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Universidad Nacional de Río Cuarto

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Integración a la vida universitaria a través de las TIC

Universidad Nacional de Río CuartoFacultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales

Autora:

Andrea Maero

Ingreso de la Facultad de Ciencias Exactas,Físico-Químicas y NaturalesMódulo de Geometría

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Este material ha sido elaborado en forma conjunta con los docentes y el Centro de Planificación, Evaluación e Investigación de Procesos Educativos en Red (CEPEIPER), dependiente de la Secretaría Académica de la UNRC en el marco del Proyecto de Ingreso, Orientaciones para el Diseño, Implementación y Evaluación de Proyectos para la Integración a la Cultura Universitaria 2016-2019.

UNRC- Secretaría Académica - CEPEIPER

Desde el índice podrán acceder a través de los enlaces

a cada uno de los temas que se detallan en el mismo.

Integración a la vida universitaria a través de las TIC

Interrogantes

Preguntas,

planteos, para

reflexionar.

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1

Contenido La Geometría, su origen y naturaleza....................................................................... 2

¿En qué consiste el método axiomático-deductivo? .................................... 2

Acerca de su historia ................................................................................................. 2

¿De qué se ocupa la Geometría? ........................................................................... 3

La geometría en el mundo real ............................................................................. 4

Componentes elementales de las figuras geométricas en el plano .............. 5

Puntos y rectas ............................................................................................................ 5

Propiedades fundamentales de la pertenencia de los puntos y las

rectas en el plano ................................................................................................. 6

Semirrectas y Segmentos ........................................................................................ 7

Rectas paralelas y secantes .................................................................................... 8

Propiedades fundamentales de las paralelas ........................................... 8

Actividad 1 .............................................................................................................. 8

Ángulos ........................................................................................................................... 9

Actividad 2 ........................................................................................................... 10

Relaciones entre ángulos ............................................................................... 10

Actividad 3 ........................................................................................................... 12

Algunas figuras geométricas ..................................................................................... 13

Triángulo .................................................................................................................... 13

Circunferencia .......................................................................................................... 14

Actividades ....................................................................................................................... 15

Bibliografía ....................................................................................................................... 17

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La Geometría, su origen y naturaleza

El material que se presenta a continuación ha sido elaborado

con el fin de dar a los estudiantes la posibilidad de revisar conceptos y

habilidades en geometría, que se suponen adquiridos en el nivel medio.

Se pretende también que sea un primer paso hacia la formalidad

matemática, más precisamente, un acercamiento al método axiomático-

deductivo por medio del cual se obtienen los resultados geométricos.

¿En qué consiste el método axiomático-deductivo?

La validez de una afirmación sobre la propiedad de una u otra

figura geométrica se establece por medio de un razonamiento lógico que

es llamado demostración. La proposición que enuncia alguna propiedad

de una figura geométrica se llama teorema.

Por ejemplo, un teorema que seguramente conoces, es el

Teorema de Pitágoras que enuncia una propiedad respecto de

los lados de un triángulo rectángulo: “En los triángulos

rectángulos el cuadrado del lado opuesto al ángulo recto es igual a la

suma de los cuadrados de los lados que comprenden el ángulo recto”

En geometría, los nuevos conceptos y teoremas se deducen a

partir de otros ya establecidos y demostrados, y esto plantea la

necesidad de señalar cuáles son los primeros conceptos y proposiciones

a partir de los cuáles se desarrolla toda la teoría. Estas proposiciones o

premisas primitivas se llaman axiomas y se aceptan sin requerir

demostración previa ya que se consideran “evidentes”. Un conjunto de

éstas premisas se denomina sistema axiomático.

Una condición que debe cumplir tal sistema es la de ser

compatible, es decir, que no haya ninguna contradicción entre ellos.

También se debe exigir que los axiomas sean independientes, es decir

que ninguno de ellos, ni su negación, pueda deducirse a partir de los

demás, como así también, que no se pueda formular ningún otro axioma

independiente de los ya establecidos.

Acerca de su historia

El significado etimológico de la palabra geometría, “medida de

la tierra”, nos indica su origen de tipo práctico, que se remonta al antiguo

Egipto. Las inundaciones anuales provocadas por la crecida del río Nilo

borraban los límites de los terrenos que se cultivaban y cuando las aguas

bajaban eran necesarias las actividades de reconstrucción de los

mismos.

Pitágoras de Samos (580 a. C –

495 a. C), fue un filósofo y

matemático griego considerado

el primer matemático puro.

Contribuyó de forma importante

al avance de la matemática

griega, así como al de la

geometría y la aritmética.

Fundó la Escuela Pitagórica, una

sociedad que, si bien era de

naturaleza predominantemente

religiosa, se interesaba también

en medicina, cosmología,

filosofía, ética y política, entre

otras disciplinas. El pitagorismo

formuló principios que influyeron

en el posterior desarrollo de la

matemática y en la filosofía

racional en Occidente.

Thales de Mileto (625/624 a.

C- 547/546 a. C.) fue un filósofo,

matemático, geómetra, físico y

legislador griego.

Vivió y murió en Mileto, polis

griega de la costa jonia (hoy en

Turquía). En la antigüedad se le

consideraba uno de los Siete

Sabios de Grecia. No se conserva

ningún texto suyo y es probable

que no dejara ningún escrito a su

muerte. Se suele aceptar que

Tales comenzó a usar

el pensamiento deductivo

aplicado a la geometría, y se le

atribuye la enunciación de dos

teoremas geométricos que llevan

su nombre.

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Con los griegos la geometría se interesó por el mundo de las

formas, la identificación de sus componentes más elementales y de las

relaciones y combinaciones entre dichos componentes. Entre los siglos

VI y III a. C, en dicha sociedad, la geometría evolucionó de un carácter

empírico a uno científico. Thales fue el primero que introdujo la

Geometría en Grecia y a él se unirían, junto con sus respectivas escuelas,

Pitágoras, Heráclito de Efeso, Hipócrates de Quío, Eudoxo, Euclides,

Apolonio, Arquímides, etcétera. En este período aparecen los libros

denominados Los Elementos de Euclides, usados por sus discípulos en

su escuela de Alejandría. En estos textos Euclides reúne gran parte de

los conocimientos geométricos de la época; pero no se limitan a una

recopilación, sino que en ellos estructura todo el saber de la época en

forma lógico-deductiva: nociones comunes, postulados, axiomas,

teoremas…, adquiriendo así, la Geometría, un carácter universal. Los

Elementos se consolidan como el texto “definitivo”, cuyo prestigio y uso

se prodigará por dos milenios.

¿De qué se ocupa la Geometría?

La Geometría es una parte de la Matemática que se ocupa de la

idealización de ciertos objetos materiales que pertenecen al espacio en

que vivimos. Tales objetos abstractos se identifican con palabras como

punto, recta, ángulo, plano, polígonos, poliedros, etcétera. Por lo tanto, es

necesario diferenciar entre la naturaleza del ente geométrico y la del

objeto perceptible o tangible que está representando.

Cuando “dibujamos” un punto, una recta, etc., se dibuja un

objeto perceptible que simboliza el ente abstracto correspondiente. Por

ejemplo, la recta como entidad matemática, es ilimitada y carece de

espesor, no así los dibujos que se hacen de ella.

El “lenguaje geométrico” tiene su origen en la necesidad de

describir el mundo de las formas que tienen los cuerpos que nos rodean,

su tamaño y posición en el espacio. Representa ideas por medio de

imágenes.

Debemos tener claro que cuando hablamos de “figuras o formas

geométricas” no nos referimos a ninguna clase de objetos perceptibles,

sin embargo, una imagen o un dibujo, apelan directamente a nuestra

intuición, y abren la posibilidad de explorar las relaciones entre los entes

geométricos y sus propiedades.

Euclides fue un matemático y un

geómetra griego

(325 a. C.- 265 a. C.). Se le conoce

como "El Padre de la Geometría".

Vivió en Alejandría (ciudad

situada al norte de Egipto)

durante el reinado de Ptolomeo I.

Una de las hipótesis que se

barajan sobre él es que fue el

líder de un equipo de

matemáticos que trabajaba en

Alejandría. Todos ellos

contribuyeron a escribir las obras

completas de Euclides, incluso

firmando los libros con el nombre

de Euclides después de su

muerte.

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La geometría en el mundo real

En la vida cotidiana encontramos muchas y diversas

aplicaciones de la Geometría, solo basta con dirigir nuestra observación

y atención a las formas que tienen los objetos físicos con los cuáles

convivimos. Una de las principales fuentes de estos objetos físicos, que

evoca figuras y cuerpos geométricos está en la Naturaleza.

El ser humano, en su quehacer diario, refleja en sus

construcciones arquitectónicas, obras de arte, artesanías, etcétera, esas

imágenes ideales que obtiene de la naturaleza: expresa su creación en

diferentes y muy variadas obras proyectando en ellas las figuras

geométricas perfeccionadas en su mente.

Fig. 1. La geometría en el mundo real

Te invitamos a ver el documental Códigos Secretos: Las

Formas, producido y dirigido por Michael Lachmann, en donde exalta la

geometría en el mundo real.

Mosca Dragón Calzada del Gigante (Irlanda)

Gran Victoria Amazónica

Edificio Urbano Fábrica de Horta del Ebro. 1909. Pablo

Picasso

Documental Códigos Secretos:

Las Formas, de Michael

Lachmann disponible en:

https://www.youtube.com/watch

?v=-fUYGRoM9EY

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Componentes elementales de las figuras geométricas en el plano

Puntos y rectas

En el campo de la geometría plana existen conceptos primitivos,

que no tienen definición, tales como: punto y recta.

En la figura 3 se ha representado la recta r con los puntos A, B y

C sobre ella.

Fig. 2. Representación de puntos

Fig. 3. Representación de una recta

Los puntos se representan con una marca pequeña redondeada y se

designan con letras mayúsculas: A, B, C, D,… como se muestra en la

figura 2. El punto no tiene dimensiones y se usa para indicar una

posición en el plano.

Las rectas se designan con letras minúsculas.

No tienen ningún espesor y son ilimitadas. Esta característica se

suele indicar marcando flechas en cada extremo.

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¿Alguna vez te imaginaste un mundo en dos

dimensiones?

El creador de la serie animada Futurama, Matt Groening si lo

imaginó. Te invitamos a ver a un divertido capítulo de esta serie en donde

los personajes, después de correr una carrera sobre una cinta de

Moebius, ingresan a un mundo bidimensional.

Propiedades fundamentales de la pertenencia de los puntos y las rectas en el plano

En la figura 4 se han representado las rectas f y g y los puntos

A, B, C, E, F y G.

Los puntos A y B se hallan en la recta f. Podemos decir también

que A y B pertenecen a la recta f o que ella pasa por los puntos A y B. El

punto C pertenece a la recta g pero no pertenece a la recta f. El punto F

pertenece a ambas rectas y es el punto de intersección -o de corte- entre

ambas. El punto G no pertenece a ninguna de las rectas.

Las propiedades fundamentales de la pertenencia de los puntos

y las rectas en el plano son las siguientes:

Fig. 4. Representación de dos rectas

Capítulo de la serie Futurama:

Aventura en dos dimensiones. de

Matt Groening disponible en:

https://www.youtube.com/watch

?v=6Er0WMLlF4w

Cualquiera sea la recta, existen puntos que pertenecen a ella y

puntos que no le pertenecen.

Dos puntos determinan una y sólo una recta que contiene a

dichos puntos

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De la segunda propiedad podemos deducir que dos rectas

distintas no se cortan o bien lo hacen en un único punto.

¿Cuál es el razonamiento lógico que nos permite arribar a dicha

deducción?

Por dos puntos se puede trazar solamente una recta. Si hubiese

dos puntos de intersección entre estas dos rectas resultaría que por

estos puntos pasan dos rectas diferentes. Pero esto es imposible. Así se

obtiene la propiedad:

Semirrectas y Segmentos

Si observamos la figura 5, el punto B está entre los puntos A y

C. Los puntos A y C están en distintos lados respecto del punto B; los

puntos A y B se hallan a un mismo lado respecto del punto C.

Una manera de notar una semirrecta es con el punto de origen

y otro punto suyo cualquiera, con la particularidad que el punto de origen

se coloca siempre en primer lugar. Por ejemplo, el punto B divide a la

recta dada en las semirrecta BA (una notación usada es 𝐵𝐴⃗⃗⃗⃗ ⃗ ) y la

semirrecta BC. De esta manera 𝐵𝐴⃗⃗⃗⃗ ⃗ es la parte de la recta cuyos puntos

son B y todos los puntos situados del mismo lado que A respecto a B.

Fig. 5. Representación de semirrectas

Dos rectas diferentes, no se cortan o se cortan en un solo punto.

Un punto de una recta divide a la misma en dos partes llamadas

semirrecta (o rayo). El punto B divide a r en dos semirrectas y el

punto C se llama punto de origen de las semirrectas. Estas

semirrectas se llaman opuestas o complementarias.

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Rectas paralelas y secantes

Propiedades fundamentales de las paralelas

La propiedad fundamental de las paralelas consiste en lo

siguiente:

Actividad 1

Mediante el uso de regla no graduada y compás:

a) Traza una recta r y un punto P que no le pertenezca y

construye una recta paralela a r que pase por P.

b) Describe detalladamente los pasos seguidos para las

construcciones realizadas.

Se llama segmento AB a la parte de la recta r cuyos puntos son todos

los de la recta r situados entre A y B. Los puntos A y B se denominan

extremos del segmento.

Dos rectas contenidas en el plano que no tienen ningún punto en

común se dice que son paralelas. Si tienen un punto en común se

dice que son secantes (o concurrentes). Una recta que corta a otras

dos se dice que es una transversal.

Por todo punto B que no pertenezca a la recta r, se puede trazar en

el plano no más de una paralela a la recta r.

Sitio con construcciones

animadas de paralelas y

perpendiculares que pueden ser

de ayuda para resolver las

actividades.

http://www.curriculumenlineamin

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Ángulos

La figura 6 representa el ángulo de origen O, formado por las

semirrectas OA y OB. Se suele designar como ∠BOA, ∠AOB o bien 𝐴�̂�𝐵.

En la figura 7 se ha representado el ángulo 𝐴�̂�𝐵 cuya bisectriz

es la semirrecta OC.

Fig. 6. Representación de un ángulo

Fig. 7. Representación de la bisectriz

Se llama ángulo a una figura formada por dos semirrectas con un

punto de origen común. Este punto se denomina vértice del ángulo

y las semirrectas reciben el nombre de lados del ángulo.

La semirrecta OC se llama bisectriz del ángulo 𝐴�̂�𝐵 si pasa entre los

lados OA y OB del ángulo y lo divide en dos ángulos de igual medida.

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Actividad 2

Utilizando regla no graduada y compás:

a) Dibuja un ángulo cualquiera de medida positiva y traza

la bisectriz del mismo.

b) Describe detalladamente los pasos seguidos para las

construcciones realizadas.

Relaciones entre ángulos

Fig. 8. Representación de ángulos adyacentes

<α y <β son adyacentes suplementarios

<α y <β son adyacentes complementarios

Sitio con construcciones

animadas de la bisectriz de un

ángulo que puede ser de ayuda

para resolver las actividades.

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Dos ángulos se dicen complementarios si la suma de sus medidas es 90º.

Dos ángulos se dicen suplementarios si la suma de sus medidas es 180º.

Dos ángulos que tienen un lado en común y los otros lados son semirrectas opuestas, se dicen adyacentes.

Un ángulo cuyos lados son

coincidentes se denomina ángulo

nulo y su medida es 0°.

Un ángulo cuyos lados son

semirrectas opuestas se

denomina ángulo llano y su

medida es 180°.

Un ángulo cuyos lados están

contenidos en rectas

perpendiculares se denomina

ángulo recto y su medida es 90°.

Si dos rectas secantes se cortan

en ángulo recto se denominan

perpendiculares.

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Fig. 9. Representación de ángulos opuestos y correspondientes

Las siguientes son algunas propiedades importantes que serán

demostradas en la materia:

Ángulos opuestos por el vértice: <α y <γ; <β y <δ

Ángulos correspondientes: <1 y <5; <4 y <8; <2 y <6; <3

y <7

Dos ángulos se llaman opuestos por el vértice cuándo tienen el

vértice en común y sus lados son semirrectas opuestas.

Cuando dos rectas l y m se cortan en dos puntos por otra recta

transversal t se forman cuatro pares de ángulos que se llaman

ángulos correspondientes.

Los ángulos opuestos por el vértice son iguales.

La suma de las medidas de dos ángulos adyacentes es igual a

180°.

Si dos rectas paralelas r y s, son cortadas por una transversal t,

cada par de ángulos correspondientes que ellas determinan son

iguales.

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Actividad 3

1) Utilizando regla no graduada y compás:

a) Dibuja una recta r y un punto P que no le pertenezca y

otro Q sobre r y construye dos rectas perpendiculares a

r, una que pase por P y otra que pase por Q.

b) Describe detalladamente los pasos seguidos para las

construcciones realizadas.

c) ¿Existirá alguna relación entre las rectas construidas en

a)? En caso afirmativo establece una conjetura.

2) El ángulo 𝐴�̂�𝐵 es igual a 120° y el ángulo 𝐴�̂�𝐶 es igual a

150°.

a) ¿Cuánto mide el ángulo 𝐵�̂�𝐶 si los rayos OB y OC se

hallan en el mismo semiplano respecto a la recta que

contiene al rayo OA?

b) ¿Cuánto mide el ángulo 𝐵�̂�𝐶 si los rayos OB y OC se

hallan en diferentes semiplanos respecto a la recta que

contiene al rayo OA?

3) ¿A qué son iguales dos ángulos adyacentes si uno de ellos

es dos veces mayor que el otro?

4) Demuestra que las bisectrices de dos ángulos

suplementarios adyacentes forman un ángulo recto.

5) Uno de los ángulos formados por la intersección de dos

rectas es igual a 60°. Calcula la medida de los demás

ángulos.

6) Si dos rectas se cortan en un único punto y uno de los

ángulos que forman, mide el triple de su adyacente, ¿cuánto

miden cada uno de los cuatro ángulos que determinan las

rectas?

7) Si dos rectas paralelas son cortadas por una transversal y

un par de ángulos correspondientes mide cada uno 50°,

¿cuánto miden los restantes seis ángulos?

Sitio con construcciones que

puede ser de ayuda para resolver

las actividades.

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8) Si ABCD es el paralelogramo dado en la figura y <BAC= 35º

¿Cuál es la medida de los ángulos restantes? Argumenta la

validez de tus afirmaciones.

¿Es posible generalizar lo observado en torno a las

medidas de los ángulos interiores a cualquier

paralelogramo? ¿Cómo lo enunciarías? ¿Cómo demostrarías su

validez?

Algunas figuras geométricas

Triángulo

Fig. 10. Representación de un paralelogramo

Fig. 11.Representación de un triángulo

Un triángulo es una figura formada por tres puntos no alineados y

tres segmentos que unen estos puntos de dos en dos.

Un triángulo se dice isósceles si dos de sus lados son iguales.

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Una manera de notar los triángulos es, utilizando las letras que

designan a sus vértices.

Una notación usada para designar al triángulo ABC

representado en la figura 11, es ∆ABC.

Las siguientes son propiedades que serán demostradas en la

materia:

Circunferencia

En la figura 12 se ha representado la circunferencia de centro O

y radio r. Una forma usual de notarla es: C(O,r).

Fig. 12. Representación de una circunferencia

En todo triángulo, la suma de los ángulos interiores es igual a 180°.

En un triángulo isósceles, los ángulos opuestos a ángulos iguales

son iguales.

La circunferencia es el conjunto de puntos del plano que equidistan

de un punto fijo en el mismo plano, llamado centro de la

circunferencia. Al segmento que tiene como extremos el centro de la

circunferencia y un punto sobre ella se lo denomina radio.

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Actividades

1) Sabiendo que, en la siguiente figura, las medidas de los

segmentos OA y AP miden 6 cm y 4 cm respectivamente calcula

la medida de la diagonal del rectángulo OBCA.

2) A partir de la medida del ángulo indicado en el dibujo, calcula

las medidas de los ángulos interiores del triángulo POR.

3) La siguiente circunferencia tiene centro en O. ¿Cuánto mide el

ángulo AOC?

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4) El triángulo ABC, cuyos vértices se encuentran sobre la

circunferencia de centro O, es isósceles con 𝐴𝐵 = 𝐴𝐶. Sabiendo

que el ángulo AOC mide 150° ¿es posible determinar la medida

del ángulo OBC? Justifica tu respuesta.

5) Sobre la circunferencia de centro O y radio OA que se muestra a

continuación, se marcan los puntos P, Q y R en uno de los arcos

determinados por el diámetro AB.

a) Determina las medidas de los ángulos APB, AQB y ARB.

b) A partir de lo realizado, enuncia una conjetura que

involucre un punto S cualquiera sobre el arco

determinado por el diámetro AB que contiene a los

puntos P, Q y R.

c) Demuestra dicha conjetura.

¿Qué tienen en común las actividades anteriores?

¿Qué estrategias usaron para llegar a las respuestas?

¿Habrá otras posibles? Si las hay, ¿Resultan equivalentes?

¿Cuáles son los conocimientos mínimos necesarios para dar

respuesta a cada situación?

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6) Si dos ángulos α y β son iguales ¿Es cierto que sus ángulos

adyacentes también son iguales? Fundamenta la respuesta.

7) Si el triángulo ABC es isósceles, con AB = AC y AD es la bisectriz

del ángulo BAC, demuestra que <BDA = <CDA = 90°.

8) Sabiendo que AB // CF, DE // BC, α = 120° y β = 20°, calcula la

medida de los ángulos ABC y ACB justificando las respuestas.

Bibliografía

GODINO, J. 2004. Matemática para Maestros. Proyecto Edumat-

Maestros.

POGORÉLOV, A. 1974. Geometría Elemental.

https://es.wikipedia.org/wiki/Historia_de_la_geometr%C3%ADa

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