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MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL UNIDAD DIDÁCTICA #4 CONTENIDO Definición de polígono Polígonos regulares Polígonos irregulares Clasificación de polígonos según sus lados Propiedades de los polígonos regulares Construcción de un pentágono conociendo el ángulo central Hoja de evaluación Bibliografía PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL POLÍGONO Un polígono es una figura plana (bidimensional) cerrada con lados rectos. Algunos ejemplos son triángulos, cuadriláteros, pentágonos, hexágonos, etc. Clasificación de los Polígonos Los polígonos se clasifican básicamente en: Polígonos regulares Polígonos irregulares Polígono Regular Polígono en el cual todos sus lados son de igual longitud, y todos sus vértices están circunscritos en una circunferencia. Se clasifican en: Triángulo equilátero: polígono regular de 3 lados, Cuadrado: polígono regular de 4 lados, Pentágono regular: polígono regular de 5, Hexágono regular: polígono regular de 6 lados, Heptágono regular: polígono regular de 7 lados, Octágono regular: polígono regular de 8 lados,... y así sucesivamente. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL P OLÍGO NO I RREGULAR Polígono en el cual sus lados no son de igual longitud y/o sus vértices no están contenidos en una circunferencia. De acuerdo al número de sus lados, se denominan: Triángulo: polígono de 3 lados, Cuadrilátero: polígono de 4 lados, Pentágono: polígono de 5 lados, Hexágono: polígono de 6 lados, Heptágono: polígono de 7 lados, Octágono: polígono de 8 lados,... y así sucesivamente. TRIÁNGULO Polígono de tres lados. De acuerdo a la magnitud de sus ángulos, los triángulos se clasifican en: Triángulo isósceles: 2 ángulos iguales, Triángulo escaleno: 3 ángulos diferentes, Triángulo rectángulo: 1 ángulo recto, Triángulo obtusángulo: 1 ángulo obtuso, Triángulo acutángulo: 3 ángulos agudos. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Triángulo: Polígono de 3 lados CUADRILÁTERO Polígono de 4 lados. Se clasifican en: Paralelogramo: cuadrilátero en el que los lados opuestos son paralelos, se denominan a su vez: o Rectángulo: paralelogramo en el cual los cuatro ángulos son rectos, pero los lados adyacentes no son de igual longitud, o Rombo: paralelogramo que no tiene ángulos rectos, pero sus lados son de igual longitud, o Romboide: paralelogramo que no tiene ángulos rectos y sus lados adyacentes no son de igual longitud, Trapecio: cuadrilátero que tiene solo dos lados paralelos, se definen a su vez como: o o Trapecio rectángulo: trapecio que tiene dos ángulos rectos, Trapecio isósceles: trapecio en el que sus lados no paralelos son de igual longitud, Trapezoide: cuadrilátero que no tiene lados paralelos. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL C UADRI LÁTERO : P OLÍGONO DE 4 LADOS Clasificación de polígonos según sus lados Triángulos Cuadriláteros Pentágonos Tienen 3 lados. Tienen 4 lados. Tienen 5 lados. Hexágonos Tienen 6 lados. Eneágono PROFA: ZURICH MARADIAGA Heptágonos Tienen 7 lados. Decágono Octágonos Tienen 8 lados. Endecágono MATEMÁTICAS Tiene los 9 lados. III CC III PARCIAL Tiene 10 lados. Dodecágono Tridecágono Tiene 12 lados. Tienen 13 lados. Tiene 11 lados. Tetradecágono Tiene 14 lados. Pentadecágono Tiene 15 lados. Clasificación de polígonos según sus ángulos Convexos Todos sus ángulos menores que 180°. Todas sus diagonales son interiores. CÓNCAVOS Si un ángulo mide más de 180°. Si una de sus diagonales es exterior. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Tipos de cuadriláteros Cuadrado Rectángulo Rombo Romboide Trapecio En un polígono podemos distinguir: Lado (L): es cada uno de los segmentos que conforman el polígono. Vértice (V): el punto de unión de dos lados consecutivos. Diagonal (D): segmento que une dos vértices no continuos. Perímetro (P): es la suma de todos sus lados. Semiperímetro (SP): es la mitad de la suma de todos sus lados (mitad del perímetro). Ángulo interior (AI): es el formado por los lados consecutivos; este se determina restando de 180 grados sexagesimales el ángulo del centro PROFA: ZURICH MARADIAGA Trapezoide MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Ángulo central (AC): es el formado por los segmentos de rectas que parten del centro a los extremos de un lado; este se calcula dividiendo 360° por el número de lados del polígono regular. Ángulo exterior (AE): es el formado por un lado y la prolongación de un lado consecutivo o podemos aplicar 180º - ángulo interno. En un polígono regular podemos distinguir, además: Centro (C): el punto equidistante de todos los vértices y lados. Apotema (a): segmento que une el centro del polígono con el centro de un lado; es perpendicular a dicho lado. Diagonales totales, , en un polígono de lados. Propiedades de los polígonos regulares Algunas de las propiedades de los polígonos regulares son: En un polígono regular de n lados, si uno de sus lados tiene longitud s, entonces su perímetro es: P = ns Un círculo puede circunscribir a cualquier polígono regular y también puede inscribirse en cualquier polígono regular. El centro de un círculo circunscrito a un polígono regular también es el centro de su círculo inscrito. Un polígono equilátero inscrito en un círculo es un polígono regular. Los radios de un polígono regular son congruentes. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Las apotemas de un polígono regular son congruentes. Una apotema de un polígono regular biseca al lado hacia el cual es dibujada. Para u polígono regular de n lados: Todo ángulo central mide = 360° n Todo ángulo interno mide = (n – 2) 180° n Todo ángulo externo mide = 360° n ¡IMPORTANTE! Una circunferencia circunscrita es aquella que pasa por todos los vértices de un polígono regular. La suma de los ángulos internos de un polígono de n lados se determina por: ( n – 2) 180°. Propiedades de los Pentágonos: Todos sus ángulos internos miden 108º. Partiendo del centro, al repartir la circunferencia entre 5 lados, tenemos 72º. Uniendo los vértices del pentágono, se obtiene un pentagrama (estrella de 5 puntas) inscrito en él. En el centro, quedará otro pentágono regular, con lo que el proceso de inscribir pentagramas en los sucesivos pentágonos que se vayan generando, matemáticamente, no tiene fin. Al inscribir en un pentágono regular un pentagrama, se puede observar la razón áurea entre las longitudes de los segmentos resultantes. Se puede trazar empleando, únicamente, regla y compás. Hexágono: Son los polígonos de seis lados El hexágono regular tiene las siguientes propiedades: a. b. Todos sus ángulos interiores miden 120º. Está íntimamente relacionado con los triángulos equiláteros: PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Uniendo cada vértice con su opuesto, el hexágono regular queda dividido en seis triángulos equiláteros. Numérense los vértices de 1 a 6 siguiendo las agujas del reloj. Uniendo los vértices impares se obtiene un triángulo equilátero; uniendo los vértices pares se obtiene otro. Se puede empapelar el plano con hexágonos sin dejar ningún Se puede trazar empleando únicamente regla y compás. hueco. Heptágonos: Son los polígonos de siete lados y siete ángulos. En un heptágono regular, aquel cuyos lados y ángulos son iguales, los lados se unen formando un ángulo de aproximadamente 128'6 grados. Octágonos: Son los polígonos de ocho lados y ocho ángulos. Un octógono u octágono regular es aquel cuyos lados y ángulos son iguales, los lados se unen formando un ángulo de 135 grados. Nonágonos o eneágonos: Son los polígonos de nueve lados y nueve vértices. Nonágono proviene del latín (nonus, nueve + gonon). Un eneágono regular tiene un ángulo interno de 140°. Decágonos: Son los polígonos de diez lados y diez ángulos. Endecágonos: Son los polígonos de once lados y once ángulos. Dodecágonos: Son los polígonos de doce lados y doce ángulos. Pentadecágonos: Son los polígonos de quince lados y quince ángulos. Icoságonos: Son los polígonos de veinte lados y veinte ángulos. EN RESUMEN Por la forma de su contorno: Convexos: Son aquellos polígonos, en los que al atravesarlos una recta lo cortan en un máximo de dos puntos. Cóncavos: Son aquellos polígonos, en los que una recta al atravesarlos pueden cortar en más de dos puntos. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC Equiláteros: Son los polígonos que tienen todos sus lados iguales. Equiángulos: Son los polígonos que tienen sus ángulos iguales. Regulares: Son los polígonos que tienen sus ángulos y sus lados iguales entre sí. Irregulares: Son los polígonos que tienen sus ángulos y lados desiguales. El ángulo interior de un polígono regular de "n" lados se calcula con la fórmula: (n-2) × 180° / n Por ejemplo el ángulo interior de un octágono (8 lados) es: (8-2) × 180° / 8 = 6×180°/8 = 135° Y el de un cuadrado es (4-2) × 180° / 4 = 2×180°/4 = 90° Los ángulos exterior e interior se miden sobre la misma línea, así que suman 180°. Por lo tanto el ángulo exterior es simplemente 180° ángulo interior El ángulo interior de este octágono es 135°, así que el ángulo exterior es180°-135° = 45° El ángulo interior de un hexágono es 120°, así que el ángulo exterior es180°-120° = 60° PROFA: ZURICH MARADIAGA III PARCIAL MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Diagonales Todos los polígonos (menos los triángulos) tienen diagonales (líneas que van de un vértice a otro, pero que no son lados). El número de diagonales es n(n - 3) / 2. Ejemplos: Un cuadrado tiene 4(4-3)/2 = 4×1/2 = 2 diagonales Un octágono tiene 8(8-3)/2 = 8×5/2 = 20 diagonales (Nota: esto vale para polígonos regulares e irregulares) "Circunferencia inscrita, circunscrita, radio y apotema... " Suena musical si lo repites unas cuantas veces, pero sólo son los nombres de los círculos "exterior" e "interior" (y sus radios) que se pueden dibujar en un polígono regular, así: La circunferencia "exterior" se llama circunscrita (a veces también "circuncírculo"), y conecta los vértices del polígono. La circunferencia "interior" se llama inscrita (a veces también "incírculo"), y toca cada lado del polígono en el punto medio. El radio de la circunferencia circunscrita es también el radio del polígono. El radio de la circunferencia inscrita es el apotema del polígono. Si tomamos un "sector" de un polígono regular de "n" lados y lo cortamos por la mitad, tenemos un triángulo pequeño que contiene toda la información importante: PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Construcción de polígonos regulares circunscritos 1- Se traza un polígono regular cualquiera de n lados preferiblemente de mayor tamaño, ya que solo se usará de referencia. 2- S dibujan las apotemas, partiendo del centro del polígono. 3- Al tomar el centro del polígono se realiza un círculo de menor tamaño que este. 4- Se trazan rectas tangentes a la circunferencia, las cuales siempre serán paralelas a los lados del primer polígono. 5- Al cortarse las tangentes entre sí, se observará el polígono deseado y luego se borra el polígono de referencia (el primer polígono). ÁREA Y VOLUMEN Área El área de un triángulo es la mitad de la base por la altura, así que: Tabla de valores Podemos usar las fórmulas para hacer una tabla con los lados, apotemas y áreas de varios polígonos, usando un valor del radio igual a "1": Nombre Lados (n) Triángulo (o trígono) Cuadrilátero (o tetrágono) PROFA: ZURICH MARADIAGA Ángulo interior Radio Lado 3 60° 1 1.732... (√3) 0.5 1.299... (¾√3) 4 90° 1 1.414... (√2) 0.707... (1/√2) 2 Figura Apotema Área MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL Pentágono 5 108° 1 1.176... 0.809... 2.378... Hexágono 6 120° 1 1 0.866... (½√3) 2.598... ((3/2)√3) Heptágono (o septágono) 7 128.571° 1 0.868... 0.901... 2.736... Octágono 8 135° 1 0.765... 0.924... 2.828... (2√2) 50 172.8° 1 0.126... 0.998... 3.133... ... Pentacontágono PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL HOJA DE EVALUACIÓN 1. Complete la siguiente tabla. Nombre del polígono Pentágono Hexágono Heptágono Octógono Eneágono No. De lados del polígonos (n) 5 Valor del ángulo interno 108° Suma de ángulos interiores 540° Valor del ángulo externo 72° 2. Encuentre el número de lados de un polígono regular para el cual la suma de sus ángulos interiores es: c. 1800 b. 1260 c. 2340 d. 3420 1. Dibuje los siguientes pentágonos usando el método del ángulo central. a. Un pentágono de 2 cm por lado. b. Un pentágono de 4 cm por lado. c. Un pentágono de 5cm por lado. 2. Construya en su cuaderno los siguientes polígonos regulares. a. Heptágono b. Dodecágono c. Decágono d. Octógono 3. Coloque verdadero (v) o falso (f) en las siguientes afirmaciones. a. Todos los polígonos regulares pueden construirse con regla y compas. b. Cada uno de los ángulos internos del triángulo equilátero mide 60°. c. El cuadrado es el único cuadrilátero regular. d. En un hexágono regular, la longitud de sus lados igual al radio, por eso sus radios lo dividen en seis triángulos escalenos. PROFA: ZURICH MARADIAGA MATEMÁTICAS III CC III PARCIAL BIBLIOGRAFIA http://www.disfrutalasmatematicas.com/geometria/poligonos-regulares.html http://zip.rincondelvago.com/clasificacion-de-los-poligonos https://www.google.com.gt/search?q=construccion+de+un+pentagono+regular+con+ regla+y+compas&hl=es&prmd=imvns&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=cJMx UPKjKrG50AGgy4HwCg&ved=0CGsQsAQ&biw=1024&bih=499 PROFA: ZURICH MARADIAGA