Página 134 - Libro de Matemática de Décimo Grado

Teorema de Pitágoras y funciones trigonométricas

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Resolución Página 134 - Libro de Matemática de Décimo Grado

Kevin se encuentra a 4 km al oeste de Alan y Dylan se encuentra a 6 km al sur de Kevin y Víctor se encuentra a 4 km de Dylan. ¿Cuál es la distancia de separación entre Víctor y Alan?
Datos para la resolución

Ubica cada persona en un sistema de ejes: el eje x (este-oeste) y el eje y (norte-sur).
Luego:

  • Pasa de Alan a Kevin: 4 km hacia el oeste.
  • De Kevin a Dylan: 6 km hacia el sur.
  • De Dylan a Víctor: 4 km en una sola dirección (elige la que mantenga ortogonalidad para aplicar fácilmente Pitágoras).
Para hallar cualquier distancia entre dos puntos usa:
$$d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$$

Explicación

Análisis del problema:
Las posiciones se describen sobre un plano horizontal (oeste–este) y vertical (norte–sur). La consigna sugiere aplicar el teorema de Pitágoras más de una vez.

Resolución paso a paso:

  1. Ubicamos a Alan como origen del plano: A(0,0).
  2. Posición de Kevin: 4 km al oeste ⇒ K(−4,0).
  3. Posición de Dylan: 6 km al sur de Kevin ⇒ D(−4,−6).
  4. Posición de Víctor: está a 4 km de Dylan y, para conservar un problema con solución única, consideramos que la distancia se mide hacia el este (dirección horizontal). Así: V(0,−6).
  5. Vector de Alan a Víctor: Δx = 0 − 0 = 0  |  Δy = −6 − 0 = −6.
  6. Distancia Alan–Víctor: solo hay desplazamiento vertical.
    $$d = |Δy| = 6\text{ km}$$

Conclusión: La distancia que separa a Víctor de Alan es 6 km.

Califica esta explicación:
Una araña quiere trasladarse desde el vértice A hasta el punto B de la habitación rectangular de la figura. ¿Cuál es la distancia que recorre?
Datos para la resolución

Piensa que la araña vuela en línea recta dentro de un «cajón» rectangular. Para diagonales espaciales usa:
$$d = \sqrt{l^2 + a^2 + h^2}$$
donde l, a y h son las tres dimensiones perpendiculares.

Explicación

Análisis del problema:
La habitación es un prisma rectangular de 8 cm (largo), 5 cm (ancho) y 10 cm (alto). El tramo recto más corto entre los vértices opuestos dentro de un prisma es la diagonal espacial.

Resolución paso a paso:

  1. Identificamos las aristas perpendiculares: largo (8), ancho (5) y alto (10).
  2. Aplicamos el teorema de Pitágoras en 3D:
    $$d = \sqrt{l^2 + a^2 + h^2}$$
  3. Sustituimos:
    $$d = \sqrt{8^2 + 5^2 + 10^2}$$
    $$d = \sqrt{64 + 25 + 100}$$
    $$d = \sqrt{189}$$
  4. Calculamos:
    $$d \approx 13.7\,\text{cm}$$

Conclusión: La araña recorre aproximadamente 13,7 cm.

Califica esta explicación:
Determino la altura de una pared en la que se apoya una escalera de 2,5 m y a una distancia de 0,7 m de esa pared.
Datos para la resolución

Dibuja el triángulo: escalera (hipotenusa), suelo (cateto base) y pared (cateto altura). Aplica:
$$a^2 + b^2 = c^2$$
Despeja el cateto que representa la altura.

Explicación

Análisis del problema:
Escalera, pared y suelo forman un triángulo rectángulo: la escalera es la hipotenusa, la distancia al pie de la pared es un cateto y la altura buscada es el otro cateto.

Resolución paso a paso:

  1. Datos: Hipotenusa (escalera) $$c = 2.5\,\text{m}$$, cateto base $$b = 0.7\,\text{m}$$.
  2. Teorema de Pitágoras:
    $$a = \sqrt{c^2 - b^2}$$
  3. Sustituimos:
    $$a = \sqrt{2.5^2 - 0.7^2}$$
    $$a = \sqrt{6.25 - 0.49}$$
    $$a = \sqrt{5.76}$$
  4. Calculamos:
    $$a = 2.4\,\text{m}$$

Conclusión: La pared mide 2,4 m de altura.

Califica esta explicación:
¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?
Datos para la resolución

Piensa en situaciones cotidianas donde aparezcan triángulos rectángulos: pendientes, diagonales de pantallas, rutas más cortas. Relaciona la idea de distancia más corta con la diagonal de un rectángulo.

Explicación

Posible respuesta:
El teorema de Pitágoras se puede aplicar cuando necesite calcular distancias indirectas, por ejemplo: la longitud de una rampa, la cuerda de un poste inclinado, la distancia directa entre dos puntos en un plano cartesiano o la hipotenusa de un triángulo dentro de problemas de navegación y construcción.

Califica esta explicación:
¿Para qué me ha servido?
Datos para la resolución

Reflexiona sobre la utilidad práctica: ¿qué ganaste al usar el teorema en lugar de otros métodos? Piensa en precisión, rapidez o comprensión conceptual.

Explicación

Posible respuesta:
Me ha permitido resolver problemas reales de medición sin necesidad de medir directamente la longitud deseada, optimizando tiempo y recursos y comprendiendo mejor las relaciones geométricas.

Califica esta explicación:
¿Cómo lo he aprendido?
Datos para la resolución

Describe tu proceso: clases, ejemplos, práctica, uso de material concreto, discusiones con compañeros. Identificar métodos de aprendizaje te ayuda a repetirlos con otros contenidos.

Explicación

Posible respuesta:
Lo aprendí combinando la explicación teórica del teorema con la resolución de ejercicios prácticos, el uso de dibujos para identificar catetos e hipotenusa y la comprobación de resultados en diferentes contextos.

Califica esta explicación:
¿Qué he aprendido?
Datos para la resolución

Enumera los conceptos clave: definición de hipotenusa, catetos, condiciones para usar Pitágoras, habilidades desarrolladas (dibujar, abstraer, comprobar resultados).

Explicación

Posible respuesta:
He aprendido a aplicar el teorema de Pitágoras para calcular distancias desconocidas en triángulos rectángulos y a reconocer cuándo un problema puede modelarse con un triángulo recto.

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Reto

1. Resuelvo los siguientes problemas.

  1. a) Kevin se encuentra a 4 km al oeste de Alan y Dylan se encuentra a 6 km al sur de Kevin y Víctor se encuentra a 4 km de Dylan. ¿Cuál es la distancia de separación entre Víctor y Alan?
  2. b) Una araña quiere trasladarse desde el vértice A hasta el punto B de la habitación rectangular de la figura. ¿Cuál es la distancia que recorre?
    [Ilustración: prisma rectangular con dimensiones 8 cm, 5 cm y 10 cm]
  3. c) Determino la altura de una pared en la que se apoya una escalera de 2,5 m y a una distancia de 0,7 m de esa pared.

Metacognición

  • ¿En qué otras ocasiones puedo usarlo?
  • ¿Para qué me ha servido?
  • ¿Cómo lo he aprendido?
  • ¿Qué he aprendido?