Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
RR AA ZZ OO NN AA MM II EE NN TT OO GG EE OO MM ÉÉ TT RR II CC OO 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 NN GG 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 LOS CAPÍTUL 1 p (∆ABC)= a + b + c 2 β α θ TRIÁNGULOS DEFINICIÓN Dados tres puntos A, B y C no colineales, la reunión de los segmentos AB , BC y AC se llama triángulo. F A b C D 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 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) 2p(∆ABC) = a + b + c 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. B ABC = B , BCA = C , A C 2. Triángulo Obtusángulo. CAB = A ; son los ángulos internos o simplemente ángulos del triángulo ABC. La reunión del triángulo con todos sus puntos interiores se llama región triangular. B EXTERIOR Q L P H A M INTERIOR S C E B c a α < 90º β < 90º θ < 90º B β Se cumple: α + β + θ = 180º α θ Es aquel que tiene un ángulo obtuso y dos ángulos agudos. B α > 90º AB = BC m A = m C β a c α θ A b C β < 90º θ < 90º En el ∆ABC isósceles: α: medida de los ángulos en la base. * a > b y a > c Nota: A este triángulo se le llama: “triángulo ABC obtuso en A” 3. Triángulo Rectángulo. Es aquel que tiene un ángulo recto y θ: medida del ángulo en el vértice. Se cumple que: α < 90º 3. Triángulo Equilátero. Es aquel triángulo que tiene sus tres lados de igual longitud; en consecuencia, sus tres ángulos serán de 60º. dos ángulos agudos. B β c a AB y AC:Catetos BC:Hipotenusa ⇒c < a y b < a B 60º AB = BC= AC m A = m B = m C = 60º “Todo triángulo equilátero es 60º 60º equiángulo” α A b C B. Según la medida de sus lados: 1. Triángulo Escaleno. Es aquel triángulo que tiene sus tres lados de diferente magnitud. B A C TEOREMAS FUNDAMENTALES 1. Suma de Ángulos Internos: “En todo triángulo la suma de las medidas de sus tres ángulos interiores es igual a 180º ” β ⇒ AB ≠ BC ≠ AC y además α ≠ β ≠ θ α θ A C 2. Triángulo Isósceles. Es aquel triángulo que tiene dos lados de igual longitud; en consecuencia, los ángulos opuestos a dichos lados serán de igual medida. A C 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 ” α = 90º − θ 2 y α = 180º −θ 2 ó A los triángulos acutángulos y obtusángulos se les denomina “OBLICUÁNGULOS” α + β = 90º B θ α α c α a θ B y Se cumple: x + y + z = 360º x C A z LÍNEAS NOTABLES Y PUNTOS NOTABLES 1. MEDIANA: Segmento que parte de un vértice y llega al punto medio del lado opuesto. 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 ” B B BM: mediana Se cumple: A M C β e = α+β α e A C 4. Propiedad de Correspondencia: “ En todo triángulo se cumple que a mayor lado se opone mayor ángulo Nota: BM es la mediana relativa al lado AC . El punto de intersección de las medianas se llama BARICENTRO. B y viceversa ” B Si b > a: ⇒ β > α Q G P A M C A C 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” 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 , AG = 2 , CG = 2 GM 1 GP 1 GQ 1 A b C 2. ALTURA: Segmento perpendicular al lado opuesto o su prolongación. También se cumple: B A H C H A C B c Sea a ≥ b ≥ c ⇒ se cumple: a b - c < a < b + c a - c < b < a + c a - b < c < a + b B B β α α β BH es la altura relativa al lado AC . El punto de intersección de las alturas se llama ORTOCENTRO. Donde BP : bisectriz interior BQ : bisectriz exterior INCENTRO: Punto de intersección de las bisectrices interiores. - Centro de la circunferencia inscrita. - Equidista de los lados ∆ Acutángulo ∆ Rectángulo ∆ Obtusángulo EXCENTRO: Punto de intersección de dos bisectrices exteriores y una interior. - Es centro de la circunferencia Todo triángulo tiene un solo ortocentro y puede estar ubicado: - Dentro si es acutángulo - En el vértice del ∠recto si es rectángulo ex-inscrita. B Re Ea Re Re - Fuera del mismo si es obtusángulo 3. BISECTRIZ: Segmento limitado por el lado opuesto, que divide a su ángulo en otros dos de igual medida. A C Ea: Excentro relativo al lado BC - Todo triángulo tiene 3 ex-centros, uno relativo a cada lado A P C Q I: Incentro r I r r O Y se ubica: ∆ Acutángulo ∆ Obtusángulo Donde: E1: Ex–centro relativo al lado AB E2: Ex–centro relativo al lado BC E3: Ex–centro relativo al lado AC 4. MEDIATRIZ. Es la recta o segmento de recta que divide a un segmento por su punto medio en forma perpendicular. L1 B ∆ Rectángulo 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. OBSERVACIONES P A M C 1. En todo triángulo equilátero, sus puntos notables se confunden. ∴ El Baricentro, es también ortocentro, incentro y circuncentro. 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. Baricentro Ortocentro O Incentro Circuncentro O O E1 B E2 A C E3 O B 2. En todo triángulo isósceles las alturas relativas a los lados iguales son iguales. B H P PROPIEDADES IMPORTANTES 1. Propiedad del “PANTALONCITO” A C CH = AP Nota: Los mismo ocurre con las bisectrices y medianas. Demostración: B K T A C CK = AT B M N A C CM = AN B b E D θ a x c A C 3. 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. Prolongamos AD hasta E (E en BC), para obtener triángulos: ∆ABE: θ = a + b (Angulo Exterior) ∆DEC: x = θ + c (Angulo Exterior) ∴ x = a + b + c A H C Si AB = BC y BH ⊥ AC ⇒ AH = HC 2. Propiedad de la “ESTRELLITA” Por eso cuando se tiene un triángulo isósceles se recomiendatrazar su altura. Tu profe Markito x = a + b + c c b d a e b a x c Demostración: C c ∆ROC: θ = α + β (Angulo Exterior) ∴ a + b = α + β 4. Ángulo formado por dos Bisectrices Interiores B B b d D θ I I α x θ x = 90° + B̂ 2 a θ e α θ A C A E 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” 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 ∴ x = 90º + B 2 5. Ángulo formado por dos Bisectrices Exteriores B φ x E φ ω ω A C Demostración: φ B φ x Demostración: M C 180º −A ω ω b θ β O a A α R ∆AMO: θ = a + b (Angulo Exterior) A C ∆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 + b + c + d + e = 180º a + b = α + β b β a α E x = 90° − Â 2 B̂ x = 2 α ∴ x = 90º − A 2 6. Ángulo formado por una Bisectriz Interior y otra Exteriores B E x ∴ x = α − θ 2 8. Propiedad: a x x = a + b 2 α θ θ α ω b α ω A C 9. Propiedad: 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 ∴ x = B 2 7. Ángulo formado la Bisectriz y la Altura que parten del mismo vértice 10. Propiedad del “Pescadito” B x = α −θ x 2 11. En todo Cuadrilátero se cumple: α θ A H D C Demostración: B φ x φ+x α θ A H D C Como AD es bisectriz: ⇒ m ABD = m DBC = φ + x AHB: α + φ = 90º… (I) BHC: θ + 2x + φ = 90º … (II) (I)- (II): α - θ - 2x = 0 12. Propiedad: α + β + θ + ω = 360º x = a + b 2 α α θ θ a x b m + n = α + θ α + β = x + y α m n θ β θ α ω β ω α θ α β x y MN // AC MN = 1 AC 2 45º k 2 45º 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. B M N 4. TEOREMA DE LA BISECTRIZ “Todo punto que pertenece a la bisectriz de un ángulo equidista de los lados de dicho ángulo” B Si OP:Bisec triz P ⇒ ⇒ θ x A 2x MN es base media C θ O A TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS Si: AM = MB y CN = NB NOTABLES ⇒ y 1. Triángulo Rectángulo de 45º-45º ( 45º-45º) 2. MEDIANA RELATIVA A LA HIPOTENUSA: En todo triángulo rectángulo, la longitud de la mediana relativa a la hipotenusa es na mitad de ésta. B 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 . k A M C k Si: MN es MEDIANA ⇒ 3. TEOREMA DE LA MEDIATRIZ “Todo punto de la mediatriz de un segmento equidista los extremos de dicha mediatriz ” L1 P 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 . Si: L1 :Mediatriz ⇒ 60° k 2k A B ∴∆APB es Isósceles 30º k 3 AM = MB = MC = 1 AC 2 k 2 45º k 45º k 2 AP = PB PA = PB OA = OB 53° 5k 37° 3. Triángulo Rectángulo de 37º-53º ( 37º-53º) Sólo en los triángulos rectángulos de 37º-53º, SUS LADOS ESTAN EN PROGRESIÓN ARITMÉTICA. EJEMPLO 1 En la figura hallar el valor de AC, si AB = 20m. B 60º 3k 75º A C 4k A) 10 m B) 10 2 m 4. Triángulo Rectángulo de 15º-75º ( 15º-75º) En todo triángulo rectángulo de 15º - 75º, se tiene: C) 10 6 m D) 10 3 m E) 5 3 m Solución: B 60º 20 H 30º 45º 45º 6. Triángulos Rectángulos de 53º y 37º A C Trazamos AH ⊥ BC , para obtener (45º-45º) y (30º-60º) Luego: AHB (30º-60º): Si AB = 20 ⇒ BH = 10 (Opuesto a 30º) 53º 2 k 5 2k 37º 2 3k 2 2 k 10 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 k k EJEMPLOS EJEMPLO 2 CLAVE: C 15° 4k 75° ( 6 − 2)k 15° 75° k Si viene un problema con ángulos de 15º o 75º, frecuentemente se usa la suma o resta de 30º y 45º ( 6 + 2 )k (2 − 3) k Hallar el valor del segmento AC , en el gráfico que se muestra a continuación, si BC = 2 m. B Tres o más rectas paralelas, determinan sobre dos o más rectas secantes, segmentos cuyas longitudes son proporcionales. A C A) 2 B) 2 2 C) 2 2 D) 6 3 E) 2 Solución: 30º B 45º H 2 45º 60º 15º SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS Si dos triángulos son semejantes, entonces tienen sus ángulos respectivamente congruentes y sus lados homólogos respectivamente A C Prolongamos AB , así el ángulo externo en B seria 45º (Notable) 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 CLAVE: C TEOREMA DE THALES proporcionales. B E A C D F BÂ C = ED̂ F AB̂C = DÊF AĈB = DF̂E 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' 30º 15º AB = DE BC EF AB = BC = AC = K DE EF DF A D B E C F r B P B B' M A R R' h h' r' A' C' A C L P' A' B' M' N' ⇒ a = b = c = h = r = R = K N a' b' c' h' r' R' 2. Si EF // AC B P' : Proyección Ortogonal de P sobre L A'B': Proyección Ortogonal de AB sobre L RELACIONES MÉTRICAS EN TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS B E F c a A C ⇒ BE = BF A m H n C b EA FC y ∆ EBF ∼ ∆ ABC 3. Si EF // AC AH:Proyección ortogonal de AB sobre la hipotenusa HC: Proyección ortogonal de BC sobre la hipotenusa 1. Teorema del Cuadrado del Cateto: 2. Teorema de Pitágoras: ⇒ a = m b n y ∆ EBF ∼ ∆ ABC PROYECCIÓN ORTOGONAL 3. Teorema del Cuadrado de la Altura: h 2= m .n 4. Teorema del producto de Catetos: NATURALEZA DE UN TRIÁNGULO b 2 = a 2 + c 2 c 2= m .b a 2= n .b b.h = a .c E F a m B n A b C Averiguaremos si un triángulo es acutángulo, rectángulo u obtusángulo, con las siguientes relaciones: B EJEMPLO 2 CLAVE: C c a α A b C 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 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: R 3. Si: a2 > b2 + c2 ⇒ α > 90º Luego ∆ABC es Obtusángulo EJEMPLOS EJEMPLO 1 Los lados de un triángulo miden 15, x x+4 A 4 M y 4 K y+5 5 12 O 18 y 20 metros. ¿Qué tipo de triángulo es? E) Equilátero Solución: B Notamos que: ∆ ARK ∼ ∆ MRO Por los que usamos proporciones: 4 ⇒ x = 2 y = y + 5 ⇒ y = 5 4 12 2 Finalmente: 15 20 θ PERÍMETRO ∴ MRO = 12+(x+4)+(y+5) A 18 C PERÍMETRO MRO = 25.5 m CLAVE: Aplicamos las relaciones de la Naturaleza de un triángulo y se tendría: 202 < 182 + 152 ⇒ α < 90º ∴ Acutángulo D EJEMPLO 3 Oswaldo hace un recorrido de la siguiente manera: 50 pasos al SUR, A) Isósceles B) Obtusángulox = x + C) Acutángulo D) Rectángulo 4 12 x x 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) están las longitudes de sus proyecciones sobre la hipotenusa? (UNSAAC 2002 – I PRIMERA OPCION) 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: N A) 4 9 D) Solución: B 2k h B) 2 3 E) 3 5 3k C) 1 2 3 70 A m H n C b 2 O 100 1 4 50 80 70 N 30 D Usamos los teoremas de Relaciones Métricas en triángulos rectángulos. (Teorema del Cuadrado del Cateto) 50 S Finalmente en el triángulo sombreado (2k)2 = m b (3k)2 = n b Dividimos (I) y (II) … (I) … (II) aplicamos el Teorema de Pitágoras: (2k)2 n a D2 = 702 + 302 (3k )2 = x n x b D2 = 102 (72 + 32 ) ∴ D = 10 58 CLAVE: B ∴ a = 4 b 9 CLAVE: A EJEMPLO 4 Las longitudes de los catetos de un triángulo rectángulo son entre sí, como 2 es a 3. ¿En que relación PROBLEMAS RESUELTOS PROBLEMA 1 2 3 En la siguiente figura, calcular el valor de “x”, si el segmento AC es bisectriz del ángulo “A” y a- b = 20º Sabiendo que el segmento AB mide 40cm. Hallar la medida del segmento PQ. B B C x O 40º 30º P 45º Q a b 53º A D A C A) 140º B) 150º C) 90º D) 100º E) 110º Solución: A) 5 B) 10 C) 15 D) 20 E) 25 Solución: B C x O 40º 40º B 30º P 45º 5 a Q 20 a b A D 37º A 20 = 4k 53º 3k=15 C ∆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 CLAVE: E PROBLEMA 2 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 CLAVE: A PROBLEMA 3 40 En la figura, si la medida de AE es igual a la medida de BE, hallar la medida del ángulo “x”. 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: A C A) 20º B) 10º C) 30º D) 25º E) 15º B 60º Solución: B D 25º E x θ Q x 55º 35º 25º 30º A C A 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” B D AQC: QAC = 55º (Dato) ⇒ ACQ = 35º ABC: ACB = 60º ⇒ 35º + x = 60º ∴ x = 25º CLAVE: C PROBLEMA 5 25º 25º x 30º En la figura AB = BC. Determinar el valor del ángulo ADC. (UNSAAC CBU 99 I) B A C 25º + 25º = x + 30º ∴x = 20º CLAVE: A D 40º α α A C PROBLEMA 4 A) 75º B) 105º C) 80º D) 45º E) 35º B D E x 25º 30º 3 Solución: B 40º 40º E D b = 3 ( 3 ) x x x α α 50º A H C b = 3 ABC: (45° - 45°) ⇒ AC = BC AC = 3 ∴ a = 3 − 3 ∆ ABC Isósceles ⇒ BH es bisectriz. ABH = HBC= 40º También Si: AB = BC PROBLEMA 7 CLAVE: A 2α = 50º ⇒ α = 50º ∆ ABE: α + 80º + x = 180º ∴ x = 75º CLAVE: A Determinar el valor del ángulo x, en la figura: (UNSAAC CBU 99 II) PROBLEMA 6 En la figura adjunta determinar el valor de “a+b” (UNSAAC CBU 99 I) B b A) 80º B) 75º C) 85º D) 70º E) 60º 45º 60º A D C a Solución: C 30º M A) 3 − 3 D) 4 − 3 Solución: B) 8 + 3 E) 6 + 3 C) 6 − 3 x 2θ θ B θ A R O 30º 45º 45º 60º b = 3 CAR: 4θ + 30º = 90° θ = 15° AMO: θ + x = 90° ∴ x = 75° A D C a 3 CLAVE: B 3 BCD: (30° - 60°) ⇒ BC = DC 3 PROBLEMA 8 30º x 2θ θ θ Hallar el valor del ángulo “x” en la siguiente figura, si BM=MC y AB=BC. (UNSAAC CBU INT 2000) En la siguiente figura determinar el valor de “x”. (UNSAAC CBU INT 2000) A M C A) 20º B) 40º C) 25º D) 45º E) 30º Solución: B x 50º A) 8 2 D) 13 2 Solución: C B) 3 2 E) 4 3 3 C) 8 2 3 50º A H 50º C x = 4k 37º 53º ∆ ABC: Isósceles ⇒ BAC = BCA = 50º ∆ BMC: Isósceles B 2 2 = 3k A ABC: (37° - 53°) ⇒ MBC = MCB = 50º Luego en ∆ ABC 50 + (x + 50) + 50 = 180º ∴ x = 30º 2 2 = 3k ⇒ Luego: x = 4k ∴ x = 8 2 3 k = 2 2 3 CLAVE: C PROBLEMA 9 CLAVE: E PROBLEMA 10 37º 53º 2 2 x B x 50º La suma de las medidas de los ángulos “marcados” en la figura adjunta, es: (UNSAAC CBU 2000 I) Solución: B 30º x 6 3 3 A 13 H 16 60º 3 C Solución: C c E Trazamos BH ⊥ AC para aprovechar el ángulo de 60º. BHC (30º -60º) HC = 3 ⇒ BH = 3 3 Luego en BHA. (Teor. Pitagoras) x2 = 13 2+ (3 3)2 ∴x = 14 e θ θ d F b D a B A PROBLEMA 12 CLAVE: B Propiedad del “Pantaloncito” En ABCF: θ = a + b + c Determinar la medida de AB , en la figura: (UNSAAC CBU 2000 I) P Luego: ∆FED: θ + d + e = 180º ∴ a + b +c + d +e = 180º CLAVE: E 6 4 2 Q R 53º 25 PROBLEMA 11 Calcular la longitud de AB en el triángulo ABC, de la figura: (UNSAAC CBU 2000 I) 60º 45º A M N B A) 27 B) 30 C) 25 D) 20 E) 28 Solución: B 6 60º P 6 4 2 Q R 53º 25 A 16 C 60º 45º 37º A) 10 B) 14 C) 16 D) 12 E) 8 A M x N B PAM: (30° - 60°) A) 120º B) 150º C) 360º D) 270º E) 180º 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 En la figura adjunta, calcular el valor de X. (UNSAAC CBU 2000 II) B 15 37º A 12 X C ∴x = 27 CLAVE: A A) 5 B) 10 C) 12 D) 6 E) 8 Solución: PROBLEMA 13 En la figura adjunta: AB = BC. Hallar la medida del ángulo X. (UNSAAC CBU 2000 II) C 37º C 15 = 3k X 40º A B D A) 30º B) 20º C) 25º D) 15º E) 35º Solución: C A 12 x B 4k = 20 ABC: (37° - 53°) CB = 15 3k = 15 ⇒ k = 5 X 50º 40º Luego: AB = 4k A B D ∆ABC Isósceles ⇒ CAB = ACB = x ∆CAB: x + x = 50º ( externo) ∴x = 25 CLAVE: C ⇒ AB = 20 Finalmente: x = AB – 12 x = 20 - 12 ∴x = 8 CLAVE: E PROBLEMA 14 PROBLEMA 15 x y A K 4 5 4 En la figura adjunta. Determinar el valor de 2X. (UNSAAC CBU 2000 II) A) 120º B) 130º C) 180º D) 100º E) 140º Solución: 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: R A R x x L θ M 12 O x α φ x M U Z K ∆ ARK ∼ ∆ MRQ (son semejantes, por lo tanto usamos proporcionales) x x + 4 x x = ⇒ 4 12 T x = 2 I ∆ MAZ: φ = x + x ( Externo) ⇒ φ = 2x y = y + 5 4 12 ⇒ y = 2.5 ∆ 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 Finalmente el perímetro del triángulo MRO (2p) sería: 2p = (4 + x) + ( y + 5) + 12 ∴2p = 25.5 CLAVE: C CLAVE: A PROBLEMA 16 PROBLEMA 17 x x x x x x Nada puede conseguir el hombre si no es a través del sacrificio. En la figura: Hallar AE B Determinar la suma de los ángulos marcados en la siguiente figura: D 15 8 53º 60º A C E A) 9 + 4 3 B) 16 C) 21 D) 12 + 4 3 E) 13 Solución: B Solución: 37º D 15 30º 8 53º 60º A C E A De la figura: AE = AC + CE Entoncescalculamos 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 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 ∴α + β + θ + ω = 180º CLAVE: D PROBLEMA 18 CLAVE: E OTRA FORMA: β B β E φ α ω θ D C θ A) 160º B) 240º C) 120º D) 180º E) 360º β Si BC = 6 (Hipotenusa) B β ⇒ CE = 3 (Opuesto a 30º) D ω ABC: (30° - 60°) α 180º- ω θ C θ A Propiedad del “Pantaloncito” En ABCD: 180º - ω = α + β + θ ∴α + β + θ + ω = 180º CLAVE: D PROBLEMA 19 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 Hallar el valor de “x” en la siguiente figura: ∴ x = 9 2 CLAVE: E A) 6 B) 9 C) 6 2 D) 6 3 E) 9 2 PROBLEMA 20 En la figura, ABCD es un rectángulo, hallar “x” (UNSAAC CBU 2001 II) E Solución: A 30º 45º x 9 E 3 45º D B 37º C x 8 45º A D 30º 60º B 6 C A) 18 B) 24 C) 32 D) 30 E) 20 BEC: (30° - 60°) x 45º 30º 6 x Solución: D) 240º E) 360º E Solución: 45º 3k R K A c Z d b β e B 45º 37º 8 F 45º C 3k 8 U α θ E a φ f M h L g 45º S O A D ABF: (45° - 45°) ⇒ AB = BF = 8 ECF: (45° - 45°) ⇒ EC = CF = 3k ECB: (37° - 53°) Si: EC = 3k ⇒ BC = 4k 8 + 3k = 4k k = 8 Luego: x = 3k + 8 ∴ x = 32 CLAVE: C 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 CLAVE: E PROBLEMA 21 Determinar la suma de los ángulos resaltados. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 180º B) 720º C) 540º PROBLEMA 22 En la longitud adjunta, determinar la longitud “x”. (UNSAAC CBU 2001 II) A) 12 2 B) 14 2 C) 10 2 x 45º 30º 8 8 I T B 100º A α P D) 8 2 E) 9 2 Solución: D) 100º E) 140º Solución: A 30º 45º 12 x 45º D U θ A 60º B 60º θ M 100º L1 E 4 30º 60º B 8 C 180º-α P 2 α C BEC: (30° - 60°) Si BC = 8 (Hipotenusa) ⇒ CE = 4 (Opuesto a 30º) ABC: (30° - 60°) Si BC = 8 (Opuesto a 30º) ⇒ AC = 16 (Hipotenusa) Luego: AE = AC - CE AE = 16 - 4 AE = 12 Finalmente: DEA (45° - 45°) Si AE = 12 Como el ∆ABC es equilátero: ∠A = ∠B = ∠C = 60º ∆BUM: θ + 60º = 100º (∠ externo) θ = 40º Luego: Propiedad del “Serruchito” U L1 θ A 60º 180º-α L2 ∴ x = 12 2 CLAVE: θ + (180º-α) = 60º ∴ α = 160º E PROBLEMA 23 En la figura L1 // L2, calcular “α”, sabiendo que el triángulo ABC es equilátero. (UNSAAC CBU INT 2002) CLAVE: C PROBLEMA 24 En la siguiente figura. Hallar la medida del ángulo θ: (UNSAAC CBU 2002 I) C L1 D L2 2x θ A B C A) 80º B) 120º C) 160º A) 60º B) 80º C) 90º L H x 50º D) 20º E) 100º Solución: C x D) 25º E) 50º Solución: B D 4x 2x 2x 4x θ x 50º A B E Si AD = DB ⇒ ∆ADB Isósceles Luego: DAB = DBA= 2x 50º D A 50º C ∆ADB: CDB = 2x + 2x (∠ externo) CDB = 4x Si CD = CB ⇒ ∆DCB Isósceles Luego: CDB = CBD = 4x ∆DCB: 4x + 4x + x = 180º x = 20º Finalmente: ∆ACB: CBE = 2x + x (∠ externo) θ = 3x θ = 3 (20º) ∴ θ = 60º CLAVE: A 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 CLAVE: C PROBLEMA 26 Calcular la medida del lado AE del siguiente polígono ABCDEA. (UNSAAC CBU 2002 I) PROBLEMA 25 Calcular el valor del ángulo “x”, si AB = AC; BD = BC (UNSAAC CBU 2002 I) A 45º D 30º 6 3 E C D A C 37º B A) 6 3 B) 8 2 C) 6 A) 40º B) 36º C) 30º D) 8 E) 10 A 30º β E θ β x θ Solución: D D) 30º E) 45º Solución: A 45º x = 8 30º 6 3 E 6 8 60º C 53º B D C Si ∆ABC isósceles ⇒ AB = AC DEC (30º-60º): Si DE = 6 3 45º 37º B (Opuesto a 60º) Luego: m ABC = ACB = θ. Si AD = AE ⇒ ∆ADE isósceles Luego: ADE = AED = β. Seguidamente: ⇒ EC = 6 (Opuesto a 30º) CEB (37º-53º): Si EC = 6 (Opuesto a 37º) ⇒ BE = 8 (Opuesto a 53º) AEB (45º - 45º) ⇒ AE = BE ∴ AE = 8 CLAVE: D PROBLEMA 27 ∆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 En la figura, ABC es un triángulo isósceles (AB = AC). Determinar x si AD = AE. (UNSAAC CBU 2002 II) PROBLEMA 28 CLAVE: E B D C 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) 15º B) 20º C) 10º A) 20º B) 30º C) 10º D) 80º E) 60º A 30º E x 3 3 Solución: M 20º E 20º N x PROBLEMA 29 En la figura AC = 2, determinar 2x. (UNSAAC CBU 2002 II) B 45º x x 80º 80º 30º D C A F G A) 3 B) 2 C) 2 +1 Como FG es la base ⇒ EF = EG Luego: ∠ EGF = ∠ EFG = 80º ∆EFG: ∠EGF + ∠EFG + ∠FEG = 180º D) 2 −1 Solución: B E) 3 +1 80º + 80º + ∠FEG = 180º 45º 1 2x Nos dan: MN=NE ∠ FEG = 20º 15º H x 1 60º 3 30º ⇒ ∆MEN es Isósceles Luego: ∠MEN = ∠NME = 20º Como: MN = MF ⇒ ∆MNF es Isósceles Luego: ∠MNF = ∠MFN = x Finalmente: D C 2 A Trazamos CH ⊥ AB para aprovechar los ángulos de 30º y 45º CHA (30º-60º): Si CA = 2 (Hipotenusa) ⇒ CH = 1 (Opuesto a 30º) ∠ NME = x + x (∠externo) 20º = 2x y HA = CHB (45º-45º): (Opuesto a 60º) ∴x = 10º CLAVE: C 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 + ∴2x = + 1 3 El ÉXITO es la envoltura del sacrificio. CAPÍTULO 2 PERÍMETRO Es la suma de las medidas de los lados de una figura geométrica. Se representa con “2p” • Cuando vemos “p” en alguna fórmula, esto significa semiperímetro, y es la mitad del perímetro. B c a A b C Perímetro del ∆ABC: 2p(∆ABC) Semiperímetro del ∆ABC (p) PERÍMETROS DE POLÍGONOS REGULARES El perímetro de un Polígono Regular es igual al número de lados multiplicado por la longitud de un lado. Donde: n: número de lados l: longitud de un lado 2p = n l p= a + b + c 2 2p(∆ABC) = a + b + c 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. CIRCUNFERENICIA r O P CÍRCULO 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. Por lo tanto: - La circunferencia tiene longitud, más noárea. - El círculo tiene área y su perímetro es la longitud de su circunferencia. PERÍMETROS 16 = 3.16049... 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. lim P = Lc n→∞ EL NÚMERO “ π ” 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 constante de la razón de la longitud de una circunferencia (Lc) a su diámetro. 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: π = Lc ⇒ D 22 = 3.142... 7 Pero D = 2r ⇒ D =2r A AB EL VALOR DE “ π ” Lc = 2πr Adriano Mecio: 355 = 3.1415929... 113 B Papiro de Ahmés: 2 9 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 Los Hindúes: 3927 = 3.1416... 1250 Cuando se realizan trabajos de mucha Su Cuadrado es: 9.869604401089 precisión se usa π = 3.1416 , que Su Cubo es: 31.0062766803 Su Inverso es: 0.318309886184 viene a ser un trabajo aproximado por exceso con un error menor que 0.0001. Lc = 2π r Lc = π D L AB = AB π 2 LONGITUD DE UN ARCO A r 2. LONGITUD DE UNA LÍNEA CURVA FORMADA POR SEMICIRCUNFERENCIAS La suma de las longitudes de las LAB semicircunferencias con sus diámetros r sobre AB, equivale a la longitud de una B semicircunferencia de diámetro AB. Realizamos una Regla de Tres Simple: Lc → 360º L → θ º AB A B ⇒ L = Lc θ AB 360º Demostración: Pero: Lc = 2π r ⇒ L = 2π r θ AB 360º Como D = 2r ⇒ A M N B Sabemos por la propiedad anterior que: PROPIEDADES 1. LONGITUD DE EN FUNCIÓN AL DIÁMETRO DE UNA SEMICIRCUNFERENCIA L = AB π AB 2 Luego, también se tendía: L = AM π AM 2 L = MN π MN 2 r L = NB π NB 2 A B L + L + L = AM π + MN π + NB π L = 2πr 180º AB 360º AM MN NB 2 2 2 AM + MN + NB L + L + L = π Pero r = AB 2 AM MN NB 2 AB L + L + L = π AM MN NB 2 ⇒ ∴ L = AB π AB 2 L = π D θ AB 360º L = AB π AB 2 O θ A R O R B La propiedad anterior, también la podemos aplicar si la figura se presenta de esta forma: 3. SEMICIRCUNFERENCIAS CUYOS DIÁMETROS ESTÁN FORMADAS SOBRE UN SEGMENTO 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. PROPIEDADES DE LAS TANGENTES A UNA CIRCUNFERENCIA 1RA. PROPIEDAD Las tangentes trazadas desde un punto exterior a una circunferencia son iguales. P 2DA. PROPIEDAD Las tangentes comunes exteriores a dos circunferencias son iguales. De ahora en adelante: 3RA. PROPIEDAD Las tangentes comunes exteriores a dos circunferencias son iguales. LAB Significa longitud de las curvas (semicircunferencias) en AB , y es igual a: LAB = AB π 2 Nota: Las curvas formadas sobre AB son todas semicircunferencias. TEOREMAS IMPOTANTES AB = CD A B PA = PB L AB = AB π 2 A B MN = PQ M Q N P A B D C L AB = AB π 2 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 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. catetos es igual a la suma de los M O diámetros de las circunferencias inscrita y circunscrita” B r A C R 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. Perím.SOMBR. = L MO+ L MA + L AR + L RC + L CO Sabemos que: L = MO π MO 2 C y que : L MA + L AR + L RC + L CO = L MO B Luego: Perím.SOMBR. Perím.SOMBR. A D = MO π + MO 2 = 20 π + 20 2 ∴ Perím.SOMBR. = 10(π + 2) CLAVE: D EJEMPLOS EJEMPLO 2 AB + BC = 2R + 2r AB + BC = AC + 2r AB + CD = BC + AD M A R C O Solución: 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. A) 10π B) 20π C) 5π D) 10(π+2) E) 20(π+1) Hallar el perímetro de la figura sombreada, si los arcos mostrados son semicircunferencias; y el segmento AB mide 20µ. El triángulo ABC es un triángulo equilátero, los arcos son semicircunferencias. Hallar el perímetro de la región sombreada, si el perímetro del triángulo es 12µ. B A) 10π B) 20π C) 5π A C D) 10(π+2) E) 20(π+1) Solución: A) 3π B) 4π C) 6π D) 8π E) 4(π+3) Solución: B A C Perím.SOMBR. = L AB+ LAB Dato: PERIM. ∆ABC = 12µ ⇒ AB + BC + AC = 12µ Luego: AB = BC = AC = 4µ Perím.SOMBR. Perím.SOMBR. = AB π + AB π 2 2 = 20 π + 20 π 2 2 Perím.SOMBR. = L AB+ LBC + LAC Perím. = AB π + BC π + AC π SOMBR. 2 2 2 Perím.SOMBR. = 10π +10π ∴ Perím. = 4 π + 4 π + 4 π SOMBR. 2 2 2 Perím.SOMBR. = 20π CLAVE: B EJEMPLO 3 ∴ Perím.SOMBR. = 6π CLAVE: C EJERCICIOS A M N B A B En este caso, la figura sombreada esta limitada solamente por semicircunferencias. 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) PerímSOMBREADO = BP + BC + PC PerímSOMBREADO = 6 +13 + 61 ∴ PerímSOMBREADO = 19 + 61 CLAVE: A x PROBLEMA 2 x En el cuadrado ABCD de 10 cm. de 2 lado, se ha trazado semicircunferencias en cada lado. Calcular el perímetro de la región sombreada. A) 19 + 61 m B) 11 + 61 m C) 18 + 61 m D) 25 + 61 m E) 20 + 61 m Solución: B 6 13 13 P 6 A 5 H 5 C A) 20π cm. B) 20(π + 4) cm. B) 20 (π + 1) cm. D) 10 (π + 4) cm. E) 20 (π + 2) cm. Solución: 13 13 D 5π A B 5π 10 5π BHA: (Teorema de Pitágoras) 132 = 52 + BH2 ⇒ BH = 12 BHA: (Teorema de Pitágoras) PC2 = 52 + PH2 PC2 = 52 + 62 ⇒ PC = 61 Finalmente: D C 5π Donde: P s = Perímetro Sombreado Dato: Lado del Cuadrado = 10 cm. PS = L CURVAS + LSEGMENTOS A B D C A D 2 2 Luego: AB = BC = CD = AD = 10 cm. Primero calculamos la suma se las longitudes de los segmentos que limitan a la región sombreada (L SEGMENTOS ) . LSEGMENTOS = AB + BC + CD + AD LSEGMENTOS = 10 +10 +10 +10 LSEGMENTOS = 40 Seguidamente calculamos la suma se las longitudes de las curvas que limitan a la región sombreada (L CURVAS ) , para lo cual usamos la propiedad. En la figura AEB es una semicircunferencia, ¿cuál es el perímetro de la figura cerrada ADCBEA? (UNSAAC CBU INT 2000) E B C 6 A) 16 + π B) 8 + π Luego: LAB = AB π 2 C) 14 + π D) 12 + π E) 13 + π Solución: LCURVAS = L AB+ LBC + LCD + LAD LCURVAS LCURVAS = π AB + πBC + π CD + π AD A 6 B 2 2 2 2 = π 10 + π 10 + π 10 + π 10 2 2 2 2 E 2 LCURVAS = 20π Finalmente: PS = L CURVAS + LSEGMENTOS P S= 40 + 20π 6 D C PERÍMETRO = AB + BC + CD + LDEA ∴ P S= 20(π + 2) CLAVE: D PERÍMETRO PERÍMETRO = 6 + 2 + 6 + π AD 2 = 14 + π 2 NOTITA: Para no operar tanto debemos darnos cuenta que: Si AB = BC = CD = AD ⇒LAB = LBC = LCD = LAD PROBLEMA 3 ∴ PROBLEMA 4 P ERÍMETRO= 14 + π CLAVE: C 1 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) A) 2(2A + B) B) 2A + 2B C) 4A + B D) 4A – 2B E) 7 A − 4B 2 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) Solución: A) 4 B) 2 C) 3 D) 1 2 E) 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) PERIM = A + B + (A − B) + A + B + (A + B) PERIM = 4A + 2B ∴ PERIM = 2 (2A + B) 1 1 1 De la figura: CLAVE: A P1 = P2 = P3 = P4 = P5 = P6 = K Luego: PS = P1 + P3 + P4 + P6 ⇒ PS = 4K PNS = P2 + P5 ⇒ 2K 1 2 P6 P3 P5 P2 P4 P1 2 1 B B A-B A A B B A IN IC IO Finalmente: Ps = 4K Luego: PNS 2K Hallamos PEXTERIOR ∴ PROBLEMA 6 Ps = 2 PNS CLAVE: B PEXTERIOR = AB + BC + CD + AD PEXTERIOR = 4 + 4 + 4 + 4 PEXTERIOR = 16 Hallamos En la figura adjunta, ABCD es un cuadrado de lado 4 cm. El perímetro de la región sombreada en cm es: PINTERIOR PINTERIOR = MR + NP + MN + PR (UNSAAC CBU 2000 I) B C PINTERIOR = 4 + 4 + PINTERIOR = 8 + 2π Finalmente: π(2)2 4 π(2)2 + 4 A A) 2(12 + π) D B) 2(5 + π) PSOMBREADO = (16) + (8 + 2π) ∴ P SOMBREADO= 2(12 + π) CLAVE: A C) 10 +π D) 20 +π E) 2(10 + 2π) Solución: PROBLEMA 7 En la figura adjunta. Determinar el perímetro de la región sombreada. (UNSAAC CBU 2000 II) B P C 2 2 4 M 2 O R 2 A N D De la figura: A) 2 π − 4 B) π+ 4 PSOMBREADO = PEXTERIOR + PINTERIOR C) π+ 4 2 E) 2 π + 4 D) 4π + 2 O 2 2 AB Solución: P Solución: 2 2 45º 45º a a b b c c d d A O B 2 2 A a b c d B De la figura: PSOMBREADO = AP + PB + LAB De la figura: PERÍMETRO = 3a + 3b + 3c + 3d Hallamos AP y PB en APB (45º-45º) PERÍMETRO = 3(a + b + c + d) Si: AB = 2 2 Hallamos L AB ⇒ AP = PB = 2 Pero nos dan: AB = 12 ⇒ a + b + c + d = 12 LAB = π (Propiedad) 2 Finalmente: P = 3(a + b + c + d) LAB 2 2 = π 2 LAB = 2 π ERÍMETRO PERÍMETRO = 3(12) Finalmente: PSOMBREADO = AP + PB + LAB PERÍMETRO = 36 PSOMBREADO = 2 + 2 + 2 π ∴ CLAVE: B PSOMBREADO = PROBLEMA 8 2 π + 4 CLAVE: E PROBLEMA 9 En la figura adjunta, determinar en centímetros el perímetro de la región sombreada, si todos los círculos Hallar la suma de los perímetros de los 4 triángulos equiláteros, sabiendo que AB mide 12 cm. A B A) 18 cm. B) 36 cm. C) 26 cm. D) 40 cm. E) 72 cm. tienen un radio igual a 2 centímetros: A) 16π B) 18π C) 4π D) 8π E) 24π ⇒ ∴ Solución: L O V M A R K I T S PROBLEMA 10 Hallar el perímetro del triángulo rectángulo ABC. E (UNSAAC CBU 2001 II) A Y U Z De la figura el perímetro de la región sombreada es igual a la suma las longitudes de los arcos exteriores: 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 similar en los otros arcos al sumarlos se obtiene una circunferencia, luego podemos hallar el perímetro de la región sombreada de la siguiente forma: LYML + LLRY = LC 3x 5x B 2x + 4 C A) 28 B) 20 C) 34 D) 24 E) 30 Solución: A 3x 5x B 2x + 4 C LYAL + LLO + LOIU + LUY = LC ABC (Teorema de Pitágoras) 5x 2 = 3x 2 + 2x + 4 2 LUKO + LOV + LVSZ + LZU = LC ( ) ( ) ( ) LZTV + LVEZ = LC PerímetroSOMBREADO = 4 LC 25x 2 = 9x2 + (4x2 +16x +16) Las cuatro circunferencias tienen radios iguales por los tanto tienen la misma longitud de circunferencia. Finalmente: Perímetro SOMBREADO = 4 (2π r) Perímetro SOMBREADO = 4 2π(2) ∴ Perímetro SOMBREADO = 16π CLAVE: A 12x2 −16x −16 = 0 3x2 − 4x − 4 = 0 ⇒ x = 2 Luego, el perímetro sería: PERÍMETRO = 5x + 3x + (2x + 4) PERÍMETRO = 10x + 4 PERÍMETRO = 10(2) + 4 ∴ PERÍMETRO = 24 P = 24 OTRA FORMA (MÁS RÁPIDA): Observemos que este es un triángulo Notable (3-4-5), entonces: A 3x 5x B 2x + 4 C 4x Solución: A 6 O B 6 C De la figura: P = L + L + L Luego: 4x = 2x + 4 ⇒ x = 2 Finalmente el perímetro: AOB BOC AC P = AB π+ BC π + 2πr θ 2 2 360º 6 6 90º PERÍMETRO = 5x + 3x + 4x P = π+ π + 2π(6) 2 2 360º PERÍMETRO = 12x PERÍMETRO = 12(2) ∴ ERÍMETRO CLAVE: D P = 3π+ 3π + 3π ∴ P = 9π PROBLEMA 12 CLAVE: A PROBLEMA 11 Hallar el perímetro de la región sombreada. (UNSAAC CBU 2001 II) 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 6 B 6 C A) 9π B) 10π C) 12π D) 18π E) 6π 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: r r r r r PerímetroSOMBREADO = 5 L 2π(8) 8 8 Perím SOMBR= + π + π 4 2 2 PerímetroSOMBREADO = 5 [2π (2a)] ∴ Perím SOMBR= 12π ∴ Perímetro SOMBREADO = 20 π a CLAVE: E PROBLEMA 13 CLAVE: E PROBLEMA 14 Determinar el perímetro de la región sombreada, de la figura. (UNSAAC CBU 2002 II) 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 B O A) 15π B) 10π C) 6π D) 16π E) 12π Solución: De la figura podemos ver que : SOMBR AO OB 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: Perím SOMBR = 4 + 4L (r = a) Perím SOMBR = 4(4a) + 4[2π (a)] Perím = L AB + L + L ∴ = 8 a (π + 2) 2πR OA OB Perím SOMBR= + π + π 4 2 2 Perím SOMBR CLAVE: C = 4a a 8 8 A B O 8 a S = bh 2 S1 S2 = 1 1 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. Caso de 2 Círculos: S1 D2 r 2 2 = 2 S2 D2 r2 ≡ 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: B PRINCIPALES FÓRMULAS DE FIGURAS CONOCIDAS A. REGIONES TRIÁNGULARES 1. FÓRMULA GENERAL: - Triángulo Acutángulo B h A H C b N - Triángulo Rectángulo A C M L S1 AB 2 BC2 AC2 = = = MN2 NL2 ML2 S2 INFORMES E INSCRIPCIONES Av. de la Cultura 1020 Of. 203. 2do. Nivel. 244856 A1 = A2 S2 r2 D2 S1 r1 D1 Áreas CAPÍTULO 3 A1 A2 49 4. FÓRMbULA DE HERÓN: B C c a hA b C A b B - Triángulo Obtuso B 5. EN FUNCIÓN DE SU INRADIO: B c r a h A b C C b A H 2. TRIÁNGULO EQUILÁTERO: B L L 6. EN FUNCIÓN AL CIRCUNRADIO B c a R A b C h A H C L 7. TRIÁNGULO RECTÁNGULO CIRCUNSCRITO B r A C m n b 3. FÓRMULA TRIGONOMÉTRICA: 8. EN FUNCIÓN A LOS EX-RADIOS E INRADIO B c S=b c Sen θ 2 aA θ θ b hC S = m n S = b h 2 S = b h 2 L2 3 S= 4 h2 3 S = 3 p = a + b + c 2 S = p(p−a)(p−b)(p−c) S = pr S = abc 4R D2 S = 2 D 4. ROMBO: 5. TRAPECIO: B. ÁREAS DE REGIONES CUADRANGULARES 1. CUADRADO: 6. TRAPEZOIDE: L D L 7. CUADRILÁTERO INSCRITO: 2. RECTÁNGULO: a b 3. PARALELOGRAMO: 8. CUADRILÁTERO CIRCUNSCRITO h S = abSenθ b C. REGIONES POLIGONALES 1. POLÍGONO CIRCUNSCRITO: S = ab S = L2 b S = ( B + b ) 2 h h B S# ABC = r RaRbRc S = D d 2 d D D2 = a 2 + b 2 S = bh θ S= DdSenθ 2 d D a+b+c+d p = 2 S= ( p−a ) ( p−b )( p−c )( p−d ) S = p r B Rc Ra r A C Rb b a c d r a θ ( ) 3. Segmento Circular: 2. POLÍGONO REGULAR π r2 θ r2 Senθ S AB = 360° − 2 D. REGIONES CIRCULARES 4. Zona o Faja Circular: 1. Círculo: A B C D 5. Corona Circular: 2. Sector Circular: A O θ S = π r2 θ SECTOR B 360° 6. Trapecio Circular: S = π R2 − r2 θ TC 360° R r O θ Al Sector Circular, también se le conoce como Triángulo Circular o Triángulo Mixtilíneo y su área se calcula así: SCC = π(R 2 − r2 ) S = π r 2 SZC = S CD − S AB S = p r S = p x a p A SECTOR = LR 2 A O θ B r ap r R R A R O L R B 1 2 D) Se cumple que: E) Se cumple que: L + L STC = (R − r) 2 ALGUNAS RELACIONES IMPORTANTES DE ÁREAS A) Propiedad de la Mediana. B) 1RA Propiedad de los Puntos Medios C) 2DA Propiedad de los Puntos Medios F) Se cumple que: G) Se cumple que: H) Se cumple que: I) Se cumple que: J) Propiedad del Triángulo Rectángulo: S1 S2 S3 S = A T 2 S S = A T 4 S S S S S = A T 2 S S = A T 2 S S = AT 6 S S S S S S S = A T S S 2 S1 S2 S1 = S2 S1 S2 El área de un Trapecio Circular, también se puede calcular con la fórmula para un trapecio y sería así: R r O L1 L2 R-r AT = S1 + S2 S S S S S = A T 4 B a + c = b + 2r c a r C S 2 S1 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 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” B RECTA SECANTE O TRANSVERSAL área de la región apoyada en la F hipotenusa. Por consiguiente: A K) Lúnulas de Hipócrates: E C D PROBLEMAS PROBLEMA 1 ABCD es un cuadrado, M y N son puntos medios. ¿Qué parte de la figura falta sombrear? B M C A B O FÓRMULAS GEOMÉTRICAS IMPORTANTES 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” A N D A) 3/8 B) 4/8 C) 7/8 D) 5/8 E) 6/8 Solución: B M C S 3S O S A b C 2S S 2. TEOREMA DE MENELAO “Toda secante a un triángulo, determina con dos lados del triángulo, cuatro A N D abc = xyz S1 + S2 = S3 SABC = S1 + S2 A Usamos la propiedad de la mediana vista As = A∆ AEA + A∆BEC en la teoría, por ejemplo: En ∆CNA MO mediana As = 12 × 6 2 + 12 × 6 2 ⇒ A∆NOA = A∆NOC = S De manera similar para las otras regiones Finalmente: ∴ As = 72 cm2 También podemos usar la propiedad: A NS = 5S As = A 2 Donde: E Punto Interior. AT 8S ∴ = 5 A NS 8 T ⇒ As = 122 2 PROBLEMA 2 CLAVE: D ∴ As = 72 cm 2 CLAVE: B Hallar el área de la región sombreada, sí ABCD es un cuadrado de 12cm de lado y ABE es un triángulo equilátero. B C A D A) 36 cm2 B) 72 cm2 C) 86 cm2 D) 70 cm2 E) 75 cm2 PROBLEMA 3 ¿Qué fracción representa la región sombreada de la siguiente figura? Solución: B 12 C 6 E 6 A D 12 Sabemos que en este tipo de problemas, es conveniente poner un valor al área de la región más pequeña, que en nuestro A A 2A A A 2A A A A A A) 3/8 B) 1/6 C) 1/2 D) 5/8 Solución: E) 2/5 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: 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: As 5# As = 6A AT 12A = AT 16# ∴ As = 5 A ∴ As = 1 A 2 T PROBLEMA 4 CLAVE: C 16 T PROBLEMA 5 CLAVE: B Encontrar la fracción que representa la región sombreada en el siguiente cuadrado: (UNSAAC CBU 99 I) 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 C Solución: A) 4 5 m2 B) 2 3 m2 C) 4 3 m2 D) 2 5 m2 E) 3 m2 Solución: B E D A) 1/8 B) 5/16 C) 1/4 D) 3/16 E) 1/2 B 60° 2 2 Solución: B C E 60° 2 120° 60° D 4 4 60° A D A 6 C Deducimos que ∆BEA es equilátero ⇒ AE = 2 Usamos la fórmula trigonométrica para hallar el área de la región triangular DEA. En este tipo de problemas sabemos que debemos trasladar regiones para obtener una región de área conocida; así obtenemos: Luego: S# DEA = 4 x 2 Sen120º 2 S# DEA = S# DEA = 4 x 2 3 2 2 S ABCD = 2S# DEA S ABCD = 2(200) ∴ S# DEA = 2 3 m2 CLAVE: B ∴ S ABCD = 400 m2 CLAVE: A PROBLEMA 6 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) B C 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) O A D A) 172 u2 B) 196 u2 C)164u2 A) 400 cm2 B) 100 cm2 C) 600 cm2 D) 800 cm2 E) 300 cm2 D) 156 u2 E) 144 u2 Solución: S ABCD 2 Para calcular el área sombreada, C necesitamos hallar la altura. 2 2 B 6 M 6 C 10 a O O 4 2 2 4 10 A B b A 8 N 8 D Trazamos los radios OA y OB , para formar triángulos rectángulos, entonces: En ONA (37º-53º): b = 6 En BOM (37º-53º): a = 8 Como BAC es un cuadrante (la cuarta parte de una circunferencia) ⇒ AC = AB = 4 ⇒ BAC (45º-45º): BC = 4 2 Luego el radio del círculo sería 2 2 Finalmente: ⇒ MN = a + b MN = 14 (Altura del Trapecio) AS = A C − A A B 2 42 2 S ( ) Luego: A = 16 + 12 14 A = π 2 2 − π ∴ A PROBLEMA 8 = 196µ2 CLAVE: B ∴ As = 4π PROBLEMA 9 CLAVE: D 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: 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 m2Solución: Para calcular rápidamente el área de esta región, usamos la fórmula para el Triangulo Circular. 4 A 8 C O A B 4 h A b A = 8× 4 As = 4 × 6 + 4 × 4 S 2 2 2 ∴ AS = 16 m2 CLAVE: C ∴ AS = 20 cm2 CLAVE: E PROBLEMA 10 En la figura mostrada, cada “cuadradito” tiene un área de 4 cm2. ¿Cuál es el área de la región Recuerda que el área de un triángulo obtusángulo se calcula así: b h sombreada? A = (UNSAAC CBU 99 I) 2 Que en este problema vino así: A) 23 cm2 B) 18 cm2 C) 16 cm2 D) 15 cm2 E) 20 cm2 Solución: A = bh 2 a=2 B C A H 6 4 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) B C Dato a2 = 4 ⇒ a = 2 Luego: AS = A# BAD +A# BCD A D A = BD x AH + BD x CQ S 2 2 A) 6 (9 - π) cm2 B) 9 (6 +π) cm2 C) 48 - 9π cm2 D) 9 (6 - π) cm2 E) 32 + 9π cm2 b A h a= 2 D Q Solución: B 6 C Solución: A B 4 2 6 O 4 A 12 D 4 2 4 2 D L=8 C Nos dan el radio del cuadrante Dato: A ABCD = 64 ⇒ CD = CB = 6cm Por lo tanto la base menor del trapecio L2 = 64 ⇒ L = 8 mide 6 cm. Luego: Ahora: Si L = 8 ⇒ BH = HC = 4 Luego usamos el (45º-45º) AS = A − A ⇒ DO = OB = OC = 4 2 Finalmente 12 + 6 π(6)2 P = P # AHO + P # DOC AS = 2 6 − 4 S ERIM ERIM ( ) ( ) PS = ∴ 2 4 2 + 8 + 8 2 + 8 AS = 9(6 − π) cm CLAVE: C ∴ PS = 4 (3 2 + 4)cm CLAVE: A PROBLEMA 12 Calcular el perímetro de la región sombreada, sabiendo que el área del cuadrado ABCD es 64 cm2 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 A B cuadrado EFGH? A M B E F P N D C H G A) 4 (3 2 + 4)cm. B) 3 (3 2 + 4)cm. D Q C C) 3 (4 E) 2 (3 2 +3)cm. D) 2 (4 2 + 4)cm. 2 +3)cm. A) 200 cm2 B) 50 cm2 C) 100 cm2 D) 150 cm2 4 4 E) 250 cm2 Solución: Usamos la siguiente propiedad: B N Finalmente: ∴ AEFHG = 100 cm2 CLAVE: C C M PROBLEMA 14 A P Calcular el área del triángulo ABC A Q D B Luego: A ABCD 53º A 30 m C A MNPQ = 2 A) 350 m2 B) 400 m2 A MNPQ = 202 ⇒ 2 A MNPQ = 200 C) 450 m2 D) 250 m2 E) 300 m2 Solución: A A EFGH = MNPQ 2 B 37º A EFGH = 200 ⇒ 2 A MNPQ = 100 CLAVE: C 53º A 15 H C OTRA FORMA: Dividimos el cuadrado en triángulos congruentes: A M B E F P N H G D Q C Observamos que existen 16 triángulos en el cuadrado ABCD, entonces: 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: A ABCD = 16A# A# ABC = AC x BH 2 202 = 16A# ⇒ A# = 25 A MNPQ = AABCD 2 A EFGH = 4A# A# ABC = 30 x 20 2 A2 = 122 4 3 − 2 π(6) 2 60º 360º ∴ A# ABC = 300 cm2 CLAVE: A2 = 36 3 −12π E Luego: ASOMB = 2A1+ A2 PROBLEMA 15 ASOMB = 2 9π + 36 3 −12π 2 Hallar el área de la región sombreada, si el triángulo ABC es equilátero de lado 12m y E, F, G son puntos ∴ ASOMB = 3 (12 3 − π)m2 CLAVE: medios de los lados respectivamente. B AB , BC y AC , B PROBLEMA 16 Calcular el área de la región sombreada, si cada cuadrito tiene 2cm. de lado. E F A G C A) 12(3 3 -π) m2 B) 3(12 3 -π) m2 C) 3( 3 -12π) m2 D) 12( 3 -π) m2 A) 96 cm2 B) 100 cm2 E) 3(4 3 -π) m2 Solución: B C) 80 cm2 D) 114 cm2 E) 120 cm2 Solución: 6 6 E A2 F 6 6 3 3 3 3 A C A1 A1 De la figura: AS = 2A1 + A2 2 Dividimos la región total, en 5 regiones Hallamos A1: π(3) A = ⇒ A = 9 π de áreas conocidas (4 triángulos 1 2 1 2 Ahora hallamos A2. rectángulos y un rectángulo); luego tendríamos: A 2 A3 A 4 A 5 A1 2 AS = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 Entonces, calculamos: A = π(12)2 A = 2 ×10 = 10 1 2 A = 8 × 6 = 24 ∴ A = 144π CLAVE: C 2 2 A = 4 × 4 = 8 3 2 A4 = 12× 4 = 48 A = 6 × 8 = 24 5 2 PROBLEMA 18 ¿Qué fracción del área del cuadrado, representa la parte no sombreada de la figura? (UNSAAC CBU 99 II) Finalmente: AS = A1 + A2 + A3 + A4 + A5 ∴ AS = 114 cm2 CLAVE: D PROBLEMA 17 Si la longitud de la 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: 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: Dato: Lc = 24π 2 π r = 24 π ⇒ r = 12 Luego: Luego tendríamos: r A A A A A A 2A 2A A A 2A 2A = π π ANS = 9A CLAVE: AS 16A 9 NS As 16 CLAVE: A E PROBLEMA 20 Un círculo tiene igual perímetro que un cuadrado cuya diagonal mide 8 cm. El área del círculo es: A) π cm2. B) 4 cm2 PROBLEMA 19 En la figura, ¿qué fracción del área del cuadrado MNPQ representa la región sombreada? 16 π C) 16 cm2. D) π cm2 π 4 E) 16 π cm2. Solución: N P B C 2 2 2 A 2 D Dato: BD = M Q BAC: (45º- 45º) ⇒ BD = 2 2 A) 2 B) 2 C) 4 Como BD = 2 2 ⇒ AB = AD = 2 5 3 5 ⇒ Perímetro ABCD = 8 D) 3 4 E) 1 2 Luego, por condición del problema: Perímetro ABCD = Lc Solución: Luego de trasladar regiones, para obtener, una región de área conocida, tenemos: Entonces: Lc = 2π r 8 = 2πr ⇒ r = 4 π N P Finalmente: A = π r 2 4 2 A = ∴ A = 16 cm2 π M Q Luego: ∴ S = 1 A 2 T CLAVE: C 8 r A ∴ A 3 PROBLEMA 21 En la figura adjunta, el área del trapecio ABCD es 40 cm2. Entonces el área del rectángulo ABEF es: Determinar el área sombreada de la figura; Si AB = 16 cm. A 3k B A B D F E C 9k A) 30 cm2 B) 25 cm2 C) 80 cm2 D) 45 cm2 E) 20 cm2 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: Solución: A 3k B h D F 3k E C 9k As = A ⇒ As = π(8)2 AABCD = 40 9k + 3k h = 40 ⇒ kh = 20 2 2 ∴ As = 32π 2 3 CLAVE: Luego: AABEF = (3k)h B AABEF 20 PROBLEMA 23 ∴ AABEF = 20 cm2 CLAVE: E Hallar el área de la siguiente figura: (UNSAAC CBU 2000 I) PROBLEMA 22 A B 12 53º 18 = 3 A) 100 cm2 B) 150 cm2 C) 140 cm2 D) 120 cm2 E) 110 cm2 Solución: B A O C 2m B 12 C A) 3 B) 2 C)7 D) 5 E) 1 37º 4k =8 53º Solución: B 1 A 12 H 3k = 6 D 18 A 1 O 1 C 2m Trazamos CH ⊥ AD para obtener el BAC: (37º- 53º) ⇒ HD = 3K = 6 K = 2 As = A# ABC ⇒ As = 2 (1) 2 y CH = 4k CH = 8 Pero: CH = AD = 8 (Altura del Trapecio) Luego: PROBLEMA 25 ∴ As = 1m2 CLAVE: E A = 18 +12 8 ABCD 2 La relación entre el área sombreada y el área del trapecio isósceles es: (UNSAAC CBU 2000 I) ∴ A ABCD= 120 cm2 CLAVE: D PROBLEMA 24 En la figura, calcular el área en metros cuadrados de toda la región sombreada, ABC es una semicircunferencia. (UNSAAC CBU 2000 I) A) 1 2 D) 1 4 Solución: B) 1 3 E) 1 6 C) 2 5 a 3a h = 8 Primero hallamos: B a M a C b h P 4b N 2b A 2a D ASOMBREADA = ah 2 No nos dicen que es un cuadrado, por eso colocamos lados diferentes. A = a + 3a h TRAPECIO 2 Finalmente se tiene: ah ASOMBREADA = 2De la figura: APAM = AABCD −(ABAM + ACPM + APAD ) 30 = 2a 4b − ax 4b + a x b + 2ax 3b x ATRAPECIO 3a + a h 2 2 2 2 ∴ ASOMBRADA = 1 30 = 8ab − 11ab ⇒ ab = 12 m2 ATRAPECIO 4 CLAVE: D 2 Finalmente: PROBLEMA 26 Hallar el área del cuadrilátero ABCD, si el área del triángulo AMP es 30 m2. (UNSAAC CBU 2000 II) AABCD = (2a)x (4b) AABCD = 8ab AABCD = 8(12) ∴ AABCD = 96 m2 CLAVE: D PROBLEMA 27 A) 120 m2 B) 64 m2 C) 106 m2 D) 96 m2 E) 92 m2 Solución: 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) B M C A D a 3a A) 36 B) 60 C) 90 D) 80 E) 120 Solución: B C 1 r r 2cm 1 Dato: Perímetro# ABC = 36 A 2cm D ⇒ 2a + 2b = 36 a + b = 18 b = 18 − a … (I) Teorema de Pitágoras en AHB: b2 = a2 +122 … (II) Remplazamos (I) en (II): 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 (18 − a)2 = a2 +122 ⇒ a = 5 Luego: r = 2 −1 Finalmente: A# ABC = 2ax12 2 Finalmente: A �= πr2 2 ∴ AABCD = 60 m2 A = π( 2 −1) PROBLEMA 28 CLAVE: B ∴ A = (3 − 2 2 )π CLAVE: C En la figura adjunta. Determinar el área del círculo sombreado en cm2. (UNSAAC CBU 2000 II) 2 cm 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: 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: 4 cm B b 12 b 2 cm Trasladamos regiones y obtenemos un sector circular de 120º, como se muestra: De la figura: AS = A ABCD − 4 A Pero “A” es la cuarta parte de un círculo, por lo tanto: 4 A = A Finalmente: AS = A ABCD − 4 A Luego: AS = π r 2 θ 360º AS = A ABCD − A 2 2 AS = π(2) 2 120º 360º AS = L − �π r AS = 4 2 − π(2)2 ∴ A = 4 π S 3 ∴ AS = 4(4 − π) CLAVE: B PROBLEMA 31 CLAVE: B 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) 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) B C A) 4 π B) 3 π C) 3 π A A) 4 B) 3 D C) 8 3 4 8 5 5 15 D) 8 π E) 4π 3 Solución: D) 2 3 Solución: E) 2 7 A B 120º O r =2 A A AS A A 4 4 A B O A A B C B M C A A A A A N A 2A 2A 2A 2A A A A A 2A 2A A D A Trazamos AC ⇒ D A# ABC = A# ACD Usamos la propiedad de la mediana: El área de cada triángulo es “A”; por la tanto el área de cada cuadradito sería “2A”. ∆ABC: AM es mediana ⇒ Por lo tanto se tendría: A# ABM = A# AMC = A ∆ACD: AN es mediana AS = 18A ⇒ A# ACN = A# AND = A ATOTAL 30A Finalmente: ∴ = 3 A S 5 TOTAL AS ATOTAL = 2A 4A PROBLEMA 32 CLAVE: B ∴ = 1 A S 2 TOTAL CLAVE: E En la figura, ¿Qué fracción del área del rectángulo ABCD representa la región sombreada? (UNSAAC CBU 99 II) B C PROBLEMA 33 En la figura adjunta. ¿Qué parte del área del hexágono regular representa la región sombreada? A A) 1 3 D) 2 3 Solución: B) 5 8 E) 1 2 D C) 1 4 A) 2 3 D) 1 2 Solución: B) 3 8 E) 1 3 C) 5 6 3 4 3 2 2 A El hexágono es regular por lo que lo dividimos en 6 triángulos equiláteros. Trasladamos la región indicada y luego: AS ATOTAL = 2A 6A Al unir los centros A, B y C se obtiene un ∴ = 1 A S 3 TOTAL CLAVE: E 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. PROBLEMA 34 En la figura adjunta el área de la Dato: π AS = 3 − 2 región sombreada es 3 − π cm2 . 2 Pero de la figura: Determinar el área en cm2 del triángulo formado al unir los centros de las circunferencias siendo estas iguales. AS = A# ABC − 3A Luego: L2 3 A = − 3 πr θ S 4 360º π (2r) 2 3 60º 3 − = − 3 πr 2 4 360º π 3 − = r πr2 3 − 2 2 π π A) B) C) 3 − = r2 3 − D) 3 2 Solución: E) 3 3 2 ⇒ Finalmente: 2 r =1 A 3 5 A r 60º r r B A A 60º r r A 60º r C 2 L2 3 A# ABC = 4 ABQ: PM // AQ ⇒ PM es Base Media de AQ A# ABC = y PM = AQ 2 ⇒PM = 1 4 ∴ A# ABC = PROBLEMA 35 CLAVE: B Ahora como PM = 1 ⇒ de la figura MN = 3 También de la figura: QH = 2 Finalmente: Hallar el área de la región sombreada: A# MQN A# MQN = MNxQH 2 = 3x 2 2 ∴ AS = 3 CLAVE: D A) 5 B) 7 C) 2 D) 3 E) 9 Solución: B 4 C 2 3 PROBLEMA 36 En la figura adjunta. Determinar el área en cm2 del trapecio AOBC. 3cm O A P 1 M H N 2 2 C A) 3 B) 5 2 4cm B C) 2 3 A 2 Q 2 D D) 3 2 E) 2 5 Solución: [2(1)]2 3 3 4 4 B D 3k 53º 4k 37º 30º D 37º 30º D 5 3 A r O r C 4 PROBLEMA 37 En la figura, “E” es el punto medio de AC . El área de la región sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) B B DCB Triángulo Notable (37º-53º) ⇒ BD = 5 En este trapecio para hallar el su área de la región que encierra, necesitamos su A altura (r) y su base menor (r). 40 E C Para hallar “r” aplicamos el Teorema de Poncetet en DCB. CD + CB = BD +2 r 3 + 4 = 5 + 2 r r = 1 A) 2( 3 - 48) B) 20 ( 3 - 96) D) 100 (2 3 -48) D) 2(200 3 -96) E) 2 (100 3 -48) Solución: Finalmente: A = BC + OA CA TRAPECIO 2 A = 4 +1 1 A 20 E 20 C 40 TRAPECIO 2 ∴ A = 5 ABC (30º-60º): Como AC = 40 (Hipotenusa) ⇒ AB = 20 (Opuesto a30º) TRAPECIO 2 CLAVE: B 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 Nada es imposible, a menos que uno esté de acuerdo en que lo es. 3 9 S A Luego: AS = A# ABC − A# ADE Solución: A A = ABx BC − ADx DE S 2 2 20 x 20 3 12 x16 3 60º 60º 3 3 30º C 30º AS = − 2 2 3 3 3 AS = 200 3 − 96 B AS = 8(25 3 −12) Buscando la respuesta de las alternativas se tiene: ∴ AS = 2 (100 3 − 48) CLAVE: E PROBLEMA 38 En la figura: AC y BC son tangentes al círculo. El área de la región sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) Primero trazamos OC para obtener triángulos rectángulos notables de 30º y 60º OAC (30º-60º): Si OA = 3 (Opuesto a 30º) ⇒ AC = 3 3 (Opuesto a 60º) Luego: AS = AOACB − ASECTORAOB AS = 2(A# OAC )− ASECTORAOB A S = 3 π(3)2 120º 360º A) 120º 3 B 3 − π 3 B) C 3 − π 3 AS = 9 3 − 3π AS = 3(3 3 − π) Buscando la forma en la que esta respuesta se presenta en las alternativas, se tiene: ∴ A = 9 3 − π 3 C) 9 π+ 3 3 D) 3 π+ 3 3 CLAVE: B E) 3( 3 −π ) O 3 x3 3 2 − 2 A1 B 6 6 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 regiónsombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) PROBLEMA 40 El porcentaje del área sombreada, es: (UNSAAC CBU 2001 I) A) 50% B) 40% C) 55% D) 60% E) 45% Solución: A) 6π+ 3 B) 16π + 3 3 D) 4 (4π+ 3 3 ) E) 18(π+ 2 3 ) D) 9 (π+ 3 ) Solución: AS ATOTAL b x h = 2 b x h AS = 1 ATOTAL 2 A 6 M 6 C ∴ AS = 50%ATOTAL 12 CLAVE: A Trasladamos regiones y se obtiene un triángulo equilátero y un semicírculo: AS = A# ABC + A1 Para calcular el área de la región sombreada hemos usado esta formula: (12)2 3 π(6)2 AS = + 4 2 AS = 36 3 +18π ∴ AS = 18 (π + 2 3 ) CLAVE: E h b h b AS = b x h 2 2 A PROBLEMA 41 Si en el gráfico P y Q son puntos medios. ¿Qué parte del círculo falta sombrear? (UNSAAC CBU 2001 I) PROBLEMA 42 ¿Qué fracción representa la parte sombreada respecto al área total? (UNSAAC CBU 2001 II) A) 2 3 D) 1 2 Solución: B) 1 3 E) 3 4 C) 1 4 A) 2 3 D) 3 4 Solución: B) 3 5 E) 2 5 C) 1 3 2a a a P Q Dividimos el la figura en triángulos, para obtener regiones de áreas iguales, como se muestra a continuación: Área del círculo menor (A1): 2 A1 = πa Área del círculo mayor (A2): A = π(2a)2 ⇒ A2 = 4πa 2 Luego: Finalmente: 2 AS 6 # A1 = πa = A 18# A2 4 πa2 TOTAL 1 ∴ = 1 A 1 4 2 CLAVE: C ∴ AS = 3 ATOTAL CLAVE: C P Q PROBLEMA 43 Hallar el área de la región sombreada, si: AB = BC; DC = DE; BD = 30 cm. (UNSAAC CBU 2001 II) B 30 cm D A C E PROBLEMA 44 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: B C A) 900 cm2 B) 300 cm2 C) 250 cm2 D) 150 cm2 d E) 450 cm2 Solución: B a 30 cm D a A D Dato: d = 3 2 2 b b A C E ⇒ d = 6 2 Finalmente sabemos que: Aplicamos el Teorema de Pitágoras en el BCD: a2 + b2 = 302 a2 + b2 = 900 … (I) Luego: (6 2 )2 A = 2 AS = A ABC + A CDE a x a b x b AS = + 2 2 a2 + b2 ∴ A = 36 cm2 CLAVE: C AS = … (II) 2 Remplazando (I) en (II). 900 AS = 2 ∴ AS = 450 cm2 CLAVE: E 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 d2 A = 2 A B 2 2 Solución: B L L 2x PROBLEMA 46 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 x O x C 2x L L D H C D 2 ) 2 Dato: PerímetroROMBO = 80 A) 10 m B 15 m 4L = 80 ⇒ L = 20 … (I) C) 30 m2 C) 20 m2 E) 40 m2 Solución: Aplicamos el Teorema de Pitágoras en BOA: L2 = x2 + (2x)2 A b B h L = x 5 … (II) D H C Remplazando (I) en (II) a 20 = x 5 Finalmente: ⇒ x = 20 5 Dato: A# ABH = 4 b x h = 4 ⇒ b x h =8 AROMBO = AROMBO = BD x AC 2 (4x) x (2x) 2 También nos dan este dato: CD x AH =12 ⇒ a x h =12 2 AROMBO = 4 x 2 Luego: A = a + b h = ah + bh AROMBO 2 20 = 4 TRAPECIO 5 A = 12 + 8 ∴ AROMBO = 320 cm2 TRAPECIO 2 CLAVE: D ∴ AS = 10 m2 ( ) PROBLEMA 47 CLAVE: A PROBLEMA 48 CLAVE: C En la figura, hallar el área de la región sombreada. (UNSAAC CBU 2001 II) Hallar el área de la figura sombreada. Si cada cuadradito tiene un área de 20cm2. (UNSAAC CBU INT 2002) A 8 B 8 8 D 8 C A) 8 + 16 π B) 16 + 4 π C) 16 + 8 π D) 8 + 8 π E) 8 + 4 π Solución: Dividimos la región en tres regiones conocidas (un cuadrado y dos cuartos de círculo) A B A) 310 cm2 B) 280 cm2 C) 320 cm2 D) 230 cm2 E) 200 cm2 Solución: L B L A2 D C E 4 A M Dato: 4 A1 A3 G F L2 = 20 D 4 N 4 C De la figura: AS = A1 + A2 + A3 De la figura: AS = 2A1 + A2 2L x 5L 2L x 3L A = + + 4L 2L π(4)2 S 2 2 x 2 2 2 ⇒ 2 AS = 2 + 42 AS = 5L + 3L + 8L AS = 16L 4 ∴ AS = 16 + 8π AS = 16 (20) ∴ AS = 320 cm2 A1 O A1 A2 CLAVE: C CLAVE: B PROBLEMA 49 La figura ABCD es un cuadrado de lado igual a 2 cm. Hallar el área en cm2 de la región sombreada. (UNSAAC CBU INT 2002) B C PROBLEMA 50 En la figura, ABCD es un trapecio isósceles, EBCF es un cuadrado de 64 m2 de área y AD = 26m. Calcular la suma de áreas de las regiones triangulares ABE y CFD. (UNSAAC CBU 2002 I) B C O A A) π − 1 4 2 D E F B) π + 1 4 2 A D C) π− 2 D) 3π −1 E) π − 1 3 2 Solución: B C A) 36 m2 B) 72 m2 C) 64 m2 D) 81 m2 E) 48 m2 Solución: P O 2 45º B C L 64 L x L y A 1 E 1 D E F Trazamos OE ⊥ AD Luego de la figura: ⇒ AE = ED = 1 A h L h D 26 ( ) Dato: A BCFE = 64 AS = A PDA − A AOE + A OED L2 = 64 ⇒ L = 8 A = π(2)2 45º π(1)2 − 1x 1 + Luego: AD = 26 S 360º 4 2 π 1 S = + 4 2 2h + L = 26 ⇒ h = 9 Pero: x = y A ∴ y: x = Lh 2 8 (9) x = = 36 PROBLEMA 52 CLAVE: D PROBLEMA 51 2 ∴ x + y = 72 CLAVE: B Hallar el área que encierra el cuadrado ABCD, si el radio de la semicircunferencia es R = 5m. (UNSAAC CBU 2002 I) B C En la figura mostrada: ABCD y PQRC son cuadrados, siendo “P” punto medio del lado BC. Calcular A O D R qué parte del área de la región no sombreada es el área de la región sombreada. (UNSAAC CBU 2002 I) A B P Q A) 25 m2 B) 16 m2 C) 9 m2 D) 8 m2 E) 20 m2 Solución: B C 5 2x A x O x D D C R DOC: 5 2 = (2x)2 + x2 ⇒ x2 = 5 2 Luego AABCD = (2x) AABCD = 4x2 ⇒ AABCD = 4 (5) ∴ AABCD = 20 m2 CLAVE: E De la figura se tiene: As = 8A PROBLEMA 53 Hallar el área del círculo inscrito en el triángulo ABC, si AB, = 5 cm y BC = 12cm (UNSAAC CBU 2002 I) ANS 20A 2 ∴ AS = 5 ANS 2A 2A A A A A 2A 2A 2A 2A 2A 2A A) 2/3 B) 5/6 C) 3/2 D) 2/5 Solución: E) 5/12 A = π(2) C A B A) 2π cm2 B) 9π cm2 C)4πcm2 D) 6π cm2 E) 8π cm2 Solución: C A) 54 cm2 B) 72 cm2 C) 36 cm2 D) 24 cm2 E) 27 cm2 Solución: 13 12 =3 =3 B A1 A2 D A B 5 Teorema de Pitágoras: ABC: AC2 = 122 + 52 ⇒ AC = 13 Teorema de Poncelet: 5 + 12 = 13 + 2r r = 2 Luego: 2 círculo ∴ Acírculo = 4π H 9 C A 9 F Dato: 2 = 9 ⇒ = 3 De la figura: As = A1 + A2 6 × 9 6 × 9 As = + 2 2 ∴ AS = 54cm2 CLAVE: A PROBLEMA 54 CLAVE: C PROBLEMA 55 ¿Qué parte de la región sombreada, representa la región no sombreada? (UNSAAC CBU 2002 II) En el siguiente cuadriculado, cada “cuadradito” tiene un área de 9 cm2. El área de la región sombreada, es: (UNSAAC CBU 2002 I) A A) 1/4 B) 1/3 C) 2/3 D) 3/4 E) 1/2 Solución: Usamos la siguiente propiedad: B M A N 3A A C Luego, se tendría: D E C P A Q B A) 32 u2 B) 60 u2 C) 65 u2 D) 72 u2 E) 64 u2 Solución: Usamos la propiedad de la mediana: B A A A D C ANS = A + B + C + D + E + F Luego tendríamos: D E C 8 AS 3A + 3B + 3C + 3D + 3E + 3F 16 P 4 2 2 ANS = A + B + C + D + E + F A E Q B AS 3(A + B + C + D + E + F) ⇒ A ABCD = 2A# AEB ∴ = 1 A NS 3 S CLAVE: B ∴ AS = 64 u2 CLAVE: E PROBLEMA 56 En el triángulo AEB, los segmentos interiores son medianas. Hallar el área de la región rectangular ABCD; si el área de la región triangular PBQ es 2u2. (UNSAAC CBU 2002 II) PROBLEMA 57 Calcular el área de la región cuadrangular ABCD, inscrito en el semicírculo
Compartir