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7a RELACIONES MÉTRICAS EN LA CIRCUNFERENCIA 2021-2 Problemas del 201 al 215 MATERIAL DE ESTUDIO En un paralelogramo ABCD, de diagonales AC = 10 𝑢 y BD = 8 𝑢 la circunferencia circunscrita al triángulo ABD es secante a BC y tangente a CD en D, entonces la longitud (en u) de CD es: A) 3 2 B) 4 2 C) 5 2 D) 6 2 E) 7 2 PROBLEMA 201 RESOLUCIÓN 201 AB DC Q L 4 5 4 AQ = QC = 5 BQ = QD = 4 Teorema de las cuerdas (LQ)(5) = (4)(4) LQ = 16 5 ∴ CL = 5 − 16 5 CL = 9 5 ⟹ ⟹ Teorema de la tangente 𝑥2 = 10 . 9 5 𝑥 = 3 2 5 En un paralelogramo ABCD, de diagonales AC = 10 u y BD = 8 u la circunferencia circunscrita al triángulo ABD es secante a BC y tangente a CD en D, entonces la longitud (en u) de CD es 𝑥 Clave: A En un triángulo ABC, de circuncentro O; M es punto medio de BC, L ϵ AC y ML ⊥ OC ; Si AL = 5 u y LC = 4 u, entonces la longitud (en u) de BC es A) 2 2 B) 8 2 C) 4 2 D) 6 2 E) 9 PROBLEMA 202 RESOLUCIÓN 202 B CLA O 5 4 x x M θ θ θ θ Sea m∠LMC = θ m∠OMC = 90Trazamos OM m∠MOC = θ OB = OC ⟹ m∠BOM = m∠MOC = θ Por teorema m∠BAC = θ El cuadrilátero ABML es inscriptible, aplicamos teorema de secantes 2x. x = 9 . 4 x = 3 2 ∴ BC = 6 2 ⟹ Por lo tanto: En un triángulo ABC, de circuncentro O; M es punto medio de BC, L ϵ AC y ML ⊥ OC ; Si AL = 5 𝑢 y LC = 4 𝑢, entonces la longitud (en 𝑢) de 𝐵𝐶 es Clave: D Con centro en el interior de un cuadrante AOB cuyo radio mide 8 𝑢. Se traza una circunferencia de radio r, la cuál es tangente a los radios OA y OB e intersecta al arco AB en M y N. Si MN ∩ OB = 𝐶 y BC = 2 𝑢, entonces r (en 𝑢) es: A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6 PROBLEMA 203 RESOLUCIÓN 203 BD A E O 8 8 r 8 - r r M N OE = OF = r ⟹ FB = 8 − r T. Tangente: FC2 = (CM)(CN) (10 − 𝑟)2= CM. CN Completamos la semicircunferencia de diámetro CD: DO = 8⟹ T. Secantes: (CM)(CN) = (18)(2) (2) En (1) r = 4 F r C …………(1) .…….…(2) Con centro en el interior de un cuadrante AOB cuyo radio mide 8 u. Se traza una circunferencia de radio r, la cuál es tangente a los radios OA y OB e intersecta al arco AB en M y N. Si MN ∩ OB = C y BC = 2 u, entonces r (en u) es 2 Clave: C En un paralelogramo ABCD la circunferencia circunscrita al triángulo ABD interseca a la diagonal AC en F. Si AD es diámetro, AF = 17 𝑢 y FC = 9 𝑢 , entonces la longitud (en 𝑢) de FD es: A) 3 2 B) 4 2 C) 6 D) 8 E) 9 PROBLEMA 204 RESOLUCIÓN 204 l l C A B D E F 17 9 Prolongamos CD hasta que interseque a la circunferencia en E, formando el rectángulo ABDE. AB = CD = DE = l T. Secantes: 2l.l = (26)(9) l2 = 117 ⊿CFD: FD2 = l2 − 92 ∴ FD = 6 ⟹ l En un paralelogramo ABCD la circunferencia circunscrita al triángulo ABD interseca a la diagonal AC en F. Si AD es diámetro, AF = 17 𝑢 y FC = 9 𝑢 , entonces la longitud (en 𝑢) de FD es Clave: C En una circunferencia de centro O y diámetro AC cuya longitud es 12 cm, la cuerda MF corta a AO en E. Si AE = 1 cm y mMC = 3mAF, entonces la longitud (en cm) de EM es: A) 1,1 B) 1,8 C) 2,2 D) 2,4 E) 3,2 PROBLEMA 205: En una circunferencia de centro O y diámetro AC cuya longitud es 12 cm, la cuerda MF corta a AO en E. Si AE = 1 cm y mMC = 3mAF, entonces la longitud (en cm) de EM es RESOLUCIÓN 205 M C F A E O1 5 θ θ 2θ 5 6 3θ 𝑚∠MEC = 2θ Trazamos el radio OF m∠AOF = m∠EFO = θ ∆FEO: FE = EO = 5 T. Cuerdas: 5 (EM) = (1)(11) ∴ EM = 2,2 θ Clave: C 12 ABCD es un rectángulo inscrito en una circunferencia, la cuerda DQ interseca a BC en P. Si BP = 3 m, PC = 4 m y PQ = 2 m, entonces la longitud ( en m) de AB es PROBLEMA 206 A) 3 B) 4 C) 2 2 D) 2 5 E) 2 3 13 RESOLUCIÓN 206 A B D C Q P 2 43 • Teorema de las cuerdas: 6x x (PD)(2) = 3(4) → PD = 6 • ∆PCD : teorema de Pitágoras x2 + 42 = 62 x = 2 5 Clave: D ABCD es un rectángulo inscrito en una circunferencia, la cuerda DQ interseca a BC en P. Si BP = 3 m, PC = 4 m y PQ = 2 m, entonces la longitud ( en m) de AB es 14 En un triángulo ABC, una circunferencia que contiene a B y C es secante a los lados AB y AC en M y N respectivamente. Por A se traza la recta tangente a dicha circunferencia en el punto T. Si mBM = 2m∠BAC, BC = 6 m y AT = 8 m, entonces la longitud (en m) de AB es PROBLEMA 207 A) 9 B) 12 C) 8 D) 10 E) 2 5 15 RESOLUCIÓN 207 M A C B N T 2α α α 6 8 a b • AB = a + b • Teorema de la tangente: 82 = (a + b) a … (1) • ∆ABC ~ ∆CBM: 62 = (a + b) b … (2) • (1) + (2): (a + b)2 = 62 + 82 a + b = 10 Clave: D En un triángulo ABC, una circunferencia que contiene a B y C es secante a los lados AB y AC en M y N respectivamente. Por A se traza la recta tangente a dicha circunferencia en el punto T. Si mBM = 2m∠BAC, BC = 6 m y AT = 8 m, entonces la longitud (en m) de AB es 16 Sean C1 y C2 dos circunferencias secantes en A y D, TL es una recta tangente común exterior a dichas circunferencias ( D cerca a dicha recta, T en C1 y L en C2), TL es paralela a la cuerda DB de C2, AL y DB se intersecan en N. Si AN = 3NL y TL = 4 cm, halle (en cm) AD. PROBLEMA 208 A) 2 B) 3 C) 2 2 D) 2 3 E) 4 17 RESOLUCIÓN 208 Sean C1 y C2 dos circunferencias secantes en A y D, TL es una recta tangente común exterior a dichas circunferencias ( D cerca a dicha recta, T en C1 y L en C2), TL es paralela a la cuerda DB de C2, AL y DB se intersecan en N. Si AN = 3NL y TL = 4 cm, halle (en cm) AD. T L D A C1 C2 B N 3a a 4 M x • Teorema de Thales AD = 3b y DM = b b 3b= • Teorema de la tangente TM2 = (4b)b … (1) ML2 = (4b)b … (2) • (1) = (2): TM = ML = 2 … (3) • (3) en (1): b = 1 x = 3b = 3 22 Clave: B 18 En un triángulo acutángulo ABC, de circuncentro O, M es el punto medio de BC y Q un punto de AC . Si MQ y OC son perpendiculares, MC = 6 m y QC = 4 m, entonces la longitud (en m) de AQ es PROBLEMA 209 A)14 B) 12 C) 16 D) 10 E) 18 19 RESOLUCIÓN 209 En un triángulo acutángulo ABC, de circuncentro O, M es el punto medio de BC y Q un punto de AC . Si MQ y OC son perpendiculares, MC = 6 m y QC = 4 m, entonces la longitud (en m) de AQ es A C B O• M QN a 4 6 6 a + 4 H • ∆OMC:62 = (OC)HC … (1) • OHQN: inscriptible, teorema de las secantes • ∆ABC: O circuncentro AN = NC= a + 4 (a+ 4) 4= (OC)HC … (2) • (1) = (2): 62 = (a + 4) 4 a = 5 • x = 2a + 4 = 14 y ON ⊥ AC Clave: A 20 En un triángulo acutángulo ABC, P es un punto de la prolongación del lado CB y CT es una recta tangente a la circunferencia que contiene a P y B ( T punto de tangencia). Si AB = PC , CT = 6 m y la distancia de B a AC es 4 m, entonces la longitud (en m) del circunradio del triángulo ABC es PROBLEMA 210 A)4,5 B) 5,4 C) 5,6 D) 4,8 E) 7,2 21 RESOLUCIÓN 210 En un triángulo acutángulo ABC, P es un punto de la prolongación del lado CB y CT es una recta tangente a la circunferencia que contiene a P y B ( T punto de tangencia). Si AB = PC , CT = 6 m y la distancia de B a AC es 4 m, entonces la longitud (en m) del circunradio del triángulo ABC es A C B P Tb a 6 4 R • Teorema de la tangente 62 = (a + b)a … (1) • ∆ABC: (a + b)a = 4(2R) … (2) • (1) = (2): 62 = 4(2R) R = 4,5 Clave: A PROBLEMA 211 En la figura, ABCD es un cuadrado y 2AS=SN, entonces la longitud de ON es A) (r√2)/4 B) B) (r√2)/2 C) C) (r√2)/6 D) D) (r√2)/8 E) E) (r√2)/10 A B C D S N L O RESOLUCIÓN 211 En la figura, ABCD es un cuadrado y 2AS=SN, entonces la longitud de ON es: Clave: B Piden ON = x, se trazan OS y OL. Del dato: SN = 2AS Sea: AS = n y SN = 2n SOL: T. Stewart x2=r(r)-(SN)(NL)….(1) En la circunferencia teorema de la tangente: (r)2 = 2r(n) => n = r/2 y NL= 2r - 3n = r/2 Reemplazando en (1): x= r√2 2 (x)2=(r)2 - (r/2)(r) = r2/2 A B C D S N L O r PROBLEMA 212 Desdeun punto P exterior a una circunferencia se trazan los rayos tangentes PA y PC (A y C son puntos de tangencia) y la secante PBD, tal que BD y AC se intersecan en el punto M. Si 9(CM) = 4(AM), entonces CD/AD es A) 1/3 B) 5/3 C) 2/3 D) 7/3 E) 4/3 Desde un punto P exterior a una circunferencia se trazan los rayos tangentes PA y PC (A y C son puntos de tangencia) y la secante PBD, tal que BD y AC se intersecan en el punto M. Si 9(CM) = 4(AM), entonces CD/AD es RESOLUCIÓN 212 Clave: C B t 4h Teorema del triángulo inscrito: x.t = 4h.2R x.t = 8h.R x y . t L = 4 9 Teorema del cuadrilátero inscrito: x.L= y.t y.L = 9h.2R y.L = 18h.R x y = t L x y 2 = 4 9 CD AD = 2 3 L A C P 9h x y M D CM AM = 4 9 , , R PROBLEMA 213 En la siguiente figura O1 y O2 son los centros, tales que: BE=25 m y ED =11 m. Calcule BC. A) 10 B) 20 C) 30 D) 40 E) 50 A B C D E F O2 O1 En la siguiente figura O1 y O2 son los centros, tales que: BE=25 m y ED=11 m. Calcule BC.RESOLUCIÓN 213 Clave: C Se traza AD. mADB=90 En el ACB: x2=AB.FB Por el teorema de las secantes en el circulo O2: AB.FB=BD.BE BC=30 x2=36.25 A B C D E F O2 O1 x=30 Como ADEF es un cuadrilátero inscriptible: Se tiene dos circunferencias tangentes interiores en el punto B, la circunferencia menor pasa por el centro de la circunferencia mayor, y la cuerda AC de la circunferencia mayor es tangente a la circunferencia menor en el punto M. Si AM =16 u y MC = 4 u, entonces la longitud (en u) de la cuerda BM es: A) 2 B) 4 C) 6 D) 8 E) 9 PROBLEMA 214 Se tiene dos circunferencias tangentes interiores en el punto B, la circunferencia menor pasa por el centro de la circunferencia mayor, y la cuerda AC de la circunferencia mayor es tangente a la circunferencia menor en el punto M. Si AM=16u y MC=4u, entonces la longitud (en u) de la cuerda BM es: RESOLUCIÓN 214 Clave: D 16 Teorema de las cuerdas: Piden MB=x Se observa mO1MB=90 Luego O1M ⊥ PB Finalmente: (x)(x)=16.4 x=8 BM=8 M x P B A C x 4 O2 O1 Desde un punto exterior P a una circunferencia C se trazan las rayos tangentes PA y PB (A y B en C), en el arco mayor AB se ubica el punto F tal que PF interseca al arco menor AB y a la cuerda AB en los puntos C y D, si PC=a y CD=b, entonces la longitud de DF es: A) D) B) E) C) PROBLEMA 215 𝑏(𝑎 + 𝑏) 𝑎 − 𝑏 𝑎(𝑎 + 𝑏) 𝑎 − 𝑏 𝑎(𝑎 − 𝑏) 𝑎 + 𝑏 𝑏(𝑎 − 𝑏) 𝑎 + 𝑏 (𝑎 + 𝑏)(𝑎 − 𝑏) 2 Desde un punto exterior P a una circunferencia C se trazan las rayos tangentes PA y PB (A y B en C ), en el arco mayor AB se ubica el punto F tal que PF interseca al arco menor AB y a la cuerda AB en los puntos C y D, si PC = a y CD = b, entonces la longitud de DF es: RESOLUCIÓN 215 Clave: E Teorema de la tangente: (PA)2 = a(a + b + x) ∆APB (T. Stewart) (PA)2(m + n) = (m + n)[(a + b)2 + m.n] (PA)2 = (a + b)2 + m.n a(a + b + x) = a2 + b2 + 2a.b + m.n a2 + a.b + a.x = a2 + b2 + 2a.b + m.n a.x = a.b + b2 + b.x Los puntos F, D, C y P son puntos armónicos. C A B Px DF b a m n x(a - b) = b(a + b) x = DF = b(a + b) a − b 7a TEOREMAS DE PTOLOMEO Y VIETTE 2021-2 Problemas del 216 al 225 MATERIAL DE ESTUDIO PROBLEMA 216 En un cuadrado ABCD, se ubica el punto P en AC y en AD se ubica el punto Q. Si el ángulo BPQ mide 90 y AQ + AD = 3 2 u, entonces la longitud (en u) del AP es. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 2 2 RESOLUCIÓN 216 En un cuadrado ABCD, se ubica el punto P en AC y en AD se ubica el punto Q. Si el ángulo BPQ mide 90 y AQ + AD = 3 2 u, entonces la longitud (en u) del AP es. Clave: C De (1) y (2): x = 3 A B C D P Qa b Dato: a + b = 3 2 . . . (1) Calcule AP = x x 4545 45 ABPQ es cuadrilátero inscriptible △BPQ, es notable de 45 En ABPQ, teorema de Ptolomeo n 2 n n b x(n 2) = na + nb ⇒ x 2 = a + b . . . (2) PROBLEMA 217 En un trapecio isósceles, el producto de las longitudes de las bases es 75 u2 y la longitud de cada lado no paralelo es 8 u. Calcule (en u) la longitud de una diagonal. A) 9 B) 10 C) 11 D) 12 E) 139 RESOLUCIÓN 217 En un trapecio isósceles, el producto de las longitudes de las bases es 75 u2 y la longitud de cada lado no paralelo es 8 u. Calcule (en u) la longitud de una diagonal. Clave: E A B C Da b Dato: ab = 75 8 8x x Calcule AC = x El trapecio isósceles ABCD es inscriptible Teorema de Ptolomeo (x)(x) = ab + (8)(8) ⇒ x2 = 75 + 64 ∴ x = 139 PROBLEMA 218 En un triángulo acutángulo ABC, exteriormente se trazan los triángulos equiláteros APB y BQC respectivamente, AQ y CP se intersecan en el punto F. Si BF = a y AF + FC = b, entonces FP + FQ es. A) a + b B) 2a + b C) a + 2b D) 3a + b E) 2a + 3b RESOLUCIÓN 218 En un triángulo acutángulo ABC, exteriormente se trazan los triángulos equiláteros APB y BQC respectivamente, AQ y CP se intersecan en el punto F. Si BF = a y AF + FC = b, entonces FP + FQ es. Clave: B A P B Q C F n a Dato: m + n = b m Calcule FP + FQ = x + y y x c c c d d d △PBC ≅ △ABQ (L.A.L.)60 60 𝛿 α α θ θ APBF y CQBF son inscriptibles Teorema de Ptolomeo x(c) = ac + mc . . . (1) y(d) = ad + nd . . . (2) De (1) y (2): x + y = 2a + b PROBLEMA 219 En un triángulo acutángulo ABC, I es el incentro. Si el perímetro es 2p, BI = n y AC = m, entonces la longitud del circunradio del triángulo AIC es. A) mn 2(p − m) B) mn 2(p + m) C) mn p + m D) mn 2p + m E) 2mn p + m RESOLUCIÓN 219 En un triángulo acutángulo ABC, I es el incentro. Si el perímetro es 2p, BI = n y AC = m, entonces la longitud del circunradio del triángulo AIC es Clave: A De (1) y (2): x = mn 2(p− m) A B C D I n m Dato: 2p = a + c + m . . . (1) 𝜃 ac Calcule el cIrcunradio x del △AIC Teorema, D es circuncentro del △AIC 𝜃 x x x ABCD es cuadrilátero inscrito Teorema de Ptolomeo: m(x + n) = ax + cx x(a + c - m) = mn . . . (2) PROBLEMA 220 En un triángulo ABC, se traza la bisectriz interior BD, en los lados AB y BC se ubican los puntos F y E respectivamente, EF // AC y los ángulos BAC y BDE son congruentes. Si (BF)(BE) = 16 u y DF = 3 u, entonces la longitud (en u) del BD es. A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7 RESOLUCIÓN 220 En un triángulo ABC, se traza la bisectriz interior BD, en los lados AB y BC se ubican los puntos F y E respectivamente, EF // AC y los ángulos BAC y BDE son congruentes. Si (BF)(BE) = 16 u y DF = 3 u, entonces la longitud (en u) del BD es. Clave: C Dato: (BF)(BE) = mn = 16 Calcule BD = x A B D F E C 𝛼 𝛼𝛼 3 m n x 𝛽 𝛽 𝛽 FBED es cuadrilátero inscriptible Teorema de Ptolomeo: xb = 3m + 3n . . . (1) Teorema de Viette: x b = mn + (3)(3) 3m + 3n . . . (2) 𝛼 3 b De (1) y (2): x = 5 PROBLEMA 221 Un cuadrilátero ABCD está inscrito en una circunferencia, AC interseca a BD en el punto E, por el vértice D se traza una recta tangente paralela a AC. Si AB + BC = 10 u, AC = 8 u y ED = 4 u, calcule CD (en u). A) 80 7 B) 5 C) 50 3 D) 17 E) 20 RESOLUCIÓN 221 Un cuadrilátero ABCD está inscrito en una circunferencia, AC interseca a BD en el punto E, por el vértice D se traza una recta tangente paralela a AC. Si AB + BC = 10 u, AC = 8 u y ED = 4 u, calcule CD (en u). Clave: B B A C x E D 4 + x 8 BD = x2 4 8(BD) = (AB)x + (BC)x ΔBAD ~ ΔAED BD x = x 4 Por Teorema de Ptolomeo 8(BD) = x(AB + BC) 8 x2 4 = x(10) x = 5 Dato: AB + BC = 10Calcule CD = x PROBLEMA 222 En un triángulo acutángulo ABC, se ubica el incentro P y su circuncentro O. Si mAPO = 90, AC = 10 u, AP = 6 u y (AB)(BC) = 112,32 u2, entonces la longitud (em u) de AB es A) 10,2 B) 10,4 C) 10,6 D) 10,8 E) 11.2 RESOLUCIÓN 222 En un triángulo acutángulo ABC, se ubica el incentro P y su circuncentro O. Si mAPO = 90, AC = 10 u, AP = 6 u y (AB)(BC) = 112,32 u2, entonces la longitud (en u) de AB es Clave: D y 10 x A B C OP 6 6 6 2 2 L 6 Como OP ⊥ AL AP = PL = 6 BL = LC = 6 Por ángulo inscrito: mBL = m LC = 2 Por Teorema de Ptolomeo (12)(y) = (x)(6) + (6)(10) Del dato y de (1): 2y = x + 10 … (1) Calcule AB = x x =10,8 x( x+10 2 ) = 112.32 x2 + 10x = 224.64 Luego, Dato: xy = 112,32 P incentro PROBLEMA 223 El cuadrado ABCD, está inscrito en una circunferencia y P pertenece al arco menor AB. Si AP = 9 u y PB = 12 2 u, entonces la longitud del lado del cuadrado es A) 3 65 B) 23 2 C) 5 13 D) 3 2 E) 63 RESOLUCIÓN 223 El cuadrado ABCD, está inscrito en una circunferencia y P pertenece al arco menor AB. Si AP = 9 u y PB = 12 2 u, entonces la longitud del lado del cuadrado es Clave: A A P D C B L 12 2 9 L 2 L PC = 33 Calcule L Del gráfico: AC = L 2 Teorema de Ptolomeo (PC)L = 9L + (12 2)(L 2) L 33 = (9)(L 2) + (12 2)(L) (9)(12 2) + (L)(L 2) Teorema de Viette L = 3 65 El cuadrilátero APBC es inscriptible PROBLEMA 224 En un cuadrado ABCD, los puntos T y P pertenecen a AC y CD respectivamente. Si mPTB = 90, PC = 2 u y CB = 6 u, entonces la relación de TB y TC es A) 3 2 B) 4 6 C) 6 - 2 D) 3 - 1 E) 8 3 RESOLUCIÓN 224 En un cuadrado ABCD, los puntos T y P pertenecen a AC y CD respectivamente. Si mPTB = 90, PC = 2 u y CB = 6 u, entonces la relación de TB y TC es Clave: D CP A D y x 2 x 2 B El cuadrilátero PTBC es inscriptible y(x 2) = x 2 + x 6 T Calcule x y 45 45 45 Teorema de Ptolomeo x y = 1 + 3 …(2) x = 2 ……(1) 6 x 2 = 2 2 ΔBCD Notable (30 - 60) x y = 2 (1 + 3) De (1) y (2): x y = 3 - 1 PREGUNTA 225 En una circunferencia, se inscribe un triángulo ABC, la cuerda BP interseca al lado AC en el punto Q, tal que PQ = 2(BQ). Si AP = PC; AB = 9 u y BC = 3 u, entonces la longitud (en u) de AC es A) 4 6 3 B) 6 3 C) 2 3 D) 4 3 E) 4 6 RESOLUCIÓN 225 En una circunferencia, se inscribe un triángulo ABC, la cuerda BP interseca al lado AC en el punto Q, tal que PQ = 2(BQ). Si AP = PC; AB = 9 u y BC = 3 u, entonces la longitud (en u) de AC es Clave: E Calcule AC = x ∆ ABP ~ ∆QAP: a 3b = 2b a A B C P 39 x Q b 2b a a 2 2 x(3b) = a(5) + 11(a) Teorema de Ptolomeo a2 = 6b2 x = 4 6 a = b 6
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