República de Panamá Ministerio de Educación 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: _____________________ Tel.: 958-5804 UNIDAD DE APRENDIZAJE Nº 10 El Teorema de Thales 10.0 ÁREA: Geometría 10.1 OBJETIVOS Utilizar las nociones geométricas de congruencia y proporcionalidad y sistemas de representación espacial para interpretar, comprender, elaborar y comunicar informaciones relativas al espacio físico. Realizar demostraciones geométricas sencillas mediante el Teorema de Thales argumentando las hipótesis y la tesis. Resolver problemas sobre triángulos semejantes. 10.2 INTRODUCCIÓN Thales de Mileto (c. 625 a. C. 546 a.C.). Fue un comerciante y legislador griego nacido en Mileto (en la Costa Oeste del Asia Menor) o, tal vez, como dice el historiador griego Herodoto, en alguna ciudad fenicia, hacia el 625 antes de Cristo. Según Herodoto, Thales fue un estadista práctico que estuvo a favor de la federación de ciudades jónicas de Grecia. Después de su éxito en el mundo de los negocios, Thales lo abandonó para dedicarse a la filosofía y a las Matemáticas. Thales fue el fundador de la filosofía griega, y está considerado como uno de los Siete Sabios de Grecia. Se le conoce como el Padre de las Matemáticas y la filosofía griegas. También fue un gran astrónomo capaz de predecir el eclipse solar del año 585 antes de Cristo, además de determinar el número exacto de días que tiene el año. Se dice también que introdujo la Geometría en Grecia. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 1 Cuando le preguntaron a Thales qué recompensa quería por sus descubrimientos, contestó: "me consideraría bien recompensado si los demás no se atribuyeran mis hallazgos, sino que reconocieran que son míos". Thales es considerado el primero de los siete sabios griegos por Diógenes Laercio. También se le considera un discípulo de los egipcios y caldeos, suposición de muy buen fundamento por los viajes de Thales a Egipto y Mesopotamia. No sólo fue el primer filósofo, es decir, el primero que, históricamente, intentó explicar el mundo por causas naturales con los medios de un pensar Thales independiente y adecuado a la razón, sino que también destacó como astrónomo, como ingeniero y como matemático “formuló el teorema que todavía hoy lleva su nombre”. De no se conserva ningún escrito. Su pensamiento nos es conocido a través de otros tratadistas y filósofos griegos, como Aristóteles y Diógenes Laercio. Fue el fundador de la escuela jónica de filosofía, según el testimonio de Aristóteles. Fue discípulo y protegido de Pitágoras, y además uno de los más grandes matemáticos de su época, centrándose sus principales aportaciones en los fundamentos de la Geometría. 10.3 APORTES DE THALES COMO MATEMÁTICO Se le atribuye a Thales el haber transportado desde Egipto a Grecia múltiples conocimientos y herramientas elementales de Geometría. Aunque no es históricamente seguro, se acepta generalmente como su principal aporte el haber expresado que un triángulo que tiene por lado el diámetro de la circunferencia que lo circunscribe es un triángulo rectángulo. Asimismo es muy conocida la leyenda acerca de un método de comparación de sombras que Thales habría utilizado para medir la altura de las pirámides egipcias, aplicándolo luego a otros fines prácticos de la navegación. Se supone además que Thales conocía ya muchas de las bases de la Geometría, como el hecho de que cualquier diámetro de un círculo lo dividiría en partes idénticas, que un triángulo isósceles tiene por fuerza dos ángulos iguales en su base o las propiedades relacionales entre los ángulos que se forman al cortar dos paralelas por una línea recta perpendicular. Los egipcios habían aplicado algunos de estos conocimientos para la división y parcelación de sus terrenos. Más, según los pocos datos con los que se cuenta, Thales se habría dedicado en Grecia Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 2 mucho menos al espacio (a las superficies) y mucho más a las líneas y a las curvas, alcanzando así su Geometría un mayor grado de complejidad y abstracción. Según la leyenda (relatada por Plutarco), Thales de Mileto en un viaje a Egipto, visitó las pirámides de Guiza (las de Keops, Kefrén y Micerino), construidas varios siglos antes. Admirado ante tan portentosos monumentos de esta civilización, quiso saber su altura. De acuerdo a la leyenda, trató este problema con semejanza de triángulos (y bajo la suposición de que los rayos solares pudo incidentes establecer semejanza Thales) eran una (teorema entre dos paralelos), relación de primero de triángulos rectángulos, por un lado el que tiene por catetos (C y D) a la longitud de la sombra de la pirámide (conocible) y la longitud de su altura (desconocida), y por otro lado, valiéndose de una vara (clavada en el suelo de modo perfectamente vertical) cuyos catetos conocibles (A y B) son, la longitud de la vara y la longitud de su sombra. Realizando las mediciones en una hora del día en que la sombra de la vara sea perpendicular a la base de la cara desde la cual medía la sombra de la pirámide y agregando a su sombra la mitad de la longitud de una de las caras, obtenía la longitud total C de la sombra de la pirámide hasta el centro de la misma. Como en triángulos semejantes, se cumple que D A D , por lo tanto la altura de la pirámide es B C AC , con lo cual resolvió el problema. B 10.4 TEOREMAS DE THALES (O TALES) Existen dos teoremas relacionados con la Geometría Clásica que reciben el nombre de Teorema de Thales, ambos atribuidos al matemático griego Thales de Mileto en el siglo VI a.C. 10.4.1 LOS DOS TEOREMAS DE THALES El primero de ellos explica esencialmente una forma de construir un triángulo semejante a uno previamente existente ("los triángulos semejantes son los que tienen iguales ángulos y sus lados homólogos proporcionales"). Mientras que el segundo desentraña una propiedad esencial de los circuncentros de todos los triángulos rectángulos ("encontrándose éstos en el punto medio de su hipotenusa"), que a su vez en la construcción geométrica es ampliamente utilizado para imponer Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 3 condiciones de construcción de ángulos rectos. Si tres o más rectas paralelas son intersecadas cada una por dos transversales, los segmentos de las transversales determinados por las paralelas, son proporcionales. 10.4.1.1 PRIMER TEOREMA DE THALES Como definición previa al enunciado del teorema, es necesario establecer que dos triángulos son semejantes si tienen los ángulos correspondientes iguales y sus lados son proporcionales entre sí. El primer Teorema de Thales recoge uno de los resultados más básicos de la Geometría, al saber, que: “Si en un triángulo se traza una línea paralela a cualquiera de sus lados, se obtiene un triángulo que es semejante al triángulo dado”. Según parece, Thales descubrió el teorema mientras investigaba la condición de paralelismo entre dos rectas. De hecho, el primer Teorema de Thales puede enunciarse como que la igualdad de los cocientes de los lados de dos triángulos no es condición suficiente de paralelismo. Sin embargo, la principal aplicación del teorema, y la razón de su fama, se deriva del establecimiento de la condición de semejanza de triángulos. 10.4.1.2 SEGUNDO TEOREMA DE THALES El segundo Teorema de Thales de Mileto es un teorema de Geometría particularmente enfocado a los triángulos rectángulos, las circunferencias y los ángulos inscritos, consiste en el siguiente enunciado: “Sea B un punto de la circunferencia de diámetro AC, distinto de A y de C. Entonces el triángulo ABC, es un triángulo rectángulo”. 10.4.2 OTROS TEOREMAS GEOMÉTRICOS DE THALES Thales fue el primero en demostrar sus afirmaciones, por lo que se le considera el primer Matemático de la Historia. Entre teoremas geométricos que demostró tenemos: 1. Todo diámetro biseca a la circunferencia. 2. Los ángulos en la base de un triángulo isósceles son iguales. 3. Los ángulos opuestos por el vértice son iguales. 4. Dos triángulos que tienen dos ángulos y un lado respectivamente iguales son iguales. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 4 5. Todo ángulo inscrito en una semicircunferencia es recto. 10.5 ALGUNAS FRASES DE THALES DE MILETO “La cosa más difícil es conocernos a nosotros mismos; la más fácil es hablar mal de los demás”. “La esperanza es el único bien común a todos los hombres; los que todo lo han perdido la poseen aún”. “La felicidad del cuerpo se funda en la salud; la del entendimiento, en el saber”. “El placer supremo es obtener lo que se anhela”. “El agua es el elemento y principio de las cosas”. 10.6 ALGUNOS CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE PROPORCIONALIDAD Razón: se denomina así al cociente de dos cantidades. En forma general, sean b 0 El cociente de a y bR , a se llama razón de los números a y b . b Ejemplo 1: La razón entre 4 y 2 es 4 2 2 Ejemplo 2: La razón entre 6 y 2 es 6 3. 2 Observación: la razón de dos segmentos, se trata del cociente indicado de sus medidas, por ejemplo: la razón de 5cm y 2m es: 5 200 Proporción: es toda igualdad entre dos razones. igualdad En general, sean las razones a c y ; la b d a c será una proporción si se cumple que a d b c El producto de los términos b d extremos es igual al producto de los términos medios. Observación: los términos extremos son: Ejemplo 3: Sean las razones puesto que 3 1 3 1 formará una proporción, y , la igualdad de estos: 2 6 2 6 1 6 2 3 Observación: la proporción lo que a y d , y los términos medios son: c y b. a c se puede expresar así: a : b : : c : d , y se lee: “ a es a be b d ce es a de ”. De allí, tenemos como regla que “en una proporción el producto de los medios es igual al producto de los extremos”, así: bc ad Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 5 Proporción Continua: es toda proporción que tiene los medios o los extremos iguales. A cada uno de los términos iguales de una proporción continua se le denomina medio proporcional. Ejemplo 4: 4 12 , el medio proporcional es 12 12 36 Observación: en toda proporción continua, el medio proporcional es igual a la raíz cuadrada del producto de los extremos; es decir; si a x x ab x b Tercera Proporcional: se llama tercera proporcional a los términos distintos de una proporción continua. En el ejemplo anterior las terceras proporcionales son 4 y 36 . Observación: la tercera proporcional es cada término no repetido de la proporción. Es igual al x a a2 x cuadrado de los términos iguales, dividido entre el término distinto, si a b b Cuarta Proporcional: se llama cuarta proporcional de tres cantidades que cumple la condición siguiente: a, b , y c , a un valor x , a c bc x b x a Ejemplo 5: Hallar el término que hace falta (la cuarta proporcional), según se indique, si: a 3, b 4,c 6 y d ? Sol.: a:b: : c:d Por definición de proporción 3: 4: : 6: d Sustituyendo los valores 3 d 4 6 Se aplica la propiedad de proporción 3 d 24 Se resuelve y despeja la ecuación d 24 3 d 8 d=8 Se despeja la cuarta proporcional Se escribe el valor que se pide es la cuarta proporcional Ejemplo 6: Hallar la cuarta proporcional en: Sol.: a :b: : c: x 5 : 20 : : 1: x 5 1 20 x Por definición de proporción Sustituyendo los valores Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 6 5 x 1 20 Se aplica la propiedad de proporción 5x 20 Se resuelve y despeja la ecuación x 20 5 x 4 Se despeja la cuarta proporcional Se escribe el valor que se pide x=4 es la cuarta proporcional Ejemplo 7: Hallar el término que hace falta, según se indique, si: Sol. : a:b: : c:d Por definición de proporción 2:4: : c:6 Sustituyendo los valores 26 4c Se aplica la propiedad de proporción 4 c 12 Se resuelve y despeja la ecuación c 12 . 4 c 3 Ejemplo 8: Hallar el valor de Sol.: a:b: : c:d Se despeja la tercera proporcional Se escribe el valor que se pide x en 16 x 20 5 Por definición de proporción 16 : 20 : : x : 5 Sustituyendo los valores 16 5 20 x Se aplica la propiedad de proporción 80 20 x Se resuelve y despeja la ecuación x 80 20 x 4 a 2, b 4 , c ? y d 6 Se despeja la tercera proporcional Se busca el valor que se nos pide Segmentos Proporcionales: una colección de segmentos de longitudes proporcionales a otros segmentos de longitudes a, b, c son a' , b' , c' si el cociente, o razón, que se obtiene al dividir cada longitud de un segmento de la primera colección entre la longitud de su Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 7 correspondiente segmento de la segunda, es siempre el mismo. Es decir, a b c r a' b' c' Observación: el cociente r recibe el nombre de razón de proporcionalidad. Al referirnos a segmentos proporcionales será necesario comparar cuatro segmentos de dos en dos, de tal suerte que si la razón entre dos de ellos es igual a la razón de los otros dos, entonces los segmentos serán proporcionales. Por ejemplo: Dados los siguientes segmentos: Supongamos que sus longitudes son: AB 4 ; CD 10 ; EF 12 y GH 30 AB EF 2 CD GH 5 Los segmentos: AB ; CD ; EF y GH son proporcionales. 4 12 2 10 30 5 Teorema de Thales: si dos rectas cualesquiera son cortadas por rectas paralelas, los segmentos que determina en una de las rectas son proporcionales a los segmentos correspondientes de la otra. Este teorema nos permite calcular, por tanto, la longitud de un segmento si conocemos su correspondiente en la otra recta y la proporción entre ambos Bisectriz de un ángulo: es la recta que pasa por el vértice del ángulo y lo divide en dos partes iguales. Observación: la bisectriz de un ángulo divide al lado opuesto en segmentos proporcionales a los contiguos. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 8 10.7 PROPIEDADES DE LAS PROPORCIONES En toda proporción el producto de los extremos es igual al producto de los medios. Si se cambian entre si los medios o entre si los extremos de una proporción, se obtiene una nueva proporción. Una proporción se puede transformar en otra sumando los términos de cada razón para obtener una nueva proporción. Una proporción se puede transformar en otra restando los términos de cada razón para obtener una nueva proporción. Una proporción se puede transformar en otra invirtiendo los términos de cada razón. Si se tiene una sucesión de razones iguales, la suma de los numeradores es a la suma de los denominadores como cualquiera de los numeradores es a su respectivo denominador. PRACTICA Nº 1 (RAZONES Y PROPORCIONES) I. Hallar las siguientes razones directas: 1) 5 pu lg y 15 pu lg 2) 13cm y 52 cm 4) 50 m a 60 m II. 5) 12 a 4) a III. 1 , b 3, c 4, d x 2 16 pies 6) 33% a 77% 3 8 Hallar la cuarta proporcional a los números 1) a 2, b 4, c 8, d x 3) 32 pies y a, b y c 2) a 5, b 4, c 3, d x 3) a 2, b 8, c 8, d x 1 10 3 5) a , b , c , d x 8 4 2 1 12 3 6) a , b , c , d x 5 5 2 Hallar x en cada una de las siguientes proporciones: 1) 1 x 2 10 2) 3 9 5) 7 x 2 x 3 27 3) 14 x 8 4 4) x 6 8) 4 8 x 3 7) 2 x 3 5 34 17 6) 100 x 11 33 4 x Respuestas: I 1 3 1 4 1 3 5 6 32 3 7 II 16 2, 4 32 24 30 9 III 5 18 7 12 21 50 9 Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 3 9 10.8 PRINCIPIOS RELATIVOS A LOS SEGMENTOS PROPORCIONALES 1. Si una línea es paralela a un lado de un triángulo, entonces ésta divide a los otros dos lados proporcionalmente. De este modo, en el ABC; DE 2. BC a c b d Si una línea divide proporcionalmente a dos lados de un triángulo, entonces dicha recta es paralela al tercer lado. (Contrario del caso 1). De modo que, en el ABC; si: a c DE b d BC 3. Tres o más paralelas dividen proporcionalmente a dos transversales cualesquiera. (Principio de Thales). CD Si AB EF También: AE BF ; AC BD a c b d EC FD AC DB 4. La bisectriz de uno de los ángulos de un triángulo divide al lado opuesto en segmentos proporcionales a los lados adyacentes. En el ABC; CD bisecta al C , entonces: a c b d Si dos lados de un triángulo se dividen proporcionalmente, entonces: a) Los segmentos parciales correspondientes, son proporcionales. b) Los dos segmentos totales y un par cualquiera de segmentos parciales homólogos son proporcionales. De acuerdo a la figura obtenemos: AE EC BD DC AC BC , Para la parte b) AE DB Para la parte a) AC BC EC DC Por lo tanto: ABC EDC Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 10 10.9 EJEMPLOS RESUELTOS DE PRINCIPIOS RELATIVOS A LOS SEGMENTOS PROPORCIONALES Ejemplos 9: Dado el ABC; dónde DE BC . Hallar el término que hace falta. Si: AB 12 ; AE 10 ; EC 5 y DB x Solución: AD AE DB EC Por principios de segmentos 12 10 x 5 Sustituyendo los valores 10 x 512 Por propiedad de proporciones 10 x 60 Resolviendo el producto x 60 10 Se despeja x6 Se resuelve la ecuación DB 6 Ejemplos 10: Encuentra el valor que hace falta, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que Si las longitudes son: AB 5; CD 15; GH 24; EF x Solución: AB EF CD GH Por principios de segmentos AB : EF CD : GH Por Teorema de Thales 5 : x 15 : 24 Sustituyendo los valores 15x 524 Por propiedad de proporciones 15 x 120 x Se resuelve el producto 120 15 Se despeja x 8 Se resuelve la ecuación EF 8 Ejemplos 11: Dado el ABC; donde BD biseca al B . Hallar el valor que se indica, si: AB x ; AD 14 ; DC x 23 y BC 10 Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 11 AB AD BC DC Solución: Principios de segmentos x 14 10 x 23 Sustituyendo los valores x x 23 10 14 x 2 23x 140 Por propiedad Resolviendo productos x 2 23x 140 0 Trasponiendo los términos x 28x 5 0 Resolviendo el trinomio x1 28 , x2 5 Se buscan las dos raíces x 28 Es la solución más lógica AB 28 ; DC 28 23 5 10.10 TEOREMA DE THALES (OTRA FORMA DE VERLO) Definición: si dos o más rectas paralelas son cortadas cada una por dos transversales, los segmentos de las transversales determinadas por las rectas paralelas son proporcionales. Consideremos la figura siguiente: De acuerdo a esta figura: Midamos los segmentos: AB, BC, A' B' y B'C ' Y comprobemos que: BC 2 AB (1) B' C' 2 A' B' (2) Si dividimos miembro a miembro las igualdades (1) y (2), y nos quedará: 2 AB BC B' C ' 2 A' B' Por consiguiete n: BC AB B' C ' A' B' lo cualpue dee scribirsecomo: BC AB AB A' B' ó A' B' B' C ' BC B' C ' 10.10.1 EJEMPLOS RESUELTOS DEL TEOREMA DE THALES 1) En la figura que se muestra a continuación, encuentra el lado que hace falta, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que AA' BB ' CC ' Si las longitudes son: AB 5 ; BC 10 ; Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 12 A' B' x B' C' 20 AB : BC A' B' : B' C' Solución: Por definición del Teorema de Thales 5 : 10 x : 20 Sustituyendo los valores 520 10 x Se aplica la propiedad de las proporciones 100 10 x Se resuelve el producto x 100 10 10 Se resuelve el cociente A' B' 10 2) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando AA' el Teorema 2x : 5 x 3 : 7 sabiendo BC 5 Se resuelve el producto 14 x 5x 15 Se reduce términos semejantes 9x 15 x Se despeja la variable 15 9 Se resuelve la ecuación 5 3 Se reduce la fracción x como 5 3 Por definición del Teorema de Thales Se aplica la propiedad de las proporciones 14 x 5x 15 x que Sustituyendo los valores 2x7 5x 3 A' B' x 3 y B' C ' 7 AB : BC A' B' : B' C' Luego, Thales CC ' Si las longitudes son: AB 2x ; BB ' A' B' x 3 Sol.: de 5 3 , entonces: 2 53 103 AB 2x y 3 5 3 9 143 3) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando AA' el BB ' Teorema CC ' de Si Thales y sabiendo las longitudes son: que AB 3 ; BC 9 ; A' B' 4 ; B' C ' x Sol.: AB : BC A' B' : B' C ' Por definición del T. de Thales Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 13 3:9 4: x Sustituyendo los valores 3 x 94 Se aplica la propiedad de las proporciones 3 x 36 x Se resuelve el producto 36 12 3 Se despeja la variable B' C ' 12 4) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que: AE BF CG DH Si las longitudes son: AB 5 ; CD 15 ; EF x y GH 24 Sol.: AB : EF CD : GH Por definición del Teorema de Thales 5 : x 15 : 24 Sustituyendo los valores 524 15x Se resuelve el producto 120 15 x x Se aplica la propiedad de las proporciones 120 8 15 Se despeja la variable EF 8 5) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que AE BF FG 6 ; Sol.: CG DH Si las longitudes son: CD 21; BC x GH 18 BC : FG CD : GH x : 6 21 : 18 Por definición del Teorema de Thales Sustituyendo los valores 18 x 621 Se aplica la propiedad de las proporciones 18 x 126 Se resuelve el producto x 126 7 18 Se despeja y se resuelve BC 7 Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 14 6) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que: AB EF ' CD Si las longitudes son: AC 7; CE x; BD 5 DF 2 AC : BD CE : DF ' Por def. del T. de Thales Sol.: 7:5 x:2 Sustituyendo los valores 72 5x Se aplica la propiedad de las proporciones 14 5x Se resuelve el producto 5 x 14 Se traspone los términos x 14 5 Se despeja la variable x 2,8 Se resuelve la ecuación CE 2,8 7) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que MQ Si las longitudes son: 9 : 7 x : 14 914 7x 7 x 126 OP QR 7; QP 14; MN 9; NO x Sol.: MN : QR NO : QP x NR Por definición del Teorema de Thales Sustituyendo los valores Se aplica la propiedad Se resuelve el producto 126 18 7 Se despeja NO 18 8) Encuentra el valor que hace falta en la construcción geométrica, aplicando el Teorema de Thales y sabiendo que IS JT KU Si las longitudes son: IK 80; TU 15; SU 120; JK x Sol.: IK : SU JK : TU 80 : 120 x : 15 Por el Teorema de Thales Sustituyendo los valores Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 15 8015 120 x Por propiedad 120 x 1200 Resolviendo el producto x 1200 10 120 Despejando JK 10 9) Calcula la distancia A' C' en la siguiente figura: Si las longitudes son: AC 3,7cm ; A' C' x; BC 1,8cm BC 1,8cm B' C' 2,2cm Sol.: AC : A' C ' BC : B' C ' 3,7 : x 1,8 : 2,2 3,72,2 1,8x 1,8 x 8,14 x Por def. del T. de Thales Sustituyendo los valores Se aplica la propiedad de las proporciones Se resuelve el producto 8,14 1,8 Se despeja x 4,5 cm Se resuelve la ecuación A' C ' 4,5 10) Calcula el valor de la variable que se indica, aplicando el Teorema de Thales y los principios de segmentos proporcionales: En el triángulo ABC; BC biseca al B Solución: x 3 . 10 15 b c a d Principios relativos de segmentos 15x 310 Sustituyendo los valores 15 x 30 Se resuelve el producto x 30 15 x 2 Se despeja la variable Se resuelve la ecuación Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 16 PRACTICA Nº 2 (SEGMENTOS PROPORCIONALES) I. Hallar el valor de x en las siguientes figuras aplicando el Teorema de Thales y los principios sobre segmentos proporcionales: II. Calcula el valor de la variable que se indica, aplicando el Teorema de Thales y los principios sobre segmentos proporcionales: x 25; CD 25 x 60; EA 60 x 12; EF 12 x 7 x 6, DC 6; AD 14 x 15; AC 15 x 7, BD 14; DC 20 x 15, BC 24; AB 30 35 35 21 , ON 34 ; OM 17 II x 1; BD 1 x 5, ST 10; WX 8 x 17 x 95 ; OM 10 9 Respuestas: I Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 17 x 16 , TB 72 ; EW 14 x 85 ; AB 85 x 2, RQ 75 ; RT 45 x 3, GI 2; IE 24, FJ 12 x 45 7 ; AB 7 7 3 x 8; VS 8 10.11 SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS Dos figuras geométricas son semejantes o similares si tienen exactamente la misma forma, pero no necesariamente el mismo tamaño. Es decir, una es un modelo a escala de la otra, como ocurre al reducir o ampliar una figura en una fotocopiadora. Definición: dos triángulos, se dicen semejantes o similares cuando tienen sus ángulos correspondientes congruentes (o iguales) y sus lados correspondientes son proporcionales. Para indicar la semejanza se utiliza el símbolo , que se lee: “es semejante a”; y para indicar la congruencia se utiliza el símbolo , que se lee: “es congruente con”. En general, sean ABC y RST dos triángulos cuyos lados opuestos son a, b, c; s, t, r respectivamente: 1) A= R B= S C= T 2) a c b r t s Entonces se dice ABC RST 10.11.1 PROPIEDADES DE SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS La semejanza de triángulos cumple con las siguientes propiedades: Propiedad Reflexiva: todo triángulo es semejante a sí mismo. Simbólicamente ABC ABC. Propiedad Simétrica: si un triángulo es semejante a otro, éste a su vez es semejante al primero. Simbólicamente ABC A’B’C’ A’B’C’ ABC. Propiedad Transitiva: si un triángulo es semejante a un segundo triángulo y éste a su vez a un tercero, entonces el primero es semejante al tercero. Simbólicamente ABC MNO MNO PQR ABC PQR Una relación de equivalencia cumple con estas tres propiedades, entonces la semejanza de triángulos es una relación de equivalencia. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 18 10.11.2 LA PROPORCIONALIDAD DE SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS La Razón de Semejanza: es la razón r de dos lados homólogos (opuestos a ángulos iguales) y es constante en dos triángulos semejantes. Para el ABC y el MNP, si se establece una relación del primero al segundo, entonces pueden presentar los siguientes casos: a) Que el ABC sea más chico que el MNP. Si esto ocurre, entonces r 1 . b) Que ambos triángulos sean del mismo tamaño. En este caso se dice que los triángulos son congruentes y en consecuencia r 1 . c) Que el ABC sea más grande que el MNP. Si esto ocurre, entonces r 1 Segmentos Proporcionales: si dos lados de un triángulo se dividen proporcionalmente, entonces: a) Los segmentos parciales correspondientes son AD DB CE EB proporcionales. Esto es; b) Los dos segmentos totales y un par cualquiera de segmentos parciales homólogos son proporcionales. Observando la figura adjunta, tenemos: AB BC o bien AD EC AB CB DB EB Lo último nos permite afirmar que: ABC DBE Principios de Proporcionalidad 1) “Si una recta es paralela a uno de los lados de un triángulo, entonces divide a los otros dos en segmentos proporcionales”. En el ABC; si DE BC AD AE DB EC El recíproco de este principio también es válido. 2) “Dos transversales cualesquiera, cortadas por tres o más paralelas, quedan dividida en segmentos proporcionales”. Este principio se conoce como Principio de Thales. Si AB CD También: EF AC BD AE BF AC BD o bien CE DF CE DF EA FB Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 19 3) La bisectriz de un ángulo de un triángulo divide el lado opuesto en dos segmentos proporcionales a lados contiguos. Si CD es bisectriz del ACB AD AC BD CB 10.11.3 LOS CRITERIOS DE SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS 10.11.3.1 PARA TRIÁNGULOS NO RECTÁNGULOS: dos triángulos son semejantes si tienen: 1. “Dos ángulos correspondientes iguales” (a a a) 2. “Dos lados proporcionales e igual el ángulo comprendido” (l a l) 3. “Sus tres lados proporcionales” (l l l) 4. “Sus lados homólogos paralelos entre sí”. Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 20 5. “Sus lados correspondientes perpendiculares entre sí”. 6. “Las alturas correspondientes proporcionales a sus lados”. 10.11.3.2 PARA TRIÁNGULOS RECTÁNGULOS 1. Si en el criterio 6 “la altura es relativa a la hipotenusa, entonces ésta divide al triángulo dado (triángulo rectángulo) en otros dos semejantes a él y semejantes entre sí”. Además, dos triángulos rectángulos son semejantes cuando tienen: 2. “Un ángulo agudo igual” 3. “Los catetos proporcionales” Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 21 4. “La hipotenusa y un cateto proporcionales” 10.11.4 EJEMPLOS RESUELTOS SOBRE SEMEJANZA DE TRIÁNGULOS: 1) Los siguientes triángulos son semejantes, halle la razón de semejanza. Solución: r EA AB DC BD 7 12 8 12 r 10 12 11109 15 2 21 2 17 2 119 10 15 2 17 10 2 21 2 119 15 85 r 21 119 5 5 r 7 7 r Respuesta: La razón de semejanza es r 5 7 Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 22 2) Demuestre que los siguientes triángulos son semejantes y determine el valor de x . Solución: aplicando el principio 3 de segmentos proporcionales, se tiene que: como AC es bisectriz del BAD AD AB , esto nos permite afirmar que: CD BC ABC ACD y en consecuencia el valor de x es: x 1 2x AD AB CD BC 3 5 32 x 5x 1 6 x 5x 5 6 x 5x 5 x 5 Respuesta: El valor es x 5 3) Determine el valor de x . Solución: como BE CD , entonces: 2 = 4 por ser s correspondientes. 5 = 7 por ser s correspondientes. Además, 1 = 1 por identidad Por lo tanto: ABE ACD, por el criterio a. a. a. Los lados homólogos son proporcionales, así: AB BE AC CD 4 9 x 3x 6 9x 4 3x 6 9 x 12x 24 9 x 12x 24 3x 24 24 x 3 x 8 Respuesta: El valor es x 8 Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 23 4) Los triángulos indicados son semejantes, determine la razón de semejanza. Solución: Como: ABC BAD r AD AB AB BC 32 8 r 3 8 6 32 1 8 r 3 8 6 8 4 r 6 3 Respuesta: La razón de semejanza es r 4 3 PRACTICA Nº 3 (TRIÁNGULOS SEMEJANTES) I. Los triángulos indicados son semejantes. Determine la razón de semejanza: II. Demuestre que los triángulos dados son semejantes y calcule el valor de las letras desconocidas: Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 24 III. Aplique los principios de proporcionalidad y determine el valor de la incógnita. Respuestas: I r 3 r 5 3 II x 16 x 10 III x3 x3 x6 y 10 y 15 Material de Geometría. Elaborado por la Profesora: Xenia Batista ([email protected]) I. P. T. Veraguas 25