3.º año · geometria · Unidad 54 de 89

Semejanza, perímetros y áreas

En figuras semejantes, las longitudes y perímetros escalan con k, mientras las áreas escalan con k².

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En esta unidad

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

Qué vas a construir

En figuras semejantes, las longitudes y perímetros escalan con k, mientras las áreas escalan con k².

Ya podés Construir y reconocer figuras semejantes 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 Construir y reconocer figuras semejantes. 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

mientras las áreas escalan con k². En figuras semejantes, las longitudes y perímetros escalan con k: mientras las áreas escalan con k². 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 Construir y reconocer figuras semejantes. El segundo es Relacionar razones lineales, perímetros y áreas. 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 Triángulos semejantes y teorema de Tales: pero ahora esa idea cumple una función nueva. Al final, deberías poder Resolver escalas justificando el exponente con un caso que no copie el ejemplo.

Representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Semejanza, perímetros y áreas con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con Construir y reconocer figuras semejantes. Después señalá dónde se vería una respuesta imposible.

caso con números chicos

Usá ahora caso con números chicos para la misma relación. Partí de ¿Qué idea resulta central para cambiar el tamaño sin cambiar la forma. Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan En figuras semejantes, las longitudes y perímetros escalan con k: mientras las áreas escalan con k².

Ejemplo resuelto

Calcular la razón lineal k=3/2. Multiplicar cada longitud y el perímetro por 3/2. Multiplicar el área por (3/2)²=9/4. 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 370 al resolver Una maqueta a escala 1:50 tiene una pared de 7,4 cm. ¿Medida real en metros.

Por qué tienta: Este resultado es compatible con calcular 7,4·50=370 y conservar ese número al cambiar de centímetros a metros.

Cómo repararlo: Separá escala y conversión: primero obtené centímetros reales y luego dividí por 100.

Comprobaciones

Comprobación 1

¿Podrías explicarle a alguien por qué En figuras semejantes, las longitudes y perímetros escalan con k: mientras las áreas escalan con k².

Respuesta para cotejar

Sí, si vinculás Construir y reconocer figuras semejantes con una propiedad y una representación que permita controlarla.

Comprobación 2

¿Qué dato o condición haría dejar de valer el procedimiento usado en Semejanza, perímetros y áreas.

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

Semejanza, perímetros y áreas trabaja este objeto matemático. En figuras semejantes, las longitudes y perímetros escalan con k. mientras las áreas escalan con k².

Qué hace falta antes

Dos representaciones

dibujo descrito en palabras

Representá Semejanza, perímetros y áreas con dibujo descrito en palabras. Marcá qué dato permanece y cuál cambia. Vinculá cada marca con Construir y reconocer figuras semejantes. 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 ¿Qué idea resulta central para cambiar el tamaño sin cambiar la forma. Compará la conclusión con la primera representación y explicá por qué ambas conservan En… Usala para reconocer qué cambia, qué permanece y dónde. controlar la respuesta.

Error típico

Error típico. responder 370. Se reconoce porque Ingresa 370 m como medida real. Reparación. Separá escala y conversión. primero obtené centímetros reales y luego dividí por 100.

Comprobación rápida

¿Qué dato basta para afirmar que dos triángulos son semejantes por AA. Resolvelo y nombrá el control usado.

Respuesta para cotejar

Dos pares de ángulos correspondientes iguales 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.

Antes de empezar · Ejercicio 1 de 26 · choice

Ejercicio 1

Consigna

¿Qué dato basta para afirmar que dos triángulos son semejantes por AA?

Necesito una pista

Para trabajar Construir y reconocer figuras semejantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Recién después elegí una operación.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Dos pares de ángulos correspondientes iguales

La respuesta correcta es Dos pares de ángulos correspondientes iguales. Dos ángulos correspondientes iguales garantizan la misma forma.

Antes de empezar · Ejercicio 2 de 26 · choice

Ejercicio 2

Consigna

¿Qué idea resulta central para cambiar el tamaño sin cambiar la forma?

Necesito una pista

Probá una opción por vez con el criterio de Relacionar razones lineales, perímetros y áreas. Descartá la que no lo cumpla y verificá la elegida.

Respuesta y fundamento

Respuesta: semejanza

semejanza El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Antes de empezar · Ejercicio 3 de 26 · reason

Ejercicio 3

Consigna

Decidí si es verdadera esta afirmación y justificá: «Si una figura duplica sus lados, duplica su área».

Necesito una pista

Usá Resolver escalas justificando el exponente: nombrá la condición que habilita el argumento, aplicala al caso y añadí una comprobación o un contraejemplo.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k². El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Construir la idea · Ejercicio 4 de 26 · reason

Ejercicio 4

Consigna

Predecí perímetro y área antes de mover el factor de escala. Antes de mover el control, escribí una predicción verificable.

Necesito una pista

Elegí un valor concreto de k; anticipá por separado el factor del perímetro y el del área antes de mover el control.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Una predicción verificable es: si el factor pasa a k=2, las longitudes y el perímetro se duplican y el área se multiplica por 4. Los ángulos se conservan.

En una homotecia de razón k, cada longitud y el perímetro se multiplican por k, mientras el área se multiplica por k². Para k=2, los factores son 2 y 4.

Práctica graduada · Ejercicio 5 de 26 · numeric

Ejercicio 5

Consigna

Un triángulo de perímetro 18 se amplía con k=2,5. ¿Nuevo perímetro?

Necesito una pista

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

Respuesta y fundamento

Respuesta: 45

El perímetro escala linealmente: 18·2,5=45; no se usa k².

Práctica graduada · Ejercicio 6 de 26 · numeric

Ejercicio 6

Consigna

Un área de 12 cm² se reduce con k=1/2. ¿Nueva área?

Necesito una pista

Representá el dato central de Un área de 12 cm² se reduce con k=1/2. ¿Nueva área. Para trabajar Construir y reconocer figuras semejantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 3

La respuesta correcta es 3. El área escala con k². 12·(1/2)²=12/4=3 cm².

Práctica graduada · Ejercicio 7 de 26 · choice

Ejercicio 7

Consigna

Si dos triángulos semejantes tienen lados correspondientes 6 y 9, ¿razón de áreas grande:chica?

Necesito una pista

Marcá qué cambia en Si dos triángulos semejantes tienen lados correspondientes 6 y 9, ¿razón de…. Para trabajar Resolver escalas justificando el exponente, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 9/4

La respuesta correcta es 9/4. 9/4 El área combina dos dimensiones. por eso una escala lineal k produce un factor k².

Práctica graduada · Ejercicio 8 de 26 · choice

Ejercicio 8

Consigna

Triángulos con lados 3,4,5 y 6,8,10: ¿qué criterio verifica semejanza?

Necesito una pista

Para trabajar Resolver escalas justificando el exponente, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Revisá si conservaste todas las condiciones de la consigna.

Respuesta y fundamento

Respuesta: LLL con razón 2

La respuesta correcta es LLL con razón 2. 6/3=8/4=10/5=2.

Práctica graduada · Ejercicio 9 de 26 · reason

Ejercicio 9

Consigna

Construí un triángulo semejante al de lados 5,7,8 con factor 3/2 y listá sus lados.

Necesito una pista

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

Respuesta y fundamento

Respuesta: Trazando rayos homotéticos desde un centro con razón 3/2 se obtienen lados 7,5; 10,5 y 12.

La homotecia conserva ángulos y escala todos los lados por 3/2.

Práctica graduada · Ejercicio 10 de 26 · choice

Ejercicio 10

Consigna

Si la razón lineal chica:grande es 2:5, ¿cuál es la razón de perímetros?

Necesito una pista

Probá una opción por vez con el criterio de razón lineal. Descartá la que no lo cumpla y verificá la elegida.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 2:5

Cada lado se multiplica por el mismo factor, por lo que también la suma.

Práctica graduada · Ejercicio 11 de 26 · numeric

Ejercicio 11

Consigna

Dos polígonos semejantes tienen áreas 45 y 125. ¿Razón lineal grande:chico?

Necesito una pista

Representá la relación de cuadrado de la razón en áreas. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 5/3

La razón lineal es √(125/45)=√(25/9)=5/3; el decimal 1,666… es solo una aproximación.

Práctica graduada · Ejercicio 12 de 26 · reason

Ejercicio 12

Consigna

Explicá por qué dos rectángulos 4×6 y 6×8 no son semejantes aunque ambos crezcan.

Necesito una pista

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

Respuesta y fundamento

Respuesta: Sus razones de lados son 4/6=2/3 y 6/8=3/4, que no coinciden.

La semejanza exige proporcionalidad de lados correspondientes, no solo dimensiones mayores.

Transferir · Ejercicio 13 de 26 · reason

Ejercicio 13

Consigna

Un plano 1:250 muestra un patio rectangular de 3,2 cm por 2 cm. Hallá medidas reales y área.

Necesito una pista

Organizá los datos para Construir y reconocer figuras semejantes. Compatibilizá unidades, resolvé e interpretá el control.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Mide 8 m por 5 m y su área real es 40 m².

Mide 8 m por 5 m y su área real es 40 m². El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Transferir · Ejercicio 14 de 26 · reason

Ejercicio 14

Consigna

Una foto se amplía de 10×15 cm a 16×24 cm. Justificá si conserva la forma y compará áreas.

Necesito una pista

Organizá los datos para Relacionar razones lineales, perímetros y áreas. Compatibilizá unidades, resolvé e interpretá el control.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Ambas razones son 1,6; es semejante y el área se multiplica por 1,6²=2,56.

Ambas razones son 1,6; es semejante y el área se multiplica por 1,6²=2,56. El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Transferir · Ejercicio 15 de 26 · reason

Ejercicio 15

Consigna

Un plano a escala 1:200 muestra una sala de 4,5 cm por 3 cm. Hallá dimensiones y área reales y explicá por qué el área no se multiplica solo por 200.

Necesito una pista

Organizá los datos para Resolver escalas justificando el exponente. Compatibilizá unidades, resolvé e interpretá el control.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Las dimensiones son 9 m y 6 m; el área es 54 m². Cada longitud se multiplica por 200 y el área por 200², luego se convierten cm² a m².

Las dimensiones son 9 m y 6 m; el área es 54 m². Cada longitud se multiplica por 200 y el área por 200², luego se convierten cm² a m². Se aceptan métodos equivalentes que formulen, interpreten y controlen la misma relación.

Aprender del error · Ejercicio 16 de 26 · reason

Ejercicio 16

Consigna

Analizá esta producción: «Luz aplica k=3 al área y pasa de 8 a 24 cm².». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Localizá el primer paso inválido en la situación; nombrá qué condición de cuadrado de la razón en áreas falla antes de corregir.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Debe aplicar k²=9: el área nueva es 72 cm².

Debe aplicar k²=9: el área nueva es 72 cm². El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Aprender del error · Ejercicio 17 de 26 · reason

Ejercicio 17

Consigna

Analizá esta producción: «Ben compara lados no correspondientes y concluye que los triángulos no son semejantes.». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Emparejá primero los lados opuestos a ángulos correspondientes y recién después compará cocientes.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Las razones deben formarse con lados homólogos según los ángulos correspondientes.

Las razones deben formarse con lados homólogos según los ángulos correspondientes. El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Aprender del error · Ejercicio 18 de 26 · reason

Ejercicio 18

Consigna

Analizá esta producción: «Dante resolvió “¿Qué dato basta para afirmar que dos triángulos son semejantes por AA?” y escribió “El mismo perímetro”». Localizá el error, explicá la idea comprometida y reparalo.

Necesito una pista

Compará la producción de Dante con la condición de Construir y reconocer figuras semejantes. Buscá el primer paso donde dejan de coincidir.

Respuesta y fundamento

Respuesta: El paso inválido aparece al La opción El mismo perímetro conserva una palabra visible, pero no todas las condiciones de Construir y reconocer figuras semejantes.. La corrección usa Construir y reconocer figuras semejantes: Dos pares de ángulos correspondientes iguales.

Se elige una alternativa por asociación superficial y no por el criterio de Construir y reconocer figuras semejantes. Resulta tentante porque conserva una parte visible. La reparación exige Rehacé el paso de Construir y reconocer figuras semejantes en la consigna ¿Qué dato basta para afirmar que dos triángulos son… y escribí qué condición conservás.

Comprobar dominio · Ejercicio 19 de 26 · numeric

Ejercicio 19

Consigna

Una maqueta a escala 1:50 tiene una pared de 7,4 cm. ¿Medida real en metros?

Necesito una pista

Representá la relación de Resolver escalas justificando el exponente. Anticipá signo, escala o unidad y comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 3.7

7,4·50=370 cm=3,7 m.

Comprobar dominio · Ejercicio 20 de 26 · reason

Ejercicio 20

Consigna

Dos cuadrados tienen áreas 25 y 81. Hallá la razón de sus lados.

Necesito una pista

Aplicá cuadrado de la razón en áreas sin copiar el ejemplo. Después comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: La razón lineal es √(81/25)=9/5.

La razón lineal es √(81/25)=9/5. El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Comprobar dominio · Ejercicio 21 de 26 · choice

Ejercicio 21

Consigna

¿Son semejantes triángulos con ángulos 40°,60°,80° y 40°,60°,80°?

Necesito una pista

Leé de nuevo la parte ¿Son semejantes triángulos con ángulos 40°,60°,80° y 40°,60°,80°. Para trabajar Construir y reconocer figuras semejantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Dejá escrito un control distinto del procedimiento principal.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Sí, por AA

La respuesta correcta es Sí, por AA. La igualdad de ángulos determina semejanza sin exigir igualdad de tamaño.

Comprobar dominio · Ejercicio 22 de 26 · numeric

Ejercicio 22

Consigna

Una figura se amplía con k=1,8. Si el área original es 30 cm², ¿área nueva?

Necesito una pista

Representá el dato central de Una figura se amplía con k=1,8. Si el área original es 30…. Para trabajar Construir y reconocer figuras semejantes, marcá datos, incógnitas y propiedades en una figura antes de calcular. Compará tu decisión con una representación equivalente.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 97.2

La respuesta correcta es 97.2. 30·1,8²=30·3,24=97,2 cm².

Comprobar dominio · Ejercicio 23 de 26 · reason

Ejercicio 23

Consigna

Una maqueta tiene razón 1:75. Una puerta mide 2,8 cm. Hallá la altura real y justificá la unidad.

Necesito una pista

Aplicá razón lineal sin copiar el ejemplo. Después comprobá el resultado por otra vía.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 2,8·75=210 cm=2,10 m.

La razón 1:75 multiplica la longitud lineal por 75.

Recuperar o profundizar · Ejercicio 24 de 26 · reason

Ejercicio 24

Consigna

Reconstrucción nueva: una homotecia k=2 lleva un área de 15 a 30. Localizá el error y corregí perímetro y área.

Necesito una pista

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

Respuesta y fundamento

Respuesta: Las longitudes y el perímetro se duplican, pero el área se multiplica por 2²=4: pasa de 15 a 60.

Las longitudes y el perímetro se duplican, pero el área se multiplica por 2²=4: pasa de 15 a 60. La reconstrucción debe hacer visible la condición que se había perdido.

Recuperar o profundizar · Ejercicio 25 de 26 · reason

Ejercicio 25

Consigna

Una figura semejante tiene k=3/4 y área original 64. Calculá el área nueva.

Necesito una pista

Reconstruí la situación mediante cuadrado de la razón en áreas: explicitá la condición, los pasos y qué se conserva.

Respuesta y fundamento

Respuesta: 64·(3/4)²=64·9/16=36.

64·(3/4)²=64·9/16=36. El área combina dos dimensiones; por eso una escala lineal k produce un factor k².

Recuperar o profundizar · Ejercicio 26 de 26 · reason

Ejercicio 26

Consigna

Deducí cómo cambia una magnitud de dimensión n bajo una escala lineal k y conectalo con perímetro, área y volumen.

Necesito una pista

Reconstruí la situación mediante Resolver escalas justificando el exponente: explicitá la condición, los pasos y qué se conserva.

Respuesta y fundamento

Respuesta: Una escala lineal k multiplica longitudes y perímetros por k, áreas por k² y volúmenes por k³; cada dimensión independiente aporta un factor k.

Una escala lineal k multiplica longitudes y perímetros por k, áreas por k² y volúmenes por k³; cada dimensión independiente aporta un factor k. El control debe conservar recuperación; se aceptan formulaciones equivalentes que expliciten esa condición.