República de Panamá Ministerio de Educación Tel.: 958-5804 DIRECCIÓN NACIONAL DE EDUCACIÓN MEDIA PROFESIONAL Y TÉCNICA Instituto Profesional y Técnico de Veraguas Nombre del Alumno o la Alumna: _____________________________Grupo:10º ______ Sección: Bachiller Industrial Segundo Ciclo Industrial Especialidad: _____________________ UNIDAD DE APRENDIZAJE Nº 9 Triángulo 9.0 ÁREA: Geometría 9.1 OBJETIVOS Repasar los conceptos fundamentales del triángulo. Utilizar las nociones geométricas para realizar problemas de triángulo de su entorno. Resolver problemas geométricos de triángulos y demostraciones geométricas. 9.2 INTRODUCCIÓN El triángulo es el polígono más sencillo, pero no por eso el menos interesante. Cuando miramos a nuestro alrededor encontramos triángulos forman que parte los de construcciones, de objetos, de figuras, etc. Esto es evidencia de que a pesar de su simplicidad, el triángulo puede tener tanta desenvolvimiento utilidad de en el todas las cuestiones geométricas de situaciones Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 1 de la vida real. Su estructura rígida, indeformable, lo hace imprescindible en las construcciones de tendidos eléctricos, de puentes, de techos, etc. A pesar de su aparente fragilidad y de lo sencillo de su composición, muchas de las estructuras construidas a base de triángulos tienen una belleza serena y espectacular al mismo tiempo. La Geometría es utilizada todos los días en nuestra vida, y uno de los motivos que impulso su desarrollo fue la necesidad de medir la tierra. La palabra Geometría procede del griego: Geo, que significa tierra y metrón que significa medida. En el antiguo Egipto, cuando sucedían las crecidas veraniegas del Río Nilo, las lindes de los terrenos se borraban y era necesario redefinir la separación entre terrenos. Un instrumento de medida, que utilizaban los agrimensores egipcios, eran unas cuerdas anudadas convenientemente, de tal forma que les fuera fácil la construcción de los ángulos rectos que formaban las parcelas. Un triángulo, en Geometría, es un polígono determinado por tres segmentos que se cortan dos a dos en tres puntos (que no se encuentran alineados, es decir: puntos no colineales). Los tres puntos de intersección de las rectas son los vértices y los segmentos de recta, son los lados del triángulo. Dos lados contiguos forman uno de los ángulos interiores del triángulo. Si el triángulo está contenido en una superficie plana se denomina triángulo, o trígono, un nombre poco común para este tipo de polígonos. Si el triángulo está contenido en una superficie esférica, se denomina triángulo esférico. Representado, en Cartografía, sobre la superficie terrestre, se denomina triángulo geodésico. 9.3 DEFINICIONES Triángulo: es la figura geométrica conformada por tres segmentos de recta. Triángulo: es un polígono formado por la unión de tres segmentos de recta. Triángulo: es un polígono de tres lados, es decir, una porción de plano limitada por tres segmentos unidos, dos a dos, por sus extremos. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 2 9.4 ELEMENTOS DE UN TRIÁNGULO Todo triángulo1 tiene elementos primarios y elementos secundarios. Los elementos primarios o principales de un triángulo son los lados, vértices y los ángulos (interiores y exteriores). Y los elementos secundarios son: altura, bisectriz, simetral, mediana o transversal de gravedad. Observación: el triángulo es la figura geométrica cerrada más simple que existe, y se distingue por poseer tres ángulos interiores y carecer de diagonales. 9.4.1 ELEMENTOS PRINCIPALES O PRIMARIOS DE UN TRIÁNGULO Los elementos primarios de un triángulo son: Los vértices de un triángulo: son los puntos de confluencia o intersección entre cada dos lados del triángulo, y también son los puntos extremos o puntos donde concurren los lados de un ángulo. Por acuerdos realizados internacionalmente, los vértices no se consideran propiamente como un elemento, es decir, cuando se resuelven problemas sobre triángulos solo se consideraran: 3 lados y 3 ángulos. Los vértices de los ángulos se nombran con letras mayúsculas, tales como: A, B, C, …, Z. Los lados del triángulo: son los segmentos de recta. Se designan de dos formas: 1) Con letras minúsculas, así: a, b, c, …, z y que corresponden a la letra que nombre el vértice opuesto. 2) Con dos letras mayúsculas y un símbolo en forma de barra, sobre ellas, así: AB , BC , AC Los ángulos del triángulo: son las aberturas que forman los lados del triángulo, y existen dos tipos: Los ángulos interiores: son los ángulos que lo forman cada par de lados consecutivos del triángulo, y según la figura son: , y . Los ángulos exteriores: son los ángulos formados por un lado del triángulo y su prolongación en la región exterior, y según la figura son: , y . Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 3 9.4.2 ELEMENTOS SECUNDARIOS O NOTABLES DE UN TRIÁNGULO Los elementos notables o secundarios de un triángulo son: Las alturas: son los segmentos perpendiculares a un lado o a su prolongación desde el vértice opuesto. La altura de un triángulo se designa con la letra h y un triángulo tiene tres alturas, una por cada lado, por lo que se denota así: ha, hb y hc. El punto O de confluencia o concurrencia de las tres alturas se llama ortocentro. Las bisectrices: son las rectas que dividen cada ángulo del triángulo por la mitad. Se designa con la letra b y un triángulo tiene tres bisectrices, una por cada ángulo, por lo que se denota así: b, b y b.. El punto O de confluencia o concurrencia de las tres bisectrices se llama incentro. El incentro corresponde al centro de una circunferencia inscrita en el triángulo. Las mediatrices o simetrales: son las rectas perpendiculares a cada uno de los lados del triángulo en su punto medio. Se designa con la letra S y un triángulo tiene tres simetrales o tres mediatrices. El punto O de confluencia o concurrencia de las tres mediatrices se llama circuncentro. El circuncentro es el centro de una circunferencia circunscrita al triángulo, y la circunferencia pasa por los tres vértices. Las medianas o transversales de gravedad: son los segmentos trazados desde los vértices hasta el punto medio del lado opuesto. Todo triángulo tiene tres mediabas o transversales de gravedad, una por cada lado del triángulo, y se designa con las letras m ó t. El punto G de confluencia o concurrencia de las tres medianas o transversales de gravedad se llama baricentro. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 4 La mediana tiene una longitud igual a la mitad del lado paralelo, así: FD 12 AC DE 12 AB EF 12 CB . Al trazar las tres medianas de un triángulo, éste queda dividido en cuatro triángulos congruentes. 9.5 ALGUNAS PROPIEDADES DE LOS ÁNGULOS DE UN TRIÁNGULO La suma de los ángulos internos o interiores de un triángulo es igual a dos ángulos rectos; es decir, suman 180º. En la figura, α + γ + ε = 180º. Además, γ = β y ε = δ por ser ángulos alternos internos. El valor de un ángulo exterior de un triángulo es igual a la suma de los dos ángulos internos o interiores no adyacentes; es decir, = α + ε. Un ángulo interior y exterior de un triángulo son suplementarios, es decir, suman 180°, + γ = 180º. La suma de los ángulos agudos de un triángulo es igual a un ángulo recto; es decir, suman 90º, + = 90º. Todo triángulo tiene dos regiones, una interior y otra exterior. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 5 9.6 CLASIFICACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS 9.6.1 CLASIFICACIÓN, SEGÚN SUS ÁNGULOS Triángulo acutángulo: es el triángulo que tiene tres ángulos agudos. Triángulo rectángulo: es el triángulo que tiene un ángulo recto y dos agudos. Triángulo obtusángulo: es el triángulo que tiene un ángulo obtuso y dos agudos. 9.6.2 CLASIFICACIÓN SEGÚN SUS LADOS Triángulo equilátero: es el triángulo que tiene sus tres lados de la misma medida. También sus ángulos interiores son de igual medida y cada uno mide 60°. Triángulo isósceles: es el triángulo que tiene dos lados de igual medida y sus ángulos de la base también son de igual medida. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 6 Triángulo escaleno: es el triángulo que tiene sus tres lados de distinta medida, también sus ángulos. 9.7 CÁLCULO DEL ÁREA Y EL PERÍMETRO DE UN TRIÁNGULO El procedimiento para calcular el área de un triángulo es el siguiente: El área de un triángulo es igual al producto de la base por la altura todo eso, dividido entre dos Área del triángulo Base Altura . 2 El procedimiento para calcular el perímetro de un triángulo es el siguiente: El perímetro de un triángulo es suma de la medida de la longitud de sus tres lados. Es decir, Perímetro del triángulo AB BC AC Ejemplo 1: Hallar el área de un triángulo, si la base mide 30 metros y la altura es de 15 metros . Solución: AB CD 30m 15m 450m 2 A 225m 2 2 2 2 Respuesta: El área del triángulo es de 225 m 2 . 9.7.1 CÁLCULO DEL ÁREA Y EL PERÍMETRO DE UN TRIÁNGULO RECTÁNGULO Área de un triángulo rectángulo es igual al producto de los catetos, dividido entre dos. El perímetro de un triángulo rectángulo es suma de la medida de sus tres lados, p AB BC AC p c a b Ejemplo 2: Hallar el área de un triángulo rectángulo, si sus catetos miden 7,7 cm y 4,6 cm . Solución: Área del triángulo Base Altura 2 AB AC 7,7cm 4,6cm 35,42cm 2 17,71cm 2 2 2 2 Respuesta: El área del triángulo es de 17,71 cm 2 . A Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 7 Ejemplo 3: Hallar el perímetro de un triángulo rectángulo, si sus catetos miden 6 cm y 8 cm , y la hipotenusa es de 10 cm . Solución: Perímetro del triángulo AB BC AC p AB BC AC c a b 10 cm 6 cm 8 cm 24 cm Respuesta: El perímetro del triángulo es de 24 cm . 9.8 TEOREMA DE PITÁGORAS (CASO PARTICULAR) En todo triángulo rectángulo, “la suma de los cuadrados construidos sobre los catetos es igual al cuadrado construido sobre la hipotenusa”. Y esto se expresa matemáticamente, así: c2 a2 b2 Ejemplo 4: Sea ABC , un triángulo rectángulo en C, calcula la medida de la hipotenusa si sus catetos miden AC 8 cm y CB 4 cm , y calcula su área y perímetro. Solución: el ABC , CB a 4 cm , AC b 8 cm y AB c ? c2 a2 b2 BC AC 2 4 cm 8 cm A 2 32 cm 2 A 2 A 16 cm 2 A c 2 4cm 8cm 2 2 c 2 16cm 2 64cm 2 c 2 80cm 2 c 2 80cm 2 c 80cm 2 8,9cm p AB BC AC c a b 8,9 cm 4 cm 8 cm 20,9 cm Respuesta: La hipotenusa es c 8,9 cm , su área es de 16 cm 2 y su perímetro es 20,9 cm . Ejemplo 5: Sea ABC , un triángulo rectángulo en C, calcula la medida de la hipotenusa si sus catetos miden AC 6 cm y BC 8 cm , y calcula su área y perímetro. Solución: el ABC , BC a 8 cm , AC b 6 cm y AB c ? c2 a2 b2 c 2 8cm 6cm 2 2 c 2 64 cm 2 36 cm 2 c 2 100 cm 2 BC AC 2 8 cm 6 cm A 2 A Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 8 c 100 cm 2 A c 10 cm 48 cm 2 24 cm 2 2 p AB BC AC c a b 10 cm 8 cm 6 cm 24 cm Respuesta: La hipotenusa es c 10 cm , su área es de 24 cm 2 y su perímetro es 24 cm Ejemplo 6: Sea ABC , un triángulo rectángulo en C, calcula la medida del cateto AC b ? , si la hipotenusa mide AB c 20 cm y el otro cateto es BC a 12 cm . Hallar su área y perímetro. Solución: el ABC , BC a 12 cm y AC b ? c2 a2 b2 b c a 2 2 A 2 b 2 20 cm 12 cm 2 2 b 2 400 cm 2 144 cm 2 b 2 256 cm 2 b 2 256 cm 2 b 16 cm BC AC 2 12 cm 16 cm A 2 192 cm 2 A 2 A 96 cm 2 p AB BC AC c a b 20 cm 12 cm 16 cm 48 cm Respuesta: El cateto es b 16 cm , su área es de 96 cm 2 y su perímetro es 48 cm Ejemplo 7: Sea ABC , un triángulo rectángulo en C, calcula la medida del cateto BC a ? , si la hipotenusa mide AB c 17 cm y el otro cateto es AC b 8 cm . Hallar su área y perímetro. Solución: el ABC , AC b 8 cm y, BC a ? c2 a2 b2 a 2 17cm 8 cm 2 2 a 2 289 cm 2 64 cm 2 a 2 225 cm 2 a 2 225 cm 2 a 15 cm BC AC 2 15 cm 8 cm A 2 120 cm 2 A 2 A 60 cm 2 A a2 c2 b2 p AB BC AC c a b 17 cm 15 cm 8 cm 40 cm Respuesta: El cateto es a 15 cm , su área es de 60 cm 2 y su perímetro es 40 cm Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 9 PRACTICA Nº 1 I. Resuelva los siguientes problemas de triángulo rectángulo, hallando el lado que hace falta al triángulo y aplicando el Teorema de Pitágoras: 1. Sea ABC un triángulo rectángulo en C , si sus datos son: c 20 cm y a 12 cm 2. Sea ABC un triángulo rectángulo en C , si sus datos son: c 17 cm y b 8 cm 3. Sea ABC un triángulo rectángulo en C , si sus datos son: b 24 cm y a 10 cm II. De los anteriores problemas de triángulo rectángulo, hallar su área y su perímetro. III. Calcula el área de un triángulo si la base mide 8 m y la altura 5 m: IV. Dados los triángulos rectángulos, hallar la medida del lado que hace falta: V. Dados los triángulos rectángulos, hallar la medida del lado que hace falta: VI. Calcula la medida de la diagonal de ambas figura: Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista (profa.xenia@hotmail.com) I. P. T. Veraguas, 2014 10