PAU La Rioja (2026) Una empresa fabrica dos tipos de herramientas, A y B. Para su elaboración utiliza madera y acero. Para fabricar una herramienta A se necesitan 300 gramos de madera y 100 gramos de acero; en el caso de B, las cantidades requeridas son 100 y 200 gramos respectivamente. Dispone diariamente de un máximo de 3 kilogramos de madera y 2 kilogramos de acero. Estas herramientas le proporcionan un beneficio de 20 euros por unidad de A y de 15 euros por cada una de B. Además, se deben fabricar diariamente al menos 2 herramientas de tipo A y al menos 3 de tipo B. Se pide:
(0,5 PUNTOS) Plantea el problema de programación lineal para maximizar el beneficio de la empresa.
(0,5 PUNTOS) Representa la región factible S.
(0,5 PUNTOS) Calcula las coordenadas de los vértices de dicha región S.
(0,5 PUNTOS) Calcula el número de herramientas de cada tipo que se deben preparar para que el beneficio sea máximo.
a)
Lo primero que hacemos es definir las variables que vamos a usar en este ejercicio:
$x$: Número de herramientas de tipo A.$y$: Número de herramientas de tipo B.
Función objetivo (Maximizar el beneficio):
$$f(x,y) = 20x + 15y$$
Restricciones:
b) Región factible $S$ y c) Coordenadas de los vértices
Dibujamos las rectas y nos sale la siguiente región factible:
Al cruzar estas rectas correctas en el plano, la región factible sigue siendo un cuadrilátero, pero con vértices completamente enteros. Los obtenemos resolviendo los sistemas de ecuaciones de las líneas que se cruzan:
Cruce de los mínimos ($x=2$ e $y=3$): Vértice $A = (2, 3)$
Cruce de $y=3$ con la recta de la madera ($3x + y = 30$):$3x + 3 = 30 \implies 3x = 27 \implies x = 9$
Vértice $B = (9, 3)$ (Cumple la restricción de acero porque $9 + 2(3) = 15 \le 20$)
Cruce de las dos restricciones de materiales ($3x + y = 30$ y $x + 2y = 20$): Multiplicamos la segunda por 3: $3x + 6y = 60$
Restamos la primera: $5y = 30 \implies y = 6$
Sustituimos para hallar $x$: $x + 2(6) = 20 \implies x = 8$
Vértice $C = (8, 6)$Cruce de $x=2$ con la recta del acero ($x + 2y = 20$):$2 + 2y = 20 \implies 2y = 18 \implies y = 9$
Vértice $D = (2, 9)$ (Cumple la restricción de madera porque $3(2) + 9 = 15 \le 30$)
d) Optimización (Beneficio máximo) Evaluamos la función objetivo $f(x,y) = 20x + 15y$ en cada uno de los 4 vértices obtenidos:
PAU 2026 La Rioja Una fábrica de café envasa su producto en paquetes cuyo peso sigue una distribución normal de media $\mu$ desconocida y desviación típica $\sigma$. Se ha tomado una muestra aleatoria de 100 paquetes, cuyo peso medio ha sido 500 gramos, y se ha calculado el siguiente intervalo de confianza al 91% para estimar $\mu: (496.6, 503.4)$. Se pide:
Calcula el valor de la desviación típica ( $\sigma$).
Con la misma muestra y la misma $\sigma$: si ahora se pretende que el error cometido en la estimación sea a lo sumo de 2,94 gramos, razona si el nivel de confianza ahora sería mayor o menor que 91%.
PAU 2026 La Rioja En un importante evento deportivo, se sabe que el 1% de los participantes consume algún tipo de sustancia prohibida. Para detectar si este consumo ha tenido lugar o no, se puede hacer una determinada prueba. Dicha prueba detecta falsos positivos en un 2%, y falsos negativos, en un 6%. El día del evento, se elige un deportista al azar y se le hace la prueba, se pide:
Calcula la probabilidad de que haya consumido algún tipo de sustancia prohibida y la prueba haya dado positiva.
Si el deportista ha dado positivo en la prueba, calcula la probabilidad de que haya consumido algún tipo de sustancia prohibida.
Sea $A = $ El suceso tomar una sustancia prohibida. \( A^c = A'= \overline{A} = \) No tomar la sustancia prohibida.
Sea $B = $ El suceso dar positivo. \( B^c = B' = \overline{B} = \) dar negativo.
$a)$ Hay que recorrer el árbol según $A$ y después la rama del $B$.
Se multiplican las probabilidades:
\[ P(A \cap B) = P(A) \cdot P(B|A) = \mfrac{1}{100} \cdot \mfrac{94}{100} = \mfrac{94}{10.000} = \mfrac{47}{5.000} \]
\[ \mfrac{47}{ 5.000 } \approx 0,0094 (\text{ es decir, aproximadamente un } 0,94\% \text{ de probabilidad). } \]
$b)$ Tenemos que aplicar el Teorema de la Probabilidad Total.
\[ P(A | B) = \mfrac{ P(A \cap B) }{P(B)} = \mfrac{ P(A \cap B) }{ P(A \cap B) + P( \overline{A} \cap B) } = \mfrac{ \mfrac{94}{10.000} }{ \mfrac{94}{10.000} + \mfrac{198}{10.000} } = \mfrac{94}{ 94 + 198 } = \mfrac{94}{ 292 } = \mfrac{47}{ 146 } \]
\[ \mfrac{47}{ 146 } \approx 0,3219 (\text{ es decir, aproximadamente un } 32,19\% \text{ de probabilidad). } \]
Si $\alpha$ están en el dominio de la función $f(x)$ entonces:
\[ \mintd{\alpha}{\alpha}{ f(x) }{dx} = 0 \]
Si $f(x)$ es integrable en $[a, b]$ entonces:
\[ \mintd{ a }{ b }{ f(x) }{dx} = - \mintd{ b }{ a }{ f(x) }{dx} \]
Si $f(x)$ es integrable en $[a, b]$ y $\beta \in \R$ entonces:
\[ \mintd{ a }{ b }{ \beta \cdot f(x) }{dx} = \beta \cdot \mintd{ a }{ b }{ f(x) }{dx} \]
Si $f(x)$ es constante, $f(x) = c$, es integrable en $[a, b]$ y $ c \in \R$ entonces:
\[ \mintd{ a }{ b }{ f(x) }{dx} = \mintd{ a }{ b }{ c }{dx} = c \cdot \mintd{ a }{ b }{ }{dx} = c \cdot \Bigg [ x \Bigg ]^b_a = c \cdot (b - a) \]
Si $f_1(x), f_2(x), \ldots, f_n(x)$ son integrables en $[a, b]$ entonces:
\[ \mintd{ a }{ b }{ (f_1(x) \pm f_2(x) \pm \ldots \pm f_n(x)) }{dx} = \mintd{ a }{ b }{ f_1(x) }{dx} \pm \mintd{ a }{ b }{ f_2(x) }{dx} \pm \ldots \mintd{ a }{ b }{ f_n(x) }{dx} \]
Si $f(x)$ es integrable en un intervalo cerrado $[a, b]$ que contiene a tres valores $c,\ d\ \text{ y } \ e$ de forma que $c \leq d \leq e$ entonces:
\[ \mintd{ c }{ e }{ f(x) }{dx} = \mintd{ c }{ d }{ f(x) }{dx} + \mintd{ d }{ e }{ f(x) }{dx} \]
La variable de integración en una integral definida no afecta en el resultado final, por eso se le llama variable muda. Esto significa que puedes cambiar el nombre de la variable de integración sin alterar el valor de la integral, siempre que seas coherente dentro de la expresión.
\[ \mintd{ a }{ b }{ f(x) }{dx} = \mintd{ a }{ b }{ f(t) }{dt} \]
Integral de funciones simétricas:
\( \bullet \) Si $f(x)$ es par, es decir, $f(-x) = f(x)$, entonces \( \mintd{-a}{a}{f(x)}{dx} = 2 \cdot \mintd{0}{a}{f(x)}{dx} \)
\( \bullet \) Si $f(x)$ es impar, es decir, $f(-x) = -f(x)$, entonces \( \mintd{-a}{a}{f(x)}{dx} = 0 \)
Propiedades de comparación:
Si $f(x) \geq 0$ en $a \leq x \leq b$, entonces \( \mintd{a}{b}{f(x)}{dx} \geq 0 \)
Si $f(x) \geq g(x) $ en $a \leq x \leq b$, entonces \( \mintd{a}{b}{f(x)}{dx} \geq \mintd{a}{b}{g(x)}{dx} \)
Si $m \leq f(x) \leq M$ en $a \leq x \leq b$, entonces \( m \cdot (b - a) \leq \mintd{a}{b}{f(x)}{dx} \leq M \cdot (b - a) \)
La fórmula de cuadratura de Cavalieri:
\[ \mintd{0}{a}{x^n}{dx} = \mfrac{1}{n + 1} \cdot a^{n+1} \qquad , n \geq 0 \]
Integral indefinida es:
\[ \mint{x^n}{dx} = \mfrac{1}{n + 1} \cdot x^{n + 1} + C, \qquad n \neq 1 \]
\( \bullet \) Ejercicio 1:
\( \bullet \) Ejercicio 2:
\( \bullet \) Ejercicio 3:
Lo primero es ver los puntos de corte de cada función con el eje $X$, el eje de abscisas:
Para $y = \msqrt{4 - x}$ Si $y = 0 \implies 4 - x = 0 \implies x = 4$
Para $y = \msqrt{4 - 4x}$ Si $y = 0 \implies 4 - 4x = 0 \implies x = 1$
Luego el área total se calcula de la siguiente forma:
\[ A_t = \mintd{ 0 }{ 4 }{ \msqrt{4 - x} }{dx} - \mintd{ 0 }{ 1 }{ \msqrt{4 - 4x} }{dx} (1) \]
Para calcular las integrales las ponemos como potencias, es decir, $y = (4 - x)^{1/2}$ e $y = (4 - 4x)^{1/2}$, es más fácil y directa:
Las cónicas se pueden ver como la intersección de un plano que interseca con un cono doble, según el plano de inclinación la intersección produce circunferencias, elipse, parábolas e hiérbolas. Este es el enlace en GeoGebra.
Una cónica viene determinada por cinco puntos, siempre que tres de ellos no estén alineados.
Excentricidad
La excentricidad no es solo un número; mide la forma «estirada» o «achatada» de la curva.
La distancia entre los focos se llama distancia focal. El punto medio del segmento que une los focos es el centro de la cónica y la recta que pasa por los focos se llama eje focal. Si $c$ es la semidistancia focal y $a$ es el semiejemayor, entonces:
$$ \text{ Se define excentricidad } \epsilon = \dfrac{\ c \ }{ a } $$
La excentricidad mide cuánto se «desvía» una sección cónica de ser un círculo perfecto. En una elipse, la excentricidad está entre 0 y 1 ($0 < e < 1$). Cuanto más cerca está de 0, más redondeada es; cuanto más cerca de 1, más «achatada». La circunferencia es el caso límite de la elipse donde los dos focos coinciden en un mismo punto (el centro). Al no haber distancia entre los focos, no hay «forma atachada» y la excentricidad es nula.
Forma Estándar de las Secciones Cónicas con Centro en el punto $(h, k)$
$$ \text{ La ecuación general de un cónica es: } \Large Ax^2 + Bxy + Cy^2 + Dx + Ey + F = 0 $$
A partir de esta ecuación podemos saber el tipo de cónica.
¿Qué representa cada término?
$Ax^2 + Bxy + Cy^2$ son los términos cuadráticos. El término $xy$ indica si la cónica está rotada respecto a los ejes.
$Dx + Ey$ son los términos lineales que indican si la cónica está desplazada del origen.
$F$ es el término independiente.
Cómo saber qué figura es.
Para identificar la cónica cuando no hay rotación ($B = 0$), nos fijamos en los coeficientes $A$ y $C$:
Si $A = C \implies $ Circunferencia.
Si $A = 0 \lor C = 0 \implies $ Parábola (solo una variable está al cuadrado).
Si $A \neq C$, pero con el mismo signo $\implies $ Elipse.
Si $A \neq C$, pero con signo opuesto $\implies $ Hipérbola.
Si la cónica está rotada $B \neq 0$, identificamos la figura usamos la fórmula $\Delta = B^2 - 4 \cdot A \cdot C$. Según el resultado, sabemos la cónica sin dibujarla:
Si es $\Delta < 0$ es elipse o circunferencia.
Si es $\Delta = 0$ es parábola.
Si es $\Delta > 0$ es hipérbola.
Nota: Una circunferencia nunca está rotada, por eso siempre $B = 0$.
Si $A = B = C = 0$ tenemos una recta, es el caso de cónica degenerada. Las cónicas degeneradas pueden ser: un punto, una recta o un par de rectas secantes.
La circuferencia:
Es el lugar geométrico de los puntos de plano que equidistan de otro punto llamado centro.
Ecuación de la circunferencia:
Punto de plano $P = (x, y)$, centro $C =(h, k)$ y la distancia constante $r$:
$$ d(P, C) = r \Leftrightarrow \sqrt{(x - h)^2 + (y - k)^2} = r \iff (x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2 $$
La excentricidad en la circunferencia es cero. Los focos coinciden con el centro de la circunferencia. El semieje mayor (es el mismo que el semieje menor) y coinciden con el radio.
$$ \epsilon = \dfrac{\ c \ }{ a } = \dfrac{\ 0 \ }{ r } = 0 $$
Ejemplos:
Ecuación de la circunferencia centrada en el origen de radio 5:
$$ x^2 + y^2 = 5^2 $$
Ecuación de la circunferencia centrada en el punto $C =(2, -4)$ y de radio 1:
$$ (x-2)^2 + (y + 4)^2 = 1^2 $$
Si desarrollamos la ecuación de un circunferencia de centro $(h, k)$ tenemos que:
$$ (x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2 \Rightarrow x^2 - 2xh + h^2 + y^2 - 2yk + k^2 - r^2 = 0 \Rightarrow x^2 + y^2 - 2hx - 2ky +h^2 + k^2 - r^2 = 0$$
Hacemos $m = -2h$, $ n = -2k$ y $ o = h^2 + k^2 - r^2$ tenemos:
$$ x^2 + y^2 + mx + ny + o = 0, \text{ que es la ecuación general de una cónica con } A = C = 1, B = 0, D = m, E = n \text{ y } F = o $$
La elipse:
Es el lugar geométrico de todos los puntos del plano, tales que la suma de las distancias a otros dos puntos fijos, llamados focos, es constante.
La distancia entre los focos se llama distancia focal. El punto medio del segmento que une los focos es el centro de la elipse y la recta que pasa por los focos se llama eje focal.
Si $c$ es la semidistancia focal y $a$ es el semiejemayor, entonces:
$$ \text{ Se define excentricidad } \epsilon = \dfrac{\ c \ }{ a } $$
Observación: En una elipse la excentricidad está entre 0 y 1, $ \epsilon \ \in \ (0, 1)$
Nota: La circunferencia es una elipse de excentricidad cero. Como $ a = b \Rightarrow c = 0 \Rightarrow \epsilon = 0 $
$$ d(P, F) + d(P, F') = 2a$$
La distancia es dos veces el semieje mayor de longitud $a$ (en este caso situado en el eje $OX$ o eje de abscisas). El semieje menor de longitud $b$ situado en el eje $OY$ o eje de ordenadas.
En una elipse tenemos que $a^2 = b^2 + c^2$ y así la ecuación de una elipse nos queda:
Si suponemos que la elipse está centrada en el origen de coordenadas, el semieje mayor está en el eje $X$, las coordenadas de los focos son $F = (c, 0)$ y $F' = (-c, 0)$ respectivamente y las coordenadas del punto es $P(x, y)$ tenemos:
Sabiendo que los focos están en los puntos $F_1 = (h - c, k)$ y $F_2 = (h + c, k)$
$$ \dfrac{\ \ (x - h)^2 \ \ }{a^2} + \dfrac{\ \ (y - k)^2 \ \ }{b^2} = 1 \qquad (*) $$
Y si el eje mayor está en la vertical, es decir, en el eje de ordenadas, la ecuación sería:
$$ \dfrac{\ \ (x - h)^2 \ \ }{b^2} + \dfrac{\ \ (y - k)^2 \ \ }{a^2} = 1 $$
Desarrollando la ecuación (*) tenemos que:
$$ a^2(x^2 - 2xh + h^2) + b^2(y^2 - 2yk + k^2) = a^2b^2 \Rightarrow $$
$$a^2x^2 + b^2y^2 + x(-2a^2h) + y(-2b^2k) + a^2h^2 - a^2b^2 + b^2k^2 = 0 $$
Hacemos $p = a^2, q = b^2, B = 0, r = -2a^2h, s = -2b^2k$ y $ t = a^2h^2 - a^2b^2 + b^2k^2$ tenemos:
$$px^2 + qy^2 + rx + sy + t = 0$$
La hipérbola:
Es el lugar geométrico de los puntos del plano, tales que el valor absoluto de la diferencia de sus distancias a dos puntos fijos, llamados focos, es igual a la distancia entre los vértices, la cual es una constante positiva. Siendo esta constante menor a la distancia entre los focos, distancia focal.
\[ |d(P,F_1) - d(P,F_2)| = 2a \]
$$\msqrt{(x+c)^2 + y^2} - \msqrt{(x-c)^2 + y^2} = 2a $$
Paso 1: Aislar una raíz y elevar al cuadrado
$$\sqrt{(x+c)^2 + y^2} = 2a + \sqrt{(x-c)^2 + y^2}$$
Elevamos ambos miembros al cuadrado:
$$(x+c)^2 + y^2 = (2a)^2 + 2(2a)\sqrt{(x-c)^2 + y^2} + \left(\sqrt{(x-c)^2 + y^2}\right)^2$$
$$(x+c)^2 + y^2 = 4a^2 + 4a\sqrt{(x-c)^2 + y^2} + (x-c)^2 + y^2$$
Paso 2: Simplificar términos. Expandimos los binomios $(x+c)^2$ y $(x-c)^2$, y cancelamos $y^2$:
$$x^2 + 2xc + c^2 = 4a^2 + 4a\sqrt{(x-c)^2 + y^2} + x^2 - 2xc + c^2$$
Cancelamos $x^2$ y $c^2$ de ambos lados y agrupamos los términos con $xc$:
$$4xc - 4a^2 = 4a\sqrt{(x-c)^2 + y^2}$$
Dividimos todo entre 4 para simplificar:
$$xc - a^2 = a\sqrt{(x-c)^2 + y^2}$$
Paso 3: Elevar al cuadrado por segunda vezElevamos nuevamente para eliminar la raíz restante:
$$(xc - a^2)^2 = a^2 \left[ (x-c)^2 + y^2 \right]$$
$$x^2c^2 - 2xca^2 + a^4 = a^2 (x^2 - 2xc + c^2 + y^2)$$
$$x^2c^2 - 2xca^2 + a^4 = a^2x^2 - 2xca^2 + a^2c^2 + a^2y^2$$
Cancelamos el término $-2xca^2$ en ambos lados:
$$x^2c^2 + a^4 = a^2x^2 + a^2c^2 + a^2y^2$$
Paso 4: Agrupar variables y usar la sustitución $c^2 = a^2 + b^2$
Pasamos los términos con $x$ e $y$ a un lado y las constantes al otro:
$$x^2c^2 - a^2x^2 - a^2y^2 = a^2c^2 - a^4$$$$x^2(c^2 - a^2) - a^2y^2 = a^2(c^2 - a^2)$$
Aquí aplicamos el hecho que mencionas: si $c^2 = a^2 + b^2$, entonces $b^2 = c^2 - a^2$. Sustituimos:
$$x^2(b^2) - a^2y^2 = a^2b^2$$
Paso 5: Resultado final
Dividimos toda la ecuación por $a^2b^2$:
$$\mfrac{x^2b^2}{a^2b^2} - \mfrac{a^2y^2}{a^2b^2} = \mfrac{a^2b^2}{a^2b^2}$$
Es la ecuación estándar de la hipérbola.
$$\mfrac{x^2}{a^2} - \mfrac{y^2}{b^2} = 1$$
La excentricidad de una hipérbola. La distancia entre los vértices ($2a$) debe ser menor que la distancia focal ($2c$). En lenguaje matemático, esto se expresa como:$$a < c \implies \epsilon = \mfrac{c}{a} > 1 $$
La ecuación normal (o canónica) de la hipérbola centrada en el punto $(h, k)$;
Horizontal (que abre hacia la izquierda y hacia la derecha) es:
\[ \dfrac{(x - h)^{2}}{a^{2}} - \dfrac{(y - k)^{2}}{b^{2}} = 1 \]
Centro $ = (h, k)$
Vértices: $(\pm a, 0)$
Focos: $(\pm c, 0)$
$c^2 = a^2 + b^2$, donde $c$ es la distancia del origen al foco.
Asíntotas $y = \pm \mfrac{b}{a}x$
Vertical (abre hacia arriba y hacia abajo) es:
\[ \dfrac{(y - k)^{2}}{a^{2}} - \dfrac{(x - h)^{2}}{b^{2}} = 1 \]
Centro $ = (h, k)$
Vértices: $(0, \pm a)$
Focos: $(0, \pm 0)$
$c^2 = a^2 + b^2$, donde $c$ es la distancia del origen al foco.
Asíntotas $y = \pm \mfrac{a}{b}x$
Es el lugar geométrico de los puntos del plano que equidistan de un recta fija llamada directriz ($d$) y de un punto interior $F$ a la parábola llamado foco. El foco $F$ no pertenece a la directriz. La directriz no interseca a la parábola.
\[ d(P, F) = d(P, d) \]
La parábola centrada en el origen, los datos del foco y de la directriz son: \(F = (0, p) y d \equiv y = - p \)
\[ \msqrt{x^2 + (y - p)^2} = | y + p | \]
Elevamos al cuadrado:
\[ x^2 + (y - p)^2 = ( y + p )^2 \]
\[ x^2 + y^2 - 2yp + p^2 = y^2 + 2yp + p^2 \]
Se cancelan los $y^2$ y los $p^2$:
\[ x^2 - 2yp = 2yp \implies 4yp = x^2 \]
A $4p$ se le denomina lado recto de la parábola. Si $p$ es muy grande, la parábola se estrecha y si p es muy pequeño la parábola es más amplia.
Distancia focal ($p$): Parámetro que indica la magnitud de la distancia entre vértice y foco, así como entre vértice y directriz (ambas distancias son iguales). Entonces:
\[ \epsilon = \mfrac{c}{a} = \mfrac{p}{p} = 1 \]
Si la parábola está centrada en el origen, el eje focal es paralelo al eje Y o eje de ordenadas y la directriz es paralela al eje X o eje de abscisas, entonces la ecuación es de la forma:
La ecuación ordinario, normal o canónica de una parábola:
Vertical (que abre hacia arriba o hacia abajo) es:
\[ 4p(y - k) = (x - h)^{2} \]
$p$ es la distancia focal. Si $p > 0$ se abre hacia arriba, si $p < 0$ se abre hacia abajo.
Vértice $(h, k)$
Foco: $(h, k + p)$
La directriz es $y = k - p$
Horizontal (abre hacia la izquierda o hacia la derecha) es:
\[ (y - k)^{2} = 4p(x - h) \]
$p$ es la distancia focal. Si $p > 0$ se abre hacia la derecha, si $p < 0$ se abre hacia la izquierda.
Vértice $(h, k)$
Foco: $(h + p, k)$
La directriz es $x = h - p$
Ejemplos:
$$ x^2 = 4py $$
Si $p = \dfrac{1}{4} $ tenemos la parábola $y = x^2$
Ejercicios resueltos
Este ejercicio lo hacemos completando cuadrados a $x$ e $y$:
\[ x^2 + y^2 - 4x - 6y = 12 \implies x^2 -4x + 4 + y^2 - 6y + 9 = 12 + 4 + 9 \implies (x - 2)^2 + (y - 3)^2 = 5^2 \]
Es decir, la circunferencia centrada en el punto $(2, 3)$ y de radio 5.
La ecuación de la parábola viene dada por el vértice $(0, 0)$ y $x^2 = 4py$:
El lado recto es $4p$ y vale 8, luego la acuación de la parábola es: $8y = x^2 \implies y = \mfrac{x^2}{8}$
Vértice: $(0, 4)$ y los puntos en el suelo: $(2.5, 0)$ y $(-2.5, 0)$
La ecuación de la parábola viene dada por el vértice $(h, k)$ y $(x - h)^2 = 4p(y - k)$:
$$x^2 = 4p(y - 4)$$
Con el punto $(2.5, 0)$ vamos a calular el lado recto:
\[ (2,5)^2 = 4p(0 - 4) \implies 6,25 = -16p \implies 4p = \mfrac{6,25}{-4} = -1,5625 \]
Ya tenemos la ecuación de la parábola: $$x^2 = -1,5625(y - 4)$$
Para calcular la altura, centramos el coche de 3 metros, dejando 1,5 metros a cada lado del centro del tunel y despejamos $y$:
$$(1,5)^2 = -1,5625(y - 4) \implies 2,25 = -1,5625y + 6,25 \implies -4 = - 1,5625p \implies p = \mfrac{4}{1,5625} = 2,56 \text{m} $$
Iremos actualizando esta sección con los ejercicios que nos pidáis, para ello podéis mandar un correo a profesor.maties@gmail.com
«Las distancias desde un punto exterior a una circunferencia hasta los dos puntos de tangencia son siempre iguales.»
Explicación geométrica:
Punto Exterior (P): Considera un punto P fuera de una circunferencia.
Puntos de Tangencia (A y B): Desde P, traza dos rectas tangentes a la circunferencia, tocándola en los puntos A y B.
Radios (OA y OB): Traza los radios desde el centro (O) hacia los puntos de tangencia A y B.
Perpendicularidad: Un radio es siempre perpendicular a su recta tangente en el punto de tangencia (OA \(\bot\) PA, OB \(\bot\) PB).
Triángulos Congruentes: Los triángulos \(\triangle\)OAP y \(\triangle\)OBP son triángulos rectángulos que comparten la hipotenusa OP, tienen un cateto (OA y OB) igual al radio, y ambos son rectos en A y B. Por lo tanto, son triángulos congruentes (por el criterio Hipotenusa-Cateto).
Igualdad de Segmentos: Como los triángulos son congruentes, sus lados correspondientes también son iguales, lo que significa que la longitud del segmento PA es igual a la longitud del segmento PB (PA = PB).
«Si tres o más rectas paralelas son cortadas por dos rectas transversales, los segmentos determinados en una de las transversales son proporcionales a los segmentos correspondientes determinados en la otra»
Aplicaciones del Teorema de Tales:
Este teorema es la base para entender la semejanza de figuras y tiene aplicaciones muy prácticas, como:
Calcular alturas: a partir de establecer proporciones.
Dividir segmentos: Permite dividir una línea en partes exactamente iguales o proporcionales.
Escalas: Es fundamental en cartografía y arquitectura para reducir o ampliar dibujos manteniendo las proporciones reales.
¿Qué son Figuras Semejantes?
Dos figuras son semejantes cuando tienen la misma forma pero distinto tamaño. Es como hacer "zoom" en una foto: todo se agranda o se achica, pero no se deforma.Para que dos figuras sean semejantes, deben cumplir dos condiciones obligatorias:
Sus ángulos correspondientes son iguales (la forma no cambia).
Sus lados correspondientes son proporcionales.
Esto último significa que si divides un lado de la figura grande entre el lado correspondiente de la pequeña, siempre te da el mismo número. Ese número se llama Razón de Semejanza ($k$).
\[ \mfrac{\text{Lado Grande}}{\text{Lado Pequeño}} = k \]
Criterios de Semejanza de Triángulos:
Para saber si dos triángulos son semejantes, no hace falta medir todos sus lados y todos sus ángulos. Basta con que cumplan uno de los siguientes tres criterios:
Criterio 1: AA (Ángulo - Ángulo) Dos triángulos son semejantes si tienen dos ángulos iguales.¿Por qué? Porque como los tres ángulos de un triángulo siempre suman 180°, si tienen dos iguales, el tercero obligatoriamente también será igual. Es el criterio más usado en problemas de sombras y alturas.
Criterio 2: LLL (Lado - Lado - Lado) Dos triángulos son semejantes si sus tres lados son proporcionales.Ojo: No significa que midan lo mismo, sino que la división entre sus lados correspondientes da siempre el mismo resultado.
\[ \mfrac{a}{a'} = \mfrac{b}{b'} = \mfrac{c}{c'} = k \]
Criterio 3: LAL (Lado - Ángulo - Lado)Dos triángulos son semejantes si tienen un ángulo igual y los dos lados que lo forman son proporcionales.Es importante que el ángulo sea el que está en medio de los dos lados que conocemos.
El Caso Especial: Posición de Tales
En los exámenes, la forma más común de ver triángulos semejantes es uno metido dentro de otro. Esto se llama Triángulos en posición de Tales. Si cortas un triángulo con una línea paralela a uno de sus lados, el triángulo pequeño que se forma arriba es automáticamente semejante al triángulo grande total. Fórmula clave para ejercicios:
\[ \mfrac{\text{Altura Grande}}{\text{Altura Pequeña}} = \mfrac{\text{Base Grande}}{\text{Base Pequeña}} = \mfrac{\text{Sombra Grande}}{\text{Sombra Pequeña}} \]
Criterios para triángulos rectángulos:
Tienen un ángulo agudo igual (por ser ambos rectos y compartir uno agudo, aplican el criterio AA).
Sus catetos son proporcionales.
La hipotenusa y un cateto son proporcionales.
$\bullet \ $ Observa la siguiente figura y calcula GF y CD:
$\bullet \ $ Calcula el área del cuadrado:
$\bullet \ $ Comprueba, si las siguientes parejas de triángulos son o no semejantes.
Uno de lados 12, 9 y 4 y el otro, 12, 27 y 36.
Uno con ángulos 43° y 67°, y el otro, 70° y 67°.
$\bullet \ $ Las siguientes figuras son semejantes:
Halla la medida del lado AD.
Calcula la medida de los lados A'D', B'C' y C'D'.
$\bullet \ $ ¿Calcula el valor de $r$?
$\bullet \ $ Veamos un ejercicio para aplicar el Teorema de Tales:
El hombre está de pie.
Las paredes son verticales y paralelas.
Teorema de la altura:
En todo triángulo «rectángulo», la altura ($h$) relativa a la hipotenusa es el producto (la media geométrica) de las dos proyecciones de los catetos sobre la hipotenusa ($n$ y $m$).
$m$ es la proyección del cateto $c$ sobre la hipotenusaa $b$.
$n$ es la proyección del cateto $a$ sobre la hipotenusa $b$.
La hipotenusa $b$ es igual a la suma de las proyecciones de los catetos $b = n + m$.
La altura $h$ separa el triángulo rectángulo en otros dos triángulos rectángulos, el azul y el naranja.
Después del giro, los triángulos están en posición de Tales y son semejantes, luego:
\[ \mfrac{h}{n} = \mfrac{m}{h} \Rightarrow h^2 = m \cdot n \Rightarrow h = \msqrt{m \cdot n} \]
Teorema del cateto:
En todo triángulo rectángulo, un cateto (a o b) es la media geométrica entre la hipotenusa (c) y la proyección de ese cateto sobre ella (n o m).
En todo triángulo «rectángulo», un cateto ($a$ o $c$) es el producto (media geométrica) entre la hipotenusa (b) y la proyección de ese cateto ($n$ o $m$) sobre la hipotenusa.
$m$ es la proyección del cateto $c$ sobre la hipotenusaa $b$.
$n$ es la proyección del cateto $a$ sobre la hipotenusa $b$.
La hipotenusa $b$ es igual a la suma de las proyecciones de los catetos $b = n + m$.
Los tres triángulos son semejantes:
Si aplicamos el Teorema de Tales a la pareja de triángulos grande (azul claro) y el más pequeño (azul oscuro):
\[ \text{Trabajando con el cateto } c \text{ con la proyección } m \quad \mfrac{c}{m} = \mfrac{b}{c} \Rightarrow c^2 = m \cdot b \Rightarrow c = \msqrt{m \cdot b} \]
Si aplicamos el Teorema de Tales a la pareja de triángulos grande (azul claro) y el mediano (naranja):
\[ \text{Trabajando con el cateto } a \text{ con la proyección } n \quad \mfrac{a}{n} = \mfrac{b}{a} \Rightarrow a^2 = n \cdot b \Rightarrow a = \msqrt{n \cdot b} \]
Altura del triángulo rectángulo a partir de los lados
Si aplicamos el Teorema del Cateto tenemos:
\[ c^2 = m \cdot b \Rightarrow m = \mfrac{c^2}{b} \qquad \qquad a^2 = n \cdot b \Rightarrow n = \mfrac{a^2}{b} \]
Si sustituimos en la fórmula que nos da el Teorema de la Altura:
\[ h = \msqrt{m \cdot n} = \msqrt{ \mfrac{c^2}{b} \cdot \mfrac{a^2}{b} } = \msqrt{ \mfrac{c^2 \cdot a^2}{ b^2 } } = \mfrac{a \cdot c}{b} \]
Es decir, la altura de una triángulo rectángulo es el producto de los catetos dividido por la hipotenusa.
