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1 Centro Preuniversitario de la UNS Ingreso Directo GEOMETRÍA Ciclo 2022 – III Docente: Equipo Docente Tema: TRIEDROS FIGURAS POLIEDRICAS ÁNGULO POLIEDRO. Es la figura determinada por la reunión de tres o más regiones angulares no coplanares, consecutivas y de vértice común, el cual también se denomina ángulo sólido o ànguloide. Elementos: • Vértice: O • Aristas : OA, OB, … • Caras : AOB, BOC, … (medidas: a°, b°, …) • Diedros: OE, OD, … (medidas: α, β ) Notación: Ángulo poliedro O – ABCDE Los ángulos poliedros se nombran de acuerdo a su número de caras y pueden ser: ángulo triedro, ángulo tetraedro, ángulo pentaedro… si tienen 3, 4, 5, … caras respectivamente. ÁNGULO TRIEDRO (Triedro). El triedro es un poliedro de tres caras. Notación: Ángulo triedro O – ABC Triedro O – ABC Medidas de las caras: a°, b°, c° Medidas de los diedros: α, β, θ Elementos: • Vértice: O • Aristas: OA, OB y OC. • Caras: <AOB, <BOC y <COA. • Diedros: d-OA, d-OB y d-OC. ➢ Los triedros pueden ser: equilátero, isósceles, escaleno, unirectangular, birectangular y trirectangular. Propiedades: 1. En todo ángulo triedro la medida de cualquiera de tres caras es menor que la suma y mayor que la diferencia de las medidas de las otras dos caras. bo - co< ao< bo + co 2. En todo ángulo triedro la suma de las medidas de sus caras es mayor de 0° y menor de 360°. 0o<ao + bo + co< 360o 3. En todo ángulo triedro la suma de las medidas de los ángulos diedros es mayor de 180° y menor de 540°. 180º < ∑ 𝑑𝑖𝑒𝑑𝑟𝑜𝑠 < 540º 4. En todo ángulo triedro la suma de dos diedros es menor al tercero aumentado en 180º. 𝛼 + 𝛽 < 𝜃 + 180° 5. En todo ángulo triedro la suma de dos caras es menor al tercero aumentado en 180º Semana N.º 12 Ingeniería Docente: Dr Rosendo Medina Briones. Geometría 2 Centro Preuniversitario de la UNS Ingreso Directo a°+b°< c° + 180° 6. En todo triedro acaras iguales se oponen ángulos diedros iguales. Si: a° = b°=c°→ α = β = 𝜃 7. en todo triedro equilátero cada una de sus caras está comprendido entre 0° y 120° 8. en todo triedro equilátero sus diedros están comprendidos entre 60° y 180° Clasificación: I. Por la comparación de las medidas de sus caras. ➢ Triedro escaleno.- Es aquel que tiene sus tres caras de diferentes medidas. a° ≠ b°, ≠ c°, Además: α ≠ β,≠ θ ➢ Triedro Isósceles.- Es aquel que tiene dos caras de igual medida a los cuales se oponen diedros congruentes. a° = c° Además: α = θ ➢ Triedro equilátero.- Es aquel que tiene sus tres caras de igual medida y sus tres ángulos diedros congruentes. Del gráfico (2): a° = b° = c° Además: α = β = θ II. Por el número de caras rectas (de medida igual a 90°) ➢ Triedro Rectángulo.- Es aquel que tiene una cara que mide 90° ➢ Triedro Bi-rectángulo.- Es aquel que tiene dos caras que miden 90°. A los cuales se oponen diedros que miden 90°. ➢ Triedro Tri-rectángulo.- Es aquel que tiene sus tres caras que miden 90°; entonces sus tres diedros miden 90°. TRIEDRO POLAR O TRIEDRO SUPLEMENTARIO. Se llama triedro polar o suplementario de un triedro dado a aquel cuyas aristas son perpendiculares a las caras del otro. Si : OA ┴ plano O’A’B’ OB ┴ plano O’A’C’ OC ┴ plano O’B’C’ Luego el triedro O – ABC se llama triedro polar o suplementario del triedro O’ – A’B’C’. Teorema.- Cuando dos diedros son suplementarios o polares se cumple que las caras de uno de ellos son los suplementos de los diedros del otro triedro, y recíprocamente. a° + α = 180° b° + β = 180° c° + θ = 180° POLIEDROS Definición.- Son aquellos sólidos limitados por 4 o más caras (planos secantes). Un poliedro es la reunión de una superficie poliédrica con todos sus puntos interiores. Los poliedros más conocidos son las pirámides y los prismas. ➢ La intersección de cada uno de estos planos con todos los demás que con el cierran o limitan el poliedro determinan un polígono (cara). ➢ Las intersecciones de las caras se llaman aristas. ➢ Los puntos en que se cortan las aristas reciben el nombre de vértices. ➢ El segmento de recta que une dos vértices no pertenecientes a una misma cara se denomina diagonal de un poliedro Clasificación: 1) Según sus características: a) Poliedro convexo: si todos sus ángulos diedros son convexos, una recta secante lo corta siempre en dos puntos. b) Poliedro cóncavo: si tiene por lo menos un diedro cóncavo: una recta secante lo corta en más de dos puntos. Docente: Dr Rosendo Medina Briones. Geometría 3 Centro Preuniversitario de la UNS Ingreso Directo c) Poliedro regular: todas sus caras son polígonos regulares iguales. d) Poliedros irregulares: es aquel poliedro que no es regular. 2) Por el número de caras.- Pueden ser: tetraedros, pentaedros, exaedros, etc. Teoremas de EULER: 1. En todo poliedro se cumple que el número de caras más el número de vértices es igual al número de aristas más dos unidades. V + C = A + 2 2. En todo poliedro la suma de las medidas de los ángulos internos de todas sus caras es igual a 360º multiplicado por el número de vértices menos 2. S = 360o (V-2) ; S = 360o (A - C) Propiedades: 3. En todo poliedro cóncavo o convexo, cuyas caras sean polígonos del mismo número de lados se cumple que su número de aristas es igual al semiproducto del número de lados de una cara por el número de caras del poliedro. A = (𝑁° 𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑎)(𝑁° 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠) 2 4. Si un poliedro está formado por k polígonos de n lados; k1 polígonos de n1 lados,…hasta km polígonos de nmlados, entonces el número de sus aristas estará dada por: A = 𝑘𝑛+ 𝑘1.𝑛1+𝑘2𝑛2±⋯……… 𝑘𝑚𝑛𝑚 2 Si el polígono tiene todas sus caras diferentes cuyo número de lados son: n1, n2, n3,…, nc A = 𝑛1+𝑛2+𝑛3+⋯..+ 𝑛𝑐 2 5 . Número de diagonales de un poliedro: 𝐷𝑝𝑜𝑙𝑖𝑒𝑑𝑟𝑜 = 𝐶2 𝑉 - 𝑁𝑑𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠 - A Dónde: 𝑫𝒑𝒐𝒍𝒊𝒆𝒅𝒓𝒐: Número de diagonales del poliedro 𝐶2 𝑉 : Combinación del número de vértices de dos en dos. 𝑁𝑑𝑐𝑎𝑟𝑎𝑠: Número de diagonales de todas las caras del poliedro. A: Número de aristas del poliedro. Para un poliedro regular: 𝑫𝒑𝒐𝒍𝒊𝒆𝒅𝒓𝒐 = 𝑪(𝒏−𝟐)[𝒄(𝒏−𝟐)]−𝟒𝒏+𝟔 𝟖 +1 C: número de caras n: número de lados de cada cara PRÁCTICA DE CLASE 1. Se da un triedro de donde los valores de dos caras son 120° y 130° ¿Cuáles son los límites de la tercera cara? a)10° y 110° b) 0° y 110° c) 30° y 130° d)10° y 250° e) 20° y 120° 2. Un punto dista 6; 8 y 10 de las caras de un triedro trirectángulo. Halle la distancia del punto al vértice del triedro. a)14,1 b) 12 c) 12,1 d)16.4 e) 12,8 3. Se da un triedro trirectángulo y sobre sus aristas se toman OB=OA=OC=10m Hallar el área del triángulo ABC. a) 40√3 b) 46√3 c)48√3 d)50√3 e)55√3 4. Se da un triedro trirectángulo O-ABC, si OA=OB=OC=6. Calcular el diedro BC. a)Arc.Cos( √3 3 ) b) Arc.Cos( √2 3 ) c) Arc.Cos( √2 4 ) d) Arc.Cos( √5 3 ) e) Arc.Cos( √5 2 ) 5. En un triedro 0-ABC cuyas caras son:𝐵𝑂�̂�=90°; 𝐴𝑂�̂� =60° y 𝐴𝑂�̂� =60°, sobre OA se ubica elpunto “M” de manera que OM=2. Calcular el ángulo que forma OM con el plano OBC. a) 30° b) 37° c) 45° d) 53° e)60° Docente: Dr Rosendo Medina Briones. Geometría 4 Centro Preuniversitario de la UNS Ingreso Directo 6. Se da un triedro isósceles cuyas caras iguales miden 45°y forman un diedro recto. Calcular la medida de la tercera cara. a)30° b)45° c)15° d)60° e)90° 7. Dado un triedro trirectángulo de vértice “O”, un plano secante corta a sus aristas en los puntos A;B y C, luego se traza OH perpendicular al plano del triángulo escaleno ABC¿ Qué punto notable es “H”del triángulo ABC? a) Baricentro b) Incentro c) circuncentro d) excentro e) ortocentro. 8. Dos diedros de un triedro miden 100° y 110°.¿Entre que valores estará comprendido el tercer diedro? a)10° y 100° b) 80° y 120° c)30° y 170° d)40° y 160° d) 30° y 210° 9. Cuál es el máximo valor entero que puede asumir una cara de un triedro equilátero a)60° b)80° c)100° d)119° e)120° 10. Dado el triedro equilátero O-ABC, sobre OA se ubica el punto “P” y por él se traza un plano perpendicular a OA que intersecta en “Q” a OB y en “R” a OC luego el área de la región PQR es igual al cuadrado de OP , multiplicado por: a)1 b) 2 c)√3 d)√6 e)√2 PRÁCTICA DOMICILIARIA 1. Un poliedro está formado por 6 triángulos y 3 cuadriláteros. Cuantos vértices tiene. a) 5 b) 6 c) 7 d) 8 e)10 2. Entre que valores está comprendido la suma de las medidas de todos los ángulos diedros de un tetraedro cualquiera. a) 240° y 820° b) 360° y 600° c) 360° y 1080° d) 360° y 1080° e) n.a. 3. Se tiene un ángulo triedro O-ABC cuyo diedro OA = 90° y las caras b = c = 45°. Hallar la medida de 𝐵�̂�𝐶. a) 45° b) 60° c) 53° d) 37° e) 30° 4. Cuatro diagonales tiene el poliedro formado por tres cuadriláteros y 6 triángulos. a) 7 b) 8 c) 9 d) 10 e) 12 5. Un triedro tri-rectangulo es cortado por un plano, determinándose un triángulo equilátero de lado 6. Calcular la longitud del vértice del triedro al baricentro del triángulo equilátero. a) √3b) √6c)√5d) 2√6e) 3√5 6. Dos caras de un triedro miden 90° y 120°. Determinar entre que valores está comprendida la tercera cara “b” del triedro. a) 30° < 𝑏 < 210° b) 30°< 𝑏 < 180° c) 30° < 𝑏 < 150° d) 30°<100° e) 10° < 𝑏 <160° 7. Señale la alternativa que presente la secuencia correcta después de determinar si la proposición es verdadera (v) o falsa (f): I. Los centros de las caras de un tetraedro regular son los vértices de un tetraedro. II. Los centros de las caras de un octaedro regular son los vértices de un octaedro. III. Los centros de las caras de un icosaedro son los vértices de un dodecaedro. a) VVV b) VVF c) VFF d) FFV e) VFV 8. Un plano interseca a las aristas en un triedro con vértice “O” en los puntos A, B y C de modo que: m 𝐴�̂�𝐵 = m 𝐶�̂�𝐵 = 60° y m 𝐴�̂�𝐶 = m 𝐴�̂�𝐶 = 90° . Halle OB, si 𝑂𝐴̅̅ ̅̅ + 𝑂𝐶̅̅ ̅̅ = 10𝑚. a) 3m b) 4m c) 5m d) 6m e)7m 9. En un triedro O-ABC, las caras BOC; AOB y AOC, miden 90°, 60° y 60° respectivamente. Entonces la tangente del ángulo que determina OA con el plano OBC es: a) 1/3 b) ½ c) 1 d) 2 e) 3 10. Se tiene un triedro V-ABC, en el cual el ángulo diedro VA es igual a 70°, el ángulo diedro VB es igual a 90°. Determinar entre que límites puede variar el valor del ángulo diedro VC. a) 10° < 𝑉𝐶 < 160° b) 15°< 𝑉𝐶 < 170° c) 20° < 𝑉𝐶 < 180° d) 25°< 𝑉𝐶 < 180° e) n.a.