SIMELA DESTREZA Y HABILIDADES DEL PENSAMIENTO NOCIONES DE GEOMETRÍA ARQ. MARÍA DE LAS NIEVES RIZZO Por qué el Hombre mide? Para comunicar a otra persona distante en el espacio o tiempo, de cuantas cosas tenemos o de cuáles son sus dimensiones. Por la imposibilidad de trasladar el objeto en cuestión, debido a su tamaño o constitución. Debido a la búsqueda de relación entre dos o más magnitudes. ejemplo: si 1 kg de papas cuenta $0,85 , cuánto costará una bolsa que contiene 10 kg de papas?. ¿Qué significa medir?. Medir significa cuantificar un todo homogéneo a través de una unidad relativa al objeto a medir. En forma amplia comparar. ¿Qué quiere decir esto? Si queremos medir la longitud de un objeto debemos emplear una unidad de longitud. Comparamos ésta con el objeto a medir, el resultado de la comparación es la medida, es decir el número de veces que la unidad está contenida en el objeto a medir. La humanidad, históricamente, ha acompañado la necesidad de cuantificación de lo continuo a través de ir estableciendo unidades de medida según los problemas que se le presentaron. Un nuevo problema se presenta. Cómo construir instrumentos de medición que resulten eficaces, sobre todo, teniendo en cuenta los objetos cada vez más pequeños que ofrece la tecnología actual. La Matemática apoyó estas construcciones dotando a la tecnología de números que permiten medir: los números racionales. Los números para medir Los números naturales se emplean para contar. Los números que empleamos para medir son los Números racionales. Es evidente que la medida de una cantidad depende de la unidad elegida, pero que la cantidad es invariante e independiente. Siguiente con el ejemplo anterior: cuando expresamos 8m = 80 dm estamos diciendo: la longitud es la misma, la medida es diferente, si medimos con el metro (unidad ) éste está contenido 8 veces; si elegimos el decímetro (unidad ), éste está contenido 80. La razón de esto es la siguiente: el decímetro es la décima parte del metro, al reducirse la unidad elegida a la décima parte, la medida se verá aumentada diez veces. Patrones no convencionales Si medimos la longitud del segmento con la unidad A, vemos que ésta está contenida 4 veces. Si empleamos la unidad B que es equivalente a 2 veces A; vemos que está contenida 8 veces en el segmento. Luego 4A=8B El uso social de las unidades de medida. Escuchamos hablar del metro, decímetro. Mamá compra 1 kilogramo de manzanas o de papas. La gaseosa se vende en botellas de 1 litro o 1itro y medio, etc. Incluso empleamos expresiones como: “ está muy alto, para alcanzarlo”, “ está cerca” , “mi hermano es más alto que yo?, etc. Se compara directamente con otro niño para saber cuál es más alto, compra dos objetos para reconocer cuál es más largo. Los niños deben aprender la importancia de la medición en la vida cotidiana. Comprender la importancia de medir con precisión una madera para construir un objeto determinado, para comprar una determinada cantidad de pan, para leer un reloj, etc. Y también las consecuencias de medir incorrectamente. Unidades de longitud La longitud es la propiedad común a todo conjunto de segmentos congruentes.(Se dice que dos segmentos son congruentes cuando pueden superponerse exactamente por medio de un movimiento). Comparación directa. Comparar alturas colocándose uno amigo frente al otro. Determinarán quien es más alto y podrán ordenase según su altura. Con dos o más varillas ordenarlas de mayor a menor longitud o de menor a mayor longitud. SIMELA Para facilitar la comunicación y el intercambio comercial entre las personas y/o los países con culturas diferentes se creó un sistema de medición SIMELA – Sistema Métrico Legal Argentino- que permita que todos nos comprendamos. La intención original fue encontrar un sistema lo más universal posible, capaz de aplicarse por igual a la mayor cantidad de países posible. Con estos objetivos fue creado en 1960 el Sistema Internacional de Medidas, que establece las unidades que deberán utilizarse para medir cualquier magnitud, así como sus múltiplos y submúltiplos. Podría decirse que la misión original fue cumplida en su mayoría: este sistema es actualmente el de uso más extendido en todo el mundo. El SIMELA adopta estas unidades, múltiplos y submúltiplos del SISTEMA INTERNACIONAL (SI) para el contexto legal argentino. Está conformado por: Medidas de longitud Medidas de capacidad Medidas de peso Medidas de superficie Medidas de volumen MEDIDAS DE CAPACIDAD La unidad de capacidad principal del SIMELA es el Litro. El litro y sus múltiplos y sus submúltiplos. MÚLTIPLOS Si tenemos diez litros se dice que es un decalitro. Cien litros es un hectolitro. Mil litros es un kilolitro. SUBMÚLTIPLOS El decilitro es la décima parte del litro. El centilitro es la centésima parte. El mililitro es la milésima parte. Lo importante para esta cuestión de las medidas es comparar y utilizar los elementos adecuados para cada situación. Por ejemplo, si para servir gaseosa se contara con un gotero sería mucho más compleja la medición, así como también en el caso de que pusiéramos en un vaso el remedio para los ojos. Todos estos objetos pueden ser utilizados como unidades, por ejemplo, de una botella de gaseosa salen 5 ó 6 vasos. Sin embargo, no son unidades consensuadamente universales legalmente. MEDIDAS DE PESO La unidad principal es el gramo; para las cosas muy pesadas, se usa la tonelada, pero para las prácticas de todos los días, se utiliza el kilogramo, al que llamamos, simplemente, kilo. La particularidad de esta magnitud es que si bien la unidad oficial es el gramo, en la práctica, usamos el kilogramo como referencia. Los múltiplos del gramo son: El decagramo, diez gramos. El hectogramo, cien gramos. El kilogramo, mil gramos. Para medir cuerpos muy pesados, se utiliza la tonelada métrica que es igual a mil kilogramos. Para medir cuerpos muy livianos, se usan los SUBMÚLTIPLOS. Decigramo, centigramo y miligramo. MEDIDAS DE LONGITUD La unidad principal es el metro patrón, sus múltiplos y sus submúltiplos. Por ejemplo, el kilómetro, que es igual a mil metros, es un múltiplo del metro. MEDIDAS DE LONGITUD MULTIPLOS km (Kilómetros) 1000 metros hm (Hectómetros) 100 metros dam (Decámetros 10 metros UNIDAD m (metro) 1 metro SUBMÚLTIPLOS dm (decímetro) 0,1 metros cm(centímetro) 0,01 metros mml (milílmetro) 0,001 metros MEDIDAS DE CAPACIDAD MULTIPLOS kl (Kilolitros) 1000 litros hl (Hectolitros) 100 litros dl (Decalitros) 10 UNIDAD l (Litro) 1 SUBMÚLTIPLOS dl (decílitro) 0,1 litros cl (centílitro) 0,01 litros ml (milílitro) 0,001 litros litros litro MEDIDAS DE PESO MULTIPLOS kg.(Kilogramo) 1000 gramos hg (Hectogramo) 100 gramos dg (Decagramo) 10 gramos UNIDAD g (Gramo) 1 gramo SUBMÚLTIPLOS dg. (decígramo) 0,1 gramos cg.(centígramo) 0,01 gramos Mg (milígramo) 0,001 gramos MEDIDAS DE SUPERFICIE MULTIPLOS km². 1000 000 m² hm² 10 000 m² dm² 100 m² UNIDAD m² (metro cuadrado) 1 m² SUBMÚLTIPLOS dm² 0,01 m² cm² 0,0001 m² mml² 0,000001 m² MEDIDAS DE VOLUMEN MULTIPLOS km³. 1000 000 000 m³ hm³ 1 000 000 m³ dm³ 1000 m³ UNIDAD m³ (metro cúbico) 1 m³ SUBMÚLTIPLOS dm³ 0,001 m³ cm³ 0,000001 m³ mml³ 0,000000001 m³ RELACIONES ENTRE VOLUMEN, CAPACIDAD Y PESO 1 dm³ = 1 l 1m³ = 1kl 1cm³ = 1ml 1 litro de agua a 4º C. pesa 1kg. 1 m³ de agua pesa 1000 kg. = 1 tonelada métrica 1 cm³ de agua pesa 1 g. 1.-INDICÁ SI CADA UNA DE ESTAS AFIRMACIONES ES VERDADERA (V) O FALSA (F) a) b) c) d) Para envasar 1 hl se necesitan 100 botellas de 1 l. ½ m² es el área de un cuadrado con lado de ½ m. 20ml equivalen a 200 cm³ A 4ºC de temperatura, el agua contenida en un balde de 12 l pesa 12 kg. 2.- RESOLVÉ ESTOS PROBLEMAS a) Para confeccionar un moño se necesitan 75 cm de cinta. ¿Cúantos de esos moños se pueden hacer con un rollo de 10 m de cinta? b) Cada cuadra tiene aproximadamente 100 m. Juan vive a 8 cuadras de la escuela. Va mañana y tarde, pero al mediodía regresa a su casa a almorzar. Aproximadamente, ¿cuántos kilómetros recorre cada día en sus viajes de ida y vuelta a la escuela? 3.- PARA ENTRETENERNOS UN POCO - RESOLVÉ ESTOS JUEGOS DE INGENIO (las soluciones están al finalizar el tema) a) Hay tres enunciados falsos. ¿cuáles son? 1) 2 + 4 = 6 2) 3,2 x 6 = 19 3) 8/4,3 = 1,9 4) 13 – 6 =7 5) 5 + 4 = 9 b) Merienda Andrés y Marcela estaban merendando... Los dos estaban tomando pasteles de frambuesa con té. Andrés tenía el triple de pasteles que Marcela, y Marcela no estaba conforme con esto. Andrés, a regañadientes, dio uno de sus pasteles a Marcela. "¡Eso no es suficiente!", gritó Marcela enfadada. "¡Todavía tienes el doble que yo!" ¿Cuántos pasteles más tiene que darle Andrés a Marcela para que cada uno tenga los mismos? c) Ecuación ¿Cómo puede verse correcta esta operación? (Sin modificarla) X+V+VI=XIX d) Otra Ecuación Poniendo una rayita se cumple la siguiente ecuación: 5 + 5 + 5 = 550 Existen dos soluciones posibles ¿Cuáles son? e) Preguntas 1.- ¿Se puede casar un hombre con la hermana de su viuda? 2.- ¿Cuántas veces puede restarse 10 de 100? 3.- ¿Por qué una persona que vive en París no puede ser enterrada en Texas? f) Triángulos con palillos Forma 4 triángulos equiláteros con 6 palillos de igual tamaño, de forma que cada lado sea igual a la longitud del palillo. g) Triángulo con monedas Forma un triangulo con 10 monedas iguales como el de la figura. Moviendo sólo 3 de ellas forma otro triángulo equilátero en diferente posición. h) Un cazador sigue durante 200 m las huellas de un oso en dirección Sur, después el rastro cambia de orientación y lo sigue durante otros 200 m en dirección Este, desde aquí las huellas se dirigen al Norte y el cazador las sigue durante otros 200 m, dándose cuente en este momento de que se encuentra en el punto de partida.¿De que color es el oso que persigue? SOLUCIONES a) Los tres enunciados falsos serían: 1) "3,2 x 6 = 19 " 2) "8/4,3 = 1,9" 3) "Hay TRES enunciados falsos" > b) Marcela empieza con 3 pasteles, y Andrés con 9. Andrés tiene el triple que Marcela. Andrés le da 1 pastel a Marcela, ahora tienen 4 y 8 respectivamente, es decir que Andrés tiene el doble que Marcela. Si le da 2 más, ambos tendrán la misma cantidad: 6 pasteles. c) Leyéndola de atrás para adelante: el VI se convertiría en IV haciendo algebraicamente correcta la expresión. X+V+VI = XIX => 10+5+6 = 21 es Incorrecto pero... XIX = IV+V+X => 19 = 4+5+10 es Correcto d) 1) Tachar el =, de manera que quede un "distinto a" 2) Agregar una rayita a cualquiera de los dos signos "más" y formar un 4, entonces 545 + 5 = 550 e) 1- No puede casarse, ya que si existe "su viuda" es porque está muerto. 2- 1 sola vez, la siguiente vez ya lo estarías restando de 90. 3- No puede ser enterrada porque aún está viva. > f) La solución consiste en formar una pirámide triangular. Es decir, usando las 3 dimensiones g) Hay otras soluciones h) Recorrer esta trayectoria para volver al mismo sitio solo es posible en el polo Norte, por tanto el oso ha de ser de color blanco. NOCIONES DE GEOMETRÍA La Geometría trata sobre las formas y sus propiedades. Los dos temas más comunes son: Geometría Plana (sobre formas planas como líneas rectas, círculos y triángulos... formas que se pueden dibujar en un trozo de papel) Geometría Sólida (sobre objetos tridimensionales como cubos y pirámides). Sólidos! La Geometría Sólida es la geometría del espacio tridimensional, el tipo de espacio donde vivimos... Poliedros: (deben tener caras planas) Sólidos Prismas Pirámides No Poliedros: (si alguna superficie no es plana) Esfera Toro Cilindro Cono Geometría Plana La Geometría Plana trata las formas en una superficie plana (como una hoja de papel sin fin). Plano: Un plano es una superficie lisa sin grosor. Nuestro mundo tiene tres dimensiones, pero un plano sólo tiene dos dimensiones. Ejemplos: longitud y altura, o xey Y así sin final. Ejemplos ¡Es difícil dar ejemplos reales! Cuando dibujas algo en un trozo plano de papel estás dibujando en un plano... ... ¡aunque el papel no es un plano él mismo, porque tiene un poco de grosor! Y tampoco se extiende indefinidamente . Símbolos en geometría Símbolos que se usan con frecuencia en geometría. Los símbolos nos ayudan a ahorrar tiempo y espacio cuando escribimos. Aquí tienes los símbolos geométricos más comunes: Símbolo Significado Ejemplo En palabras Triángulo ABC tiene 3 lados iguales El triángulo ABC tiene tres lados iguales Ángulo ABC mide 45° El ángulo formado por ABC mide 45 grados. Perpendicular AB CD La línea AB es perpendicular a la línea CD Paralela EF GH La línea EF is paralela a la línea GH Grados Ángulo recto (90°) 360° es un círculo completo mide 90° Segmento de línea "AB" AB Un ángulo recto mide 90 grados La línea entre A y B Línea "AB" La línea infinita que pasa por A y B Rayo "AB" La línea que empieza en A, pasa por B y continúa Congruente (mismo tamaño y forma) ABC DEF El triángulo ABC es congruente con el triángulo DEF Similar (misma forma, distinto tamaño) DEF MNO El triángulo DEF es similar al triángulo MNO Por tanto a=b b=a a es igual que b, por tanto b es igual que a Nombrar ángulos En los ángulos la letra del medio dice dónde está el ángulo. Por ejemplo cuando veas " mide 45°", el punto "B" es donde está el ángulo. ABC Ejemplo breve Así que si alguien escribe: En ABC, BAC es "En el triángulo ABC, el ángulo BAC es un ángulo recto" Ya sabes que quiere decir: Áreas de formas planas Triángulo Área = ½b×h b = base h = altura vertical Cuadrado Área = a2 a = longitud del lado Rectángulo Área = b×h b = anchura h = altura Paralelogramo Área = b×h b = anchura h = altura Trapecio Área = ½(a+b)h h = altura vertical Círculo Área = πr2 Circunferencia=2πr r = radio Elipse Área = πab Sector Área = ½r2θ r = radio θ = ángulo en radianes Congruencia Si se puede convertir una forma en otra usando giros, volteos y deslizamientos, las dos formas son congruentes: Rotación ¡Gira! Reflexión ¡Voltea! Traslación ¡Desliza! Después de estas transformaciones (girar, voltear, deslizar) la forma sigue teniendo el mismo tamaño,área, ángulos y longitudes de líneas. Ejemplos Todas estas formas son congruentes: Girada Reflejada y desplazada Reflejada y girada ¿Congruente o similar? Las dos figuras deben tener el mismo tamaño para ser congruentes. (Si has tenido que reescalar una figura para llegar a la otra, entonces son similares) Cuadriláteros Cuadrilátero significa "cuatro lados" (cuad significa cuatro, látero significa lado). Las figuras de cuatro lados se llaman cuadriláteros. Pero los lados tienen que ser rectos, y la figura tiene que ser bidimensional. Triángulos rectángulos Un triángulo rectángulo es, seguro que lo has adivinado, un triángulo que tiene un ángulo recto. El cuadradito de la esquina nos indica que el triángulo es rectángulo. Hay dos tipos de triángulo rectángulo: Triángulos rectángulos isósceles Triángulos rectángulos escalenos Triángulo rectángulo isósceles Un ángulo recto Otros dos ángulos iguales de 45° Dos lados iguales Triángulo rectángulo escaleno Un ángulo recto Otros dos ángulos distintos No hay lados iguales Figuras planas regulares - Polígonos Pon el cursor sobre las figuras para descubrir sus propiedades. Triángulo Cuadrado Pentágono Hexágono Heptágono Octágono Nonágono Decágono Endecágono Dodecágono Estas figuras se llaman polígonos regulares. Un polígono es una figura con varios lados, todos ellos rectos. Para que sea regular los lados y los ángulos deben ser iguales TRIANGULO Los triángulos son polígonos de tres lados; una señal de tráfico de ceda el paso, una vela de windsurf o de un velero, y algunos sandwiches tienen forma de triángulos. Pero no todos son iguales, hay distintas clases de triángulos. CLASIFICACIÓN DE LOS TRIÁNGULOS Según sea la longitud de sus lados, los triángulos se clasifican en: Equiláteros: tienen los tres lados iguales. Isósceles: tienen dos lados iguales. Escalenos: tienen los tres lados desiguales. El que ves a continuación de color rojo es un triángulo equilátero, el de color azul es isósceles y el de color verde, escaleno: También se pueden clasificar los triángulos según sean sus ángulos: Acutángulos: si sus tres ángulos son agudos (< 90°). Rectángulos: si uno de sus ángulos es recto (= 90°). Obtusángulos: si uno de sus ángulos es obtuso (> 90°). El de color rojo es un triángulo acutángulo, el de color azul es rectángulo y el de color verde, obtusángulo: SUMA DE LOS ÁNGULOS DE UN TRIÁNGULO Los ángulos de cualquier triángulo suman entre los tres 180º. Si conocemos dos de ellos podemos calcular cuánto medirá el tercero. Por ejemplo: En el primer triángulo: 60° + 70° + 130° + = 180° = 180° = 180° – 130° = 50° En el segundo triángulo: 90° + + 50° = 180° + 140° = 180° = 180° - 140° = 40° En el tercer triángulo: + 80° + 30° = 180° + 110° = 180° = 180° - 110° = 70° ÁREA DE UN TRIÁNGULO En un triángulo, la base es uno cualquiera de sus lados y la altura es el segmento perpendicular a la base o a su prolongación, trazado desde el vértice opuesto al lado de la base. Para calcular la fórmula del área de un triángulo cualquiera, nos fijamos en la siguiente figura: Vamos a calcular el área del triángulo rojo. Si trazamos desde el vértice C un segmento paralelo al lado AB, y de su misma longitud, y desde el vértice B otro segmento paralelo al lado AC, y de su misma longitud, obtenemos un romboide, que tiene la misma base y la misma altura que el triángulo. Como el área del romboide es: Área del romboide = base × altura Y el triángulo ocupa la mitad de la superficie del romboide, resulta que: El área de un triángulo es igual a su base por su altura partido por dos. Si quieres, puedes practicar hallando el área de estos triángulos: CONSTRUCCIÓN DE UN TRIÁNGULO CON REGLA Y COMPÁS Si queremos dibujar un triángulo cuyos lados midan, por ejemplo, 6 cm, 5 cm y 4 cm, hemos de seguir estos pasos: 1. Escogemos el lado mayor de los tres, el de 6 cm, y trazamos con la regla un segmento de esa longitud. En sus extremos rotulamos los puntos A y B: 2. Ayudándonos de la regla, abrimos el compás de forma que entre una punta y la otra haya 5 cm. Sin cambiarlo de abertura, pinchamos sobre el extremo izquierdo del segmento y trazamos un arco de circunferencia: 3. Usando de nuevo la regla, abrimos el compás de forma que entre una punta y la otra haya 4 cm. Sin cambiarlo de abertura, pinchamos sobre el otro extremo, el derecho del segmento, y trazamos otro arco de circunferencia que cortará al anterior en un punto, que rotulamos como C: 4. Unimos los dos extremos del segmento con el punto de corte, C, y el triángulo queda dibujado: Si intentas construir un triángulo cuyos lados midan 6 cm, 3 cm y 2 cm comprobarás que los arcos trazados desde los dos extremos del segmento no se cortan: es imposible situar el punto C y por tanto no se puede dibujar el triángulo. En cualquier triángulo debe cumplirse que cualquiera de sus lados ha de ser menor que la suma de los otros dos. En este último caso, 6 cm no es menor que 3 + 2 = 5 cm y, por tanto, el triángulo no se puede construir. Creación de dibujos con figuras geométricas Esta actividad consiste en diseñar dibujos sobre una hoja de papel milimétrico usando cuadros, rectángulos y triángulos equiláteros de cartulina de diferentes colores y tamaños. Ejemplo: