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Área de un paralelogramo dados un lado y una perpendicular

Esto surgió ayer mientras daba clases particulares. Tal vez sea simple, pero han pasado unos 7 años desde la última vez que tomé geometría y no puedo entenderlo.

Paralelogramo dado $ABCD$ junto con la longitud de $\overline{AB}$ y la longitud de la perpendicular desde $D$ à $\overline{AB}$ ¿cómo se determina el área de $ABCD$ ?

Si la perpendicular cumple $\overline{AB}$ en un punto concreto, como su punto medio, entonces podríamos utilizar el Teorema de Pitágoras para hallar la hipotenusa del triángulo rectángulo que se forma, que es el otro lado del paralelogramo, y aplicar la fórmula de área habitual. Sin embargo, no encuentro ningún resultado en el libro que afirme tal cosa, y poner algunos ejemplos tampoco me convence.

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Oli Puntos 89

El área es la base multiplicada por la altura.

He aquí una prueba sólo ligeramente deshonesta. Necesitarás tijeras y papel. Haz un paralelogramo $ABCD$ . Para que este paralelogramo se parezca al que tengo en la cabeza, los vértices $A$ , $B$ , $C$ , $D$ están en orden antihorario la base $AB$ está en la parte inferior, y el punto $A$ está a la izquierda. Además, el paralelogramo se "inclina" hacia la derecha, pero no se inclina una cantidad ridícula.

Sea $P$ sea el punto donde la perpendicular $D$ se encuentra con la línea $AB$ . Si usted está dibujando la imagen que tengo en mente, $P$ está entre $A$ y $B$ . Trazar la perpendicular desde $C$ a la prolongación del segmento de recta $AB$ . Supongamos que esta perpendicular se encuentra con $AB$ ampliado a $Q$ .

Bien, ya está todo listo. Tenga en cuenta que los triángulos $APD$ y $BQC$ son congruente . Esto es fácil, los ángulos coinciden y $AD=BC$ .

Ahora coge unas tijeras, recortar $\triangle APD$ y coloque el triángulo cortado de modo que cubra $\triangle BQC$ . Así que hemos cortado nuestro paralelogramo en dos trozos, y hemos vuelto a ensamblar los trozos para formar el rectángulo $PQCD$ . Por tanto, el paralelogramo y el rectángulo tienen la misma área. Pero el área del rectángulo es claramente $PQ$ veces $DP$ que es $AB$ veces $PD$ .

Observación: Mi afirmación de que hice trampa puede resultar desconcertante. Pero dibuje el paralelogramo de modo que se incline ridículamente a la derecha, de modo que la perpendicular $DP$ se encuentra con la línea $AB$ a la derecha de $B$ . Entonces se rompe el argumento que acabamos de dar. Se puede arreglar.

Hay muchas matemáticas interesantes relacionadas con la disección de figuras geométricas y la reorganización de las piezas para formar otra figura geométrica. Por ejemplo, hay pruebas muy bonitas del Teorema de Pitágoras que se pueden cortar y pegar. También te puede interesar el Teorema de Bolyai-Gerwien.

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Erel Segal-Halevi Puntos 275

Es la fórmula común, área es base por perpendicular. Vamos a demostrarlo, a partir de la única fórmula para el área del rectángulo.

Que el pie de perpendicular de $D$ à $AB$ sea $D'$ y de $B$ à $CD$ sea $B'$ . Las longitudes dadas son $AB=CD=a$ y $DD'=BB'=h$ . Observamos que $AD'=CB'=x$ ángulos rectos en $D'$ y $B'$ y $DD'=BB'=h$ así que triángulos $ADD'$ y $CBB'$ son idénticos.

El área del rectángulo es $x\times y$ si $x$ y $y$ son las longitudes de los lados. Si trazamos la diagonal, obtenemos dos triángulos con áreas obviamente iguales, por lo que el área del triángulo rectángulo es $\frac{x\times y}2$ eran $x$ y $y$ son lados.

Aquí tenemos dos triángulos idénticos, por lo que su área (sumada) es $x\times h$ . También tenemos un rectángulo $D'BB'D$ que tiene lados $h$ y $a-x$ por lo que el área total del paralelogramo es $$A=h\times x+h\times (a-x)=h\times(x+a-x)=h\times a.$$

Esta es la fórmula más básica del paralelogramo. Como alternativa, pero un poco menos formal, se podría "cortar" $ADD'$ y encajarlo en $CB$ por lo que obtendrías un rectángulo con lados $a$ y $h$ .

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Observa la siguiente figura.

$\hspace{2 in}$enter image description here

$$\text{Area of the parallelogram}=\text{Area of}~~ \Delta ADB + \text{Area of}~~\Delta BCD $$

Ahora usa el hecho de que el área del triángulo es $\dfrac{1}{2}bh$ donde $b$ es la longitud de la base sobre la que la altura de longitud $h$ gradas.

Además, tenga en cuenta que $AB=CD$ en un paralelogramo y la distancia entre dos paralelas es la misma. (es decir) la longitud de la altura más gruesa es la misma que la de la altura más delgada.

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