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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE FACULTAD DE MATEMÁTICAS MATEMÁTICA BÁSICA – MAT 120 B SEM I - 2004 GUÍA DE ESTUDIO a) LONGITUD Y UNIDADES DE MEDIDA. La unidad fundamental de longitud es el metro. En la siguiente tabla se representan las principales unidades de longitud. Nombre Símbolo Equivalencia kilómetro Km 103 m hectómetro Hm 102 m decámetro Dm 10 m metro m 1m decímetro dm 10-1 m centímetro cm 10-2 m milímetro mm 10-3 m 10-6 m Micra En los países de influencia inglesa aún no adoptan el sistema métrico decimal y usan unidades particulares. Entre ellas tenemos las siguientes Nombre Equivalencia 1 pulgada 2,54 cm 1 pie 12 pulgadas 1 yarda 3 pies 1 milla terrestre 1,609 Km 1 milla náutica 1,852 Km Qué unidad de elegirías para medir: – El largo de tu sala de clases – El ancho de un terreno – La distancia entre dos ciudades – La longitud de un lápiz – El grosor de tus cuadernos Ubica en la tabla las siguientes distancias y, después, exprésalas en metros, en centímetros y en milímetros: a) 35 Km 17 m Km 3 b) 15 m 15 mm Hm 5 Dm 1 c) 25 Dm 11 m m 7 dm cm d) 6 Hm 7dm 5 cm mm Si un automóvil va por la carretera con una velocidad de 60 millas por hora. ¿A cuántos kilómetros por hora viaja? Un estudiante camina diariamente 1,5 Km para legar a la universidad. ¿Cuántas millas recorre cada día? María compra una cinta de 2 m 50 cm y corta dos cintas, una de 7 dm y la otra de 73 cm. ¿Cuánto mide el resto que le queda? Una cinta de 2 m 4 cm se corta en dos partes. Si una de las partes es el triple de la otra, ¿cuánto mide cada parte? Completa la siguiente tabla si en cada línea de la tabla deben estar escritas las medidas de la misma distancia y en las unidades indicadas en la parte superior de la tabla: Km Hm Dm 47 470 55 4700 m dm cm mm 5601 5000 25000 1000000 750000 En el trayecto hacia el sur se encontraron los siguientes carteles indicadores: A ciudad A 169 Km A ciudad B 317 Km ¿Cuál es la distancia entre la ciudad A y la ciudad B? Completa la siguiente tabla: Polígono Triángulo regular Largo del lado. 6 En cm Perímetro en cm Triángulo Cuadri Cuadri Pentá Pentálátero látero gono gono 5,5 96 10 Hexágono Hexágono 15 27 247 Heptá- Heptágono gono 3,35 1890 Octógono 17 7707 11 b) ÁNGULOS Y MEDIDA DE ÁNGULOS. Si se tiene como dato que el ángulo mide 45° 30’, calcule la medida de los demás ángulos: Calcula el valor del ángulo que falta en cada una de las siguientes figuras; 90° 25° 12’ 58° 30’ 22° 15’ 45° Octógono 30° 25’ Un ángulo de un triángulo isósceles mide 74°, ¿cuánto miden los otros dos ángulos? Dado un triángulo ABC, se sabe que el ángulo es el doble del ángulo y que el ángulo es el triple del ángulo ¿Puedes calcular la medida de cada ángulo? Explica cómo las calculas y escríbelo usando escritura matemática. Dado un triángulo ABC, se sabe que la medida del ángulo supera en 30° a la medida del ángulo y que m() = m() ¿Puedes calcular la medida de cada ángulo? Explica cómo las calculas y escríbelo usando escritura matemática. Uno de los ángulos de un romboide mide 120°, ¿cuál es la medida de los otros tres ángulos? En un cuadrilátero ABCD dos ángulos opuestos, ∢ y ∡ son complementarios. Si m()= 70° y m()= 150°, ¿cuál es la medida de los otros dos ángulos? c) SUPERFICIES Y UNIDADES DE MEDIDA. La unidad de superficie es el metro cuadrado. Las unidades de medida de superficies más usadas son las siguientes: Nombre Símbolo Equivalencia kilómetro cuadrado Km2 106 m2 hectómetro cuadrado Hm2 104 m2 decámetro cuadrado Dm2 102 m2 metro cuadrado m2 1 m2 decímetro cuadrado dm2 10-2 m2 centímetro cuadrado cm2 10-4 m2 milímetro cuadrado mm2 10-6 m2 Las unidades para medir superficies de terrenos se llaman agrarias y son: Nombre Símbolo Equivalencia hectárea Ha 104 m2 área a 102 m2 centiárea ca 1 m2 – Calcula cuántos metros cuadrados tiene el campo de mi abuelita que tiene 7,5 hectáreas. – Calcula el área del terreno anterior. – La cubierta de la mesa de la sala de reuniones tiene 59500 cm 2, si el largo de la mesa es de 3,5 m, ¿cuál es el ancho? – La base cuadrada del florero mide 12,25 cm 2, ¿cuántos milímetros mide cada lado de la base? – Un macetero tiene base circular de 6,25 dm2, ¿cuántos centímetros de diámetro tiene su base? Los lados de un triángulo miden 3, 4, 5; los de otro miden 6, 8, 10. ¿ Qué clase de triángulos son éstos y cómo son entre sí? Se cambian dos terrenos equivalentes, el primero es un cuadrado de 200 m de perímetro y el segundo es un triángulo de 80 m de base. ¿Cuál es su altura? NOTA: Dos figuras geométricas son equivalentes si tienen igual área. Calcula el área del cuadrilátero dado. En la figura se tienen las siguientes medidas: h1 = 3 cm, h2= 4 cm y BD = 12 cm, . d) DAR UNA IDEA INTUITIVA DE CONCEPTOS MUY BÁSICOS Congruencia de figuras Semejanza de figuras Transformación isométrica Traslación Rotación Reflexión Enunciado del teorema de Pitágoras Enunciado del teorema de Tales e) BUSCAR UNA SITUACIÓN DETERMINADO CONCEPTO REAL DONDE ESTÉ PRESENTE UN Congruencia de figuras Semejanza de figuras Transformación isométrica Traslación Rotación Reflexión f) APLICACIONES DEL TEOREMA DE PITÁGORAS Calcular la diagonal de un cuadrado de lado 10. Si la diagonal de un cuadrado es 1.¿Cuánto mide el lado? ¿Cuánto se ahorra al caminar por la diagonal en una plaza de lado 100 metros? Calcular la altura de un tetraedro regular de lado 1 Calcular la altura de un cono cuyo radio basal es 1 y cuya distancia del vértice superior a un punto de la circunferencia basal es 10. g) REALIZAR UNA CONSTRUCCIÓN JUSTIFICANDO EL PROCEDIMIENTO h) Dividir un segmento en dos partes iguales Construir una recta perpendicular a una recta dada. Dividir un ángulo en dos partes iguales. DETERMINAR SI UNA DETERMINADA PROPIEDAD GEOMÉTRICA ES VERDADERA O FALSA. (En caso que sea falsa reemplazarla por una verdadera) Todos los segmentos son congruentes Una reflexión transforma triángulos en otros triángulos de diversos tamaños. Con las traslaciones se pueden obtener todos los cuadrados congruentes con uno dado. i) DEMOSTRACIÓN DE TEOREMAS IMPORTANTES j) Pitágoras APLICAR TRANSFORMACIONES A FIGURAS Dibuja un triángulo cuyos vértices sean los puntos A( -3,2), B(-3,4) y C( -2, 4) .Aplícale una traslación de 5 unidades hacia la derecha y 3 hacia abajo, es decir una traslación dada por el vector ( 5, -4). Dibuja un triángulo cuyos vértices sean los puntos A( -3,2), B(-3,4) y C( -2, 4) Ahora aplícale una rotación en torno al punto correspondiente al vértice A, en 45°. Dibuja un triángulo cuyos vértices sean los puntos A( -3,2), B(-3,4) y C( -2, 4) Ahora aplícale una reflexión en torno al eje horizontal. Ubica las coordenadas del triángulo dado ABC y determina una secuencia de transformaciones para llegar desde el triángulo ABC a cada uno de los tres triángulos. k) TRANSFORMACIONES Usando el concepto de traslación: ¿en qué punto debería construirse un puente ( MN ) sobre el río que separa a dos ciudades A y B de modo que el camino AMNB sea el más corto posible? (Considere las riberas del río paralelas y el puente perpendicular a éstas). Encuentre el camino AMNPQB más corto de modo que una a A y a B pasando por dos ríos y bajo las mismas condiciones que en el problema anterior. Al aire libre hipotético: Se supondrá que el terreno es plano y horizontal, que los puntos serán representados por pequeñas estacas delgadas clavadas en el terreno y que las rectas serán de pitilla suficientemente larga. Otros instrumentos necesarios serán una huincha metálica, un transportador. a) Cómo medirías la distancia entre dos puntos A y B separados por un obstáculo b) Dividir un terreno triangular en dos terrenos triangulares no necesariamente iguales pero que tengan igual área. c) Medir la anchura de un arroyo desde su orilla (sin medir directamente) l) ÁREAS, PERÍMETROS, DISECCIONES, TEOREMA DE PITÁGORAS (EQUIVALENCIA = IGUAL ÁREA) Una extensión de terreno de forma cuadrada tiene 4800 metros de contorno. Se vende a razón de diez millones la hectárea (1 hectárea = 10 mil metros cuadrados) ¿cuánto vale el terreno? ¿Cuánto valdrá pintar una pared cuadrada de 6 m por lado, si se paga a $1500 el m2? En una plancha de acero de forma cuadrada, y de 1,5 m. por lado, se hace en su centro una abertura, también de forma cuadrada, de 0,75 m. por lado. ¿cuál es el área de la parte restante? Un sitio de forma cuadrada se compra a razón de $3.500 el metro cuadrado. Si mide 20 metros y medio por lado ¿en cuánto se compró? Un patio de forma cuadrada tiene 12,5 m por lado. Se embaldosa con ladrillo de forma también cuadrada, que mide 1 dm por lado (1 metro es igual a 10 decímetros) ¿cuántos ladrillos se necesitan? La diagonal de un cuadrado mide 37 cm. ¿Cuál es el suma de los lados? Un campo de forma cuadrada tiene 1.500 metros por lado. Alrededor de él se quiere plantar árboles de 5 en 5 metros ¿cuántos árboles se necesitan? Un potrero cuadrado se quiere cerrar con tres corridas de alambre. Si el campo mide 750 m. Por lado ¿cuántos rollos de 75m se ocuparán? Una cuadrado tiene un metro por lado. Se toman 10 cm a partir de cada vértice y se unen los puntos vecinos. ¿Qué área tiene la parte restante del cuadrado? Un rectángulo mide 75 m de largo por 52 metros de ancho. A partir de cada vértice se toman 30 metros y se unen los puntos contiguos. ¿Qué área tiene la parte restante del rectángulo? Se quiere modificar un edificio que forma esquina en una calle, tomando 2,50 metros por ambos lados. ¿Qué valor tiene el terreno expropiado, a razón de 4 millones el metro cuadrado? La diagonal de un rectángulo mide 30 metros y los lados contiguos 18 y 24 metros respectivamente. ¿Cuál es la diferencia entre el área del cuadrado construido sobre la diagonal y la del rectángulo? El área de un trapecio es de 700 m 2. La longitud de cada base es de 30 y 40 metros, respectivamente, ¿cuál es la distancia entre las bases? Muestre que si dos triángulos de igual altura y construidos sobre una misma base, se cortan por una paralela a la base común, los segmentos de la paralela interceptados por los lados del triángulo, son iguales entre sí. Construir un cuadrado dada la diferencia p entre la diagonal y el lado. (llame y a la diagonal y x al lado del cuadrado pedido, según el enunciado se tiene y – x = p, relacione x e y usando Pitágoras y reemplace en la expresión anterior, etc) Construir un cuadrado dada la suma de la diagonal y del lado. Transformar un triángulo equilátero en un cuadrado equivalente (de igual área) [llame el lado del triángulo equilátero a y el lado del cuadrado como x, relacione las áreas] Dividir un trazo dado a en dos segmentos tales que el rectángulo formado por los segmentos sea equivalente al cuadrado construido sobre la diferencia de ellos. Dividir un trazo dado a de tal modo que el área del cuadrado construido sobre el segmento mayor sea equivalente al doble del área del rectángulo formado por el segmento menor y el trazo entero. Muestre que un triángulo es equivalente a la mitad de un paralelogramo que tenga la misma base y la misma altura Transformar un paralelogramo en otro equivalente que tenga un lado dado (teorema del gnomon) Transformar un triángulo en otro equivalente que tenga un lado común con él. Dividir un paralelogramo en n partes equivalentes, de modo que las rectas de división sean paralelas a uno de los lados del paralelogramo. Dividir un triángulo en n partes equivalentes por medio de rectas que partan desde uno de sus vértices Dibujar un paralelogramo 3 veces mayor que un paralelogramo dado. Dibujar un triángulo 2 veces mayor que un triángulo dado. Dados dos cuadrados, construir un tercero equivalente a la suma de los otros dos. Construir un cuadrado que sea equivalente: (a) al doble, (b) al triple, (c) a la tercera parte de un cuadrado dado. Muestre que en todo triángulo rectángulo se verifica que el rectángulo formado por los catetos es equivalente al formado por la hipotenusa y al altura. Hallar el área de cada uno de los cuadrados de la figura. ¿se verifica la relación pitagórica? Explica cómo procediste para calcularlo. (asume que el cuadriculado tiene cuadrados de lado 1 cm.) Dados tres puntos A, B y C, trazar por A un recta de modo que las distancias de B y C a ella sean entre sí como m : n Describa todas las figuras geométricas que son siempre semejantes entre sí. Justifique la semejanza m) EJERCICIOS Encontrar un punto que tenga de un punto dado A la distancia a = 3 cm y de otro punto B la distancia de 4 cm. (Dos soluciones. Ayuda: intersección de circunferencias) Muestre que si se cortan dos rectas paralelas por un transversal de modo que los ángulos internos o externos del mismo lado de la transversal son iguales, la transversal es perpendicular a las paralelas cortadas por ella. Si la suma de dos ángulos agudos de un triángulo es igual a 90º, el triángulo es rectángulo; si es menor que 90º el triángulo es obtusángulo; y si es mayor que 90º el triángulo es acutángulo. Muestre que la suma de los ángulos exteriores de un triángulo es igual a 360º.