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Math 7 · Matemáticas
Semejanza · Semejanza

Rectas paralelas y segmentos proporcionales

Te conviene dominar: Razones (Matemáticas de 6.º grado)
Te conviene dominar: Ecuaciones lineales (Matemáticas de 6.º grado)

¿Qué altura tiene el asta de la bandera frente a tu escuela? No puedes subirte, y tu cinta métrica solo mide 25 pies. Pero tienes un día soleado, un amigo y una forma de medir sombras. Las rectas paralelas (como los rayos del sol) convierten el problema en una proporción sencilla, y de eso trata esta página.

Rectas paralelas y segmentos proporcionales

Imagina una escalera tendida sobre dos caminos que se unen en un punto. Los peldaños son paralelos. Mientras más cerca están los caminos, más cortos son los peldaños, pero siguen guardando las mismas proporciones. Esa es la idea principal.

Dos transversales cortadas por tres rectas paralelas. Los segmentos AB y BC de una transversal son proporcionales a A'B' y B'C' de la otra. ABC A′B′C′ 4 pulg. 6 pulg. 2 pulg. x rectas paralelas

La proporción funciona con cualquier unidad, siempre que los dos segmentos de la misma recta usen la misma unidad.

Practica★☆☆Sin empezar
Calcula el valor de la incógnita $x$ en la siguiente figura, sabiendo que los segmentos horizontales son paralelos entre sí.

Calcula el valor de la incógnita $x$ en la siguiente figura, sabiendo que los segmentos horizontales son paralelos entre sí.

5 pulgadas 8 pulgadas 3 pulgadas x
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Practica★★☆Sin empezar
En el siguiente diagrama, las rectas $r$ y $s$ son cortadas por tres rectas paralelas ($a$, $b$ y $c$). Utiliza los datos proporcionados para calcular la longitud del…

En el siguiente diagrama, las rectas $r$ y $s$ son cortadas por tres rectas paralelas ($a$, $b$ y $c$). Utiliza los datos proporcionados para calcular la longitud del segmento desconocido $x$.

a b c r s 4 pulgadas 6 pulgadas x 7.5 pulgadas
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En una estructura de diseño para un puente peatonal, se han colocado tres vigas de refuerzo horizontales que son paralelas entre sí. Las vigas están unidas por dos…

En una estructura de diseño para un puente peatonal, se han colocado tres vigas de refuerzo horizontales que son paralelas entre sí. Las vigas están unidas por dos tirantes de acero oblicuos, como se muestra en la figura. Sabiendo que los segmentos determinados en el primer tirante miden $x$ y $x + 2$ pies, y los segmentos correspondientes en el segundo tirante miden $3$ y $4$ pies, calcula el valor de $x$ y la longitud total del primer tirante.

x x + 2 3 pies 4 pies
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Triángulos anidados con un lado paralelo

Traza una recta $DE$ paralela al lado $BC$ del triángulo $ABC$. El triángulo pequeño $ADE$ queda dentro del grande: comparte el vértice $A$ y su lado opuesto es paralelo a $BC$. Los dos triángulos son semejantes: tienen la misma forma y distinto tamaño, y todos los lados correspondientes están en la misma razón, el factor de escala.

Triángulo ABC con un segmento DE paralelo a BC, que forma un triángulo semejante más pequeño ADE con el vértice A en común. A DE BC DE ∥ BC
Practica★☆☆Sin empezar
Dos triángulos están en posición de Tales. El triángulo pequeño tiene lados que miden $3\text{ cm}$, $4\text{ cm}$ y $5\text{ cm}$. Si el lado correspondiente al de…

Dos triángulos están en posición de Tales. El triángulo pequeño tiene lados que miden $3\text{ cm}$, $4\text{ cm}$ y $5\text{ cm}$. Si el lado correspondiente al de $3\text{ cm}$ en el triángulo grande mide $9\text{ cm}$, ¿cuánto medirán los otros dos lados del triángulo mayor?

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Practica★★☆Sin empezar
Un joven diseñador gráfico está creando un logotipo que incluye dos triángulos en posición de Tales. Sabiendo que el segmento $DE$ es paralelo a $BC$, calcula las…

Un joven diseñador gráfico está creando un logotipo que incluye dos triángulos en posición de Tales. Sabiendo que el segmento $DE$ es paralelo a $BC$, calcula las longitudes de los segmentos $AD$ y $BC$ si conocemos que $AB = 12$ pulgadas, $AE = 5$ pulgadas, $AC = 15$ pulgadas y $DE = 3$ pulgadas.

A B C D E
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Un carpintero está construyendo una estantería de diseño con forma de triángulo rectángulo. Ha colocado dos baldas horizontales paralelas a la base. La base de la…

Un carpintero está construyendo una estantería de diseño con forma de triángulo rectángulo. Ha colocado dos baldas horizontales paralelas a la base. La base de la estantería mide $1,2$ pies. La primera balda está situada a una altura de $40$ pulgadas respecto a la base y mide $90$ pulgadas de largo. La segunda balda mide $60$ pulgadas de largo. ¿A qué altura respecto a la base se encuentra la segunda balda? ¿Cuál es la altura total de la estantería? (Expresa todos los resultados en pulgadas).

120 pulgadas 90 pulgadas 60 pulgadas 40 pulgadas h₂ = ? H = ?
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¿Son paralelas las rectas?

El teorema también funciona al revés. Si los segmentos están en proporción, las rectas son paralelas. Si no están en proporción, las rectas no son paralelas.

Triángulo ABC con D en AB y E en AC. AD mide 6, DB mide 9, AE mide 8 y EC mide 12. ¿Es DE paralelo a BC? A DE BC 6 9 8 12 ¿DE ∥ BC?
Practica★☆☆Sin empezar
Un carpintero está construyendo una estantería y quiere comprobar si las dos baldas son paralelas. Para ello, mide las distancias en los soportes laterales. En el lado…

Un carpintero está construyendo una estantería y quiere comprobar si las dos baldas son paralelas. Para ello, mide las distancias en los soportes laterales. En el lado izquierdo, la distancia entre el suelo y la primera balda es de $30\text{ cm}$, y entre la primera y la segunda hay $40\text{ cm}$. En el lado derecho, la distancia al suelo es de $45\text{ cm}$ y entre baldas hay $60\text{ cm}$. ¿Son las baldas paralelas? Justifica tu respuesta utilizando la proporción del Teorema de Tales.

Suelo Balda 1 Balda 2 30 pulgadas 40 pulgadas 45 pulgadas 60 pulgadas
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Comprueba si las rectas $r$ y $s$ de la siguiente figura son paralelas. Para ello, verifica si se cumple la relación de proporcionalidad entre los segmentos que…

Comprueba si las rectas $r$ y $s$ de la siguiente figura son paralelas. Para ello, verifica si se cumple la relación de proporcionalidad entre los segmentos que determinan sobre las rectas secantes que las cortan. Justifica tu respuesta con los cálculos necesarios.

r s 4,2 8,4 3,5 7
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Medir alturas con sombras

En el mismo momento del día, los rayos del sol llegan a todos los objetos con el mismo ángulo: son paralelos. Por eso un objeto y su sombra forman un triángulo rectángulo semejante al de cualquier otro objeto y su sombra.

Un asta de bandera y una estudiante con sus sombras. Los rayos paralelos del sol forman dos triángulos rectángulos semejantes. h = ? 20 pies 5 pies 4 pies rayos paralelos del sol
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Un joven de $1,5\text{ metros}$ de altura proyecta una sombra de $1\text{ metro}$ de largo. En ese mismo instante, la sombra de una farola de la calle mide…

Un joven de $1,5\text{ metros}$ de altura proyecta una sombra de $1\text{ metro}$ de largo. En ese mismo instante, la sombra de una farola de la calle mide $4\text{ metros}$. ¿Qué altura tiene la farola? Dibuja un esquema con dos triángulos rectángulos para visualizar la situación.

α 1,5 pies 1 pie α h 4 pies
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En un parque, un árbol de $2\text{ metros}$ de altura proyecta una sombra de $3,5\text{ metros}$. A pocos pies hay una estatua cuya sombra mide exactamente…

En un parque, un árbol de $2\text{ metros}$ de altura proyecta una sombra de $3,5\text{ metros}$. A pocos pies hay una estatua cuya sombra mide exactamente $7\text{ metros}$. ¿Cuál es la altura de la estatua? Utiliza la semejanza de triángulos que establece el Teorema de Tales.

α 2 pies 3,5 pies α x 7 pies
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Para medir la altura de una canasta de baloncesto, un alumno de 7.º grado coloca un palo vertical de $1,5$ pies de altura de forma que el extremo de su sombra coincide…

Para medir la altura de una canasta de baloncesto, un alumno de 7.º grado coloca un palo vertical de $1,5$ pies de altura de forma que el extremo de su sombra coincide exactamente con el extremo de la sombra de la canasta. Si la sombra del palo mide $2,1$ pies y la distancia desde la base del palo hasta la base de la canasta es de $2,2$ pies, ¿qué altura tiene la canasta?

2,1 pies sombra palo 2,2 pies 1,5 pies h
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Dividir un segmento en partes iguales o proporcionales

Las rectas paralelas también te permiten construir cosas con regla y compás. Puedes dividir un segmento en cualquier número de partes iguales sin calcular a ojo.

División del segmento AB en tres partes iguales: una semirrecta auxiliar desde A con tres marcas iguales y rectas paralelas a la que va de la última marca a B. AB semirrecta auxiliar con 3 marcas iguales

Para dividir un segmento en una razón como $2:3$, suma los números y haz esa cantidad de marcas: $2 + 3 = 5$ marcas. Une la 5.ª marca con $B$ y traza la paralela por la 2.ª marca. Corta $AB$ en un punto $P$ con $AP : PB = 2 : 3$.

Practica★☆☆Sin empezar
Dibuja un segmento $AB$ que mida $10\text{ cm}$ en tu cuaderno. Utilizando el método del Teorema de Tales, divídelo exactamente en $4$ partes iguales. Describe…

Dibuja un segmento $AB$ que mida $10\text{ cm}$ en tu cuaderno. Utilizando el método del Teorema de Tales, divídelo exactamente en $4$ partes iguales. Describe brevemente los pasos que has seguido (trazado de la semirrecta auxiliar, divisiones iguales y unión de los extremos).

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Practica★☆☆Sin empezar
Divide un segmento de $7\text{ cm}$ en dos partes tales que su relación sea $2$ a $3$. Para ello, utiliza una semirrecta auxiliar y marca $5$ divisiones iguales ($2+3$).…

Divide un segmento de $7\text{ cm}$ en dos partes tales que su relación sea $2$ a $3$. Para ello, utiliza una semirrecta auxiliar y marca $5$ divisiones iguales ($2+3$). ¿Cuánto mide cada uno de los dos nuevos segmentos obtenidos sobre el original?

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Practica★★☆Sin empezar
Divide gráficamente un segmento $AB$ de $9$ pulgadas de longitud en tres partes que sean proporcionales a los números $2$, $3$ y $4$. Explica brevemente los pasos…

Divide gráficamente un segmento $AB$ de $9$ pulgadas de longitud en tres partes que sean proporcionales a los números $2$, $3$ y $4$. Explica brevemente los pasos realizados basándote en el Teorema de Tales.

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La cuarta proporcional

A veces tienes tres longitudes $a$, $b$, $c$ y quieres una cuarta longitud $x$ tal que

$$\frac{a}{b} = \frac{c}{x}.$$

Esa $x$ es la cuarta proporcional. Numéricamente es fácil: $x = \dfrac{b \cdot c}{a}$. Geométricamente, sale de dos semirrectas con un punto de origen común.

Construcción de la cuarta proporcional: en una semirrecta se marcan OA igual a a y OB igual a b, en la otra OC igual a c; la paralela a AC por B corta la segunda semirrecta en D, y OD es igual a x. O A B C D a = 6 b = 9 c = 4
Practica★★☆Sin empezar
Halla el cuarto proporcional de tres segmentos cuyas longitudes son $a = 8$ pulgadas, $b = 12$ pulgadas y $c = 10$ pulgadas. Realiza tanto el cálculo numérico como la…

Halla el cuarto proporcional de tres segmentos cuyas longitudes son $a = 8$ pulgadas, $b = 12$ pulgadas y $c = 10$ pulgadas. Realiza tanto el cálculo numérico como la construcción geométrica utilizando el Teorema de Tales sobre dos semirrectas concurrentes.

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Problemas de la vida real con triángulos escondidos

En muchos problemas no se ven las rectas paralelas. Tienes que encontrar los triángulos tú mismo. Usa esta rutina.

Un poste de luz y una estudiante cuya sombra termina en el mismo punto del suelo, formando dos triángulos rectángulos semejantes que comparten el ángulo en la punta de la sombra. H = ? 5 pies 12 pies 8 pies luz

A veces los dos triángulos se juntan punta con punta, como una corbata de moño. Pasa cuando miras el fondo de algo a través de un punto en el suelo.

Corte transversal de un pozo. Una persona está a 2 pies del borde con los ojos a 5 pies del suelo, y su línea de visión toca el borde y llega al fondo de la pared opuesta, formando dos triángulos rectángulos semejantes. 5 pies 2 pies 3 pies D = ? línea de visión
Practica★★☆Sin empezar
Una escalera de mano está apoyada en una pared. Los peldaños son paralelos al suelo. El primer peldaño está a $30$ pulgadas del suelo siguiendo la inclinación de la…

Una escalera de mano está apoyada en una pared. Los peldaños son paralelos al suelo. El primer peldaño está a $30$ pulgadas del suelo siguiendo la inclinación de la escalera, y el segundo a otras $30$ pulgadas del primero. Si la distancia horizontal desde la base de la escalera hasta la pared es de $1,2$ pies, ¿cuál es la distancia horizontal desde la base hasta la vertical del segundo peldaño?

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Practica★★★Sin empezar
Dos edificios situados en la misma calle proyectan sombras que se superponen en un momento dado del día. El edificio A tiene una altura de $18$ pies y proyecta una…

Dos edificios situados en la misma calle proyectan sombras que se superponen en un momento dado del día. El edificio A tiene una altura de $18$ pies y proyecta una sombra de $12$ pies. El edificio B está situado detrás de modo que su sombra termina exactamente en el mismo punto que la del edificio A. Si la distancia entre la base del edificio A y el final de su sombra es de $12$ pies, y la distancia entre los dos edificios es de $10$ pies, calcula la altura del edificio B.

10 pies 12 pies 18 pies H = ?
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Practica★★★Sin empezar
Para medir la profundidad de un pozo circular de $2$ pies de diámetro, una persona de $1,70$ pies de altura se sitúa a $1,2$ pies del borde del pozo. Desde esa posición,…

Para medir la profundidad de un pozo circular de $2$ pies de diámetro, una persona de $1,70$ pies de altura se sitúa a $1,2$ pies del borde del pozo. Desde esa posición, sus ojos (situados a $1,60$ pies del suelo) ven alineados el borde del pozo con el extremo inferior de la pared opuesta. Dibuja un esquema de la situación y calcula la profundidad del pozo utilizando el Teorema de Tales.

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Segmentos paralelos dentro de un trapecio

Un trapecio tiene dos lados paralelos (las bases). Los lados no paralelos funcionan como dos transversales, así que cualquier segmento paralelo a las bases cumple la propiedad de los segmentos proporcionales. En particular, un segmento trazado a la mitad de la altura tiene una longitud justo a medio camino entre las dos bases.

Un trapecio rectángulo con bases de 8 y 5 pulgadas. Un segmento paralelo a las bases, a la mitad de la altura, mide 6.5 pulgadas. 8 pulg. 5 pulg. ? pulg. a la mitad

Algunos problemas de trapecios vienen de un mapa. Una escala de $1:2{,}500$ significa que $1$ pulg. en el mapa representa $2{,}500$ pulg. en la vida real. Multiplica por $2{,}500$ para pasar del mapa a la realidad, y divide entre $2{,}500$ para pasar de la realidad al mapa. Recuerda que $12$ pulg. $= 1$ pie antes de cambiar de unidades.

Practica★★★Sin empezar
En un mapa a escala $1:2.500$, un terreno con forma de trapecio rectángulo tiene una base mayor de $8$ pulgadas y una base menor de $5$ pulgadas. Si en la realidad la…

En un mapa a escala $1:2.500$, un terreno con forma de trapecio rectángulo tiene una base mayor de $8$ pulgadas y una base menor de $5$ pulgadas. Si en la realidad la altura de este terreno es de $100$ pies, calcula:

  1. La longitud real de las bases en pies.

  2. La medida de la altura en el mapa en pulgadas.

  3. Si trazamos una línea paralela a las bases que divida la altura del mapa exactamente en dos partes iguales, ¿cuánto medirá esa nueva línea en el mapa?

Escala 1:2.500 5 pulgadas 8 pulgadas h=? (100 pies real) x=?
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De vuelta al asta de la bandera: la altura y la sombra de Aaliyah ($5$ pies y $4$ pies) y la sombra del asta ($20$ pies) se midieron en el mismo momento, así que los rayos paralelos del sol formaron dos triángulos rectángulos semejantes. La razón altura : sombra es la misma en ambos, y eso da una altura del asta de $25$ pies, sin tener que subir.

Resumen

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