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71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 1 Página 144 Observando con atención las fotografías y los objetos que aparecen en este taller de Geometría, podrás encontrar, repetidos en diferentes tamaños, todos los polígonos que aparecen a continuación. Relaciona cada uno de ellos con las figuras reales en las que aparecen. → Torre → Balón → Logotipo del metro → Caja → Caja → Puente → Puente y cubo sobre la mesa → Balón y panel de avispas → Escultura que hay delante de la torre Página 145 ^ A 1 ¿Cuánto miden estos ángulos? ^ B Razona tu respuesta. ^ E ∧ B = 40° (opuestos por el vértice) ∧ D = 40° (correspondientes) ^ F 40° ^ C ^ D ^ G ∧ F = 40° (alternos externos) ∧ A = 180° – 40° = 140° ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ ∧ C = A = 140° (opuestos por el vértice) E = A = 140° (correspondientes) G = A = 140° (alternos externos) 2 En un decágono regular (10 lados), calcula la suma de todos sus ángulos, y las amplitudes de uno de sus ángulos y de su ángulo central. Suma = 180° · (10 – 2) = 180° · 8 = 1 440° Ángulo = 1 440° = 144° 10 Ángulo central = 360° = 36° 10 Unidad 7. Figuras planas 71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 2 Página 146 1 Dibuja un triángulo de lados 8 cm, 10 cm y 6 cm. Traza sus mediatrices, halla su circuncentro y dibuja la circunferencia circunscrita. A mc mb m 6c m 8c CIRCUNCENTRO B C 10 cm CIRCUNFERENCIA CIRCUNSCRITA ma 2 En un triángulo igual al anterior, halla el incentro y la circunferencia inscrita. Justifica que el incentro equidista de los tres lados. A CIRCUNFERENCIA INSCRITA bc bb m 6c m 8c INCENTRO B ba 10 cm C Justificación de que el incentro equidista de los tres lados: • Las bisectrices ba y bb se cortan en el incentro. • Por pertenecer a ba , el incentro está a igual distancia del lado AB que del lado AC. • Por pertenecer a bb , el incentro está a igual distancia del lado AB que del lado BC. Por tanto: • El incentro está a igual distancia de AB que de AC que de BC; es decir, equidista de los tres lados. (Además, el incentro también pertenece a la bisectriz bc , por equidistar de los lados AC y BC). Unidad 7. Figuras planas SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE 71 Pág. 3 Página 147 3 Dibuja un triángulo de lados 8 cm, 10 cm y 6 cm. Traza sus medianas y comprueba, midiendo, que la distancia del baricentro a cada vértice es doble que al punto medio del correspondiente lado opuesto. m 8 c mc m 2,8 c 2,4 c m B m BARICENTRO 1,7 c m 5,6 c mb m 6c 3,4 c m A 4,8 c ma m C 10 cm La distancia del baricentro a cada vértice es doble que al punto medio del correspondiente lado opuesto. 4 Halla, dibujando sus alturas, el ortocentro de un triángulo acutángulo, de uno obtusángulo y de uno rectángulo. Comprobarás que en el primero está dentro del triángulo, en el segundo, fuera, y en el tercero, en el vértice del ángulo recto. Triángulo acutángulo A Triángulo rectángulo A Triángulo obtusángulo A ORTOCENTRO B C B B ORTOCENTRO C C ORTOCENTRO Página 148 1 En los siguientes triángulos rectángulos, se dan dos catetos y se pide la hipotenusa (si su medida no es exacta, dala con una cifra decimal): a) 37 cm y 45 cm b) 16 cm y 30 cm Aplicamos el teorema de Pitágoras: a 2 = 372 + 452 a) a 37 cm a 2 = 1 369 + 2 025 → a 2 = 3 394 → → a = √3 394 ≈ 58,3 cm 45 cm b) 16 cm a a 2 = 162 + 302 → a 2 = 256 + 900 → a 2 = 1 156 a = √1 156 = 34 cm 30 cm Unidad 7. Figuras planas SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE 71 Pág. 4 2 En los siguientes triángulos rectángulos, se da la hipotenusa y un cateto, y se pide el otro cateto (exactamente o con una cifra decimal): a) 37 cm y 45 cm b) 15 cm y 39 cm Aplicamos el teorema de Pitágoras: 452 = b 2 + 372 a) b 45 cm 2 025 = b 2 + 1 369 → b 2 = 2 025 – 1 369 → → b 2 = 656 → 37 cm → b = √656 ≈ 25,6 cm b) 392 = b 2 + 152 → 1 521 = b 2 + 225 → 39 cm 15 cm → b 2 = 1 521 – 225 b 2 = 1 296 → b = √1 296 = 36 cm b Página 149 3 Averigua cómo son los triángulos de lados: a) 49 m, 18 m y 52 m. b) 44 cm, 17 cm y 39 cm. a) a 2 + b 2 = 492 + 182 = 2 401 + 324 = 2 725 a 2 + b 2 > c 2 → c 2 = 522 = 2 704 → Triángulo acutángulo b) a 2 + b 2 = 172 + 392 = 289 + 1 521 = 1 810 a 2 + b 2 < c 2 → c 2 = 442 = 1 936 → Triángulo obtusángulo 4 Halla el área de los triángulos de lados: a) 49 m, 18 m y 52 m. b) 44 cm, 17 cm y 39 cm. a) 49 m 18 m h 52 – x 52 m x Aplicamos el teorema de Pitágoras en cada uno de los dos triángulos rectángulos: 492 = h2 + (52 – x)2 182 = h2 + x 2 h2 = 492 – (52 – x)2 h2 = 182 – x 2 Unidad 7. Figuras planas 71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 5 492 – (52 – x)2 = 182 – x 2 → 2 401 – (2 704 – 104x + x 2) = 324 – x 2 2 401 – 2 704 + 104x – x 2 = 324 – x 2 → 104x = 627 x = 627 ≈ 6,03 m → x ≈ 6,03 m 104 h2 = 182 – x 2 = 324 – 36,36 = 287,64 → h = √287,64 ≈ 16,96 m Área = base · h = 52 · 16,96 = 440,96 m2 2 2 b) 39 cm 17 cm h x 44 – x 44 cm Aplicamos el teorema de Pitágoras en cada uno de los dos triángulos rectángulos: 392 = h2 + (44 – x)2 h2 = 392 – (44 – x)2 2 172 = h2 + x 2 h = 172 – x 2 392 – (44 – x)2 = 172 – x 2 → 1 521 – (1 936 – 88x + x 2) = 289 – x 2 1 521 – 1 936 + 88x – x 2 = 289 – x 2 → 88x = 704 → x = 704 = 8 cm 88 h2 = 172 – x 2 = 289 – 64 = 225 → h = √225 = 15 cm Área = base · h = 44 · 15 = 330 cm2 2 2 Página 151 1 Las diagonales de un rombo miden 16 cm y 30 cm. Halla la longitud de su lado. 8 cm Aplicamos el teorema de Pitágoras: l l 2 = 152 + 82 → l 2 = 225 + 64 → l 2 = 289 → 15 cm → l = √289 = 17 cm 2 La diagonal de un estadio rectangular mide 102 m, y uno de sus lados, 90 m. Halla el otro lado. Aplicamos el teorema de Pitágoras: 2m 10 90 m Unidad 7. Figuras planas x 1022 = 902 + x 2 → 10 404 = 8 100 + x 2 x 2 = 10 404 – 8 100 → x 2 = 2 304 → → x = √2 304 = 48 m 71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 6 3 La altura de un trapecio isósceles mide 16 cm y sus bases, 5 dm y 3 dm. Halla la longitud de los dos lados iguales, aproximando hasta los milímetros. 5 – 3 = 2 dm 3 dm → 2 : 2 = 1 dm Aplicamos el teorema de Pitágoras: x 1,6 dm x x 2 = 1,62 + 12 → x 2 = 2,56 + 1 → → x 2 = 3,56 → 1 dm → x = √3,56 ≈ 1,89 dm x ≈ 1,89 dm = 189 mm Página 152 1 Una circunferencia tiene un radio de 26 cm. Trazamos una recta a 10 cm de su centro. Halla la longitud de la cuerda que determina la recta en la circunferencia. Aplicamos el teorema de Pitágoras: 262 = x 2 + 102 → 676 = x 2 + 100 → x 10 cm → x 2 = 676 – 100 = 576 26 cm x = √576 = 24 cm → 2x = 48 cm mide la cuerda 2 El segmento tangente desde un punto P a una circunferencia de centro O mide 55 cm. La distancia de P a O es 60 cm. ¿Cuál es el diámetro de la circunferencia? m 55 c P 60 cm Aplicamos el teorema de Pitágoras: r 602 = r 2 + 552 → 3 600 = r 2 + 3 025 O r 2 = 3 600 – 3 025 → r 2 = 575 → → r = √575 = 23,98 cm Diámetro = 2r ≈ 2 · 23,98 = 47,96 cm Página 153 3 Los radios de dos circunferencias son r1 = 10 cm y r2 = 6 cm. La distancia entre sus centros, 21 cm. a) Halla el segmento de tangente común externa. b) Halla el segmento de tangente común interna. Unidad 7. Figuras planas 71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 7 t1 10 cm t2 6 cm d = 21 cm a) Aplicamos el teorema de Pitágoras: t1 212 = t12 + 42 → 441 = t12 + 16 t1 4 cm 6 cm 21 cm t12 = 441 – 16 = 425 → → t1 = √425 ≈ 20,62 cm b) Aplicamos el teorema de Pitágoras: m 6c t2 1 212 = t22 + 162 → 441 = t22 + 256 t2 t22 = 441 – 256 = 185 → 21 cm → t2 = √185 ≈ 13,60 cm 4 Tenemos dos circunferencias de radios 8 cm y 3 cm, respectivamente, con un segmento tangente común externo que mide 12 cm. Calcula la distancia entre sus centros y su segmento de tangente común interna. • Distancia entre sus centros: 12 c 3 cm m d 2 = 122 + 52 → d 2 = 144 + 25 = 169 12 c m 5 cm O 3 cm O' d d = √169 = 13 cm • Segmento de tangente común interna: m 3c m 8c O Unidad 7. Figuras planas 13 cm 132 = t 2 + 112 → t 2 = 132 – 112 t t O' 3 cm t 2 = 169 – 121 = 48 t = √48 ≈ 6,93 cm SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE 71 Pág. 8 Página 155 1 a) ¿Cuál es la medida angular de cada uno de los seis arcos que un hexágono regular determina en la circuferencia circunscrita? α γ β b) Halla el valor de los ángulos α, β y γ. C F α α' O A γ E ∧ a) El ángulo central, BOD, mide 360° = 60°, 6 ) ) ) luego cada uno ) ) ) de los arcos, AC, CF, FE, ED, DB, y BA mide también 60°. b) α es un ángulo inscrito en la circunferencia, ) por tanto, α = BD → α = 30° B D 2 β es el ángulo recto de un triángulo rectángulo → β = 90° β El segmento FE es paralelo al segmento CD, y el segmento FD es paralelo al segmento CB. Así, α = α'. Entonces: γ = 90° + α' = 90° + 30° = 120° 2 a) ¿Cuál es la medida angular de cada uno de los cinco arcos que un pentágono regular determina en la circunferencia circunscrita? β b) Halla el valor de los ángulos α, β y γ. γ α ∧ a) El ángulo central AOB mide 360° = 72°. 5 Cada uno de los cinco arcos mide 72°. β O A β' γ α β' B ∧ b) Como AB = 72° → β = 72° = 36° 2 2α + β = 180° → α = 180° – 36° = 72° 2 Por otro lado, β' = β. Como 2β' + γ = 180° → 2 · 36° + γ = 180° → γ = 180° – 72° = 108° Unidad 7. Figuras planas 71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 9 ∧ ∧ a) CAD = ➀ 3 Halla: b) ADB = ➁ ∧ ∧ d) AVD = α c) ADV A C 1 40° α 100° 2 V D AB = 100° CD = 40° B ∧ a) CAD = 40° = 20° 2 ∧ b) ADB = 100° = 50° 2 ∧ ∧ c) ADV = 180° – 50° = 130° d) AVD = 180° – 20° – 130° = 30° ∧ 4 Halla: a) CBD = ➀ A ∧ C b) ADB = ➁ ∧ α 100° c) BVD V 40° 2 ∧ D 1 d) AVB = α AB = 100° CD = 40° B ∧ a) CBD = 40° = 20° 2 ∧ b) ADB = 100° = 50° 2 ∧ c) BVD = 180° – ➀ – ➁ = 180° – 20° – 50° = 110° ∧ d) AVB = α = 180° – 110° = 70° Página 157 1 Halla el área y el perímetro de las siguientes figuras, calculando previamente el elemento que falta: a b 17 m 15 m 15 m 12 m 15 m 12 m 16 cm d c 5,6 cm 23 cm 6,9 cm 28 cm Unidad 7. Figuras planas SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE 71 Pág. 10 a) Aplicamos el teorema de Pitágoras para hallar x: 15 m m 17 x 172 = x2 + 152 → 289 = x2 + 225 → x → x 2 = 289 – 225 = 64 15 m x = √64 = 8 m Perímetro = 2 · (15 + 8) = 2 · 23 = 46 m Área = b · h = 15 · 8 = 120 m2 b) Aplicamos el teorema de Pitágoras para hallar h: 24 m 15 m h 12 m 15 m 152 = h2 + 122 → 225 = h2 + 144 → → h2 = 225 – 144 = 81 12 m h = √81 = 9 m Perímetro = 2 · (15 + 24) = 2 · 39 = 78 m Área = b · h = 24 · 9 = 216 m2 c) Llamamos x a la mitad del lado y lo calculamos aplicando el teorema de Pitágoras: x 5,6 cm 6,9 cm l l 6,92 = x 2 + 5,62 → 47,61 = x 2 + 31,36 → → x2 = 47,61 – 31,36 = 16,25 x = √16,25 ≈ 4,03 cm l l lado = 2x = 4,03 · 2 = 8,06 cm Perímetro = 5l = 5 · 8,06 = 40,30 cm Área = Perímetro · a = 40,30 · 5,6 = 112,84 cm2 2 2 16 cm d) Hallamos h aplicando el teorema de Pitágoras: 232 = h2 + 122 → 529 = h2 + 144 → h h 23 cm → h2 = 529 – 144 = 385 h = √385 ≈ 19,62 cm 28 cm 12 cm Perímetro = 28 + 23 + 16 + 19,62 = 86,62 cm Área = (b + b') · h = (28 + 16) · 19,62 = 431,64 cm2 2 2 Unidad 7. Figuras planas 71 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 11 Página 158 1 Halla el área de las figuras coloreadas. a) 10 cm b) 6 cm 120° 4c m m 6c a) • El área del círculo de 10 cm de diámetro es: Sc10 = π · 52 = 25π ≈ 78,5 cm2 • El área del círculo pequeño, que tiene 2 cm de diámetro, es: Sc2 = π · 12 = π ≈ 3,14 cm2 • El área de la elipse de semieje mayor 5 y semieje menor 3 es: Se = π · 5 · 3 = 15π ≈ 47,1 cm2 Entonces, el área sombreada es: S = Sc10 – 2Sc2 – Se = 25π – 2π – 15π = 8π ≈ 25,12 cm2 b) • El área del sector circular de 6 cm de radio es: 2 Ss6 = π · 6 · 120° = 12π ≈ 37,68 cm2 360° • El área del sector circular de 4 cm de radio es: 2 Ss4 = π · 4 · 120° = 16 π ≈ 16,73 cm2 3 360° Entonces, el área sombreada es: S = Ss6 – Ss4 = 12π – 16 π = 20 π ≈ 20,94 cm2 3 3 Unidad 7. Figuras planas