Problema resuelto al detalle
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Cuántas copias del triángulo 3-4-5 original caben en la ampliación 5 pasos
Si se duplica cada lado de un triángulo de 3-4-5, el área no se duplica. Calcule cómo varía cada magnitud y cuántas copias del original caben en la ampliación.
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Escalar los tres lados por el mismo factor mantiene el triángulo semejante, y 6-8-10 sigue cumpliendo el teorema de Pitágoras, como debe ser, ya que la relación es homogénea respecto de los lados.
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El perímetro es una suma de longitudes, por lo que se escala por el mismo factor. Doce se convierte en veinticuatro.
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El área es el producto de dos longitudes, de modo que se escala por el factor al cuadrado. Seis se convierte en veinticuatro, el mismo número que el perímetro en este caso, lo cual es una coincidencia de estos lados en concreto y un buen motivo para no extraer conclusiones a partir de un solo ejemplo.
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Los ángulos no cambian en absoluto. Dependen únicamente de las proporciones entre los lados, y el escalado no altera ninguna de esas proporciones, que es precisamente lo que significa que sean semejantes.
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Por lo tanto, en la ampliación caben cuatro copias del original, y se puede comprobar a simple vista: el triángulo duplicado se divide en cuatro triángulos congruentes con el original.
Respuesta
La herramienta muestra lados de 6, 8 y 10, un perímetro de 12 → 24, un área de 6 → 24, los mismos ángulos y 4 copias que encajan. La regla cabe en una línea: la longitud varía según k; el área, según k²; el volumen, según k³; y los ángulos, según k⁰. El exponente coincide con la dimensión de la magnitud medida. Por eso, si duplicas el tamaño del molde de una receta, la superficie de la base se cuadruplica y el bizcocho sale mal. También explica por qué un animal el doble de alto soportaría ocho veces el peso sobre una sección transversal de hueso solo cuatro veces mayor: la tensión mecánica de sus patas se duplicaría, de modo que no puede ser una simple copia ampliada de sí mismo. Ajusta el factor a 3 y el área se multiplicará por nueve.
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Ruta de aprendizaje
Las reglas del triángulo y de dónde salen
Referencias (3)
- Equal angles give proportional sides: Euclid, Elements, Book VI, Proposition 4 — "In equiangular triangles the sides about the equal angles are proportional." David E. Joyce's edition, Clark University.
- The area result, and the phrase "duplicate ratio": Euclid, Elements, Book VI, Proposition 19 — "Similar triangles are to one another in the duplicate ratio of the corresponding sides." David E. Joyce's edition, Clark University.
- Thales and the shadow measurement: J. J. O'Connor and E. F. Robertson, "Thales of Miletus", MacTutor History of Mathematics Archive, University of St Andrews — which sets out the ancient reports of the pyramid measurement and their disagreements.