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Secundaria 2º · Matemáticas
Semejanza · Semejanza

Teorema de Pitágoras

Te conviene dominar: Triángulos (1° de secundaria)
Te conviene dominar: Raíz cuadrada (1° de secundaria)

Una escalera de 5 m se apoya en una barda, con el pie a 3 m de la base. ¿A qué altura llega? La escalera, la barda y el piso forman un triángulo rectángulo, y hace más de 2,000 años Pitágoras descubrió una relación fija entre sus tres lados: si conoces dos, siempre puedes calcular el tercero.

El teorema de Pitágoras

En un triángulo rectángulo, los dos lados que forman el ángulo recto se llaman catetos ($a$ y $b$); el lado opuesto al ángulo recto, el más largo, es la hipotenusa ($c$).

Fíjate en el dibujo: el cuadrado construido sobre la hipotenusa tiene exactamente la misma área que los dos cuadrados de los catetos juntos. Por eso funciona la fórmula.

También funciona al revés: si los lados de un triángulo cumplen $a^2 + b^2 = c^2$ (con $c$ el mayor), entonces el triángulo es rectángulo.

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Comprueba si un triángulo cuyos lados miden $7$ cm, $10$ cm y $12$ cm es un triángulo rectángulo. Para ello, verifica si se cumple la igualdad del Teorema de Pitágoras…

Comprueba si un triángulo cuyos lados miden $7$ cm, $10$ cm y $12$ cm es un triángulo rectángulo. Para ello, verifica si se cumple la igualdad del Teorema de Pitágoras entre sus lados.

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En un entrenamiento de fútbol, un jugador corre en línea recta desde una esquina del campo hasta la esquina opuesta. Si el campo mide $80$ metros de largo y $60$ metros…

En un entrenamiento de fútbol, un jugador corre en línea recta desde una esquina del campo hasta la esquina opuesta. Si el campo mide $80$ metros de largo y $60$ metros de ancho, ¿qué distancia recorre el jugador en su carrera diagonal?

80 m 60 m d
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Calcular la hipotenusa

Si conoces los dos catetos, despeja $c$: $c = \sqrt{a^2 + b^2}$.

Triángulo rectángulo con catetos de longitud 6 y 8, y la hipotenusa c señalada como incógnita. a = 6 b = 8 c = ?
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Queremos colocar un cable desde la parte más alta de una antena de telefonía de $12$ metros de altura hasta un punto de anclaje situado en el suelo, a $9$ metros de la…

Queremos colocar un cable desde la parte más alta de una antena de telefonía de $12$ metros de altura hasta un punto de anclaje situado en el suelo, a $9$ metros de la base de la antena. ¿Qué longitud debe tener el cable para que quede totalmente estirado?

12 m 9 m x
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Un faro proyecta una luz que llega hasta un barco. El faro tiene una altura de $30$ metros y el barco se encuentra a una distancia horizontal de $40$ metros de la base…

Un faro proyecta una luz que llega hasta un barco. El faro tiene una altura de $30$ metros y el barco se encuentra a una distancia horizontal de $40$ metros de la base del faro. ¿Cuál es la distancia directa entre la bombilla del faro y el barco?

30 m 40 m d
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Para asegurar una red de voleibol en el patio de la escuela, se colocó un cable tensor desde la parte superior de un poste hasta un anclaje en el suelo. El poste tiene…

Para asegurar una red de voleibol en el patio de la escuela, se colocó un cable tensor desde la parte superior de un poste hasta un anclaje en el suelo. El poste tiene una altura de $2.4$ metros y la distancia desde la base del poste hasta el anclaje es de $1.8$ metros. Si queremos poner un cable idéntico en otro poste que es una ampliación a escala $k = 1.5$ del primero, ¿cuánto medirá el nuevo cable tensor?

2.4 m 1.8 m k = 1.5 Cable original Cable nuevo = ?
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Calcular un cateto

Si conoces la hipotenusa y un cateto, el otro cateto se obtiene restando.

Triángulo rectángulo con un cateto de 5, hipotenusa de 13 y el otro cateto como incógnita. a = ? b = 5 c = 13
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Halla la longitud del lado desconocido ($c$) en el siguiente triángulo rectángulo, sabiendo que la hipotenusa mide $13$ cm y uno de los catetos mide $5$ cm.

Halla la longitud del lado desconocido ($c$) en el siguiente triángulo rectángulo, sabiendo que la hipotenusa mide $13$ cm y uno de los catetos mide $5$ cm.

13 cm 5 cm c
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Las pantallas de televisión se miden por su diagonal en pulgadas. Si una televisión tiene una anchura de $32$ cm y una altura de $24$ cm, ¿cuántos centímetros mide su…

Las pantallas de televisión se miden por su diagonal en pulgadas. Si una televisión tiene una anchura de $32$ cm y una altura de $24$ cm, ¿cuántos centímetros mide su diagonal?

32 cm 24 cm d
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Una escalera de tijera abierta tiene una altura vertical de $2.4$ metros. Si la distancia entre las patas apoyadas en el suelo es de $1.4$ metros, ¿cuánto mide cada uno…

Una escalera de tijera abierta tiene una altura vertical de $2.4$ metros. Si la distancia entre las patas apoyadas en el suelo es de $1.4$ metros, ¿cuánto mide cada uno de los brazos de la escalera? Ayuda: Fíjate que la altura divide la escalera en dos triángulos rectángulos iguales.

2.4 m L L 1.4 m 0.7 m
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Pitágoras dentro de otras figuras

Muchas figuras esconden triángulos rectángulos. Si los encuentras, el teorema te da la medida que falta.

  • Rombo: sus diagonales son perpendiculares y se cortan en el punto medio; el lado es la hipotenusa de un triángulo con las mitades de las diagonales como catetos.

  • Triángulo isósceles: la altura sobre la base la divide en dos mitades iguales, y forma un triángulo rectángulo con la mitad de la base y un lado igual.

  • Hexágono regular: se divide en seis triángulos equiláteros; la apotema es la altura de uno de ellos.

Rombo con sus dos diagonales, que forman cuatro triángulos rectángulos con catetos iguales a las mitades de las diagonales. d₁/2 d₂/2 lado
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Calcula el perímetro de un rombo cuyas diagonales miden $16$ cm y $12$ cm. Recuerda que las diagonales de un rombo son perpendiculares y se cortan en su punto medio,…

Calcula el perímetro de un rombo cuyas diagonales miden $16$ cm y $12$ cm. Recuerda que las diagonales de un rombo son perpendiculares y se cortan en su punto medio, formando cuatro triángulos rectángulos.

16 cm 12 cm 8 cm 6 cm L
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Calcula el área de un hexágono regular de lado $8\text{ cm}$. Recuerda que un hexágono regular se puede dividir en seis triángulos equiláteros. Deberás usar el Teorema…

Calcula el área de un hexágono regular de lado $8\text{ cm}$. Recuerda que un hexágono regular se puede dividir en seis triángulos equiláteros. Deberás usar el Teorema de Pitágoras para hallar la apotema del hexágono antes de calcular su área total.

ap 8 cm 4 cm Lado = 8 cm
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Un jardín tiene forma de triángulo isósceles. Sus dos lados iguales miden $13\text{ metros}$ y el lado desigual (la base) mide $10\text{ metros}$. Queremos construir una…

Un jardín tiene forma de triángulo isósceles. Sus dos lados iguales miden $13\text{ metros}$ y el lado desigual (la base) mide $10\text{ metros}$. Queremos construir una maqueta de este jardín que sea una reducción y cuya base en la maqueta sea de $20\text{ cm}$. Calcula:

  • a) La altura real del jardín.

  • b) El área que ocupará la maqueta en $\text{cm}^2$.

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La altura sobre la hipotenusa

Si en un triángulo rectángulo trazas la altura desde el ángulo recto hasta la hipotenusa, esta queda dividida en dos segmentos, $m$ y $n$. Entre la altura $h$ y esos segmentos hay una relación muy cómoda.

Triángulo rectángulo con la altura h trazada sobre la hipotenusa, que queda dividida en los segmentos m y n. m n h hipotenusa = m + n
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En un triángulo rectángulo, la altura relativa a la hipotenusa divide a esta en dos segmentos que miden $9\text{ cm}$ y $16\text{ cm}$. a) Calcula la altura del…

En un triángulo rectángulo, la altura relativa a la hipotenusa divide a esta en dos segmentos que miden $9\text{ cm}$ y $16\text{ cm}$.

  • a) Calcula la altura del triángulo usando el Teorema de la Altura ($h^2 = m \times n$, donde $m$ y $n$ son los dos segmentos de la hipotenusa).

  • b) Una vez hallada la altura, utiliza el Teorema de Pitágoras para calcular cuánto miden los dos catetos del triángulo original.

9 cm 16 cm h c₁ c₂
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Pitágoras y semejanza

Muchos problemas combinan los dos temas: Pitágoras da un lado que falta y la semejanza (factor de escala $k$) lleva ese lado a otra figura. Si una figura se amplía o reduce con factor $k$, todas sus longitudes (lados, diagonales, perímetros) se multiplican por $k$, y las áreas por $k^2$.

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Una pantalla de smartphone de formato rectangular tiene una altura de $12\text{ cm}$ y una anchura de $5\text{ cm}$. Una tablet es semejante al smartphone y su lado…

Una pantalla de smartphone de formato rectangular tiene una altura de $12\text{ cm}$ y una anchura de $5\text{ cm}$. Una tablet es semejante al smartphone y su lado menor mide $15\text{ cm}$. Calcula primero la diagonal del smartphone usando el Teorema de Pitágoras y, después, utiliza la razón de semejanza para hallar la diagonal de la tablet.

Smartphone d 5 cm 12 cm Tablet d' 15 cm Semejantes k = ?
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Un carpintero está diseñando dos estanterías triangulares semejantes para las esquinas de una habitación. La estantería pequeña tiene dos lados (catetos) de…

Un carpintero está diseñando dos estanterías triangulares semejantes para las esquinas de una habitación. La estantería pequeña tiene dos lados (catetos) de $30\text{ cm}$ y $40\text{ cm}$. La estantería grande tiene un perímetro de $240\text{ cm}$. ¿Cuánto mide el lado más largo (hipotenusa) de la estantería grande?

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En un parque hay una rampa para skates que vista de perfil forma un triángulo rectángulo. La base de la rampa mide $4\text{ metros}$ y la altura máxima es de…

En un parque hay una rampa para skates que vista de perfil forma un triángulo rectángulo. La base de la rampa mide $4\text{ metros}$ y la altura máxima es de $3\text{ metros}$. A una distancia de $1.6\text{ metros}$ de la base, se ha colocado un soporte vertical de refuerzo.

  • a) Calcula la longitud total de la rampa (la parte inclinada).

  • b) Usando la semejanza de triángulos, calcula la altura del soporte vertical.

3m 4m 1.6m L = ? h = ?
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Dos edificios proyectan su sombra a la misma hora del día. El edificio A tiene una altura de $15\text{ metros}$ y su sombra mide $12\text{ metros}$. El edificio B está a…

Dos edificios proyectan su sombra a la misma hora del día. El edificio A tiene una altura de $15\text{ metros}$ y su sombra mide $12\text{ metros}$. El edificio B está a su lado y proyecta una sombra de $20\text{ metros}$.

  • a) ¿Cuál es la altura del edificio B?

  • b) Si unimos la parte más alta de cada edificio con el extremo de su sombra, se forman dos triángulos rectángulos. Calcula la longitud de esas líneas imaginarias (hipotenusas) para ambos edificios.

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Una empresa de publicidad ha creado una lona con forma de rombo para cubrir la fachada de un edificio. Las diagonales del rombo miden $16\text{ m}$ y $12\text{ m}$.…

Una empresa de publicidad ha creado una lona con forma de rombo para cubrir la fachada de un edificio. Las diagonales del rombo miden $16\text{ m}$ y $12\text{ m}$. Quieren fabricar una réplica a escala para una oficina cuya razón de semejanza con respecto a la original es $k = 0.25$.

Calcula el perímetro de la lona original (usando Pitágoras para hallar el lado) y, a partir de ese dato, determina el perímetro y el área de la réplica pequeña sin necesidad de calcular sus lados uno a uno.

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La diagonal de una caja: Pitágoras en el espacio

Pitágoras también sirve en tres dimensiones. Para la diagonal de un prisma rectangular se aplica el teorema dos veces: primero en la base, luego con la altura.

Prisma rectangular en perspectiva con sus aristas de largo, ancho y alto y la diagonal interior que une dos vértices opuestos. largo ancho alto diagonal
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Un servicio de mensajería utiliza cajas de cartón con forma de prisma rectangular. Una de sus cajas más grandes tiene unas dimensiones de $60\text{ cm}$ de largo,…

Un servicio de mensajería utiliza cajas de cartón con forma de prisma rectangular. Una de sus cajas más grandes tiene unas dimensiones de $60\text{ cm}$ de largo, $45\text{ cm}$ de ancho y $30\text{ cm}$ de alto. Un cliente necesita enviar un tubo rígido que mide exactamente $82\text{ cm}$.

Utiliza el Teorema de Pitágoras para determinar si el tubo cabe dentro de la caja (colocándolo de forma diagonal uniendo dos vértices opuestos del espacio interior) y justifica tu respuesta con los cálculos necesarios.

d₁ D 60 cm 45 cm 30 cm
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Vuelve al principio: la escalera de 5 m con el pie a 3 m de la barda alcanza $h = \sqrt{5^2 - 3^2} = \sqrt{16} = 4$ m.

Resumen

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