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APRENDIZAJES ESPERADOS Después de haber estudiado la primera parte de Geometría del espacio, nos toca estudiar a los prismas, cilindros, pirámides, conos y esfera. En cada uno de estos capítulos encontraremos una lectura motivadora por separado. En la lectura de esta unidad quiero mostrarles las aplicaciones prácticas de estos sólidos. Por ejemplo, no hace poco que se ha puesto de moda el uso del cilindro, para preparar el pollo al cilindro, lechón al cilindro, en fin diversos potajes al cilindro. Este cilindro es de un radio variable, encontraremos algunos de radio igual a 25 cm y de espesor 0,9 mm, pintado solo por fuera y tiene una chimenea con tapa para regular el paso del aire. ¿Podría Ud. indicar algún uso práctico del cilindro y el cono? ¿Sabe Ud. qué es la pirámide truncada? LOS SÓLIDOS GEOMÉTRICOS MÁS USUALES Comunicación matemática • Identificar los sólidos geométricos y diferenciar cada uno de ellos. • Identificar los elementos de los sólidos geométricos y el cálculo que se da entre ellos. Resolución de problemas • Calcula con los datos disponibles, los valores de los elementos en los sólidos geométricos. • Formula estrategias de resolución en diferentes tipos de problemas donde se calcule la relación entre los sólidos geométricos. UNIDAD 9 Geometría 4to - IV Bim.indd 233 31/10/2014 11:51:06 a.m. 235234 TRILCE Colegios 1 Conceptos básicos En la naturaleza no es difícil hallar diversos cuerpos en forma de prisma. Por ejemplo, en México, podemos encontrar uno de los fenómenos geológi- cos más hermosos de la natu- raleza y que involucran a los prismas, se trata de los Prismas Basálticos de Santa María Re- gla, ubicados en el estado de Hidalgo, relativamente cerca al Distrito Federal. Son columnas de basalto con un promedio de 30 metros de altura sobre los cuales fluye agua de cuatro cas- cadas como si se tratara de una fuente gigante. Reciben esta denominación debido a la forma que tienen de un prisma y lo de basalto, es por el tipo de roca de origen volcánico, rico en hierro y magnesio. Prismas y cilindros En este capítulo aprenderemos: • A identificar los tipos de prisma y sus elementos, así como las del cilindro. • A reconocer y aplicar las relaciones de cálculo de áreas laterales, totales y volumen en estos sólidos. • A asociar las relaciones de cálculo del prisma a la del cilindro. Prismas Prisma recto Observación: Si las bases son polígonos regulares, entonces el prisma es regular. A' A B' B C' C Bases ABC y A'B'C' Aristas laterales AA', BB', CC' Aristas básicas AB, BC, AC Caras laterales ABB'A', BB'C'C, ACC'A' Área lateral (AL) AL= Perímetro de la base ×h h: Altura del prisma Área total (AT) AT=AL +2ABase Volumen (V) V=ABase ×Altura ABASE ABASE h w w w .s er tu ri st a. co m 1 Geometría 4to - IV Bim.indd 234 31/10/2014 11:51:06 a.m. 235234 TRILCE Colegios Unidad IX Geometría Síntesis teórica Cilindros Cilindro recto de revolución g: Generatriz r: Radio de las bases Observación Paralelepípedo rectangular (rectoedro u ortoedro) Área lateral (AL) AL=2 gr Área total (AT) AT=AL +2ABase AT=2 r(g+r) Volumen (V) V=ABase . g V= r2. g ABASE g G en er at ri z r a b c D A=2(ab+ac+bc) D= a2+b2+c2 V=abc CILINDRO Sólido generado al girar un rectángulo alrededor de uno de sus lados. PARALELEPÍPEDO Es un prisma cuyas caras opuestas son congruentes y paralelas. PRISMAS Sólidos con dos bases congruentes y paralelas, las caras laterales son paralelogramos. PRISMAS Y CILINDROS a b c Base Altura Base Cara lateral H r Geometría 4to - IV Bim.indd 235 31/10/2014 11:51:07 a.m. 237236 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPrismas y cilindros Conceptos básicosAprende más... Conceptos básicosAplica lo comprendido 10 x 5 50 1. Grafique un prisma pentagonal e indique el número de caras, número de aristas y número de vértices. 2. Graficar un prisma triangular regular, cuya área de la base es 10 cm2 y su altura mide 12 cm. Calcular el volumen del sólido. 3. Las dimensiones de un paralelepípedo son: 4; 6 y 3 3 cm. Calcular su volumen. 4. Un cilindro de revolución tiene 6 cm como diámetro y 8 cm como generatriz. Calcular el área lateral y su volumen. 5. El radio de un cilindro circular recto es de 8 cm y su generatriz es de 5 cm. Realice el desarrollo lateral de este sólido y calcule la longitud de su base. 6. El área lateral de un cilindro recto es de 90 cm2. Si el radio de la base es de 5 cm, calcular su capacidad. 7. El área de la base de un paralelepípedo es de 30 cm2 y su altura es de 9 cm. Calcular el volumen del sólido. 8. El desarrollo lateral de un cilindro recto, es un rectángulo de 6 cm de altura y 10 cm de diagonal. Calcular el radio de dicho cilindro. Comunicación matemática 1. Indicar si es verdadero (V) o falso (F), según corres- ponda: • Un prisma cuadrangular tiene cuatro caras. ...................................................(__) • Las bases de un cilindro necesariamente son círculos. ........................................(__) • Las bases de un prisma siempre son paralelas. .............................................(__) 2. Completar: a) Prisma recto a aa b V= b) Cilindro circular recto h r V= 3. Graficar lo que se le indica: • Un paralelepípedo y dos diagonales del sólido. • Un prisma pentagonal. • Un cilindro recto y su desarrollo lateral. Geometría 4to - IV Bim.indd 236 31/10/2014 11:51:07 a.m. 237236 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría Unidad IX 1 4. Relacionar correctamente: I. Prisma triangular II. Paralelepípedo III. Cilindro recto a. La altura es igual a la generatriz b. Tiene cinco caras c. Todas sus caras laterales tienen un vértice común. d. Las caras opuestas son congruentes y paralelas Resolución de problemas 5. Se tiene un prisma triangular recto, donde las aristas básicas miden 6; 8 y 10 cm. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. 6. El área de la base de un cilindro circular recto es de 81 cm2 y su generatriz mide 6 cm. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. 7. En un paralelepípedo rectangular, una de las di- mensiones de la base es de 5 cm y la diagonal de dicha base es de 13 cm. Si la altura del sólido es de 6 cm, calcular el área y el volumen del sólido. 8. La figura muestra a un cilindro circular recto de 8/ dm de radio y a su desarrollo lateral. Calcu- lar el valor de "x". r x 9. El desarrollo de un cilindro es un rectángulo de base igual a 8 cm. Calcular el radio del cilin- dro. 10. En un prisma recto, la base es un triángulo equi- látero de 2 dm de lado. Si la arista lateral mide 6'dm, calcular el área total y el volumen de di- cho sólido. 11. La base de un prisma triangular regular tiene un lado de 6 dm de longitud y la altura es igual al semiperímetro de la base. Calcular su volu- men. 12. Calcular el área total del cilindro mostrado, sabiendo que: AB=15 y BC=9. A C B 13. La base de un prisma recto de 12 de altura, es un triángulo equilátero. ¿Cuánto mide el lado de este triángulo, si el área lateral del prisma es 108 2? 14. Se tiene un prisma triangular cuyas aristas bási- cas miden 5; 6 y 7 cm. Si la arista lateral mide 10 cm, calcular el volumen del sólido. 15. En el prisma regular mostrado, el inradio de la cara laterales de 4 cm. Calcular el área total. 16. La base de un prisma recto es un triángulo rec- tángulo, cuyos catetos miden 4 y 8 dm. Si la al- tura del sólido mide 10 dm, calcular el volumen del sólido y su área lateral. 17. Las dimensiones de un paralelepípedo rectan- gular son de 3; 4 y 6 dm. Calcular el valor de las aristas de un cubo que tenga la misma área que la del paralelepípedo. 18. El área de la base de un cilindro de revolución es de 25 dm2. Si la altura mide 6 dm, calcular el área lateral de otro cilindro que tenga el mis- mo radio, pero de doble volumen. Geometría 4to - IV Bim.indd 237 31/10/2014 11:51:08 a.m. 239238 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPrismas y cilindros Conceptos básicosPractica en casa 18:10:45 Conceptos básicos ¡Tú puedes! 1. Si la altura de un prisma regular mide 8 y el desarrollo de la superficie lateral es un rectángulo cuya diagonal mide 10 , calcular el volumen del prisma. 2. Un cilindro de revolución tiene un área lateral de 160 m2 y el área de su base es 100 m2. Calcular el volumen del sólido. 3. Se tiene un paralelepípedo rectangular ABCD - EFGH. Si: FH=25; HG=7 y AE=1, calcular su volumen. 4. Si la diagonal de un rectángulo es el doble de su ancho y el largo es 6 3 cm, entonces, calcula el volumen que se genera cuando el rectángulo gira 360º sobre su lado mayor. 5. Un cilindro se encuentra inscrito en un cubo. La diagonal del cubo corta a la superficie lateral del cilindro en los puntos "P" y "Q". Calcular el área lateral del cilindro. Aplicación cotidiana 19. La piscina de Andrea es de forma ortoédrica y tiene como dimen- siones: 50 metros de largo, 15 metros de ancho y 2 metros de profundidad. Para llenar esta piscina, Andrea dispone de un grifo que arroja un caudal de 50 litros por segundo. ¿Cuánto tiempo se necesita para llenar la piscina? 20. Muchas veces hemos escuchado a las personas mayores hablar de la cilindrada del motor, de la compresión, etc. Partamos por entender que un pistón tiene forma cilíndrica y por ejemplo un pequeño motor tiene 2,5×2,25, que significa 2,5 pulgadas de diámetro por 2,25 pulgadas de carrera (es decir de alto) el desplazamiento o cilindrada se obtiene, calculando el volumen del cilindro correspondiente. Después de estos datos, calcule Ud. la cilindrada de un motor que tiene cuatro pistones de 3'pulgadas por 2 pulgadas. 1. Indicar si es verdadero (V) o falso (F), según co- rresponda: • Un prisma pentagonal tiene cinco caras. ...................................................(__) • Las bases de un cilindro pueden ser elipses. ................................................(__) • El cubo puede considerarse como una particularidad de un paralelepípedo rectangular. .........................................(__) 2. Completar: a) Cilindro circular recto h r AL= Geometría 4to - IV Bim.indd 238 31/10/2014 11:51:08 a.m. 239238 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría Unidad IX 1 b) Prisma recto a aa b AL= 3. Relacionar correctamente: I. Cilindro recto II. Prisma cuadrangular III. Rectoedro a. Todas sus caras laterales tienen un vértice común. b. Las caras opuestas son congruentes y para- lelas. c. Tiene cuatro rectángulos como caras latera- les y dos cuadriláteros como bases. d. La altura es igual a la generatriz. 4. Se tiene un prisma triangular recto, donde las aristas básicas miden 5; 2 y 29 cm. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. 5. El área de la base de un cilindro circular recto es de 121 cm2 y su altura es de 5 cm. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. 6. En un paralelepípedo rectangular, una de las di- mensiones de la base es de 6 cm y la diagonal de dicha base es de 10 cm. Si la altura del sóli- do es de 9 cm, calcular el área y el volumen del sólido. 7. En el cilindro circular recto que se muestra, se cumple: r=3 y OM=5, hallar el volumen. M O r 8. En un cilindro circular recto, su generatriz mide 8 dm y el radio de la base 5 dm. Calcular el área total del sólido. 9. Si el diámetro de un cilindro circular recto mide lo mismo que la altura y esta mide 12'cm, cal- cular el área total. 10. Si las longitudes de las dimensiones de un pa- ralelepípedo rectangular están en la relación de 1; 2 y 3 y su volumen es 48 3, calcular el área total. 11. El desarrollo lateral de un prisma hexagonal re- gular es un cuadrado de perímetro igual a 48 . Calcular el área lateral del prisma. 12. El rectángulo mostrado se enrolla para formar un cilindro cuyo volumen es: 10 4 13. El área lateral de un rectoedro es 160 m2 y su altura mide 5 m. El perímetro de la base sería: 14. Se tiene un paralelepípedo rectangular ABCD- EFGH. Si: AB=3 , AC=5 y AE=2 , hallar su volumen. 15. En un paralelepípedo rectangular, las áreas de tres de sus caras miden 48; 60 y 80'cm2. Hallar el volumen del sólido 16. Calcular el volumen del prisma regular, sabien- do que el radio de la semicircunferencia inscrita en la cara lateral mide 4 cm y que "T" es punto de tangencia. T Geometría 4to - IV Bim.indd 239 31/10/2014 11:51:08 a.m. Geometría www.trilce.edu.pe 241Central: 619-8100 241240 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPrismas y cilindros 17. Si "A" es el área lateral de un cilindro recto y su altura mide "H"; luego su volumen será: 18. Calcular el volumen de un cilindro de revolu- ción, si la altura mide 10 m y el desarrollo de la superficie lateral del cilindro tiene por área 100 m2. 19. El área total de un cilindro circular recto es 25,12'm2, ¿cuál es el radio de la base, si su ge- neratriz es el triple del radio de la base? ( =3,14) 20. La figura muestra a un cilindro recto de 12 cm de altura y donde BO forma 53º con la base. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. O O1B Geometría 4to - IV Bim.indd 240 31/10/2014 11:51:08 a.m. Geometría www.trilce.edu.pe 241Central: 619-8100 2 241240 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría Conceptos básicos La Gran Pirámide de Ghiza, situada en las afueras de El Cairo, en Egipto. La Necrópolis de Gizeh, es un extraordinario con-junto funerario que data de la dinastía IV (2'600 - 2'480 a.C.). Aquí, encontramos la pirámide más grande y antigua a la vez del conjunto, ella es la que forja la tumba del faraón Keops (2'580'a.C). Para tal construcción, fueron trasladados desde le- janas canteras, dos millones y medio de bloques de piedra, con un peso medio de 2,5 toneladas cada uno. Con una superficie de 48'000 m2, posee una base cuadrada y cada lado de la misma mide 233'm y su altura alcanzó en aquellos tiempos 146 m, sin embargo, hoy con el paso de los años y debido a diferentes factores, su altura oscila en los 138 m. Pirámide - Cono - Esfera En este capítulo aprenderemos: • A identificar los tipos de pirámides y sus elementos, así como en el cono. • A reconocer y aplicar las relaciones de cálculo de áreas laterales, totales y volumen en las pirámides y conos. • A reconocer y aplicar las relaciones de cálculo de área y volumen en una esfera. PIRÁMIDE V= AB • h 3 Base h Vértice o cúspide Arista lateral Arista básica bl og .g en te pr ev is iv a. co m .v e Geometría 4to - IV Bim.indd 241 31/10/2014 11:51:09 a.m. 243242 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPirámide - Cono - Esfera PIRÁMIDE REGULAR CONO CIRCULAR RECTO DE REVOLUCIÓN DESARROLLO LATERAL DEL CONOV=1 3 ABase . hVolumen (V) O: Vértice h: Altura OM: Ap=Apotema de la pirámide O O1 B A D M C Ap h Área lateral (AL) AL=pBase . Ap p semiperímetro Área total (AT) AT=AL+ABase g gh h Vértice Generatriz (g) Altura (h) r r V=1 3 . r2 . hVolumen (V) Área lateral (AL) AL= r . g Área total (AT) AT= r . (g+r) g g h O r g h r g g 2 r b El ángulo "bº" resulta en radianes. b=2 rg Geometría 4to - IV Bim.indd 242 31/10/2014 11:51:10 a.m. 243242 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría Unidad IX 2 ESFERA HUSO Y CUÑA ESFÉRICA CASQUETE ESFÉRICO (Zona esférica de una base) A=4 R2 V=4 3 R32R R Círculo menor Círculo mayor o máximo R R HUSO R R AH= . . R2 90º CUÑA R R VC= . . R3 270º AC=2 R . h R h Geometría 4to - IV Bim.indd 243 31/10/2014 11:51:10 a.m. 245244 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPirámide - Cono - Esfera Conceptos básicosAplica lo comprendido 10 x 5 50 Síntesis teórica CONO Sólido generado por un triángulo rectángulo, al girar una vuelta alrededor de uno de sus catetos. ESFERA Sólido generado por un semicírculo, al girar una vuelta alrededor de su diámetro. PIRÁMIDE La base es un polígono cualquiera y las caras laterales son triángulos con un vértice común. PIRÁMIDE - CONO - ESFERA 1. La base de una pirámide tiene como área 24 cm2 y su altura es 6 cm. Calcular su volumen. 2. Un cono circular recto tiene como área de su base 12 cm2 y su altura es 4 cm. Calcular su volumen. 3. El diámetro de una esfera es de 6 cm. Calcular su área y su volumen. 4. Un cuadrado de 4 cm de lado es la base de una pirámide regular. Si la altura del sólido es de 2 cm, calcular la longitud de su apotema y la arista lateral. 5. Un cono circular recto tiene como radio 6 cm y su altura es 8 cm. Calcular la longitud de la generatriz y su área lateral. 6. En una pirámide regular, su base es un triángulo de 6 cm de lado y la altura del sólido es el doble de la altura de la base. Calcular su volumen. h r g Geometría 4to - IV Bim.indd 244 31/10/2014 11:51:11 a.m. 245244 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría Unidad IX 2 Conceptos básicosAprende más... Comunicación matemática 1. Indicar si es verdadero (V) o falso (F), según co- rresponda: • Una pirámide cuadrangular, tiene cuatro caras en total. ......................................(__) • El cono recto se genera al hacer girar a un rectángulo, alrededor de uno de sus lados. .............................................(__) • En una esfera, el radio de un círculo máximo es mayor al radio de la esfera. ..................................................(__) 2. Relacionar correctamente, sabiendo que "r", "g" y "h" son el radio, la generatriz y la altura de un cono respectivamente y además "R" es el radio de una esfera. I. Área lateral a. 4 r2 II. Área de la esfera b. rg III. Volumen del cono c. 4 R2 d. r2h/3 3. Graficar lo que se le indica: • Una pirámide pentagonal y sombree una de las caras laterales. • Una esfera inscrita en un cubo. • Un prisma triangular regular y un cono inscrito en dicho prisma. Resolución de problemas 4. Una pirámide cuadrangular regular, tiene como arista básica 10 cm y como apotema 13 cm. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. 5. La generatriz de un cono recto es de 3 5 cm y el diámetro de la base es de 6 cm. Calcular el área lateral y el volumen del sólido. 6. Graficar una esfera, donde el número que ex- presa su volumen es el doble del número que expresa su área. Calcular el valor del radio. 7. Sean "r" y "R" los radios de una semiesfera y una esfera que tienen el mismo volumen. Cal- cular: r/R. 8. Una pirámide regular, tiene como arista básica 6'cm y como altura 9 cm. Esta pirámide es cor- tada mediante un plano paralelo a la base y que dista 6 cm de dicha base. Calcular el perímetro de la sección que se determina. 9. Un cono recto de 5 cm de radio, es cortado me- diante un plano paralelo a su base, determinan- do una sección de 2 cm de radio. Calcular la relación de las áreas laterales del cono menor determinado y del cono inicial. 10. Una esfera es cortada mediante un plano que dista 3 cm de su centro y determina un círculo de 8 cm de diámetro. Calcular la longitud del radio de la esfera. 11. Un cono recto de 6 cm de altura, es cortado mediante un plano paralelo a su base que dista 2'cm de su vértice. Calcular la relación de volú- menes del cono menor y del cono original. 12. El radio de la base de un cono mide 4 dm y la altura mide 3 dm. Calcular el valor de su área total y el ángulo que se determina en el desarro- llo lateral. 13. Hallar el apotema de una pirámide cuadrangu- lar regular, si la altura mide 15 cm y el volumen 1 280 cm3. 7. Un cono circular recto tiene como área lateral 2 13 cm2. Si el radio de la base es 2 cm, calcular el volumen del cono. 8. La arista de un cubo es 43 cm, calcular el radio de una esfera que tenga el mismo volumen del cubo. Geometría 4to - IV Bim.indd 245 31/10/2014 11:51:11 a.m. 247246 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPirámide - Cono - Esfera Conceptos básicos ¡Tú puedes! 14. Hallar la razón entre el área lateral y el volumen del cono recto, si: r=4 cm. r 60º 15. En un cono de revolución, el radio mide 4 dm y la generatriz mide 8 dm. Calcular el área lateral de un cilindro que tenga la misma altura y el doble del radio del cono. 16. En una pirámide triangular regular, el producto del apotema con la arista básica es 8 m2, hallar el área lateral de dicha pirámide. 17. En el cono, la medida del ángulo AOB=90º y el radio de la base es 2 cm. Hallar su volumen (AB es diámetro de la base). A B O 2 18. En un cilindro circular recto, se encuentra ins- crita una esfera. Si el área lateral del cilindro es 100 cm2, calcular el área de la esfera. 1. Se tiene un cubo de 2 dm de arista y una esfera inscrita en él. En su vértice "A" del cubo y a una distancia "x" de él, se señalan los puntos "P", "Q" y "R" en las aristas que confluyen en "A". Determinar el volumen de la pirámide APQR, si el plano PQR es tangente a la esfera. 2. Dada una pirámide hexagonal, la arista de la base es "b". Si la arista lateral mide "3b", hallar la distancia del pie de la altura a una arista lateral. 3. En un cono de revolución, se inscriben dos esferas de radios 2 y 6 dm. Calcular el volumen del cono. 4. Se construye un cono circular recto de 10 dm de altura y se le inscribe una esfera de 8 dm de diámetro. ¿Cuál es el volumen del cono? Aplicación cotidiana 19. Un recipiente sin tapa tiene la forma de una pirámide regular invertida, donde su altura mide 3 pies y su base es un hexágono inscrito en una circunferencia de diámetro igual a 2 pies. Se desea pintar 100 de estos recipientes por dentro y por fuera, para lo cual se utilizará pintura, donde con un galón se puede pintar 470 pies cuadrados. Determine la cantidad de galones de esa pintura que se necesitarán para pintar los 100 recipientes. 20. Un globo esférico contiene originalmente 32 /3'cm3 de aire. Luego de inflarlo más, se halla que su diámetro ha crecido 2 cm. Determine el volumen de aire que se incrementó. Geometría 4to - IV Bim.indd 246 31/10/2014 11:51:11 a.m. 247246 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central:619-8100 Geometría Unidad IX 2 Conceptos básicosPractica en casa 18:10:45 1. Indicar si es verdadero (V) o falso (F), según co- rresponda: • La esfera se genera al hacer girar a un semicírculo 180º alrededor de su diámetro. .............................................(__) • En un cono circular recto, la generatriz puede ser menor a la altura. .................(__) 2. Relacionar correctamente, sabiendo que "r", "g" y "h" son el radio, la generatriz y la altura de un cono respectivamente y además "R" es el radio de una esfera. I. Área total a. r2h/3 II. Volumen de la esfera b. rg+ r2 III. Volumen del cono c. 4 R3/3 d. 4 R2 3. Una pirámide cuadrangular regular, tiene como arista básica 12 cm y como apotema 10 cm. Calcular el área total y el volumen del sólido. 4. La generatriz de un cono recto es de 2 10 cm y el diámetro de la base es de 4 cm. Calcular el área total y el volumen del sólido. 5. Graficar una esfera donde el número que ex- presa su volumen es el triple del número que expresa su área. Calcular su volumen. 6. Sean "r" y "R" los radios de una semiesfera y una esfera cuya relación de volúmenes es de 1 a 16. Calcular: r/R. 7. Una pirámide regular tiene como arista básica 6'cm y como altura 12 cm. Esta pirámide es cor- tada mediante un plano paralelo a la base y que dista 3 cm del vértice. Calcular el área de la sección que determina dicho plano. 8. Un cono recto de 6 cm de radio, es cortado mediante un plano paralelo a su base, determi- nando una sección de 3 cm de radio. Calcular la relación de volúmenes del cono menor deter- minado y del cono inicial. 9. Una esfera es cortada mediante un plano que dista 5 cm de su centro y determina un círculo de 144 cm2 de área. Calcular la longitud del radio de la esfera. 10. Del gráfico, hallar el área total del cono. 10 74º 11. En un cono recto de revolución, el punto medio de una generatriz dista de la base 6 dm. Si el ra- dio es de 4 dm, calcular la capacidad de dicho cono. 12. Hallar el volumen que se genera al rotar 360º, la región sombreada, sobre la recta "L". B L A C 10 37º 45º 13. Calcular el radio de una esfera equivalente a un cubo de arista 4 cm. 14. Calcular el área generada al rotar 360º el arco AB sobre AO. B A O 4u 4u 15. La arista de una pirámide cuadrangular regular mide 12 y el volumen del sólido es de 384 3. Calcular el área total de dicha pirámide. 16. Calcular el volumen generado al rotar 360º so- bre , la región sombreada. L 3 5 Geometría 4to - IV Bim.indd 247 31/10/2014 11:51:12 a.m. 249248 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaPirámide - Cono - Esfera 17. Calcular el área de la superficie esférica, si: MN=7 , ("T" y "P" son puntos de tangencia). 37º M N P T 18. Se tiene una pirámide regular de base cuadrada y volumen igual a 270 dm3. Si la arista mide 9'dm, calcular la altura del sólido. 19. En la figura se muestra el desarrollo de un cono recto. Calcular el volumen del cono. 8 8 20. La generatriz de un cono mide 12 dm y la super- ficie lateral desarrollada forma un semicírculo. Calcular el volumen de dicho cono. Geometría 4to - IV Bim.indd 248 31/10/2014 11:51:12 a.m. 249248 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría 3 Síntesis teórica Repaso En este capítulo aprenderemos: • A reconocer los elementos asociados a los prismas, pirámides, cilindros, conos y esferas. • A aplicar las relaciones para el cálculo de longitudes, áreas y volúmenes en los diferentes sólidos mencionados anteriormente. ESFERA PIRÁMIDES y CONOS PRISMAS y CILINDROS LOS SÓLIDOS GEOMÉTRICOS MÁS USUALES h r g Base Altura Base Cara lateral Geometría 4to - IV Bim.indd 249 31/10/2014 11:51:13 a.m. 251250 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 GeometríaRepaso Conceptos básicosAprende más... Conceptos básicosAplica lo comprendido 10 x 5 50 1. Una recta pasa por los puntos A(3; 5) y B(- 1; - 8). Calcular la ecuación de dicha recta. 2. Una recta L1, pasa por los puntos P(1; 0) y Q(6; 4). Calcular la ecuación de otra recta L2 que es perpendicular a L1 y que pasa por el punto (- 5; 1). 3. Los vértices de un triángulo ABC tienen como coordenadas A(2; 8), B(- 6; - 2) y C(6; - 4). Calcular las coordenadas del baricentro y el área de dicho triángulo. 4. El volumen de un cubo es 64 m3. Calcular el volumen de un tetraedro regular cuya arista mide igual que la del cubo. 5. Calcular el volumen de una esfera circunscrita a un cubo cuya diagonal mide 6 3 m. 6. Hallar el volumen de una pirámide cuadrangular regular, cuya arista básica mide 10 m y la apotema de la pirámide mide 13 m. 7. El volumen de un cilindro recto es de 36 m3. Calcular el volumen del prisma hexagonal regular, inscrito en dicho cilindro. 8. Calcular el volumen de un octaedro regular, cuya diagonal es igual a la diagonal de un paralelepípedo rectangular cuyas dimensiones son 3; 4 y 5 m. 1. Indicar si es verdadero (V) o falso (F), según co- rresponda: • El cono recto de revolución, es generado por la rotación de un rectángulo al girar alrededor de uno de sus lados. ............(__) • El área de una esfera de diámetro "d" es igual a 8 d2. .......................................(__) • Una pirámide hexagonal tiene siete caras. ..................................................(__) 2. Una esfera de 4 cm de radio, es cortada median- te un plano que pasa por su centro. Calcular el área de una de las partes que se determina. 3. La diagonal de un paralelepípedo rectangular es 5 2 m. Sabiendo que sus dimensiones están en progresión aritmética de razón 1 m, hallar el volumen del sólido. 4. ¿Cuál es la distancia entre los puntos P(- 1; 4) y Q(5; - 4)? 5. Calcular la pendiente de la recta: L: 4x - 2y+1=0 6. Calcular la pendiente de la recta: L: 3x+5y - 1=0 7. Del gráfico, hallar "x+y" y x A(- 4; 4) (0; - 3) P(x; y) 8. En un cubo se inscribe una esfera de radio "r". El volumen del cubo será: 9. Una esfera se encuentra inscrita en un cilindro recto. Luego, la relación de los volúmenes de estos sólidos es: Geometría 4to - IV Bim.indd 250 31/10/2014 11:51:13 a.m. 251250 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Central: 619-8100 Geometría Unidad IX 3 Conceptos básicos¡Tú puedes! 10. La figura muestra a un tetraedro regular y a un hexaedro regular. Si sus aristas están en la rela- ción de 2 a 3, calcular la relación de sus áreas. 11. En el problema anterior, la relación de volúme- nes de los sólidos es: 12. Un cilindro recto está inscrito en un prisma cua- drangular regular de 10 m de altura. Calcular el volumen del cilindro, si la diagonal de la base del prisma mide 12 2 m. 13. Calcular el volumen de un cono circular recto, cuya generatriz mide 18 y su área total es igual a la de un círculo de 12 de radio. 14. Si la distancia de un vértice a la diagonal del cubo mide 6 cm, hallar su volumen. 15. Se tiene una pirámide regular cuadrangular, cuyo apotema es igual al lado de la base y su área lateral es de 128 m2. Calcular la altura de la pirámide. 16. Hallar el volumen de una esfera inscrita en un cono recto, en el cual el radio de la base y la altura miden 6 y 8 cm respectivamente. 17. La relación de áreas de una esfera inscrita y otra circunscrita a un cubo es: 18. Se tieneun cono circunscrito a dos esferas cu- yos radios miden 1 y 3 . ¿Cuál es el volumen del cono? 19. Una empresa necesita enlatar productos para exportación y los requerimientos exigidos son: que el envase debe ser cilíndrico, con una ca- pacidad de 400 cm3 y un diámetro de longitud igual a 15 cm. Si se desea colocar una etiqueta adhesiva que recubra la superficie lateral exter- na, ¿cuánto material deberá utilizarse en la ela- boración de 1 000 latas? 20. Se nos ha entregado una orden de trabajo para producir 1 000 cojinetes de bronce, cuyas espe- cificaciones son: 5 cm de radio exterior, 4 cm de radio interior y 3 cm de largo. Además se sabe que en el proceso de fundición del bron- ce se tiene una pérdida del 10% del material fundente. ¿Qué cantidad de bronce (cm3) hay que considerar en la fundición para obtener el número de cojinetes que se nos ha solicitado? 1. Si los vértices de un triángulo son: A(1;1), B(- 1; 5) y C(5; 3), calcular la longitud de la mediana relativa al lado AB. 2. En el triángulo anterior, determine la longitud de la mediana relativa al lado AC. 3. Del gráfico, calcular el área de la región sombreada: A(- 2; 0) C(3; - 8) B(7; - 2) y x Geometría 4to - IV Bim.indd 251 31/10/2014 11:51:13 a.m. Repaso 252 TRILCE Colegios www.trilce.edu.pe Conceptos básicosPractica en casa 18:10:45 1. Indicar si es verdadero (V) o falso (F), según co- rresponda: • En un paralelepípedo, el cuadrado de su diagonal es igual a la suma de los cuadra- dos de sus tres dimensiones. ................(__) • El área de una esfera de diámetro "d" es igual a 4 d2. ....................................(__) • El cono recto de revolución, es generado por la rotación de un triángulo rectángulo al girar alrededor de uno de sus catetos. ......................................(__) 2. ¿Cuántas losetas cuadradas de 20 cm de lado, se necesitan para recubrir las caras de una pis- cina que tiene la forma de un paralelepípedo rectangular de 10 m de largo por 6 m de ancho y 3 m de profundidad? 3. Calcular el área total de un paralelepípedo rec- tangular cuya diagonal mide 50 cm y la suma de sus tres dimensiones es 82 cm. 4. La generatriz y la longitud de la base de un ci- lindro recto miden 6 cm cada una. Hallar el vo- lumen de dicho cilindro. 5. Halle la ecuación de la recta que pasa por A(1; 2) y B(3; 5). 6. ¿Cuál es la distancia entre los puntos P(- 1; 2) y Q(2; - 2)? 7. Hallar la ecuación de la recta que pasa por los puntos P(1; 2) y Q(3; - 2). 8. El número que expresa el volumen de una esfe- ra es igual a dos veces el número que expresa su área. Luego el volumen de la esfera es: 9. ¿En qué relación se encuentran los volúmenes de un cilindro recto y un cono recto inscrito en el cilindro? 10. Calcular el área total de un cono recto, si su generatriz mide 26 m y su altura 24 m. 11. Calcular la ecuación de la recta, que pasa por (1; 1) y sea perpendicular a la recta: L1: 3x+2y - 1=0 12. Hallar la ecuación de la recta que pasa por P(3; 2) y sea paralela a la recta L1: x+2y+1=0 13. Si dos vértices opuestos de un cuadrado son A(1; 3) y C(7; 9), calcular el perímetro del cuadrado. 14. Se tiene un prisma cuadrangular regular, de al- tura igual a la diagonal de su base. Si su área lateral es 64 2 m, hallar su volumen. 15. Calcular el apotema de una pirámide cuadran- gular regular de 384 cm3 de volumen y cuya altura mide 8 cm. 16. Se tiene una pirámide regular hexagonal, cuyo perímetro de la base es 36 cm y su altura mide igual a la diagonal de su base. Calcular el volu- men del sólido. 17. Calcular el área de la esfera circunscrita a un cubo, si el área de la esfera inscrita es 60 2. 18. Se tiene un prisma triangular regular de 8 cm de altura. Si el radio de la circunferencia inscrita en su base mide 2 cm, hallar el volumen del prisma. 19. La generatriz y el diámetro de la base de un ci- lindro recto son congruentes. Si su área lateral es de 16 dm2, hallar su volumen. 20. Hallar el volumen del sólido que se genera al girar 360º, la región de un triángulo rectángulo, alrededor de un cateto que mide 12 m, sabien- do que su hipotenusa mide 15 cm. 4. Se tiene un triángulo ABC, cuyos vértices son: A(3; - 5), B(- 7; 13) y C(0; 9). Calcular el área del triángulo formado por los puntos medios de los lados del triángulo ABC. 5. Si el punto medio del segmento cuyos extremos son: A(m+n; 9) y B(- 5; m - n) es M(5; 3), calcular "m/n". Geometría 4to - IV Bim.indd 252 31/10/2014 11:51:14 a.m.
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