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<strong>Digitalizado</strong> <strong>por</strong>:<br />
<strong>Leonardo</strong> <strong>Garrido</strong><br />
TRIÁNGULO<br />
Polígono de tres lados. Según la longitud de sus lados, los triángulos se <strong>cl</strong>asifican en<br />
equiláteros, si sus tres lados son iguales, isósceles, si tienen dos lados iguales, y escálenos, si<br />
los tres lados son distintos.<br />
La suma de los tres ángulos de un triángulo es 180º. Dos de los ángulos son, necesariamente,<br />
agudos. El tercero puede ser también agudo, o bien recto u obtuso. Si los tres ángulos son<br />
agudos el triángulo se llama acutángulo, si tiene una ángulo recto, rectángulo y obtusángulo si el<br />
mayor de sus ángulos es obtuso.<br />
TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS<br />
Los triángulos rectángulos cumplen una serie de relaciones métricas im<strong>por</strong>tantes entre sus<br />
lados.<br />
Los lados de un triángulo rectángulo que forman el ángulo recto, b y c, se llaman catetos y el<br />
tercer lado, a, (opuesto al ángulo recto) es la hipotenusa. El teorema de Pitágoras relaciona los<br />
dos catetos y la hipotenusa: en un triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a<br />
la suma de los cuadrados de los catetos:<br />
a 2 = b 2 + c 2<br />
Otra relación im<strong>por</strong>tante que se cumple en un triángulo rectángulo es el teorema del cateto: el<br />
cuadrado de cada cateto es igual al producto de la hipotenusa <strong>por</strong> su proyección sobre ella, es<br />
decir,<br />
c 2 = a · m, b 2 = a · n<br />
ALTURAS DE UN TRIÁNGULO<br />
Se llama base de un triángulo a cualquiera de sus lados. El segmento perpendicular desde un<br />
vértice a la base opuesta o a su prolongación se llama altura. Un triángulo tiene, pues, tres<br />
bases a, b, c, y las tres alturas correspondientes, h a , h b y h c .<br />
En un triángulo rectángulo el cuadrado de la altura sobre la hipotenusa es igual al producto de<br />
los dos segmentos en que la divide:<br />
h 2 = m · n
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Esta relación se conoce como teorema de la altura.<br />
Las tres alturas de un triángulo (o sus prolongaciones) se cortan en un punto llamado<br />
ortocentro. Si el triángulo es acutángulo, el ortocentro es interior al triángulo.<br />
En un triángulo rectángulo, cada cateto puede ser considerado como base y como altura. El<br />
ortocentro es, <strong>por</strong> tanto, el vértice del ángulo recto. Si el triángulo es obtusángulo el<br />
ortocentro se obtiene, prolongando las alturas, fuera del triángulo.<br />
MEDIANAS DE UN TRIÁNGULO<br />
Se llama mediana de un triángulo a cada uno de los tres segmentos que unen un vértice con el<br />
punto medio del lado opuesto. Las tres medianas de un triángulo se cortan en un punto que se<br />
llama baricentro.<br />
El baricentro corta a cada mediana en dos segmentos, uno de ellos la mitad del otro:<br />
ÁREA DE UN TRIÁNGULO El área de un triángulo de lados a, b, c, y alturas correspondientes<br />
h a , h b y h c es:<br />
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<strong>Leonardo</strong> <strong>Garrido</strong><br />
A = (1/2)a · h a = (1/2)b · h b = (1/2)c · h c<br />
Si se conocen las longitudes de los tres lados, a, b, c, el área se puede calcular mediante la<br />
siguiente fórmula, llamada fórmula de Herón:<br />
en donde p = (a + b + c)/2 es el semiperímetro del triángulo.
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<strong>Leonardo</strong> <strong>Garrido</strong><br />
CIRCUNFERENCIA<br />
En geometría, curva plana cerrada en la que cada uno de sus puntos equidista de un punto fijo,<br />
llamado centro de la circunferencia. No se debe confundir con el círculo (superficie), aunque<br />
ambos conceptos están estrechamente relacionados. La circunferencia pertenece a la <strong>cl</strong>ase de<br />
curvas conocidas como cónicas, pues una circunferencia se puede definir como la intersección<br />
de una superficie cónica con un plano perpendicular a su eje.<br />
1. Cualquier segmento rectilíneo que pasa <strong>por</strong> el centro y cuyos extremos<br />
están en la circunferencia se denomina diámetro.<br />
2. Un radio es un segmento que va desde el centro hasta la circunferencia.<br />
3. Una cuerda es un segmento rectilíneo cuyos extremos son dos puntos de<br />
la circunferencia.<br />
4. Un arco de circunferencia es la parte de ésta que está delimitada <strong>por</strong><br />
dos puntos.<br />
5. Un ángulo central es un ángulo cuyo vértice es el centro y cuyos lados<br />
son dos radios.<br />
6. El centro de la circunferencia es centro de simetría, y cualquier<br />
diámetro es eje de simetría.<br />
La pro<strong>por</strong>ción entre la longitud de la circunferencia y su diámetro es una constante,<br />
representada <strong>por</strong> el símbolo ð, o pi. Es una de las constantes matemáticas más im<strong>por</strong>tantes y<br />
desempeña un papel fundamental en muchos cálculos y demostraciones en matemáticas, física y<br />
otras ciencias, así como en ingeniería. Pi es aproximadamente 3,141592, aunque considerar<br />
3,1416, o in<strong>cl</strong>uso 3,14, es suficiente para la mayoría de los cálculos.<br />
El matemático griego Arquímedes encontró que el valor de ð estaba<br />
entre 3 + ‡ y 3 + .<br />
Arquímedes realizó grandes contribuciones a la matemática teórica. Además, es famoso <strong>por</strong> aplicar<br />
la ciencia a la vida diaria. Por ejemplo, descubrió el principio que lleva su nombre mientras se bañaba.<br />
También desarrolló máquinas sencillas como la palanca o el tornillo, y las aplicó a usos militares y de<br />
irrigación.<br />
POSICIONES RELATIVAS DE UNA RECTA Y UNA CIRCUNFERENCIA<br />
Una recta y una circunferencia pueden ser:<br />
1. Exteriores, si no se cortan (no tienen ningún punto en<br />
común)<br />
2. Tangentes, si sólo se tocan en un punto (punto de<br />
tangencia)<br />
3. Secantes si tienen dos puntos comunes.<br />
Una recta tangente a una circunferencia es perpendicular al radio que une el centro con el<br />
punto de tangencia.
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POSICIONES RELATIVAS DE DOS CIRCUNFERENCIAS<br />
Dos circunferencias también pueden no tocarse, ser tangentes o ser secantes según tengan<br />
ninguno, uno o dos puntos comunes, respectivamente. Sin embargo, se pueden precisar más las<br />
posiciones relativas de dos circunferencias según la distancia entre sus centros, d, y las<br />
longitudes de sus radios, r 1 y r 2 :<br />
Exteriores: si no tienen puntos comunes y la distancia entre sus<br />
centros es mayor que la suma de sus radios.<br />
Tangentes exteriores: si tienen un punto común y la distancia entre<br />
sus centros es igual a la suma de sus radios.<br />
Secantes: si tienen dos puntos comunes.<br />
Tangentes interiores: si tienen un punto común y la distancia entre<br />
sus centros es igual a la diferencia de sus radios.<br />
Interior una a la otra: si no tienen ningún punto común y la distancia<br />
entre sus centros es menor que la diferencia de sus radios.<br />
Concéntricas: si tienen el mismo centro.
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CIRCUNFERENCIAS Y POLÍGONOS<br />
La circunferencia inscrita en un polígono regular es la que<br />
tiene su centro en el del polígono y es tangente a todos sus<br />
lados. Su radio es igual a la apotema del polígono.<br />
La circunferencia circunscrita a un polígono regular es la<br />
que pasa <strong>por</strong> todos sus vértices.<br />
Los triángulos, aunque no sean regulares, tienen siempre<br />
circunferencia inscrita (tangente a sus tres lados) y<br />
circunscrita (que pasa <strong>por</strong> sus tres vértices).<br />
Se llama circunferencia exinscrita a un triángulo, a la que<br />
es tangente a uno de sus lados y a las prolongaciones de los<br />
otros dos.<br />
ÁNGULOS EN LA CIRCUNFERENCIA<br />
Como ya se ha dicho anteriormente, un ángulo central de una<br />
circunferencia es el que tiene su vértice en el centro de<br />
ésta. La medida de un ángulo central es igual a la del arco que<br />
abarca.<br />
Un ángulo inscrito en una circunferencia es aquel cuyo<br />
vértice está sobre ella y cuyos lados la cortan en respectivos<br />
puntos. La medida de un ángulo inscrito es la mitad de la del<br />
arco que abarca.<br />
Un ángulo semi-inscrito en una circunferencia es aquel cuyo<br />
vértice, V, está sobre ella, uno de sus lados la corta y el otro<br />
es tangente en V. La medida de un ángulo semi-inscrito es la<br />
mitad de la del arco que abarca.<br />
En una circunferencia, un ángulo interior es el que tiene su<br />
vértice en el interior de la misma. Su medida es la mitad de<br />
la suma de la medida del arco que abarcan sus lados con el<br />
arco que abarcan sus prolongaciones.
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Un ángulo exterior a una circunferencia es el que tiene su<br />
vértice en el exterior de la misma. Su medida es la<br />
semidiferencia de los dos arcos que abarcan sus lados sobre<br />
la circunferencia.<br />
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PARÁBOLA<br />
Una de las cónicas. Se trata de una curva plana, abierta, que se obtiene al cortar una<br />
superficie cónica de eje e y ángulo á mediante un plano Ð que no pasa <strong>por</strong> el vértice y que<br />
corta a e bajo el mismo ángulo á.<br />
La parábola se puede definir como el lugar geométrico de los puntos del plano que equidistan<br />
de un punto fijo llamado foco, y de una recta fija llamada directriz.<br />
Además del foco, F, y de la directriz, d, en una parábola destacan los siguientes elementos:<br />
Eje, e.<br />
Vértice, V.<br />
Distancia de F a d, p.
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La parábola no tiene asíntotas. Su excentricidad es, siempre, 1. Es decir, todas las parábolas<br />
tienen excentricidad 1.<br />
Si un rayo es paralelo al eje de la parábola, se refleja en ésta pasando <strong>por</strong> su foco. Y,<br />
viceversa, si pasa <strong>por</strong> su foco, se refleja en la parábola y se aleja paralelo al eje.<br />
Esta propiedad se utiliza, <strong>por</strong> ejemplo, para fabricar los faros de forma parabólica de los<br />
automóviles (el punto luminoso está en el foco y, <strong>por</strong> tanto, el haz de rayos es paralelo al eje)<br />
y las antenas para captar emisiones (dirigidas hacia el lugar de donde proviene la emisión,<br />
concentra en el foco todos los rayos que recibe). Parábolas son también las trayectorias de<br />
cualquier cuerpo (bola, pelota, chorro de agua…) que cae atraído <strong>por</strong> la tierra.<br />
EXPRESIÓN ANALÍTICA DE LA PARÁBOLA Si se hace coincidir el eje X con el eje de la<br />
parábola y el eje Y pasa <strong>por</strong> su vértice, entonces la ecuación de la parábola es:<br />
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y 2 = 2px<br />
Las curvas de ecuación y = ax 2 + bx + c también son parábolas. Su eje es paralelo al eje Y, y<br />
su vértice se encuentra en el punto de abscisa -b/2a.<br />
ELIPSE<br />
Una de las cónicas. Se trata de una curva cerrada que se obtiene al cortar una superficie<br />
cónica de eje e y ángulo á mediante un plano, Ð, que no pasa <strong>por</strong> el vértice y que corta a e bajo<br />
un ángulo â mayor que á, pero menor de 90º (á < â < 90º).<br />
Si á es próximo a cero se obtiene una elipse poco excéntrica. Si á es próximo a uno se obtiene<br />
una elipse muy excéntrica. Véase Excentricidad.<br />
La elipse puede definirse como lugar geométrico del siguiente modo: dados dos puntos fijos, F<br />
y F’, llamados focos, y un número fijo k, , la elipse es el lugar geométrico de los puntos,<br />
P, del plano cuya suma de distancias a F y F’ es igual a k:
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; d 1 + d 2 = k.<br />
Esta forma de definir una elipse permite dibujarla mediante el llamado “método del jardinero”:<br />
se colocan dos alfileres en la posición de los focos y se ata a ambos un hilo cuya longitud sea<br />
igual a k. Con un lápiz situado de modo que mantenga tenso el hilo, se recorre la elipse.<br />
Además de los focos F y F´, en una elipse destacan los siguientes elementos:<br />
Centro, O.<br />
Eje mayor, AA´.<br />
Eje menor, BB´.<br />
Distancia focal, OF.<br />
Algunas distancias características de la elipse se suelen designar con las letras siguientes:<br />
. El eje mayor mide 2a.<br />
.<br />
. El eje menor mide 2b.<br />
. La distancia entre focos es 2c.<br />
Por ser rectángulo el triángulo OBF, se cumple la siguiente relación:<br />
a 2 = b 2 + c 2<br />
La excentricidad de una elipse se obtiene así:<br />
e = c/a
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Puesto que c < a se verifica que 0 < e < 1, es decir, la excentricidad de una elipse es un número<br />
comprendido entre 0 y 1.<br />
Las órbitas de todos los planetas son elipses, uno de cuyos focos es el Sol. Las más excéntricas<br />
son la de Plutón, e = 0,25 , y la Mercurio, e = 0,21. Los restantes planetas tienen órbitas con<br />
excentricidades inferiores a 0,1 , es decir, casi circulares.<br />
PROPIEDADES DE LA ELIPSE<br />
Si desde un punto P de la elipse se trazan los segmentos PF y PF’, la bisectriz exterior del<br />
ángulo que forman estos segmentos es tangente a la elipse.<br />
Otra propiedad de la elipse, consecuencia de la anterior, es que un rayo que pasa <strong>por</strong> uno de los<br />
focos de la elipse, al reflejarse en ésta, pasa <strong>por</strong> el otro foco.<br />
ECUACIÓN REDUCIDA DE LA ELIPSE<br />
Si se sitúan los ejes ordenados del siguiente modo: el eje X coincidiendo con el eje mayor de la<br />
elipse y el eje Y coincidiendo con el eje menor, la ecuación de la elipse adopta la forma<br />
siguiente:<br />
que se llama ecuación reducida de la elipse.<br />
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