Para el aula. Propuesto por José María Pedret. Ingeniero Naval. (Esplugues de Llobregat, Barcelona)


Problema 441. Dado un triángulo cualquiera, dividirlo en dos partes de igual área:

  • por medio de una recta paralela a uno de los lados.

  • por medio de una recta de dirección d determinada.

  • por medio de una recta perpendicular a uno de sus lados.

Pedret, J.M. (2008): Comunicación personal.


Solución de José María Pedret, Ingeniero Naval. Esplugues de Llobregat (Barcelona). (15 de febrero de 2008)

 

SOLUCIÓN AL APARTADO 1

 

Dado un triángulo cualquiera, dividirlo en dos partes de igual área por medio de una recta paralela a uno de los lados.

 

Si la sección es paralela a uno de los lados, por ejemplo a BC , se formarán dos triángulos homotéticos ABC∼AB’C’ con centro de homotecia en A.


Expresando que el área de AB’C’  tiene el área mitad de ABC  obtendremos la razón de homotecia


Ecuación 1

y ordenando convenientemente

Ecuación 2


de lo que deducimos que AC  es la diagonal de un cuadrado de lado AC’  (Análogo para AB ).


puede deplazar A

din1

puede deplazar A


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  • Trazamos sobre AC  un cuadrado con su diagonal.

  • El arco de centro que pasa por determina sobre la diagonal AC”  de magnitud AC .

  • Una paralela por C”  al lado del cuadrado determina C’  sobre AC.

  • Una paralela por C’  a BC  nos proporciona la división pedida.

 

SOLUCIÓN AL APARTADO 2

 

Dado un triángulo cualquiera, dividirlo en dos partes de igual área por medio de una recta de dirección determinada.

 

Suponemos que la paralela a la dirección que divide al triángulo ABC  en dos áreas iguales corta a AB  en A’ y a BC  en C’.


Comparamos el triángulo A’BC  con otro triángulo que tenga su misma área y conocido por nosotros; éste triángulo es AMB  donde AM  es la mediana por de ABC.


Ecuación 3


Una paralela por a la dirección corta a BC  en y nos proporciona el triángulo ABD  homotético al triángulo A’BC’ que nos permite otro cálculo para la relación anterior

Ecuación 5

y combinando las dos ecuaciones

Ecuación 6


de donde obtenemos BC’  como la media geométrica de dos segmentos conocidos.


puede deplazar A y el vértice del vector d

din1

puede deplazar A y el vértice del vector d


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  • Trazamos AM  la mediana por A.

  • Trazamos por una paralela a que corta a BC  en D.

  • Trazamos el semicírculo de diámetro MD.

  • La tangente por al semicírculo tiene el contacto en el punto C”.

  • Un arco con centro en y radio BC”  corta a BC  en C’.

  • La paralela por C’  a corta a AB  en A’.

 

SOLUCIÓN AL APARTADO 3

 

Dado un triángulo cualquiera, dividirlo en dos partes de igual área por medio de una recta perpendicular a uno de sus lados.

 

Suponemos la perpendicular al lado BC, que corta a BA en A’ y a BC en C‘.


Expresando que el área de A’BC’  es la mitad del área de ABC,  obtendremos la posición de A’.


Ecuación 7

ordenando convenientemente

Ecuación 8


Podemos hallar BA’  como la media geométrica de los dos segmentos puestos de manifiesto en la última ecuación


puede deplazar A

din1

puede deplazar A


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  • Una perpendicular a AB  por corta a BC  en D,  Ecuación 9

  • Un arco con centro en y radio BD  corta a AB  en D’.

  • Trazamos punto medio de BC.  Un arco con centro en y radio BM  corta a A B en M’.

  • Trazamos el semicírculo de diámetro D’M’ .

  • La tangente por al semicírculo tiene el contacto en el punto A”.

  • Un arco de centro y radio BA”  corta a BA en A’.

  • La perpendicular a BC  por A’  determina C’  sobre BC.