2.º año · geometria · Unidad 39 de 89

Transformaciones isométricas y semejanza

Las transformaciones se comparan por aquello que conservan y por cómo cambian posición, orientación o escala.

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En esta unidad

  1. Clase desarrollada
  2. Guía conceptual
  3. 27 ejercicios completos

Qué vas a construir

Las transformaciones se comparan por aquello que conservan y por cómo cambian posición, orientación o escala.

Ya podés describir transformaciones 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 describir transformaciones. 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

Trasladar, girar y reflejar conserva longitudes y ángulos: pero no siempre la orientación. Una homotecia conserva la forma y modifica la escala. Describir solamente dónde quedó una figura no alcanza: hay que identificar centro, eje, vector o razón y anticipar qué permanece. Al componer transformaciones, el resultado puede ser otra transformación distinta, verificable siguiendo puntos y propiedades. 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 describir transformaciones. El segundo es anticipar invariantes. 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 Rectas, ángulos y primeras demostraciones: pero ahora esa idea cumple una función nueva. Al final, deberías poder validar semejanza con un caso que no copie el ejemplo.

Representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Transformaciones isométricas y semejanza con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con describir transformaciones. Después señalá dónde se vería una respuesta imposible.

caso con números chicos

Usá ahora caso con números chicos para la misma relación. Partí de Aplicá al punto (2,−1) la traslación vector (−3,4). Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan Las transformaciones se comparan por aquello que conservan y por: cómo cambian posición, orientación o escala.

Ejemplo resuelto

Reflejamos un punto en dos rectas paralelas separadas d. La primera reflexión invierte orientación y la segunda la restituye: el desplazamiento neto es perpendicular a las rectas. Medimos el desplazamiento: vale 2d, lo que verifica que la composición es una traslación. 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 (1,−1): porque se resta el centro una sola vez: al resolver Hallá la imagen de (3,5) por simetría central de centro (1,2).

Por qué tienta: La elección resta componentes una vez sin imponer la condición de punto medio.

Cómo repararlo: Usá P’=2C−P componente a componente.

Comprobaciones

Comprobación 1

¿Podrías explicarle a alguien por qué Las transformaciones se comparan por aquello que conservan y por cómo cambian posición, orientación o escala.

Respuesta para cotejar

Sí, si vinculás describir transformaciones con una propiedad y una representación que permita controlarla.

Comprobación 2

¿Qué dato o condición haría dejar de valer el procedimiento usado en Transformaciones isométricas y semejanza.

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

Transformaciones isométricas y semejanza trabaja este objeto matemático. Las transformaciones se comparan por aquello que conservan y por cómo cambian posición, orientación o escala.

Qué hace falta antes

Dos representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Transformaciones isométricas y semejanza con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con describir transformaciones. 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 Aplicá al punto (2,−1) la traslación vector (−3,4). Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan Las transformaciones se comparan por… Usala para reconocer qué cambia. qué permanece y dónde controlar la respuesta.

Error típico

Error típico. responder (1,−1). porque se resta el centro una sola vez. Se reconoce porque El centro (1,2) debe ser punto medio entre (3,5) y su imagen. para (1,−1), la abscisa media es 2. Reparación. Usá P’=2C−P componente a componente.

Comprobación rápida

Nombrá qué conserva una traslación. Resolvelo y nombrá el control usado.

Respuesta para cotejar

Conserva distancias, ángulos, área y orientación. Control. Comprobá la propiedad con otra construcción, una medida inversa o un caso límite.

27 ejercicios

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

Activar y diagnosticar · Ejercicio 1 de 27 · choice

Ejercicio 1

Consigna

Nombrá qué conserva una traslación.

Necesito una pista

Para trabajar anticipar invariantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Conserva distancias, ángulos, área y orientación.

La respuesta correcta es Conserva distancias, ángulos, área y orientación..

Activar y diagnosticar · Ejercicio 2 de 27 · choice

Ejercicio 2

Consigna

Aplicá al punto (2,−1) la traslación vector (−3,4).

Necesito una pista

Ubicá primero Aplicá al punto (2,−1) la traslación vector (−3,4). Para trabajar anticipar invariantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La imagen es (−1,3), sumando componente a componente.

La respuesta correcta es La imagen es (−1,3), sumando componente a componente..

Activar y diagnosticar · Ejercicio 3 de 27 · choice

Ejercicio 3

Consigna

Reflejá (4,−2) respecto del eje y.

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte Reflejá (4,−2) respecto del eje y. Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La imagen es (−4,−2): cambia el signo de x.

La respuesta correcta es La imagen es (−4,−2). cambia el signo de x..

Comprender con un caso trabajado · Ejercicio 4 de 27 · reason

Ejercicio 4

Consigna

Predecí la imagen de (1,2) al girar 90° antihorario y comprobá en la grilla.

Necesito una pista

Ubicá primero la imagen de (1,2) al girar 90° antihorario y comprobá en la…. Para trabajar anticipar invariantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La imagen es (−2,1); se conserva la distancia al centro y cambia la dirección.

Una respuesta suficiente debe sostener anticipar invariantes con datos y una propiedad explícita.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 5 de 27 · reason

Ejercicio 5

Consigna

Girá (−3,1) 180° alrededor del origen.

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte Girá (−3,1) 180° alrededor del origen. Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La imagen es (3,−1), punto opuesto respecto del centro.

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

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 6 de 27 · choice

Ejercicio 6

Consigna

Describí una simetría central de centro C.

Necesito una pista

Representá el dato central de Describí una simetría central de centro C. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Cada punto P va a P’ con C como punto medio de PP’; equivale a un giro de 180°.

La respuesta correcta es Cada punto P va a P’ con C como punto medio de PP’. equivale a un giro de….

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 7 de 27 · reason

Ejercicio 7

Consigna

Compará reflexión y rotación respecto de orientación.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en reflexión y rotación respecto de orientación. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La reflexión invierte orientación; una rotación la conserva.

Una respuesta suficiente debe sostener describir transformaciones con datos y una propiedad explícita.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 8 de 27 · choice

Ejercicio 8

Consigna

Componé dos traslaciones (2,1) y (−5,3).

Necesito una pista

Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Equivalen a una única traslación (−3,4).

La respuesta correcta es Equivalen a una única traslación (−3,4)..

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 9 de 27 · choice

Ejercicio 9

Consigna

Componé dos reflexiones en rectas paralelas.

Necesito una pista

Ubicá primero Componé dos reflexiones en rectas paralelas. Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Resulta una traslación perpendicular a las rectas, de doble distancia entre ellas.

La respuesta correcta es Resulta una traslación perpendicular a las rectas, de doble distancia entre ellas..

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 10 de 27 · choice

Ejercicio 10

Consigna

Aplicá una homotecia de centro origen y razón 3 a (−2,4).

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte Aplicá una homotecia de centro origen y razón 3 a (−2,4). Para trabajar validar semejanza, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La imagen es (−6,12); las distancias al centro se triplican.

La respuesta correcta es La imagen es (−6,12). las distancias al centro se triplican..

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 11 de 27 · reason

Ejercicio 11

Consigna

Explicá qué cambia y qué conserva una homotecia de razón 1/2.

Necesito una pista

Representá el dato central de qué cambia y qué conserva una homotecia de razón 1/2. Para trabajar validar semejanza, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Conserva ángulos y forma; longitudes se reducen a la mitad y áreas a la cuarta parte.

Una respuesta suficiente debe sostener validar semejanza con datos y una propiedad explícita.

Practicar con apoyo decreciente · Ejercicio 12 de 27 · choice

Ejercicio 12

Consigna

Decidí si dos figuras congruentes son siempre semejantes.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en si dos figuras congruentes son siempre semejantes. Para trabajar anticipar invariantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Sí, son semejantes con razón 1; la recíproca solo vale con razón 1.

La respuesta correcta es Sí, son semejantes con razón 1. la recíproca solo vale con razón 1..

Transferir y modelizar · Ejercicio 13 de 27 · reason

Ejercicio 13

Consigna

Diseñá un mosaico usando una transformación repetida y formulá la regla.

Necesito una pista

Representá el dato central de Diseñá un mosaico usando una transformación repetida y formulá la regla. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Por ejemplo trasladar una pieza siempre con el mismo vector cubre una franja sin cambiar forma ni tamaño.

Una respuesta suficiente debe sostener describir transformaciones con datos y una propiedad explícita.

Transferir y modelizar · Ejercicio 14 de 27 · choice

Ejercicio 14

Consigna

Elegí la transformación que lleva una flecha a su imagen invertida en un espejo vertical.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en Elegí la transformación que lleva una flecha a su imagen invertida en…. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La reflexión respecto del eje vertical es la que invierte la orientación lateral.

La respuesta correcta es La reflexión respecto del eje vertical es la que invierte la orientación lateral..

Transferir y modelizar · Ejercicio 15 de 27 · reason

Ejercicio 15

Consigna

Un mapa fue ampliado al 150% pero un ángulo cambió. Auditá si es homotecia.

Necesito una pista

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

Respuesta y fundamento

Respuesta: No puede ser una homotecia porque esta conserva todos los ángulos.

Una respuesta suficiente debe sostener describir transformaciones con datos y una propiedad explícita.

Aprender del error · Ejercicio 16 de 27 · reason

Ejercicio 16

Consigna

“Una rotación cambia el tamaño porque mueve los puntos”. Corregí.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en “Una rotación cambia el tamaño porque mueve los puntos”. Corregí. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Mover no implica cambiar tamaño; todos los puntos conservan distancias y ángulos.

Una respuesta suficiente debe sostener describir transformaciones con datos y una propiedad explícita.

Aprender del error · Ejercicio 17 de 27 · reason

Ejercicio 17

Consigna

“Una homotecia de razón −2 achica la figura”. Repará.

Necesito una pista

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

Respuesta y fundamento

Respuesta: El módulo 2 duplica longitudes y el signo negativo ubica la imagen al lado opuesto del centro.

Una respuesta suficiente debe sostener anticipar invariantes con datos y una propiedad explícita.

Aprender del error · Ejercicio 18 de 27 · reason

Ejercicio 18

Consigna

Analizá esta producción: «Nicolás resolvió “Nombrá qué conserva una traslación.” y escribió “Conserva el área, pero cambia las distancias y los ángulos.”». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Compará la producción de Nicolás con la condición de anticipar invariantes. Buscá el primer paso donde dejan de coincidir.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El paso inválido aparece al La opción Conserva el área, pero cambia las distancias y los ángulos. conserva una palabra visible, pero no todas las condiciones de anticipar invariantes.. La corrección usa anticipar invariantes: Conserva distancias, ángulos, área y orientación..

Se elige una alternativa por asociación superficial y no por el criterio de anticipar invariantes. Resulta tentante porque conserva una parte visible. La reparación exige Rehacé el paso de anticipar invariantes en la consigna Nombrá qué conserva una traslación y escribí qué condición conservás.

Comprobar dominio · Ejercicio 19 de 27 · choice

Ejercicio 19

Consigna

Hallá la imagen de (3,5) por simetría central de centro (1,2).

Necesito una pista

Para trabajar anticipar invariantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La imagen es (−1,−1), pues (1,2) es el punto medio.

La respuesta correcta es La imagen es (−1,−1), pues (1,2) es el punto medio..

Comprobar dominio · Ejercicio 20 de 27 · reason

Ejercicio 20

Consigna

¿Qué composición produce un giro?

Necesito una pista

Ubicá primero ¿Qué composición produce un giro. Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Antes de responder, anticipá qué resultado sería imposible.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Dos reflexiones en rectas secantes producen un giro de ángulo doble al formado por las rectas.

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

Comprobar dominio · Ejercicio 21 de 27 · reason

Ejercicio 21

Consigna

Compará áreas bajo homotecias de razón 2 y −2.

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte áreas bajo homotecias de razón 2 y −2. Para trabajar validar semejanza, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: En ambos casos el área se multiplica por 4; el signo cambia posición, no escala de área.

Una respuesta suficiente debe sostener validar semejanza con datos y una propiedad explícita.

Comprobar dominio · Ejercicio 22 de 27 · reason

Ejercicio 22

Consigna

Determiná si (1,1),(3,1),(1,2) y (2,2),(6,2),(2,4) son semejantes.

Necesito una pista

Representá el dato central de si (1,1),(3,1),(1,2) y (2,2),(6,2),(2,4) son semejantes. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Sí: todas las coordenadas del segundo son el doble; es homotecia de razón 2.

Una respuesta suficiente debe sostener describir transformaciones con datos y una propiedad explícita.

Comprobar dominio · Ejercicio 23 de 27 · choice

Ejercicio 23

Consigna

Describí una transformación que conserve tamaño pero invierta orientación.

Necesito una pista

Marcá qué cambia en Describí una transformación que conserve tamaño pero invierta orientación. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Una reflexión axial conserva distancias y ángulos, pero invierte orientación.

La respuesta correcta es Una reflexión axial conserva distancias y ángulos. pero invierte orientación..

Comprobar dominio · Ejercicio 24 de 27 · numeric

Ejercicio 24

Consigna

Al girar el punto (2,−3) 90° en sentido antihorario alrededor del origen, ¿cuál es la abscisa de su imagen?

Necesito una pista

En un giro antihorario de 90° alrededor del origen, (x,y) se transforma en (−y,x).

Respuesta y fundamento

Respuesta: 3

La imagen de (2,−3) es (3,2); por lo tanto su abscisa es 3.

Reconstruir o profundizar · Ejercicio 25 de 27 · reason

Ejercicio 25

Consigna

Reconstruí un giro usando papel transparente o coordenadas.

Necesito una pista

Ubicá primero Reconstruí un giro usando papel transparente o coordenadas. Para trabajar describir transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Se fija el centro, se conserva el radio y se marca el mismo ángulo orientado para cada punto.

Una respuesta suficiente debe sostener describir transformaciones con datos y una propiedad explícita.

Reconstruir o profundizar · Ejercicio 26 de 27 · reason

Ejercicio 26

Consigna

Reintentá componiendo giro de 90° y luego de 180°.

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte Reintentá componiendo giro de 90° y luego de 180°. Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Equivale a un giro de 270° en el mismo sentido y centro.

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

Reconstruir o profundizar · Ejercicio 27 de 27 · reason

Ejercicio 27

Consigna

Generalizá la composición de homotecias con igual centro y razones k y m.

Necesito una pista

Representá el dato central de Generalizá la composición de homotecias con igual centro y razones k y…. Para trabajar componer transformaciones, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La composición es una homotecia de razón km; cada distancia se multiplica sucesivamente por k y m.

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