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ESO 3º · Matemáticas
Geometría del plano · Geometría plana

Semejanza

Cuando haces zoom en una foto, todo se agranda en la misma proporción: la foto no se deforma. Las dos imágenes son semejantes. Con esta idea, hace 2 600 años, Tales de Mileto midió la altura de una pirámide usando solo su sombra y un palo. Hoy la usan planos, mapas, maquetas e impresoras 3D.

Figuras semejantes

  • $k > 1$: ampliación. $\quad k < 1$: reducción. $\quad k = 1$: figuras iguales.

  • Una escala es una razón de semejanza: un plano 1 : 50 tiene $k = \frac{1}{50}$.

Cambia la razón: los lados se multiplican por $k$, pero el área se multiplica por $k^2$.

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Un diseñador gráfico está trabajando en el logotipo de una nueva aplicación. El diseño original es un rectángulo que mide $8\text{ cm}$ de ancho y $12\text{ cm}$ de…

Un diseñador gráfico está trabajando en el logotipo de una nueva aplicación. El diseño original es un rectángulo que mide $8\text{ cm}$ de ancho y $12\text{ cm}$ de alto. Para la pantalla de carga, necesita crear una versión más grande que sea semejante a la original. Si el ancho de la versión ampliada debe ser de $20\text{ cm}$, ¿cuál será la altura del logotipo en esa pantalla?

Original 8 cm 12 cm Semejantes Ampliación 20 cm x = ?
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En el plano de una vivienda, la escala utilizada es $1:50$. Si el salón tiene una longitud de $12\text{ cm}$ en el dibujo, calcula cuántos metros mide la longitud real…

En el plano de una vivienda, la escala utilizada es $1:50$. Si el salón tiene una longitud de $12\text{ cm}$ en el dibujo, calcula cuántos metros mide la longitud real de dicha estancia.

PLANO 12 cm Escala 1:50 × 50 ? m REALIDAD
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El teorema de Tales

ABC A′B′C′ rectas paralelas

Un caso muy útil son los triángulos en posición de Tales: un triángulo pequeño dentro de uno grande, compartiendo un ángulo y con el lado opuesto paralelo. Son semejantes.

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Dos triángulos están colocados en posición de Tales, como se muestra en la siguiente figura. Sabiendo que los segmentos horizontales son paralelos, calcula el valor del…

Dos triángulos están colocados en posición de Tales, como se muestra en la siguiente figura. Sabiendo que los segmentos horizontales son paralelos, calcula el valor del segmento desconocido denotado por $x$.

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En la siguiente figura, las rectas $r$, $s$ y $t$ son paralelas. Utiliza el Teorema de Tales para calcular las longitudes desconocidas $x$ e $y$ expresadas en…

En la siguiente figura, las rectas $r$, $s$ y $t$ son paralelas. Utiliza el Teorema de Tales para calcular las longitudes desconocidas $x$ e $y$ expresadas en centímetros.

r s t 4 x y 7,5
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Criterios de semejanza de triángulos

Para saber si dos triángulos son semejantes no hace falta comprobarlo todo. Basta con uno de estos criterios:

Criterio Qué hay que comprobar
1. Dos ángulos iguales Si dos ángulos coinciden, el tercero también (suman 180°).
2. Lados proporcionales Los tres lados en la misma razón: $\frac{a'}{a} = \frac{b'}{b} = \frac{c'}{c}$.
3. Un ángulo igual y los lados que lo forman proporcionales $\hat{A} = \hat{A}'$ y $\frac{b'}{b} = \frac{c'}{c}$.
47 mismos ángulos → semejantes k = 7 / 4 = 1,75
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Indica si los siguientes pares de triángulos son semejantes y justifica qué criterio has utilizado (AAA, SSS o SAS): Triángulo 1: Ángulos de $40^\circ$ y $70^\circ$.…

Indica si los siguientes pares de triángulos son semejantes y justifica qué criterio has utilizado (AAA, SSS o SAS):

  • Triángulo 1: Ángulos de $40^\circ$ y $70^\circ$.

  • Triángulo 2: Ángulos de $70^\circ$ y $70^\circ$.

70º ?º 40º Triángulo 1 70º 70º ?º Triángulo 2 ~ Suma interior = 180º
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Observa el triángulo rectángulo de la figura. La altura $h$ sobre la hipotenusa divide al triángulo original en dos triángulos más pequeños. a) Justifica por qué los…

Observa el triángulo rectángulo de la figura. La altura $h$ sobre la hipotenusa divide al triángulo original en dos triángulos más pequeños.

  1. a) Justifica por qué los tres triángulos (el original y los dos pequeños) son semejantes entre sí.
  2. b) Si los segmentos en los que queda dividida la hipotenusa miden $m = 4\text{ cm}$ y $n = 9\text{ cm}$, calcula la altura $h$ utilizando la semejanza de los dos triángulos pequeños.
  3. c) Calcula el área del triángulo original.
h m = 4 n = 9
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Medir alturas con sombras

A la misma hora, los rayos del Sol llegan paralelos. Por eso un objeto y su sombra forman un triángulo rectángulo semejante al de cualquier otro objeto y su sombra.

h ?sombra 20 m 1,602 m rayos de sol paralelos
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Un estudiante de 3º de ESO mide $1,60\text{ m}$ de altura. En un momento del día, proyecta una sombra sobre el suelo de $2\text{ m}$. Si justo al lado, una farola…

Un estudiante de 3º de ESO mide $1,60\text{ m}$ de altura. En un momento del día, proyecta una sombra sobre el suelo de $2\text{ m}$. Si justo al lado, una farola proyecta una sombra de $5\text{ m}$, ¿cuál es la altura de la farola?

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Para calcular la altura de una torre de comunicación que proyecta una sombra muy larga, Marcos, que mide $1,70\text{ m}$, se coloca de pie de forma que el extremo de su…

Para calcular la altura de una torre de comunicación que proyecta una sombra muy larga, Marcos, que mide $1,70\text{ m}$, se coloca de pie de forma que el extremo de su propia sombra coincida con el extremo de la sombra de la torre. Si Marcos está a $25\text{ m}$ de la base de la torre y su sombra mide $2,5\text{ m}$, responde:

  1. a) ¿Por qué podemos afirmar que los triángulos formados por Marcos y la torre con sus respectivas sombras son semejantes? Menciona el criterio de semejanza utilizado.
  2. b) Calcula la altura de la torre.
E D C B A H 1,70 m 25 m 2,5 m 25 + 2,5 = 27,5 m Rayo de sol
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Perímetros, áreas y volúmenes

Si las longitudes se multiplican por $k$:

lado 1 · área 1 lado ×2 · área ×4 lado ×3 · área ×9
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Una pizzería ofrece dos tamaños de pizza redonda que son semejantes. La pizza "Pequeña" tiene un radio de $10\text{ cm}$ y un área de aproximadamente $314\text{ cm}^2$.…

Una pizzería ofrece dos tamaños de pizza redonda que son semejantes. La pizza "Pequeña" tiene un radio de $10\text{ cm}$ y un área de aproximadamente $314\text{ cm}^2$. Si la pizza "Familiar" tiene un radio de $20\text{ cm}$, ¿cuál será su área? (Recuerda la relación entre la razón de semejanza $k$ y las áreas).

r=10 A = 314 cm² R=20 A = ? cm² k = 2 Razón de semejanza k² = 4 Razón de áreas
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Dos rectángulos son semejantes. El primero tiene una base de $12\text{ cm}$ y un área de $96\text{ cm}^2$. El segundo rectángulo tiene un área de $150\text{ cm}^2$. a)…

Dos rectángulos son semejantes. El primero tiene una base de $12\text{ cm}$ y un área de $96\text{ cm}^2$. El segundo rectángulo tiene un área de $150\text{ cm}^2$.

  1. a) Calcula la razón de semejanza entre el segundo y el primer rectángulo. (Pista: utiliza la relación entre áreas).
  2. b) Calcula las dimensiones (base y altura) del segundo rectángulo.
  3. c) ¿Cuál es la razón entre sus perímetros?
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Una empresa de mobiliario fabrica mesas de centro hexagonales regulares. Tienen dos modelos: el modelo "Mini" tiene un lado de $30\text{ cm}$ y su tapa de cristal cuesta…

Una empresa de mobiliario fabrica mesas de centro hexagonales regulares. Tienen dos modelos: el modelo "Mini" tiene un lado de $30\text{ cm}$ y su tapa de cristal cuesta $45\text{ €}$. El modelo "Gran Salón" es semejante al anterior y tiene un lado de $60\text{ cm}$.

  1. a) ¿Cuál es la razón de semejanza entre el modelo grande y el pequeño?
  2. b) Sabiendo que el precio del cristal es proporcional a su superficie, ¿cuánto costará la tapa de cristal del modelo "Gran Salón"?
  3. c) Si para bordear la mesa pequeña con una cinta metálica se necesitan $180\text{ cm}$, ¿cuánta cinta se necesitará para la mesa grande?
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Resumen

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