1.º año · geometria · Unidad 28 de 89

Perímetro, área y volumen: relaciones y fórmulas

Perímetro mide borde, área mide superficie y volumen mide espacio.

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En esta unidad

  1. Clase desarrollada
  2. Guía conceptual
  3. 26 ejercicios completos

Qué vas a construir

Perímetro mide borde, área mide superficie y volumen mide espacio.

Ya podés componer y descomponer y comprobar el resultado

Clase desarrollada

De dónde viene

Una noche necesitás leer un plano, construir una figura o justificar una medida que no puede adivinarse. No hay una clase disponible y la decisión no puede esperar hasta el día siguiente.. Este recorrido aparece porque el problema exige mirar figuras, medidas y propiedades geométricas. La situación obliga a componer y descomponer. También exige explicar por qué una respuesta es aceptable y otra no. La idea nace de esa necesidad concreta, no de una lista de símbolos aislados. Podés reconstruirla con datos pequeños y después volver al caso que tenés delante.

Qué conviene tener disponible

La idea

Perímetro mide borde, área mide superficie y volumen mide espacio. Sus unidades y variaciones son distintas. Descomponer figuras y cuerpos permite producir fórmulas. Igual perímetro no implica igual área: igual área de base no implica igual volumen si cambia altura. Primero identificá qué se conoce y qué se quiere averiguar. Después localizá la condición que relaciona esos datos. Una operación aislada no alcanza si no conserva esa condición. Marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. El primer objetivo es componer y descomponer. El segundo es producir fórmulas. Ambos se conectan cuando explicás por qué cada paso sigue del anterior. Una representación muestra relaciones que una fórmula puede esconder. Otra representación permite controlar si la primera lectura fue correcta. Si las dos producen conclusiones incompatibles, revisá la traducción entre ellas. La respuesta final debe conservar unidades, dominio, escala o condiciones, según el problema. Por eso conviene anticipar signo, tamaño y forma del resultado. Comprobá la propiedad con otra construcción, una medida inversa o un caso límite. Ese control no repite la cuenta y puede descubrir un paso inválido. La unidad se apoya en Medidas, sistema sexagesimal, perímetro y área: pero ahora esa idea cumple una función nueva. Al final, deberías poder resolver áreas sombreadas y compuestas con unidades SIMELA con un caso que no copie el ejemplo.

Representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Perímetro, área y volumen: relaciones y fórmulas con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con componer y descomponer. Después señalá dónde se vería una respuesta imposible.

caso con números chicos

Usá ahora caso con números chicos para la misma relación. Partí de Diagnóstico. Calculá el perímetro de un rectángulo de 8 cm por 11…. Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan Perímetro mide borde, área mide superficie y volumen mide espacio.

Ejemplo resuelto

Una figura en L resulta de un rectángulo 8×6 al quitar un rectángulo 3×2 de una esquina. Área. 8·6−3·2=42 unidades cuadradas. No sumamos solo lados visibles. Perímetro: recorremos el borde: quitar una esquina reemplaza dos tramos por otros de igual suma, así conserva 28 unidades. Control en cuadrícula: contamos 42 cuadrados y verificamos cada segmento del contorno. No miro sólo el número final. Reviso la relación, la unidad y el sentido de cada transformación. Si me equivocara en el paso clave, la segunda representación dejaría de coincidir. Entonces volvería al primer desacuerdo y repararía ese paso, no toda la resolución.

Error frecuente y reparación

Error: Se escribió 110 al resolver Área de un trapecio con bases 8 y 14 y altura 5.

Por qué tienta: Este resultado es compatible con calcular (8+14)·5 sin dividir por 2.

Cómo repararlo: Escribí A=((B+b)·h)/2 y calculá primero el promedio de 8 y 14.

Comprobaciones

Comprobación 1

¿Podrías explicarle a alguien por qué Perímetro mide borde, área mide superficie y volumen mide espacio.

Respuesta para cotejar

Sí, si vinculás componer y descomponer con una propiedad y una representación que permita controlarla.

Comprobación 2

¿Qué dato o condición haría dejar de valer el procedimiento usado en Perímetro, área y volumen: relaciones y fórmulas.

Respuesta para cotejar

Dejaría de valer cuando no se cumpla la condición central, cambie el dominio o la representación contradiga el resultado.

Guía conceptual

Idea central

Perímetro, área y volumen. relaciones y fórmulas trabaja este objeto matemático. Perímetro mide borde, área mide superficie y volumen mide espacio.

Qué hace falta antes

Dos representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Perímetro, área y volumen. relaciones y fórmulas con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con componer y descomponer. Después señalá dónde se vería una respuesta imposible. Usala para reconocer qué cambia, qué permanece y dónde controlar la respuesta.

caso con números chicos

Usá ahora caso con números chicos para la misma relación. Partí de Diagnóstico. Calculá el perímetro de un rectángulo de 8 cm por 11…. Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan Perímetro… Usala para reconocer qué cambia, qué permanece y dónde. controlar la respuesta.

Error típico

Error típico. responder 110. Se reconoce porque Ingresa 110 unidades cuadradas como área. Reparación. Escribí A=((B+b)·h)/2 y calculá primero el promedio de 8 y 14.

Comprobación rápida

Diagnóstico. Calculá el área de un rectángulo de 8 cm por 8 cm. Resolvelo y nombrá el control usado.

Respuesta para cotejar

64 Control. Comprobá la propiedad con otra construcción, una medida inversa o un caso límite.

26 ejercicios

Resolvé primero; abrí la pista o la respuesta sólo cuando la necesites.

Activar y diagnosticar · Ejercicio 1 de 26 · numeric

Ejercicio 1

Consigna

Diagnóstico. Calculá el área de un rectángulo de 8 cm por 8 cm.

Necesito una pista

Representá la relación de area rectangulo. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 64

El producto cuenta unidades cuadradas.

Activar y diagnosticar · Ejercicio 2 de 26 · numeric

Ejercicio 2

Consigna

Diagnóstico. Calculá el perímetro de un rectángulo de 8 cm por 11 cm.

Necesito una pista

Representá la relación de perimetro. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 38

El perímetro mide el contorno, no la superficie.

Activar y diagnosticar · Ejercicio 3 de 26 · numeric

Ejercicio 3

Consigna

Diagnóstico. Calculá el volumen de un prisma rectangular de 5 cm, 6 cm y 5 cm.

Necesito una pista

Representá la relación de volumen. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 150

El producto de las tres dimensiones cuenta unidades cúbicas.

Construir la idea · Ejercicio 4 de 26 · choice

Ejercicio 4

Consigna

Entre rectángulos de perímetro 20, ¿cuál tiene mayor área?

Necesito una pista

Ubicá primero Entre rectángulos de perímetro 20, ¿cuál tiene mayor área. Para trabajar producir fórmulas, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 5×5

La respuesta correcta es 5×5. Áreas. 9, 25 y 16. la forma más equilibrada maximiza aquí.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 5 de 26 · reason

Ejercicio 5

Consigna

Hallá el área de un paralelogramo de base 9 cm y altura perpendicular 4 cm. Explicá por qué no se usa el lado oblicuo.

Necesito una pista

Usá area paralelogramo: nombrá la condición que habilita el argumento, aplicala al caso y añadí una comprobación o un contraejemplo.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 36 cm²

A=b·h=9·4=36 cm²; la altura debe ser perpendicular porque mide la separación entre bases paralelas.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 6 de 26 · numeric

Ejercicio 6

Consigna

Hallá el área de un triángulo de base 12 cm y altura 7 cm.

Necesito una pista

Representá la relación de area triangulo. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 42

12·7÷2=42 cm².

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 7 de 26 · numeric

Ejercicio 7

Consigna

Una figura se compone de rectángulos 6×4 y 3×2 sin superposición. Hallá el área total.

Necesito una pista

Representá la relación de componer area. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 30

24+6=30 unidades².

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 8 de 26 · reason

Ejercicio 8

Consigna

Un círculo de radio 5 cm está inscrito en un cuadrado de lado 10 cm. Expresá exactamente el área sombreada exterior al círculo.

Necesito una pista

Usá area sombreada circulo: nombrá la condición que habilita el argumento, aplicala al caso y añadí una comprobación o un contraejemplo.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 100−25π cm²

El cuadrado mide 10²=100 cm² y el círculo π·5²=25π cm²; como está contenido, el área sombreada es la diferencia.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 9 de 26 · numeric

Ejercicio 9

Consigna

Hallá el volumen de un prisma de base 20 cm² y altura 8 cm.

Necesito una pista

Representá la relación de volumen prisma. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 160

V=área de base·altura.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 10 de 26 · choice

Ejercicio 10

Consigna

¿Qué unidad corresponde a un volumen?

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte ¿Qué unidad corresponde a un volumen. Para trabajar resolver áreas sombreadas y compuestas con unidades SIMELA, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: cm³

La respuesta correcta es cm³. Se cuentan cubos unidad.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 11 de 26 · reason

Ejercicio 11

Consigna

Explicá por qué duplicar base y altura de un rectángulo cuadruplica el área y duplica el perímetro.

Necesito una pista

Usá variacion magnitudes: nombrá la condición que habilita el argumento, aplicala al caso y añadí una comprobación o un contraejemplo.

Respuesta y fundamento

Respuesta: A=bh pasa a (2b)(2h)=4bh; P=2(b+h) pasa a 4(b+h)=2P.

Cada fórmula muestra una dependencia diferente.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 12 de 26 · choice

Ejercicio 12

Consigna

Dos prismas tienen igual área de base. ¿Qué dato decide cuál tiene mayor volumen?

Necesito una pista

Marcá qué cambia en Dos prismas tienen igual área de base. ¿Qué dato decide cuál tiene…. Para trabajar producir fórmulas, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: la altura

La respuesta correcta es la altura. V=B·h.

Transferir y modelizar · Ejercicio 13 de 26 · reason

Ejercicio 13

Consigna

Un jardín rectangular 12×8 m tendrá un sendero interior de 1 m de ancho alrededor del borde. ¿Qué área queda para plantar?

Necesito una pista

Organizá los datos para modelizar descomposicion. Compatibilizá unidades, resolvé e interpretá el control.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El rectángulo interior mide 10×6; quedan 60 m². El perímetro exterior no se usa como área.

Restar dos veces el ancho en cada dimensión representa el sendero interior.

Transferir y modelizar · Ejercicio 14 de 26 · numeric

Ejercicio 14

Consigna

Una caja de 30×20×15 cm se llena con cubos de arista 5 cm. ¿Cuántos caben sin huecos?

Necesito una pista

Representá la relación de modelizar volumen. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 72

Entran 6·4·3=72 cubos; equivale a dividir volúmenes 9000/125.

Transferir y modelizar · Ejercicio 15 de 26 · reason

Ejercicio 15

Consigna

Dos corrales usan 40 m de cerca: 1×19 y 10×10. Compará áreas y explicá cuál conviene si se quiere más superficie.

Necesito una pista

Para trabajar producir fórmulas, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Ambos tienen perímetro 40; áreas 19 y 100 m². Conviene 10×10, mostrando que el perímetro no determina área.

Una respuesta suficiente debe sostener producir fórmulas con datos y una propiedad explícita. La decisión compara la magnitud pertinente.

Aprender del error · Ejercicio 16 de 26 · reason

Ejercicio 16

Consigna

Análisis de error. Noe calcula área de 3×5 como 16 sumando el borde. Corregí.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en Análisis de error. Noe calcula área de 3×5 como 16 sumando el…. Para trabajar componer y descomponer, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 16 es el perímetro; el área es 3·5=15 unidades cuadradas.

Una respuesta suficiente debe sostener componer y descomponer con datos y una propiedad explícita.

Aprender del error · Ejercicio 17 de 26 · reason

Ejercicio 17

Consigna

Análisis de error. Tadeo duplica el lado de un cuadrado y afirma que duplica el área. Corregí.

Necesito una pista

Para trabajar producir fórmulas, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El área se cuadruplica: (2l)²=4l².

Una respuesta suficiente debe sostener producir fórmulas con datos y una propiedad explícita.

Aprender del error · Ejercicio 18 de 26 · reason

Ejercicio 18

Consigna

Analizá esta producción: «Camila resolvió “Diagnóstico. Calculá el área de un rectángulo de 8 cm por 8 cm.” y escribió “65”». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Compará la producción de Camila con la condición de componer y descomponer. Buscá el primer paso donde dejan de coincidir.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El paso inválido aparece al La respuesta 65 se separa del valor esperado después de una única transformación de componer y descomponer.. La corrección usa componer y descomponer: 64.

El resultado es compatible con alterar un solo paso del procedimiento de componer y descomponer sin controlar la relación original. Resulta tentante porque conserva una parte visible. La reparación exige Rehacé el paso de componer y descomponer en la consigna Diagnóstico. Calculá el área de un rectángulo de 8… y escribí qué condición conservás.

Comprobar dominio · Ejercicio 19 de 26 · numeric

Ejercicio 19

Consigna

Área de un trapecio con bases 8 y 14 y altura 5.

Necesito una pista

Representá la relación de evaluar area. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 55

(8+14)·5÷2=55.

Comprobar dominio · Ejercicio 20 de 26 · choice

Ejercicio 20

Consigna

Un sector de 90° pertenece a un círculo de radio 6 cm. Elegí su área exacta.

Necesito una pista

Compará 90° con el giro completo y aplicá esa fracción al área del círculo; controlá la unidad cuadrada.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 9π cm²

90° es un cuarto de 360° y el círculo mide π·6²=36π cm²; el sector ocupa 36π/4=9π cm².

Comprobar dominio · Ejercicio 21 de 26 · reason

Ejercicio 21

Consigna

Un hexágono regular de lado 4 cm se descompone en seis triángulos equiláteros de altura 2√3 cm. Hallá su área exacta.

Necesito una pista

Aplicá area poligono regular sin copiar el ejemplo. Después comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 24√3 cm²

Cada triángulo tiene área 4·2√3/2=4√3 cm²; seis triángulos suman 24√3 cm².

Comprobar dominio · Ejercicio 22 de 26 · reason

Ejercicio 22

Consigna

Una persona expresa área como 48 cm. Corregí y explicá.

Necesito una pista

Aplicá evaluar unidad sin copiar el ejemplo. Después comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Debe escribir 48 cm² porque el área cuenta unidades bidimensionales.

La potencia de la unidad comunica la dimensión.

Comprobar dominio · Ejercicio 23 de 26 · numeric

Ejercicio 23

Consigna

Un cubo tiene volumen 216 cm³. Hallá la arista.

Necesito una pista

Representá la relación de invertir volumen. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 6

a³=216, por lo tanto a=6 cm.

Reconstruir o profundizar · Ejercicio 24 de 26 · reason

Ejercicio 24

Consigna

Reconstrucción: explicá con unidades cuadradas y cúbicas la diferencia entre área y volumen.

Necesito una pista

Reconstruí la situación mediante reconstruir dimension: explicitá la condición, los pasos y qué se conserva.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Área cuenta cuadrados que cubren una superficie; volumen cuenta cubos que llenan un espacio.

El tipo de unidad muestra la dimensión.

Reconstruir o profundizar · Ejercicio 25 de 26 · reason

Ejercicio 25

Consigna

Reintento: una figura une un rectángulo de 8 m por 3 m y un semicírculo exterior de radio 4 m, sin superposición. Hallá el área total exacta.

Necesito una pista

Reconstruí la situación mediante area compuesta sector: explicitá la condición, los pasos y qué se conserva.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 24+8π m²

El rectángulo aporta 8·3=24 m² y el semicírculo (π·4²)/2=8π m²; sin superposición, las áreas se suman.

Reconstruir o profundizar · Ejercicio 26 de 26 · reason

Ejercicio 26

Consigna

Profundización: para rectángulos de perímetro fijo 2S, expresá el área en función de un lado x y conjeturá dónde es máxima.

Necesito una pista

Reconstruí la situación mediante generalizar optimizacion: explicitá la condición, los pasos y qué se conserva.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Para 0<x<S, el otro lado es S−x y A(x)=x(S−x)=−(x−S/2)²+S²/4; el área máxima es S²/4 en x=S/2, cuando el rectángulo es cuadrado.

La forma de cuadrado perfecto demuestra el máximo y el dominio garantiza lados positivos.