Upload
kevin-duran
View
227
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Items del deber 9 de Matemáticas:1. Ejercicios de geometría plana.2. Definiciones de de una bisectriz, ángulos, tríangulos.3. Ejercicos de geometría en el espacio.
Citation preview
Página de 16 1
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICAS
DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS CURSO DE NIVELACIÓN 2014 (2S)
CAPÍTULO: G E O M E T R Í A D E L E S P A C I O D E B E R 9
8.1 Figuras en el espacio 1) Se tiene un plano Π con una circunferencia de 25cm de longitud de radio, de centro O y de
diámetro 𝐴𝐵. En el espacio se tiene el punto P, cuya distancia mínima a la circunferencia es 30cm y la máxima es 70cm. Calcule la distancia de P a Π.
8.2 Rectas y planos en el espacio 2) Defina:
a) Rectas alabeadas. b) Planos paralelos. c) Ángulo diedro. d) Ángulo poliedro.
8.3 Cuerpos geométricos
3) Defina:
a) Cuerpo poliedro. b) Poliedro convexo. c) Diagonal de un poliedro. d) Poliedro regular.
4) Un hexaedro regular tiene una diagonal interior que mide 2 2 , determine la longitud de la diagonal de una de sus caras.
Respuesta: ! ! !!
P
Π
A O
B
Página de 16 2
8.4 Prismas 5) Defina:
a) Prisma. b) Generatriz de un prisma. c) Prisma recto regular. d) Prisma oblicuo. e) Paralelepípedo. f) Ortoedro.
6) Dado el siguiente prisma:
Calcule: 𝑊𝑌,𝐷𝑌,𝐴𝑌,𝑚∢(𝑊𝐷𝑌)
7) Grafique un octaedro regular cuyas aristas midan 8 cm dentro de un prisma de base cuadrada cuyo lado mide 8 cm y tiene su altura congruente a la del octaedro.
8) Determine cuantos ángulos diedros y triedros hay en el ejercicio anterior. 9) Grafique un prisma cuya base sea un hexágono regular y su altura mida 6 cm. 10) Dado un prisma recto de base hexagonal, determine cuantas diagonales se pueden trazar
desde el vértice de una de las bases hacia los vértices de la base opuesta. 8.5 Pirámides 11) Defina:
a) Pirámide. b) Generatriz de una pirámide. c) Pirámide regular. d) Pirámide truncada.
12) Grafique un hexaedro regular con arista de 10 cm que en su interior contenga una pirámide
cuya altura mida 10 cm y la base triangular tenga como medida 10 cm en la base y 10 cm en la altura.
Página de 16 3
13) Construya una pirámide truncada de base pentagonal y determine cuantos ángulos triedros
tiene. Respuesta: 10
8.6 Áreas de poliedros
14) Calcule el área de un tetraedro regular cuya arista tiene longitud 𝐿.
15) Un tetraedro regular tiene una arista que mide 4cm, el área de su superficie total, en cm2, es
igual a: a) 3 b) 4 3 c) 16 3 d) 4 e) 16
Respuesta: c)
16) Calcule el área de la superficie lateral y el área de la superficie total de un prisma cuya base es un rombo de diagonales 12 y 18 cm.
Respuesta: AL = 1,038.72 cm2; AT = 1,254.72 cm2 17) Para un prisma recto pentagonal regular cuya altura mide 15cm, y cuya base tiene 8cm de
arista y apotema de 5.5cm, el área de su superficie total, en cm2, es igual a: a) 410 b) 600 c) 820 d) 1,000 e) 1,640
Respuesta: c)
18) Calcule el área de la superficie lateral y el área de la superficie total de un tronco de pirámide cuadrangular de la figura adjunta.
Respuesta: AL = 3,600 cm2; AT = 5,600cm2 19) Las bases de un prisma recto son pentágonos regulares de 8cm. de lado. La altura del prisma
es de 15cm. Calcule el área de la superficie total. Respuesta: 820 cm2
20) ¿Cuál es el precio de un cajón de embalaje de 60 cm * 40 cm * 50 cm, si la madera cuesta
18dólares/m2? Respuesta: 26,64 dólares
Página de 16 4
21) En la figura mostrada cada componente es un cubo y el sólido tiene un área de la superficie total (incluyendo la base) de 42 unidades cuadradas. a) ¿Cómo puede cambiarse el área de la superficie total a 44 unidades cuadradas moviendo
un solo cubo? b) ¿Cómo puede cambiarse el área de la superficie total a 40 unidades cuadradas moviendo
un solo cubo?
22) Se tiene un prisma recto hexagonal regular, en el cual la arista de su base mide el triple de su arista lateral. También se tiene un prisma recto triangular regular, cuya arista lateral mide la sexta parte de la altura del prisma anterior y cuya arista de la base mide la mitad de la arista de la base del prisma anterior. Calcule la relación entre el área de la superficie total del prisma recto hexagonal regular y el área de la superficie total del prisma recto triangular regular.
23) Una pirámide hexagonal recta regular tiene aristas laterales que miden 5 cm y arista de la
base de 6 cm. Calcule el área de la superficie total de este poliedro. 24) La carpa de un circo tiene la forma de un prisma octogonal regular. Su techo es una pirámide
de altura igual a la tercera parte de la altura del prisma. Si la longitud de la arista de la base del prisma es 5m y la altura total (prisma y pirámide incluidos) es de 24m, calcular la cantidad de lona necesaria para construir la carpa.
8.7 Volúmenes de poliedros 25) Determine el valor de verdad esta proposición. Justifique formalmente su respuesta.
“Si se tiene una caja de dimensiones 3 cm, 10 cm y 16 cm, y cubos de 2 cm de longitud de arista, entonces pueden colocarse exactamente 60 de estos cubos dentro de la caja.”
Respuesta: 0
26) En un recipiente cúbico que contiene 35m3 de agua se introduce un cubo macizo de modo que el agua se eleva hasta alcanzar el nivel del recipiente. Si la longitud de la arista del cubo macizo es la mitad de la longitud de la arista del recipiente, calcule el volumen del recipiente.
27) Un ortoedro tiene como medidas de su largo y su ancho, el triple y el doble de su altura,
respectivamente. Si se conoce que la longitud de su diagonal mide 126 cm , calcule: a) el área de la superficie total del ortoedro, y b) el volumen del ortoedro.
Página de 16 5
28) Al unir los centros de las caras de un cubo cuya arista mide 6 m se forma un sólido, calcule el
área de la superficie total y el volumen de este último.
Para los siguientes 4 ejercicios, puede guiarse con la siguiente figura:
Imagine que un octaedro regular es un Iceberg, el octaedro regular de arista 𝑎 = 10𝑚, está conformado por 2 pirámides congruentes con base cuadrada, y supongamos que la base cuadrada está paralela al mar. Una pequeña pirámide de altura ℎ′ queda fuera del agua.
29) Calcule la altura del octaedro.
30) Si ℎ! = 2𝑚, calcule 𝑎′. 31) Calcule el volumen del octaedro. 32) Calcule el volumen de la parte del iceberg que queda fuera del agua. 33) En un almacén de dimensiones 5 m de largo, 3 m de ancho y 2 m de alto queremos almacenar
cajas de dimensiones 10 dm de largo, 6 dm de ancho y 4 dm de alto. ¿Cuantas cajas podremos almacenar?
Respuesta: 125 34) ¿Cuántas losetas cuadradas de 20 cm de lado se necesitan para recubrir las caras de una
piscina de 10 m de largo por 6 m de ancho y de 3 m de profundidad? Respuesta: 3,900
35) En un cubo de 8 cm de arista se echan cuatro cubitos de hielo de 4 cm de arista. ¿A qué altura
llegará el agua cuando se derritan? Respuesta: 4 cm
Página de 16 6
36) Determine el volumen de este prisma de base hexagonal regular:
Respuesta: 259,8 cm 37) Calcule el volumen de una pirámide regular cuya base es un cuadrado de 24 cm de lado y su
arista lateral es de 37 cm. 38) ¿Qué volumen de líquido queda en un recipiente hueco en la cara superior?, (tal como se
muestra en la figura) luego de extraer de su interior un sólido de forma cilíndrica que tiene 3 cm de radio y 15 cm de altura.
Respuesta: (963 – 135π) cm3
39) Determine el volumen de una pirámide triangular en la que todos sus lados y aristas tienen la
misma longitud L.
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎:212
𝐿! 40) 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 de 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.
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎:3047
39 𝑔𝑎𝑙𝑜𝑛𝑒𝑠
Página de 16 7
41) Se necesita construir una piscina como se indica en la figura. Si el metro cúbico de agua tiene
un costo de 1 dólar. ¿Cuánto gastaría en llenar completamente la piscina? (𝜃 = arctan (10)).
42) Determine el volumen del sólido que se muestra en la figura (prisma y pirámide hexagonal
con una base común)
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎:32𝑎! 3 + 1
43) Determine el volumen de un adorno de plástico macizo en forma de pirámide regular de base
hexagonal, de 20 cm de lado y con arista que mide 29 cm, la cual tiene en su interior 6 pirámides regulares metálicas (tetraedros regulares) de 1 cm de arista.
Respuesta: 7,266 -‐ !
! cm3
44) Encuentre el volumen de una pirámide de 15 cm de altura y de base cuadrada de lado 12 cm
la cual se le realizó un corte paralelo a su base a dos tercios de su altura.
Respuesta: 693.3 cm
Página de 16 8
8.8 Cuerpos de revolución
45) Calcule la longitud del radio de la esfera inscrita en un octaedro regular de arista a .
46) Determine el volumen de la figura, si por el centro de ésta se ha taladrado un orificio de 30 cm de profundidad y 2 cm de diámetro
Respuesta: 5,063.72 cm2
47) Calcule el volumen del tronco de pirámide y del tronco de cono:
Respuesta: 17.493 cm3; 989.1cm3
48) Sean dos esferas concéntricas, con la característica de que la esfera externa se encuentra
circunscrita a un cono cuya generatriz mide 3cm., y es igual en longitud al diámetro de su base; la esfera interna está inscrita en el mismo cono. Determine el volumen del espacio entre las 2 esferas.
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎: 72
3𝜋𝑐𝑚!
49) En un cono circular recto donde el diámetro de la base y su altura miden 3m., se inscribe otro
cono cuya altura mide 2m., de manera que el vértice del cono inscrito coincide con el centro de la base del cono circunscrito. Determine el volumen del cono inscrito.
𝑅 =𝜋6𝑚!
50) Se tiene un cono con área de la superficie lateral igual a 36 5π cm2 y altura que mide 12cm. Si este cono es cortado por un plano paralelo al de la base a un cuarto de la altura respecto al vértice, calcule el volumen de los 2 cuerpos que se forman después del corte.
Página de 16 9
51) Calcule el volumen del cono, en el cual un punto de su generatriz dista 5cm, 3cm y 8cm del vértice, de la altura y de la base, respectivamente.
52) Un recipiente en forma de cono recto de 15cm. de altura y radio 𝑟 tiene sus !!" partes llenas
de helado, determine la altura 𝑎 del helado
𝑅 = 10𝑐𝑚
53) Se ha inscrito un cilindro recto de altura h en un prisma recto de base cuadrada de lado L de longitud, tal como se muestra en la figura adjunta, entonces el volumen del cilindro, en unidades cúbicas, es igual a: a) πhL2 b) 2πhL2
c) 12πhL2
d) 14πhL2
e) 13πhL2
Respuesta: d)
54) Se desea fundir 3 piezas de bronce (según gráfica) para luego darle forma de un cubo. Si en el proceso se pierde 5% de material,cuales son las medidas del cubo
Respuesta: 14,78 cm
Página de 16 10
55) Calcule el área de la superficie lateral, el área de la superficie total y el volumen de un tronco
de cono de radios 6 y 2 cm, y de altura 10 cm. Respuesta: 544.54 cm3
56) Calcule el área de la figura, sabiendo que es una figura compuesta por una semiesfera y un
cono (medidas expresadas en centímetros).
Respuesta: AT = 17,520. 66 cm2 57) Calcule el área total del siguiente cuerpo, conformado por una semiesfera, un cilindro y un
cono (medidas en centímetros).
58) Califique cada proposición como verdadera o falsa. Justifique formalmente su respuesta.
a) Si una esfera y un cubo tienen la misma área superficial de 36cm2, entonces el volumen de la esfera es mayor que el volumen del cubo.
b) La región limitada por la recta y=2x+1, el eje X y el eje Y se rotan alrededor de los ejes X e Y, respectivamente. Si Vx y Vy son ambos volúmenes obtenidos, entonces Vx = Vy.
c) La diagonal del cubo inscrito en una esfera es congruente con su diámetro
59) Se tiene una esfera situada dentro de un cilindro de manera que la altura del cilindro es congruente con el diámetro de la esfera. Determinar la relación entre el área lateral del cilindro y el área de la superficie esférica.
60) En una esfera de radio r se tiene inscrito un cilindro de manera que el diámetro del cilindro es congruente con el radio de la esfera. Calcular la relación entre el área de la superficie esférica y el área total del cilindro.
Página de 16 11
61) Calcule el área de la superficie total del sólido de revolución que se genera al rotar la región sombreada alrededor del eje AA’.
62) Dados un cono de altura h y radio r, y una pirámide hexagonal regular cuya base está inscrita en la misma base del cono. Determine la altura de la pirámide para que el cono y la pirámide indicados tengan el mismo volumen.
63) Al hacer girar un triángulo equilátero cuyo lado mide 2cm, alrededor del eje OO’, se genera
un sólido de revolución. Calcule el volumen de dicho sólido.
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎: 4𝜋𝑐𝑚!
64) Una cuerda del círculo base de un cono recto de 4 cm de alto, mide 8 cm. Si la distancia de la
cuerda al centro del círculo de la base es de 2 cm, calcule la longitud de la generatriz.
65) Se tiene un cilindro recto inscrito en una esfera. Si el volumen y el radio del cilindro miden 72πcm3 y 3cm respectivamente, calcule el volumen de la esfera.
A’
a
2a
2a
A
a a
Página de 16 12
66) Calcule el volumen del sólido que se genera al rotar la región R alrededor del eje OO’
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎:8𝜋3𝑐𝑚!
67) Cuando se gira la región sombreada alrededor del eje OO’, se genera un sólido de revolución.
Calcule el área de la superficie total de dicho sólido.
𝑅𝑒𝑠𝑝𝑢𝑒𝑠𝑡𝑎: 2𝜋 5 + 9 𝑎!
68) Determine el volumen del sólido generado al rotar la parte sombreada del gráfico alrededor
del eje PQ.
Página de 16 13
69) Se tiene un cubo de 8cm3 de volumen, en el cual se circunscribe una esfera cuyo volumen, en cm3, es igual a: a) 4 3π b) 16π c) 32π
d) 4 2π3
e) 8 2π3
Respuesta: a) 70) Se tiene un cubo de 64cm3 de volumen, en el cual se inscribe una esfera cuyo volumen, en
cm3, es igual a:
a) 16π3
b) 32π3
c) 32π
d) 128π3
e) 64π Respuesta: b)
71) Al rotar la región del plano cartesiano limitada por
y = −2xy = −2x = −1
"
#$
%$
, alrededor del eje x = −1 , se
genera un sólido de revolución cuyo volumen, en u3, es igual a:
a) 4π3
b) 8π3
c) 16π3
d) 32π3
e) 8π
Respuesta: c) 72) En un cilindro recto se ha inscrito un cono con altura congruente a la altura del cilindro y base
también congruente a la base del cilindro. Se conoce que la relación entre el área de la superficie total del cilindro y el área de la base del cono es 4. Calcule la medida del ángulo formado por el eje del cilindro y la generatriz del cono.
Eje
Página de 16 14
73) Calcule el área de la superficie lateral del cilindro de revolución mostrado. 74) Calcule el volumen del sólido de revolución que se genera al rotar el triángulo equilátero de
2cm de lado, alrededor del eje AA’.
75) Las pelotas de tenis se venden en recipientes que tienen forma cilíndrica y que contienen 3
pelotas cada una. Si el radio de la base del recipiente mide 3.25 cm, calcule el volumen que queda libre en el interior de uno de estos recipientes.
76) El área de la superficie lateral de un cono recto mide A m2 y la menor distancia del centro de la base a una de sus generatrices mide b cm. Calcule el volumen de dicho cono.
77) Sea R la región sombreada que se muestra en la figura. Calcule el volumen que se genera al rotar la región R alrededor del eje AA’
A
A’
60o
A
A’
2u
2u
3u
R
Página de 16 15
78) Determine el volumen del sólido de revolución que se genera al rotar la región sombreada
alrededor del eje xx´.
79) Sea la región R limitada por:
31
1 3
y xyx
≤ −⎧⎪
≥ −⎨⎪ ≤ ≤⎩
a) Grafique R en el plano cartesiano. b) Calcule el volumen del sólido de revolución que se obtiene al rotar R alrededor del eje
4x = . 80) Se tiene una esfera situada dentro de un cilindro de manera que el cilindro tiene la altura y el
diámetro de la esfera. Determine la relación entre el área lateral del cilindro y el área de la esfera.
81) En una esfera de radio r se tiene inscrito un cilindro de manera tal que el diámetro del cilindro es igual al radio de la esfera. Calcule la relación entre el volumen del cilindro y el área de su superficie lateral.
82) Se tiene una orden de trabajo de 1.000 cojinetes de bronce, los mismos que tienen la
siguiente forma: Radio externo= 5 cm.
Radio Interno= 4 cm. Largo= 10 cm.
Sabiendo que en el proceso de fundición del bronce se tiene una pérdida del 10% del material fundente, que cantidad de bronce (cm3) hay que considerar en la fundición para obtener el número de piezas ordenadas?
L
R externo
R interno
Página de 16 16
2a
aC
C`
83) Una tolva para almacenar agregado para cemento tiene una forma de cono invertido. Con un
radio de 1 m y una altura 3 m. ¿A qué altura, desde el vértice de la tolva, estará llena la tolva a las 2/3 partes de su capacidad total de almacenamiento?
84) Determine el volumen del sólido de revolución que se genera al rotar la región sombreada
adjunta alrededor del eje CC` 85) Se utiliza un cuerpo de forma esférica para cerrar una abertura. La abertura se encuentra
ubicada en el vértice de un cono cuyo diámetro y generatriz miden 20 cm. Si la esfera tiene que quedar inscrita en el como, calcular el volumen de dicha esfera.
L
L