Aplicaciones de las figuras semejantes

La maqueta de un nuevo polideportivo está construida a escala $1:200$. Si la alberca olímpica mide $25 \text{ cm}$ de largo en la maqueta, ¿cuántos pies medirá la alberca en la realidad?

Un mapa de carreteras tiene una escala $1:50.000$. Si la distancia entre dos pueblos vecinos en el mapa es de $12 \text{ cm}$, ¿cuántas millas de distancia real los separan?

Dos municipios, A y B, están separados por $18$ millas en la realidad. En un mapa de carreteras, esa distancia se representa mediante un segmento de $12$ pulgadas.

1. Calcule la escala del mapa.

2. Si otros dos pueblos están separados en el mismo mapa por $7,5$ pulgadas, ¿cuál es su distancia real en millas?

Tenemos dos rectángulos semejantes. El primero mide $8 \text{ cm}$ de ancho y $12 \text{ cm}$ de alto. Si el segundo tiene un ancho de $20 \text{ cm}$, ¿cuál debe ser su altura para que mantenga la misma forma?

Un teléfono inteligente de $6 \text{ pulgadas}$ de diagonal tiene una pantalla que mide $13,2 \text{ cm}$ de alto y $7,4 \text{ cm}$ de ancho. Si queremos ver el mismo contenido en una tableta que es exactamente el doble de grande (razón de semejanza $k=2$), ¿cuáles serán las dimensiones de la pantalla de la tableta?

Una fotografía rectangular de $10 \times 15$ pulgadas se quiere ampliar para hacer un póster. Si queremos que el lado más largo de la ampliación sea de $1,2$ pies:

1. ¿Cuánto medirá el lado corto del póster?

2. ¿Cuántas veces es mayor el área del póster que el área de la fotografía original?

En el plano de una vivienda a escala $1:75$, la sala tiene forma rectangular con unas dimensiones de $8$ pulgadas de largo y $6$ pulgadas de ancho. Calcule la superficie real de la sala en pies cuadrados ($m^2$).

Dos pantallas de televisión son semejantes. La primera tiene una diagonal de $32$ pulgadas y su superficie es de aproximadamente $2800$ $cm^2$. Si la segunda pantalla tiene una diagonal de $48$ pulgadas:

1. ¿Cuál es la razón de semejanza entre la pantalla grande y la pequeña?

2. ¿Qué superficie ocupa la pantalla de $48$ pulgadas?

En un mapa de escala $1:25.000$, una reserva natural tiene forma de trapecio. En el papel, sus bases miden $4 \text{ cm}$ y $6 \text{ cm}$, y su altura es de $3 \text{ cm}$.

1. a) Calcule el área de la reserva en el mapa en $\text{cm}^2$.
2. b) Utilizando la razón de semejanza de las áreas, calcule el área real de la reserva en millas cuadradas ($\text{km}^2$).
3. c) Si el gobierno decide ampliar la reserva aumentando todas sus dimensiones lineales un $20\%$, ¿cuál será la nueva superficie real?

Un artista ha realizado una escultura de bronce que pesa $12$ lb y mide $40$ pulgadas de altura. Si quiere realizar una réplica exacta del mismo material pero con una altura de $1$ pie, ¿cuánto pesará la nueva escultura? (Tenga en cuenta que el peso es proporcional al volumen).

Un diseñador de videojuegos está creando dos modelos de una torre defensiva. El modelo pequeño tiene una superficie lateral de $150 \text{ cm}^2$ y un volumen de $250 \text{ cm}^3$. Si el modelo grande debe tener una superficie lateral de $600 \text{ cm}^2$ para que los detalles se vean bien:

1. a) ¿Cuál es la razón de semejanza $k$ entre las longitudes de ambos modelos?
2. b) ¿Cuál será el volumen del modelo grande?
3. c) Si para fabricar el modelo pequeño se han necesitado 40 onzas de resina, ¿cuántas libras de resina se necesitarán para fabricar 10 modelos grandes?

Para medir la altura de un árbol en el patio de la escuela secundaria, aprovechamos un día soleado. Un listón clavado verticalmente en el suelo que mide $1,5 \text{ m}$ de altura proyecta una sombra de $0,9 \text{ m}$. Si en ese mismo instante la sombra del árbol mide $6 \text{ m}$, ¿cuál es la altura del árbol?

Un creador de contenido está grabando un video en el exterior. Para calcular la altura de una escultura moderna, coloca su trípode, que mide $1,20$ pies de altura, de forma que proyecta una sombra de $90$ pulgadas en el suelo. En ese mismo instante, la sombra de la escultura mide $4,5$ pies. ¿Qué altura tiene la escultura?

Calcule el valor de la anchura de la base del edificio ($x$) utilizando la semejanza de los triángulos que se forman en la figura. Los ojos de la persona están a $1,60$ pies del suelo, la distancia de la persona a la cerca es de $2$ pies y la distancia de la cerca al edificio es de $10$ pies. La altura de la cerca es de $2,40$ pies.

Para medir la altura de la Torre Willis de Chicago sin usar instrumentos complejos, un grupo de alumnos utiliza un espejo colocado en el suelo. El alumno más alto, que mide $1,85 \text{ m}$, se coloca a una distancia tal que ve la punta de la torre reflejada en el centro del espejo. El espejo está a $120 \text{ m}$ de la base de la torre y el alumno está a $2,3 \text{ m}$ del espejo. Si los ojos del alumno están a $10 \text{ cm}$ de la parte superior de su cabeza:

1. a) Dibuje un esquema de la situación identificando los triángulos semejantes.
2. b) Calcule la altura de la torre sabiendo que el ángulo de incidencia de la luz es igual al de reflexión.
3. c) Si otro alumno de $1,60 \text{ m}$ de altura, con los ojos también $10 \text{ cm}$ por debajo de la parte superior de su cabeza, quisiera ver lo mismo sin mover el espejo, ¿a qué distancia del espejo debería colocarse?

Una cámara oscura es una caja cerrada con un pequeño agujero por el que entra la luz proyectando la imagen de un objeto exterior en la pared opuesta. Si tenemos una caja de $25 \text{ cm}$ de profundidad y queremos fotografiar un árbol de $12 \text{ m}$ de altura que se encuentra a una distancia de $30 \text{ m}$ de la cámara:

1. a) ¿Qué altura tendrá la imagen del árbol proyectada dentro de la caja?
2. b) Si acercamos la cámara al árbol hasta que la imagen proyectada mida el doble, ¿a qué distancia del árbol estaremos?
3. c) ¿Cuál es la razón de semejanza entre el objeto real y la imagen en este último caso?

En la siguiente figura, las rectas $r$ y $s$ son cortadas por tres rectas paralelas entre sí. Sabiendo que los segmentos sobre la recta $r$ miden $AB = 3 \text{ cm}$ y $BC = 4 \text{ cm}$, y que el segmento correspondiente sobre la recta $s$ es $A'B' = 4,5 \text{ cm}$, calcule la longitud del segmento $B'C'$.

Calcule el valor del segmento desconocido $x$ en la siguiente figura, sabiendo que los dos triángulos están en posición de Tales:

Para renovar el diseño de una estantería, un carpintero coloca tres repisas paralelas cortadas por dos listones laterales, como se muestra en la figura. Si las medidas de los segmentos en uno de los listones son $AB = 25$ pulgadas y $BC = 40$ pulgadas, y en el otro listón el segmento homólogo a $AB$ mide $A'B' = 30$ pulgadas, ¿cuánto medirá el segmento $B'C'$?

Se quiere dividir un terreno triangular de $300 \text{ m}^2$ de superficie en dos parcelas mediante una cerca paralela a uno de sus lados. La cerca se coloca de modo que corta a los otros dos lados a un tercio de distancia desde el vértice superior común.

1. a) ¿Cuál es la razón de semejanza entre el triángulo pequeño (superior) y el terreno original?
2. b) Calcule el área de cada una de las dos parcelas resultantes.
3. c) Si la base del terreno original medía $30 \text{ m}$, ¿cuánto medirá la nueva cerca?

Dos edificios verticales están separados por una calle de $20 \text{ m}$ de ancho. El edificio más alto mide $45 \text{ m}$ y el más bajo $30 \text{ m}$. Desde la azotea del edificio más bajo, se observa la base del edificio alto. En ese mismo rayo visual se interpone un poste de luz que está a $5 \text{ m}$ del edificio bajo.

1. a) ¿Qué altura debe tener el poste de luz para que su parte superior esté exactamente en esa línea visual?
2. b) Si desde la azotea del edificio alto lanzamos un cable recto hasta la azotea del edificio bajo, ¿qué longitud tendrá el cable?
3. c) ¿A qué altura del suelo se cruzaría ese cable con el poste de luz (suponiendo que el poste es lo suficientemente alto)?

En el triángulo rectángulo de la figura, la hipotenusa mide $25 \text{ cm}$. La altura relativa a la hipotenusa, $h$, divide a esta en dos segmentos, $m$ y $n$. Si sabemos que el cateto $b$ mide $15 \text{ cm}$:

1. a) Calcule la medida de la proyección $m$ utilizando el Teorema del Cateto.
2. b) Calcule el valor de la altura $h$ utilizando el Teorema de la Altura.
3. c) Halle el área y el perímetro del triángulo total.

Un parque tiene forma de hexágono regular de $40 \text{ m}$ de lado. Se quiere construir una fuente circular en su centro que sea semejante a una pequeña fuente de $2 \text{ m}$ de diámetro que hay en la entrada. Si la razón de semejanza entre el radio del círculo inscrito en el hexágono (apotema) y el radio de la fuente debe ser $4$:

1. a) Calcule la apotema del hexágono (puede usar Pitágoras).
2. b) Calcule el diámetro de la nueva fuente central.
3. c) ¿Cuál es la razón entre el área del parque y el área de la fuente central?