Semejanza de Triángulos
¿Alguna vez has hecho zoom en una foto en tu celular? La imagen se hace más grande, pero las personas y objetos no se deforman; mantienen su forma exacta. En geometría, esto se llama semejanza. Dos figuras son semejantes cuando son una "copia a escala" la una de la otra.
🎯 ¿Qué vas a aprender?
- Comprender qué significa que dos triángulos sean semejantes.
- Calcular la razón de semejanza () entre dos figuras.
- Aplicar los criterios de semejanza (AA, LLL, LAL).
- Resolver problemas hallando lados desconocidos usando proporciones.
- Relacionar las áreas de triángulos semejantes.
📐 Concepto de Semejanza
Dos triángulos son semejantes si tienen la misma forma, aunque tengan distinto tamaño.
Para que esto ocurra, deben cumplirse dos condiciones simultáneamente:
- Sus ángulos correspondientes son iguales.
- Sus lados correspondientes son proporcionales.
El símbolo de la semejanza es .
Razón de Semejanza ()
Es el número por el que multiplicamos los lados del triángulo pequeño para obtener los del grande.
Proporciones en Perímetros y Áreas
Cuando dos triángulos son semejantes con una razón , todas sus medidas lineales cambian en la misma proporción, pero las de superficie (áreas) cambian al cuadrado.
1. Perímetros y Medidas Lineales ()
Cualquier medida de "longitud" (lados, perímetros, alturas, medianas) sigue la misma razón .
2. Áreas ()
La razón de las áreas es el cuadrado de la razón de semejanza. Esto ocurre porque el área se calcula multiplicando dos dimensiones (base y altura), y ambas han sido multiplicadas por .
💡 Importante: Si la razón de semejanza es , el triángulo grande tendrá un perímetro 3 veces mayor, pero un área 9 veces mayor ().
🔍 Criterios de Semejanza
Al igual que en la congruencia, existen "atajos" para saber si dos triángulos son semejantes sin medir todo.
1. Criterio AA (Ángulo-Ángulo)
Es el más usado. Si dos triángulos tienen dos ángulos iguales, entonces son semejantes. (El tercer ángulo obligatoriamente será igual porque suman 180°).
2. Criterio LLL (Lados Proporcionales)
Si los tres lados de un triángulo son proporcionales a los tres lados del otro, son semejantes.
3. Criterio LAL (Lado-Ángulo-Lado)
Si tienen dos lados proporcionales y el ángulo comprendido entre ellos es igual, son semejantes.
⚙️ Ejemplos Resueltos
Ejemplo 1: Cálculo de la razón de semejanza
Un triángulo tiene lados 3, 4 y 5. Otro triángulo tiene lados 9, 12 y 15. ¿Son semejantes? ¿Cuál es la razón?
Datos:
Lados : 3, 4, 5.
Lados : 9, 12, 15.
Razonamiento:
Calculamos el cociente entre lados correspondientes (mayor con mayor, menor con menor).
Como todas las razones dan lo mismo (), son semejantes por criterio LLL.
Resultado:
Ejemplo 2: Hallar un lado desconocido
Los triángulos y son semejantes.
En , el lado cm.
En , el lado correspondiente cm y el lado cm.
¿Cuánto mide el lado ?
Razonamiento:
Primero hallamos la razón de semejanza del segundo al primero (o viceversa).
Usamos los lados correspondientes conocidos y .
Esto significa que el triángulo es el doble de grande que .
Para hallar , multiplicamos su correspondiente por la razón.
Resultado:
📝 Ejercicios de Práctica
Ejercicio 1
Determina si dos triángulos son semejantes si el primero tiene ángulos de 40° y 70°, y el segundo tiene ángulos de 70° y 80°.
Ver solución
Razonamiento:
Calculamos el tercer ángulo del primer triángulo:
.
Ángulos del primero: 40°, 70°, 70°.
Ángulos del segundo: 70°, 80°, y el tercero es .
Los ángulos no coinciden.
Resultado:
Ejercicio 2
Si un mapa está a escala 1:1000, ¿qué significa esto en términos de semejanza?
Ver solución
Razonamiento:
El mapa y el terreno real son figuras semejantes.
La razón de semejanza es (si vamos del mapa a la realidad).
1 cm en el mapa equivale a 1000 cm en la realidad.
Resultado:
Ejercicio 3
Calcula la altura de un árbol si proyecta una sombra de 12 m, al mismo tiempo que un poste de 2 m de altura proyecta una sombra de 3 m.
Ver solución
Datos:
Triángulo Árbol: Altura , Sombra 12.
Triángulo Poste: Altura 2, Sombra 3.
Los rayos del sol caen paralelos, formando triángulos semejantes (AA).
Razonamiento:
Establecemos la proporción:
Resultado:
Ejercicio 4
En un triángulo, trazamos una línea paralela a la base. ¿El triángulo pequeño que se forma en la punta es semejante al triángulo grande original?
Ver solución
Razonamiento:
Al trazar una paralela, los ángulos correspondientes son iguales.
El ángulo superior es común.
Por criterio AA, los triángulos son semejantes. (Teorema fundamental de la semejanza).
Resultado:
Ejercicio 5
Dos triángulos semejantes tienen una razón de semejanza . Si el perímetro del pequeño es 15 cm, ¿cuál es el perímetro del grande?
Ver solución
Razonamiento:
La razón de los perímetros es igual a la razón de semejanza .
Resultado:
Ejercicio 6
Dos triángulos semejantes tienen una razón de semejanza . Si el área del pequeño es , ¿cuál es el área del grande?
Ver solución
Datos:
.
.
Razonamiento:
La razón de las áreas es el cuadrado de la razón de semejanza ().
Resultado:
Ejercicio 7
Halla si .
Lados : 4, 6, .
Lados : 2, 3, 5.
Ver solución
Razonamiento:
Vemos la relación entre los lados conocidos.
(La mitad).
(La mitad).
Pasar de a es dividir por 2 (o multiplicar por ).
Pasar de a es multiplicar por 2.
Resultado:
Ejercicio 8
¿Todos los triángulos equiláteros son semejantes entre sí?
Ver solución
Razonamiento:
Un triángulo equilátero tiene siempre sus tres ángulos internos de 60°.
Por el criterio AA (tienen los mismos ángulos), cualquier par de triángulos equiláteros será semejante.
Resultado:
Ejercicio 9
¿Todos los triángulos rectángulos son semejantes entre sí?
Ver solución
Razonamiento:
Todos tienen un ángulo de 90°.
Pero los otros dos ángulos pueden variar (ej. 45-45 vs 30-60).
No cumplen necesariamente el criterio AA.
Resultado:
Ejercicio 10
Si la razón de semejanza entre dos triángulos es , ¿cómo se llaman esos triángulos?
Ver solución
Razonamiento:
Si , significa que los lados miden lo mismo y no hay cambio de tamaño.
Son triángulos iguales en forma y tamaño.
Resultado:
🔑 Resumen
| Concepto | Fórmula / Regla | Nota Clave |
|---|---|---|
| Semejanza | Misma forma, distinto tamaño | Ángulos iguales, lados proporcionales. |
| Razón () | Factor de escala. | |
| Criterio AA | El criterio más rápido. | |
| Áreas | El área crece al cuadrado de . |
La semejanza es la base de los mapas, los planos, la fotografía y el funcionamiento de nuestra propia visión al percibir distancias.