Rectas y puntos notables de un triángulo

Rectas y puntos notables de un triángulo

GranjeroSi estás buscando rectas y puntos notables de un triángulo, no te vayas, este es el lugar correcto para profundizar en este tema. Para ello, comenzaremos con este ejemplo de la vida diaria: Pedro es un hacendado que tiene una casa y una granja donde cría ganado, vacas, caballos, ovejas y cerdos, actualmente la población es cada vez más elevada y requiere de tres veterinario y dos ayudantes.

Para esta situación, piensa crear dos casas, una para los médicos y otra para los ayudantes. Pero desea que todas las casas estén a la misma distancia respecto a la granja, para que todos lleguen al mismo tiempo y atiendan a sus animales. Para esto contrata un ingeniero y este soluciona esta situación aplicando el circuncentro, este circuncentro es donde ubica a la granja para que las tres casas lleguen a tener las mismas distancias.

Rectas notables de un triángulo

Son rectas concurrentes que expresan varias particularidades específicas, como sus puntos de concurrencia, propiedades geométricas, relaciones con la circunferencia y el tipo de triángulo. Estas rectas se conocen con el nombre de medianas, bisectrices, alturas y mediatrices.

Medianas de un triángulo

Mediana baricentroLo primero que debes saber, es que son tres segmentos trazados desde los puntos medios de cada lado del triángulo hasta sus vértices opuestos.

Al dibujar las tres medianas en el triángulo estas líneas llegan a concurrir en un punto llamado baricentro.

Propiedades de las medianas

Las medianas de un triángulo poseen varias propiedades geométricas interesantes que debes conocer, estas son:

I. Cada mediana dibujada divide al triángulo en dos áreas iguales.

Mediana divide en dos partes iguales al triángulo

 

II. El punto donde concurren las tres medianas conocido como baricentro es el centro de masa del triángulo.

III. Para todo tipo de triángulo el baricentro es localizado en el interior del triángulo.

IV. El baricentro divide en dos segmentos a la mediana, donde uno de ellos es el doble que el otro. La parte del segmento dirigida del vértice del triángulo al baricentro siempre es el doble que la otra que va del baricentro a la mitad del lado opuesto del vértice.

Vertice al baricentro es el doble del otro segmento

V. Si el triángulo posee el valor de todos los lados, se puede determinar la longitud de cada mediana aplicando las siguientes fórmulas:

Fórmulas de la mediana

Donde:

  • Longitud de la mediana correspondiente al lado a: ma 
  • Esta longitud de la mediana corresponde al lado b: mb
  • Longitud de la mediana correspondiente al lado c: mc

Mediatrices de un triángulo

Mediatrices-CircuncentroSon rectas perpendiculares trazadas desde el punto medio de cada lado del triángulo. Estas tres mediatrices concurren en un punto llamado circuncentro.

Propiedades de las mediatrices

Las propiedades de las mediatrices son las siguientes:

I. En primer lugar, el punto circuncentro representa el centro de una circunferencia circunscrita que pasa por los vértices del triángulo.

Circunferencia circunscrita mediatrices circuncentro

II. Posteriormente, el circuncentro equidista de los tres vértices del triángulo, es decir es la misma distancia del circuncentro a cualquier vértice del triángulo.

III. Por último, hay que tener en cuenta que las ubicaciones del circuncentro varía dependiendo del tipo de triángulo:

Lo primero, es que para el acutángulo, el circuncentro se ubica en la zona interna del triángulo.

Por consiguiente, para el rectángulo, la ubicación del circuncentro es en la mitad de la hipotenusa.

Mediatrices circuncentro triangulo rectángulo

Asimismo, en el obtusángulo, el circuncentro es posicionado en el exterior del triángulo.

Mediatrices circuncentro triangulo obtusángulo

Alturas de un triángulo

Altura ortocentroSon segmentos trazados perpendicularmente respecto a cada lado del triángulo hasta su vértice opuesto.

Como resultado, estas 3 alturas del triángulo concurren en un punto llamado ortocentro.

Propiedades de las alturas

Asimismo, aquí tienes las propiedades de las alturas son:

I. En primer lugar, se encuentra el ortocentro, el cual es ubicado dependiendo el tipo de triángulo:

Lo primero, es saber que en el acutángulo, el ortocentro es ubicado en el interior del triángulo.

Ortocentro en un triangulo acutángulo

Asimismo, en el rectángulo, el ortocentro se encuentra en el vértice del ángulo recto.

Ortocentro en un triangulo rectángulo

Por último, en el obtusángulo, el circuncentro está en el exterior del triángulo.

II. Posteriormente, hay que tener en cuenta las alturas son esenciales para el cálculo del área de un triángulo.

Bisectrices de un triángulo

Bisectriz incentroMientras tanto, las bisectrices son rectas que dividen al ángulo en dos partes iguales, al formarse las tres rectas concurren en un punto llamado incentro.

Propiedades de las bisectrices

Son varias las propiedades de las bisectrices ellas son:

I. En primer lugar, se encuentra el incentro siempre es ubicado en el interior de cualquier triángulo.

II. Además, la segunda propiedad es el punto incentro, es el centro de una circunferencia inscrita en el triángulo. Claro está, esta circunferencia siempre toca cada lado del triángulo, es decir que es tangente a cada uno de ellos.

III. Finalmente, la distancia es igual desde el incentro hasta cada lado del triángulo midiéndose de forma perpendicular.

Bisectriz incentro circunferencia inscrita

Características resaltantes

Además, aquí te muestro una tabla para que memorices fácilmente cada recta y su punto notable con una característica resaltante.

Rectas

Iniciales

Puntos

Iniciales

Combinación de la iniciales

Características resaltantes

Medianas

MBAM

Baricentro

BIOC

M B

Se logra el centro de gravedad en el triángulo.

Bisectrices

Incentro

B I

Representa el centro de una circunferencia inscrita en el triángulo.

Alturas

Ortocentro

A O

Las alturas son fundamentales en el cálculo de áreas.

Mediatrices

Circuncentro

M C

Representa el centro de una circunferencia circunscrita en el triángulo.

Actividades

Por último, aquí te dejo algunas actividades para que refuerces el contenido aprendido. Por lo tanto, no esperes más y pon manos a la obra.

I. Construye un triángulo isósceles y encuentra el circuncentro, baricentro, y el incentro ¿Dónde quedan ubicados los puntos?

II. Dibuja un triángulo equilátero y encuentra todos los puntos notables. ¿Qué pasa con los puntos?

III. La distancia del baricentro de un triángulo al punto medio de un lado es de 7cm. ¿Cuánto mide la mediana?

IV. La distancia del baricentro a un vértice es 10cm. ¿Cuál es el valor de la mediana?

V. Una de las medianas de un triángulo mide 20cm. ¿Cuál es la distancia del vértice al baricentro?

Finalmente, ahora que ya conoces más acerca de las rectas y puntos notables de un triángulo es momento que profundices en el tema con la práctica. También comenta y comparte este contenido, de esta manera nos ayudas a crecer.

Cálculo de área y volumen de un poliedro regular

Cálculo de área y volumen de un poliedro regular

Diseñador de interioresSi estás buscando el cálculo de área y volumen de un poliedro regular estás en el lugar correcto. Comencemos con este ejemplo de la vida diaria: El señor Rafael es un diseñador de interiores, en su último contrato tuvo que remodelar un apartamento pequeño. El cliente le exigió un diseño moderno y funcional con la intención de aprovechar al máximo los espacios de las paredes, techos y rincones. Para ello, calculó con precisión las áreas y volúmenes de diferentes elementos decorativos, para así asegurarse que todos encajen sin desperdiciar espacios. Finalmente seleccionó los muebles, camas y comedor con una estética agradable y ajustada a la comodidad del paso en el lugar.

Los cálculos de las áreas y volúmenes son esenciales en la toma de decisiones de un diseñador, ya que permite conocer la distribución correcta de los muebles, la elección de los materiales y la optimización del espacio. Por medio del cálculo tú también puedes crear un ambiente armónico y funcional en tu habitación o en cualquier espacio de tu hogar.

Poliedros

Son figuras geométricas tridimensionales compuesto por polígonos.

Elementos

Es muy importante conocer y aprenderse todos los elementos del poliedro, ya que facilita una mejor interpretación y por ende una buena aplicación en el cálculo. A continuación, los elementos del poliedro:

Poliedro-cubo
Figura # 1

I. Vértices. Son puntos donde coinciden las caras de un poliedro.

Los puntos: A, B, C, D, E, F, G, H son los vértices de la figura # 1.

II. Aristas. Son los lados de las caras del poliedro.

El segmento $$ \overline{AB}$$ es una arista.

III. Caras. Es cada superficie o área del polígono que compone a ese poliedro.

BGFC es una cara o superficie del poliedro.

IV. Ángulo diedro. Es un ángulo formado con dos caras que comparten una arista en común.

Ejemplo

Caras:

AHGB y AHED

Arista en común: $$ \overline{AH}$$

Ángulo diedro:

90°

Caras:

GHEF y AHED

Arista en común: $$ \overline{HE}$$

Ángulo diedro:

90°

V. Ángulo triedro. Es un ángulo formado por tres caras o tres planos los cuales comparten un mismo vértice.

En el vértice E concurren 3 caras: EDCF, GHEF, AHED allí se forma un ángulo triedro.

VI. Ángulo poliedro. Es el ángulo formado a partir de tres o más caras siempre y cuando compartan un mismo vértice.

Para la figura # 1, en cualquier vértice concurren 3 planos, es decir, se forma un ángulo triedro que es lo mismo a un ángulo poliedro.

Diagonal. Es un segmento trazado desde un vértice de una cara a otro vértice de otra cara.

El segmento $$ \overline{FA}$$ es una diagonal del poliedro.

Área total. Es la sumatoria de todas las áreas o caras del poliedro, por medio de fórmulas.

Volumen total. Es todo el espacio tridimensional del poliedro, calculado por medio de fórmulas según el tipo de poliedro.

Poliedros regulares

Sabiendo que los poliedros es una composición de polígonos, un poliedro regular está formado por polígonos regulares de ángulos poliedros y diedros iguales.

Clasificación

Existen un total de 5 poliedros regulares los cuales desempeñan un papel fundamental. Estos cuerpos geométricos son esenciales tanto en el estudio matemático como en aplicaciones prácticas, como el diseño de estructuras arquitectónicas y la modelación de estructuras cristalinas y moleculares. Los cinco poliedros regulares son el tetraedro, hexaedro, octaedro, dodecaedro e icosaedro.

Tetraedro. Es un poliedro formado por cuatro triángulos equiláteros, 6 aristas y 4 vértices. No posee diagonales.

Tetrágono

 

Fórmulas

ÁreaVolumen
Fórmula 1Fórmula 2
Fórmula 3
Donde:

L = longitud de la cara

h = altura del poliedro

Hexaedro. Conocido también con el nombre de cubo, es un poliedro compuesto por 6 cuadrados de las mismas dimensiones, 12 aristas, 8 vértices y 4 diagonales.

Cubo

Fórmulas.

ÁreaVolumen
Fórmula 4Fórmula 5
Donde:

L = longitud de la cara

 

Octaedro. Es un poliedro formado por 8 triángulos equiláteros, 12 aristas, 6 vértices y 3 diagonales.

Octaedro

Fórmulas.

ÁreaVolumen
Fórmula 6Fórmula 7
Donde:

L = longitud de la cara

h = altura del poliedro

 

Dodecaedro. Es un poliedro formado por 12 pentágonos regulares, 30 aristas, 20 vértices y 15 diagonales.

Dodecaedro

Fórmulas.

ÁreaVolumen
Fórmula 9Fórmula 10
Donde:

L = longitud de la cara

 

Icosaedro. Es un poliedro formado por 20 triángulos equiláteros, 30 aristas, 12 vértices y 30 diagonales.

Icosaedro

Fórmula.

ÁreaVolumen
Fórmula 11Fórmula 12
Donde:

L = longitud de la cara

 

Ejemplos resueltos

I. El área neta de un octaedro es de seis raiz cuadrada de tres cm2, calcula su volumen.

Datos:

AT = seis raiz cuadrada de tres cm2

V = ?

Fórmulas:

Fórmula 6

Fórmula 8

Solución:

Solución del octaedro

II. Determinar el área y volumen de un tetraedro, donde la longitud de la arista es de 4cm.

Datos:

AT = ?

V = ?

L = 4 cm

Fórmulas:

Fórmula 1

Fórmula 3

Solución:

Solución del tetraedro

III. El volumen de un hexaedro es de 729cm3. Calcula la dimensión de la arista y su área total.

Datos:

V = 729cm3

a = ?

AT = ?

Fórmulas:

Fórmula 4 Fórmula 5

Solución:

Solución del hexaedro

IV. Determinar la altura de un tetraedro, donde la longitud de la arista es de raíz cuadrada de cinco cm y su volumen es 1/6 cm3

Datos:

h = ?

L = raíz cuadrada de cinco cm

VT = 1/6 cm3

Fórmulas: Se hace el despeje de la altura (h)

Fórmula del volumen del tetraedro con h

 

Solución: Se sustituye en la fórmula para determinar la altura. En la segunda línea del procedimiento se racionaliza el denominador.

Solución del tetraedro la altura


Actividades

A. Resolver los siguientes problemas

I. Calcular el área total de un tetraedro, si su altura es raíz cuadrada de seis cm y su volumen es nueve cuartos raíz cuadrada de dos .

II. ¿Cuál es la altura de un tetraedro si el valor de su volumen es de 5/3 cm3.

III. La altura de un octaedro es de 3cm y su área total es tres raíz cuadrada de seis cm2. ¿Cuál es su volumen?.

IV. Hallar el volumen de un hexaedro si su área total es 12cm2.

B. Trabaja con el software GeoGebra y construye un tetraedro de arista 4cm

a. Selecciona el botón de herramienta “Polígono regular” dale clic en el origen del plano cartesiano luego le das clic hasta llegar a 4, allí se forman automáticamente dos puntos con su nombre. (longitud de la arista).

b. Selecciona 3 vértices y cliquea «Ok».

c. Desplázate al menú Vista y selecciona «Vista gráfica 3D».

d. Dirígete a la barra de «Entrada» y escribe «Tetraedro».

e. Selecciona Tetraedro (<Punto>, <Punto>).

f. Les das el nombre de los puntos formados en el paso a.

g. Listo tienes el Tetraedro.

h. Selecciona el botón de herramienta “Volumen” y toca el Tetraedro.

De esta forma obtienes el volumen de este poliedro.

Ahora que conoces más acerca del cálculo de área y volumen de un poliedro regular no olvides poner en práctica lo aprendido. Recuerda compartir y comentar nuestro contenido, de esta manera nos ayudas a seguir creciendo.

Cómo calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj análogo: explicación paso a paso

Cómo calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj análogo: explicación paso a paso

Reloj análogo¿Sabes cómo calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj análogo? Si quieres conocer más acerca de este tema, aquí te lo explicamos paso a paso. Como bien sabes, la función principal de un reloj analógico es mostrar el tiempo. Sin embargo, gracias a sus manecillas también se puede observar los ángulos que estas forman en cualquier instante. El reloj no solo permite leer la hora, sino también permite entender la relación entre el tiempo y los ángulos.

Manecillas

Las manecillas es tan solo una pequeña parte de todos los elementos que componen un reloj analógico, conocerlas permitiría comprender el cálculo de los ángulos entre manecillas.

Internamente estos instrumentos de medición poseen una serie de componentes interconectados, como engranajes, resortes, volante, piñones y rubíes sintéticos, encargados de entregar avances precisos a cada manecilla.

I. Minutero: es la manecilla más larga, recibe el movimiento circular hacia la derecha transmitida por una rueda de engranaje su finalidad es indicar los minutos.

II. Horario: es la manecilla más corta, movida por otra rueda de engranaje, su velocidad es mucho menor que el minutero y su objetivo es indicar las horas.

Relación angular y tiempo

Para entender la relación entre el tiempo y los ángulos en un reloj analógico, es necesario considerar una circunferencia y la división del día en 12 horas. A continuación, dos tipos de relaciones angulares y tiempo:

Relación entre el ángulo de una circunferencia y las horas

El ángulo de una circunferencia tiene un valor de 360° y 12 horas comprende la mitad de un día. Con estos datos se forma la relación del ángulo y las horas.

Relación ángulo-horas

Cada hora representa un ángulo agudo de 30°.  A continuación, vea la tabla y la imagen con algunas relaciones hora-ángulo:

HoraÁngulo
1h30°
3h90°
5h150°
9h270°
10h300°

Angulo de una circunferencia y horas

Calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj: Relación entre el ángulo de una circunferencia y los minutos

Una hora equivale a 60 minutos más el dato del ángulo de la circunferencia se crea la nueva relación.

angulos y minutos

Relación a y m

 

Entonces, cada minuto forma un ángulo de 6°. Vea la siguiente tabla:

MinutoÁngulo
15´90°
23´138°
45´270°
50´300°
Cada minuto = 6°
Cada minuto = 6°

 

Relación ángulo-horas-minutos

Avance del minutero

Al avanzar el minutero el horario hace lo mismo pero a un ritmo más lento. Esta situación crea la sensación que el horario se encuentra detenido, la realizada es que no es así. Para determinar el valor de este avance, es necesario aplicar las siguientes relaciones:

avance de la manecilla minutero

Al avanzar el minutero 1 minuto (es decir 6°), el horario rota tan solo 0,5°. A continuación, la siguiente imagen muestra cuando el minutero avanza 1 minuto y el horario 0,5°. ¿Qué hora indica?

Avance del minutero y el horario
Avance del minutero y el horario

Calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj

Utilizando las relaciones anteriores, es posible calcular con precisión los ángulos formados por las manecillas del minutero y el horario para cualquier momento.

3 relaciones

Fórmulas

Donde:

x : horas.

y : minutos.

fórmulas

Calculadora de ángulos entre las manecillas de un reloj análogo

A continuación, te presento una herramienta que te ayudará en el proceso de aprendizaje de este tema. Nuestra recomendación es usar las tres fórmulas para determinar el ángulo entre las agujas del reloj, luego introduce el valor del tiempo en la calculadora para verificar el resultado calculado por ti.

Calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj: Determinar el ángulo entre manecillas cuando son:

I. En un tiempo a las 6:20

6:20

II. La abertura de las 10:20

10:20

III. El ángulo entre las manecillas de las 2:50

2:50

IV. Ángulo formado por el minutero y horario de las 10:10

10:10

V. La abertura de entre ambas agujas a las 10:37

10:37

VI. Para las 1:13

1:13

VII. Ángulo en el instante de las 2:27

2:27

VIII. Para el momento de las 9:48

9:48

IX. Abertura del horario y minutero a las 3:56

3:56

X. Ángulo formado por las dos manecillas cuando son las 12:09 (para el cálculo es 0:12)

12:09


Actividades

I. ¿Cuál es el ángulo agudo formado por el horario y el minutero si el reloj marca las 18:21?

II. ¿Cuál es el ángulo agudo formado por las manecillas del reloj cuando marcan las 14:17?

III. Determina el número de grados en el ángulo formado por las manecillas del reloj a las 10:07.

IV. Calcula el número de grados en el ángulo mayor formado por las manecillas del reloj a las 5 ¼.

V. ¿A qué hora entre las 12:00 y la 1:00, el horario y el minutero forman un ángulo de 165°?

VI. ¿Qué cantidad de radianes rotará el minutero del reloj de David en su día de descanso?

VII. Se forma un ángulo de 130°. ¿A qué hora entre las 3 y 4?

Ahora que ya sabes cómo calcular el ángulo entre las manecillas de un reloj paso a paso ya puedes solucionar los ejercicios planteados. No olvides suscribirte a nuestro sitio web para que disfrutes de contenido de calidad, comenta y comparte.

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