu tivos A, B y C, donde M es punto medio de AB y AC+fíC=14. Calcule MC. A) 7 D) 10 B) 8 C) 9 E) 11 3. En el gráfico, F y G son puntos medios de AB y DE, respectivamente: Si AB+DE=\Ó, calcule FG. f a —i- - h > A F B C A) 13 D) 16 B) 14 ■' •— ■— • ----- C) 15 E) 17 4 . En una recta se ubican los puntos consecu tivos A, B ,C y D, de manera que C es punto medio de AD y AD-2(AB)=24. Halle BC. A) 6 D) 12 B) 8 C) 10 E) 14 í- £n el gráfico, M es punto medio de AC. Calcule BM. 12 20 A A) 3 D) 6 B B) 4 M C C) 5 E) 7 7. En una recta se ubican los puntos consecu tivos A, B, C y D; tal que AC=24 y BD=30. Calcule la longitud del segmento que une los puntos medios de AB y CD. A) 24 D) 32 B) 27 C) 30 E) 34 8. A partir del gráfico, calcule x si — + — = 1. c . l / r ' AC BD A) m -n B) 2m~n C) mn D) yfmñ E) 2yfrññ 9. Los ángulos AOB y BOC forman un par li neal. Calcule la medida del ángulo entre las bisectrices de dichos ángulos. A) 70° D) 100° B) 80° C) 90° E) 110° 10. Se tiene los ángulos consecutivos AOB, BOC y COD. Si OB es bisectriz del <AOD y m<fíOC=24°, halle m <AOC-m <COO. A) 42° D) 50° B) 46° C) 48° E) 52° COLECCIÓN ESENCIAL jj* ip '̂ "i.... 11. Los ángulos AOB, BOC, COD y DOA son proporcionales a los números 1, 2, 3 y 4 , respectivamente. Halle rrxAOB. A) 16° D) 21° B) 18° C) 19° E) 36° 12. En el g rá fico , m < A O f= 3 (m < C O D ) y m<D0F=3(m<A08). Calcule m c fíO C . D 3|ì \ f \ A A) 100° D) 130° B) 110° C) 120° ; -4 E) ' 140° Lumbreras Editores LC Los ángulos consecutivos AOB, BOC y COD miden 30°, 40° y 60°, respectivamente. Ha lle la medida del ángulo formado por las bisectrices de los ángulos AOB y COD. A) 75° D) 90° B) 80° C) 85° E) 95° i o. Se tienen los ángulos consecutivos AOB, BOC y COD, tal que los ángulos AOC y COD for man un par lineal y m<AOC+m<BOD=220°. Calcule m<BOC. A) 20° D) 50° B) 30° C) 40° E) 60° La diferencia del suplementocon el com plemento de la medida de cierto ángulo es igual al triple del ángulo. Calcule el com- 13. A partir del g rá fico ,\ca lc u í’e ¿x/y si pléménto de la mitad de dicho ángulo. m < POR=m<QOS. X , . v X : % & \ { * A):: 65° B) oo C) A) 13 Wv'%.X V * j j <;: D) ooco E) B) 1 \R \ / q X ? 18. A partir del gráfico, calcule a. 2 \ %C) 1 D) 3 5 A A 2 O S(Y A E) 4 à 14. Del 3 gráfico, calcule x. A) l\J o o B) 30° C) D) 50° E) V X A) 100° B) 120° C) 130° D) 140° E> 150° 19. Halle el valor del ángulo que disminuido en su suplemento es igual al doble de su complemento. A) 60° D) 90° B) 70c C) 80° E) 100° 20. La sum a entre el suplem ento y el com ple m ento de un ángulo es igual a 210° y la d iferencia entre el suplem ento y el com plem ento del mismo ángulo es igual a 90°. Halle la m edida de dicho ángulo. A) 15° B) 20° C) 25° D) 30° E) 35° 24. Si Y A77///7, calcule x. 21. Si calcule x. A) 6o B) 8o C) 10° D) 11° E) 12° 25. Si 5 i / / 5 2 y $ 3 / 7 5 4 7 / 5 5 , calcule [ i A) 12° B) 13° C) 14° D) 15° E) 16° A) 36° B) 38° C) 42° D) 46° E) 48° 23. Si 5 i//5 2/ /5 3, calcule a. C) 40 ° E) 60° 26. Si & \ll & i, calcule —. y A) 20° D) 50° B) 30° Capítulo i Segmentos y ángulos Claves 1 C 6 C 11 E 16 c ; 21 C 26 D; 31 C 36 C 2 A 7 B 12 C 17 C ; 22 D 27 í 32 D 37 D 3 C 8 D 13 C 18 r :i 23 C 28 O 33 D 38 cV 4 D 9 c 14 E 19 D Í 1 24 c 29 C. 34 P 39 c 5 B 10 c 15 C 20 d :i 25 0 30 B 35 B Una de las figuras geométricas que tiene mayor aplicación para realizar construcciones, sean grandes o pequeñas, es el triángulo. Esta figura presenta una propiedad de resistencia a su deformación que otras no la tienen. Es por eso que no es raro ver estructuras de fierro donde se aprecian triángu los. En la imagen se muestra al Ferrocarril Central Andino en uno de sus recorridos hacia Huancayo cruzando el puente Carrión que tiene formaciones triangulares. Este puente está ubicado en el kilómetro 84 y es el más lar go de! ferrocarril central; mide 218 m y tiene una altura de 80 m. En total, el tren cruza 58 puentes y 69 túneles durante su recorrido. c r -:t .- :: • * Reconocer los elementos del triángulo. • Utilizar de manera correcta los teoremas fundamentales y adicionales. * Realizar prolongaciones correctas en un determinado pro blema. • Reconocer los diversos triángulos según su clasificación. ¿ P o r q u é g g ffíiGCGsario-GGcc : \.C Porque nos ayudará a comprender otras figuras geométricas como el cuadrilátero, el prisma, la pirámide, etc. Asimismo, el análisis del triángulo logrará reforzar algunos conocimientos de la física y la química, como los vectores y la estructura mo lecular de los átomos, respectivamente. El estudio de este importante tema también servirá como base para los posteriores capítulos relacionados con los polí gonos y circunferencias. Triángulos Los símbolos 2p, para referirse f al perímetro, y p, para el semi-7 1- perímetro, serán utilizados de / ■ esa forma a lo largo de todo el, libro. 1. CO N CEPTO Son figuras geométricas formadas al unir tres puntos no coli- neales mediante los segmentos de recta. A Elem entos • lados: A B ]IC y A C • vértices: A ' 5 y C . Notación > v I AABC se lee: “el triangulo ABC’. - • M * *Y»**nt+ 9 ** . . . . « /r****̂ •VJ»«r* - y* También se puede, escribir asíA ':BAC o CAB, porque realmente, se refiere al mismo triángulo.■ ■ ; 1.1. Perím etro t.dancjulo (2p ) Es la suma de longitudes de los tres lados. 8 Del gráfico " ] Jn . , ~,-=<7 + ¿? + c I ‘-h &AP( j 2p A ABC se lee: “el perímetro del triángulo ABC . 1.2. S em ip e rim etro del triángu lo (p ) Es la mitad de la suma de longitudes de los tres lados. B Paabc p ABC se lee: “el semiperimetro del triángulo A B C . I ¡ ¡Y ' 2 Sfy * Aplicación 7 Calcule el perimetro y el semiperimetro del triángulo. B Resolución Calculamos el perímetro. 2pfi/iec=4+6+8 2 P^abc^ 8 Calculamos el semiperimetro. 4 + 6 + 8 _ 18 Pa ABC~ 2 ” 2 Pa abc=9 2. REGIONES DETERMINADAS POR EL TRIÁN GU LO El triángulo divide la superficie plana en dos re giones. Representaremos esto en un cuaderno. Si prolongamos los lados del triángulo, dividi remos la región exterior así: / re!stiva ¿ /• Ejemplos 1. Ubicamos un punto P en el lado AB de un A ABC. 2. Ubicamos un punto R en la región interior del A M NS. 3. Ubicam os el punto Q en la región exterior En todo triángulo se cumple relativa a PR de un APRS. 3.1. Angulo interior Aplicación 2 Del gráfico, calcule x. A * . ...................... Resolución Como tenemos ángulos interiores, procede mos a sumarlos. Por el teorema de la suma de ángulos inte riores x+3x+60°=180° 4x + 60° = 180° 4x=120° 120° x=30° A plicación 3 Del gráfico, calcule 0 + a . Resolución opuesto por el vertice Ahora tenemos a 0 y ot como ángulos internos. -> 0 + a+5O°=18O° 0 + oc=13O° 4 .2 . Sum a de ángulos externos S / A p l i c a c i ó n 4 Del gráfico, calcule a. Resolución Como tenemos los tres ángulos externos, en tonces los sumamos. Por el teorema de la suma de ángulos externos 5a+6a+140°=360° 11a+140°=360° 11a= 220° En todo triángulo se cumple (ì t u t a i-360o 220°—> a =-----11 a= 20° Aplicación 5 Del gráfico, calcule a+0. Resolución Par lineal ' i ’ í í ,'V .j . ••..¿¿r- ■■■ •■ LÜ o+¿»=i8o° / y ¡ $ f . >w Com o tenem os dos ángulos externos, faltaría j un tercero que se obtiene mediante la proion-' gación óeAC . A c Luego, por el teorema del par lineal, la medida del ángulo exterior en el vértice C es 120°. Ahora sí tenemos tres ángulos externos, enton ces aplicamos la suma de ángulos exteriores. a + e + 120°=360° a+0=36O °-12O° a+0=24O ° Análisis de un error frecuente Calcule/. ■:¡0- .'téíií « • I ‘ : Comox + 1 0 0 o+ 1 6 0 °= 3 6 0 ° -> x = m °:i : * * . Eso no es correcto, 2 C ' porquex no es un ángulo externo. I:.,. # \ * -, > t --V •r> v.-S i f * f p vr ,,XvV ¿Está seguro, profe? Así es, este es el ángulo externo. UÿÇjf 4 K/0‘: ICO1 Ci___ CaPítuloJ Triángulos En el A ABC aplicamos el teorema del cálculo del ángulo exterior. 'i triángulo i Sí así fuese, el triángulo forma- í . do debe cumplir con el teorema i de existencia, í . Veamos : ■.. - t- n rcsta_ 3<f 8 <7 V'5WV» i y / / •• / í 11 ¡VJ Notamos que ocho es: ■merabjrj j' que siete, ya que eso es ilógico el triángulo no se puede construir. —> m<£CD=2* Luego observamos C ; ‘ Aplicam os el teorema del cálculo del ángulo exterior. Del gráfico, se cumple 0-_C <¿)<a + C revtj Lumi Este teorema es utilizado en problemas de va lores máximos y mínimos de un lado. Capítulo 2 Triángulos Aplicación 9 Calcu le el máxim o valor entero de x. Resolución Aplicam os el teorema de existencia con res pecto a x. 9 —4 < x < 9 + 4 resta suma 5 < x < 13 Es decir, x está entre 5 y 13. .+ —> *= 6; 7; 8; 9; 10; 11;(Í2) ind̂ ,0 \ ' J l r Jentero ̂ ~?f y ■ x . =12 • A plicación 7 0 * > > Calcule la suma entre el máximo y el mínimo valor entero de b. ' x% ,f Resolución Aplicamos el teorema con respecto a b. 8 - 6< b < 8+6 reste* .'Uma Es decir, b está entre 2 y 14. ~> b= 3 ; 4; 5; 6; 7; ...12; 13 , t f mínimo máximo entero encero Luego mín. entero mín. entero + b - =3 + 13^max. entero J ^máx. entero“ ^ Al teorema de existencia también se le conoce como teorema de la desigualdad triangular. v i l 4.5. Teorema de correspondencia A un mayor ángulo se le opone un mayor lado y viceversa. Del gráfico, si a < 0, entonces r Propiedad reciproca Si a < £> —> a < 0 existencia Relaciona ángulos con lados 2 <£><14 COLECCIÓN ESENCIAL Aplicación 11 Del gráfico, indique qué lado es mayor, si a o b. Resolución yy-'-Á-A. Aplicación 12 Indique si a es menor o mayor que 30°. " Resolución Se observa que a < a+2 -> a < 30° Por lo tanto, a es menor que 30° Aplicación 13 Calcule el máximo valor entero de x. Por el teorema del ángulo exterior m<&4C+70°=130° m<BAC=60° En el A ABC, al tener ángulosy lados, aplica mos el teorema de correspondencia. Como 60° < 70° -» x< 4 Es decir, x es menor que 4. • y n 3• • Amáx. entero Capítulo 2 Triángulos 5. TEOREMAS ADICIONALES Son los teo rem as que se usan para reducir pasos y operaciones en un problem a. Para mejorar ¡a identificación de los teoremas, se les puede aso ciar con las siguientes figuras: A plicación 17 Del gráfico , calcule a+b+c+d. Resolución Notam os que el gráfico muestra al búmeran y la mariposa. Asim ism o, observamos que falta un ángulo al cual llamaremos 0 para aplicar los teoremas. Z L : 0 + 6 + 6=150° tX¡\ c+d =0 + 20° a + b + c + d + = $ + 170° a+b+c+d=170° Aplicación 18 Del gráfico, calcule x. Si por dato tenemos figuras in completas se sugiere prolongar las líneas. COLECCIÓN ESENCIAL _ _ _ Lumbreras Editores _ _ _ Resolución Prolongamos y formamos la figura de la ma riposa En el A ABC: rr\<ACB es 50°, dado que la sum a de ángulos internos es 180°. , - ■ v. Luego, por el teorema de la mariposa En el A ABC aplicamos la suma de los ángulos internos. 3x+4x+2x=180° 9x=180° x=20° x = 180° Aplicación 20 Del gráfico, calcule a. x + $ = 5O°+j0 /. x=50° Aplicación 79 Del gráfico, calcule x. Resolución Formamos el búmeran (/^) y aplicamos su teorema. Resolución 6. CLASIFICACIÓN Al triángulo lo clasificaremos tomando en cuenta sus ángulos y lados. 6.1. Según las medidas de sus ángulos 6.1.1. Triángulo acutángulo Sus tres ángulos internos son agudos. Teoremas adicionales Del gráfico i ■L„ donde se cumple 0 : obtuso s______ J 00'■. . 0 V ISO''' Ejemplos NÒ. olvidé: »<< - * v . - < »'»y.-, -, -., ¿i 7vTv» v * \ Acutángulo Obtusángulo13 t \ \ j i . . •*.. '. ■ ■- í Son llamados también triángu los oblicuángulos, ya que no •¿ tienen ángulos rectos. Dato cu rio so ■ El triángulo de vida i En un sismo se recomienda a • j . la persona colocarse al lado de 4 una estructura (mueble u otros), ya que al caer, los objetos for- 7 man un triángulo y así se evita que alguien salga lastimado. 6.1.3. Triángulo recta n g i T iene un ángulo recto. n . Elementos • catetos: AB y BC • hipotenusa: AC Ejemplos 1. o / ■■■ :>'• .‘T ' Prop i edades □ 2. ! H-H /-90'’ IT-90o- (■ 6.2. Según sus lados 6.2.1. Triángulo escaleno Sus tres lados son de d iferentes longitudes donde a *b ; b * c y c*a . 6 .2 .2. T riángu lo isósceles f ^ Tiene solo dos lados de igual longitud B donde AB=BC y AC es la base del Isósceles. En todo Isósceles, a los lados iguales se les oponen ángulos de igual medida. ‘ V _____ _ t < j /¿>* y vi* >> 7//£^ = = = r._____O ato: curióte í'Yj/m En los objetos de plástico, e l número y las letras del triángulo equilátero, formado por flechas, nos indican el tipo de plástico, para su correcto reciclaje. ________________________ , “K -.\v • >1 i i i j l1 3 ' i 5 I I\ 2 I | PET HDPE PVC LDPE pp PS Otros • r . ;i f / ¿//fff/: Imjpor tiiltc r r ^ El GPS y el sistema de triangu lación El GPS es utilizado para cono cer las posiciones precisas de cualquier elemento en la Tierra; por ejemplo, nuestra ubicaclpn.j j Esto funciona con la medición de nuestra distancia hada tres satélites, medíante el proceso de triangulación Ejemplos 6 .2.3 . Tri á n g u i o eq u i I á le r o Tiene sus tres lados de igual longitud P A ” A A :y: A A : ¿Por qué los ángulos internos del triángulo suman 180o? Paso 1 Construya un triángulo de papel y dóblelo exactamente por la mitad de dos lados. / A, ( I \ r \ v Df,o;,íf \/ á o Paso 2 Doble la esquina inferior izquierda de la hoja. % I , / ¡ \/ 1 \ / 1 :A í A . , r , : / j / \ y \ ( X /\ / í ' \ *>,  O c :> U < vvíyCf \ * %i-V% .# -È jÄk I I Ù Paso 3 Doble la esquina inferior derecha de ja Bojar r A fv " ~ ~ ” * ‘'I \ . / : \ \ / ! \ 1 \ /'X (/. / ; \ 1 n X / 1 (0 A Ì I U / Í , 1 DúCjI.kr , j Finalmente, en la última imagen se observa que RESOLVEMOS JUNTOS COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores Resolución Del gráfico notamos dos triángulos isósceles. En el AABC En el L ADB Aplicamos el teorema de la suma de ángulos internos. x+40°+40°=180° x+80°=180° x=100° r Clave Capítulo 2 Triángulos Resolución «___ i— _______________________ Restam os (I) - (II). x+a+80=180° y+g =80° x+/í+80o- y - / = 180o- 80o x+80°-y=100° x-y=100°-80° x-y=20° ; Clave \.... .*»•, é*n Problema 8 Del gráfico, calcule x+y. P A R c Podemos analizar los dos triángulos. En el A ABC y= 30°+ 40° y= 70° _______ ______________ i___ A) 20° B) 25° D) 40° _________ R e so lu c ió n /A En el A RPQ x=50°+20° x=70° P Problema N. 9_____ Del gráfico, calcule 0. A) 140° D) 150° B) 100° 2 0 Ÿ X i Clave COLECCIÓN ESENCIAL Capítulo 2 Triángulos COLECC!Ó\ ESENCIAL Lumbreras Editores En los triángulos, aplicamos el teorema del ángulo exterior. Por el teorema del pescado 2a+4a=50°+70° 6a= 120° —» a = 120° a=20a Problema N/ T3 i Clave { ;i>rv Del gráfico, si m+n=140°, calcule x+y. A) 120° B) 130° C) 140° D) 150° E) 160° En el A ABC, como m+n=140°, entonces la m<fiC4=40°. B B x+y=150° ! Clave [ Prob lem a N.° 14 Del gráfico, calcule x. Resolución Notamos la figura de un triángulo y un pes cado. A) 30° D) 45° B) 40° C) 20° E) 15° «i Resolución Del gráfico notamos 3 a + 30°=36 a+ x= 8+ 30° 3'(a+10°)=30 a+ V -30°= 9 a+10°=6 Igualamos los valores de 0. 0c+1O°=já+x-3O° 10°+30°=x 40°=x Clave Problema N.a 15____ Del gráfico, calcule x. Resolución Del gráfico x=8O°+0 + p (I) x+0 + (3=13O° (II) Ordenamos convenientemente. A) 125° B) 115° C) 100° D) 105° E) 120° De (I) x=8O°+0+p De (II) x+0-t-p=130° ' 2x+/0+/p=8O° +/■+P +130° 2x=210° x=105° Clave Problema H.' IG Del gráfico, calcule a . Del gráfico, calcule a. A) 30° B) 20° C) 10° D) 15° E) 25° Resolución / ^ \ Com o el gráfico no es conocido, hacemos al gunas prolongaciones. O bservam os que en la parte sombreada se han com pletado las medidas de los tres án gulos. vO A) 50° B) 40° C) 60° D) 70° E) 45° #' Æ v- ' *»**&■, Im portante Se cumple Prolongamos los lados y el ángulo a va a la parte superior derecha, debido al esquema anterior. Notam os la figura del búmeran. Donde 4Ü°+a+oc=70° 2 a = 7 0 °-4 0 ° 30° 2a= 30° « = — /. a= l5° j Clave Luego, notamos i6Gc 70- 60°+70° + a=180° 130° + a=180° a=180°-130° a=50° Problema N.° IG Del gráfico, calcule x. A) 20° D) 45° B) 25° Resolución Prolongamos y se forma Clave C) 40° E) 30° * ( /O ^ L f y 2x+x+90°=m ° Luego, notamos 3x=90° x-30° X = '90c Clave Problemi Del gráfico, calcule a + b+c+d. ■/■ >! ; M 'V , / cy A) 160° D) 220° B) 150° C) 120° E) 200° Resolución Prolongamos y formamos la figura del búme ran y el pescado. COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores Por e! teorem a del búmeran Luego, notamos £>: a+b+c+d= 60°+100° a+b+c+d= 160° ''% [ Clave L:■/, * '*< • * • ¥%*£*• *p* i?.* y*' \ 'W w 4<■' A' Problema N.° 2 0 ______________ Del gráfico, calcule a+b+c. A) 150° B) 180° C) 200° D) 360° E) 100° Resolución Prolongamos y formamos dos mariposas y en cada figura los ángulos b y c cambian de po sición. a+b+c=180° Clave 1. Del gráfico, calcule x. 5. Del gráfico, calcule a. A) 8° B) 9° C) 10° D) 12° E) 15° 2. Del gráfico, calcule a . A) 60° B) 70° \ C) 50° D) 40° E) 45° Del gráfico, halle x. A) 20° B) 30° C) 40° D) 50° E) 10° A) 15° B) 20° C) 25° D) 30° E) 40° 6, Del gráfico, calcule x+y. A) 210° B) 230° C) 240° D) 220° E) 250° 7 . Del gráfico, calcule x. A) 50° D) 40° C) 70° E) 30° B) 60° COLECCIÓN ESENCIAL ------------------- ------- Lumbreras Editores_________________ - Capítulo 2 Triángulos 17. Del gráfico, calcule x. A) 35° B) 40° C) 50° D) 60° E) 70° 18. Calcule a . A) 6o B) 8o C) 10° D) 15° E) 20° 19. Del gráfico, calcule a. A) 40° B) 55° C) 50° D) 60° E) 30° KJ-i COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores _ _ _ _ |___________ .________________________________________!________ 8 . 20. C a lcu lex+y.; 23. C a lcu le / . Claves 1 C 5 . J >(T L_ - 13 17 21 25 29 D 2 6 6 ■ i i 10 14 A 18 22 26 i) 3 D 7 A 11 D 15 19 B 23 27 A 4 A 8 D 12 16 20 24 B 28 ’W j M Æ M m > a â f Z2É É & M W $ 4 * # ñ - El viaducto de Millau en Francia está constituido por ocho tramos de tablero de acero, que se apoyan sobre siete pila res de hormigón. La calzada pesa 36 000 toneladas y se ex tiende a lo largo de 2460 m; tiene dos carriles ce tránsito en cada sentido. Este viaducto prácticamente duplica la altura del que hasta entonces era el puente más alto del mundo; el Europarbrücke (Austria). En la imagen se puede ver que los siete pilares cumplen ¡a función de recta mediatriz a lo largo de todo el viaducto. Este es un ejemplo de la utilidad que puede tener una línea notable. A parte de la mediatriz, otros tipos de líneas nota bles son la mediana, la bisectriz, la ceviana y la altura. AMOR A SO FÍA ; , - í ? J h esperados * Reconocer los tipos de líneas que se pueden trazar en un triángulo. * Interpretar el enunciado de un problema para su correcto graficado. • Aplicar los teoremas de los ángulos formados por bisectrices. • Realizar prolongaciones para resolver problemas geom é tricos. ¿Por tgué es necesario este conocimiento? Porque logra precisar que los problemas en el curso de Geo metría son de dos tipos: los problemas graficados y los pro blemas que solo muestran un contenido textual. Asimismo, nos permitirá diferenciar las características de cada línea para una adecuada interpretación y graficado en un determinado problema textual. .YiYfJ "• Líneas notables - . ■ ■ ' ■ ■ . ■■ : ^ . ' Prolongación | Es la extensión o alargamiento 0 • de un segmento, que se puede realizar en dos sentidos. hUx-f-- ; A Pfál<> (̂j¿íi6¡i! ¡ | | | | j | j t 4 L ! ; i id« B . . '// ; ¡ i i i ■ /,-■ \ PíTjíOpjadcm -n".: ///.Importante La palabra relativo significa que T hay relación o conexión con un • elemento. 1. CO N C EPTO Son líneas asociadas al triángulo, se usan frecuentem ente y tienen diversas características. 2. T IPO S 2.1. Ceviana 2.1.1. C eviana in te rio r Es un segmento que une un vértice con un punto cualquiera del lado opuesto a dicho vértice. Ejemplos 2 . A 3 . Cj A / \ \ i \ d 1A / X BP: ceviana inte- AP: ceviana inte- CP: ceviana inte rior relativa a AC rior relativa a BC rior relativa a AB - 2. ,.5' : : v > ■ ■ ; ; S En todo triángulo i ^ p - se pueden trazar ■ ■- - infinitas cevianas - interiores. W- c 2.1.2. Ceviana exterio r Es un segmento que une un vértice con un punto cualquiera de la prolongación del lado opuesto a dicho vértice. Ejemplos 1. B BD: ceviana exterior relativa a AC 2. B BE\ ceviana exterior relativa a GA O tra fo rm a de tra za r la cev iana exte rio r 3. F AF'. ceviana exterior relativa a CB ’A En"todo“ ?riáñgulo se pueden trazar Infinitas cevianas exteriores, . Si tenemos un triángulo donde la relación de ángulos interiores es de 1 a 2, podemos formar triángulos isósceles. . j j f j i j \ \ \ m ¿ K“ — - r ■ " . ' , R , uc - '• - b* •; . Para ello trazamos la ceviana interior. Importante ««¿as* En geometría, bisecar significa dividir un ángulo o segmento en dos partes iguales. COLECCIÓN ESENCIAL O ítores 2 .2 . M ed iana Es aquella ceviana interior que biseca el lado al cual es relativa. B BM: mediana relativa a AC En todo triángulo se pueden trazar tres media nas, una de cada vértice.m i m i - - ■ x : st - • '■j**?*'**”** v¿ i i . l i ! j í : ! . --re--- / • ■ ■ . En el triángulo rectángulo ABC ,0 A _o H BH: altura relativa a la hipotenusa En el triángulo obtusángulo ABC : V : \ □ BH: altura relativa a CA ó - A 2 .3 . A ltura v %% p Es aquella ceviana perpendicular al lado al cual es relativa. La posición de la altura depende del tipo de triángulo. . En el triángulo acutángulo ABC B AR: altura relativa a BC O D CD: altura relativa a BA s Y j 11 / . / / / , • • , / / - ■1 ] fnrl p j Jodo triángulo tiene tres alturas, las cuales pueden estar en la región interna, región j externa o coincidir con un lado del triángulo. j BH: altura relativa a AC Capítulo 3 Líneas notables 2 .4 . B ise c triz 2 .4 .1 . B ise c triz in te r io r Es aquella ceviana interior que biseca a un ángulo interior. 8 AD: b isectriz interior relativa a BC Ejemplos 3. B i COLECCIÓN ESENCIAL ___ Lumbreras Editores ___l____ _.. Nrifólvüle Mediana Bisectriz 2 .4 .2 . B isectriz exte rio r Es aquella ceviana exterior que biseca a un ángulo exterior. j BD: bisectriz exterior relativa a AC Ejemplos 2 .5 . M ed ia triz : Es aquella recta perpendicular a un lado del triángulo, que pasa | por el punto m edio de dicho lado. B : m ediatriz de AC confundirse Solo si el triángulo es isósceles o equilátero se cumplirá que la vez bisectriz y mediatoz de B C mediatriz de A C M p o rtw H t Todo triángulo tiene tres mediatríces, una rela tiva a cada lado, 93 COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores __ _____________ ■ Sabemos que m<ABD=rc\<ADB. B 8 Nos piden AB=x. B Observamos que el triángulo BAD es isósceles. / . x=4 ;? A plicación 3 En un triángulo acutángulo ABC, se traza la altura CH, y se obtiene que AH=3 y HB=1. Si m<ABC=m<ACB, c a lc ú le le . Resolución Graficamos. Observamos que AH=3 y HB=1. B A Sabemos que m < A B C = m < / 0 . Nos piden /4C=x. Observamos que el triángulo R4C es isósceles. A D Del dato, AB=BD. Aplicación 5 En un triángulo ABC, se traza la bisectriz ex terior BD (D está en la prolongación de CÁ). Si DB=BC y m< 804=26°, calcule m<DBA. Aplicación 4 En un triángulo ABC, m</\BC=60°; además se traza la bisectriz interior BD, tal que AB=BD. Calcule la m<BDC. Resolución Se sabe que m</\BC=60°. A Se traza la bisectriz interior El triángulo ABD es isósceles. -» m <ft4D=m < 80/4=75° 4 D LO I A plicación 6 En un triángulo ABC, AC= 6; además, la media- triz de AC interseca a AB en M y a C4 en D, donde MD=2. Calcule AM. Resolución Graficamos. La mediatriz de AC interseca a AB en M y a C4 en D. i COLECCIÓN ESENCIAL Nos piden AM=x. '• '* ■ *# f •' ' *' tr y *•' • • • i/ v ,• ; ’ / „■ V ■ ;• : . • '■ ■ „ ■ 1 . , sasm En el ^ A D M aplicamos el teorema de Pitágoras. x2=22+ 32 -> x2=13 x = V Í3 -'íííxx s?:- r . \ M ' ■' / / / 7 ' .7 , V / === ? - T » k v l i l t ó ó í t o ít i / ' La palabra respectivamente se usa cuando enu- J ! IT1 IT11 i iV / / w N S s .• ■ QfNmeramos varios elementos y los queremos re- i'íácionar con otros, según el mismo orden de, mención. Ejemplo -Se~encuentran A, B y C en MA/, PQ y¡PS('respéc-1 . « fí está en PQ.• i i 11 ITTv//'A> ' ...■ : - . C está en RS. 1 j 1 yf////////f//J& Aplicación 7 En un triángulo ABC, BD es la altura; además, la bisectriz interior trazada desde A interseca a BD y BC en M y N, respectivamente. Si m<BMN=50°, calcule m<MAD. Lumbreras Editores IIjL' " Resolución Graficamos el triángulo ABC y trazamos la altura BD. La bisectriz interior trazada desde A interseca a BD y BC en M y N, respectivamente. 8 \ N • i "*.'■■■. S ', í £ j l □ . D C Sabernos que m<8MA/=50°. B Nos piden m<MAD=0. B Líneas notables■ a m Por el ángulo opuesto por el vértice m<AMD=50° Luego, notamos 0 + 5 0 ° = 90° /. 6 - 4 0 ° 3. TEO REM AS SOBRE ÁNGULOS FORMADOS POR BISECTRICES Para aplicar estos teoremas, se debe identificar al triángulo del cual se han trazado las bisectrices. Teo rem a 1 \ Se aplica cuando hay un ángulo formado por tas bisectrices de dos ángulos interiores. B Donde x es el ángulo formado por bisectrices. Del gráfico x = 90° Ejemplos 1. H allem os/. 8 Entonces x es el ángulo formado. Luego, por el teorema 1 :60 ox = 90°+v—- 2 /-•90 o+ 30° z=120° ? 2. Hallemos y. * B Entonces y es el ángulo formado. Luego, por el teorema 1 y = 90°-^-52 7 2 y=90°+20° y=110° 99 3. Hallem os x . Ejemplos 1. Hallemos x. B Notamos que 130° es el ángulo formado. Entonces, por el teorema 1 ( 7 )130°=90°+ - v $ X jsffe- 130°-90°=- -> 4 0 °= -/ | | i/ * |¡f 80°=x \ ' *« j f í Teo rem a 2 Se aplica cuando hay un ángulo formado por i las bisectrices de dos ángulos exteriores, don-T de x es el ángulo formado por bisectrices. B' Del gráfico a y s C j 0 ° ..........2 Tenemos que x es el ángulo formado. Entonces, por el teorema 2 50°) x = 9 0 °- —2 x= 90°-25° -» x=65° 2. Hallemos/. Tenemos que y es el ángulo formado. Luego, por el teorema 2 y = 90°-35° -> y= 55° 3. Hallemos x. Capítulo 3 Líneas notables Entonces, por el teorema 2 (x) 40°= 90o- - 2 | = 90°-40° y - = 50° x=100° Teo rem a 3 Se aplica cuando hay un ángulo formado por las bisectrices de un ángulo interior y un ángulo exterio r, donde x es el ángulo formado por b isectrices. Del gráfico Ejemplos 1. Hallemos x. Notamos que x es el ángulo formado. Entonces, por el teorema 3 x=30° En este último teorema, el ángulo formado por las bisectrices es la mitad del ángulo de! triángulo. 2. Hallem os/. Tenemos que y es el ángulo formado. Entonces, por el teorema 3 (40° ^ K y y :-- .-. y=20° 3. Hallemos x. Notamos que x es el ángulo formado. Entonces, por el teorema 3 x=35° COLECCIÓN ESENCIAL £ Lumbreras Editores O tros teo rem as Biografía Gíovanní Ceva (1648-1734) Fue un matemático italiano, reconocido en el campo de la geometría por el im portante teorema que descubrió y que lleva su nombre: el teorema de Ceva, el cual plantea que dadas tres cevianas concurrentes, existe una relación entre las longitudes de los segmentos parciales determinados en cada lado. i. — __ __ _ LÍNEAS NOTABLES r Ceviana /ts. ceviana/ \XVŝ interior I //1 / \ \ 1 > / \ 'v ceviana/ I /// exterior \ _ A . . . AV y Aitura altura A X - Í- ! O- X . \> I ___/ Mediatriz ̂ ! I ' J Ángulos formados por bisectrices ; j “ ‘n‘.:• • • - ̂ — ----------— . ~T - ------ ---- vTeorema 2 .0 0 ¿i<L (0 0) L ,v- 9U° - 1 Teorem a 3 í / } ü veoto X~ 2 ; Líneas notables Problema N.' 1 En un triángulo ABC, AE es la bisectriz interior y BH es la altura del triángulo ABE. Si rr\<ABH=S0°, calcule m<BAC. A) 80° D) 75° B) 70° C) 50° E) 65° Resolución Nos piden la m < 3 /4 0 2 0 . . ’ ; En el ki-AHB 0 + 5O°=9O° -> 0=40° 20=80° Clave Problema N.‘ 2 En un triángulo ABC, se ubica el punto E en 5U región interior, tal que AB=BC=AE) además, la m <8G4=50° y la m «M C = 20°. Calcule la m<AEB. A) 80° D) 75° B) 85° C) 60° E) 90° Resolución Nos piden la m<AEB=x. A \ \ \ \ i / / / \ vf A \ //A r i Como el A ABC es isósceles -> m<3/4C=50° y m <843=30° Luego, en el ñ. BAE isósceles, sumamos sus án gulos interiores. x+x+30°=180o ' 2x=150° a=75° Clave Problema N. 3___________________ ______ _____ En un triángulo ABC, se ubican D y £ en AC y en la región exterior relativa a BC, respectiva mente, tal que BDE es un triángulo equilátero. Si BD es la altura del triángulo ABC, 43=3 y 4D=2, calcule BE. A) y¡S D) \¡2 B) 2 C) 1 E) T i Capítulo 3 Líneas notables Resolución Nos piden BE=x. B Com o el A DBE es equilátero 8E=DE=BD=x En el AAD B aplicamos el teorema de Pitágoras. x2+22=32 I \ x ¥ J x2=9-4 x2=5 ^ ••• x = 'fe Clave i <■ V: P ro blema N- 4 __________________________________ Del gráfico, halle Ja medida del ángulo deter minado por AB y NE. B A) 28° D) 32° B) 30° C) 24° E) 18° Resolución Im po r tan te ? A ó-ií: C O La medida del ángulo formado por í AB y CD es a. Como nos piden el ángulo determinado (for mado) por AB y NE, prolongamos para hallar la intersección. Del gráfico, notamos Por el teorema del ángulo exterior x+62°=90° x=28° • Clave Problema N.’ 5 Del gráfico, calcule x. Por el ángulo exterior x+30°=115° x=85° Clave Prob lem a N. b Del gráfico, calcule a. A) 90° B) 105° C) 100° D) 85° E) 115° Resolución En el A ABC aplicamos el teorema del ángulo form ado por dos bisectrices interiores. 50° _> m<AEC=90° + — m <AEC=115° Luego, notamos en el gráfico A); 115° B) 65° C) 85° D) 75° E) 50° Resolución B En el L\ABC, como sus ángulos interiores suman 180° -> m</\6C=50° Capítulo 3 Líneas notables Por el teorema del ángulo formado por dos bisectrices exteriores, tenemos B Problem a N.' 7 Calcule x. Resolución En el .ABC, como sus ángulos interiores suman 180° -> m<BAC=S4° Del gráfico, notarnos i .% x=63° A) 46° B) 64° C) 63° D) 72° E) 54° I Clave Probí.ama M.* 9 Calcule x. A) 79° B) 84° C) 82° D) 67° E) 69° En el A ABC, por el teorema del ángulo for mado por una bisectriz interior y una exterior, tenemos m<ADC = — -» m <ADC=22° 2 Aplicamos el teorema de la suma de los ángulos interiores. x+x+22°=m° 2x=158° x=79° ‘ Clave Capítulo 3 Líneas notables Problema N/ 10 Del gráfico, calcule a . A) 114° D) 124° B) 120° C) 106° E) 112° Resolución /"* ^ \ Prolongamos y formamos un triángulo donde, por el teorema del ángulo exterior, el ángulo en el vértice A debe ser 32°. B A Luego, en el A ABC aplicamos el teorema del ángulo formado por dos bisectrices interiores. Problema N/11 Del gráfico, calcule x. x = 90° + 32° x=90°+16° *. x=106° • Clave ( A) 115° D) 121° B) 112c C) 116° E) 131° Resolución Prolongamos adecuadamente y formamos una mariposa (¡x}), en la cual aplicamos el teorema correspondiente. -> m <ABC=62° B i s 6 2 1 Luego, en el A ABC, el ángulo es formado por el teorema de dos bisectrices interiores. 62° x — 9 0 ° f —— -> x * 9 0 ° * 3 Io 2 x=121° : Clave . COLECCIÓN ESENCIAL ''tí. • A íA . í Lumbreras Editores . -_______ Ü _____ . Problema N/ 12 Del gráfico, halle x. A) 52° B) 61° C) 4 6 ° ^ :s D) 58° / E ) 64o Resolución x v W \ 0wProlongamos las líneas. \ En el A ABC aplicamos el teorema del ángulo formado por una bisectriz interior y otra ex- terior. _ 52° m <ADC=-^- Del gráfico, tenemos Por el teorema del ángulo exterior x=26°+35° x=61° Clave A) 56° B) 57° C) 63° D) 66° E) 54°m</ADC=26° Capítulo 3 Resolución B P ro b lem a N.° 14 Del gráfico, calcule x. Prolongarnos las líneas y aplicamos el teorema de la mariposa. —» m < A fíC -5 4 ° Del gráfico, notamos Á F A « ■. "" B r-V V En el A ABC aplicamos el teorema del ángulo formado por dos bisectrices exteriores. 54°x = 90° — — x = 9 0 °—27° /. x=63° : Clave B A) 4 D) 5 Roso ludérí B) 6 Im p o r ta n te I i Observamos que En A A/?A m<AER=90°-Q En A Afíf, m <AFB=90°-0 Q 7 E) 8 111 o COLECCIÓN ESENCIAL Li Luego, observam os del gráfico que el A EB F es isósceles. A / u // , , \ . r y v / Y A y x=5 Gave Prolongamos AC, entonces CE es bisectriz. En el ABC aplicamos el teorema del ángulo Capítulo 3 Líneas notables Resolución Problema N.° 14 x = 9 0 °—27° x=63° ; Observamos que i Enth* ARE, m<AER=90°-Q \ Clave{ } : EnfcxASF, m<AFB~90°-Q Problema N/ 16 Calcule el m enor ángulo formado por AE y BC. B A) 8C° B) 60° C) 50° D) 70° / e ) 40o Resolución B Prolongamos AE que corta a BC en F. Entonces x es la medida del ángulo pedido, Luego, notamos Aplicamos el teorema del ángulo exterior. x=40°+40° x-80° Clave'-. Problem^..N/17 __________________ Si AB-AC y BR con BD trisecan al ángulo ABC, calcule x. A) 14° B) 26° C) 24° D) 28° E) 32° Resolución NO O L V ID É } Trisecar significa dividir en tres partes iguales un ángulo o un lado. Im p o r t a n t e Para encontrar el ángulo entre dos \ líneas, estas deben cortarse; en caso contrario, las prolongamos. Com o BR y BD trisecan al <ABC -> m <ABR=m<RBD=rc\<DBC Com o AB=AC, el A BAC es isósceles.: - -̂. i >; -> Sx=78° / J Î A 78°x = /. x=26° \ Clavé -.1 f Problema N.s 18 Del gráfico, calcule x. A) 50° D) 80° B) 40° C) 70° E) 75° K r . i f ■ i l ' A ' Im p o r t a n t e Se cumple A A y ' v \ A-..A so° \ / \ / V D ,' \ y x . \ / ■a--A, \ \ a \S,\f\ Aplicamos el teorema del búmeran. A ABCD: x =0 + a + 6O° A ADCE: x + 6 + a =100°__________ 2x + $ + ,a =,Q + 4 +160° 2x=160° 160°—> x = 2 x=80°Clave Capítulo 3 Líneas notables Del gráfico, halle x. A) 105° B) 110° C) 100° En el A ABC, por el teorema del ángulo formado por dos bisectrices interiores m< AEC = 90°+ 80° —> m <AEC=90° + 40° m<A£C=130° Del gráfico En el A EFC usamos otra vez el mismo teorema. 50°x = 90°+ —— 2 x=90°+25° ,v=115° Problema N.° 20 Calcule A) 30° D) 40° B) 60° : Clave \ C) 50° E) 43° C O L E C C IÓ N ES E N C IA L Lum breras Editores Resolución En el AABC aplicamos el teorema del ángulo form ado por dos bisectrices interiores. —> m < BDA = 90° + m < £0/4=120° 60° i W W a \H S&W' /? -A&- 'àxi/<% ? *X8t? JÉk$ I % - #.»> -/- I * / wW «V\ iwÊ> Æw / Luego, en el A A D £ aplicamos el teorema del,.,., ángulo formado por una bisectriz interior,y ̂ otra exterior. v% Se cumple 60°x = - x=30° i C/ove Problema N.* 21 Del gráfico, calcu le/. A) 115° D) 110° B) 120c C) 140° E) 118° Resolución Prolongamos y se forma un pescado (/JO- -» 70° + m <A£C=50°+60° 70o+m<A£C=110° J ; m«/4£C=40° »s. Luego, en el AA£C aplicamos el teorema del ángulo formado por dos bisectrices interiores. x = 90° + x=110c 40° Capítulo 3 Líneas notables P ro b le m a N .‘ 22 Calcule a+b . Luego, notamos en el gráfico. v £ A) 116° B) 118° D) 112° Resolución En el triángi ma de las bisectrices exteriores. C) 128° E) 114° p>' 4xc :MW'' <;• //• En el A EFD a + b + 66°=m ° a + b= m °-66° 0*6=114° l¡, ; Clave • D E n 48°m <A£C = 9 0 °— — m < A£C= 90°-24° m<A£C=66° Problema N.° 23 Calcule x. A) 40° B) 30° C) 22,5° D) 25° E) 15'5° ____ J 117 Resolución Prolongam os BE y CF y observamos que son bisectrices del triángulo ABC, una interior y otra exterior. B i /> X ' i f l t / O En A EFD aplicamos el teorema de la suma de los ángulos internos. x+3x+4x=180° —> 8x=180° x=22,5° ■ Clave \ C )*, »*»#•* En un triángulo ABC se ubican los puntos M, D y E en AC, ~BC y en la prolongación de 45 , res pectivamente, tal que E, D y M son colíneales. Si AE=EM y m <4£M =20°, calcule m<EMC. A) 80° B) 100° C) 110° D) 120° E) 118° Resolución \ Im portante I Los puntos colineales son aquellos í Í puntos que se encuentran en una | misma línea recta.c<^>>o<x >x voc<o o <:<v> s<>Xí<X' : « < >■»•" *> ycocooooo* A Graficamos el triángulo ABC y ubicamos M en AC, D en 8G%E en la prolongación de AB. Problema N/ 7h Del dato, E, D y M son colineales; además, AE=EM y m<A£M=20°. I Capítulo 3 Líneas notables Nos piden m <£M C=x. Problema 25 1. En un triángulo ABC, se traza la ceviana in terio r BM, tal que BM=BC. Si m<MBC=3Q°, calcule m <BMA. A) 100° D) 90° B) 120° C) 105° E) 115° 2. En un triángulo ABC, se traza la ceviana exterior BD (D está en la prolongación de A C ). Si BC=CD y m<CBD=26, calcule m < 5C A . A) 40° D) 52° B) 50° C) 60° E) 46° En un triángulo ABC, se traza la ceviana interior BD y en el triángulo ABD se.traza la ceviana interior BE, tal que BD-BE y m<EBD=40°. Calcule m <5DC. A) 110° D) 130° B) 100° C> 120° E) 105° A) 45° D) 60° B) 30° C) 40° E) 50° A) 90° D) 130° B) 110° C) 100° E) 120° 7 . En un triángulo ABC, se traza la mediana BD, tal que AC=2BD. Si m <BCA=40°, calcule m <BAC. A) 35° D) 60° B) 40° C) 50° E) 70° En un triángulo A5C, se traza la bisectriz in terior BD, tal que BD=AB. Si vn<DAB=80°, calcule m < ABC. • ’\ T " 8. En un triángulo ABC, recto en B, se traza la altura Bhl y en el triángulo BHC se traza la bisectriz interior CD. Si m<BAC=70°, calcule m <HDC. A) 60° D), 80° B) 70° C) 100° E) 110° En un triángulo ABC, se traza la altura BH. * - - Si BC=AC y m e BCA-40°, calcule m cABH. : 1 A) 10° D) 40° B) 20° C) 30° E) 50° 10. En un triángulo ABC, se traza la bisectriz interior AD, tal que AD=DC=AB. Calcule m < BAD. En un triángulo ABC, se traza la bisectriz in terior AM, tal que AM=BM y m<ACB=B0°. Calcule m<BAM. A) 24° D) 36° B) 30c C) 44° E) 48° A) 40° D) 30° B) 50° C) 60° E) 20° 11. En un triángulo ABC, la mediatriz de AB in terseca a AC y AB en Dy E, respectivamente. Si m < £04=50° y m <5C4=40°< calcule m e ABC. 6. En un triángulo ABC, la mediatriz de AC in terseca a BC yAC enDyE, respectivamente. Si m<ACB=20°, calcule m<BDE. A) 90° D) 110° B) 96° C) 100° E) 115° ik Capítulo 3 Líneas notables 12. En un triángulo ABC, se trazan las alturas BH y CE. Si m < A BH = 20°, calcule rrxEC A . A) 20° B) 30° C) 40° D) 60° ' E) 70° 13. En un triángulo equilátero ABC, se traza la b isectriz interior CD y DH es altura del triángulo ADC. Calcule m < HDC. A) 40° B) 70° C) 30° D) 50° E) 60° 14. Del gráfico, calcule x. A) 20° B) 40° C) 50° D) 10° E) 30° 15. Del gráfico, calcule a+b. A) 155° B) 145° C) 165° D) 170° E) 150° 16. Del gráfico, halle x. A) 126° B) 116° C) 106° D) 113° E) 123° 17. Calcule x. COLECCIÓN ESENCIAL Lumbreras Editores 25. Calcule a+b. 28. Del gráfico, calcule*. A) 32,5° D) 30° B) 22,5Ü C) 24,5° E) 40° A) 105° D) 120° B) 100° C) 130° E) 115° 30. En un triángulo ABC, se traza la bisectriz exterior BD (D está en la prolongación de AC). Si AB=AC y m<BDA=30°, calcule m < CBD. A) 50° D) 60° B) 40° C) 30° E) 45° 31. Del gráfico, calcule a. j 34. Del gráfico, halle*. 40. Del gráfico, calcule x.38 . En un triángulo ABC, se traza la mediana AD y en el triángulo ADC la ceviana inte rior DE. Si 8C= 8; DE=4 y m < D C £= 46°, calcule rc\<AED. A) 114° B) 116° C) 124° D) 130° E) 134° 39. En un triángulo ABC, la mediatriz de AC interseca a BC y a la prolongación de AB en D y E, respectivamente. Si m <6£D=32°, calcule m < £ 4 C . A) 32° D) .58° B) 48° B) 30° C) 20° E) 35° C la v e s -------------------- 1 c 6 B 11 C 16 D 21 A 26 C 31 2 D 7 C 12 A 17 F 22 D 27 C 32 3 A 8 l) 13 E 18 D 23 P 28 B 33 4 c 9 B 14 A 19 D 24 C 29 E 34 5 A 10 P 15 C 20 A 25 C 30 A 35 D 36 B 5 37 A L 38 F G 39 P E 40 A Actualmente, es común ver en las calles, en las tiendas o en la televisión objetos que se ofertan, los cuales no necesariamen te son únicos en su especie. A principios del siglo xx, Henry Ford producía miles de vehículos idénticos, y fue el primer fabricante automotriz que masificó la producción. A lo largo de los años, con el avance del desarrollo del mer cado automotor, el proceso de fabricación de un automóvil se ha simplificado y ahora se divide en seis partes: prensas, chapistéría, pintura, motores, montaje y revisión final. El fin de este logro no solo se condiciona, al mejoramiento de la estructura del vehículo, sino también a la búsqueda de poder disminuir los accidentes y muertes ocurridas en las plantas de procesamiento, que se iniciaron en Francia y Estados Unidos, a finales del sigio xix. En la imagen, se pueden apreciar objetos iguales en cuanto a forma y tamaño, estos detalles caracterizan a las figuras con gruentes. AMOR A SO FÍA Aprendizajes esperados u Distinguir de manera correcta si dos triángulos son real mente congruentes. - Reconocer de manera adecuada los teoremas sobre las aplicaciones de la congruencia. * Deducir en qué problemas se pueden utilizar los teoremas mencionados en este capítulo. ¿Por qué es necesario este conocimiento? Porque nos permitirá resolver problemas mediante la compara ción de figuras congruentes, es decir, si dos de ellas son iguales, los elementos de una se repetirán en la otra. L'l término conglutínela no solo es utilizado para los triángulos, sino también para cualquier par de figuras u objetos que tienen la misma forma y el mismo tamaño, como pot ejemplo, edifi cios, como en el caso de las Torres Gemelas, camisetas deporti vas de una misma talla, lapiceros azules de la misma marca, etc. *v \ Congruencia de triángulos 1. CO N CEPTO Son dos triángulos cuyos ángulos son de igual medida y, ade más, sus lados también poseen la misma longitud. Para indicar que dos figuras son congruentes, se utiliza el siguiente símbolo: o Posición de dos figuras congruentes Dos figuras congruentes no ne cesariamente estarán en la mis ma posición,sino que pueden estar volteadas o superpuestas. La idea es que en un problema se tome en cuenta este punto. Del gráfico í V/ ' - . : a . , \ S ' ; donde = se lee: "... es congruente a...”. Ejemplos 1. Determinamos si hay congruencia en los triángulos. Observamos que ambos son congruentes. 2. Analizamos si las figuras son congruentes. Æ _______ d Las dos figuras sí son congruentes. Resolución Nos piden a. Al lado 5 se le opone un ángulo que mide 40°. En su congruente debe pasar lo mismo. a=40° Aplicación 3 Si los triángulos son congruentes, calcule )c En el A ABC, al ángulo a se le opone un lado 5. En el A CDE congruente debe pasar lo mismo, entonces CD = 5. Aplicación 1 Si los triángulos son congruentes, calcule x. A plicación 2 Si los triángulos son congruentes, calcule a. que sirve la congruencia de triángulos? La congruencia de triángulos sirve para poder conocer elementos (lados o ángulos) mediante el uso de la comparación entre triángulos ya congruentes. Resolución Observamos. En su triángulo congruente debe pasar lo mismo. 129 m COLECCIÓN ESENCIAL ______ / v .''Dató :'o;HoiaE ;̂' ''***“.“/•* "''•■••*'’**■*.v̂j»A<»sVy* Las torres congruentes Las torres de Bahrein tienen !a forma de veías, poseen una a!- ; tura de 240 m y entre ellas hay - í tres gigantes turbinas de viento para generar aproximadamente: et 13% de la energía que nece- . , sita el edificio. Las torres Petronas, en Kuala vv. *••• '•>' •. /' 5® V-VVV: Í W v ; f Lumpur, capital de Malasia, fue ron los edificios más altos del mundo entre 1998 y 2003.. Estas estructuras de 88 pisos están co nectadas mediante un puente. Luego En el A CDE, al ángulo 8 se le opone un lado 7. Entonces en el AABC debe pasar lo mismo. BC = 1 x + 5 -7 x -2 . . . : • En dos; triángulos congruentes se cumplo que a los ángulos iguales se le oponen lados iguales, , y viceversa, . 2. CASOS PARA ¡DENTIRGAR TPÍ/OmGÍií OL CONGRUÍ NT! Dos triángulos son congruentes si tienen seis elementos igua les (tres lados y tres ángulos). Sin embargo, existen tres casos o situaciones que permiten saber si dos triángulos son con gruentes con solo conocer tres elementos iguales, donde al menos uno de estos tres sea un lado. 2.1. Caso 1: Laclo - ángulo lado (L-A-L) Dos triángulos son congruentes si tienen dos lados iguales, respectivamente, y los ángulos formados por dichos lados son de igual medida. Se cumple A ABC~áPQR A plicación 4 Indique si los triángulos son congruentes. Resolución A pesar que tienen tres elementos iguales, la ubicación de los elementos del primer triángu lo no están como indica el caso L-A-L. Por lo tanto, los triángulos no son congruentes. A plicación 5 Indique si los triángulos son congruentes. Resolución Los triángulos tienen tres elementos iguales, los cuales cumplen con el caso L-A-L. A p l i c a c i ó n 6 Del gráfico, calcule AE. D Notamos que el A ABC = &ECD dado que ambos cumplen con el caso L-A-L, es decir, 4-0-6 . Si comparamos sus elementos, diremos que AC - ED, es decir, AC = 5. Luego y=5 + 4 /. x-9 131 ¿.2. Laso 2: Ángulo - lado - ángulo (A-L-A) Dos triángulos son congruentes si tienen un lado igual, respectivamente, y los ángulos ad yacentes a dicho lado son de igual medida. ' Se cumple áABC.=APQR Aplicación 7 Indique sí los triángulos son congruentes. % Resolución Observamos. Resolución Tenemos Sí son congruentes, ya que cumplen con el caso A-L-A. A plicación 9 Del gráfico, calcule x. * %% ' ¿y \ Y Notamos que los triángulos no son congruen- tes, ya que no cumplen con el caso A-L-A. Aplicación 8 Indique sí los triángulos son congruentes. Resolución Solamente hay dos elementos iguales, pero falta uno. Veamos sí se puede conocer el ter cer elemento faltante. Observamos que el AABC=AEDC, por el caso A-L-A; es decir, 0 -4 -a ). Arribos no son congruentes, dado que solamente tienen los lados iguales. De la congruencia, si comparam os sus elementos, diremos, por lo tanto, que x es igual a 7. 2 .3 . Caso 3: L a d o - la d o - la d o (L-L-L) Dos triángulos son congruentes si tienen sus tres lados ¡guales, respectivam ente. Telares antíincs En el Perú y algunos países de América se realiza el tejido de mantas y ponchos de manera artes-ana!, los cuales varían en color y diseño según la aldc-a o departamento. En ellos pode mos observar figuras geométri cas congruentes. Los condominios Son la forma de propiedad par ticular dentro de una vivienda residencial multifamiliar; donde cada propietario tiene el 100% de la unidad adquirida y es co propietario de otros elementos comunes de la vivienda como pasillos, ascensores, etc. Se cumple De los tres casos vistos, este último es el más fácil de reconocer. Ejemplo Analizamos si los triángulos son congruentes. ̂ ík&PQR* Ambos son congruentes, dado que tienen tres lados iguales. Los dos triángulos son congruentes, dado que tienen 3 lados iguales, además mues-% tran un lado en común que comparten. . v A p l i c a c i ó n 10 Del gráfico, el A ABC es equilátero. Calcule a. Resolución Nos piden a. Como el ABC es equilátero AB=BC=AC=n El A A BD ~ ¿\CBE, por el caso L - L - L. De la congruencia, diremos que a=50° O&tum/ncíóin ¿Cómo saber si un problema se puede resolver por la congruencia de triángulos? Si en un gráfico vemos elementos que se repí- j ten de dos en dos, es correcto pensar en una j posible congruencia. Capítulo 4 Congruencia de triángulos ¿fu*, ln i 3. TR IÁ N G U LO S REC TÁ N G U LO S C O N G RU EN TES Casos especia les Cuando tienen una misma hipotenusa y un cateto igual. a Si hay una misma hipotenusa y un ángulo agudo igual. • Con un mismo ángulo agudo y su cateto adyacente igual. Ni» o lv id e Distancia entre dos puntos i A ' ij Distancia entre un punto y una recta • Cuando presentan dos catetos iguales. b --------- 1 I--------- / ' ---------- 1 Visitando la t&eb Video relacionado a la con gruencia de figuras ¿ http://youtube/uwSIS2JZsno Ejemplos 1. Indicamos si los triángulos rectángulos son congruentes. No necesariamente son congruentes, dado que faltaría un dato más: un ángulo agudo o un cateto. 2. Determinamos la congruencia de los triángulos rectángulos. 3. No son congruentes, dado que sus elementos no se corres ponden; además, no cumple con el caso A-L-A. Analizamos la congruencia de los triángulos. No son congruentes, dado que sus elementos no se corres ponden; además, sus elementos no cumplen con el caso A-L-A. 4. Verificamos si hay congruencia en los triángulos rectángulos. No necesariamente son congruentes, dado que faltaría co nocer al menos un lado para garantizar que haya el mismo tamaño y en ambos triángulos. http://youtube/uwSIS2JZsno A plicación 77 Del gráfico, si AB=BCy C£=3, calcule BD, A Resolución Nos piden BD=x. Sea AB=BC=a. Observamos a dos triángulos rectángulos que tienen el mismo valor de hipotenusas, por lo cual faltaría un dato,más para asegurar si son congruentes o no, y para saberlo completa mos los ángulos. Si m <BAD=Q, rr\<ADB=90°-Q, entonces m < C B E -8 Aplicación 72 Del gráfico, si AB=BC; DE=2 y EB=3, calcule C R e s o l u c i ó n Nos piden EC=x. Sea AB=BC=a. Como en el ejemplo anterior, notamos dos triángulos rectángulos de hipotenusas iguales, entonces al faltar un dato más, completamos los ángulos. Si rr\<DAB=Q, entonces m<ABD=90°-Q La m<EBC=Q -> k^ADB BEC C Si comparamos los elementos, diremos que EC=DB x=5 Por lo tanto, si comparamos los elementos, observamos que x es igual a 3. 137 ' 7 Dos triángulos rectángulos serán congruentes si tienen dos elementos iguales que se corres ponden (al menos uno de ellos tiene que ser un lado), dado que el tercer elemento siempre es el ángulo recto. 4. A PLICA C IO N ES DE LA CONGRUENCIA Son teorem as que se deducen y demuestran a partir de la congruencia de triángulos. 4.1. Teorei sa 1 • la i isectriz de un ángulo Todo punto de la bisectriz equidista de
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