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DETERMINACIÓN DE LOS PUNTOS NOTABLES DE UN TRIÁNGULO EN TÉRMINOS DE SUS LADOS HERNAN DARIO ORTIZ ALZATE ESPECIALISTA EN LA ENSEÑANZA DE LAS MATEMÁTICAS U de A INTRODUCCIÓN En el desarrollo de la geometría se acostumbra determinar la ubicación de los puntos notables del triángulo por métodos sintéticos, analíticos o dinámicos. Los métodos sintéticos corresponden a procedimientos constructivos, los cuales conllevan consigo la inexactitud propia de los instrumentos y la imprecisión propia de la pericia del dibujante, siendo netamente intuitivos. Los métodos analíticos, por su parte, arrojan datos exactos pero requieren de la ubicación en el plano cartesiano de los vértices del triángulo y la posterior determinación de parámetros como puntos medios, pendientes, ecuaciones de rectas y puntos de intersección, claves para establecer la ubicación de los puntos notables, todo haciendo uso de la geometría analítica, requiriendo de gran desempeño matemático y cálculos diversos. En los métodos analíticos difícilmente se parte de conocer las longitudes del triángulo. Los métodos dinámicos son los más versátiles porque conjugan los dos anteriores y permiten una excelente visualización a partir de la manipulación de software creado para tal fin, en ellos se puede partir de conocer la longitud de los lados y determinar con exactitud la ubicación de los puntos notables, pero requiere de acceso a un ordenador y pericia en el manejo del software. Con el presente documento se pretende divulgar otra manera de determinar la ubicación de los puntos notables del triángulo, a partir del conocimiento de la longitud de los lados. Este método permite, mediante fórmulas algebraicas1, hacer cálculos exactos para establecer la ubicación de cada punto notable, sin requerir del uso del ordenador ni del uso de construcciones geométricas. CONSIDERACIONES INICIALES En todo triángulo ABC con lados a opuesto al vértice A , b opuesto al vértice B y c opuesto al vértice C , se puede determinar la ubicación de los puntos notables BARICENTRO, INCENTRO, CIRCUNCENTRO y ORTOCENTRO, en términos de los lados del triángulo, cuando éstos son conocidos. Para determinar la ubicación del punto notable, se establece como punto de referencia el vértice B del triángulo y se determinan la distancia , correspondiente a la medida del segmento que va desde el punto notable hasta el lado ̅̅̅̅ o su prolongación y es 1 La determinación de las fórmulas divulgadas en este documento hacen parte de escrito más extenso , el cual está en preparación por parte del autor. perpendicular a éste, y la distancia , correspondiente a la medida del segmento sobre la línea que contiene a ̅̅̅̅ , que va desde el vértice B hasta el pie de la perpendicular , con lo cual las coordenadas del punto notable será Los valores de se consideran positivos hacia la derecha de B y se consideran negativos hacia la izquierda de B. Los valores de se consideran positivos hacia arriba de BC y se consideran negativos hacia abajo de BC. DETERMINACIÓN DEL BARICENTRO O GRAVICENTRO DE UN TRIÁNGULO. Definiciones básicas: Mediana de un triángulo: es el segmento de recta que une el punto medio de un lado de un triángulo con el vértice opuesto. En un triángulo se pueden trazar tres medianas, una por cada vértice del triángulo, las cuales se cortan en un punto denominado BARICENTRO o GRAVICENTRO. El baricentro o gravicentro es el centroide o centro de gravedad del triángulo. La ubicación del baricentro en términos de los lados del triángulo, corresponde a: 3a 2 c 2 b 2 4a 2 c 2 (c 2 a 2 b 2 ) 2 G ( d , e) G , 6a 6a Para el triángulo de lados se tiene DETERMINACIÓN DEL CIRCUNCENTRO DE UN TRIÁNGULO. Definiciones básicas: Mediatriz de un segmento: es la recta que pasa por el punto medio de un segmento y es perpendicular a éste. En un triángulo se pueden trazar tres mediatrices, una por cada lado del triángulo, las cuales se cortan en un punto denominado CIRCUNCENTRO. El circuncentro es el centro de una circunferencia circunscrita que pasa por los vértices del triángulo. La ubicación del circuncentro en términos de los lados del triángulo, corresponde a: a a (c 2 b 2 a 2 ) C c ( d , e) C c , 2 2 4 a 2 c 2 (c 2 a 2 b 2 ) 2 Para el triángulo de lados se tiene DETERMINACIÓN DEL ORTOCENTRO DE UN TRIÁNGULO. Definiciones básicas: Altura de un triángulo: es el segmento de recta que va desde un vértice de un triángulo hasta el lado opuesto o su prolongación y es perpendicular a éste. En un triángulo se pueden trazar tres alturas, una por cada vértice del triángulo, cuyos segmentos o sus prolongaciones se cortan en un punto denominado ORTOCENTRO. La ubicación del ortocentro en términos de los lados del triángulo, corresponde a: a 2 c 2 b 2 (a 2 b 2 c 2 )(a 2 c 2 b 2 ) O ( d , e) O , 2 2 2 2 2 2 2a 2 a 4 a c (c a b ) Para el triángulo de lados se tiene DETERMINACIÓN DEL INCENTRO DE UN TRIÁNGULO. Definiciones básicas: Bisectriz de un ángulo: es la recta que divide a un ángulo en otros dos ángulos congruentes entre sí. En un triángulo se pueden trazar tres bisectrices, una por cada ángulo del triángulo, las cuales se cortan en un punto denominado INCENTRO. El incentro es el centro de una circunferencia inscrita que es tangente a los lados del triángulo. La ubicación del incentro en términos de los lados del triángulo, corresponde a: a c b 4 a 2 c 2 (c 2 a 2 b 2 ) 2 I ( d , e) I , 2 2(a b c) Para el triángulo de lados se tiene PUNTOS NOTABLES Y RECTA DE EULER Al ubicar conjuntamente los puntos notables de cualquier triángulo se observa que el ortocentro, el baricentro y el circuncentro están alineados. La línea que contiene a éstos puntos notables recibe el nombre de RECTA DE EULER. Puede también observarse que la distancia entre el ortocentro y el baricentro es igual al doble de la distancia entre el baricentro y el circuncentro. Para el triángulo de lados , La fórmula para determinar la distancia entre el ortocentro y el circuncentro en términos de los lados del triángulo es: [ √ Así para los valores dados de y ] se tiene que La fórmula para determinar la distancia entre el baricentro y el circuncentro en términos de los lados del triángulo es: [ √ Así para los valores dados de y ] se tiene que EJERCICIO Determine la ubicación de los puntos notables circuncentro, baricentro, ortocentro e incentro, y calcule la distancia entre el ortocentro y el circuncentro para el triángulo de lados Cualquier comentario sobre el documento en divulgación enviarlo al correo electrónico herdaror@hotmail.com