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GEOMETRÍA PLANA DE GEOMETRÍA Tema: - Triángulo I CONOCER LA DEFINICIÓN DEL TRIÁNGULO, SUS ELEMENTOS Y LAS DISTINTAS REGIONES RELATIVAS. RECONOCER LAS DIVERSAS RELACIÓN ENTRE LAS MEDIDAS ANGULARES DE UN TRIÁNGULO. APLICAR TODO LO APRENDIDO EN PROBLEMAS TIPO EXAMEN DE ADMISONES. La forma triangular en el desarrollo del ser humano ha sido de vital importancia, si nos remontamos a la edad primitiva, en esa era con todas las limitaciones de su tiempo, el hombre primitivo supo sacar provecho de la forma triangular para confeccionar sus herramientas de caza. Conforme el ser humano se va desarrollando, con él, también se va desarrollando el conocimiento, así como, la manera de abstraer su entorno. En ese sentido la forma triangular también es parte de la vida del hombre como forma de expresión artística, matemática, hasta puede ser útil para salvar vidas. Es la figura geométrica que se forma al unir tres puntos no colineales mediante segmentos de recta. 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝐴𝐴 𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬𝑬 • Vértices: 𝐴𝐴, 𝐵𝐵, 𝐶𝐶 • Lados: 𝐴𝐴𝐵𝐵, 𝐵𝐵𝐶𝐶 𝑦𝑦 𝐴𝐴𝐶𝐶 𝑵𝑵𝑬𝑬𝑬𝑬𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝑬𝑬: ∆𝐴𝐴𝐵𝐵𝐶𝐶 Tener en cuenta: • La región que está limitada por el triángulo se le denomina región interior. Región interior • La parte externa al triángulo se denomina región exterior. Consideremos lo siguiente: Físicamente, un triángulo es una figura hueca, como se puede apreciar en la imagen: Triángulo Región interior Región exterior En nuestro entorno podemos encontrar objetos que representan al triángulo y a las dos regiones determinadas por el triángulo, veamos: TRIÁNGULO DEFINICIÓN: 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑵𝑵𝑻𝑬𝑬𝑻𝑻𝑻𝑻𝑬𝑬𝑬𝑬 𝑬𝑬𝑻𝑻𝑬𝑬𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝑬𝑬 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝐴𝐴 Región interior Región exterior relativo a 𝐴𝐴𝐵𝐵 Región exterior relativo a 𝐵𝐵𝐶𝐶 Región exterior relativo a 𝐴𝐴𝐶𝐶 Prolongación de 𝐶𝐶𝐴𝐴 Prolongación de 𝐴𝐴𝐶𝐶 Región triángular: Es la unión del triángulo con su región interior. Perímetro de la región triangular: 𝟐𝟐𝟐𝟐∆𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨 = a + 𝑏𝑏 + 𝑐𝑐 Semiperímetro de la región triangular: 𝟐𝟐∆𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨𝑨 = a + 𝑏𝑏 + 𝑐𝑐 2 a 𝑏𝑏 𝑐𝑐 ÁNGULOS ASOCIADOS AL TRIÁNGULO. 𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝜃𝜃 𝛼𝛼, 𝛽𝛽, 𝜃𝜃 • Medida de los ángulos interiores: 𝑥𝑥 𝑦𝑦 𝑧𝑧 • Medida de los ángulos exteriores: 𝑥𝑥, 𝑦𝑦, 𝑧𝑧 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝐴𝐴 𝑥𝑥 𝑦𝑦 𝑧𝑧 TRIÁNGULO NOTA: El objetivo de conocer la región interior y exterior asociado al triángulo, es para poder ubicar de manera adecuada en los problemas textos, por ello también es necesario considerar lo siguiente. 𝐿𝐿𝑀𝑀 𝛼𝛼 𝜃𝜃 𝑥𝑥 𝑥𝑥 = 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 + 𝛽𝛽 = • Suma de medidas de los tres ángulos internos • Cálculo de una medida del ángulo exterior 180° 𝜃𝜃 𝛼𝛼 𝛽𝛽 Teorema 𝟐𝟐 𝜃𝜃 𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝐶𝐶𝐴𝐴 𝐵𝐵 • Por 𝐵𝐵, trazamos 𝑀𝑀𝐿𝐿 𝐴𝐴𝐶𝐶 𝛽𝛽 • Por ángulos alternos internos: 𝑚𝑚∢𝐿𝐿𝐵𝐵𝐶𝐶 = 𝛽𝛽 • En B por media vuelta: ∴ 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 + 𝛽𝛽 = 180° Vamos a demostrar que: 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 + 𝛽𝛽 = 180° 180°−𝑥𝑥𝛼𝛼 𝜃𝜃 𝑥𝑥 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝐴𝐴 Vamos a demostrar que: 𝑥𝑥 = 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 • Completando medidas en el vértice C • En el ∆ABC aplicando el teorema 1 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 + (180° − 𝑥𝑥) = 180° ∴ 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 = 𝑥𝑥 • Por ángulos alternos internos: 𝑚𝑚∢𝑀𝑀𝐵𝐵𝐴𝐴 = 𝛼𝛼 𝛼𝛼 + 𝜃𝜃 Teorema 𝟏𝟏 Del gráfico se cumple: Del gráfico se cumple: 𝛼𝛼 TEOREMAS FUNDAMENTALES 𝑦𝑦 𝑥𝑥 𝑧𝑧 𝑥𝑥 + 𝑦𝑦 + 𝑧𝑧 = • Cálculo de la suma de medidas de los ángulos externos (Uno por cada vértice). Vamos a demostrar que: 𝑥𝑥 + 𝑦𝑦 + 𝑧𝑧 = 360° • Por 𝐵𝐵, trazamos 𝐵𝐵𝐵𝐵 𝐴𝐴𝐶𝐶 • Por ángulos correspondientes en A y B: 𝑚𝑚∢𝐴𝐴𝐵𝐵𝐵𝐵 = 𝑥𝑥 𝑚𝑚∢𝑄𝑄𝐵𝐵𝐵𝐵 = 𝑧𝑧 • Finalmente por una vuelta en 𝐵𝐵: ∴ 𝑥𝑥 + 𝑦𝑦 + 𝑧𝑧 = 360° 𝑥𝑥 a b Del gráfico se cumple: a + b = 𝑥𝑥 + 180° Vamos a demostrar que: a + b = 𝑥𝑥 + 180° 180°−𝑥𝑥 𝑥𝑥 a b 𝐶𝐶𝐴𝐴 𝐵𝐵 • Completando medidas en el vértice B • En el ∆ABC aplicando el teorema 3 a + b + (180° − 𝑥𝑥) = 360° a + b − 𝑥𝑥 = 180° • Finalmente: ∴ a + b = 𝑥𝑥 + 180° 360° Teorema 𝟑𝟑 • Teorema adicional Del gráfico se cumple: 𝐵𝐵 𝐶𝐶𝐴𝐴 𝐵𝐵𝑦𝑦 𝑥𝑥 𝑧𝑧 𝑄𝑄 𝑥𝑥 • Por ángulos correspondientes en B y C: 𝑧𝑧 TEOREMAS FUNDAMENTALES < b < a + ca − c • 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑀𝑀𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑇𝑇 𝑇𝑇𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝐸𝑇𝑇𝑇𝑇𝐸𝐸𝐶𝐶𝐸𝐸𝐴𝐴 c b a Teorema 𝟒𝟒 Se cumple: 𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 c b a • El menor recorrido de ir de A hacia C es 𝐴𝐴𝐶𝐶 , otras trayectorias serán mayores, por ejemplo 𝐴𝐴𝐵𝐵+𝐵𝐵𝐶𝐶 → b < a+c …(I) • El menor recorrido de ir de B hacia C es 𝐵𝐵𝐶𝐶 , otras trayectorias serán mayores, por ejemplo 𝐵𝐵𝐴𝐴+𝐴𝐴𝐶𝐶 → a < b+c → a─c < b …(II) De (I) y (II): a─c < b < a+c Vamos a demostrar que: a─c < b < a+c Ten en cuenta que la diferencia que se muestra (a ─ c) en el teorema debe ser positiva o cero (en el caso que haya lados de igual longitud). También: Donde p = a + b + c 2 b < p El menor recorrido entre dos puntos es mediante el segmento de recta que une a dichos puntos. Postulado: Vamos a demostrar que: b < p b < a+cSabemos que: +bb+b < a+c + b 2b < 2p b < p TEOREMAS FUNDAMENTALES NOTA: ¿Por qué la hipotenusa tiene la mayor longitud que los catetos? Con el teorema de la correspondencia se deduce, ya que a la hipotenusa se le opone el mayor de los tres ángulos internos . Vamos a demostrar si a > b → α > β TEOREMAS FUNDAMENTALES ↔ Si a > b • 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑀𝑀𝐴𝐴 𝐷𝐷𝑇𝑇 𝐶𝐶𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝐸𝐸𝐵𝐵𝑇𝑇𝐸𝐸𝐷𝐷𝑇𝑇𝐸𝐸𝐶𝐶𝐸𝐸𝐴𝐴 Teorema 𝟓𝟓 Se cumple: Al mayor lado se le opone la mayor medida angular y viceversa. α > β β 𝑏𝑏 α a a c b Respuesta: Del dato a > b se deduce que: En CB existe un punto P tal que CP = b El ∆ ACP es isósceles → m∡𝐶𝐶𝐴𝐴𝐵𝐵= m∡𝐶𝐶𝐵𝐵𝐴𝐴=θ En el vértice A se observa: α > θ …(I) En el ∆ APB por ∡exterior: θ > β …(II) De (I) y (II): → α > β α β 𝐴𝐴 𝐶𝐶 𝐵𝐵 b θ θ a b 𝐵𝐵 𝑥𝑥 𝑦𝑦 b b Si un triángulo tiene dos ángulos de igual medida, se cumple que: 𝑥𝑥 = 𝑦𝑦 𝐵𝐵 𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝜃𝜃 β Todo ángulo externo del triángulo es mayor que los internos no adyacentes Se cumple: θ > β α > θ > β a b 𝛼𝛼 + 𝛽𝛽 = 𝛽𝛽 𝛼𝛼 𝜃𝜃 𝜔𝜔 𝑥𝑥 𝜃𝜃𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝑥𝑥 = 𝛼𝛼 + 𝛽𝛽 + 𝜃𝜃 𝜃𝜃 + ω 180°─ 𝛼𝛼 ─ 𝛽𝛽 180°─ 𝜃𝜃 ─ 𝜔𝜔 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 𝛽𝛽 𝛼𝛼 𝜃𝜃 𝜔𝜔𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝑀𝑀 𝐸𝐸 𝐶𝐶 𝑥𝑥 𝛽𝛽 𝛼𝛼 𝜃𝜃 𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐷𝐷𝐵𝐵 En el ∆ ABC: 𝑚𝑚∡𝐵𝐵𝐶𝐶𝐴𝐴 = 180° ─ 𝛼𝛼 ─ 𝛽𝛽 En el ∆ CMN: 𝑚𝑚∡𝑀𝑀𝐶𝐶𝐸𝐸 = 180° ─ 𝜃𝜃 ─ 𝜔𝜔 En C: por opuestos por el vértice 180°─ 𝛼𝛼 ─ 𝛽𝛽 =180°─ 𝜃𝜃 ─ 𝜔𝜔 ─ 𝛼𝛼 ─ 𝛽𝛽 =─ 𝜃𝜃 ─ 𝜔𝜔 𝜃𝜃+𝜔𝜔 = 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 En el ∆ ABP por ∡exterior: 𝑚𝑚∡𝐵𝐵𝐵𝐵𝐷𝐷 = 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 En el ∆ PCD por ∡exterior: 𝑥𝑥 = (𝛼𝛼+ 𝛽𝛽)+𝜃𝜃 𝑥𝑥 = 𝛼𝛼+𝛽𝛽+𝜃𝜃 Vamos a demostrar que: 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 = 𝜃𝜃+𝜔𝜔 Vamos a demostrar que: 𝑥𝑥 = 𝛼𝛼+𝛽𝛽+𝜃𝜃 TEOREMAS ADICIONALES 𝟏𝟏 𝟐𝟐 Se cumple: Se cumple: 𝜃𝜃 𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝜔𝜔 𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝐷𝐷 𝐵𝐵 𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝜃𝜃 𝜔𝜔 𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝜃𝜃 𝜔𝜔 Del gráfico se cumple: Del gráfico se cumple: 𝛼𝛼 𝜃𝜃 𝛼𝛼 𝛽𝛽 𝜔𝜔 𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝐷𝐷 𝐵𝐵 𝑇𝑇 Por ∡𝑠𝑠 alternos internos: m∡𝐴𝐴 = m∡𝐵𝐵 = 𝛼𝛼 𝑄𝑄 Trazamos 𝐵𝐵𝑄𝑄 ∥ 𝐴𝐴𝐷𝐷 Como 𝐵𝐵𝑄𝑄 ∥ 𝐴𝐴𝐷𝐷 aplicamos teorema Vamos a demostrar que: 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 = 𝜃𝜃+𝜔𝜔 Vamos a demostrar que: 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 = 𝜃𝜃+𝜔𝜔 𝛼𝛼+ 𝛽𝛽 = 𝜃𝜃+𝜔𝜔 En el ∆ APC: 𝑚𝑚∡𝑇𝑇𝐵𝐵𝐷𝐷 = En el ∆ BPC: 𝑚𝑚∡𝑇𝑇𝐵𝐵𝐷𝐷 = De (I) = (II): 𝛼𝛼 + 𝛽𝛽 …(I) 𝜃𝜃+𝜔𝜔 …(II) 𝛼𝛼 + 𝛽𝛽 = 𝜃𝜃+𝜔𝜔 TEOREMAS ADICIONALES 𝟑𝟑 𝟒𝟒 𝜃𝜃 + 𝜔𝜔𝛼𝛼 + 𝛽𝛽 = 𝜃𝜃 + ω𝛼𝛼 + 𝛽𝛽 = del serrucho P-B-C-D: 𝑒𝑒 𝑑𝑑 𝑐𝑐 𝑏𝑏 a Del gráfico se cumple: a + 𝑏𝑏 + 𝑐𝑐 + 𝑑𝑑 + 𝑒𝑒 =180° 𝑥𝑥 𝑦𝑦 𝛼𝛼 𝛼𝛼 𝛼𝛼 𝛼𝛼 𝑥𝑥 𝑦𝑦 Del gráfico se cumple: Del gráfico se cumple: 𝑥𝑥 = 𝑦𝑦 𝑥𝑥 = 𝑦𝑦 𝑏𝑏+𝑑𝑑+𝑒𝑒 𝑏𝑏+𝑑𝑑+𝑒𝑒 𝑒𝑒 𝑑𝑑 𝑐𝑐 𝑏𝑏 a 𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝐷𝐷 𝑇𝑇 𝐵𝐵 Vamos a demostrar que: 𝑎𝑎+𝑏𝑏 + 𝑐𝑐 + 𝑑𝑑 + 𝑒𝑒 = 180°En ACEP: 𝑚𝑚∡𝐴𝐴𝐵𝐵𝑇𝑇 = 𝑒𝑒 + 𝑏𝑏 + 𝑑𝑑 Por opuestos por el vértice en P En el ∆ BDP: teorema fundamental a+c +(𝑏𝑏+𝑑𝑑+𝑒𝑒)= 180° a+c +𝑏𝑏+𝑑𝑑+𝑒𝑒 = 180° TEOREMAS ADICIONALES 𝟓𝟓 w w w . a c a d e m i a c e s a r v a l l e j o . e d u . p e Número de diapositiva 1 Número de diapositiva 2 Número de diapositiva 3 Número de diapositiva 4 Número de diapositiva 5 Número de diapositiva 6 Número de diapositiva 7 Número de diapositiva 8 Número de diapositiva 9 Número de diapositiva 10 Número de diapositiva 11 Número de diapositiva 12 Número de diapositiva 13 Número de diapositiva 14 Número de diapositiva 15
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