La ubicación espacial nos sirve para conocer dónde estamos con respecto a todo lo que nos rodea, de este modo podemos señalar con facilidad nuestra ubicación. Términos como arriba, abajo, derecha, izquierda, delante y detrás son de gran utilidad para el desarrollo del sentido de la orientación. Si deseamos ubicar puntos en un plano podemos usar los ejes de coordenadas: un conjunto de líneas verticales y horizontales que nos brindan los datos necesarios para saber la posición exacta de un objeto en una cuadrícula.
CUERPOS GEOMÉTRICOS
Los cuerpos geométricos poseen tres dimensiones: alto, largo y ancho. Estos cuerpos pueden ser poliedros, tales como el cubo, la pirámide y el prisma; también pueden ser cuerpos redondos, como la esfera, el cono y el cilindro. Los elementos que los componen son las caras, las aristas y los vértices. Las caras de los cuerpos geométricos son figuras planas.
ELEMENTOS GEOMÉTRICOS
El punto, la recta, el rayo y el segmento son elementos geométricos. El punto indica una posición, el rayo posee un origen y se extiende hacia el infinito, el segmento tiene un principio y un final, y la recta es una sucesión de puntos que siguen una misma dirección. Por otro lado, dos rectas pueden ser paralelas cuando no se cortan en ningún punto; perpendiculares cuando al cortarse forman cuatro ángulos rectos y oblicuas cuando al cortarse no forman ángulos rectos.
ángulos
El ángulo es una porción comprendida entre dos lados con un origen en común llamado vértice. Según sus medidas el ángulo puede ser convexo, nulo, agudo, recto, obtuso, cóncavo, llano y completo. Según su posición existen ángulos adyacentes, consecutivos y opuestos por el vértice. Para estimar la medida de un ángulo es preferible usar medidas de referencia que ya conocemos, como ángulos de 45° y 90°.
perímetro
El perímetro es el contorno de una figura. Para averiguar el perímetro de polígonos regulares multiplicamos la cantidad de lados por la longitud del lado. En cambio, para polígonos no regulares el perímetro lo calculamos al sumar todos los lados de la figura. Conocer cuánto mide el perímetro de una figura te ayudará a saber cuánto material se utilizó para alambrar una cancha de fútbol y en otros múltiples usos.
transformaciones isométricas
Una transformación isométrica es el cambio de posición que sufre una figura. Estas transformaciones pueden ser por rotación, por traslación o por reflexión. La rotación se refiere al giro alrededor de un punto fijo; la traslación consiste en mover todos los puntos de una figura en la misma dirección, sentido y distancia; y la reflexión no es más que el reflejo de la figura respecto de un eje de simetría. Estas transformaciones no cambian ni la forma ni el tamaño de las figuras.
Gracias al estudio de la geometría y la trigonometría, la humanidad evolucionó de tal manera que logró edificar ciudades, construir herramientas y diseñar su vestimenta; y los ángulos son parte de esto. Si observamos a nuestro alrededor todos los objetos tienen algún tipo de ángulo.
¿Qué es un ángulo?
Un ángulo es la porción comprendida entre dos semirrectas con un origen en común llamado vértice.
Tipos de ángulos
La clasificación de los ángulos dependerá por un lado de sus medidas y por el otro de sus posiciones.
Según sus medidas un ángulo puede ser:
Convexo: es el que mide menos de 180°.
Nulo: es que el que no tiene amplitud, mide 0°.
Agudo: es el que mide menos de 90°.
Recto: es el que mide 90°.
Obtuso: es el que mide más de 90° y menos de 180°.
Cóncavo: es el que mide más de 180°.
Llano: es el que mide 180°.
Completo: es el que mide 360°.
¿Sabías qué?
Los ángulos agudos, rectos y obtusos están dentro de la clasificación de ángulos convexos.
Según su posición, dos ángulos pueden ser:
Adyacentes: tienen un lado y un vértice en común. La suma de sus ángulos suma 180°.
Consecutivos: tienen un lado y un vértice en común.
Opuestos por el vértice: tienen en común solamente el vértice.
Los egipcios fueron los primeros en establecer la medida de los ángulos en grados, minutos y segundos.
¡Encuentra los ángulos!
Observa la siguiente imagen:
¿Qué tipos de ángulos encuentras en la casa?
Solución
Agudos, rectos y obtusos.
¿Dónde encontraste los ángulos agudos?
Solución
En el triángulo de la chimenea y en la unión de la pared con el techo.
¿Dónde encontraste los ángulos rectos?
Solución
En la puerta, en las ventanas y en la unión del suelo con las paredes.
¿Dónde encontraste los ángulos obtusos?
Solución
En el techo.
La vuelta del Sol
En la Antigüedad, los babilonios hicieron varios estudios sobre los astros porque creían que en ellos estaba escrito el futuro. Tras observar el cielo, consideraban que el Sol tardaba 360 días en volver a estar en la misma posición. Por esto decidieron dividir la circunferencia en 360 partes iguales. Llamamos grado a cada una de las 360 partes iguales en la que dividimos a un ángulo completo.
elementos de los ángulos
Como ya vimos, un ángulo es el espacio que existe entre dos semirrectas que parten desde un mismo punto. Los elementos que componen al ángulo son los siguientes:
Lado: es lo que antes llamábamos semirrecta.
Vértice: es el punto en el que coinciden las dos semirrectas.
Amplitud: es la apertura que hay entre los dos lados. Medimos la amplitud en grados y usamos un transportador para eso.
Transportador
El transportador es el instrumento que nos permite medir y construir un ángulo gráficamente. Por lo general son de plástico y poseen una forma circular o semicircular. Para utilizarlo apoyamos el centro del semicírculo en el vértice del ángulo, hacemos coincidir uno de los lados con el 0° y el otro lado del ángulo marcará la abertura en el punto del semicírculo graduado.
Estimación de ángulos
Para conocer la medida exacta de un ángulo se usa el transportador, pero también podemos estimar su valor. Para esto podemos usar como referencia medidas ya conocidas, como el ángulo de 45° y el ángulo de 90°; y así poder saber una medida aproximada del ángulo.
Escuadra y estimación
La escuadra es una herramienta de geometría que podemos utilizar para estimar ángulos, pues posee un ángulo de 90° como se observa en la imagen. El ángulo de 45° se obtiene de dividir a la mitad el ángulo de 90°. En la última escuadra vemos la estimación de un ángulo de 30° y otro de 80°. Para aproximar usamos las referencias de los ángulos conocidos. La abertura del ángulo de 30° es más pequeña que la de 45°, por eso el ángulo es menor. Lo mismo nos pasa con el ángulo de 80°, su apertura es menor que 90°.
Cuando un ángulo es mayor que 90°, uno de los lados del ángulo quedará a la izquierda de la escuadra. Veamos un ejemplo:
¡Estima medidas!
Estima las medidas de los ángulos marcados:
¿Cuánto estimas que mide el ángulo del objeto A?
Solución
Como la abertura es más pequeña que 45°, pero más grande que 0°, podemos decir que mide aproximadamente 30°.
¿Cuánto estimas que mide el ángulo objeto B?
Solución
Como la abertura es un poco más pequeña que 90°, pero mayor a 45°, podemos decir que mide aproximadamente 60°.
¿Cuánto estimas que mide el ángulo del objeto C?
Solución
Mide 90°.
¿Cuánto estimas que mide el ángulo del objeto D?
Solución
Como la abertura es mayor a los 90°, pero está lejos de llegar a 180°, podemos decir que mide aproximadamente 120°.
¿Cuánto estimas que mide el ángulo del objeto E?
Solución
Como la abertura es un poco más pequeña que 90°, pero mayor a 45°, podemos decir que mide aproximadamente 75°.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Ángulos”
Este recurso le permitirá profundizar la información sobre los ángulos y su clasificación.
El ángulo es uno de los elementos fundamentales para la geometría porque está presente en las figuras ¡Incluso las paredes de nuestras casas forman ángulos entre ellas! Se puede definir como la porción del plano que se encuentra delimitada por dos semirrectas que comparten el mismo origen.
Tipos de ángulos
Antes de poder reconocer los diferentes tipos de ángulos es necesario comprender los elementos que los forman.
Lado: es cada una de las semirrectas que conforman el ángulo y que tienen un origen en común.
Vértice: es el punto común o de origen de los lados.
Sistema de medida
El sistema usado para medir ángulos se denomina sistema sexagesimal, su unidad de medida es el grado (°) y resulta de dividir un ángulo llano en 180 partes, cada una de ellas representa un grado. Para medidas más pequeñas se usa el minuto (′) y el segundo (′′). Se denomina sexagesimal porque cada unidad es 60 veces mayor que la siguiente y 60 veces inferior que la anterior. Es por ello que 1° = 60′ y 1′ = 60′′.
De acuerdo a su tamaño los ángulos se clasifican en:
Ángulo agudo: es aquel mayor a 0° pero menor a 90°.
Ángulo recto: es aquel que mide 90°.
Ángulo obtuso: es aquel cuya medida es mayor a 90°pero menor a 180°.
Ángulo llano: es aquel cuyo ángulo es igual a 180°.
Uno de los instrumentos más usados para medir ángulos es el transportador, este presenta una serie de marcas que indican los grados. El más común es el transportador semicircular el cual viene graduado en 180°. Sus partes fundamentales son:
Para medir un ángulo con el transportador debemos seguir los siguientes pasos:
Ubicar el origen del transportador en el vértice del ángulo que se va a medir.
Hacer coincidir uno de los lados del ángulo con la línea horizontal de la base.
Leer el ángulo que corta el segundo lado. Si el ángulo está abierto hacia la izquierda se usa la escala externa, si está abierto hacia la derecha se usa la escala interna (de acuerdo al tipo de instrumento las escalas pueden invertirse).
¿Sabías qué?
El teodolito es un instrumento con mayor precisión que el transportador que permite medir grados, minutos y segundos.
Construcción de ángulos
Una de las formas de construir ángulos es a través de una regla y un transportador. Para ello debemos realizar los siguientes pasos:
1. Trazamos con ayuda de la regla una semirrecta que será más adelante uno de los lados del ángulo.
2. Ubicamos el origen del transportador en uno de los extremos de la semirrecta (este también será el origen del ángulo), de manera que el número cero de la escala coincida con el otro extremo.
3. Ubicamos en la escala el ángulo que deseamos construir, para este ejemplo queremos construir un ángulo de 40°.
4. Hacemos una marca en el punto donde leímos el ángulo deseado.
5. Unimos el origen con la lectura marcada, de esta forma construimos un ángulo agudo de 40°.
Comparación de ángulos
Luego de conocer cómo funciona el sistema sexagesimal en la medición de ángulos, podemos concluir que los ángulos llanos son mayores que los obtusos, que los obtusos son mayores que los rectos y que estos últimos son mayores que los agudos.
De manera que cuando necesitemos comparar ángulos lo primero que debemos hacer es identificar qué tipo de ángulo es. En el caso de conocer los valores de los ángulos, realizamos la comparación de de los números de acuerdo a la cantidad que representan, es decir: un ángulo de 35° es mayor que uno de 20°, pero es menor que uno de 150°.
Los ángulos y el triángulo
Los ángulos son tan importantes que en sí mismos determinan un criterio de clasificación de los triángulos. En este sentido, los triángulos se clasifican en acutángulos, rectángulos y obtusángulos. Los triángulos acutángulos tienen todos sus ángulos internos agudos, los triángulos rectángulos tienen un ángulo recto y los otros dos agudos, los triángulos obtusángulos tienen un ángulo obtuso y los otros dos agudos. En los triángulos se cumple que la suma de sus ángulos internos siempre es igual 180°.
¡A practicar!
1. ¿A qué tipo de ángulo corresponde cada imagen?
a)
Solución
Ángulo recto.
b)
Solución
Ángulo llano.
c)
Solución
Ángulo obtuso.
d)
Solución
Ángulo agudo.
2. ¿Cuál de los siguientes ángulos no es agudo?
a) 95°
b) 30°
c) 3°
d) 84°
Solución
a) 95°. No es agudo porque no es menor a 90°.
3. ¿Cuál de los siguientes ángulos no es obtuso?
a) 125°
b) 95°
c) 160°
d) 180°
Solución
d) 180°. No es obtuso porque es igual a 180°, los ángulos obtusos deben ser mayores a 90° y menores a 180°.
4. ¿Cuál de los siguientes ángulos es agudo?
a) 90°
b) 180°
c) 200°
d) 50°
Solución
d) 50°. Es agudo por ser menor a 90°.
RECURSOS PARA DOCENTES
Artículo “Ángulos”
El presente artículo profundiza más en los diferentes tipos de ángulos que existen según su medida, su posición y sus características.
Este artículo detalla los elementos y tipos de ángulos, su construcción y el uso del transportador. Al final se proponen una serie de ejercicios relacionados.
Todas las sociedades, desde las prehistóricas hasta las modernas, han empleado técnicas para saber cantidades. Desde palos, piedras y marcas, hasta llegar a los símbolos actuales, todos los sistemas de numeración nos ayudan a una importarte y necesaria tarea diaria: contar.
Sistema decimal
Es un sistema de numeración posicional compuesto por diez símbolos o cifras llamados números arábigos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 0. Es el sistema que más se utiliza en la vida cotidiana.
Al ser posicional, cada cifra adquiere un valor relativo de acuerdo a la posición en que se encuentre: unidades, decenas y centenas. De este modo, cada dígito del número 333 tiene un valor distinto a pesar de ser el mismo.
Observa que 300 + 30 + 3 = 333
También puedes escribir el número 333 como 33310 por pertenecer a un sistema de base diez.
Orden y clase
El sistema de numeración decimal tiene órdenes y clases. La unidad, la decena y la centena son el primero, segundo y tercer orden, respectivamente. Cada orden superior equivale a 10 unidades del orden anterior, es decir, una decena equivale a diez unidades y una centena equivale a 10 decenas.
1 U = 1 U
1 D = 10 U
1 C = 10 D = 100 U
Donde:
U: unidad
D: decena
C: centena
Cada grupo de tres órdenes representa una clase. Así, el número 94.256.328.100.079 tienen dígitos en distintas clases. Observa la tabla:
Este número se lee: “noventa y cuatro billones doscientos cincuenta y seis mil trescientos veintiocho millones cien mil setenta y nueve”.
Equivalencias
1 unidad = 1 unidad
1 decena = 10 unidades
1 centena = 100 unidades
1 unidad de mil (millar) = 1.000 unidades
1 decena de mil (millar) = 10.000 unidades
1 centena de mil (millar) = 100.000 unidades
1 unidad de millón = 1.000.000 unidades
1 decena de millón = 10.000.000 unidades
1 centena de millón = 100.000.000 unidades
1 unidad de millar de millón = 1.000.000.000 unidades
1 decena de millar de millón = 10.000.000.000 unidades
1 centena de millar de millón = 100.000.000.000 unidades
1 unidad de billón = 1.000.000.000.000 unidades
1 decena de billón = 10.000.000.000.000 unidades
1 centena de billón = 100.000.000.000.000 unidades
¡A practicar!
¿Cuántas unidades equivalen a 15 centenas?
Solución
Si 1 centena = 100 unidades, entonces:
15 centenas equivalen a 1.500 unidades.
¿Cuántas unidades equivalen a 3 decenas de millón?
Solución
Si 1 decena de millón = 10.000.000 unidades, entonces:
También lo puedes representar así:
3 decenas de millón equivalen a 30.000.000 unidades.
Sistema binario
Es un sistema de numeración posicional que está constituido solo por dos dígitos: 1 y 0. Este sistema utiliza como base el número 2. Un ejemplo de número binario es:
1000100101002
¿Sabías qué?
El sistema de numeración binario se encuentra con frecuencia en los algoritmos usados en las computadoras y otros equipos electrónicos, pues resulta más sencillo operar solo con los dígitos 0 y 1.
¿Cómo convertir un número del sistema binario al sistema decimal?
Para transformar un número binario, como 1012, al sistema decimal debes seguir estos pasos:
1. Como el número tiene tres cifras, calcula las tres primeras potencias de 2. Inicia por 20 y escríbelas en orden decreciente.
22 = 4
21 = 2
20 = 1
2. Multiplica cada resultado por el dígito correspondiente al número binario. En este caso 1012.
4 x 1 = 4
2 x 0 = 0
1 x 1 = 1
3. Suma los productos. El resultado será el número en el sistema decimal.
4 + 0 + 1 = 5
Por lo tanto:
1012 = 510
¿Cómo convertir un número del sistema decimal al binario?
Para transformar un número del sistema decimal, como 2510, al sistema binario debes seguir estos pasos:
1. Divide el número sucesivamente entre 2 hasta que el cociente sea igual a 1.
2. Lee la cifra, de derecha a izquierda, de abajo hacia arriba. Ese es el número binario equivalente.
2510 = 110012
¡A practicar!
Transforma los siguiente números al sistema de numeración decimal o binario según sea el caso.
11001002
Solución
En el sistema decimal es 10010.
3610
Solución
En el sistema binario es 1001002.
1110102
Solución
En el sistema decimal es 5810.
Sistema sexagesimal
Es un sistema de numeración posicional conformado por los mismos símbolos del sistema decimal: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 0, pero a diferencia de este último, 60 unidades de un orden forman una unidad de orden superior. Sirve para medir los ángulos y el tiempo.
En el sistema sexagesimal se divide un grado en 60 partes iguales. Cada una de estas partes se llama minuto, y este, a su vez, se divide en otras 60 partes iguales para obtener segundos. Observa la equivalencia:
1 grado = 60 minutos = 3.600 segundos
¿Cómo se miden los ángulos?
La unidad principal para medir los ángulos es el grado. Si queremos medirlos con mayor precisión utilizamos, además de los grados, los minutos y los segundos.
Un grado se escribe 1°.
Un minuto se escribe 1′.
Un segundo se escribe 1”.
De este modo, 35° 22′ 36” se lee: “35 grados, 22 minutos y 36 segundos”.
Equivalencias
1° = 60′
1′ = 60″
1° = 3.600″
Observa el esquema:
Por ejemplo, para convertir 17 grados a minutos solo debes multiplicar por 60.
17 x 60 = 1.020
17° = 1.020′
Entonces, 17 grados son iguales a 1.020 minutos.
Si quieres convertir esos 17 grados a segundos solo debes multiplicar por 3.600 (60 x 60).
17 x 3.600 = 61.200
17° = 61.200″
Así, 17 grados son iguales a 61.200 segundos.
Esta tabla muestra algunos ejemplos:
Grados (°)
Minutos (‘)
Segundos (“)
17
17 x 60 = 1.020
17 x 3.600 = 61.200
45
45 x 60 = 2.700
45 x 3.600 = 162.000
22
22 x 60 = 1.320
22 x 3.600 = 79.200
También puedes convertir todas las medidas de un ángulo si sumas sus partes. De esta manera, si quieres pasar a segundos la medida del ángulo 6° 9′ 52″, solo sigue estos pasos:
1. Convierte los grados a segundos. Para esto debes multiplicar por 3.600.
6° = 6 x 3.600 = 21.600″
2. Convierte los minutos a segundos. Para estos debes multiplicar por 60.
9′ = 9 x 60 = 540″
3. Como el resultado final debe ser en segundos, los segundos quedan iguales.
52″ = 52″
4. Suma todos los resultados, lo que es igual a:
6° 9′ 52″ = (6 x 3.600) + (9 x 60) + 52 = 22.192″
Pasa a segundos estas medidas de ángulos
4° 35′ 17″
Solución
4° 35′ 17″ = (4 x 3.600) + (35 x 60) + 17 = 16.517″
5° 8′ 45″
Solución
5° 8′ 45″ = (5 x 3.600) + (8 x 60) + 45 = 18.525″
¿Cómo se mide el tiempo?
Las unidades para medir el tiempo son diversas y van desde los milenios hasta los segundos. Para medir tiempos menores a un día usamos las horas, los minutos y los segundos.
1 hora se escribe 1 h.
1 minuto se escribe 1 min.
1 segundo se escribe 1 s.
Equivalencias
1 h = 60 min
1 min = 60 s
1 h = 3.600 s
Observa el esquema:
Por ejemplo, 3 horas, 20 minutos y 2 segundos se representan así: 3 h 20 min 2 s; y si deseas expresar todo en una sola unidad, como segundos, el procedimiento es similar al de los ángulos. Observa:
3 h = 3 x 3.600 = 10.800 s
20 min = 20 x 60 = 1.200 s
2 s = 2 s
Luego sumas todos los resultados, lo que es igual a:
3 h 20 min 2 s = (3 x 3.600) + (20 x 60) + 2 = 12.002 s
Pasa a segundos estas medidas de tiempo
2 h 31 min 23 s
Solución
2 h 31 min 23 s = (2 x 3.600) + (31 x 60) + 23 = 9.083 s
5 h 50 min 5 s
Solución
5 h 50 min 5 s = (5 x 3.600) + (50 x 60) + 5 = 21.005
Números romanos
Este sistema de numeración desarrollado en la Antigua Roma es no posicional y se caracteriza por usar siete letras mayúsculas del alfabeto latino.
Sin importar la posición que ocupe cada letra, esta siempre tendrá el mismo valor. No obstante, es de gran importancia seguir las reglas de escritura:
I, X, C y M no pueden escribirse más de tres veces consecutivas en un mismo número.
Un símbolo de menor valor ubicado a la derecha de otro de mayor valor, se suma.
Un símbolo de menor valor ubicado a la izquierda de otro de mayor valor, se resta.
V, L y D se permite escribirlos solamente una vez y no se pueden escribir a la izquierda de otro de mayor valor.
I solo puede colocarse a la izquierda de V o X.
X solo puede colocarse a la izquierda de L o C.
C únicamente se coloca a la izquierda de D o M.
Cuando el número supera el valor 3.999, se traza una línea horizontal sobre el número romano la cual multiplica su valor por mil.
Si se colocan dos rayas horizontales sobre un número romano, su valor se multiplica por un millón.
¿Cómo se convierte un número romano a número arábigo?
Para conocer qué cantidad corresponde a un número romano se deben aplicar las reglas antes mencionadas. Por ejemplo, si deseas saber el número arábigo correspondiente al número romano , sigue estos pasos:
1. Determina los valores de cada letra.
D = 500
C = 100
L = 50
X = 10
I = 1
2. Suma los valores de las letras a la derecha de otra de mayor valor.
DC = 500 + 100 = 600
LXX = 50 + 10 + 10 = 70
3. Resta los valores de las letras a la izquierda de otras de mayor valor.
IX = 10 − 1 = 9
4. Suma todos los resultados, y como el número tiene una barra, multiplica su valor por mil.
¿Existen estos números?
VL
Solución
No. V no puede estar delante de un número de valor mayor como L. Para escribir el número 45 lo correcto es XLV.
LXXXXV
Solución
No. X solo puede escribirse un máximo de tres veces consecutivas en un número. Para escribir el número 95 lo correcto es XCV.