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Matemáticas Ii: Geometría Plana Y Trigonometría
Matemáticas Ii: Geometría Plana Y Trigonometría
Matemáticas Ii: Geometría Plana Y Trigonometría
I
BLOQUE
II
BLOQUE
III
BLOQUE
Secuencia didác ca 3. Solución de problemas que con enen triángulos rectángulos ......................... 173
V
BLOQUE
9
Funciones trigonométricas ............................................. 192
PRELIMINARES
Secuencia didác ca 1. De las razones a las funciones trigonométricas ................................................ 194
VI
BLOQUE
De manera individual responde los siguientes reac vos en tu cuaderno y muestra los resultados a tu
profesor.
1. Punto: _____________________________________________________________________
2. Recta: _____________________________________________________________________
3. Plano: _____________________________________________________________________
16
4. Ángulo: ____________________________________________________________________
MATEMÁTICAS II
5. Triángulo: ___________________________________________________________________
1.
2.
3.
4.
5.
La geometría plana parte de tres conceptos primarios: el punto, la línea y el plano; los cuales se de nen de
manera intui va para lograr comprenderlos.
El punto carece de longitud, área o volumen, la idea del punto está caracterizada por la huella que deja en
el papel la punta a lada de un lápiz al ser presionada sobre una hoja de papel. Los puntos se denotan con
letras mayúsculas, por ejemplo la distancia entre punto A y punto B.
El plano es una gura geométrica formada por dos dimensiones, la idea de plano o super cie es dada por
una pared o por la cara de una hoja de tu cuaderno.
18
Figura 1.3 Representación grá ca del plano ABC
MATEMÁTICAS II
La geometría plana estudia los elementos que se encuentran sobre un plano, con base en los elementos
descritos (punto, línea y plano) de niremos las guras geométricas:
Puntos colineales: son puntos ubicados en la misma línea recta.
19
Semirecta o rayo: es una trayectoria in nita en una sola dirección acotada de un extremo.
Ángulo: es la abertura formada por dos rayos que enen un origen en común llamado vér ce.
20
MATEMÁTICAS II
Ángulos en el plano
Los ángulos se representan con el símbolo y se puede escribir de las siguientes formas:
Figura 1.12 El ángulo con vér ce en el punto B se nombra , correspondiendo la letra central al vér ce.
Medición de ángulos
Para determinar la magnitud de los ángulos se u lizan dos sistemas: el sexagesimal y el circular.
21
● La unidad de medida en el sistema sexagesimal son los grados, minutos y segundos y se denota
de la siguiente manera:
● La unidad de medida del sistema circular son los radianes, de nidos como el ángulo central que
sub ende un arco cuya longitud es igual al radio de la circunferencia.
Para conver r de sistema sexagesimal a circular y viceversa se presentan las siguientes proporciones:
Ejemplo 1:
Expresar en radianes la medida del ángulo que se muestra a con nuación:
22
MATEMÁTICAS II
Comprobación:
Ejemplo 2:
Conver r un ángulo de 4.5 radianes en sistema circular a grados en sistema sexagesimal:
h ps://www.youtube.com/watch?v=ew188f6LTGI
h ps://www.youtube.com/watch?v=seR9VVW4DaI
h ps://www.youtube.com/watch?v=nKSylFrOzRw
1
Realiza individualmente la siguiente ac vidad en tu cuaderno, anotando los procedimientos para
presentarlos a tu profesor.
I. Expresa en radianes los siguientes ángulos y dibuja la representación grá ca en cada caso, u lizando
un transportador:
a) 35°
b) 270° 23
c) 110°
d) 145°
e) 312°
a) 2 radianes
b) 2 radianes
c) 5 radianes
d) 1.79 radianes
e) 0.75 radianes
Clasi cación de los ángulos
A con nuación, se presentan las formas en las que se pueden clasi car los ángulos:
● Según su medida.
● Por la suma de sus medidas.
● Por la posición de sus lados.
● Por su posición entre dos paralelas y una transversal.
Clasi cación de los ángulos según su medida
De acuerdo con la medida del ángulo, se clasi can en las siguientes categorías:
● Agudo: es mayor a 0°, pero menor a 90°.
● Recto: mide 90°.
● Obtuso: mide más de 90° pero menos de 180°.
● Llano: mide 180°.
● Cóncavo o Entrante: mide más de 180°, pero menos de 360°.
● Perígono: mide 360°.
2
En equipo realicen en sus cuadernos la representación grá ca de dos ejemplos de cada categoría
de la clasi cación de los ángulos según su medida.
Con relación a la suma de las medidas de dos ángulos, se establece la siguiente clasi cación:
● Complementarios: cuando la suma de sus medidas es igual a 90°.
● Suplementarios: cuando la suma de sus medidas es igual a 180°.
● Conjugados: cuando la suma de sus medidas es igual a 360°.
Ejemplo 1:
Encontrar los ángulos complementarios ∠ABC y ∠CBA si ∠ABC = (4x + 5)° y ∠CBA = (3x − 13)°.
Como son ángulos complementarios la suma debe ser igual a 90°, por lo tanto:
24 ∠ABC + ∠CBD= 90°
Se sus tuye el valor de cada ángulo, quedando:
MATEMÁTICAS II
7x − 8= 90
7x= 90 + 8
7x = 98
98
x=
7
x= 14
Al sus tuir el valor de x en cada ángulo se ob ene:
∠ABC = 4(14) + 5
∠ABC = 56+5
∠ABC = 61°
C o le g io de B ac hi lle re s d e l E s tado de Sono ra
∠CBD = (3x − 13)°
∠CBD = 3(14) − 13
∠CBD = 42 − 13
∠CBD = 29°
Ejemplo 2:
Dados los ángulos suplementarios ∠α = (5x − 14)° y ∠β = (3x + 10)°. Determina el valor del ángulo ∠β.
184
x=
8 25
x = 23
∠β = (3x + 10)°
∠β = [3(23) + 10]°
∠β = (69 + 10)°
∠β = 79°
∠α + ∠β = 180°
∠α = 180° − ∠β
∠α = 180° − 79°
∠α = 101°
h ps://www.youtube.com/watch?v=admf0PGYBgs
h ps://www.youtube.com/watch?v=Y2BjSS2JghA
3
Encuentra los siguientes ángulos que se piden y su representación grá ca. Anota los procedimientos
en tu cuaderno y muéstralos a tu profesor para que haga una retroalimentación.
I. Considera que los ángulos ∠A y ∠B son suplementarios y que ∠A = (8x − 25)° y el ∠B = (7x + 10)°.
Encuentra la medida del ángulo ∠B.
II. Halla la medida del ángulo α = (5x + 7)°, si es el conjugado del ángulo β = (2x − 2)°.
III. Determina el ángulo ∠ABC = (12x)°, si su ángulo complementario es ∠DAB = (4x − 10)°.
IV. Sean A y B dos ángulos complementarios, donde A = (13x − 5)° y B = (2x − 10)°. Encuentra los
valores para los ángulos A y B respec vamente.
V. Dados los ángulos suplementarios ABC = (8x + 3)° y DBC = (4x − 9)°. Determina el valor del
ángulo ABC.
VI. Determina los ángulos solicitados en la tabla, tomando en cuenta sólo ángulos posi vos y
presentados en la notación (° ´ ”)
127.35°
300.58°
7.12°
95.48°
• Opuestos por el vér ce: cuando dos rectas se intersecan, los ángulos que se forman y no son
adyacentes se les denomina opuestos por el vér ce.
27
∠1 = ∠3
∠2 = ∠4
Ejemplo 1:
Encontramos en valor de x:
14x − 2 = 180
14x = 180 + 2
14x = 182
182
x=
14
x = 13
Como los ángulos ∠ACD y ∠DCB son adyacentes y forman un par lineal:
MATEMÁTICAS II
∠GAH = ∠JAI
6x − 20 = 3x + 40
Encontramos el valor de x:
6x − 3x = 40 + 20
3x = 60
60
x=
3
x = 20
Sustituyendo el valor de x:
∠GAH = 6x − 2
∠GAH = 6(20) − 2
∠GAH = 120 − 2
∠GAH = 118°
Como los ángulos ∠GAH y ∠JAI son opuestos por el vértice, entonces:
∠GAH = ∠JAI
∠JAI =118°
29
3
Realiza los siguientes ejercicios en tu cuaderno anotando los procedimientos que u lizaste para su
resolución.
I. Encuentra el valor de los ángulos ∠GAJ y ∠HAI, si ∠GAJ = (3x − 15)° y ∠HAI = (2x + 15).
II. Determina la medida de los ángulos α y β, dados α = 4x + 2 β = 5x − 20
30
MATEMÁTICAS II
V. Halla en valor del ángulo ∠1 y ∠3, si los ángulos ∠4 = (3x − 1)° y el ∠2 = 49°.
En la figura 1.18 se muestran dos líneas paralelas cuando se intersecan por una recta transversal se forman
8 ángulos y se denominan de la siguiente manera.
• Ángulos externos: son los que se visualizan en la parte externa de las rectas paralelas y
corresponden a los ángulos ∠1, ∠2, ∠7 y ∠8.
• Ángulos internos: son los ángulos que quedan dentro de las líneas paralelas y son ∠3, ∠4, ∠5 y
∠6.
• Ángulos alternos externos: es la pareja de ángulos externos que se encuentran en diferente lado
de la transversal y poseen la misma magnitud, en la gura 1.18 son los ángulos ∠1 y ∠8, así como
el ∠2 y ∠7.
• Ángulos alternos internos: es la pareja de ángulos internos que se encuentran en diferente lado
de la transversal y poseen la misma magnitud, en la gura 1.18 son los ángulos ∠3 y ∠6, así como
el ∠4 y ∠5.
31
Encuentra el valor de los 8 ángulos formados por la recta transversal que corta dos líneas paralelas, tal
como se muestra en la figura, tomando en cuenta que el ángulo ∠2 = (4x + 25)° y el ángulo ∠7 = (7x − 11)°.
Los ángulos ∠2 y ∠7 son alternos externos, por lo que tienen la misma amplitud:
32 ∠2 = ∠7
(4x + 25)° = (7x − 11)°
MATEMÁTICAS II
Encontramos el valor de x:
4x + 25 = 7x − 11
4x − 7x = −11 −25
−3x = −36
-36
x=
-3
x = 12
∠1 + ∠2 = 180°
∠1 + 73° = 180°
∠1 = 180° − 73°
∠1 = 107°
∠1 = ∠8 = 107°
∠2 = ∠7 = 73°
∠1 = ∠5 = 107°
∠2 = ∠6 = 73°
∠4 = ∠8 = 107°
∠3 = ∠7 = 73°
h ps://www.youtube.com/watch?v=m1WcxcDlNAY
h ps://www.youtube.com/watch?v=-oXpnNQJ3aI
2 33
Encuentra el valor de los 8 ángulos formados por la recta transversal que corta dos líneas paralelas,
tal como se muestra en las siguientes guras.
3
De manera individual realiza en cuaderno los siguientes reac vos anotando el procedimiento que
u lizaste para su resolución.
I. Determina todos los ángulos que se forman con las intersecciones de las líneas:
34
MATEMÁTICAS II
Responde los siguientes reac vos en tu cuaderno y muestra los resultados a tu profesor.
36
MATEMÁTICAS II
1. 5x + 3 = 180
2. 7x + 4x − 2 = 360
3. 8x + 5 = 3x + 100
4. 4x + 5−(3x + 4) = 270
5. 10x −5−2(3x + 1) = 180
1. x² = 25 + 16
2. 144 − x² = 80
3. x² − 121 = 23
4. x² + 49 = 218
5. 16 + 180 = x²
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Triángulos
Un triángulo es un polígono de tres lados, los puntos donde estos se cortan son llamados vér ces, para
representarlos se u liza el símbolo Δ, estos se clasi can:
Según la medida de sus ángulos internos, los triángulos se clasi can en:
37
Figura 1.21 Clasi cación de los triángulos según la medida de sus lados
Propiedades de los triángulos
Son enlistadas sólo tres propiedades de los triángulos que están relacionadas con los ángulos interiores y
exteriores.
● La suma de las medidas de los tres ángulos externos de un triángulo es igual a 360°
α + β + θ = 360°
38
MATEMÁTICAS II
● La medida de un ángulo externo de un triángulo es igual a la suma de los dos ángulos internos
no adyacentes a aquél.
∠1 = ∠2 + ∠3
Primero, se u liza la propiedad 3. “La medida de un ángulo externo de un triángulo es igual a la suma de
los dos ángulos internos no adyacentes a aquél”.
∠β = ∠α + ∠θ
120 = (2x + 20) + (3x − 10)
5x + 10 = 120
5x = 120 − 10
5x = 110
39
110
x=
5
x = 22
α = 2x + 20
α = 2(22) + 20
α = 44 + 20
α = 64
θ = 3x − 10
θ = 3(22) − 10
θ = 66 − 10
θ = 56
Por úl mo se aplica la propiedad 1, “La suma de las medidas de los ángulos internos de un triángulo es
igual a 180°”.
∠β +∠α + ∠θ = 180
∠β = 180 − ∠α − ∠θ
∠β = 180° − 64° − 56°
∠β = 60°
Ejemplo 2:
Encuentra el valor de los ángulos ∠2 y ∠3 de la siguiente gura.
Primero, se u liza la propiedad 1, “La suma de las medidas de los tres ángulos externos de un triángulo
es igual a 360°”.
∠1 + ∠2 + ∠3 = 360°
125° + (2x + 15) + (4x + 25) = 360°
6x + 165 = 360°
6x = 360 − 165
40
6x = 195
MATEMÁTICAS II
195
x=
6
x = 32.5
41
En los triángulos se puede denotar un grupo de rectas y puntos muy importantes. Entre las rectas notables
más conocidas de un triángulo se pueden nombrar las siguientes:
• Bisectriz e incentro: se llama bisectriz de un ángulo a la línea recta que divide en dos ángulos
iguales, el punto donde se cortan las tres bisectrices de un triángulo es llamado incentro. El
incentro es el centro de la circunferencia inscrita en el triángulo.
42
MATEMÁTICAS II
Congruencia de triángulos
43
Se dice que dos triángulos son congruentes si ambos enen la misma forma y el mismo tamaño, es decir,
que sus ángulos y lados correspondientes sean congruentes, su representación es mediante el símbolo ≅.
Para demostrar que dos triángulos son congruentes, no es necesario comprobar los seis elementos de la
gura 1.28, sólo se necesita cumplir con alguno de los tres criterios siguientes:
Los ángulos ACE y BCD son congruentes, dado que son opuestos por el vér ce, el punto C es el punto
medio del segmento AB, entonces el segmento AC es congruente con el segmento CB y u lizando que
∠D ≅ ∠E.
∠D ≅ ∠E ÁNGULO
AC ≅ BC LADO
∠ACE ≅ ∠BCD ÁNGULO
Ejemplo 2:
44
En la siguiente gura el segmento AD ≅ DB, además AC ≅ CB, ¿qué criterio determina la congruencia de
MATEMÁTICAS II
estos triángulos?
El criterio que de ne la congruencia de estos triángulos es LLL, ya que el segmento CD es lado para cada
uno de los triángulos, además AD ≅ DB, AC ≅ CB.
h ps://www.youtube.com/watch?v=U4MTmLvvKQ4
h ps://www.youtube.com/watch?v=eYvnh35p05Q
Dos triángulos son semejantes si sus ángulos son congruentes y las medidas de sus lados son proporcionales.
Ya han sido determinados los criterios para de nir si dos triángulos son congruentes, a con nuación, se
de nen los criterios de semejanza:
Ahora, se determina si son proporcionales las medidas de los lados AC y PR y los lados BC y QR.
QR 20
= =4
BC 5
PR 24
= =4
AC 6
PQ
MATEMÁTICAS II
=2
AB
x
=2
9
x = 2(9)
x = 18
Ejemplo 2:
AD 4
= =2
EB 2
Al ser congruentes entonces:
AC
=2
CB
6
=2
x
6 = 2x
6
x=
2
x=3
h ps://www.youtube.com/watch?v=nO58sj9bkAI
h ps://www.youtube.com/watch?v=jJJVb3zkI0k
47
48
MATEMÁTICAS II
AF 44 11
= =
AD 48 12
FC 33 11
= =
DB 36 12
Por lo tanto:
AF FC
≅
AD DB
Además:
∠D ≅ ∠B
∠F ≅ ∠C
U lizando los criterios de semejanza Ángulo – Ángulo, los triángulos ΔABC y ΔAFD son semejantes.
9 6
=
12 x
9x
=6
12
9x = 6(12)
72
x=
9
x=8
Ejemplo 2:
49
20(9)
x=
15
x = 12
50
MATEMÁTICAS II
c² = a² + b²
51
c² = a² + b²
Se despeja la hipotenusa:
c = √a² + b²
Primero, trazamos la bisectriz para formar dos triángulos rectángulos congruentes de base 5:
52
Se u liza el teorema de Pitágoras:
MATEMÁTICAS II
c² = a² + b²
Se despeja el cateto a:
a² = c² − b²
h ps://www.youtube.com/watch?v=2y EAt2ew0
h ps://www.youtube.com/watch?v=CJ8bpjhwA2k
53
6
En tu cuaderno realiza los siguientes reac vos, anotando el procedimiento que te llevo al resultado.
3m
54
MATEMÁTICAS II
56
MATEMÁTICAS II
b) ∠2 y ∠4
c) ∠1 y ∠5
d) ∠5 y ∠8
a) ∠7 y ∠2
b) ∠2 y ∠4
c) ∠1 y ∠5
d) ∠5 y ∠8
a) ∠7 y ∠2
b) ∠2 y ∠4
c) ∠3 y ∠6
d) ∠5 y ∠8
a) ∠7 y ∠2
b) ∠2 y ∠4
c) ∠3 y ∠6
d) ∠5 y ∠8
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5. Si ∠1 = (25x)° y ∠6 = (11x)°, el valor de los ángulos ∠3 y ∠5.
a) ∠3 = 125° y ∠ 5= 55°
b) ∠3 = 55° y ∠5 = 125°
c) ∠3 = 155° y ∠5 = 75°
d) ∠3 = 45° y ∠5 = 135°
a) 9
59
b) 3
2. El segmento de recta ED es paralelo al segmento AB, determina la longitud del segmento DB.
a) 10
b) 4
c) 8
d) 5
3. En los valores 1.5m y 1.20m u lizar punto en vez de coma y quitar el punto decimal al nal de
la letra m.
a) 1.60 m
b) 1 m
c) 0.50 m
d) 1.20 m
4. Determina el valor de x en la siguiente gura.
60
MATEMÁTICAS II
a) 100 m
b) 25 m
c) 200 m
d) 32 m
5. Una cancha de Fútbol ene las siguientes dimensiones: 110 m de largo y 68 m de ancho. ¿Cuál
será la distancia máxima aproximada en línea recta que puede correr un jugador?
a) 129.32 m
b) 145.15 m
c) 101 m
d) 150 m
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BLOQUE
Secuencia didác ca 1
Polígonos
Responde lo siguiente:
1. Un ganadero ene un prado cuadrado de 24 m de lado y quiere cercar con tres hileras de alambre
alrededor. Cada metro de alambre cuesta $18.30 ¿Cuánto costará comprar el alambre que
necesita? (Diseña un dibujo de la situación).
2. Un campo de fútbol mide de largo 105 m y de ancho 65 m. Queremos reponer el césped, que
cuesta $254 por metro cuadrado. ¿Cuánto tenemos que pagar?
7. Coloca el nombre adecuado en los elementos del siguiente polígono relacionando ambas
columnas:
a) Centro
b) Lado
c) Vér ce
d) Ángulo interior
e) Radio
f) Ángulo central
g) Apotema
h) Ángulo exterior
Fue diseñado por el arquitecto mexicano Fernando Romero, con la asesoría de Ove Arup y Frank Gehry.
Tiene una super cie de 17,000 metros cuadrados. Su estructura está conformada por 28 columnas de
acero curvado de diferentes diámetros y siete anillos o vigas perimetrales que le proporcionan estabilidad.
Tiene una altura de 46 metros.
71
La fachada asimétrica consiste en un armazón envolvente
recubierto por más de 16,000 módulos hexagonales de aluminio
La obra tuvo un costo aproximado de 47 millones de euros. El es lo del edi cio ha sido comparado con el
Edi cio Selfridges en Birmingham y con el del Museo Guggenheim Bilbao.
Preguntas:
1. ¿Por qué crees que el edi cio del museo está recubierto por hexágonos regulares?
2. ¿A qué crees que se deba su forma exterior y de qué manera consideras que contribuya al hecho
de que el edi cio no ene una columna central?
3. En las construcciones a tu alrededor, ¿qué forma enen los elementos que lo componen (ladrillos,
madera, etc)?
Elementos y clasi cación
De nición de polígono: gura geométrica plana delimitada por al menos tres segmentos de recta, donde
cada segmento es un lado y el punto donde se unen se denominan vér ces.
Un polígono se nombra según sus vér ces. Ejemplo: el primer polígono mostrado a con nuación es el
polígono ABCDE, mientras que el segundo se nombra como IFGH.
Condiciones:
72
MATEMÁTICAS II
Regular
Irregular
73
Cóncavo: es aquel que ene al menos uno de sus ángulos internos entrante.
(Ver octágono regular de la tabla 2.1)
74
MATEMÁTICAS II
75
Terminación que
Palabras que indican Palabras para indicar
Conjunción “y “ indica que es un
DECENAS UNIDADES
polígono
1 - Deca 1 - Hená / En
2 - Icosa 2 - Dí / do
3 - Triaconta 3 - Tri
7 - Heptaconta 7 - Hepta
76
8 - Octaconta 8 - Octa/Octo
MATEMÁTICAS II
9 - Eneaconta 9 - Enea/Nona
Ejemplos:
icosakaipentágono (25 lados),
21 al 100 Decenas + kai + Unidades + gono
Hexacontakaioctágono (68 lados)
Octacontakaitrígono (83 lados)
31 lados
Elementos de un polígono
Ángulo exterior: ángulo suplementario al ángulo
Vér ce: punto de intersección entre dos lados. interior formado por una extensión de uno de
Lado: segmento de recta que conforman el los lados.
polígono.
Centro: punto equidistante a cada uno de los
vér ces.
Apotema: segmento de recta que une el centro
y el punto medio de un lado.
Radio: segmento de recta que une el centro y
uno de los vér ces.
Diagonal: segmento de recta que une dos
vér ces no con nuos.
Ángulo central: ángulo formado entre dos radios
consecu vos.
Ángulo interior: ángulo formado por dos lados
consecu vos.
3
Elementos de los polígonos
En los siguientes polígonos marca con un lápiz los elementos que se te piden en la columna de la
derecha, a con nuación, toma una regla y transportador y mide tales elementos, escribiendo su
medida en el espacio asignado.
Nombre:
Lado:
Apotema:
Radio:
Diagonal menor:
Diagonal mayor:
Ángulo central:
78
Ángulo interior:
MATEMÁTICAS II
Ángulo exterior:
Nombre:
Lado:
Apotema:
Radio:
Diagonal menor:
Diagonal mayor:
Ángulo central:
Ángulo interior:
Ángulo exterior:
Lado:
Apotema:
Radio:
Diagonal menor:
Diagonal mayor:
Ángulo central:
Ángulo interior:
Ángulo exterior:
Nombre:
Lado:
Apotema:
Radio:
79
Diagonal menor:
Diagonal mayor:
Ángulo interior:
Ángulo exterior:
Nombre:
Lado:
Apotema:
Radio:
Diagonal menor:
Diagonal mayor:
Ángulo central:
Ángulo interior:
Ángulo exterior:
Sugerencia: Utiliza la siguiente herramienta digital para comprobar tus
resultados y analizar polígonos con mayor cantidad de lados:
https://www.geogebra.org/m/wg3zneut
Ángulos en un polígono
360�
Central =
No. de lados
80
MATEMÁTICAS II
360�
2. interior = 180° -
No. de lados
3. interior = 180�(n-2)
n
◦S interiores = (n - 2) 180°
● exterior = central
81
Pentágono 5 2
Pentágono 5 5
4
Ángulos y diagonales en los polígonos
Usando las fórmulas analizadas previamente, calcula los datos que solicita la columna de la derecha.
Nombre:
Diagonales totales:
Nombre:
82
Suma de ángulos centrales:
MATEMÁTICAS II
Diagonales totales:
Nombre:
Diagonales totales:
Diagonales totales:
U liza la siguiente herramienta para que observes el patrón que se forma al trazar las diagonales en
polígonos de 10, 15, 20 o más lados. ¿Puedes determinar en qué po de polígonos ninguna diagonal
cruza por el centro?
Geometría fractal
Fuente: http://www.radiocomunicaciones.net/pdf/antenas_fractales.pdf
Perímetros y Áreas
Perímetro: es la suma de
la longitud de todos sus lados.
Polígono Fórmula
Con apoyo de una regla, mide los lados de los siguientes polígonos y determina su perímetro y
área. En caso de que la gura sea irregular puedes apoyarte en la cuadrícula del fondo para trazar
líneas de apoyo para fraccionar la gura. Anota tus procedimientos y resultados al lado derecho
de la gura.
84
Perímetro:
MATEMÁTICAS II
Área:
Perímetro:
Área:
Área:
Perímetro:
Área: 85
Perímetro:
Área:
6
Resueve los siguientes problemas que implican el uso de las propiedades de los polígonos.
1. Queremos enmarcar un cuadro cuyas dimensiones totales son 103 cm de base por 63 cm de alto.
¿Qué longitud deberá tener la moldura que debemos usar? Si la moldura cuesta $140.5 pesos,
calcula el precio de dicho marco.
2. En una ciudad hay un parque cuya forma es la de un pentágono irregular. Los lados miden
respec vamente 45, 39, 29, 17 y 39 metros. ¿Qué longitud ene la valla que lo rodea?
3. Se ene que embaldosar el pa o interior de un edi cio con baldosas cuadradas de 30 cm de lado.
El pa o es rectangular y sus medidas son 10 m por 12 m. ¿Cuántas baldosas se necesitarán?
86
MATEMÁTICAS II
4. Una vela triangular de una barca se ha estropeado y es necesario sus tuirla por otra. Para
confeccionar la nueva vela nos cobran $420 por metro cuadrado. ¿Cuánto costará esa nueva vela
si debe tener 8 m de alto y 4 m de base?
5. Una empresa fabrica sombrillas para la playa. Para ello usa tela cortada en forma de polígono
regular. Calcula la can dad que necesitará para fabricar 36 sombrillas de 10 lados si sabemos que
el lado mide 173 cm y su apotema mide 266.21 cm.
6. La torre de una an gua for cación es de planta hexagonal. Se ha medido el área de la planta
inferior obteniéndose un resultado de 166.27 m . Si cada una de sus paredes mide 8m de anchura
¿cuánto mide la apotema de la planta de dicha torre?
a) 6 caras
b) 5 caras
c) 10 caras
d) 9 caras
a) Pirámide triangular
b) Dodecaedro 87
c) Esfera
d) Prisma rectangular
a) 145.6 cm
b) 358.9 cm
c) 89.55 cm
d) 167.4 cm
a) 374.4 cm
b) 425.5 cm
c) 396.5 cm
d) 289.5 cm
II. Marca con una “x” si la oración es verdadera o falsa y argumenta tu respuesta.
Oración F V Argumentación
1. Un cilindro es un poliedro.
88
MATEMÁTICAS II
La Pirámide del Louvre (en francés, pyramide du Louvre) es una pirámide de vidrio y metal situada en el
centro del cour Napoléon del Museo del Louvre de París (Francia), que alberga la entrada principal del
museo. Fue inaugurada una primera vez por el presidente de Francia François Mi errand el 4 de marzo de
1988, y una segunda vez el 29 de marzo de 1989.
Encargada por François Mi errand en 1983, la pirámide fue diseñada por el arquitecto sino-estadounidense
Ieoh Ming Pei. La estructura metálica que sos ene el reves miento de vidrio está hecha de acero y aluminio
y pesa 200 toneladas; ene una altura de 21.64 metros sobre una base cuadrada de 35.42 metros de lado.
Está recubierta con 603 rombos y 70 triángulos de vidrio y fue la primera gran construcción que u lizó el
vidrio laminado. La pirámide suscitó una gran controversia cuando se presentó el proyecto en 1984.
2. ¿Cuáles son las principales industrias que se preocupan por este análisis matemá co?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3. Dibuja en el interior de cada uno de los sigyuientes recuadros, un poliedro que observes en tu
entorno.
Clasi cación de poliedros
Los poliedros se clasi can y se nombran según dis ntos criterios los cuales se mencionan a con nuación:
90 Según el número de caras: Se u lizan los términos provenientes del griego clásico. Tetraedro (4 caras),
pentaedro (5 caras), hexaedro (6 caras), heptaedro (7 caras), etc.
MATEMÁTICAS II
Según su regularidad: Un poliedro regular debe tener sus caras, aristas y ángulos iguales. Sólo existen
cinco cuerpos geométricos que cumplen con estas caracterís cas, se denominan poliedros platónicos, los
cuales se mencionan a con nuación.
En la siguiente tabla la letra “a” especi cada en las caracterís cas representa la medida de la arista.
Caras: 4 triángulos
equiláteros
Aristas: 6
Tetraedro Vér ces: 4
Volumen:
Volumen:
Volumen =
Volumen =
Los poliedros irregulares son in nitos, las familias más importantes son:
Prismas
Pirámides
Sólidos de Johnson
92
MATEMÁTICAS II
Sólidos de
Arquímedes
Sólidos de Catalán
Sólidos de Kepler -
Poinsot
Los poliedros convexos se denominan si dos puntos cualesquiera del poliedro se pueden unir con una
línea que no salga del poliedro. (Ejemplo: Pequeño dodecaedro estrellado)
Los poliedros cóncavos enen un ángulo mayor de 180°. (Ejemplo: Icositetraedro deltoidal)
• -Poliedros de caras regulares: aunque pueden ser polígonos dis ntos y también ser dis ntas
sus aristas. (Ejemplo: Gran dodecaedro)
• -Poliedros de caras uniformes: todas las caras son iguales, aunque no sean regulares. (Ejemplo:
Icosaedro truncado)
Domo geodésico
Un domo geodésico es una sección de una esfera geodésica, su forma está basada en la gura del icosaedro.
La división que se haga de esta gura inicial, determinará la frecuencia de la cúpula. Son estructuras de
gran rendimiento y de gran espacio armónico, dada la ausencia de columnas o pilares.
Al mismo empo, al ser una estructura fractal, se generan grandes resistencias de cargas con can dades
de material muy inferiores a las que se suelen u lizar en la arquitectura tradicional.
93
En nuestros empos, el concepto fue desarrollado por Richard Buckminster Fuller, quien patentó la idea y
las matemá cas del proyecto a mitad del siglo XX, razón por la cual es considerado su inventor.
2
En pareja, realicen una inves gación sobre las siguientes familias de poliedros e inves guen el
método para calcular su área super cial y su volumen, además de los criterios por los que se
considera que pertenece a dicha familia.
Prismas Volumen =
Caracterís cas =
94 Pirámides Volumen =
MATEMÁTICAS II
Caracterís cas =
Caracterís cas =
Caracterís cas =
Caracterís cas =
Caracterís cas =
95
3
Resuelve los siguientes problemas y jus ca tu respuesta u lizando la fórmula del área que sea
adecuada para cada situación.
1. Calcular el área total y el volumen de un prisma triangular cuya base mide 10 cm de ancho por
43 de lado con una altura de 42 cm y la altura del prisma es 60 cm. (Realiza un dibujo de dicho
prisma).
2. Calcular el área total y el volumen de un prisma cuadrangular regular cuyo lado de la base mide
1.20 m y la altura del prisma es 4 m. (Realiza un dibujo de dicho prisma).
3. Calcular el área total y el volumen de un prisma pentagonal regular cuya base mide 7.3 cm de lado
96 y 5 cm de apotema, y la altura del prisma mide 14 cm.
MATEMÁTICAS II
4. Calcular el área total y el volumen de una pirámide cuadrangular cuya arista de la base mide 10
cm, la altura 12 cm y la apotema del poliedro de 13 cm. (Apotema del poliedro es la altura de una
de las caras triangulares).
5. Calcular el área total y el volumen de una pirámide regular pentagonal cuya altura del prisma es
3.20 m, la apotema del poliedro es 3.26 m, el lado de la base es 0.90 m, la apotema de la base es
0.60 m.
6. Estoy construyendo una piscina de 5.7 metros de largo, 4 metros de ancho y 1.9 metros de alto.
Quiero cubrir las paredes y el fondo con azulejos de forma cuadrada de 20 cm de lado. ¿Cuántos
azulejos necesitaré si aproximadamente se desperdicia un 10%?
7. Se va a restaurar el lateral y la parte superior de una torre con forma de prisma octogonal de 12 m
de alta. La base es un octógono regular de 3 m de lado y 3.62 metros de apotema. Si la empresa
de restauración cobra $2, 260 por cada metro cuadrado, ¿cuál será el precio de la restauración?
8. Una pirámide egipcia de base cuadrada ene 150 metros de altura y 139 metros de arista de la
base. ¿Cuál es su super cie lateral?
97
Indicaciones:
Hacer el mismo procedimiento de por lo menos 5 ros y mostrar evidencias del trabajo realizado:
• Fotos
• Trazado de líneas con cuerdas o estambre
• Representación grá ca de la situación
• Determinación del ángulo de ro y su directriz
Determina tus conclusiones sobre la u lización de la geometría plana en el deporte y como puede apoyar
en el mejoramiento de desempeño de un equipo de fútbol.
I. Resuelve los siguientes problemas. Jus ca tu respuesta.
1. El perímetro de un triángulo equilátero mide 0.9 dm y la altura mide 25.95 cm. ¿Cuál es el área del
triángulo?
a) 389.25 dm
b) 389.25 cm
c) 38.93 dm
d) 38.92 cm
a) 180 árboles
b) 240 árboles
c) 300 m
d) 36 m
99
3. En el centro de un jardín cuadrado de 150 m de lado hay una piscina también cuadrada de 25 m
de largo. Calcula el área del jardín y calcula el costo de fer lizar el jardín si la compañía fer lizante
a) $225, 000.80
b) $377, 850.76
c) $581, 875.00
d) $763, 450.00
4. Un jardín rectangular ene dimensiones 30 m y 20 m. El jardín está atravesado por dos caminos
perpendiculares que forman una cruz. Uno ene un ancho de 8 dm y el otro 7 dm. Calcula el área
del jardín.
a) 562.56 m
b) 732.78 m
c) 18.30 dm
d) 704.89 dm
II. Resuelve la siguiente tabla calculando los valores solicitados.
Pentágono
Hexágono
Octágono
1. Calcula los metros cuadrados de tela que se necesitan para fabricar una sombrilla con forma de
pirámide dodecagonal de 84 cm de arista de la base y 194 cm de arista lateral.
a) 9.55 m
b) 10.05 m
c) 5.8 m
d) 9.6 m
b) 6,890.00 m
c) 1.7 dm
d) 4,005.75 m
3. Una pizzería ofrece pizzas de varios tamaños y las vende en cajas hexagonales de 39 cm de lado y
4,7 cm de alto. ¿Qué can dad de cartón se necesita para cada caja teniendo en cuenta que la caja
está formada por dos partes compuestas de una base y el lateral?
a) 15, 607.45 cm
b) 10, 102.95 cm
c) 75, 890.00 cm
d) 24,856.87 cm
Prisma
Pirámide
Poliedros platónicos
101
Respuestas de autoevaluación
1 B
2 B
3 C
4 A
Parte 2
1 A
2 A
3 B
BLOQUE
Secuencia didác ca 1
Concepto de circunferencia y sus elementos.
Resuelve lo siguiente.
I. Relaciona los conceptos con su de nición:
Concepto De nición
Es una línea curva, cerrada y plana cuyos puntos están a la
Círculo
misma distancia del centro
Es una gura plana formada por una línea curva cerrada y su
Circunferencia
interior
II. Calcula el perímetro de la circunferencia y el área del círculo correspondiente de los siguientes
ejercicios:
a. Si su radio mide 5 cm.
b. Si el diámetro es de 12 cm.
c. Si el radio son 54 unidades.
110
d. Si el diámetro es de 254 unidades.
MATEMÁTICAS II
IV. Si el perímetro del círculo es de 120 π cm, ¿cuánto mide el radio de la circunferencia correspondiente?
V. ¿Cuál es la medida del diámetro de una circunferencia si el área de su círculo mide 28.2744 cm2?
VI. Si el radio de una circunferencia se duplica, ¿cuál de las siguientes a rmaciones es correcta?
a. Se duplica su área.
b. El perímetro se triplica.
c. Su área se cuadruplica.
d. Se cuadruplica el perímetro.
VII. Coloca en la siguiente ilustración; y sobre los elementos asociados a la circunferencia, la letra del inciso
que le corresponda.
a. Circunferencia.
b. Radio.
c. Diámetro.
d. Cuerda.
e. Secante.
f. Tangente.
g. Arco.
C o le g io de B ac hi lle re s d e l E s tado de Sono ra
h. Ángulo central
i. Ángulo inscrito.
j. Ángulo semi-inscrito.
k. Ángulo exterior.
Elementos de la circunferencia
de la persona que ideó la rueda.
De acuerdo a algunos hallazgos, la rueda se empleó por primera vez en Mesopotamia en el año 3.500 a.C.
Otros arqueólogos apuntan a que la primera rueda se usó en la an gua civilización sumeria, alrededor del
año 5.500 a.C. Como resultado del uso del rodillo y el trineo.
Los primeros usos de la rueda se le adjudican a la alfarería, para facilitar el trabajo del artesano, quien,
hasta el momento, usaba manos y pies para mover el torno. Posteriormente, con la inserción de la rueda
BLOQUE III.
en el centro de un eje, se logró mejorar la transmisión del movimiento. Esto cimentó la base para los
nuevos vehículos de transporte.
La evolución de la rueda trajo como principal ventaja una mayor facilidad para el desempeño de
ciertas ac vidades que fueron importantes para cada era de la humanidad; como lo fueron la alfarería,
el transporte de animales y objetos pesados, y el desenvolvimiento de las maquinarias durante las
revoluciones industriales, entre muchas más aplicaciones.
Sin duda alguna el invento de la rueda ha bene ciado a la humanidad en muchos sen dos, durante la
historia. Ninguna civilización industrializada es concebible sin el invento de la rueda.
Sabemos que en la prehistoria con la invención de la rueda se ha logrado muchos avances tecnológicos
que actualmente conocemos, este invento está directamente relacionado con la circunferencia, pero ¿por
qué es importante estudiar la circunferencia?, es simple miremos a nuestro alrededor y en nuestra vida
co diana, podemos observar que nos rodea una in nidad de formas circunferenciales y para que todo
ello se pudiera crear se tuvo que recurrir a aplicaciones de la circunferencia, por ejemplo los CD's que
aunque parezcan piezas ordinarias requieren de mucha precisión para su correcto funcionamiento, por
lo tanto para su fabricación se u lizan las técnicas del radio y del diámetro; también recordemos que
en los relojes que comúnmente se u lizan, se aplica las propiedades de la circunferencia, incluso en los
juegos mecánicos, en los deportes (los campos de fútbol, las canchas de básquetbol, los campos de fútbol
americano) y otro claro ejemplo del uso de las circunferencias es en el transporte (bicicletas, coches,
motos, etc.) que ahora gracias a ellas podemos transportarnos a otros lados.
En esta secuencia se analizará lo que el hombre ha descubierto Ilustración 1. Rueda de carro hallada cerca de
respecto a la circunferencia, sus elementos y las propiedades Susa (actual Irán), datada en el II milenio a. C.; en
112 asociadas a esos elementos, que le han ayudado a hacer el Museo Nacional de Irán.
innovaciones que bene cien su vida co diana.
MATEMÁTICAS II
1. Según tu perspec va, ¿qué bene cios trajo el invento de la rueda?, menciona tres ejemplos:
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
2. ¿Qué bene cios gozas hoy por el invento de la rueda?, menciona tres ejemplos:
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
Circunferencia y círculo
De manera formal, una circunferencia se de ne como el lugar geométrico de los puntos del plano
equidistantes de otro, llamado centro de la circunferencia.
113
No debemos nunca confundir el concepto de círculo con el concepto de circunferencia, que en realidad
Elementos de la circunferencia
una circunferencia es la curva que encierra a un círculo (la circunferencia es una curva, el círculo una
super cie).
BLOQUE III.
En realidad, y de manera más sencilla, una circunferencia es el conjunto de puntos situados en el plano
todos a la misma distancia de un mismo punto central, al que llamaremos centro, y del que hablaremos
más adelante con detalle en la parte de elementos básicos de la circunferencia.
Elementos básicos:
114
Usualmente en el estudio de la geometría básica se trabaja mucho con circunferencias y círculos, ya que
MATEMÁTICAS II
Además la demostración de varias de sus propiedades elementales son ú les para desarrollar las
habilidades cogni vas.
En la imagen expuesta arriba se pueden ver todos los elementos que vamos a nombrar a con nuación:
Centro. Es el punto medio de la circunferencia, ubicado literalmente en el centro de la gura a una distancia
equidistante de todos los demás puntos de la línea trazada que conforma la circunferencia. Sobre el centro
de una circunferencia pueden trazarse in nitas líneas que permiten de nir sus propiedades y delimitar
segmentos para efectuar mediciones de longitud, ángulos o equivalencias.
Radio. Cualquier recta que une algún punto de la circunferencia con su centro será denominada radio, el
elemento básico de cualquier círculo y circunferencia, ya que sirve para calcular otras magnitudes como
la super cie. Aunque pueden trazarse in nitas líneas entre una circunferencia y su centro, todas tendrán
siempre la misma longitud. El cálculo del radio de una circunferencia corresponde a su perímetro dividido
entre 2 pi (radio = perímetro / 2π), es equivalente a la mitad del diámetro.
Diámetro. Es un segmento que une 2 puntos de la circunferencia pasando por su centro. El diámetro es
entonces una línea media que divide a una circunferencia en partes iguales. Puede haber in nitas líneas
de diámetro pero estas siempre medirán lo mismo. El valor del diámetro de una circunferencia es igual al
doble del radio.
Recta secante. Una recta secante es una línea que divide una circunferencia en 2 puntos. A diferencia del
radio, el diámetro o la cuerda, que únicamente tocan la circunferencia, una recta secante la atraviesa más
allá de sus límites “cortándola”. De hecho, la palabra secante viene del la n secare, que signi ca cortar.
Recta tangente. Una línea que, siendo perpendicular al radio, toca la circunferencia en un único punto,
es una recta tangente. Este po de recta se ubica en el exterior de la circunferencia y puede tener una
longitud variable, aunque normalmente no es mayor al diámetro de la circunferencia misma.
Arco. Es el segmento de una circunferencia, producto del trazado de una cuerda. Un arco se compone por
3 puntos: el centro y los 2 lugares donde la cuerda toca la circunferencia.
2
Calculo de las dimensiones de la erra según Eratóstenes
Reúnanse en equipo, lean el texto y analicen con tus compañeros que conocimientos básicos fueron
necesarios para tal conclusión.
115
Unos 1700 años antes de la famosa expedición de Magallanes y Elcano, que tardó más de tres años en
Elementos de la circunferencia
circunnavegar la Tierra para constatar que no es plana, sino redonda, el sabio griego Eratóstenes logró
hacer esa misma comprobación y además es mar su diámetro con un sencillo razonamiento matemá co,
sin salir de la ciudad de Alejandría y con una precisión sorprendente. La potencia de las matemá cas de-
sarrolladas por los griegos clásicos fue la clave para realizar esta hazaña y conseguir medir lo imposible.
Además, supo aplicar conocimientos matemá cos básicos, como el cálculo de la longitud de un arco de
circunferencia, que ahora se estudia en secundaria y preparatoria, para aproximar de forma muy precisa el
radio de la Tierra, solo con instrumentos rudimentarios. En concreto, Eratóstenes observó la sombra que
BLOQUE III.
producían los rayos del Sol durante el sols cio de verano en dos lugares su cientemente alejados uno del
otro: Siena (actualmente la ciudad egipcia de Asuán) y Alejandría, situada al norte de Siena siguiendo el
mismo meridiano.
Eratóstenes par a de un modelo de erra redonda, con forma de esfera, por lo que sabía que la curvatura
de la Tierra provocaría ese efecto. Ideó un método para calcular el diámetro de la esfera con solo dos da-
tos: el ángulo de incidencia del Sol en Alejandría en el Sols cio de verano (que es el mismo que la sección
de circunferencia que de nen las dos ciudades) y la distancia entre ellas. De esta manera, con una sencilla
regla de tres podría calcular la longitud de la circunferencia de la Tierra. Si el ángulo de incidencia da lugar
a una longitud de arco de circunferencia igual a la distancia entre Alejandría y Siena, entonces a 360 grados
(los de la circunferencia completa) le corresponde la longitud total.
Para calcular el ángulo de incidencia de los rayos del sol en Alejandría en el sols cio de verano tuvo que
emplear nociones de trigonometría, que ya eran conocidas por los matemá cos griegos, aunque usando
métodos muy diferentes a los de ahora. En la terminología actual, ese ángulo de incidencia es el valor de
la arcotangente de la división entre la sombra de un objeto y su altura. Eratóstenes obtuvo el valor cercano
a 7.2 grados.
Para terminar su cálculo necesitaba una es mación su cientemente precisa de la distancia entre las dos
ciudades. La leyenda cuenta que Eratóstenes sabía que un camello tardaba cincuenta días en llegar de
una ciudad a otra, recorriendo unos cien estadios por día, así que es mó la distancia en unos cinco mil
estadios. La precisión de su cálculo es una incógnita, pues el estadio no es una unidad de medida con un
valor claro. Pero si consideramos como medida de un estadio a la correspondiente al estadio egipcio (160
metros), se obtendría una distancia aproximada de 800 km. Sus tuyendo estos valores en la regla de tres
anterior se ob ene una longitud de circunferencia de 40,000 km. Esto supone una excelente aproximación
del valor autén co, que son unos 40.075 km en el Ecuador.
Posteriormente llegó a la conclusión de que la proporción entre el arco de cada circunferencia y el radio
correspondiente, era una constante, y que esa constante era el ángulo α medido en radianes:
La medida del ángulo α en su caso fue 7.2°, equivalente a 0.1256 radianes. Con ese dato y conociendo el
arco formado entre Alejandría y Siena, cuya medida era de 5000 estadios (800 km), calculó el radio (r).
116
De esta manera, podemos decir que el arco L que sub ende un ángulo central α en una circunferencia de
MATEMÁTICAS II
Empecemos por recordar que un ángulo es la abertura que existe entre dos rectas que se intersectan en
un punto en común al que llamamos vér ce. Lo podemos expresar con letras mayúsculas (∠A, ∠ABC),
letras minúsculas (∠a) o letras del alfabeto griego (∠α, ∠β).
Para poder medir la magnitud de un ángulo, se toma como base la circunferencia. Existen dos procedi-
mientos o sistemas con los que puedes obtenerla:
Sistema cíclico. Su unidad fundamental es el radián, que es la longitud del radio de un círculo. Una circun-
ferencia es igual a 2 radianes y se expresa como 2π rad.
2π = 360°
π = 360°
2
π = 180°
Para conver r los grados a radianes, sólo se ene que mul plicar el ángulo por π/180 y simpli car
el resultado. Prac ca completando la siguiente tabla:
π 270 π 3π
270° (270) ( 180 ) = 180 = 2
117
Elementos de la circunferencia
80°
160°
BLOQUE III.
2π
9
4π
9
75°
Como bien se mencionó una circunferencia ene 360°, y dentro de ella podremos dibujar polígonos regu-
lares circunscritos por ejemplo.
Y por lo tanto el ángulo central α también puede ser expresado en radianes. Para el caso del triángulo
sería: 2π
120º =
118 3
A con nuación se presenta la circunferencia, algunos ángulos en grados y su correspondiente en radianes.
MATEMÁTICAS II
Longitud
Dibujo de polígono con L de arco
Ángulo central del polígono
ángulo central y radio de la subtendida
que equivale al ángulo central
Polígono regular circunferencia de r=10 cm por dos radios
de la circunferencia
(este también es el radio que forman el
del polígono) ángulo central
Grados Radianes L=αr
L = (2.094)(10)
Triángulo equilátero 120° 2π
= 2.094
3 20.94
Pentágono
119
Elementos de la circunferencia
Hexágono
Icoságono
Polígono de 100
lados (hectágono)
Contesta las siguientes preguntas con base a la información que ingresaste en la tabla anterior:
a) ¿Qué sucede con el ángulo central a medida que aumentamos el número de lados del polígono?
b) ¿Cómo varía el ángulo central y su respec va longitud de arco (L), a medida que aumentamos el nú-
mero de lados del polígono?
c) ¿A qué área se aproxima el área del polígono si se incrementa el número de lados?
d) ¿A qué medida de la circunferencia se aproxima la apotema del polígono a medida que aumentamos
su número de lados.
4
Basándote en lo aprendido anteriormente y aplicando lo establecido por Eratóstenes, calcula el arco
subtendido por dos radios de la circunferencia.
120
MATEMÁTICAS II
Arco OS=
5
Organizados en binas, o tercias, resuelvan los siguientes problemas, aplicando las fórmulas para calcular
el área y perímetro de la circunferencia, así como la fórmula establecida por Eratóstenes para calcular 121
la longitud de arco.
Elementos de la circunferencia
1. La rueda de un camión ene 90 cm de radio. ¿Cuánto ha recorrido el camión cuando la rueda ha dado
100 vueltas?
BLOQUE III.
3. En un parque de forma circular de 700 m de radio hay situada en el centro una fuente, también de
forma circular, de 5 m de radio. Calcula el área de la zona de paseo.
4. La super cie de una mesa está formada por una parte central cuadrada de 1m de lado y dos semicír-
culos adosados en dos lados opuestos. Calcula el área.
5. Calcula el área de la parte sombreada, si el radio del círculo mayor mide 6 cm y el radio de los círculos
pequeños miden 2 cm.
6. ¿Cómo harías para saber la longitud del borde de la pizza? Una pizza grande ene 35.5 cm de diámetro
y se puede cortar en 8 o 10 pedazos, el borde representa la circunferencia de la pizza.
7. Las llantas de un carro enen un diámetro aproximado de 46 cm. ¿Qué distancia recorre el carro si
las llantas giran una vez?, ¿Qué distancia recorre el carro luego de que las llantas hayan rotado 2.500
veces?
9. Determina el área del círculo si el segmento PS que une dos vér ces del cuadrado inscrito en la cir-
cunferencia mide 8 cm.
122
MATEMÁTICAS II
1. Dibuja con regla y compás una circunferencia de 3 cm de radio con centro en el punto A y traza sobre
ella los siguientes elementos: un radio, un diámetro, una cuerda y un arco.
2. Observa el siguiente grá co, completa la tabla indicando cuáles de los puntos son interiores, exterio-
res o pertenecen a la circunferencia.
123
Elementos de la circunferencia
3. Calcula la longitud de una circunferencia que ene 20 cm de radio.
4. Calcula la longitud de la circunferencia y de los arcos marcados en azul y rojo, sabiendo que su radio
BLOQUE III.
es 3 cm.
5. Calcula la longitud del arco correspondiente a un ángulo de 180° en una circunferencia de radio 1.
Calcula también las longitudes de los arcos de 30º, 90º y 270º.
6. Calcula el radio de una circunferencia sabiendo que ene un perímetro de 25.13 cm.
7. Calcula el radio de una circunferencia sabiendo que a un ángulo de 60º le corresponde un arco de
10 cm. ¿Y si fuese un ángulo de 203º al que corresponde un arco de 15 cm?
8. Una piscina circular de 4 m de diámetro está rodeada por una acera de 1 m de anchura.
¿Cuál será la longitud de la acera si la medimos exactamente por la mitad de su anchura?
9. Calcula el área de las guras circulares coloreadas. Nota: El radio de las circunferencias exteriores es 2
cm en todos los casos y el de las interiores es 1.2 cm.
124
MATEMÁTICAS II
10. Si el minutero de un reloj mide 4 cm, calcula el área del sector circular que describe esta aguja entre
las 3:20 y las 4:00. Calcula el área del sector que describe en el mismo intervalo de empo la aguja
horaria, que mide 3 cm.
11. Si una circunferencia ene un perímetro de 45 cm y un arco ene longitud de 25 cm ¿qué amplitud
tendrá el ángulo central correspondiente a ese arco?
Lee detenidamente las preguntas y responde en tu libro, libreta o cuaderno lo que se te pide.
1. ¿Qué es un ángulo?
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__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
2. ¿Dibuja una circunferencia y traza tres ángulos cuyos vér ces se encuentren en:
a) El centro de la circunferencia.
b) En la circunferencia.
c) Fuera de la circunferencia y cuyos lados sean tangentes a la circunferencia. 125
Elementos de la circunferencia
3. ¿Es lo mismo círculo que circunferencia?, jus ca tu respuesta de manera breve.
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________
5. Completa las siguientes frases u lizando las palabras Centro, Radio, Cuerda, Diámetro, Arco y Semi-
BLOQUE III.
circunferencia.
b) Punto interior del que equidistan todos los puntos de la circunferencia: ______________________.
6. ¿Se puede trazar la tangente a una circunferencia desde un punto interior? Jus ca tu respuesta.
Propiedades de los diversos pos de ángulos en la circunferencia
En muchas ocasiones se piensa que la geometría no es importante ni ene tanta aplicabilidad en la vida,
pero la verdad es que la geometría está involucrada en cada momento de nuestras vidas y en muchos de
los objetos en nuestro alrededor, ya sea la forma, su tamaño y demás caracterís cas que lo conforman,
además esta es la base de la construcción y el desarrollo que ha tenido a lo largo de la historia de la hu-
manidad.
Quizás para muchos esta es solo una "línea circular con un centro O". Pero en realidad es mucho más que
eso y en esta secuencia observarás los variados usos de este elemento geométrico para que se compren-
dan mejor.
La circunferencia es uno de los elementos geométricos más importantes del área de geometría. El desa-
rrollo de la circunferencia en la vida co diana ha tenido un sin n de aplicaciones en la evolución y desa-
rrollo de la construcción de la sociedad actual, como ya pudiste observar en la secuencia anterior.
La circunferencia en el uso de la matemá cas y la geometría ha sido sumamente importante para el desa-
rrollo de ges ones de comercio y cálculo. Con el descubrimiento del número pi (π) y su relación al sistema
de circunferencia, logró perfeccionar el uso y op mización de la construcción, transportes, comunicación,
126 música, sistemas de horarios, entre otros, que han optado por basarse en sus diseños.
MATEMÁTICAS II
En esta secuencia profundizaremos en las propiedades de los ángulos relacionados a la circunferencia, así
como su aplicabilidad para la resolución de problemas matemá cos. Por otro lado, fundamentamos las
bases para culminar con éxito los diferentes tópicos que observarás a lo largo del bachillerato.
Así mismo aplicarás lo que aprendiste en la secuencia anterior, sobre los elementos que forman parte
de la circunferencia. Haremos un recordatorio de los elementos del círculo, con la diferencia de que se
presentan como elementos de la circunferencia; además, es incluida la recta tangente a la circunferencia
como un elemento más.
Para este caso el primer ítem se considera completo al escribir los nombres de todos los literales.
Ángulo central. El ángulo central ene su vér ce en el centro de la circunferencia y sus lados son dos
radios.
Ángulo inscrito. El ángulo inscrito ene su vér ce en la circunferencia y sus lados son secantes a ella.
127
Elementos de la circunferencia
Ángulo semi-inscrito. El vér ce de ángulo semi-inscrito está en la circunferencia, un lado secante y el otro
tangente a ella.
BLOQUE III.
Mide la mitad de la suma de las medidas de los arcos que abarcan sus lados y las prolongaciones de sus
lados.
Ángulo exterior.
● Su vér ce es un punto exterior a la circunferencia y los lados de sus ángulos son secantes a ella.
● Su vér ce es un punto exterior a la circunferencia y los lados de sus ángulos son uno tangente y
otro secante a ella.
● Su vér ce es un punto exterior a la circunferencia y los lados de sus ángulos son tangentes a ella.
128
MATEMÁTICAS II
Recordatorios:
En ejercicios de esta secuencia, aparecen en ocasiones triángulos inscritos (dentro) de una circunferencia.
Por lo tanto es per nente recordar de los triángulos que:
129
Elementos de la circunferencia
BLOQUE III.
● Dos ángulos adyacentes suplementarios suman 180º. En la gura anterior γ + δ = 180°
● Toda cuerda que pasa por el centro de la circunferencia, es el diámetro de ella. Y la divide en dos
partes iguales.
● Todo triángulo dentro de una circunferencia que tenga dos lados coincidentes con un radio, es
isósceles. Y los ángulos interiores, del mismo triángulo, opuestos a dichos lados, son de igual me-
dida entre sí.
Las propiedades anteriores se muestran en la siguiente circunferencia:
● En la circunferencia de abajo, r designa su radio. AB es una cuerda que pasa por su centro, por lo
tanto es también un diámetro.
● El triángulo AOC es isósceles, pues AO = OC = r. Y sus ángulos interiores, opuestos a dichos lados,
y de igual medida entre sí, están indicados por α.
130 ● Otro punto que destacar rela vo a ángulos al interior de una circunferencia es que, un ángulo
completo es aquel que sub ende un arco que coincide con la propia circunferencia y que, por lo
tanto, mide 360º.
MATEMÁTICAS II
II. Resuelve de manera individual u lizando las de niciones de propiedades de los ángulos de una
circunferencia anteriores y realiza las siguientes ac vidades:
131
Elementos de la circunferencia
BLOQUE III.
Lee los siguientes conceptos y responde los ejercicios.
El número Pi, designado con la letra griega π y cuyo valor es π ≈ 3.14 surge del cociente entre el P de una
circunferencia y su diámetro d = 2r, donde r es el radio de la circunferencia.
Corona circular
Es la super cie comprendida entre dos circunferencias concéntricas, esto es, que comparten el mismo
centro.
132
Presentamos a con nuación, en la gura siguiente, la forma de toda corona o anillo circular.
MATEMÁTICAS II
Y cuya área se ob ene de la diferencia o resta de las áreas de los dos círculos que lo componen.
En cuanto al perímetro de todo anillo circular, debemos considerar la suma de perímetros de las dos cir-
cunferencias que lo de nen, de radios R y r. Esto es:
Un trapecio circular es una región de un anillo o corona circular, limitado por los lados que determina un
ángulo del centro al interior de un círculo.
Donde el perímetro de cada arco es proporcional a la medida del ángulo respecto a los 360º que compo- 133
nen el perímetro 2πR y 2πr de cada una de las circunferencias completas concéntricas de centro O.
Elementos de la circunferencia
El área del trapecio circular es dado por la diferencia de los sectores circulares que determinan los lados
que de nen el ángulo del centro sobre el círculo.
Sector circular
La super cie comprendida entre dos radios y el arco que sub enden entre sí, se denomina sector circular.
BLOQUE III.
En la gura, es la región sombreada.
El área de un sector circular cuyo ángulo del centro o arco mide α, se determina mediante proporcionali-
dad directa. Clasi cando ángulos de la circunferencia completa con α y sus respec vas áreas, como sigue:
Efectuando el producto cruzado y despejando x:
Grados Áreas
360 πr2
α x
360º
En tanto, el perímetro de un sector circular puede obtenerse usando también una proporción, pero lógi-
camente no con el área, sino con el perímetro de una circunferencia.
Grados Áreas
360 2πr
α x
134
MATEMÁTICAS II
2
Organizados en binas, resuelvan los siguientes problemas, aplicando las fórmulas para calcular el
área y perímetro de la circunferencia, corona circular, trapecio circular y sector circular mencionadas
anteriormente.
135
Elementos de la circunferencia
4. Calcula en cada una de las siguientes coronas o anillos circulares, el área y perímetro en cm.
BLOQUE III.
a. R=9 y r=5
b. R=5 y r=3
c. R=8 y r=3
5. Calcula el perímetro y área en cm y cm2 respec vamente, de los siguientes trapecios circulares:
a. r=9 cm y α=120°
b. r=3 cm y α=45°
136
MATEMÁTICAS II
137
Elementos de la circunferencia
BLOQUE III.
10. Un aspersor rocía agua hasta una distancia de 30 pies mientras rota en un ángulo de 135°. Calcule el
área del pa o que recibe agua del aspersor.
Combinación de ejercicios de áreas y perímetros con propiedades de ángulos en
la circunferencia.
Con la combinación de propiedades de ángulos en la circunferencia surgen ejercicios que di cilmente nos
pueden dejar indiferentes. Recordemos algunas de estas propiedades:
a) El ángulo del centro mide el doble que el ángulo inscrito. O bien; el ángulo inscrito mide la mitad que
el ángulo del centro.
b) El ángulo del centro sub ende un arco de circunferencia de igual medida que él.
138
MATEMÁTICAS II
c) Los ángulos inscritos que sub enden el mismo ángulo del centro, o arco de circunferencia, son iguales
entre sí y miden la mitad que el ángulo del centro, así como del arco que sub ende. O bien, el ángulo
del centro mide el doble que todos los ángulos inscritos que sub enden el mismo arco que él.
e) Ángulo interior a una circunferencia. Un ángulo interior a una circunferencia es aquel ángulo forma-
do por dos cuerdas que se cortan, como se muestra en la gura. Y su medida se ob ene mediante la
fórmula:
139
Elementos de la circunferencia
O bien
BLOQUE III.
f) Ángulo exterior a una circunferencia formado por dos secantes. La medida de un ángulo exterior x,
formado por dos secantes PA y PB, se ob ene mediante la fórmula:
3
Organizados en binas, resuelvan los siguientes problemas, aplicando las fórmulas para calcular el
área y perímetro de la circunferencia, corona circular, trapecio circular y sector circular mencionadas
anteriormente.
140
MATEMÁTICAS II
3. En la circunferencia de centro O de la gura, el ángulo OCB mide 24°. ¿Cuál es la medida del ángulo
AOC?
141
Elementos de la circunferencia
6. Calcula los ángulos α, δ y β.
BLOQUE III.
2. Calcula α
142
MATEMÁTICAS II
3. Di qué po de ángulos son los siguientes respecto de las circunferencias en las que se encuentran.
a) b) c)
d) e) f)
a) b)
143
Elementos de la circunferencia
7. Copia la gura y construye a par r de ella los ángulos inscritos cuyas medidas son las siguientes:
BLOQUE III.
8. Obtén la medida del ángulo representado en la siguiente circunferencia:
a) b)
144
MATEMÁTICAS II
1. La siguiente imagen muestra una pista de carrera de bicicletas (velódromo) en forma de circunferen-
cia. Si el diámetro de la pista mide 75 metros, ¿cuántos metros recorre una bicicleta que da 45 vueltas
durante una carrera?
a) 3375π metros
b) 15,000 metros
c) 2000π metros
d) 20,000 metros
2. Un ciclista da una vuelta a una pista circular y el velocímetro indica 131.88 metros recorridos. ¿Cuál
es el diámetro de la pista?
146
a) 50 m
MATEMÁTICAS II
b) 42 m
c) 25 m
d) 72 m
3. En el centro de la Ciudad de Hermosillo, Sonora, se encuentra el Parque Infan l que cuenta con una
rueda de la fortuna con 12 góndolas (asientos) y con un diámetro de 8 metros; la longitud de arco que
une a una góndola con la otra mide:
a) 1.047 m
b) 2.094 m
c) 3.4214 m
d) 4.1887 m
a) 65.15 cm2
b) 71.05 cm2
c) 58.90 cm2
d) 83.15 cm2
5. En la circunferencia de centro O, AC y BD son diámetros. Si el ángulo DOC mide 80º, ¿cuánto mide
el ángulo ABO?
a) 60°
b) 30°
c) 40°
d) 50° 147
Elementos de la circunferencia
6. En la gura, <BCA = 40° y <CDB = 30º. ¿Cuánto mide el <ABC?
BLOQUE III.
a) 90°
b) 100°
c) 110°
d) 120°
BLOQUE
Secuencia didác ca 1
Razones trigonométricas para ángulos
agudos de un triángulo rectángulo
a) 45°
b) 56°
c) 120°
d) 330°
II. Observa el siguiente triángulo rectángulo y anota la letra que corresponda a la respuesta correcta.
160 β
a) Es el cateto adyacente al ángulo β _________ z
MATEMÁTICAS II
x
III. Con ayuda de la calculadora, encuentra el valor de las siguientes funciones trigonométricas:
a) sen 60° =
b) cos 54° =
c) sec 36° =
d) tan 15° 20´ 16´´ =
IV. Encuentra el valor del ángulo β y del lado “a” del siguiente triángulo rectángulo:
b= 8
¿Qué es un radián?
Un radián (rad) es la amplitud de un ángulo central de una circunferencia cuyos lados comprenden un arco
con longitud igual al radio de la circunferencia.
La medida en grados para el ángulo correspondiente a una rotación completa en sen do contrario de las
π 180
1º=
180
radián 1radián =
π )º
180º = grados
π radianes
180º = 90º
π radianes
π π
= radianes → 90º = radianes
2 2
Ejemplo 2. Expresa en grados un ángulo de 12.85 radianes:
180º = grados
π radianes
180º = grados
π 12.85
180º(12.85) = grados
π
12.85 radianes =736º15´3"
h ps://www.youtube.com/watch?v=seR9VVW4DaI h ps://www.youtube.com/watch?v=L5GNg9a_gSc
1
Convierte los siguientes valores de grados a radianes y viceversa.
162
MATEMÁTICAS II
a) 3.14 rad.
b) 9.24 rad.
c) 45°
d) 135°
e) 5 π radianes
3
f) 60°
g) 26° 15´
h) 56° 48´16´´
i) 3 π radianes
2
j) 270°
Consideremos el triángulo rectángulo ABC, el nombre de los lados de este triángulo dependerá del ángulo
que se esté trabajando.
B B
HIPOTENUSA α HIPOTENUSA
CATETO OPUESTO CATETO ADYACENTE
β
A A
C CATETO ADYACENTE C CATETO OPUESTO
El dominio de las funciones trigonométricas es el conjunto de todos los ángulos agudos, los valores de las
seis funciones dependen únicamente del tamaño del ángulo y no del triángulo rectángulo.
164
MATEMÁTICAS II
h ps://www.youtube.com/watch?v=4mpKZMrFauw
CO CA CO CA H H
H H CA CO CA CO
Primeramente y según el
β = 54° c = 6 cm angúlo de 54°.
a=?
Cateto Adyacente es a
Cateto Opuesto es b
θ Hipotenusa es c
A
C b=?
Para obtener el valor del cateto adyacente "a" u lizaremos la razón cos β puesto que conocemos la
hipotenusa y queremos encontrar el valor del cateto adyacente. Para tal n, despejamos la incógnita "a"
y resolvemos.
cos 54º = a
6
(6)(cos 54º) = a
a = 3.5267 cm.
Para obtener el valor del cateto opuesto “b” u lizaremos la razón sen β ya que conocemos la hipotenusa
y queremos encontrar el valor del cateto opuesto. De nuevo despejamos la incógnita, en este caso b y
resolvemos.
sen 54º = b
6
(6)(sen 54º) = b
b = 4.8541 cm.
Para calcular el valor del ángulo θ puedes u lizar cualquier razón trigonométrica puesto ya se conocen los
tres lados o bien por diferencia ya que la suma de los tres ángulos de un triángulo es 180º.
tan θ = a sen θ = a
b c
3.5267
tan θ = sen θ = 3.5267
4.8541 6
166
tan θ = 0.7265 sen θ = 0.5878
MATEMÁTICAS II
θ= 35º59´59´´ θ= 35º59´59´´
Ejemplo 4. El asta bandera de la escuela proyecta una sombra de 3.5 metros cuando el ángulo de elevación
del sol es de 63°. ¿Cuál es la altura del asta?
tan 63º = y
3.5
y = (3.5) (tan 63º)
y = 6.86 m
h ps://www.youtube.com/watch?v=FbJXWrxNMNE
167
c) sec 39º =
d) tan 12º =
f) sen 34.5º =
2. Completa la tabla:
Radianes Grados
168
5π
2
MATEMÁTICAS II
25° 15´16´´
2.45
3. U lizando el siguiente triángulo rectángulo completa los valores de las razones trigonométricas:
B
sen A cos A tan A cot A sec A csc A
c
3
A
C 4
4. Si en un triángulo rectángulo se sabe que tanθ = 3 , calcula el valor del ángulo θ.
4
a) Sen A = 0.3045
b) Cos B = 0.8976
c) c) Tan C = 1.54
II. Si los lados iguales de un triángulo isósceles miden 3 unidades, calcula el valor del lado dis nto, así
como las medidas de los ángulos agudos.
169
IV. Con ayuda de tu calculadora calcula el valor de las siguientes razones trigonométricas:
a) Sen 45° =
b) Tan 45° =
c) Cos 45° =
d) Sen 60° =
e) Tan 30° =
V. Racionaliza el denominador.
3
4
VI. Calcula el valor del ángulo:
a) Tan A = 1
b) Cos B = 0.5
c) Sen C = 0.7071
Para encontrar los valores de las seis funciones trigonométrica de un ángulo de 45º u lizaremos un
triángulo rectángulo isósceles con dos lados iguales de longitud 1.
sen 45° cos 45° tan 45° cot 45° sec 45° csc 45°
2 2 1 1 2 2
2 2
170
MATEMÁTICAS II
1
Para encontrar los valores de las funciones trigonométricas de un ángulo de 30º y 60º u lizaremos un
triángulo equilátero de lado 2 y trazaremos una altura, completa las tablas:
sen 30° cos 30° tan 30° cot 30° sec 30° csc 30°
1 3
2 2 2 3
3
h ps://www.youtube.com/watch?v=rQSuqLrhn7E
2
Sin u lizar calculadora, encuentra los valores de X y Y.
171
a)
45°
x
1) Completa la tabla con los valores de las funciones trigonométricas de mayor uso:
sen
cos
tan
172
MATEMÁTICAS II
4) Dibuja un ángulo de 30º, 45º, 60º y 90º, los puedes dibujar por separado o en un mismo plano u lizando
diferentes colores.
5) Un poste se ha caído a causa del viento, éste quedó sobre una barda y formó con el suelo un ángulo de
45°, si el poste mide 7 metros ¿qué altura ene la barda?
I. Anota en cada recuadro del triángulo el nombre de los lados tomando como referencia el ángulo A.
173
II. Determina el valor de los ángulos:
b) tan θ = 3
7
• Ángulo de elevación: ángulo formado por la horizontal y la recta que une al observador con un
174
objeto que se encuentra arriba de la horizontal.
• Ángulo de depresión: ángulo formado por la horizontal y la recta que une al observador con un
MATEMÁTICAS II
Ejemplo 1. para medir la altura de la Torre Ei el un turista midió un ángulo de elevación del Sol con de
28.4º con la sombra horizontal de la torre de 1822 pies. ¿Qué altura ene la Torre?
Y
tan 28.4º =
1822
(1822)(tan 28.4º) = Y
Y = 985.15 pies
15.3
tan θ =
12
Calculamos el ángulo θ
θ = tan-1(1.275)
θ = 51º53´33´´
Sumamos θ y 12° 63º53´33´´
15.3 + Y
tan 63º53´33´´=
12
Para calcular Y
(tan63º53´33") (12) = 15.3 + Y
(tan63º53´33") (12) − 15.3 = Y
La altura de la Torre es Y = 9.1868 m
175
1. Lalo observa la parte más alta de la cascada cola de caballo en Monterrey con un ángulo de elevación
θ= 64º 32´12´´, si el se encuentra a 10 m de la cascada ¿cuál es la altura aproximada de la cascada si de la
línea de visibilidad a la super cie del agua son 4m?
a) 21 m
b) 25 m
c) 8.29 m
d) 24 m
2. Adrián y su perro observan un globo aerostá co de 26 m con un ángulo de elevación de 27° 28´28´´.
Determina la distancia horizontal a la que se encuentra el globo de ellos.
a) 12.94 m
b) 13.52 m
c) 50 m
d) 50.4 m
3. ¿Cuál debe ser el máximo ángulo de ro de un jugador para tener más probabilidad de anotar un gol, si
la portería mide de poste a poste 7.32 m. y de altura 2.44 m?
a) 18º 26´6´´
b) 71º 33´54´´
c) 112º 37´12´
d) 33º 41´24´´
176
4. Determina la separación entre dos pueblos A y B, toma como referencia la montaña de 12,000 pies de
altura, los ángulos de elevación desde los pueblos a la cima de la montaña son 37º y 28º respec vamente.
MATEMÁTICAS II
a) 12,000 pies
b) 15,924.54 pies
c) 22,568.72 pies
d) 38,493.26 pies
2
En equipo de cuatro integrantes elabora un exómetro.
Materiales:
• 1 popote.
• 1 transportador.
• 1 tuerca, rondana o una plomada.
• 1 trozo de hilo.
• Cinta adhesiva.
a) Elige en tu escuela un árbol, edi cio, canasta de basquetbol, etc, para medir su altura.
b) Registren la distancia que hay entre un integrante del equipo y el objeto con un exómetro. Incluir
imagen del exómetro elaborado.
c) A través del popote de su exómetro observa la parte más alta del objeto, cada integrante
registrará una medida y después obtendrán el promedio de las mediciones y tomarán esa medida
para resolver su ejercicio. 177
e) Con ayuda de las razones trigonométricas, determina la altura del objeto que elegiste.
f) Propongan un nuevo ejercicio u lizando el exómetro, por ejemplo calcular la altura, ángulo de
elevación o depresión, distancia horizontal, pueden considerar la medida del ángulo desde el
suelo o desde la línea de visibilidad desde sus ojos, escriban una redacción del problema, realicen
el dibujo o tomen fotogra a y den solución al mismo.
4
Resuelve los siguientes ejercicios.
1) Cris na observa el globo aerostá co más alejado el cual se encuentra a 150 metros arriba de la
horizontal de visibilidad de ella. Determina el ángulo de elevación si Cris na se encuentra a 550
metros del globo.
2) Una araña sube por el hilo de una telaraña que va hacia una cámara de vigilancia situada a 3 metros
178 de altura, u lizando la información del dibujo determina el valor del ángulo de elevación y la distancia
que recorrerá la araña hasta la cámara.
MATEMÁTICAS II
5) Determina el ángulo de inclinación medido desde “los tres niños” de la fuente de las sonrisas a las
“ranitas” que ven los niños con los datos proporcionados en la imagen.
179
7) Inves ga la distancia de la Tierra a la Luna y determina los elementos que faltan en el siguiente
triángulo rectángulo formado entre la Luna, la Tierra y el Sol según Nicolás Copérnico.
8) Encuentra la altura del pino que se encuentra frente a la bella fuente de las sonrisas en Nacozari de
García, una de las siete fuentes que existen en el mundo. El árbol proyecta una sombra de 12 metros
cuando el ángulo de elevación del Sol en ese instante es de 38º 22´.
9) ¿Cuánto mide el asta bandera del Zócalo, si un turista se encuentra a 69.68 metros del pie del asta y la
observa con un ángulo de elevación de 56º a la parte más alta del asta?
180
MATEMÁTICAS II
10) Si la casa o enda de campaña que se muestra en la imagen mide 9 pies de alto, calcula el valor de X.
Expresa el resultado en metros.
2. Rebeca observa un gato que se encuentra en la copa de un árbol, con un ángulo de elevación medido
desde el suelo de 28° , si ella se encuentra a 7 metros del árbol ¿a que altura se encuentra el gato?
a) 13.16 m
b) 12.56 m
c) 3.72 m
d) 4 m
3. Un poste de 10 metros de altura proyecta una sombra de 2.3 metros. Calcula el ángulo de elevación
del Sol en ese instante.
a) 77° 2´50´´
184
b) 12° 57´10´´
c) 4° 20´52´´
MATEMÁTICAS II
d) 0° 4´34´´
4. En la azotea de un edi cio de 40 metros de altura se encuentra Eduardo y observa del otro lado de la
calle a su mamá con un ángulo de depresión de 39°, ¿a qué distancia se encuentra su mamá?
a) 32.39 m
b) 49.39 m
c) 63.56 m
d) 40 m
2
5. Si en un triángulo sen B = , encuentra Cos B y Tan B.
7
a) 7 y 2
b) 1.044 y 3.35
c) 1.028 y 0.2777
d) 0.9571 y 0.2985
6. La base de un triángulo isósceles mide 6 cm, sus ángulos miden 65° ¿cuánto mide la longitud de sus
lados y la altura?
a) 7.1 cm y 6.43 cm
b) 14.19 cm y 12.86 cm
c) 3 cm y 6 cm
d) 1.3 cm y 1.3 cm
C o le g io de B ac hi lle re s d e l E s tado de Sono ra
7. A un poste de 8 metros de altura está anclado un cable tensor que va desde el suelo a la parte más alta
del poste, si el cable está a 2 metros de la base del poste. Determina la longitud del cable y el ángulo
que forma el cable con el poste.
a) 8.24 m y 75° 57´50´´
b) 7.74 m y 14° 2´10´´
c) 8.24 m y 14° 2´10´´
d) 7.74 m y 75° 57´50´´
8. Andrea y Jorge observan un pino en su parte más alta, Andrea lo ve con un ángulo de elevación de 45°
y Jorge que está a 2 metros de Andrea lo ve con un ángulo de elevación de 85°. Determina la altura
del pino.
a) 0.1917 m
b) 2.1911 m
c) 2 m
d) 22 m
c) 3
3
1
d)
2
BLOQUE
Secuencia didác ca 1
De las razones a las funciones trigonométricas
La evaluación diagnós ca ene la nalidad de iden car los conocimientos que adquiriste en el bloque
4, los cuales te permi rán desarrollar otros nuevos en el bloque 5.
7. U liza como referencia el ángulo α y escribe en los recuadros la letra y el nombre del cateto que le
corresponda, ya sea opuesto o adyacente; de igual manera, anota la letra y nombre del lado que
le corresponda a la hipotenusa.
9. Completa de manera correcta los siguientes enunciados. U liza las palabras que se proporcionan
El obje vo principal de esta sección es estudiar el sistema circular, para esto es necesario introducir como
medida fundamental el radián, valor que se de ne como el ángulo central AOB que se encuentra en la
circunferencia de radio 1 que sub ende al arco AB que ene la misma longitud que el radio.
195
Un radián (1 rad) equivale a 57.29° ya que el radio y el arco AB enen la misma medida y por consecuencia
se produce el ángulo de 57.29°, por otro lado un π rad equivale a 180°.
En relación con las unidades de medida, podemos realizar conversiones de un sistema a otro, en otras
palabras, podemos conver r radianes a grados sexagesimales y viceversa, podemos aplicar al plantear
la conversión, una regla de tres. Para ejempli car esto conver remos 45° a radianes y lo haremos paso a
paso, por lo cual te solicitamos que examines atentamente los pasos de conversión.
Conver r grados a radianes
1.- ¿Cuántos radianes hay en 45°? Si sabemos que π rad equivale a 180°.
2.- En cuanto al acomodo podemos observar que de un lado de la igualdad colocamos los radianes y
del otro los grados, recuerda que buscamos conver r 45° a radianes.
x 45º
=
π rad 180º
x 45
=
π rad 180
45
x = 180 (π rad)
196 1 π
x = 4 (π rad) = 4 rad
MATEMÁTICAS II
Método II de conversión
3.- Como se ha dicho que π rad equivale a 180° y pretendemos eliminar grados para conservar
radianes, colocamos π rad como numerador y 180° como denominador.
197
Método II
Para conver r un valor en radianes a uno en grados hay que mul plicar por 180/π rad.
3.- Como se ha dicho que π rad equivale a 180° y pretendemos eliminar radianes para conservar
grados, colocamos 180° como numerador y π rad como denominador.
198
MATEMÁTICAS II
π , 2π , 4π , 9π , 7π , 8π
3 3 3 3 3 3
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2.- ¿Qué observaste al gra car los úl mos tres ángulos?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
199
El obje vo principal de la sección desarrollo es de nir el círculo unitario, con la nalidad de aplicarlo para
abscisa
cos(θ) =
1
Es decir el cateto adyacente es igual al valor de la abscisa,
al mismo empo el cateto opuesto es igual al valor de la
ordenada, por lo tanto, P( cos(θ), sen(θ)).
En la siguiente ac vidad analizarás las coordenadas del punto extremo, centralmente los diferentes signos
que aparecen en cada cuadrante.
4
Analiza las coordenadas del punto que está sobre cada circunferencia y responde lo solicitado.
Sugerencia: veri ca que tu calculadora esté programada en el modo “DEG”, que es la abreviatura de la
200
palabra inglesa DEGREE, que signi ca grados.
MATEMÁTICAS II
5
201
Responde las siguientes preguntas y argumenta tu respuesta.
Como puedes observar el signo del valor numérico depende del ángulo u lizado.
Problema 1: determina un recorrido/dominio del ángulo en donde sen(θ) siempre sea posi vo.
Problema 2: determina un recorrido/dominio del ángulo en donde sen(θ) siempre sea nega vo.
Problema 3: determina un recorrido/dominio del ángulo en donde cos (θ) siempre sea posi vo.
Problema 4: determina un recorrido/dominio del ángulo en donde cos (θ) siempre sea nega vo.
202
Al trabajar en secuencia la ac vidad 4 y 5 lograste darte cuenta que existe una relación entre el círculo
MATEMÁTICAS II
unitario y el sen(θ) y cos (θ), para profundizar estudiaremos por separado las expresiones con la nalidad
de obtener la representación analí ca y grá ca de cada una.
U liza el triángulo rectángulo y trata de imaginar que el punto se mueve sobre la circunferencia en contra
de las manecillas de reloj, se observa que el cateto adyacente y el cateto opuesto varían conforme el ángulo
θ crece, al tomar en cuenta lo observado podemos relacionar el ángulo con ambos catetos y construir la
representación analí ca y grá ca de las funciones trigonométricas.
6 203
2- Como ya sabemos el radián es la unidad fundamental de medida en el sistema circular y lo u lizamos para
realizar conversiones de grados a radianes y viceversa, según el sistema que deseamos trabajar.
Por otro lado, al analizar la composición estructural de 3 π , podemos observar que está compuesto por
4
un número racional y otro irracional, cabe mencionar que dicho número se categoriza como número real
204 y por lo tanto lo podemos ubicar en la recta real.
a) Utiliza los radianes ubicados en la recta real y conviértelos en notación decimal, recuerda que
π = 3.1416…
Ejemplo: si tenemos 3 π y sabemos que π = 3.1416… podemos mul plicar y obtener lo siguiente:
4
3 π 3 (3.1416...)
= = 2.3561...
4 4
Procedimiento:
3- U liza los datos de la tabla y la explicación anterior para completar la siguiente tabla.
Ángulo u lizado Valor de la abscisa Punto (θ, abscisa) Puntos para gra car
205
0 1 (0,1) (0,1)
π
45°= 0.707
= 3π
2
7π
=
4
360° = 2 π
4- U liza la expresión funcional y = cos (θ) para describir los valores y signos de y cuando el ángulo varía:
a) de 0° a 90°
b) de 90° a 180°
c) de 180° a 270°
d) de 270° a 360°
5- Gra ca los puntos de la tabla inciso 3 y únelos con una curva suave.
206
MATEMÁTICAS II
7
Construcción de la grá ca de la función seno par endo del círculo unitario.
207
c) ¿Qué patrón percibes en el cambio del ángulo?
Ángulo u lizado Valor de la ordenada Punto (θ, ordenada) Puntos para gra car
0 1 (0,1) (0,1)
π
45°= 0.707
4
π
=
2
= 7π
4
360° = 2 π
208 3- U lizan la expresión funcional y = sen(θ) describir los valores y signos de y cuando el ángulo varía:
MATEMÁTICAS II
a) de 0° a 90°
b) de 90° a 180°
c) de 180° a 270°
d) de 270° a 360°
4- Gra ca los puntos de la tabla inciso 2 y únelos con una curva suave.
En esta parte de la secuencia formalizaremos los resultados obtenidos respecto a las funciones
trigonométricas
209
Las funciones seno y coseno se representan de manera analí ca por y = sen(θ) y y = cos (θ) donde θ
representa el valor de ángulo y y representa el valor del sen(θ) y cos (θ), podemos entender que, el valor
de la función y depende del ángulo estudiado, a este po de relación se le llama función.
1- U liza la expresión funcional y = cos (θ) para describir los valores y signos de y cuando el ángulo varía:
a) de 0° a 90°
b) de 90° a 180°
c) de 180° a 270°
d) de 270° a 360
2- U lizan la expresión funcional y = sen(θ) describir los valores y signos de y cuando el ángulo varía:
a) de 0° a 90°
b) de 90° a 180°
c) de 180° a 270°
d) de 270° a 360°
3- U liza las ac vidades de la secuencia como referencia y elabora un mapa conceptual de los contenidos.
Secuencia didác ca 2
Identidades trigonométricas
La evaluación te ayudará a reac var herramientas desarrolladas en matemá cas I, dichas herramientas
te ayudarán en el desarrollo de esta secuencia didác ca.
3
2. Suma la expresión 1 + .
x
210
MATEMÁTICAS II
4. Simpli ca la expresión 9b - 6 .
3b
1
Iden dades pitagóricas
U liza el ángulo α del triángulo para plantear las razones trigonométricas básicas, cabe mencionar que este
tema lo estudiaste en el bloque 4, se retoma con la nalidad de recuperar tus conocimientos desarrollados
y llevarlos a un nuevo aprendizaje.
Razón
De nición
trigonométrica
Sen α
Cos α 211
Csc α
Sec α
Cot α
2
Construyendo las iden dades pitagóricas.
1- ¿Recuerdas la fórmula del teorema de Pitágoras? Escríbela en términos del triángulo anterior.
Simpli ca la expresión.
Reescribe la expresión.
Los cocientes escritos en la expresión son equivalentes a los cocientes de la tabla, centralmente con él
212 sen α y cos α.
Sus tuye y obtén la expresión nal. sen2a + cos2a = 1
MATEMÁTICAS II
2- Sus tuye en la expresión obtenida los siguientes ángulos y con ayuda de una calculadora obtén el
resultado.
a) 50°, 60 ° y 120°
b) π , 2π y 4π
2 2 2
Simpli ca la expresión.
Los cocientes escritos en la expresión son equivalentes a los cocientes de la tabla, centralmente con él 213
csc α y cot α.
2- Sus tuye en la expresión obtenida los siguientes ángulos y con ayuda de una calculadora obtén el
resultado.
a) 50°, 60 ° y 120°
π , 2π y 4π
b)
2 2 2
Pitagóricas Recíprocas
Las iden dades trigonométricas construidas en la sección de inicio son ú les para simpli car expresiones
como en el siguiente ejemplo.
2cos2α - 1 = 1 - 2sen2α
Demostración
U lizamos la iden dad 1 = cos2α + sen2α y sus tuimos en:
214
2cos2α − 1 = 1 − 2sen2α
MATEMÁTICAS II
1 − 2sen2α = 1 − 2sen2α
cos α
sen α =
cot α
Demostración
cos α
U lizamos la iden dad cot α = y sus tuimos en:
sen α
cos α
1
sen α = cos α
Se realiza el cociente correspondiente sen α
cos α * sen α
sen α = cos α
Eliminamos factores
215
Es de suma importancia que analices a detalle los procesos de sus tución que se llevaron a cabo con la
nalidad de que los u lices para resolver las siguientes ac vidades.
Es momento de analizar la quinta lección del programa Construye-T “Cuando llega el huracán”; el reto es
reflexionar acerca de las características de la atención cuando las “emociones te controlan” en una clase.
a) 1 + tan2α = sec2α
b) 1 + cot2α = csc2α
cscα + secα
c) = csc2α
1 + tanα
tanα 1
d) =
tan2α-1 tanα - cotα
216
e) sec2α + csc2α = (sec2α)(csc2α)
MATEMÁTICAS II
b) y = cos α
c) y = tan α
a) y = sen α
b) y = cos α
c) y = tan α
217
4- U liza la expresión funcional y = sen α y determina la variación en el signo cuando el ángulo varía de
0° a 90°.
a) de posi vo a nega vo
b) solo posi vo
c) solo nega vo
7- Determina la coordenada con base en el ángulo y el valor de la ordenada como valor dependiente.
a) (-0.707, -0.707)
b) (315°,-0.707)
c) (0.707,315°)
218
MATEMÁTICAS II
a) (2.3561, -0707)
b) (135, -0707)
c) (2.3561, 135)
9- U liza el círculo unitario para determinar en qué cuadrante se encuentre el punto ( 8π ,1/2).
3
a) primero
b) segundo
c) tercero
c) Cateto Opuesto
Cateto Adyacente
d) Cateto Opuesto
Hipotenusa
9. Si la medida en grados sexagesimales de un ángulo es 35° 12´ 36´´, entonces dicha medida en grados
decimales es: 229
a) 35.21°
152-202-252
12. Es el resultado de la siguiente operación: Cos-1 ( -2(20)(25) )
a) 36°52’11.63°
b) 60°47’10.21°
c) 41°55’32.15°
d) No existe
Ley de senos
La trigonometría se desarrolló a partir de los esfuerzos realizados en la antigüedad para impulsar el estudio
de la astronomía y pronosticar la trayectoria y posición de los cuerpos celestes, así como para mejorar la
precisión en la navegación y el cálculo del tiempo y los calendarios.
Una gran parte del trabajo matemático realizado en el siglo XVIII fue producto de la necesidad de describir
ciertos fenómenos físicos.
Sin embargo, cuando deseamos resolver triángulos que no sean rectángulos, es decir, triángulos
oblicuángulos, aplicamos Ley de senos y cosenos.
Al-Battani
El astrónomo y matemático Al-Battani generalizó el resultado de
Euclides en la geometría esférica a principios del siglo X, lo que
permitió efectuar los cálculos de la distancia angular entre el Sol y la
Tierra. Las primeras tablas trigonométricas, para las funciones seno y
coseno se descubrieron en ese periodo.
Ghiyath Al-Kashi
Eso permitió a Ghiyath al-Kashi, matemático de la escuela de Samarcanda,
formular el teorema de la ley de senos bajo una forma utilizable para la
triangulación durante el siglo XV.
François Viète
François Viète lo utilizó en occidente ya que al parecer, lo redescubrió
independientemente.
En la trigonometría plana se le conoce como el teorema de senos o ley de senos, relaciona la longitud de
los lados de un triángulo oblicuo (sin ángulo recto) con los senos de sus ángulos opuestos mediante una
proporción como se muestra en la gura siguiente:
Si en un triángulo ABC, las medidas de los lados opuestos a los ángulos A, B y C son respec vamente a,
b, c, entonces:
a b c
= =
Sen α Sen β Sen γ
Está fórmula o ley se u liza para encontrar las partes de un triángulo oblicuo, es decir sus lados y ángu-
los, siempre y cuando se conozcan al menos:
231
Caso A: Se conoce dos lados y un ángulo (opuesto a uno de ellos).
Obje vo:
Reconocer las caracterís cas de un triángulo oblicuo, con respecto a sus ángulos y lados aplicando la ley
de senos.
Materiales:
ե Transportador.
ե Celular/cámara fotográ ca.
ե Hoja de papel.
ե Regla.
ե Calculadora.
ե Lápiz.
Instrucciones:
Paso 1. Formen un equipo, con la can dad de integrantes que indique el maestro. Realicen un paseo en
tu centro educa vo y en un radio no mayor a 300 m iden quen un triángulo oblicuo en estructuras, la
naturaleza, objetos, animales o medios de transporte.
232
Paso 2. Cuando ya lo tengan iden cado realicen una fotogra a con un teléfono celular.
MATEMÁTICAS II
Paso 3. Luego dibujen la gura en una escala de 1:4 en una hoja de papel.
Paso 4. U lizando una regla y un transportador determinen la medida de dos de sus ángulos y un lado.
Paso 5. Por medio de la ley de senos calculen aproximadamente la medida de los otros dos lados y el
ángulo faltante.
Sabías que...
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) utiliza la ley de senos
para poder determinar distancias y ángulos en las trayectorias de los
aviones.
1. α = 80°, β = 20°, b = 7
2. α = 60°, β = 15°, c = 30
3. β = 37°, γ = 51°, a = 5
233
4. α = 30°, γ = 75°, a = 6
6. α = 120°, a = 9, c = 4
7. γ = 62°, b = 7, c = 4
8. β = 110°, γ = 25°, a = 14
9. γ = 15°, a = 8, c = 5
11. γ = 150°, b = 7, c = 5
12. α = 35°, a = 9, b = 12
15. α = 20°, a = 8, c = 27
3
Aunque la ley de los senos es válida para cualquier triángulo, aquí será utilizada específicamente
para triángulos acutángulos o agudos, esto es, en los que los tres ángulos, α, β y γ son menores de
90°. Como se ve en la siguiente figura, sea h la altura desde el vértice A al lado BC. Como la altura
es perpendicular a la base BC, determina dos triángulos rectángulos. En consecuencia, se puede
escribir:
h h
Sen β = c y Sen γ = b
ℎ = c · Sen β y ℎ = b · Sen γ
Sen β Sen γ
MATEMÁTICAS II
(1) =
b c
Sen α Sen β
(2) =
a b
Al combinar (1) y (2) se llega al resultado que se muestra cuando se estableció la Ley de senos.
Ejemplo 1:
Determinación de las partes de un triángulo
Solución: Sean β = 20°, α = 130° y b = 6. La suma de los ángulos de un triángulo es 180°; entonces:
6 • Sen 30º
Usando la segunda igualdad para obtener c: = = 8.77
Sen 20º
Ejemplo 2:
Altura de un edi cio
Un edi cio está al lado de una colina que baja formando un ángulo de 15°. El Sol está sobre la colina, y
desde el edi cio ene un ángulo de elevación de 42°. Calcular la altura del edi cio, si su sombra mide 36
pies de longitud.
235
1. Dos puntos, A y B, están en las orillas opuestas de un río. Otro punto, C, está en la misma orilla del
río que B, a una distancia de 35 m de él. Si el ángulo ABC es de 105° y el ángulo ACB es de 20°,
calcule la distancia de A a B a través del río.
2. Los ángulos de elevación hacia un avión se miden desde la parte superior y la base de un edi cio
que ene 20 m de altura. El ángulo desde la azotea es de 38°, y desde la base es de 40°. Calcule la
al tud del avión.
3. Una parcela triangular con vér ces R, S y T se delimita por una cerca, pero se advierte la ausencia
de la marca del lindero en S. Del tulo de propiedad, se sabe que la distancia de T a R es 350 m,
la distancia de T a S es 510 m y ángulo en R del triángulo mide 125°. Determine la ubicación de S,
calculando la distancia de R a S.
4. Desde un puesto de observación P se detectan dos automóviles A y B con una distancia entre
ellos de 2850 m. Las visuales respec vas desde P hasta AB forman ángulos de 60° en A y 72° en B.
Calcule la distancia aproximada entre el puesto de observación y el automóvil B.
5. Los aviones Águila, Halcón y Colimbo realizan un espectáculo de vuelo en formación. La distancia
entre el Águila y el Colimbo es la misma que entre el Halcón y el Colimbo, y entre ambas suman
440 m. El ángulo que se forma con las dos visuales desde el Águila y desde el Halcón al Colimbo
mide 98°. Calcule la distancia a la que viajan el Águila y el Halcón.
236
MATEMÁTICAS II
6. Desde el barco Marino, que se encuentra anclado en un punto M, se observan dos torres de
control en la playa: A y B. Si la distancia entre las dos torres es de 4.5 km y se conocen las medidas
de los ángulos ∠MAB = 32° y ∠MBA = 38°, calcule la distancia aproximada desde el Marino hasta
la torre A.
7. Francisco, Gerardo y Daniel son tres investigadores que se encuentran ubicados alrededor del
cráter de un volcán. Las distancias respectivas desde Francisco hasta Gerardo y desde Francisco
hasta Daniel son de 26 m cada una. Si el ángulo que se forma con las dos visuales desde Gerardo
y desde Daniel hasta Francisco mide 108°, calcule la distancia aproximada entre Gerardo y Daniel.
8. En un triángulo dos de sus ángulos miden 38° y 93° respectivamente; además el lado opuesto al
ángulo menor mide 8 cm. Calcule el perímetro aproximado del triángulo.
9. Tres barcos pesqueros de una flota están mar adentro. El Chester está a 32 km del Ángela. Un
oficial del Chester resuelve que el ángulo entre el Ángela y el Beverly es 25°. Un oficial del Beverly
resuelve que el ángulo entre el Ángela y el Chester es 100°. ¿Qué tan alejados están el Chester y
el Beverly?
10. Un equipo de investigación está midiendo la distancia entre punto A ubicado en un lado del río y
punto B al otro lado del río. Un investigador se encuentra en el punto A y el segundo se encuentra
en el punto C, 65 m más arriba del punto A. Siguiendo la orilla del río. El investigador en el punto
A calcula que el ángulo entre los puntos B y C es 103°. El investigador en el punto C calcula que el
ángulo entre los puntos A y B es 42°. Encuentra la distancia entre los puntos A y B.
Lados Ángulos
a = 68.7 A=?
b = 45 B = 38°57’
c=? C=?
Lados Ángulos
a = 21 A = 30°25’
b = 75 B=?
c=? C=?
5 237
1. Marco notó que se forma un ángulo de 15° desde un punto P en el suelo hasta la copa de un árbol,
pero si avanza horizontalmente 20 metros hacia el árbol a un punto Q, el ángulo que se forma es
de 25°. ¿Cuál es la altura del árbol?
2. Un ingeniero topógrafo que se le olvidó llevar su equipo de medición, desea calcular la distancia
entre dos edificios. El ingeniero se encuentra en el punto A, y con los únicos datos que tiene hasta
ahora son las distancias de él respecto a los otros edificios, 180 m y 210 m, respectivamente,
también sabe que el ángulo formado por los dos edificios y su posición actual “A” es de 39.4°
¿Qué distancia hay entre los dos edificios?
3. La distancia entre 2 puntos A y B es de 20 km. Los ángulos de elevación de un globo con respecto
a dichos puntos son de 58° 20′ y 67° 32′. ¿A qué altura del suelo se encuentra el globo?
4. Desde lo alto de un globo se observa un pueblo A con un ángulo de 50º, y otro B, situado al otro
lado y en línea recta, con un ángulo de 60º. Sabiendo que el globo se encuentra a una distancia de
6 km del pueblo A y a 4 del pueblo B, calcula la distancia entre los pueblos A y B.
5. Tres amigos se sitúan en un campo de fútbol. Entre Alberto y Berto hay 25 metros, y entre Berto y
Camilo, 12 metros. El ángulo formado en la esquina de Camilo es de 20º. Calcula la distancia entre
Alberto y Camilo.
6. Los ángulos de la base de un triángulo isósceles miden 35°. Si la base de dicho triángulo mide 18
centímetros. ¿Cuánto mide los lados congruentes del triángulo?
7. Calcular la distancia que debe recorrer un obrero para subir y bajar una carretilla por una rampa.
Sabemos que la base de la rampa mide 27 metros y tiene una inclinación de 30º en la subida y 39º
en la bajada.
8. A y B son dos puntos localizados en las márgenes opuestas de un río. Desde A se traza una línea
AC = 50 m y se miden los ángulos CAB = 97° y el ángulo BCA = 34°. Hallar la longitud AB.
238
6
Plantea y resuelve los siguientes problemas haciendo la representación grá ca correspondiente.
MATEMÁTICAS II
1. Dos personas separadas 100 metros observan la parte más alta de un edificio que se encuentra
entre ellas, una observa la parte más alta con un ángulo de elevación de 62° y la otra con un ángulo
de 47° . Encuentra la altura del edificio.
a) 68.29 m
b) 53.61 m
c) 94.03 m
d) 77.35 m
2. Calcula la longitud de un árbol que se encuentra 15° inclinado y que proyecta una sombra de 18
metros cuando el sol tiene un ángulo de elevación de 60°.
a) 22.04 m
b) 16.13 m
c) 24.58 m
d) 18 m
a) 5.83 cm
b) 7.01 cm
c) 6.40 cm
d) 7 cm
C o le g io de B ac hi lle re s d e l E s tado de Sono ra
4. Alejandro observa la máquina 501 con un ángulo de visibilidad de 81° lo largo de la máquina de
extremo a extremo, el se encuentra a 9.88 metros de la parte de enfrente y el ángulo que se forma
en la parte trasera es de 39° . Encuentra la longitud aproximada de la locomotora.
a) 40.92°
b) 38.32°
c) 79.24°
d) 80°
239
6. Si en un triángulo ABC, las medidas de los ángulos A y B son 40° y 60° respec vamente, calcula la
medida del lado c, si a = 8 unidades.
7. Dos personas observan un avión con ángulos de elevación de 54° y 67°, si en ese preciso momento
están separadas 150 metros, ¿a qué altura se encuentra el avión?
a) 130.31 m
b) 141.57 m
c) 161.08 m
d) 150 m
Realiza los siguientes ejercicios, anotando el procedimiento en tu cuaderno para que tu profesor lo
revise y haga la retroalimentación necesaria.
x = √y2 + 5z - 4 y=
2x
Tanθ = y=
y
240 x2
Cosβ = x=
y
MATEMÁTICAS II
x = √3y + 2Cosα α=
y2 = x2 + 2Cosα x=
27.37°
67.87°
125°
95°
100°
a2 = b2 + c2 - 2bcCosA
b2 = a2 + c2 - 2acCosB
c2 = a2 + b2 - 2abCosC
241
Figura 2. Triángulo oblicuángulo con 2 lados conocidos y el ángulo comprendido entre ellos.
Para determinar el lado faltante u lizaremos la ley de cosenos:
c2 = a2 + b2 - 2abCosC
c = √a2 + b2 - 2abCosC
Una vez conocidos los tres lados se procede a encontrar uno de los ángulos desconocidos, a par r de la
ley de cosenos:
b2 = a2 + c2 - 2acCosB
Cos B = a + c - b
2 2 2
2ac
+ c2 - b2
(a )
2
∠B = Cos-1
2ac
Para determinar el ángulo A u lizamos la propiedad de la suma de los ángulos interiores de un triángulo:
∠A + ∠B + ∠C = 180°
∠A = 180° − ∠B − ∠C
Ejemplo 1:
Resuelve el siguiente triángulo (encuentra sus lados y ángulos interiores).
242
MATEMÁTICAS II
c2 = a2 + b2 - 2abCosC
c = √a2 + b2 - 2abCosC
c = √144 + 49 - 149.69
c = √43.31
c ≈ 6.58
b2 = a2 + c2 - 2acCosB
Cos B = a + c - b
2 2 2
2ac
(12)2 + (6.58)2 - (7)2
∠B = Cos-1 (
2(12)(6.58) )
144 + 43.29-49
∠B Cos-1 ( 157.92 )
138.29
∠B = Cos-1 ( 157.92 )
∠B = 28.87°
Por último, se determina el ángulo A utilizando la propiedad de la suma de los ángulos interiores de un
triángulo:
∠A + ∠B + ∠C = 180°
∠A = 180° − 28.87° − 27°
∠A = 124.13°
243
b2 = a2 + c2 - 2acCosB
a2 + c2 - b2
CosB = 2ac
+ c2 - b2
(a )
2
∠B = Cos-1
2ac
Cos C = a + b - c
2 2 2
2ab
+ b2 - c2
(a )
2
∠C = Cos-1 2ab
Para determinar el ángulo A u lizamos la propiedad de la suma de los ángulos interiores de un triángulo:
∠A + ∠B + ∠C = 180°
∠A = 180° − ∠B − ∠C
244
Ejemplo 2:
Resuelve el triángulo de la siguiente gura:
MATEMÁTICAS II
Cos B = a + c - b
2 2 2
2ac
( 122(12)(4)
+4 -9
2 2 2
∠B = Cos-1 )
∠B = Cos-1 ( 144 +9616 - 81 )
79
∠B = Cos (
96 )
-1
∠B = 34.62º
C o le g io de B ac hi lle re s d e l E s tado de Sono ra
Después, encontramos el otro ángulo u lizando la ley de cosenos:
c2 = a2 + b2 - 2abCosC
CosC = a + b - c
2 2 2
2ab
( 122(12)(9)
+9 -4
2 2 2
∠C = Cos-1 )
Para determinar el ángulo A u lizamos la propiedad de la suma de los ángulos interiores de un triángulo:
∠A + ∠B + ∠C = 180º
∠A = 180º - ∠B - ∠C
∠A = 130.76º
245
Quedando resuelto el triángulo de la siguiente manera:
1. h ps://www.youtube.com/watch?v=65RP6V0hsy4
2. h ps://www.youtube.com/watch?v=x4sCCs5q8aA
3. h ps://www.youtube.com/watch?v=cCeJ SwHvc
1 2 3
1
Realiza la siguiente ac vidad en tu cuaderno anotando los procedimientos que realizaste para llegar
al resultado y muéstralos a tu profesor para que brinde retroalimentación.
246
MATEMÁTICAS II
1. Un ganadero desea saber cuántos metros de tubería debe comprar para llevar agua potable desde
su rancho hasta una pequeña casa cerca de una milpa. Cabe señalar que desconoce la distancia
del Rancho a la casa, pero si conoce la distancia que existe entre el Rancho y la milpa, y también la
distancia de la casa a la milpa, tal como se muestra en el siguiente dibujo.
247
4. Dos trenes parten de la misma estación en trayectorias rec líneas que forman entre sí un ángulo
de 75°, con velocidades de 120 km/h y 150 km/h respec vamente. Calcular la distancia que separa
a los trenes al cabo de 3 horas.
248
MATEMÁTICAS II
5. Calcula la distancia que hay desde la casa de Melanie a la casa de Valeria, conociendo la distancia
que hay entre la casa de Melanie y la de Cris na es de 5 km y la distancia que hay entre la casa de
Valeria y Cris na es de 8 km, si el ángulo comprendido entre dichas distancias es de 95°.
1. Alex y Gabriel salen de un mismo puerto en sus barcos, Alex viaja a 14 millas por hora en una di-
rección N 48º O y Gabriel sale a 12 millas por hora tomando una dirección S 36º O. ¿ Cuál será su
separación después de dos horas? (toma como referencia al eje X).
a) 34.92 millas
b) 17.46 millas
c) 1219.5 millas
d) 304.85 millas
2. La Distancia del COBACH Nacozari al Cine es 240 m, del Colegio al IMSS 85 metros y del IMSS al
Cine 230 metros, encuentra la medida del ángulo comprendido entre el colegio y el cine.
249
a) 16º 35´52´´
b) 86º 17´51´´
c) 90º
d) 36º 17´
3. Un niño observa el pie y la parte más alta de una palmera con un ángulo de 60° , calcula la altura
de la palmera.
a) 39 m
b) 109 m
c) 6.24 m
d) 10.44 m
a) 60º
b) 59.04º
c) 69.62º
d) 51.34º
5. Un ingeniero revisa una parte de un puente para darle mantenimiento, si se encuentra debajo del
puente y observa de un extremo a otro, el extremo A con un ángulo de 36º a 12 metros y el extre-
250 mo B con un ángulo de 53º a 10 metros. ¿Cuánto mide el tramo de puente que revisó?
a) 15.48 m
MATEMÁTICAS II
b) 15.75 m
c) 15.62 m
d) 15 m
6. Dos autos parten de un mismo punto, si toman rumbos dis ntos formando un ángulo de 75º
20´16´´y uno va a 100 km/h y el otro a 95 km/h. ¿Cuál es su separación después de 1.5 horas?
a) 178.84 km
b) 119.22 km
c) 175.23 km
d) 110.00 km
7. Encuentra la medida de los ángulos del triángulo cuyos lados miden 9, 7 y 6.96 unidades.
a) c a
=
sen C sen A
b) b c
=
sen B sen C
a b
c) =
sen B sen C
254
2. La ley de senos se u liza cuando:
a) Los datos conocidos son 2 ángulos y cualquier lado.
MATEMÁTICAS II
4. U liza los datos para trazar el triángulo y decide cuál fórmula u lizar.
a) a2 = b2 + c2 − 2bc cosA
b) b2 = a2 + c2 − 2ac cosB
c) c2 = a2 + b2 − 2ab cosC
6. Calcula los ángulos del triángulo ABC, con los datos a = 50, b = 45, c = 32.
a) 47.98 km
b) 50.88 km
c) 56.34 km
8. Un observador se encuentra en un punto P que dista de 2 edi cios, 250 m y 380 m, respec vamente.
Si el ángulo formado por los 2 edi cios y el observador es de 38.333° precisa la distancia entre ambos
edi cios.
a) 184.35 m
b) 240.55 m
c) 245.45 m
9. Para establecer la distancia desde un punto A en la orilla de un río a un punto B del otro lado
de éste, una persona selecciona un punto P a 500 metros del punto A sobre la misma orilla, las
medidas de ∠ A = 38° y P =47.533°. Obtén la distancia entre A y B.
a) 324.89 m
b) 360.42 m
c) 369.95 m
10. Para calcular la distancia entre 2 puntos a las orillas de un lago, se establece un punto P a 100 metros
del punto M; al medir los ángulos resulta que ∠ M = 110° y P = 40°. ¿Cuál es la distancia entre los
puntos M y Q?
a) 128.54 metros
b) 132.54 metros
c) 135.82 metros
256
MATEMÁTICAS II