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GEOMETRÍA PLANA DE GEOMETRÍA Tema: Aplicaciones de la congruencia de triángulos II UTILIZAR ADECUADAMENTE LAS APLICACIONES DEL TEOREMA DE LOS PUNTOS MEDIOS Y MEDIANA RELATIVA A LA HIPOTENUSA. RELACIONAR ADECUADAMENTE LAS MEDIDAS ANGULARES Y LAS LONGITUDES DE LOS TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS DE 8°; 37°/2; 53°/2; 15°; 16° ETC . CONSOLIDAR LO APRENDIDO EN LA RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS TIPO EXAMEN DE ADMISIÓN UNI. En las estructuras, sean de madera o metálica, existe todo un estudio previo para la colocación del material de tal manera que permita distribuir las fuerzas y dar resistencia a dichas construcciones. tornapunta APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA. • Teorema de los puntos medios. • Teorema de la mediana relativa a la hipotenusa. • Triángulos rectángulos notables y aproximados. 𝐵𝐵 𝐶𝐶𝐴𝐴 El segmento que tiene por extremos los puntos medios de dos lados de un triángulo se denomina BASE MEDIA, el cual es igual a la mitad de la longitud del tercer lado y es paralelo a dicho lado. 𝑁𝑁𝑀𝑀 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑏𝑏 𝑏𝑏 Si 𝐴𝐴𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝐵𝐵 y 𝐵𝐵𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝐶𝐶 2𝑚𝑚 𝑚𝑚 → 𝑀𝑀𝑁𝑁: Base media Se cumple: 𝑴𝑴𝑴𝑴 𝑨𝑨𝑨𝑨 Además: 𝑨𝑨𝑨𝑨 = 𝟐𝟐(𝑴𝑴𝑴𝑴) OBSERVACIÓN SUGERENCIA 𝑃𝑃 𝑄𝑄 𝑅𝑅 𝑇𝑇 𝓂𝓂 𝓂𝓂 Si 𝑄𝑄𝑇𝑇 = 𝑇𝑇𝑃𝑃 y trazamos 𝑇𝑇𝑇𝑇 𝑄𝑄𝑅𝑅 → 𝑇𝑇𝑇𝑇: Base media 𝑎𝑎 𝑏𝑏 Se cumple: 𝒂𝒂 = 𝒃𝒃 Se traza 𝑊𝑊𝑈𝑈 𝑉𝑉 𝐿𝐿 𝐾𝐾 → 𝑉𝑉𝑊𝑊: Base media 𝑇𝑇 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA TEOREMA DE LOS PUNTOS MEDIOS L1 L2 𝑃𝑃 𝑎𝑎 𝐴𝐴 𝑁𝑁 𝑀𝑀 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑏𝑏 𝑏𝑏 2𝑚𝑚 𝑥𝑥 𝑥𝑥 DEMOSTRACIÓN: Vamos a demostrar que: 𝑀𝑀𝑁𝑁 // 𝐴𝐴𝐶𝐶 𝑀𝑀𝑁𝑁 = 𝐴𝐴𝐴𝐴 2 ó 𝑥𝑥 = 𝑚𝑚 OBSERVACIÓN: 𝐴𝐴 𝐷𝐷 𝐶𝐶 𝐵𝐵𝑎𝑎 𝑎𝑎 Si 𝐿𝐿𝐿 // 𝐿𝐿2 y 𝐴𝐴𝐵𝐵 = 𝐶𝐶𝐷𝐷 = 𝑎𝑎 𝐴𝐴𝐵𝐵𝐶𝐶𝐷𝐷: Paralelogramo Aprovechando 𝐵𝐵𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝐶𝐶 = 𝑏𝑏 Trazamos 𝐶𝐶𝑃𝑃 // 𝐴𝐴𝐵𝐵 Entonces ∆𝑃𝑃𝐶𝐶𝑁𝑁 �= ∆𝑀𝑀𝐵𝐵𝑁𝑁 (𝐴𝐴. 𝐿𝐿.𝐴𝐴) 𝑁𝑁𝑃𝑃 = 𝑥𝑥 y 𝑃𝑃𝐶𝐶 = 𝑎𝑎 Por observación: Como 𝐶𝐶𝑃𝑃//𝐴𝐴𝑀𝑀 y 𝐴𝐴𝑀𝑀 = 𝐶𝐶𝑃𝑃 = 𝑎𝑎 𝐴𝐴𝑀𝑀𝑃𝑃𝐶𝐶: Paralelogramo ∴ 𝑀𝑀𝑁𝑁 // 𝐴𝐴𝐶𝐶 Además: 𝑀𝑀𝑃𝑃 = 𝐴𝐴𝐶𝐶 2𝑥𝑥 = 2𝑚𝑚 ∴ 𝑥𝑥 = 𝑚𝑚 ∴ 𝑀𝑀𝑁𝑁 = AC2 𝜃𝜃 𝜃𝜃 𝛼𝛼 𝛼𝛼 𝑎𝑎 𝑀𝑀 𝑁𝑁 𝐿𝐿 𝑃𝑃 𝑎𝑎 𝑄𝑄 Se traza 𝑃𝑃𝑄𝑄 ∥ 𝑀𝑀𝑁𝑁 → ∆𝑀𝑀𝑁𝑁𝐿𝐿 �= ∆𝑄𝑄𝑃𝑃𝐿𝐿 (𝐴𝐴𝐿𝐿𝐴𝐴) → 𝐴𝐴𝐷𝐷 = 𝐵𝐵𝐶𝐶 RECORDAR: APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA De la gráfica, 𝐵𝐵𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝐶𝐶 , 𝐴𝐴𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝑀𝑀 . Si 𝐵𝐵𝑁𝑁 = 27. calcule 𝑁𝑁𝑁𝑁. 𝐴𝐴 𝑁𝑁 𝑁𝑁 𝑀𝑀 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝑃𝑃 27 Datos: 𝐵𝐵𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝐶𝐶 = 𝑎𝑎 𝐴𝐴𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝑀𝑀 = 𝑏𝑏 𝐵𝐵𝑁𝑁 = 27 𝑥𝑥 2𝑥𝑥 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑏𝑏 𝑏𝑏 Trazamos 𝑀𝑀𝑃𝑃 // 𝑁𝑁𝑁𝑁 → 𝑁𝑁𝑁𝑁: base media del ∆APM 𝑀𝑀𝑃𝑃 = 2𝑥𝑥 (Teorema de la Base media) Como 𝑀𝑀𝑃𝑃 // 𝐵𝐵𝑁𝑁 𝑀𝑀𝑃𝑃: base media del ∆HBC 𝑁𝑁𝐵𝐵 = 4𝑥𝑥 (Teorema de la Base media) Entonces: 𝐵𝐵𝑁𝑁 = 3𝑥𝑥 = 27 ∴ 𝒙𝒙 = 𝟗𝟗 𝐴𝐴 𝑁𝑁 𝑁𝑁 𝑀𝑀 𝐶𝐶 𝐵𝐵 Se traza 𝑊𝑊𝑈𝑈 𝑉𝑉 𝐿𝐿 𝐾𝐾 → 𝑉𝑉𝑊𝑊: Base media RESOLUCIÓN: Nos piden 𝑁𝑁𝑁𝑁 = 𝑥𝑥 3𝑥𝑥 4𝑥𝑥 R E C O R D A R APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA APLICACIÓN En todo triángulo rectángulo, la longitud de la mediana relativa a la hipotenusa es igual a la mitad de la longitud de la hipotenusa. Si 𝐵𝐵𝑀𝑀 es la mediana relativa a la hipotenusa 𝑀𝑀𝐴𝐴 𝐶𝐶 𝐵𝐵 Se cumple: DEMOSTRACIÓN: Vamos a demostrar que: 𝐵𝐵𝑀𝑀 = AC2 ó 𝑥𝑥 = 𝑎𝑎 𝑥𝑥 𝑁𝑁 𝑚𝑚 𝑚𝑚 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝐴𝐴 𝑀𝑀 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝑥𝑥 𝑎𝑎 𝑎𝑎 • Como M es punto medio trazamos 𝑀𝑀𝑁𝑁 // 𝐴𝐴𝐵𝐵 𝑀𝑀𝑁𝑁 : BASE MEDIA 𝐵𝐵𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝐶𝐶 = 𝑚𝑚 𝑚𝑚∢𝑀𝑀𝑁𝑁𝐶𝐶 = 90° • Por observación: El ∆𝐵𝐵𝑀𝑀𝐶𝐶 es isósceles ∴ 𝑥𝑥 = 𝑎𝑎 OBSERVACIÓN: 𝑎𝑎 = 𝑏𝑏 𝑩𝑩𝑴𝑴 = 𝑨𝑨𝑨𝑨 𝟐𝟐 → 𝑥𝑥 = 𝑎𝑎 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA TEOREMA DE LA MEDIANA RELATIVA A LA HIPOTENUSA 90°−𝛼𝛼 90°− 𝛼𝛼 𝛼𝛼 𝛼𝛼 90°−𝛼𝛼 90°− 𝛼𝛼 𝛼𝛼 𝛼𝛼 OBSERVACIONES: 𝜃𝜃 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝜽𝜽 = 𝟗𝟗𝟗𝟗° 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑏𝑏 𝒂𝒂 = 𝒃𝒃 Se cumple: Se cumple: 𝐴𝐴 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝐴𝐴 𝐶𝐶 𝐵𝐵 32 32 32 5𝑎𝑎 5𝑎𝑎 5𝑎𝑎 Entonces cuando tenemos la longitud de la hipotenusa, una opción es trazar la mediana relativa a la hipotenusa. EJEMPLOS: 64 𝐿0𝑎𝑎 𝐿𝐿 𝑀𝑀 𝑁𝑁 𝑇𝑇 𝑃𝑃 𝑄𝑄 𝐿𝐿 𝑇𝑇 En el ⊿𝑀𝑀𝑁𝑁𝑇𝑇, si 𝑀𝑀𝐿𝐿 = 𝐿𝐿𝑁𝑁 = 𝑎𝑎 Del gráfico, si 𝑄𝑄𝑇𝑇 = 𝑃𝑃𝑇𝑇 = 𝑇𝑇𝐿𝐿 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA 𝜙𝜙 𝑀𝑀𝐴𝐴 𝐷𝐷 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝜙𝜙2𝜙𝜙 25 25 25 2𝜙𝜙 𝑥𝑥 En el gráfico, si 𝐷𝐷𝐶𝐶 = 50. calcule 𝐴𝐴𝐵𝐵 Dato: 𝐷𝐷𝐶𝐶 = 50 Como se tiene la longitud de la hipotenusa en el ⊿𝐷𝐷𝐵𝐵𝐶𝐶 , trazamos 𝐵𝐵𝑀𝑀 la mediana relativa a la hipotenusa 𝐷𝐷𝑀𝑀 = 𝑀𝑀𝐶𝐶 = 𝐵𝐵𝑀𝑀 = 25 ∴ ∆𝐵𝐵𝑀𝑀𝐶𝐶 es isósceles → 𝑚𝑚∢𝑀𝑀𝐵𝐵𝐶𝐶 = 𝜙𝜙 Por ángulo externo en ∆𝐵𝐵𝑀𝑀𝐶𝐶 𝑚𝑚∢𝐷𝐷𝑀𝑀𝐵𝐵 = 2𝜙𝜙 Entonces: El ∆ 𝐴𝐴𝐵𝐵𝑀𝑀 es isósceles ∴ 𝒙𝒙 = 𝟐𝟐𝟐𝟐 𝐴𝐴 𝐷𝐷 𝐶𝐶 𝐵𝐵 𝜙𝜙2𝜙𝜙 RESOLUCIÓN 50 Nos piden 𝐴𝐴𝐵𝐵 = 𝑥𝑥 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA APLICACIÓN 82° 74° 76° 𝐿5° 𝑏𝑏 4𝑏𝑏 𝐿4° 𝐿6° 37°/2 53°/2 𝑏𝑏 2𝑏𝑏 𝑏𝑏 3𝑏𝑏 7𝑏𝑏 24𝑏𝑏 𝑏𝑏 4𝑏𝑏 8° 𝑏𝑏 7𝑏𝑏 5𝑏𝑏 2 𝐿5° 𝑏𝑏 4𝑏𝑏 𝐿27°/2 𝐿43°/2 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS APROXIMADOS Y NOTABLES 𝜙𝜙 𝑥𝑥 𝑎𝑎 3𝑎𝑎 𝑎𝑎 4𝑎𝑎 𝑎𝑎 9𝑎𝑎 𝐿20°ℓ ℓ 𝑎𝑎 2𝑎𝑎 Veamos algunos triángulos rectángulos que no son notables, pero que pueden presentarse en los problemas. 𝛽𝛽 𝜔𝜔 75° 5𝑘𝑘 𝐿2𝑘𝑘 8𝑘𝑘 𝐿5𝑘𝑘 20𝑘𝑘 2𝐿𝑘𝑘 𝝓𝝓 = 𝜷𝜷 = 𝝎𝝎 = 30° �53° 2 �37° 2 𝓶𝓶 = ℓ 3 𝒙𝒙 = 30° 𝓶𝓶 ⊿𝒔𝒔 Pitagóricos APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA 90° − 𝛽𝛽 90° − 2𝛽𝛽 90° − 𝛽𝛽 APLICACIÓN 𝐷𝐷𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝛽𝛽 𝛽𝛽 𝐷𝐷𝐴𝐴 𝐵𝐵 𝐶𝐶 𝛽𝛽 𝛽𝛽 En el gráfico, si 𝐴𝐴𝐵𝐵 = 𝐶𝐶𝐷𝐷, calcule 𝛽𝛽 RESOLUCIÓN: Nos piden 𝛽𝛽 Del dato: Sea 𝐴𝐴𝐵𝐵 = 𝐶𝐶𝐷𝐷 = 2ℓ 𝐸𝐸 Completamos medidas angulares. En el ⊿𝐷𝐷𝐵𝐵𝐶𝐶 trazamos la mediana relativa a la hipotenusa 𝐵𝐵𝐸𝐸. → 𝐷𝐷𝐸𝐸 = 𝐸𝐸𝐶𝐶 = 𝐵𝐵𝐸𝐸 = ℓ Notamos que la 𝑚𝑚∢𝐴𝐴𝐵𝐵𝐸𝐸 = 90° Luego el ⊿𝐴𝐴𝐵𝐵𝐸𝐸 es notable de 53°/2 𝑏𝑏2𝑏𝑏 𝑏𝑏 5 �53° 2 R E C O R D A R �53° 2 → 53° 2 = 90° − 2𝛽𝛽 → 2𝛽𝛽 = 𝐿27° 2 ∴ 𝜷𝜷 = 𝟏𝟏𝟐𝟐𝟏𝟏° 𝟒𝟒 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA 𝑃𝑃𝑀𝑀 𝑁𝑁 𝐿𝐿 2𝜆𝜆 𝜆𝜆 2𝜆𝜆 𝜆𝜆 𝑃𝑃𝑀𝑀 𝑁𝑁 𝐿𝐿 PROBLEMA En el gráfico, 𝑀𝑀𝐿𝐿 = 𝐿𝐿𝑁𝑁, calcule el valor de𝜆𝜆 RESOLUCIÓN Nos piden 𝜆𝜆 Del dato: 𝑀𝑀𝐿𝐿 = 𝐿𝐿𝑁𝑁 = 𝒂𝒂 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝑎𝑎 𝜆𝜆 2𝜆𝜆 45° En el ∆𝑀𝑀𝐿𝐿𝑃𝑃, de lo recordado, trazamos la ceviana interior 𝐿𝐿𝑇𝑇 𝑇𝑇 R E C O R D A R observación Para aprovechar la observación, trazamos 𝑁𝑁𝑇𝑇 → 𝑚𝑚𝑚𝑀𝑀𝑇𝑇𝑁𝑁 = 90° Luego ⊿𝑁𝑁𝑇𝑇𝑃𝑃 es notable de 45° → 𝑃𝑃𝑇𝑇 = 𝑇𝑇𝑁𝑁 = 𝑎𝑎 Entonces⊿𝑀𝑀𝑁𝑁𝑇𝑇 es notable de 30° ∴ 𝝀𝝀 = 𝟏𝟏𝟐𝟐° → 2𝜆𝜆 = 30° APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA 5 5 5 37° 𝑥𝑥 En el gráfico mostrado, calcule 𝑥𝑥 APLICACIONES DE LA CONGRUENCIA 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 Número de diapositiva 16 Número de diapositiva 17
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