ENTRE CIMAS Y SIMAS (#72)
ENTRE CIMAS Y SIMAS (#72):
Los puntos señalados en el rectángulo de la figura son los puntos medios
de dos lados del rectángulo.
¿Qué fracción del área del rectángulo está sombreada?
¿Y en este otro caso? ¿Sabrías generalizar el resultado a cualquier
número de triángulos en las mismas condiciones del problema?
Pistas:
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Observa las alturas de los triángulos y compárala con la del rectángulo.
Intenta expresar esas distancias como una fracción de la altura del
rectángulo.
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¿Qué tienen en común las alturas de los triángulos que tienen su base
sobre la línea horizontal?
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¿Qué relación existe entre las bases de los triángulos y la base del
rectángulo?
Solución:
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Las alturas de los triángulos son todas iguales y miden la mitad de la
altura del rectángulo.
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Las bases de los triángulos no se solapan y su suma coincide con la base
del rectángulo.
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El área sombreada coincide con la suma de las áreas de todos los
triángulos.
Llamemos b y h a la base y la altura del rectángulo,
respectivamente.
Llamemos \(b_{1}, \cdots , b_{n}\) y \(h_{1}, \cdots , h_{n}\) a las bases
y las alturas de cada triángulo, respectivamente.
$$Área \ (sombreada) = \frac{1}{2} \cdot b_{1} \cdot h_{1} + \cdots +
\frac{1}{2} \cdot b_{n} \cdot h_{n}=$$ $$= \frac{1}{2} \cdot b_{1} \cdot
\frac{h}{2} + \cdots + \frac{1}{2} \cdot b_{n} \cdot \frac{h}{2}=$$ $$=
\frac{1}{2} \cdot \left(b_{1} + \cdots + b_{n}\right) \cdot \frac{h}{2}=$$
$$=\frac{1}{2} \cdot b \cdot \frac{h}{2}=\frac{1}{4} \cdot b \cdot
h=\frac{1}{4} \cdot Área \ (rectángulo)$$
Por tanto, la solución del problema es \(\displaystyle{\frac{1}{4}}\) del
área del rectángulo está sombreada.
En general, no es necesario conocer las dimensiones del rectángulo. Lo
importante es que
los triángulos no se solapen y tengan la misma altura (la mitad de
la altura del rectángulo) y que,
al sumar sus bases, estas forman exactamente la base completa del
rectángulo. Siempre que se den esas circunstancias, la fracción del área del
rectángulo sombreada será la misma, \(\displaystyle{\frac{1}{4}}\).