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Dibujo geométrico y electricidad residencial · Trazados geométricos básicos

Triángulos y polígonos regulares

Yariela quiere dibujar en su cuaderno un patrón inspirado en una mola guna: una fila de hexágonos iguales, bien cerrados y sin huecos. No tiene transportador y solo cuenta con regla y compás. ¿Cómo logra que los seis lados salgan iguales y que la figura cierre exacto? Al final de la página lo resolverás.

Triángulos y polígonos regulares

Un polígono es una figura cerrada formada por segmentos. Los triángulos son los polígonos más sencillos y los clasificamos por la longitud de sus lados.

Tres triángulos: equilátero con tres lados iguales, isósceles con dos lados iguales y escaleno con tres lados distintos. Equilátero Isósceles Escaleno 3 lados iguales 2 lados iguales lados distintos

Un polígono es regular cuando tiene todos sus lados iguales y todos sus ángulos iguales. El cuadrado y el triángulo equilátero son regulares. Un rectángulo que no es cuadrado no lo es: sus ángulos son iguales, pero sus lados no. Un rombo que no es cuadrado tampoco: sus lados son iguales, pero sus ángulos no.

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Define qué es un triángulo equilátero y qué es un triángulo isósceles. Indica cuántos lados iguales tiene cada uno.

Define qué es un triángulo equilátero y qué es un triángulo isósceles. Indica cuántos lados iguales tiene cada uno.

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¿Qué significa que un polígono sea «regular»? Da dos ejemplos de polígonos regulares y dos de polígonos que no lo sean.

¿Qué significa que un polígono sea «regular»? Da dos ejemplos de polígonos regulares y dos de polígonos que no lo sean.

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Triángulo equilátero e isósceles con regla y compás

El compás copia distancias: si no mueves su abertura, todos los arcos que trazas tienen el mismo radio. Con eso se construyen triángulos sin medir ángulos.

Equilátero dado un lado

Triángulo equilátero: dos arcos con el mismo radio, centrados en los extremos de la base, se cruzan en el tercer vértice. A B C

Isósceles dados la base y el lado igual

El método es el mismo, pero ahora cada arco tiene el radio del lado igual y la base es el segmento de partida.

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Para trazar un triángulo equilátero de lado $6$ cm se usa el compás con una abertura fija. Indica qué abertura usas y desde qué puntos trazas los arcos.

Para trazar un triángulo equilátero de lado $6$ cm se usa el compás con una abertura fija. Indica qué abertura usas y desde qué puntos trazas los arcos.

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Se quiere trazar un triángulo isósceles con base de $6$ cm y lados iguales de $8$ cm. Explica cómo hacerlo con regla y compás y calcula su perímetro.

Se quiere trazar un triángulo isósceles con base de $6$ cm y lados iguales de $8$ cm. Explica cómo hacerlo con regla y compás y calcula su perímetro.

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Triángulo dados los tres lados

Para un triángulo con lados de longitudes distintas el procedimiento es parecido, pero cada arco usa un radio diferente.

Triángulo de lados 5, 6 y 7 cm: un arco de radio 5 desde A y otro de radio 7 desde B se cruzan en C. A B C 6 cm

¿Siempre se puede?

No. Prueba con lados de 3, 4 y 8 cm: sobre una base de 8 cm, un arco de radio 3 desde un extremo y otro de radio 4 desde el otro nunca se tocan, porque $3 + 4 = 7$ y no alcanzan los 8 cm que los separan.

Por qué: el camino recto de $A$ a $B$ es el más corto. Si los otros dos lados juntos no llegan a la longitud del tercero, no pueden unirse en un vértice.

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José Luis debe dibujar un triángulo cuyos lados miden $5$ cm, $6$ cm y $7$ cm. Describe el procedimiento con regla y compás e indica por qué los arcos se cruzan en el…

José Luis debe dibujar un triángulo cuyos lados miden $5$ cm, $6$ cm y $7$ cm. Describe el procedimiento con regla y compás e indica por qué los arcos se cruzan en el tercer vértice.

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Itzel afirma que se puede dibujar un triángulo con lados de $3$ cm, $4$ cm y $8$ cm. Analiza si tiene razón, explicando qué ocurre con los arcos de compás al intentar el…

Itzel afirma que se puede dibujar un triángulo con lados de $3$ cm, $4$ cm y $8$ cm. Analiza si tiene razón, explicando qué ocurre con los arcos de compás al intentar el trazado y qué condición deben cumplir los tres lados.

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Polígonos regulares en una circunferencia

Un polígono regular de $n$ lados se puede inscribir en una circunferencia: sus vértices quedan sobre ella. El centro $O$ y dos vértices consecutivos forman un ángulo central, y todos son iguales:

$$\text{ángulo central} = \frac{360^\circ}{n}$$

Por eso, si dividimos la circunferencia en $n$ arcos iguales y unimos los puntos, obtenemos un polígono regular.

Polígono $n$ Ángulo central
Triángulo equilátero 3 $120^\circ$
Cuadrado 4 $90^\circ$
Pentágono 5 $72^\circ$
Hexágono 6 $60^\circ$

Hexágono: el radio como cuerda

Con $n = 6$ el ángulo central es $60^\circ$. El triángulo formado por el centro y dos vértices consecutivos tiene dos lados iguales al radio y un ángulo de $60^\circ$ entre ellos, así que es equilátero. Por tanto el lado del hexágono mide igual que el radio.

Hexágono regular inscrito en una circunferencia: seis triángulos equiláteros con vértice en el centro. O r r

Cuadrado y pentágono

  • Cuadrado: traza dos diámetros perpendiculares (con escuadra o con mediatriz). Cortan la circunferencia en cuatro puntos separados $90^\circ$. Únelos.

  • Pentágono: el ángulo central es $72^\circ$. Con un transportador marca puntos cada $72^\circ$ y únelos. El compás solo no da la división en 5 con la misma facilidad que en 6.

El cuadrado exige instrumento para la perpendicular (escuadra o compás con mediatriz); el hexágono solo necesita el compás con una abertura fija. En ambos casos, cuantos más lados tiene el polígono inscrito, más se parece a la circunferencia: con $r = 5$ cm, el hexágono tiene perímetro $30$ cm y el cuadrado, $4 \cdot 5\sqrt{2} \approx 28.3$ cm, mientras que la circunferencia mide $2\pi \cdot 5 \approx 31.4$ cm.

Con esto resolvemos el comienzo: Yariela abre el compás con el radio del hexágono que quiere, lo lleva seis veces sobre la circunferencia y une los puntos. Los seis lados salen iguales y la figura cierra sola.

Practica★★☆Sin empezar
Un hexágono regular puede trazarse dentro de una circunferencia de radio $4$ cm llevando el radio como cuerda sobre la circunferencia. Explica por qué funciona y calcula…

Un hexágono regular puede trazarse dentro de una circunferencia de radio $4$ cm llevando el radio como cuerda sobre la circunferencia. Explica por qué funciona y calcula el perímetro del hexágono.

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Compara el trazado de un hexágono regular con el de un cuadrado inscritos en una misma circunferencia de radio $5$ cm. Indica qué instrumentos y pasos requiere cada uno,…

Compara el trazado de un hexágono regular con el de un cuadrado inscritos en una misma circunferencia de radio $5$ cm. Indica qué instrumentos y pasos requiere cada uno, calcula el perímetro del hexágono y explica cuál de los dos polígonos queda más cerca de la circunferencia.

Resolver

Paralela a una recta por un punto dado

Dos rectas son paralelas ($\parallel$) si nunca se cruzan. Para trazar la paralela a una recta $r$ por un punto $P$ puedes dibujar un rombo, cuyos lados opuestos son paralelos.

Paralela por P a la recta r: se construye un rombo APCB con cuatro lados iguales al radio AP. A B P C r

También puedes usar el juego de escuadras: apoyas una escuadra sobre la recta, deslizas la otra y trazas por $P$. El compás sirve cuando no tienes escuadras a mano.

Área de un triángulo equilátero

El área de un triángulo es $A = \dfrac{b \cdot h}{2}$. En el equilátero conocemos la base $\ell$, pero falta la altura. La altura baja desde el vértice hasta el punto medio de la base y forma dos triángulos rectángulos con hipotenusa $\ell$ y un cateto $\dfrac{\ell}{2}$. Por Pitágoras:

$$h = \sqrt{\ell^2 - \left(\frac{\ell}{2}\right)^2} = \frac{\ell\sqrt{3}}{2}$$

Entonces el área es:

$$A = \frac{\ell \cdot h}{2} = \frac{\ell^2\sqrt{3}}{4}$$

Resumen

  • Triángulo equilátero: 3 lados iguales. Isósceles: 2 lados iguales. Escaleno: 3 lados distintos.

  • Un polígono es regular si tiene todos los lados y todos los ángulos iguales.

  • Un triángulo con tres lados dados existe solo si el mayor es menor que la suma de los otros dos; si no, los arcos no se cruzan.

  • Se construyen con arcos de compás: cada vértice es el cruce de dos arcos, y los radios iguales garantizan los lados iguales.

  • Ángulo central de un polígono regular: $360^\circ/n$. En el hexágono, el lado es igual al radio.

  • La paralela por un punto se traza con un rombo, y el área del equilátero es $A = \dfrac{\ell^2\sqrt{3}}{4}$.

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