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RRAAZZOONNAAMMIIEENNTTOO GGEEOOMMÉÉTTRRIICCOO ÍÍNNDDIICCEE PP RR EE SS EE NN TT AA CC II ÓÓ NN PP aa gg .. 33 ÍÍ NN DD II CC EE PP aa gg .. 55 TT RR II ÁÁ NNGG UU LL OO SS PP aa gg .. 77 PP EE RR ÍÍ MM EE TT RR OO SS PP aa gg .. 33 55 ÁÁ RR EE AA SS PP aa gg .. 44 99 TRIÁNGULOS TRIÁGULOS CAPÍTULO 1 DEFINICIÓN Dados tres puntos A, B y C no colineales, la reunión de los segmentos AB , BC y AC se llama triángulo. ELEMENTOS - Vértices: A, B, C - Lados: AB , BC y AC - Ángulos: Internos: ABC� , BCA� , CAB� Externos: FAE� , CBE� , BCD� * Notaciones: Triángulo ABC: ∆ABC Perímetro del ∆ABC: 2p(∆ABC) Semiperímetro del ∆ABC: p (∆ABC) INTERIOR Y EXTERIOR DE UN TRIÀNGULO Un triángulo separa al plano en tres subconjuntos de puntos: - Los puntos que pertenecen al triángulo:A,B,C,M,etc - Los puntos interiores al ∆ABC: P es un punto interior al ∆ABC. - Los puntos exteriores al ∆ABC: Q punto exterior al ∆ABC relativo a AB L punto exterior al ∆ABC relativo a BC S punto exterior al ∆ABC relativo a AC CLASIFICACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS A. Según la medida de sus ángulos: 1. Triángulo Acutángulo. Es aquel que tiene sus tres ángulos agudos. 2. Triángulo Obtusángulo. Es aquel que tiene un ángulo obtuso y dos ángulos agudos. C B A D E F c b a 2p(∆ABC) = a + b + c a + b+c p ( ABC)= 2 ∆ H A B P C Q L S M INTERIOR EXTERIOR ABC B=� � , BCA C=� � , CAB A=� � ; son los ángulos internos o simplemente ángulos del triángulo ABC. Se conviene en designar las medidas de los lados de un triángulo, con la letra minúscula correspondiente al vértice del ángulo opuesto a dicho lado. Así: AB = c ; BC = a ; AC = b La reunión del triángulo con todos sus puntos interiores se llama región triangular. B A C α β θ a b c B A C α β θ α < 90º β < 90º θ < 90º α > 90º β < 90º θ < 90º A este triángulo se le llama: “triángulo ABC obtuso en A” Triángulo Rectángulo. Es aquel que tiene un ángulo recto y dos ángulos agudos. Según la medida de sus lados: Triángulo Escaleno. Es aquel triángulo que tiene sus tres lados de diferente magnitud. Triángulo Isósceles. Es aquel triángulo que tiene dos lados de igual longitud; en consecuencia, los ángulos opuestos a dichos lados serán de igual medida. En el ∆ABC isósceles: α: medida de los ángulos en la base. θ: medida del ángulo en el vértice. Se cumple que: 90ºα < y 180º 2 θ α − = ó 90º 2 θ α = − 3. Triángulo Equilátero. Es aquel triángulo que tiene sus tres lados de igual longitud; en consecuencia, sus tres ángulos serán de 60º. TEOREMAS FUNDAMENTALES 1. Suma de Ángulos Internos: “En todo triángulo la suma de las medidas de sus tres ángulos interiores es igual a 180º ” 2. Suma de Ángulos Externos: (considerando uno por vértice) “ La suma de las medidas de los ángulos exteriores de un triángulo es igual a 360º ” * a > b y a > c C α β a b αααα + ββββ = 90º AB y AC:Catetos BC:Hipotenusa c a y b a⇒ < < A los triángulos acutángulos y obtusángulos se les denomina “OBLICUÁNGULOS” AB BC AC y además α β θ ⇒ ≠ ≠ ≠ ≠ AB BC m A m C = =� � AB BC AC m A m B m C 60º = = = = =� � � B A C 60º 60º 60º B C α BASE θ α B C α β θ “Todo triángulo equilátero es equiángulo” B A C x y z Se cumple: α + β + θ = 180º B A C α β θ Se cumple: x + y + z = 360º 3. Teorema del Ángulo Exterior: “En todo triángulo, la medida de un ángulo exterior es igual a la suma de las medidas de dos ángulos interiores del triángulo no adyacentes a él ” 4. Propiedad de Correspondencia: “ En todo triángulo se cumple que a mayor lado se opone mayor ángulo y viceversa ” 5. Teorema de EXISTENCIA (Desigualdad Triangular) “En todo triángulo, la longitud de uno de sus lados está comprendida entre la suma y la diferencia de los otros dos lados” También se cumple: LÍNEAS NOTABLES Y PUNTOS NOTABLES 1. MEDIANA: Segmento que parte de un vértice y llega al punto medio del lado opuesto. Nota: BM es la mediana relativa al lado AC . El punto de intersección de las medianas se llama BARICENTRO. G: Baricentro, Gravicentro o Centriode (Es el centro de gravedad del triángulo) Propiedad: El baricentro divide a la mediana en dos segmentos que están en relación de 2 a 1 BG 2 GM 1 = , AG 2 GP 1 = , CG 2 GQ 1 = 2. ALTURA: Segmento perpendicular al lado opuesto o su prolongación. BH es la altura relativa al lado AC . A B C M P Q G e B A C α β B A C α θ c a C B A c b a Sea a b c≥ ≥ ⇒ se cumple: Se cumple: e = α+β Si b > a: ⇒ β > α b - c < a < b + c a - c < b < a + c a - b < c < a + b A B C M BM: mediana A B CH H B CA El punto de intersección de las alturas se ORTOCENTRO. Todo triángulo tiene un solo ortocentro y puede estar ubicado: Dentro si es acutángulo En el vértice del ∠recto si es rectángulo Fuera del mismo si es obtusángulo BISECTRIZ: ento limitado por el lado opuesto, que divide a su ángulo en otros dos de igual medida. Donde BP : bisectriz interior BQ: bisectriz exterior INCENTRO: Punto de intersección de las bisectrices interiores. Centro de la circunferencia inscrita. - Equidista de los lados I: Incentro EXCENTRO: Punto de intersección de dos bisectrices exteriores y una interior. - Es centro de la circunferencia ex-inscrita. Ea: Excentro relativo al lado BC - Todo triángulo tiene 3 ex-centros, uno relativo a cada lado Donde: E1: Ex–centro relativo al lado AB E2: Ex–centro relativo al lado BC E3: Ex–centro relativo al lado AC P C Q B β α α β E1 E2 E3 A C B Ea Re Re Re A C B I r r r Acutángulo ∆ Obtusángulo Rectángulo 4. MEDIATRIZ. Es la recta o segmento de recta que divide a un segmento por su punto medio en forma perpendicular. L1: mediatriz de AC MP: mediatriz de AC El punto de intersección de las mediatrices se llama CIRCUNCENTRO. - Centro de la circunferencia circunscrita - Equidista de los vértices del triángulo. Y se ubica: Todo triángulo tiene un solo circuncentro y puede estar ubicado: - Dentro si es acutángulo. - En punto medio de la hipotenusa si es rectángulo. - Fuera del mismo si es obtusángulo. 1. En todo triángulo equilátero, sus puntos notables se confunden. ∴ El Baricentro, es también ortocentro, incentro y circuncentro. Baricentro Ortocentro O Incentro Circuncentro 2. En todo triángulo isósceles las alturas relativas a los lados iguales son iguales. CH AP= Nota: Los mismo ocurre con las bisectrices y medianas. O O O A C P L1 M B ∆ Acutángulo ∆ Obtusángulo ∆ Rectángulo OBSERVACIONES O A C B H P A C B K T A C B M N CK AT= CM AN= La altura relativa al lado desigual, corta a éste un su punto medio. Esta altura es mediana, mediatriz y bisectriz a la vez, del lado desigual. Si AB BC y BH AC AH HC = ⊥ ⇒ = PROPIEDADES IMPORTANTES Propiedad del “PANTALONCITO” x a b c= + + Demostración: Prolongamos ADhasta E (E en BC), para obtener triángulos: ∆ABE: θ = a + b (Angulo Exterior) ∆DEC: x = θ + c (Angulo Exterior) ∴ x = a + b + c 2. Propiedad de la “ESTRELLITA” a b c d e 180º+ + + + = Demostración: En ACEI: (Propiedad del Pantaloncito) ⇒ θ = a + c + e ∆BID: (Suma de Ángulos Internos) ⇒ b + θ + d = 180º b + (a + c + e) + d = 180º ∴ a + b + c + d + e = 180º 3. Propiedad de la “Mariposa” o Propiedad de la “Corbatita” c a b d e b c a x b c a x θ B C A D E B H C Por eso cuando se tiene un triángulo isósceles se recomienda trazar su altura. Tu profe Markito c a b d e C A B D E θ θ I a b+ = α+β Demostración: ∆AMO: θ = a + b (Angulo Exterior) ∆ROC: θ = α + β (Angulo Exterior) ∴ a + b = α + β 4. Ángulo formado por dos Bisectrices Interiores B̂x 90 2 = °+ Demostración: ∆ACI: α + x + θ = 180º ⇒ α + θ = 180º - x… (I) ∆ABC: 2α + �B + 2θ = 180º 2 (α + θ) = 180º - �B … (II) I en II: 2 (180º - x) = 180º - �B �B x 90º 2 ∴ = + 5. Ángulo formado por dos Bisectrices Exteriores  x 90 2 = °− Demostración: ∆BEC: φ + x + ω = 180º ⇒ φ + ω = 180º - x… (I) ∆ABC: 2φ + ( �180º A− ) + 2ω = 360º 2 (α + θ) =360º- ( �180º A− ) 2 (α + θ) = �180º A+ … (II) I en II: 2 (180º - x) = �180º A+ �A x 90º 2 ∴ = − 6. Ángulo formado por una Bisectriz Interior y otra Exteriores B̂ x 2 = Demostración: ∆ACE: ω = α + x (Angulo Externo) ⇒ ω - α = x… (I) ∆ABC: 2ω = 2α + �2B 2 (ω - α) = �2B … (II) I en II: 2 (x) = �2B �B x 2 ∴ = 7. Ángulo formado la Bisectriz y la Altura que parten del mismo vértice a b α β C I α B A x α θ θ A C E B x φ ω φ ω A B E C α ω x α ω a b α β A M R C O θ A C E B x φ ω φ ω �180º A− A H D C B x α θ x 2 α θ− = Demostración: AD es bisectriz: m ABD m DBC x= = φ+� � B: α + φ = 90º… (I) C: θ + 2x + φ = 90º … (II) II): α - θ - 2x = 0 x 2 α − θ ∴ = Propiedad: a bx 2 + = 9. Propiedad: a b x 2 + = 10. Propiedad del “Pescadito” m n+ = α + θ 11. En todo Cuadrilátero se cumple: 360ºα + β + θ + ω = 12. Propiedad: x yα + β = + PROPIEDADESS GENERALES 1. TEOREMA DE LA BASE MEDIA En todo triángulo, el segmento que une los puntos medios de dos lados es paralelo al tercero y mide su mitad. Si: AM = MB y CN = NB ⇒ MN // AC y 1MN AC 2 = 2. MEDIANA RELATIVA A LA HIPOTENUSA: En todo triángulo rectángulo, la longitud de la mediana relativa a la hipotenusa es na mitad de ésta. A H D C B x α θ φ φ+x MN es base media B M N A C x 2x A B C M θ θ α α a b x α α θ θ b x α θ m n β θ ω α β α θ ω α β y x Si: MN es MEDIANA ⇒ 1AM MB MC AC 2 = = = 3. TEOREMA DE LA MEDIATRIZ “Todo punto de la mediatriz de un segmento equidista los extremos de dicha mediatriz ” APB es Isósceles∴∆ 4. TEOREMA DE LA BISECTRIZ “Todo punto que pertenece a la bisectriz de un ángulo equidista de los lados de dicho ángulo” TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS NOTABLES 1. Triángulo Rectángulo de 45º-45º ( 45º-45º) En todo triángulo rectángulo de 45º - 45º, el cateto que se opone a un ángulo de 45º mide la mitad de la hipotenusa multiplicada por 2 . 2. Triángulo Rectángulo de 30º-60º ( 30º-60º ) En todo triángulo rectángulo de 30º-60º, se cumple que: - El cateto que se opone a un ángulo de 30º mide la mitad de la hipotenusa. - El cateto que se opone a un ángulo de 60º mide la mitad de la hipotenusa multiplicada por 3 . 3. Triángulo Rectángulo de 37º-53º ( 37º-53º) Sólo en los triángulos rectángulos de 37º-53º, SUS LADOS ESTAN EN PROGRESIÓN ARITMÉTICA. 4. Triángulo Rectángulo de 15º-75º ( 15º-75º) En todo triángulo rectángulo de 15º - 75º, se tiene: 45º k 45º k k 2 45º 45º k k 2 k 2 60°°°° 30º 2k k k 3 4k 37° 53° 5k 3k B O A P θ θ Si: 1L :Mediatriz sur AP PB⇒ = A B P L1 PA PB⇒ = OA OB⇒ = 75° 15° 4k ( 6 2)k− ( 6 2 )k + 75° 15° k ( 6 2)k + (2 3) k − Si OP:Bisec triz uuur Triángulos Rectángulos de 53º 2 y 37º 2 EJEMPLOS EJEMPLO 1 En la figura hallar el valor de AC, si = 20m. A) 10m B) 10 2 m C) 10 6 m D) 10 3 m 5 3 m Solución: Trazamos AH BC⊥ , para obtener (45º-45º) y (30º-60º) Luego: AHB (30º-60º): Si AB = 20 ⇒ BH = 10 (Opuesto a 30º) y AH = 10 3 (Opuesto a 60º) AHC (45º-45º): Si AH = 10 3 ⇒ AC = AH 2 (Hipotenusa) AC = (10 3 ) 2 ∴∴∴∴ AC 10 6==== EJEMPLO 2 Hallar el valor del segmento AC , en el gráfico que se muestra a continuación, si BC = 2 m. A) 2 B) 2 2 C) 2 2 D) 6 3 E) 2 Solución: Prolongamos AB , así el ángulo externo en B seria 45º (Notable) 3k k 10 k 37º 2k 5 k 53º 2 CLAVE: C Si viene un problema con ángulos de 15º o 75º, frecuentemente se usa la suma o resta de 30º y 45º 60º 75º A C B 30º 45º 60º A C B H 45º 20 30º A C B 15º 30º A C B 15º 45º 45º 60º H 2 Trazamos CH AB⊥ , para obtener (45º-45º) y (30º-60º) Luego: BHC (45º-45º): Si BC = 2 ⇒ CH = 1 (Opuesto a 45º) AHC (30º-60º): Como CH = 1 ⇒ AC = 2CH (Opuesto a 60º) AC = 2 (1) ∴∴∴∴ AC 2==== TEOREMA DE THALES Tres o más rectas paralelas, determinan sobre dos o más rectas secantes, segmentos cuyas longitudes son proporcionales. AB DE BC EF ==== SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS Si dos triángulos son semejantes, entonces tienen sus ángulos respectivamente congruentes y sus lados homólogos respectivamente proporcionales. K DF AC EF BC DE AB === K : Constante o razón de semejanza NOTA: Lados Homólogos son aquellos lados que se oponen a ángulos congruentes. OBSERVACIONES 1. Si ∆ABC ∼ ∆A'B'C' ⇒ K R R r r h h c c b b a a ====== '''''' 2. Si EF // AC A E B F C CLAVE: C A B C D E F B A C D E F A B C R r h A' B' C' R' r' h' = = = EFDBCA FEDCBA FDECAB ˆˆ ˆˆ ˆˆ ABCEBFy FC BF EA BE ∆∼∆ =⇒ Si EF // AC a m b n ⇒⇒⇒⇒ ==== y EBF ABC∆ ∼ ∆∆ ∼ ∆∆ ∼ ∆∆ ∼ ∆ PROYECCIÓN ORTOGONAL Proyección Ortogonal de P sobre L Proyección Ortogonal de AB sobre L RELACIONES MÉTRICAS EN TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS Proyección ortogonal de AB sobre la hipotenusa HC: Proyección ortogonal de BC sobre la hipotenusa 1. Teorema del Cuadrado del Cateto: bna .2= bmc .2= 2. Teorema de Pitágoras: 222 cab += 3. Teorema del Cuadrado de la Altura: nmh .2= 4. Teorema del producto de Catetos: cahb .. = NATURALEZA DE UN TRIÁNGULO Averiguaremos si un triángulo es acutángulo, rectángulo u obtusángulo, con las siguientes relaciones: Siendo: a > b y a > c Se tiene que: 1. Si: a2 < b2 + c2 ⇒ α < 90º Luego ∆ABC es Acutángulo 2. Si: a2 = b2 + c2 ⇒ α = 90º Luego ∆ABC es Rectángulo 3. Si: a2 > b2 + c2 ⇒ α > 90º Luego ∆ABC es Obtusángulo EJEMPLOS EJEMPLO 1 a A m n b C E F B P B A M N' P' B' A' M' N B C H a c b m n A B C c b a α Los lados de un triángulo miden 15, 18 y 20 metros. ¿Qué tipo de triángulo es? A) Isósceles B) Obtusángulo C) AcutánguloD) Rectángulo E) Equilátero Solución: Aplicamos las relaciones de la Naturaleza de un triángulo y se tendría: 202 < 182 + 152 ⇒ α < 90º ∴∴∴∴ Acutángulo EJEMPLO 2 Las bases de un trapecio miden 4m y 12m, y los lados no paralelos 4m y 5m. Hallar el perímetro del triángulo mayor que se forma al prolongar los lados no paralelos. (UNSAAC 2001 – II) A) 21,5m B) 29,5m C) 27,5m D) 25,5m E) 23.5m Solución: Notamos que: ∆ ARK ∼ ∆ MRO Por los que usamos proporciones: x x 4 x 2 4 12 + = ⇒ = y y 5 5 y 4 12 2 + = ⇒ = Finalmente: ERÍMETROP MRO= 12+(x+4)+(y+5)� ∴∴∴∴ ERÍMETROP MRO = 25.5 m���� EJEMPLO 3 Oswaldo hace un recorrido de la siguiente manera: 50 pasos al SUR, 100 pasos al NORTE, 70 pasos al ESTE, luego 80 pasos al SUR. ¿A cuantos pasos del punto de partida se encuentra? (UNSAAC 2001 – II) A) 58 10 B) 10 58 C) 10 85 D) 158 10 E) 58 58 Solución: Realizamos el gráfico de acuerdo a los datos del problema y se tiene: CLAVE: D R x+4 y+5 M 4 12 O K y 5 4 A x A B C 15 18 20 θ CLAVE: C Finalmente en el triángulo sombreado aplicamos el Teorema de Pitágoras: 2 2 2D 70 30= + ( )2 2 2 2D 10 7 3= + ∴∴∴∴ D 10 58==== EJEMPLO 4 Las longitudes de los catetos de un triángulo rectángulo son entre sí, como 2 es a 3. ¿En que relación están las longitudes de sus proyecciones sobre la hipotenusa? (UNSAAC 2002 – I PRIMERA OPCION) A) 4 9 B) 2 3 C) 1 2 D) 2 3 E) 3 5 Solución: Usamos los teoremas de Relaciones Métricas en triángulos rectángulos. (Teorema del Cuadrado del Cateto) ( ) 2 x2k m b= … (I) ( ) 2 x3k n b= … (II) Dividimos (I) y (II) ( ) ( ) 2 x 2 x an2k n b3k = ∴∴∴∴ a 4 b 9 ==== PROBLEMAS RESUELTOS PROBLEMA 1 En la siguiente figura, calcular el valor de “x”, si el segmento AC es bisectriz del ángulo “A” y a- b = 20º A) 140º B) 150º C) 90º D) 100º E) 110º a b 40º x A B C D O CLAVE: A h H A C m n 3k 2k B b N S D 70 70 50 100 50 80 30 2 1 3 4 N CLAVE: B Solución: ∆ADO: a + b = 40º… (I) (� externo) Dato: a – b = 20º… (II) (I) + (II) ⇒ a = 30º Finalmente: ∆BOA: x + a + 40º = 180º x + 30º + 40º = 180º ∴x = 110º PROBLEMA 2 Sabiendo que el segmento AB mide 40cm. Hallar la medida del segmento PQ. A) 5 B) 10 C) 15 D) 20 E) 25 Solución: ABC: (30º-60º) Si AB = 40 ⇒ AC = 20 PCA: (45º-45º) Como AC = 20 ⇒ PC = 20 QCA: (53º-37º) Cómo AC = 4K=20 ⇒ K = 5 Luego QC = 3K ⇒ QC = 15 ∴PQ = 5 PROBLEMA 3 En la figura, si la medida de AE es igual a la medida de BE, hallar la medida del ángulo “x”. A) 20º B) 10º C) 30º D) 25º E) 15º Solución: 40 30º 45º 53º 37º 20 = 4k A C B Q P 3k=15 5 20 CLAVE: A CLAVE: E a a 40º 40º x O A B C D b 30º A B D C E x 25º A C B D x 30º 25º 25º θ E 30º 45º 53º A B P Q C Si: AE = BE ⇒ � BAE = � ABE = 25º ABE: θ = 25º+25º (� Externo) θ = 50º DEC: θ = x + 30º (� Externo) 50 = x +30º ∴ x = 20º Podemos usar la propiedad de la “Mariposa” 25º + 25º = x + 30º ∴x = 20º PROBLEMA 4 En el interior del triángulo equilátero ABC, se sitúa un punto “A” de tal manera que el ángulo AQC mide 90º y el ángulo QAC mide 55º. Hallar la medida del ángulo BCQ. A) 35º B) 15º C) 25º D) 45º E) 60º Solución: AQC: � QAC = 55º (Dato) ⇒ � ACQ = 35º ABC: � ACB = 60º ⇒ 35º + x = 60º ∴ x = 25º PROBLEMA 5 En la figura AB = BC. Determinar el valor del ángulo ADC. (UNSAAC CBU 99 I) A) 75º B) 105º C) 80º D) 45º E) 35º Solución: ∆ ABC Isósceles ⇒ BH es bisectriz. � ABH =� HBC= 40º CLAVE: C CLAVE: A 60º 55º 35º x Q A C B A B D C 40º α α C B D x 30º 25º 25º α α 40º 40º x x x 50º H A D B C E También Si: AB = BC 2α = 50º ⇒ α = 50º ∆ ABE: α + 80º + x = 180º ∴ x = 75º PROBLEMA 6 En la figura adjunta determinar el valor de “a+b” (UNSAAC CBU 99 I) A) 33 − B) 38 + C) 36 − D) 34 − E) 36 + Solución: BCD: (30° - 60°) ⇒ BC = DC 3 b = 3 ( 3 ) b = 3 ABC: (45° - 45°) ⇒ AC = BC AC = 3 ∴ a = 3 3− PROBLEMA 7 Determinar el valor del ángulo x, en la figura: (UNSAAC CBU 99 II) A) 80º B) 75º C) 85º D) 70º E) 60º Solución: CAR: 4θ + 30º = 90° θ = 15° AMO: θ + x = 90° ∴ x = 75° PROBLEMA 8 Hallar el valor del ángulo “x” en la siguiente figura, si BM=MC y AB=BC. (UNSAAC CBU INT 2000) CLAVE: B CLAVE: A CLAVE: A A C B D b a 45º 60º 3 θ 2θ θ x 30º θ 2θ θ x 30º M C O R A 3 a b = 3 45º 60º 45º 30º A D B C 3 A x B M C 50º A) 20º B) 40º C) 25º D) 45º E) 30º Solución: ABC: Isósceles ⇒ � BAC = � BCA = 50º MC: Isósceles ⇒� MBC = � MCB = 50º Luego en ∆ ABC 50 + (x + 50) + 50 = 180º ∴ x = 30º PROBLEMA 9 En la siguiente figura determinar el valor de “x”. (UNSAAC CBU INT 2000) 37º 53º x 2 2 A) 28 B) 23 C) 3 28 D) 213 E) 3 34 Solución: ABC: (37° - 53°) 2 2 3k= ⇒ 2 2k 3 = Luego: x 4k= ∴∴∴∴ 8 2x 3 ==== PROBLEMA 10 La suma de las medidas de los ángulos “marcados” en la figura adjunta, es: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 120º B) 150º C) 360º D) 270º E) 180º CLAVE: C CLAVE: E 53º 37º x = 4k A B C k322 = A C B 50º x 50º H 50º C c e E θ θ Solución: Propiedad del “Pantaloncito” En ABCF: θθθθ = a + b + c Luego: ∆FED: θ + d + e = 180º ∴ a + b +c + d +e = 180º PROBLEMA 11 Calcular la longitud de AB en el triángulo ABC, de la figura: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 10 B) 14 C) 16 D) 12 E) 8 Solución: Trazamos BH AC⊥ para aprovechar el ángulo de 60º. BHC (30º -60º) HC = 3 ⇒ BH = 3 3 Luego en BHA. (Teor. Pitagoras) 2 2 2x 13 (3 3)= + ∴x = 14 PROBLEMA 12 Determinar la medida de AB , en la figura: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 27 B) 30 C) 25 D) 20 E) 28 Solución: PAM: (30° - 60°) Si AP = 6 ⇒ AM = 3 QMN: (45° - 45°) Si QM = 4 2⇒ MN = 4 RNB: (37° - 53°) Si RN = 25 RN = 5k = 25 ⇒ k = 5 NB = 3k ⇒ NB = 15 Luego: AB = AM + MN + NB CLAVE: B CLAVE: E A B C x 6 30º H 13 3 16 60º 3 3 A P 6 Q R B N M 60º 45º 53º 25 4 x 37º 2 A P 6 Q R B N M 60º 45º 53º 25 4 2 A B C 6 16 60º ∴x = 27 PROBLEMA 13 En la figura adjunta: AB = BC. Hallar la medida del ángulo X. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 30º B) 20º C) 25º D) 15º E) 35º Solución: ABC Isósceles � CAB = � ACB = x CAB: x + x = 50º (� externo) ∴x = 25 PROBLEMA 14 En la figura adjunta, calcular el valor de X. (UNSAAC CBU 2000 II) A B C 15 12 X 37º A) 5 B) 10 C) 12 D) 6 E) 8 Solución: ABC: (37° - 53°) CB = 15 3k = 15 ⇒ k = 5 Luego: AB = 4k ⇒ AB = 20 Finalmente: x = AB – 12 x = 20 - 12 ∴x = 8 PROBLEMA 15 En la figura adjunta. Determinar el valor de 2X. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 120º B) 130º C) 180º D) 100º E) 140º A B C37º 4k = 20 12 x 15 = 3k CLAVE: E CLAVE: C CLAVE: A x x x x x x C B D 40ºX 50º C B D 40ºX Solución: ∆∆∆∆ MAZ: φ = x + x (� Externo) ⇒ φ = 2x ∆∆∆∆ RUK: α = x + x (� Externo) ⇒ α = 2x ∆∆∆∆ LIT: θ = x + x (� Externo) ⇒ θ = 2x Luego en ∆∆∆∆ LUZ tenemos sus 3 ángulos externos ⇒ 6x = 360º x = 60º ∴2x = 120º PROBLEMA 16 Las bases de un trapecio miden 4 metros y 12 metros y los lados no paralelos 4 metros y 5 metros. Hallar el perímetro del triángulo mayor en metros, que se forma al prologarse los lados no paralelos. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 20.5 B) 26.5 C) 25.5 D) 24.5 E) 18.5 Solución: ∆∆∆∆ ARK ∼ ∆∆∆∆ MRQ (son semejantes, por lo tanto usamos proporcionales) x x 4 x 2 4 12 + = ⇒ = y y 5 y 2.5 4 12 + = ⇒ = Finalmente el perímetro del triángulo MRO (2p) sería: 2p = (4 + x) + ( y + 5) + 12 ∴2p = 25.5 PROBLEMA 17 En la figura: Hallar AE A) 9 + 4 3 B) 16 C) 21 D) 12 + 4 3 E) 13 Solución: CLAVE: C CLAVE: A A R K x x φ θ α U Z x x M I T x x L 12 M O 5 K y x R 4 A 4 Nada puede conseguir el hombre si no es a través del sacrificio. A B D E C 53º 60º 15 8 De la figura: AE = AC + CE Entonces calculamos AC y CE BAC: (37° - 53°) Si BC = 15 BC = 5k ⇒ k = 3 Pero: AC = 3k ⇒ AC = 9 DCE: (30° - 60°) Si DE = 8 DE = 2a ⇒ a = 4 Pero: CE = a ⇒ CE = 4 Finalmente: AE = AC + CE AE = 9 + 4 ∴ AE = 13 PROBLEMA 18 Determinar la suma de los ángulos marcados en la siguiente figura: A) 160º B) 240º C) 120º D) 180º E) 360º Solución: En este problema nos están pidiendo: “ α + β + θ + ω “ Para empezar a resolver este problema, prolongamos AD hasta E (E en BC), con la finalidad de formar los triángulos ABE y DEC. Luego: ∆∆∆∆ ABE: φ = α + β (∠ externo) ∆∆∆∆ DEC: φ + θ + ω = 180º (α + β) + θ + ω = 180º ∴αααα + ββββ + θθθθ + ωωωω = 180º OTRA FORMA: Propiedad del “Pantaloncito” En ABCD: 180º - ω = α + β + θ ∴αααα + ββββ + θθθθ + ωωωω = 180º CLAVE: D CLAVE: D α β θ ω θ β A B D C 180º- ω α β θ ω θ β A B D C E φ CLAVE: E A B D E C 53º 60º 15 8 37º 30º PROBLEMA 19 Hallar el valor de “x” en la siguiente figura: A) 6 B) 9 C) 6 2 D) 6 3 E) 9 2 Solución: BEC: (30° - 60°) Si BC = 6 (Hipotenusa) ⇒ CE = 3 (Opuesto a 30º) ABC: (30° - 60°) Si BC = 6 (Opuesto a 30º) ⇒ AC = 12 (Hipotenusa) Luego: AE = AC - CE AE = 12 - 3 AE = 9 Finalmente: DEA (45° - 45°) Si AE = 9 ⇒ AE = 9 2 ∴ x = 9 2 PROBLEMA 20 En la figura, ABCD es un rectángulo, hallar “x” (UNSAAC CBU 2001 II) A) 18 B) 24 C) 32 D) 30 E) 20 Solución: ABF: (45° - 45°) ⇒ AB = BF = 8 ECF: (45° - 45°) ⇒ EC = CF = 3k C A B D E x 8 37º 45º 30º 45º x 6 CLAVE: E A B C D E x 6 3 9 30º 60º 30º 45º 45º A B D E x 8 37º 45º 45º 45º 45º C F 3k 3k 8 8 ECB: (37° - 53°) Si: EC = 3k ⇒ BC = 4k 8 + 3k = 4k k = 8 Luego: x = 3k + 8 ∴ x = 32 PROBLEMA 21 Determinar la suma de los ángulos resaltados. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 180º B) 720º C) 540º D) 240º E) 360º Solución: Nos piden: “a + b + c + d + e + f + g + h” Entonces tomamos los triángulos: MTZ: a + f + β = 180º LIA: b + e + φ = 180º RES: c + h + θ = 180º KUO: d + g + α = 180º Sumando las 4 ecuaciones se tiene: a + b + c + d + e + f + g + h + (α+β+θ+φ) = 720º Pero en LUZE: α + β + θ + φ = 360º Finalmente: a + b + c + d + e + f + g + h + (360º) = 720º ∴ a + b + c + d + e + f + g + h = 360º PROBLEMA 22 En la longitud adjunta, determinar la longitud “x”. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 12 2 B) 14 2 C) 10 2 D) 8 2 E) 9 2 Solución: BEC: (30° - 60°) Si BC = 8 (Hipotenusa) ⇒ CE = 4 (Opuesto a 30º) ABC: (30° - 60°) Si BC = 8 (Opuesto a 30º) ⇒ AC = 16 (Hipotenusa) 30º 45º x 8 A B C D E x 8 4 12 30º 60º 30º 45º 45º CLAVE: E R K I T S U O Z E L a b c d e f g h αααα ββββ θθθθ φφφφ CLAVE: C Luego: AE = AC - CE AE = 16 - 4 AE = 12 Finalmente: DEA (45° - 45°) Si AE = 12 ∴ x 12 2==== PROBLEMA 23 En la figura L1 // L2, calcular “α”, sabiendo que el triángulo ABC es equilátero. (UNSAAC CBU INT 2002) A) 80º B) 120º C) 160º D) 100º E) 140º Solución: Como el ∆ABC es equilátero: ∠A = ∠B = ∠C = 60º ∆BUM: θ + 60º = 100º (∠ externo) θ = 40º Luego: Propiedad del “Serruchito” θ + (180º-α) = 60º ∴ αααα = 160º PROBLEMA 24 En la siguiente figura. Hallar la medida del ángulo θ: (UNSAAC CBU 2002 I) A) 60º B) 80º C) 90º D) 20º E) 100º Solución: Si AD = DB ⇒ ∆ADB Isósceles Luego: � DAB = � DBA= 2x ∆ADB: � CDB = 2x + 2x (∠ externo) � CDB = 4x Si CD = CB ⇒ ∆DCB Isósceles Luego: � CDB = � CBD = 4x ∆DCB: 4x + 4x + x = 180º A B D C 2x θ 4x 4x x 2x E CLAVE: C A L1 L2 U P θ 60º 180º-α CLAVE: E A B C 100º α L1 L2 U M P 60º θ θ 60º 180º-α A B D C 2x θ A B C 100º α L1 L2 x = 20º Finalmente: ACB: � CBE = 2x + x (∠ externo) θ = 3x θ = 3 (20º) ∴ θθθθ = 60º PROBLEMA 25 Calcular el valor del ángulo “x”, si AB = AC; BD = BC (UNSAAC CBU 2002 I) A) 40º B) 36º C) 30º D) 25º E) 50º Solución: Como BD = BC ⇒ ∆DBC Isósceles Luego: ∠BAC = ∠BCD = 50º Tambien AB = AC ⇒ ∆BAC Isósceles Luego: ∠ ABC = ∠ACB = 50º Finalmente: DBC: 50 + (x + 50) + 50 = 180 ∴ x = 30 PROBLEMA 26 Calcular la medida del lado AE del siguiente polígono ABCDEA. (UNSAAC CBU 2002 I) A) 36 B) 28 C) 6 D) 8 E) 10 Solución: DEC (30º-60º): Si DE = 36 (Opuesto a 60º) ⇒ EC = 6 (Opuesto a 30º) CEB (37º-53º): E D 45º 37º 45º 53º 60º 30º 6 8 A B 36 x 8= C CLAVE: C x 50º A B 50º 50º C CLAVE: A x 50º C A H A C E B D 45º 37º 36 30º Si EC = 6 (Opuesto a 37º) ⇒ BE = 8 (Opuesto a 53º) AEB (45º - 45º) ⇒ AE = BE ∴ AE = 8 PROBLEMA 27 En la figura, ABC es un triángulo isósceles (AB = AC). Determinar x si AD = AE. (UNSAAC CBU 2002 II) A) 15º B) 20º C) 10º D) 30º E) 45º Solución: Si ∆ABC isósceles ⇒ AB = AC Luego: m� ABC = � ACB = θ. Si AD = AE ⇒ ∆ADE isósceles Luego: � ADE = � AED = β. Seguidamente: ∆DEC: � ADE = θ + x (∠ externo) β = θ + x … (I) ∆BAD: � ADC = θ + 30º (∠ externo) β + x = θ + 30º… (II) Finalmente: (I) en (II): θ + 30º = (θ + x) + x ∴ x = 15º PROBLEMA 28 En un triángulo isósceles EFG, de base FG , se toman los puntos M y N sobre EF y EG respectivamente, de modo que: FM = MN = EN. Si el ángulo �G del triángulo dado mide 80º, hallar el ángulo �MNF . (UNSAAC CBU 2002 II) A) 20º B) 30º C) 10º D) 80º E) 60º Solución: Como FG es la base ⇒ EF = EG Luego: ∠ EGF = ∠ EFG = 80º ∆EFG: ∠EGF + ∠EFG + ∠FEG = 180º 80º + 80º + ∠FEG = 180º 20º G 80º 80º x x 20º N M E F CLAVE: D CLAVE: E A B D E C x 30º θ θ β β A B D E C x 30º ∠ FEG = 20º Nos dan: MN=NE MEN es Isósceles Luego: ∠MEN = ∠NME = 20º Como: MN = MF ⇒ ∆MNF es Isósceles Luego: ∠MNF = ∠MFN = x Finalmente: NME = x + x (∠externo) 20º = 2x ∴x = 10º PROBLEMA 29En la figura AC = 2, determinar 2x. (UNSAAC CBU 2002 II) A) 3 B) 2 C) 2 1+ D) 2 1− E) 3 1+ Solución: Trazamos CH ⊥ AB para aprovechar los ángulos de 30º y 45º CHA (30º-60º): Si CA = 2 (Hipotenusa) ⇒ CH = 1 (Opuesto a 30º) y HA = 3 (Opuesto a 60º) CHB (45º-45º): Si CH = 1 (Opuesto a 45º) ⇒ HB = 1 (Opuesto a 45º) BDA (30º-60º) Si BD = x (Opuesto a 30º) ⇒ AB = 2x (Hipotenusa) Pero: AB = 1 + 3 ∴2x = 3 + 1 PERÍMETRO Es la suma de las medidas de los lados de una figura geométrica. Se representa con “2p” CLAVE: E x 45º D C 30º B 15º H 60º 2 1 2x 1 3 A CLAVE: C 45º A C 30º El ÉXITO es la envoltura del sacrificio. PERÍMETROS CAPÍTULO 2 • Cuando vemos “p” en alguna fórmula, esto significa semiperímetro, y es la mitad del perímetro. Perímetro del ∆ABC: 2p(∆ABC) PERÍMETROS DE POLÍGONOS REGULARES El perímetro de un Polígono Regular es igual al número de lados multiplicado por la longitud de un lado. 2p n l= Donde: n: número de lados l: longitud de un lado CIRCUNFERENCIA: Es la curva plana y cerrada, cuyos puntos equidistan de un punto interior llamado centro. * La distancia de un punto cualquiera de la circunferencia al centro, se denomina RADIO. CÍRCULO: Es la región plana determinada por la unión de la circunferencia y su interior. Es el conjunto de todos los puntos de la circunferencia y de los interiores a la misma. Donde: O: Centro (del círculo o la circunferencia) r : Radio (del círculo o la circunferencia) P: Punto de la circunferencia O: Punto interior de la circunferencia ⇒ O no pertenece a la circunferencia pero si al círculo. LONGITUD DE LA CIRCUNFERENCIA (Lc) Es el límite hacia el cual se aproximan los perímetros (P) de los polígonos regulares inscritos cuando su número de lados aumenta indefinidamente. n lim P Lc →∞ = EL NÚMERO “ ππππ ” El número “pi”, también llamado “Número LEUDOLFINO” (en honor a Ludolf Van Ceulen, Matemático Alemán u Holandés que determino su valor hasta con 354 lugares decimales); es el valor C B A c b a 2p(∆ABC) = a + b + c Semiperímetro del ∆ABC (p) a + b +c p = 2 r O P CÍRCULO CIRCUNFERENICIA Por lo tanto: - La circunferencia tiene longitud, más no área. - El círculo tiene área y su perímetro es la longitud de su circunferencia. constante de la razón de la longitud de una circunferencia (Lc) a su diámetro. Lc D π = ⇒ Lc Dπ= Pero D = 2r ⇒ Lc 2 rπ= EL VALOR DE “ ππππ ” El número “pi” es el más importante de la ciencia matemática, y es inconmensurable, así también como su cuadrado, su cubo, etc. Su valor aproximado es: 3.14159265359 Su Cuadrado es: 9.869604401089 Su Cubo es: 31.0062766803 Su Inverso es: 0.318309886184 Su Raíz Cuadrada es: 1.772453850906 Su Logaritmo en Base 10 es: 0.497149872 El número “pi” siempre a sido un número interesante para los matemáticos, así tenemos: Los Babilonios (π = 3 ) Arquímedes ( 2 decimales ) Francois Viette ( 7 decimales ) Métius ( 8 decimales ) Adrien Romanus ( 16 decimales ) L. V. Ceulen ( 35 decimales ) SHARPS ( 73 decimales ) Lagny ( 127 decimales ) Vega ( 140 decimales ) Dhase ( 200 decimales ) Rutherford ( 440 decimales ) Shangks ( 530 decimales ) Y otros han aportado valores racionales aproximados de “pi”; tales como: Arquímedes: 22 3.142... 7 = Adriano Mecio: 355 3.1415929... 113 = Papiro de Ahmés: 2 16 3.16049... 9 = Los Hindúes: 3927 3.1416... 1250 = Cuando se realizan trabajos de mucha precisión se usa 3.1416π = , que viene a ser un trabajo aproximado por exceso con un error menor que 0.0001. LONGITUD DE UN ARCO Realizamos una Regla de Tres Simple: �AB Lc 360º L º → → θ �AB L Lc 360º θ ⇒ = Pero: Lc 2 r= π ⇒ B A Lc = 2πr B D =2r �AB L 2 r 360º θ = π θ B A O r r �AB L Como D = 2r ⇒ PROPIEDADES 1. LONGITUD DE EN FUNCIÓN AL DIÁMETRO DE UNA SEMICIRCUNFERENCIA �AB 180º L 2 r 360º = π AB Pero r 2 = ⇒ 2. LONGITUD DE UNA LÍNEA CURVA FORMADA POR SEMICIRCUNFERENCIAS La suma de las longitudes de las semicircunferencias con sus diámetros sobre AB, equivale a la longitud de una semicircunferencia de diámetro AB. Demostración: Sabemos por la propiedad anterior que: �AB AB L 2 = π Luego, también se tendía: � � � � � � AM MN NB AM MN NB AM L 2 MN L 2 NB L 2 AM MN NB L L L 2 2 2 = π = π = π + + = π + π + π � � �AM MN NB AM MN NB L L L 2 + + + + = π � � �AM MN NB AB L L L 2 + + = π La propiedad anterior, también la podemos aplicar si la figura se presenta de esta forma: 3. SEMICIRCUNFERENCIAS CUYOS DIÁMETROS ESTÁN FORMADAS SOBRE UN SEGMENTO AB AB L 2 ∴ = π �AB D L 360º π θ = B A r B A AB AB L 2 = π �AB AB L 2 = π B A AB AB L 2 = π B A M N La suma de las longitudes de las semicircunferencias con sus diámetros sobre un segmento AB, es igual a la medida de AB, multiplicada por π y dividida por 2. Nota: Las curvas formadas sobre AB son todas semicircunferencias. PROPIEDADES DE LAS TANGENTES A UNA CIRCUNFERENCIA PROPIEDAD Las tangentes trazadas desde un punto exterior a una circunferencia son iguales. PA PB= PROPIEDAD Las tangentes comunes exteriores a dos circunferencias son iguales. AB CD= 3RA. PROPIEDAD Las tangentes comunes exteriores a dos circunferencias son iguales. MN PQ= TEOREMAS IMPOTANTES 1. TEOREMA DE PONCELET “En todo triángulo rectángulo, la suma de los catetos es igual a la hipotenusa mas el diámetro de la circunferencia inscrita” Se anuncia también así “En todo triángulo rectángulo, la suma de los catetos es igual a la suma de los diámetros de las circunferencias inscrita y circunscrita” M P Q N A B C D A B O P R R De ahora en adelante: B AB AB L 2 = π ABL Significa longitud de las curvas (semicircunferencias) en AB , y es igual a: AB AB L 2 = π AB BC AC 2r+ = + AB BC 2R 2r+ = + 2. TEOREMA DE PITOT En todo cuadrilátero circunscrito a una circunferencia, la suma de dos lados opuestos es igual a la suma de los otros dos lados. AB CD BC AD+ = + EJEMPLOS EJEMPLO 1 Hallar el perímetro de la figura sombreada, si los arcos formados sobre este segmento son todos semicircunferencias; y el segmento MO mide 20µ. A) 10π B) 20π C) 5π D) 10(π+2) E) 20(π+1) Solución: Sabemos que: MA AR RC CO MO y que : L L L L L+ + + = Luego: SOMBR. MO Perím. MO 2 = π + SOMBR. 20 Perím. 20 2 = π + ∴ (((( ))))SOMBR.Perím. 10 2= π += π += π += π + EJEMPLO 2 Hallar el perímetro de la figura sombreada, si los arcos mostrados son semicircunferencias; y el segmento ABmide 20µ. A) 10π B) 20π C) 5π D) 10(π+2) E) 20(π+1) C A B D A C B r R MO MO L 2 = π CLAVE: D SOMBR. MO MA AR RC CO Perím. L L L L L= + + + + O M O M A R C Debes tener cuidado, cuando te pregunten: “de la figura sombreada”, por que en este ejemplo vemos que la figura sombreada esta formada por semicircunferencias y también por segmentos. B A Solución: SOMBR. AB AB Perím. 2 2 = π + π SOMBR. 20 20 Perím. 2 2 = π + π SOMBR.Perím. 10 10= π + π ∴ SOMBR.Perím. 20= π= π= π= π EJEMPLO 3 El triángulo ABC es un triángulo equilátero, los arcos son semicircunferencias. Hallar el perímetro de la región sombreada, si el perímetrodel triángulo es 12µ. A) 3π B) 4π C) 6π D) 8π E) 4(π+3) Solución: Dato: PERIM. ∆ABC = 12µ ⇒ AB + BC + AC = 12µ Luego: AB = BC = AC = 4µ SOMBR. AB BC AC Perím. 2 2 2 = π+ π+ π SOMBR. 4 4 4 Perím. 2 2 2 = π+ π+ π ∴ SOMBR.Perím. 6= π EJERCICIOS PROBLEMA 1 El lado del rombo mide 13 m y la diagonal menor mide 10m. Hallar el perímetro de la región sombreada. (UNSAAC CBU 99 I) B A M N CLAVE: C A B C A B C CLAVE: B �SOMBR. AB AB Perím. L L= + SOMBR. AB BC ACPerím. L L L= + + En este caso, la figura sombreada esta limitada solamente por semicircunferencias. A) 19 + 61 m B) 11 + 61 m C) 18 + 61 m D) 25 + 61 m E) 20 + 61 m Solución: BHA: (Teorema de Pitágoras) 2 2 213 5 BH= + ⇒ BH 12= BHA: (Teorema de Pitágoras) 2 2 2PC 5 PH= + 2 2 2PC 5 6= + ⇒ PC 61= Finalmente: SOMBREADOPerím BP BC PC= + + SOMBREADOPerím 6 13 61= + + ∴ SOMBREADOPerím 19 61= += += += + PROBLEMA 2 En el cuadrado ABCD de 10 cm. de lado, se ha trazado semicircunferencias en cada lado. Calcular el perímetro de la región sombreada. A) 20π cm. B) 20(π + 4) cm. B) 20 (π + 1) cm. D) 10 (π + 4) cm. E) 20 (π + 2) cm. Solución: S CURVAS SEGMENTOSP L L= + Donde: P s = Perímetro Sombreado Dato: Lado del Cuadrado = 10 cm. Luego: AB = BC = CD = AD = 10 cm. Primero calculamos la suma se las longitudes de los segmentos que limitan a la región sombreada ( )SEGMENTOSL . SEGMENTOSL AB BC CD AD= + + + CLAVE: A 5 5 A P 6 6 13 D B C H 13 13 13 x x 2 A D C B 10 A B C D 5π 5π 5π 5π SEGMENTOSL 10 10 10 10= + + + SEGMENTOSL 40= Seguidamente calculamos la suma se las longitudes de las curvas que limitan a la región sombreada ( )CURVASL , para lo cual usamos la propiedad. Luego: CURVAS AB BC CD AD 2 2 2 2 = π + π + π + π CURVAS 10 10 10 10 2 2 2 2 = π + π + π + π CURVASL 20= π Finalmente: S CURVAS SEGMENTOSP L L= + P 40 20= + π ∴ (((( ))))SP 20 2= π += π += π += π + NOTITA: Para no operar tanto debemos darnos cuenta que: Si AB = BC = CD = AD PROBLEMA 3 En la figura AEB es una semicircunferencia, ¿cuál es el perímetro de la figura cerrada ADCBEA? (UNSAAC CBU INT 2000) A) 16 + π B) 8 + π C) 14 + π D) 12 + π E) 13 + π Solución: �ERÍMETRO DEA P AB BC CD L= + + + ERÍMETRO AD P 6 2 6 2 = + + + π ERÍMETRO 2 P 14 2 = + π ∴ ERÍMETROP 14= + π= + π= + π= + π PROBLEMA 4 Calcular el perímetro de la región sombreada que tiene forma de la letra “L”, sabiendo que consta de dos rectángulos iguales contiguos, cada uno de largo “A” metros y ancho “B” metros. (UNSAAC CBU INT 2000) CLAVE: C CLAVE: D A E B C D 2 6 AB AB L 2 = π AB BC CD ADL L L L⇒ = = = 1 B D C 6 6 2 E A CURVAS AB BC CD ADL L L L L= + + + A) 2(2A + B) B) 2A + 2B C) 4A + B D) 4A – 2B E) 7A 4B 2 − Solución: Para calcular el perímetro, sumamos todos los lados de la región sombreada. Empezando del lado indicado en un solo sentido (en este caso en sentido horario) ERIMP A B (A B) A B (A B)= + + − + + + + ERIMP 4A 2B= + ∴ (((( ))))ERIMP 2 2A B= += += += + NOTA: También podemos sumar todos los segmentos horizontales y luego todos los verticales, y al final ambos resultados parciales para obtener el total. PROBLEMA 5 En la figura se tiene seis triángulos rectángulos isósceles. La razón del perímetro de la región sombreada al perímetro de la región no sombreada; es: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 4 B) 2 C) 3 D) 1 2 E) 2 Solución: De la figura: 1 2 3 4 5 6P P P P P P K= = = = = = Luego: S 1 3 4 6 SP P P P P P 4K= + + + ⇒ = NS 2 5P P P 2K= + ⇒ Finalmente: NS Ps 4K P 2K = ∴ NS Ps 2 P ==== CLAVE: B 1 1 1 1 2 2P1 P2 P3 P4 P5 P6 CLAVE: A 1 A A A B B B B A-B IN IC IO PROBLEMA 6 En la figura adjunta, ABCD es un cuadrado de lado 4 cm. El perímetro de la región sombreada en cm es: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 2(12 )+ π B) 2(5 )+ π C) 10 + π D) 20 + π E) 2(10 2 )+ π Solución: De la figura: SOMBREADO EXTERIOR INTERIORP P P= + Luego: Hallamos EXTERIORP EXTERIORP AB BC CD AD= + + + EXTERIORP 4 4 4 4= + + + EXTERIORP 16= Hallamos INTERIORP � � INTERIORP MR NP MN PR= + + + 2 2 INTERIOR (2) (2) P 4 4 4 4 π π = + + + INTERIORP 8 2= + π Finalmente: SOMBREADOP (16) (8 2 )= + + π ∴ SOMBREADOP 2(12 )= + π= + π= + π= + π PROBLEMA 7 En la figura adjunta. Determinar el perímetro de la región sombreada. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 2 4π − B) 4π + C) 4 2π + D) 4 2π + E) 2 4π + Solución: De la figura: O 22 A B P 45º 45º 2 2 CLAVE: A A B C D 4 P M R N O 2 2 2 2 A B C D O 22 �SOMBREADO AB P AP PB L= + + Hallamos AP y PB en APB (45º-45º) Si: AB 2 2= ⇒ AP = PB = 2 Hallamos �AB L �AB AB L 2 = π (Propiedad) �AB 2 2 L 2 = π ⇒⇒⇒⇒ �ABL 2= π Finalmente: �SOMBREADO AB P AP PB L= + + SOMBREADOP 2 2 2= + + π ∴ SOMBREADOP 2 4= π += π += π += π + PROBLEMA 8 Hallar la suma de los perímetros de los 4 triángulos equiláteros, sabiendo que AB mide 12 cm. A) 18 cm. B) 36 cm. C) 26 cm. D) 40 cm. E) 72 cm. Solución: De la figura: ERÍMETROP 3a 3b 3c 3d= + + + ERÍMETROP 3(a b c d)= + + + Pero nos dan: AB = 12 ⇒ a + b + c + d = 12 Finalmente: ERÍMETROP 3(a b c d)= + + + ERÍMETROP 3(12)= ∴ ERÍMETROP 36==== PROBLEMA 9 En la figura adjunta, determinar en centímetros el perímetro de la región sombreada, si todos los círculos tienen un radio igual a 2 centímetros: A) 16π B) 18π C) 4π D) 8π E) 24π Solución: De la figura el perímetro de la región sombreada es igual a la suma las longitudes de los arcos exteriores: L M O Z E Y U V A R K I T S CLAVE: B A B a a a b b b c c c d d d CLAVE: E A B � � � � �YML, LO, OV, VEZ, ZU, UY y los arcos interiores: � � � � �YAL, LRY, UKO,OIU,ZTV, VSZ Pero nos podemos dar cuenta que al sumar los arcos � �YML y LRY se obtiene la circunferencia MLRY, de manera r en los otros arcos al sumarlos se obtiene una circunferencia, luego podemos hallar el perímetro de la región sombreada de la siguiente forma: � � � � � � � � � � CYML LRY CYAL LO OIU UY CUKO OV VSZ ZU CZTV VEZ SOMBREADO C L L L L L L L L L L L L L L L L Perímetro 4L + = + + + = + + + = + = = Las cuatro circunferencias tienen radios iguales por los tanto tienen la misma longitud de circunferencia. Finalmente: ( )SOMBREADOPerímetro 4 2 r= π ( )SOMBREADOPerímetro 4 2 2= π ∴ SOMBREADOPerímetro 16= π= π= π= π PROBLEMA 10 Hallar el perímetro del triángulo rectángulo ABC. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 28 B) 20 C) 34 D) 24 E) 30 Solución: ABC (Teorema de Pitágoras) ( ) ( ) ( )2 2 25x 3x 2x 4= + + ( )2 2 225x 9x 4x 16x 16= + + + 212x 16x 16 0− − = 23x 4x 4 0− − = ⇒ x = 2 Luego, el perímetro sería: ( )ERÍMETROP 5x 3x 2x 4= + + + ERÍMETROP 10x 4= + ERÍMETROP 10(2) 4= + ∴ ERÍMETROP 24==== OTRA FORMA (MÁS RÁPIDA): Observemos que este es un triángulo Notable (3-4-5), entonces: A B C 2x + 4 5x 3x CLAVE: A A B C 2x + 4 5x 3x Luego: 4x = 2x + 4 ⇒ x = 2 Finalmente el perímetro: ERÍMETROP 5x 3x 4x= + + ERÍMETROP 12x= ERÍMETROP 12(2)= ∴ ERÍMETROP 24==== PROBLEMA 11 Hallar el perímetro de la región sombreada.(UNSAAC CBU 2001 II) A) 9π B) 10π C) 12π D) 18π E) 6π Solución: De la figura: � � �AOB BOC AC P L L L= + + AB BC P 2 r 2 2 360º θ = π+ π + π 6 6 90º P 2 (6) 2 2 360º = π+ π + π P 3 3 3= π+ π + π ∴ P 9= π= π= π= π PROBLEMA 12 En la figura mostrada, hallar el perímetro de la región sombreada, si el radio de la circunferencia es r = 2a. (UNSAAC CBU 2002 I) A) 32 π a B) 12 π a C) 16 π a D) 8 π a E) 20 π a Solución: Resolvimos un problema muy similar anteriormente, por lo que podemos afirmar que: SOMBREADOPerímetro = 5 L CLAVE: A 6 6 m B A C O CLAVE: D A B C 3x 5x 2x 4 4x +123 6 6B A C r r r r r SOMBREADOPerímetro = 5 [2π (2a)] ∴ SOMBREADOPerímetro = 20 ππππ a PROBLEMA 13 Calcular el perímetro de la región sombreada en la siguiente figura, si AO = OB y los arcos son porciones de circunferencias. (UNSAAC CBU 2002 II) A) 15π B) 10π C) 6π D) 16π E) 12π Solución: De la figura podemos ver que : SOMBR 2 R OA OB Perím 4 2 2 π = + π + π SOMBR 2 (8) 8 8 Perím 4 2 2 π = + π + π ∴ SOMBRPerím 12= π= π= π= π PROBLEMA 14 Determinar el perímetro de la región sombreada, de la figura. (UNSAAC CBU 2002 II) A) 16a (π + 2) B) 4a (π + 2) C) 8a (π + 2) D) 8a (π - 2) E) 8a (2 - π) Solución: De la figura, se deduce que: SOMBRPerím = 4l + 4L (r = a) SOMBRPerím = 4(4a) + 4[2π (a)] ∴ SOMBRPerím = 8 a (ππππ + 2) A 8 B O CLAVE: C CLAVE: E A 8 B O 8 CLAVE: E a �SOMBR AO OBAB Perím L L L= + + llll = 4a a ÁREA: El área de una superficie limitada cualquiera es su extensión, indicada por un número positivo único acompañada de la unidad adecuada (cm2, m2, u2, etc.). DEBEMOS RECORDAR QUE: I. Las Figuras Equivalentes tienen igual área, sin importar la forma. 1 2A A= II. Las Figuras Semejantes tienen igual forma, y sus áreas son proporcionales a los cuadrados de sus elementos homólogos. Por ejemplo: Caso de 2 Triángulos Semejantes: 2 2 2 1 2 2 2 2 S AB BC AC S MN NL ML = = = Caso de 2 Círculos: 2 2 2 1 2 2 2 1 2 1 r r D D S S == PRINCIPALES FÓRMULAS DE FIGURAS CONOCIDAS A. REGIONES TRIÁNGULARES 1. FÓRMULA GENERAL: - Triángulo Acutángulo bhS 2 ==== - Triángulo Rectángulo b hS 2 ==== A C B h b A B C S1 M N L S2 ≡≡≡≡ A2 A1 D1 S1 r1 D2 S2 r2 b A CH B h Áreas CAPÍTULO 3 49 INFORMES E INSCRIPCIONES Av. de la Cultura 1020 Of. 203. 2do. Nivel. 244856 Triángulo Obtuso b hS 2 ==== TRIÁNGULO EQUILÁTERO: 2L 3 S 4 ==== 2h 3 S 3 ==== FÓRMULA TRIGONOMÉTRICA: b c SenS 2 θθθθ ==== FÓRMULA DE HERÓN: a b cp 2 + ++ ++ ++ + ==== (((( )))) (((( )))) (((( ))))S p p a p b p c= − − −= − − −= − − −= − − − EN FUNCIÓN DE SU INRADIO: ====S pr 6. EN FUNCIÓN AL CIRCUNRADIO abc S 4R ==== 7. TRIÁNGULO RECTÁNGULO CIRCUNSCRITO nmS = 8. EN FUNCIÓN A LOS EX-RADIOS E INRADIO ABC a b cS r R R R=# B. ÁREAS DE REGIONES CUADRANGULARES C A B H L L L h A H b B h Ra CA B Rb Rc r B C b a B C c b θθθθ B C A b c a R A b B C c a r b A B C r m n 1. CUADRADO: 2S L==== 2D S 2 ==== 2. RECTÁNGULO: S ab==== 2 2 2D a b= += += += + 3. PARALELOGRAMO: S bh==== S abSenθ==== 4. ROMBO: D d S 2 ==== 5. TRAPECIO: (((( ))))B bS h 2 ++++ ==== 6. TRAPEZOIDE: DdSen S 2 θθθθ ==== 7. CUADRILÁTERO INSCRITO: a b c d p 2 + + ++ + ++ + ++ + + ==== (((( )))) (((( )))) (((( )))) (((( ))))S p a p b p c p d= − − − −= − − − −= − − − −= − − − − 8. CUADRILÁTERO CIRCUNSCRITO rpS = C. REGIONES POLIGONALES 1. POLÍGONO CIRCUNSCRITO: rpS = 2. POLÍGONO REGULAR px apS = D. REGIONES CIRCULARES 1. Círculo: L L D b a D D d b B h a b c d r r ap d D θθθθ b a θθθθ h 2rS π= Sector Circular: 2 SECTOR θ S π r 360 = ° SECTOR LR A 2 = Segmento Circular: 2 2 AB π r θ r Senθ S 360 2 = − ° Zona o Faja Circular: ZC CD ABS S S= − 5. Corona Circular: 2 2CCS π(R r )= − 6. Trapecio Circular: ( )2 2TC θS π R r 360= − ° ( )1 2TC L L S R r 2 + = − ALGUNAS RELACIONES IMPORTANTES DE ÁREAS A) Propiedad de la Mediana. R r O L1 L2 R-r El área de un Trapecio Circular, también se puede calcular con la fórmula para un trapecio y sería así: Al Sector Circular, también se le conoce como Triángulo Circular o Triángulo Mixtilíneo y su área se calcula así: B θ A O R r O θθθθ B D R r R θθθθ B A O B A O L R R S S B) 1RA Propiedad de los Puntos Medios C) 2DA Propiedad de los Puntos Medios D) Se cumple que: E) Se cumple que: F) Se cumple que: G) Se cumple que: H) Se cumple que: I) Se cumple que: J) Propiedad del Triángulo Rectángulo: Si los lados de un triángulo rectángulo son líneas homologas de figuras semejantes construidas sobre ellos, entonces la suma de las áreas de regiones construidas sobre los catetos es igual al área de la región apoyada en la hipotenusa. Por consiguiente: K) Lúnulas de Hipócrates: T 1 2A S S= + 1 2 3 S S S+ = 1S 2S S S S S S S S S S 1S 2S 3S S S S S SS TAS 2 = TAS 6 = TAS 4 = 1 2S S= TAS 2 = TAS 2 = TAS 4 = TAS 2 = S 1S 2S S FÓRMULAS GEOMÉTRICAS IMPORTANTES TEOREMA DE PONCELET “En todo triángulo rectángulo, la suma de los catetos es igual a la hipotenusa mas el diámetro de la circunferencia inscrita” a c b 2r+ = + TEOREMA DE MENELAO “Toda secante a un triángulo, determina con dos lados del triángulo, cuatro segmentos parciales, y con la prolongación del tercero otros dos segmentos parciales. de tal forma que el producto de tres de ellos no consecutivos es igual al producto de los otros tres tampoco consecutivos” abc xyz= PROBLEMAS PROBLEMA 1 ABCD es un cuadrado, M y N son puntos medios. ¿Qué parte de la figura falta sombrear? A) 3/8 B) 4/8 C) 7/8 D) 5/8 E) 6/8 Solución: Usamos la propiedad de la mediana vista en la teoría, por ejemplo: En ∆CNA MO mediana ⇒ NOA NOCA A S∆ = ∆ = De manera similar para las otras regiones Finalmente: NS T A 5S 8SA = ∴ NS T 5 A A 8 ==== PROBLEMA 2 CLAVE: D C B M O A N D A D B C M N 3S S S S O 2S BA C 2S 1S ABC 1 2S S S= + C B r a b B C D E RECTA SECANTE O TRANSVERSAL Hallar el área de la región sombreada, sí ABCD es un cuadrado de 12cm de lado y ABE es un triángulo equilátero. A) 36 cm2 B) 72 cm2 C) 86 cm2 D) 70 cm2 E) 75 cm2 Solución: 2cm72As 2 612 2 612 As AAAs BECAEA =∴ × + × = += ∆∆ También podemos usar la propiedad: A As 2 = � Donde: E Punto Interior. 212 As 2 ⇒ = ∴ 2As 72 cm==== PROBLEMA 3 ¿Qué fracción representa la región sombreada de la siguiente figura? A) 3/8 B) 1/6 C) 1/2 D) 5/8 E) 2/5 Solución: Sabemos que en este tipo de problemas, es conveniente poner un valor al área dela región más pequeña, que en nuestro caso es la mitad de un cuadrado, que puede ser un rectángulo o un triángulo. Así ponemos “A” a la mitad del área de la región que encierra en cuadrado. Luego: T As 6A 12AA = ∴ T 1 As A 2 ==== PROBLEMA 4 CLAVE: C CLAVE: B B C A D A D B C 12 E 12 6 6 A A 2A A A A 2A A A A Encontrar la fracción que representa la región sombreada en el siguiente cuadrado: (UNSAAC CBU 99 I) A) 1/8 B) 5/16 C) 1/4 D) 3/16 E) 1/2 Solución: Observamos que podemos dividir la figura en triángulos congruentes. Luego contamos el número de triángulos sombreados y el total de triángulos que existen, para obtener la siguiente relación: T 5As 16A = # # ∴ T 5 As A 16 ==== PROBLEMA 5 En el triángulo equilátero mostrado en la figura; AC = 6m, DC = 4m, AE = 4m. Calcular el área del triángulo AED. (UNSAAC CBU 99 I) A) 4 5 m2 B) 2 3 m2 C) 4 3 m2 D) 2 5 m2 E) 3 m2 Solución: Deducimos que ∆BEA es equilátero ⇒ AE = 2 Usamos la fórmula trigonométrica para hallar el área de la región triangular DEA. Luego: DEA 4x 2 S Sen120º 2 =# DEA 4x 2 3 S 2 2 =# ∴ 2 DEAS 2 3 m====# PROBLEMA 6 CLAVE: B CLAVE: B A E B D C A C B 2 2 2 60° 60° 60° 4 4 60° 6 120° E D En la figura mostrada; si el área de la región sombreada es 200 cm2. Hallar el área del cuadrado ABCD, sabiendo que BOC y COD son semicírculos. (UNSAAC CBU 99 I) A) 400 cm2 B) 100 cm2 C) 600 cm2 D) 800 cm2 E) 300 cm2 Solución: En este tipo de problemas sabemos que debemos trasladar regiones para obtener una región de área conocida; así obtenemos: ABCD DEA S S 2 = � # ABCD DEAS 2S=� # ( )ABCDS 2 200=� ∴ 2 ABCDS 400m====���� PROBLEMA 7 En la figura mostrada: 12 y 16 unidades son las medidas de las bases del trapecio isósceles inscrito en la circunferencia de 10 unidades de radio. ¿Cuál es el área del trapecio? (UNSAAC CBU 99 I) A) 172 u2 B) 196 u2 C) 164 u2 D) 156 u2 E) 144 u2 Solución: Para calcular el área sombreada, necesitamos hallar la altura. Trazamos los radios OA y OB , para formar triángulos rectángulos, entonces: En ONA (37º-53º): b = 6 En BOM (37º-53º): a = 8 ⇒ MN = a + b MN = 14 (Altura del Trapecio) Luego: 16 12 A 14 2 + = ∴ 2A 196= µ= µ= µ= µ PROBLEMA 8 CLAVE: B B C A D O N M 10 10 8 8 6 6 a b CLAVE: A A B C D A B C D O En la figura mostrada, hallar el área de la región sombreada, sabiendo que el sector circular ABC, es la cuarta parte de un círculo de radio AB = 4cm. (UNSAAC CBU 99 I) A) 3 π cm2 B) 2 π cm2 C) 5 π cm2 D) 4 π cm2 E) 6 π cm2 Solución: Como BAC es un cuadrante (la cuarta parte de una circunferencia) AC = AB = 4 BAC (45º-45º): BC = 24 Luego el radio del círculo sería 2 2 Finalmente: ( ) 22 S 4 A 2 2 4 = π − π ∴ As 4= π= π= π= π PROBLEMA 9 Hallar el área del sector circular de 4m de radio y 8m de arco. (UNSAAC CBU 99 I) A) 4 m2 B) 64 m2 C) 16 m2 D) 32 m2 E) 12 m2 Solución: Para calcular rápidamente el área de esta región, usamos la fórmula para el Triangulo Circular. S 8 4 A 2 × = ∴ 2 SA 16m==== PROBLEMA 10 En la figura mostrada, cada “cuadradito” tiene un área de 4 cm2. ¿Cuál es el área de la región sombreada? (UNSAAC CBU 99 I) A) 23 cm2 B) 18 cm2 C) 16 cm2 D) 15 cm2 E) 20 cm2 Solución: C S BAA A A= − CLAVE: D CLAVE: C A B C 4 4 O 22 22 8 4 A C A B O Dato 2a 4= ⇒ a = 2 Luego: S BAD BCDA A A= +# # S BDxAH BDxCQ A 2 2 = + 2 44 2 64 × + × =As ∴ 2 SA 20cm==== Que en este problema vino así: PROBLEMA 11 La figura ABCD es un trapecio y BCD un cuarto del círculo de radio igual a 6cm. Hallar el área de la región sombreada si AD = 12 cm. (UNSAAC CBU 99 I) A) 6 (9 - π) cm2 B) 9 (6 +π) cm2 C) 48 - 9π cm2 D) 9 (6 - π) cm2 E) 32 + 9π cm2 Solución: Nos dan el radio del cuadrante ⇒ CD = CB = 6cm Por lo tanto la base menor del trapecio mide 6 cm. Luego: ( )2 S 612 6 A 6 2 4 π+ = − ∴ 2 SA 9(6 )cm= − π= − π= − π= − π PROBLEMA 12 CLAVE: C b h A CLAVE: E A B C D A B C Q H a= 2 a=2 D 4 6 b h A A D B C 6 6 12 SA A A= − bh A 2 = bh A 2 = Recuerda que el área de un triángulo obtusángulo se calcula así: Calcular el perímetro de la región sombreada, sabiendo que el área del cuadrado ABCD es 64 cm2 A) 4 ( )423 + cm. B) 3 ( )423 + cm. C) 3 ( )324 + cm. D) 2 ( )324 + cm. E) 2 ( )423 + cm. Solución: ABCDA 64=� 2L 64 L 8= ⇒ = Ahora: Si L = 8 ⇒ BH = HC = 4 Luego usamos el (45º-45º) DO OB OC 4 2= = = Finalmente S ERIM ERIMP P AHO P DOC= +# # ) ( )P 4 2 8 8 2 8= + + + (((( ))))SP 4 3 2 4 cm= += += += + PROBLEMA 13 En el cuadrado ABCD, de 20 cm. de lado, los puntos M, N, P, Q, E, F, G y H son puntos medios, respectivamente. ¿Cuál es el área del cuadrado EFGH? A) 200 cm2 B) 50 cm2 C) 100 cm2 D) 150 cm2 E) 250 cm2 Solución: Usamos la siguiente propiedad: ABCD MNPQ A A 2 = Luego: ABCD MNPQ A A 2 ==== � � 2 MNPQ MNPQ 20 A A 200 2 = ⇒ =� � MNPQ EFGH A A 2 = � � EFGH MNPQ 200 A A 100 2 = ⇒ =� � OTRA FORMA: CLAVE: A A D C B O L=8 4 4 4 2 4 4 2 4 2 CLAVE: C A M B N C Q D P H G F E A D C B A Q D N M P A B C Dividimos el cuadrado en triángulos congruentes: Observamos que existen 16 triángulos en el cuadrado ABCD, entonces: ABCDA 16A=� # 220 16A= # ⇒ A 25=# Finalmente: EFGHA 4A=� # ∴ 2 EFHGA 100cm==== PROBLEMA 14 Calcular el área del triángulo ABC A) 350 m2 B) 400 m2 C) 450 m2 D) 250 m2 E) 300 m2 Solución: Como AB = BC ⇒ ∆ABC isósceles Luego AH = HC = 15. BHA: (37º-53º) Si AH = 3k= 15 (Opuesto a 37º) ⇒ k = 5 Luego: BH = 4k (Opuesto a 53º) BH = 4(5) ⇒ BH = 20 Finalmente: ABC ACxBH A 2 =# ABC 30x 20 A 2 =# ∴ 2 ABCA 300cm====# PROBLEMA 15 Hallar el área de la región sombreada, si el triángulo ABC es equilátero de lado 12m y E, F, G son puntos medios de los lados ACyBCAB , , respectivamente. A) 12(3 3 -π) m2 B) 3(12 3 -π) m2 C) 3( 3 -12π) m2 D) 12( 3 -π) m2 E) 3(4 3 -π) m2 Solución: CLAVE: E 53º A B C 15 37º H CLAVE: C A B N C Q D P H G F E M A B C E F G 53º A C 30 m B B E F 6 6 6 6 3 3 3 3 A2 De la figura: S 1 2A 2A A= + llamos A1: ( ) 2 1 1 3 9 A A 2 2 π = ⇒ = π Ahora hallamos A2. ( ) 2 2 2 12 3 60º A 2 6 4 360º = − π 2A 36 3 12= − π Luego: SOMBA 2A1 A2= + SOMB 9 A 2 36 3 12 2 π = + − π ∴ (((( )))) 2SOMBA 3 12 3 m= − π= − π= − π= − π PROBLEMA 16 Calcular el área de la región sombreada, si cada cuadrito tiene 2cm. de lado. A) 96 cm2 B) 100 cm2 C) 80 cm2 D) 114 cm2 E) 120 cm2 Solución: Dividimos la región total, en 5 regiones de áreas conocidas (4 triángulos rectángulos y un rectángulo); luego tendríamos: S 1 2 3 4 5A A A A A A= + + + + Entonces, calculamos: 1 2 10 A 10 2 × = = 2 8 6 A 24 2 × = = 3 4 4 A 8 2 × = = 4A 12 4 48= × = 5 6 8 A 24 2 × = = Finalmente: S 1 2 3 4 5A A A A A A= + + + + ∴ 2SA 114cm==== PROBLEMA 17 Si la longitud dela circunferencia es 24π. ¿Cuánto mide el área del círculo? (UNSAAC CBU 99 II) A) 122 π B) 12 π C) 144 π D) 24 π E) 14 π Solución: CLAVE: D CLAVE: B A1 A2 A4 A3 A5 2 Dato: π= 24Lc 2 r 24 r 12π = π ⇒ = Luego: PROBLEMA 18 ¿Qué fracción del área del cuadrado, representa la parte no sombreada de la figura? (UNSAAC CBU 99 II) A) 9/16 B) 1/2 C) 7/16 D) 4/5 E) 3/16 Solución: En este problema, observamos que el cuadrado mayor queda dividido en 4 cuadrados, si cada uno de ellos tiene un área de “4A”, entonces se tiene el siguiente esquema: Luego tendríamos: NS S A 9A A 16A = ∴ NS 9 A As 16 ==== PROBLEMA 19 En la figura, ¿qué fracción del área del cuadrado MNPQ representa la región sombreada? A) 2 5 B) 2 3 C) 4 5 D) 3 4 E) 1 2 Solución: CLAVE: A CLAVE: C N M Q P ( )2A 12= π A 144= π= π= π= π∴ r A 2A A A A A A A A 2A Luego de trasladar regiones, para obtener, una región de área conocida, tenemos: Luego: ∴ S T 1 A A 2 ==== PROBLEMA 20 Un círculo tiene igual perímetro que un cuadrado cuya diagonal mide 8 cm. El área del círculo es: A) 16 ππππ cm2. B) 4 ππππ cm2 C) 16 ππππ cm2. D) 4 ππππ cm2 E) 16 ππππ cm2. Solución: BD = 8 ⇒ BD = 2 2 BAC: (45º- 45º) BD = 2 2 ⇒ AB = AD = 2 ABCDPerímetro 8=� Luego, por condición del problema: ABCDPerímetro Lc=� Entonces: Lc 2 r= π 4 8 2 r r= π ⇒ = π Finalmente: PROBLEMA 21 En la figura adjunta, el área del trapecio ABCD es 40 cm2. Entonces el área del rectángulo ABEF es: A) 30 cm2 B) 25 cm2 C) 80 cm2 D) 45 cm2 E) 20 cm2 Solución: ABCDA 40= 9k 3k h 40 2 + = 20kh 3 ⇒ = Luego: ( )ABEFA 3k h= CLAVE: C CLAVE: E N P M Q A B E F D C 9k 3k 2 B C D r 2 2 2 4 A = π π 216A cm==== ππππ ∴ A B D C F E h 9k 3k 3k 2A r= π ABEF 20 A 3 3 = ∴ 2 ABEFA 20cm==== PROBLEMA 22 Determinar el área sombreada de la figura; Si AB = 16 cm. A) 60 π cm2 B) 32 π cm2 C) 64 π cm2 D) 16 π cm2 E) 12 π cm2 Solución: Trasladamos regiones así tenemos: Luego: ∴ As 32= π= π= π= π PROBLEMA 23 Hallar el área de la siguiente figura: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 100 cm2 B) 150 cm2 C) 140 cm2 D) 120 cm2 E) 110 cm2 Solución: Trazamos CH AD⊥ para obtener el BAC: (37º- 53º) ⇒ HD = 3K = 6 K = 2 y CH = 4k CH = 8 Pero: CH = AD = 8 (Altura del Trapecio) Luego: PROBLEMA 24 En la figura, calcular el área en metros cuadrados de toda la región ( )28 As 2 π ⇒ = A As 2 = CLAVE: D 12 18 h = 8 37º 53º 4k =8 3k = 6 A B C D 12 H CLAVE: B A B CLAVE: E A B 53º 18 12 ABCD 18 12 A 8 2 + = 2 ABCDA 120cm====∴ sombreada, ABC es una semicircunferencia. (UNSAAC CBU 2000 I) A) 3 B) 2 C)7 D) 5 E) 1 Solución: ABCAs A= # ( )2 1 As 2 ⇒ = ∴ 2As 1m==== PROBLEMA 25 La relación entre el área sombreada y el área del trapecio isósceles es: (UNSAAC CBU 2000 I) A) 1 2 B) 1 3 C) 2 5 D) 1 4 E) 1 6 Solución: Primero hallamos: SOMBREADA ah A 2 = TRAPECIO a 3a A h 2 + = Finalmente se tiene: SOMBREADA TRAPECIO ah A 2 3a aA h 2 = + ∴ SOMBRADA TRAPECIO A 1 A 4 ==== PROBLEMA 26 Hallar el área del cuadrilátero ABCD, si el área del triángulo AMP es 30 m2. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 120 m2 B) 64 m2 C) 106 m2 D) 96 m2 E) 92 m2 Solución: A D C M B CLAVE: D CLAVE: E O 2m A B C 3a a a 3a h O 2m A B C 1 1 1 De la figura: ( )PAM ABCD BAM CPM PADA A A A A= − + + x x x x a 4b a b 2a 3b 30 2a 4b 2 2 2 = − + + 11ab 30 8ab 2 = − 2ab 12m⇒ = Finalmente: ( ) ( )ABCD xA 2a 4b= ABCDA 8ab= ( )ABCDA 8 12= ∴ 2 ABCDA 96m= PROBLEMA 27 Calcular el área del triángulo isósceles en m2, si su altura es 12 m y el perímetro del triángulo es 36 m (UNSAAC CBU 2000 II) A) 36 B) 60 C) 90 D) 80 E) 120 Solución: Dato: ABCPerímetro 36=# ⇒ 2a 2b 36+ = a b 18+ = b 18 a= − … (I) Teorema de Pitágoras en AHB: 2 2 2b a 12= + … (II) Remplazamos (I) en (II): ( )2 2 218 a a 12− = + a 5⇒ = Finalmente: x ABC 2a 12 A 2 =# ∴ 2 ABCDA 60m= PROBLEMA 28 En la figura adjunta. Determinar el área del círculo sombreado en cm2. (UNSAAC CBU 2000 II) A) (3 + 2 2 ) π B) (2 - 3 2 ) π C) (3 - 2 2 ) π D) (2 + 3 2 ) π E) (3 - 2 ) π Solución: CLAVE: B CLAVE: D A D C M B 2a 4b a a 2b P N b b 2 cm 2 cm No nos dicen que es un cuadrado, por eso colocamos lados diferentes. A C B a a b b 12 Para calcular el área del círculo, bastará calcular el radio del dicho círculo. CAD (45º - 45º) Como: AB = 2 (Opuesto a 45º) ⇒ AC = 2 2 (Hipotenusa) Pero de la figura: AC = 1 + 2 r + 1 2 2 = 2 + 2 r Luego: r 2 1= − inalmente: 2A r= π� ( ) 2 A 2 1= π −� ∴ (((( ))))A 3 2 2= − π= − π= − π= − π���� PROBLEMA 29 El área de la región sombreada en cm2, en la figura dada es: (UNSAAC CBU 2000 II) A) 4 (8 - π) B) 4 (4 - π) C) 8 (4 + π) D) 4 (8 + π) E) 2 (16 - π) Solución: De la figura: S ABCDA A 4A= −� Pero “A” es la cuarta parte de un círculo, por lo tanto: 4A A= � Finalmente: S ABCDA A 4A= −� S ABCDA A A��= − 2 2SA L r= − π 2 2SA 4 (2)= − π ∴ (((( ))))SA 4 4= − π= − π= − π= − π PROBLEMA 30 Hallar el área de la región no sombreada en cm2. Si el radio del círculo mayor mide 2 cm. y el ángulo AOB mide 120º. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 4 3 ππππ B) 3 4 ππππ C) 3 8 ππππ D) 8 3 ππππ E) 4ππππ Solución: CLAVE: B 4 4 A A A A AS CLAVE: C 2cm 2cm A B C D 1 1 r r 4 cm 4 cm O A B Trasladamos regiones y obtenemos un sector circular de 120º, como se muestra: Luego: 2 SA r 360º θ = π 2 S 120º A (2) 360º = π ∴ S 4 A 3 = π= π= π= π PROBLEMA 31 En la figura, cada cuadradito tiene un área de 4 cm2. ¿Qué parte del área total del rectángulo ABCD es el área sombreada? (UNSAAC CBU 99 II) A) 4 5 B) 3 5 C) 8 15 D) 2 3 E) 2 7 Solución: El área de cada triángulo es “A”; por la tanto el área de cada cuadradito sería “2A”. Por lo tanto se tendría: S TOTAL A 18A A 30A = ∴ S TOTAL 3 A A 5 ==== PROBLEMA 32 En la figura, ¿Qué fracción del área del rectángulo ABCD representa la región sombreada? (UNSAAC CBU 99 II) A) 1 3 B) 5 8 C) 1 4 D) 2 3 E) 1 2 Solución: CLAVE: B B C D 2A 2A 2A 2A 2A 2A A A A A A A A CLAVE: B O A B 120º r =2 A B C D A B C D Trazamos AC ⇒ ABC ACDA A=# # samos la propiedad de la mediana: ABC: AM es mediana ⇒ ABM AMCA A A= =# # ACD: AN es mediana ⇒ ACN ANDA A A= =# # Finalmente: S TOTAL A 2A A 4A = ∴ S TOTAL 1 A A 2 ==== PROBLEMA 33 En la figura adjunta. ¿Qué parte del área del hexágono regular representa la región sombreada? A) 2 3 B) 3 8 C) 5 6 D) 1 2 E) 3 1 Solución: El hexágono es regular por lo que lo dividimos en 6 triángulos equiláteros. Trasladamos la región indicada y luego:S TOTAL A 2A A 6A = ∴ S TOTAL 1 A A 3 ==== PROBLEMA 34 En la figura adjunta el área de la región sombreada es 23 cm 2 π − . Determinar el área en cm2 del triángulo formado al unir los centros de las circunferencias siendo estas iguales. A) 3 4 B) 3 C) 3 5 D) 3 2 E) 3 3 Solución: CLAVE: E CLAVE: E A B C D A A N A A M A Al unir los centros A, B y C se obtiene un triángulo equilátero; para calcular el área que encierra este triángulo equilátero ABC necesitamos saber cuánto mide su lado, para lo que necesitamos calcular el radio de la circunferencia. Dato: SA 3 2 π = − Pero de la figura: S ABCA A 3A= −# Luego: 2 2 S L 3 A 3 r 4 360º θ = − π 2 2(2r) 3 60º3 3 r 2 4 360º π − = − π 2 2 r3 r 3 2 2 π π − = − 23 r 3 2 2 π π − = − r 1⇒ = Finalmente: 2 ABC L 3 A 4 =# [ ]2 ABC 2(1) 3 A 4 =# ∴ ABCA 3====# PROBLEMA 35 Hallar el área de la región sombreada: A) 5 B) 7 C) 2 D) 3 E) 9 Solución: ABQ: PM // AQ P 4 B C N D A Q M 2 2 2 2 1 3 2 H CLAVE: B A B C r r r r r r A A A 60º 60º 60º 4 4 PM es Base Media de AQ AQ PM PM 1 2 = ⇒ = Ahora como PM = 1 de la figura MN = 3 También de la figura: QH = 2 Finalmente: x MQN MN QH A 2 =# x MQN 3 2 A 2 =# ∴ SA 3==== PROBLEMA 36 En la figura adjunta. Determinar el área en cm2 del trapecio AOBC. A) 3 B) 5 2 C) 2 3 D) 3 2 E) 2 5 Solución: DCB Triángulo Notable (37º-53º) ⇒ BD = 5 En este trapecio para hallar el su área de la región que encierra, necesitamos su altura (r) y su base menor (r). Para hallar “r” aplicamos el Teorema de Poncetet en DCB. CD + CB = BD +2 r 3 + 4 = 5 + 2 r r = 1 Finalmente: TRAPECIO BC OA A CA 2 + = TRAPECIO 4 1 A 1 2 + = ∴ TRAPECIO 5 A 2 ==== PROBLEMA 37 O C A 4 3 B r r D 5 CLAVE: B CLAVE: D Nada es imposible, a menos que uno esté de acuerdo en que lo es. O C A 4cm 3cm B En la figura, “E” es el punto medio de AC . El área de la región sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) A) 2( 3 - 48) B) 20 ( 3 - 96) D) 100 (2 3 -48) D) 2(200 3 -96) E) 2 (100 3 -48) Solución: ABC (30º-60º): Como AC = 40 (Hipotenusa) ⇒ AB = 20 (Opuesto a30º) y BC = 20 3 (Opuesto a60º) ADE (37º-53º): AE = 20 (Hipotenusa) 5k = 20 ⇒ k = 4 AD = 3k (Opuesto a30º) ⇒ AD = 12 BC = 4k (Opuesto a60º) y BC = 16 Luego: S ABC ADEA A A= −# # x x S AB BC AD DE A 2 2 = − x x S 20 20 3 12 16 A 2 2 = − SA 200 3 96= − ( )SA 8 25 3 12= − Buscando la respuesta de las alternativas se tiene: ∴ (((( ))))SA 2 100 3 48= −= −= −= − PROBLEMA 38 En la figura: AC y BC son tangentes al círculo. El área de la región sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) A) 3 3 3 π − B) 9 3 3 π − C) 39 3 π+ D) 33 3 π+ E) ( )3 3 − π Solución: A C 37º E 40 30º 53º B D 20 20 4k 3k CLAVE: E B C A 3 120º 3 30º A D B C 37º E 40 Primero trazamos OC para obtener triángulos rectángulos notables de 30º y OAC (30º-60º): Si OA = 3 (Opuesto a 30º) ⇒ AC = 3 3 (Opuesto a 60º) Luego: AOBS OACB SECTOR A A A= − ( )OAC AOBS SECTORA 2 A A= −# ( ) x 23 3 3 120ºA 2 3 2 360º = − π SA 9 3 3= − π ( )A 3 3 3= − π Buscando la forma en la que esta respuesta se presenta en las alternativas, se tiene: ∴ SA 9 3 3 ππππ = −= −= −= − PROBLEMA 39 En la figura: los vértices del triángulo equilátero de lado de longitud 12 son centros de círculos de radio 6. El área de la región sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) A) 6 3π + B) 16 3 3π + D) ( )4 4 3 3π + D) ( )9 3π + E) ( )18 2 3π + Solución: Trasladamos regiones y se obtiene un triángulo equilátero y un semicírculo: S ABC 1A A A= +# ( ) ( )2 2 S 12 3 6 A 4 2 π = + SA 36 3 18= + π ∴ (((( ))))SA 18 2 3= π += π += π += π + PROBLEMA 40 A1 A C B 6 6 6 6 M 12 B C A 3 60º 3 60º 30º 30º O 3 3 3 3 CLAVE: E CLAVE: B El porcentaje del área sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) A) 50% B) 40% C) 55% D) 60% E) 45% Solución: x S TOTAL x b h A 2 A b h = S TOTAL 1 A A 2 = ∴ S TOTALA 50%A==== x S b h A 2 = PROBLEMA 41 Si en el gráfico P y Q son puntos medios. ¿Qué parte del círculo falta sombrear? (UNSAAC CBU 2001 I) A) 2 3 B) 1 3 C) 1 4 D) 1 2 E) 3 4 Solución: Área del círculo menor (A1): 21A a= π Área del círculo mayor (A2): ( )22A 2a= π ⇒ 2 2A 4 a= π Finalmente: 2 1 2 2 A a A 4 a π = π ∴ 1 2 1 A A 4 ==== PROBLEMA 42 P Q a a 2a b h b h CLAVE: C CLAVE: A P Q Para calcular el área de la región sombreada hemos usado esta formula: ¿Qué fracción representa la parte sombreada respecto al área total? (UNSAAC CBU 2001 II) A) 2 3 B) 3 5 C) 3 1 D) 3 4 E) 2 5 Solución: Dividimos el la figura en triángulos, para tener regiones de áreas iguales, como se muestra a continuación: Luego: S TOTAL A 6 A 18 = # # ∴ S TOTAL 1 A A 3 ==== PROBLEMA 43 Hallar el área de la región sombreada, si: AB = BC; DC = DE; BD = 30 cm. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 900 cm2 B) 300 cm2 C) 250 cm2 D) 150 cm2 E) 450 cm2 Solución: Aplicamos el Teorema de Pitágoras en el BCD: 2 2 2a b 30+ = 2 2a b 900+ = … (I) Luego: AS = A ABC + A CDE x x S a a b b A 2 2 = + 2 2 S a b A 2 + = … (II) Remplazando (I) en (II). S 900 A 2 = ∴ 2SA 450cm==== PROBLEMA 44 30 cm A B E D C b b a a CLAVE: E CLAVE: C 30 cm A B E D C Hallar el área de un cuadrado, si la mitad de su diagonal mide 3 2 cm. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 54 cm2 B) 18 2 cm2 C) 36 cm2 D) 36 2 cm2 E) 12 cm2 Solución: Dato: d 3 2 2 = ⇒ d 6 2= Finalmente sabemos que: 2d A 2 =� ( ) 2 6 2 A 2 =� ∴ 2A 36cm� ==== PROBLEMA 45 Hallar el área de un rombo cuya diagonal mayor es el doble de la menor y su perímetro es igual a 80cm. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 300 cm2 B) 300 5 cm2 C) 64 5 cm2 D) 320 cm2 E) 160 cm2 Solución: Dato: ROMBOPerímetro 80= 4L 80= ⇒ L 20= … (I) Aplicamos el Teorema de Pitágoras en BOA: ( )22 2L x 2x= + L x 5= … (II) Remplazando (I) en (II) 20 x 5= ⇒ 20x 5 = Finalmente: x ROMBO BD AC A 2 = ( ) ( )x ROMBO 4x 2x A 2 = 2ROMBOA 4x= 2 ROMBO 20 A 4 5 = ∴ 2ROMBOA 320cm==== PROBLEMA 46 CLAVE: D CLAVE: C A C B D d A C B D O L L L L x x 2x 2x En la figura, el área del triángulo ABH es igual a 4m2; además CD x AH = 12m2. Hallar el área del trapecio ABCD. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 10 m2 B) 15 m2 C) 30 m2 C) 20 m2 E) 40 m2 Solución: ABHA 4=# x b h 4 2 = ⇒ xb h 8= También nos dan este dato: xCD AH 12= ⇒ xa h 12= Luego: TRAPECIO a b ah bh A h 2 2 + + = = TRAPECIO 12 8 A 2 + = ∴ 2SA 10m==== PROBLEMA 47 En la figura, hallar el área de la región sombreada. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 8 + 16 π B) 16 + 4 π C) 16 + 8 π D) 8 + 8 π E) 8 + 4
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