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Encuentra y aprende: plan de diseño de modelos con figuras geométricas

📄 ejercicios matematica 🎓 bachillerato · 3° Secundaria México 🇲🇽 MX 🗣 Español
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Página 137 de Colección Nanahuatzin. Nuestro libro de proyectos.   Libro de Educación Secundaria Grado 3°  Ciclo Escolar 2025 - 2026
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Respuesta rápida

  1. Tabla de indagación con fuentes. 2. Plan de diseño a escala con triángulos congruentes/semejantes. 3. Fórmulas: V=πr²h, V=⅓πr²h, V=A_base·h. 4. Bitácora con pasos y simetría. 5. Software (GeoGebra) asociado al contenido.
📚 exercise matematica ⭐⭐⭐ Dificultad 3/5 ⏱ 6 min lectura

Solución — Página 137

Colección Nanahuatzin. Nuestro libro de proyectos. Libro de Educación Secundaria Grado 3° Ciclo Escolar 2025 - 2026

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Ejercicio 1

De manera individual, registrar ordenadamente los resultados de la indagación en el cuaderno, incluyendo los datos de las fuentes de consulta y compartiendo al finalizar en colectivo.

Respuesta orientativa: Elaboren una tabla en el cuaderno con columnas: (1) concepto investigado, (2) definición o fórmula encontrada, (3) fuente de consulta (libro, página web, video), (4) autor y fecha. Por ejemplo, para "volumen del cilindro" anoten V = \pi r^{2} h, la fuente (texto de matemáticas, pág. correspondiente) y una breve explicación con sus palabras. Al terminar, presenten en voz alta ante el grupo dos o tres hallazgos relevantes de su indagación.

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Ejercicio 2

En comunidad de trabajo, comenzar el plan de diseño del modelo basándose en figuras geométricas, recordando cómo trazar polígonos, en particular triángulos, sus características y propiedades (congruencia y semejanza).

Respuesta orientativa:

  1. Definan qué figura(s) usarán (triángulos, rectángulos, etc.) y las medidas de cada una.
  2. Para trazar un triángulo, pueden usar las condiciones de congruencia: LAL (lado-ángulo-lado), ALA (ángulo-lado-ángulo) o LLL (lado-lado-lado).
  3. Ejemplo: si dos triángulos cumplen AB = DE, \angle A = \angle D, AC = DF, entonces \triangle ABC \cong \triangle DEF (por ALA) y sus caras coinciden al plegar.
  4. Para semejanza: si \frac{AB}{DE} = \frac{BC}{EF} = \frac{AC}{DF} = k (razón de semejanza) y los ángulos correspondientes son iguales, entonces \triangle ABC \sim \triangle DEF; útil para ampliar o reducir el modelo.
  5. Dibujen el plano a escala en el cuaderno antes de cortar materiales.
Respuesta

Plan de diseño con figuras trazadas a escala y justificación de congruencia/semejanza.

3
Ejercicio 3

Consultar cómo construir sólidos de revolución a partir de figuras planas, sólidos a partir de desarrollos planos de poliedros, prismas, cilindros, pirámides y conos. Indagar cómo calcular el área de figuras geométricas, así como el área y el volumen de los sólidos geométricos.

Respuesta orientativa:

  1. Sólidos de revolución: girar una figura plana alrededor de un eje. Un rectángulo de altura h y base r girado alrededor de un lado genera un cilindro; un triángulo rectángulo genera un cono.
  2. Áreas de figuras planas: triángulo A = \frac{b \cdot h}{2}; rectángulo A = b \cdot h; círculo A = \pi r^{2}.
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3
Ejercicio 3

Áreas de sólidos:

  • Cilindro: A_{total} = 2\pi r^{2} + 2\pi r h; volumen V = \pi r^{2} h.
    • Cono: A_{lateral} = \pi r l; volumen V = \frac{1}{3}\pi r^{2} h.
    • Prisma: V = A_{base} \cdot h; pirámide: V = \frac{1}{3} A_{base} \cdot h.
  1. Desarrollo: desdoblar el sólido en su superficie plana; el área de la superficie es la suma de las áreas de las caras del desarrollo.
  2. Ejemplo numérico: cilindro con r = 3 \, \text{cm} y h = 5 \, \text{cm}: V = \pi (3)^{2}(5) = 45\pi \approx 141{,}4 \, \text{cm}^{3}.
Respuesta

Fórmulas de área y volumen registradas y aplicadas a los sólidos del modelo.

4
Ejercicio 4

Llevar una bitácora de construcción en el cuaderno donde se registren los pasos para construir cada figura geométrica. Además, anotar si los sólidos y sus caras tienen simetría, así como la importancia de que sean simétricos.

Respuesta orientativa: Estructura sugerida de la bitácora: fecha, figura/sólido, materiales, pasos (1. trazar, 2. cortar, 3. plegar, 4. pegar), resultado y observación sobre simetría. Ejemplo: un cubo tiene 9 planos de simetría y su desarrollo es simétrico respecto a un eje central; un cono tiene infinitos planos de simetría que pasan por el vértice y el centro de la base. La simetría importa porque garantiza que las piezas encajen, que el modelo se equilibre y que las proporciones se mantengan al construirlo.

Respuesta

Bitácora con pasos y anotación de la simetría de cada sólido y sus caras.

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Ejercicio 5

Si deciden hacer el modelo con algún software, explorar el uso de sus herramientas y asociarlas a los contenidos del libro Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado.

Respuesta orientativa: Elijan un software de geometría dinámica (GeoGebra, por ejemplo) y exploren herramientas como: crear puntos y segmentos (\overline{AB}), trazar círculos con radio dado (r), aplicar transformaciones (traslación, rotación, homotecia de razón k) y construir desarrollos de poliedros. Relacionen cada herramienta con los contenidos: la homotecia con la semejanza \triangle ABC \sim \triangle DEF con razón k, la rotación con los sólidos de revolución, y la medición de área/volumen con las fórmulas V = \pi r^{2} h y V = \frac{1}{3} A_{base} h del texto.

Respuesta

Software explorado y herramientas vinculadas a los contenidos del libro.

Contenido de la página

Encuentra y aprende

  1. De manera individual, pero sin olvidar el trabajo en comunidad, registra ordenadamente los resultados de tu indagación en tu cuaderno. Incluye los datos de las fuentes de consulta y, al finalizar, comparte en colectivo tu experiencia.

  2. En sus comunidades de trabajo, comiencen con el plan de diseño del modelo, basándose en figuras geométricas. Recuerden cómo trazar polígonos, en particular triángulos, sus características y propiedades, como la congruencia y la semejanza.

  3. Consulten cómo construir sólidos de revolución a partir de figuras planas, sólidos a partir de desarrollos planos de poliedros, prismas, cilindros, pirámides y conos. Indaguen, también, cómo calcular el área de figuras geométricas, así como el área y el volumen de los sólidos geométricos.

  4. Lleven una bitácora de construcción en su cuaderno donde registren los pasos para construir cada figura geométrica. Además, anoten si los sólidos y sus caras tienen simetría, así como la importancia de que sean simétricas.

  5. En caso de que decidan hacer el modelo con algún software, es importante que conozcan y exploren el uso de sus herramientas y las asocien a los contenidos que pueden consultar en el libro Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado.

Ejemplos resueltos

Calcular el volumen de un cilindro con radio r = 3 \, \text{cm} y altura h = 5 \, \text{cm}.

  1. Fórmula: V = \pi r^{2} h. 2. Sustitución: V = \pi (3)^{2}(5). 3. Cálculo: V = \pi \cdot 9 \cdot 5 = 45\pi \approx 141{,}4 \, \text{cm}^{3}. Respuesta: 45\pi \, \text{cm}^{3}.

Un triángulo rectángulo de catetos 3 cm y 4 cm gira alrededor de uno de sus catetos de 4 cm. ¿Qué sólido se genera y cuál es su volumen?

  1. Al girar un triángulo rectángulo alrededor de un cateto se genera un cono. 2. Datos: r = 3 \, \text{cm} (cateto perpendicular al eje), h = 4 \, \text{cm}. 3. V = \frac{1}{3}\pi r^{2} h = \frac{1}{3}\pi (3)^{2}(4) = \frac{1}{3}\pi \cdot 9 \cdot 4 = 12\pi \approx 37{,}7 \, \text{cm}^{3}.

Tabla

Sólido Generación Fórmula de volumen
Cilindro Rotación de un rectángulo V = \pi r^{2} h
Cono Rotación de un triángulo rectángulo V = \frac{1}{3}\pi r^{2} h
Esfera Rotación de una semicircunferencia V = \frac{4}{3}\pi r^{3}
Prisma Desarrollo plano de poliedro V = A_{base} \cdot h
Pirámide Desarrollo plano de poliedro V = \frac{1}{3} A_{base} \cdot h

Diagrama

graph LR
  A[Figura plana] -->|Rotación alrededor de un eje| B[Sólido de revolución]
  A -->|Desdoblar| C[Desarrollo plano]
  C -->|Plegar y pegar| D[Poliedro: prisma o pirámide]
  B --> E[Cilindro]
  B --> F[Cono]
  B --> G[Esfera]

Fórmulas y ecuaciones

V_{cilindro} = \pi r^{2} h

V_{cono} = \frac{1}{3} \pi r^{2} h

V_{prisma} = A_{base} \cdot h

A_{circulo} = \pi r^{2}

A_{triangulo} = \frac{b \cdot h}{2}

A_{triangulo} = \frac{b \cdot h}{2}

A_{circulo} = \pi r^{2}

V_{cilindro} = \pi r^{2} h

A_{cilindro} = 2\pi r^{2} + 2\pi r h

V_{cono} = \frac{1}{3}\pi r^{2} h

A_{cono,lateral} = \pi r l

V_{prisma} = A_{base} \cdot h

V_{piramide} = \frac{1}{3} A_{base} \cdot h

Glosario (6)

Sólido de revolución
Sólido obtenido al girar una figura plana alrededor de un eje; por ejemplo, un rectángulo genera un cilindro y un triángulo rectángulo genera un cono.
Desarrollo plano
Superficie plana resultante de desdoblar un sólido, uniendo todas sus caras sin traslaparlas.
Congruencia
Relación entre dos figuras que tienen la misma forma y el mismo tamaño; se cumple si sus lados y ángulos correspondientes son iguales.
Semejanza
Relación entre figuras con la misma forma pero distinto tamaño; sus ángulos correspondientes son iguales y sus lados son proporcionales (razón k).
Simetría
Propiedad de una figura que coincide consigo misma al reflejarse respecto a un plano o eje de simetría.
Bitácora de construcción
Registro escrito, paso a paso, de cómo se realizó cada figura o sólido, incluyendo observaciones.

Preguntas para practicar

¿Por qué es importante que los sólidos y sus caras sean simétricos?

La simetría permite que las piezas encajen correctamente al plegar el desarrollo, que el modelo quede equilibrado y que se mantengan las proporciones originales; además, facilita el cálculo de áreas y volúmenes y el control de errores de construcción.

¿Qué diferencias hay entre congruencia y semejanza en los triángulos?

En la congruencia las figuras tienen igual forma y tamaño (lados y ángulos correspondentes iguales); en la semejanza tienen la misma forma pero distinto tamaño, con ángulos iguales y lados proporcionales a una razón k.

¿Cómo se relacionan las figuras planas con los sólidos de revolución?

Al girar una figura plana alrededor de un eje se genera un sólido de revolución: el rectángulo genera el cilindro, el triángulo rectángulo genera el cono y la semicircunferencia genera la esfera.

Temas y conceptos clave

Indagación sobre figuras geométricasDiseño de modelos con polígonos y triángulosSólidos de revolución y desarrollos planosÁrea y volumen de sólidos geométricosBitácora de construcción y simetríaUso de software de geometríacongruenciasemejanzasólido de revolucióndesarrollo planoprismacilindropirámideconosimetría

Fuentes y referencias

  • Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado
¿Te fue útil esta página?

Figuras de la página (2)

Dos estudiantes de secundaria con cabello largo escriben en sus cuadernos durante una actividad de indagación en el aula.
Figura 1 image
Grupo de estudiantes trabajando en comunidad alrededor de una mesa con libros de texto y material de escritura.
Figura 2 image

Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula el volumen de un cilindro y de un cono?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Qué es un sólido de revolución y cómo se genera a partir de una figura plana?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
¿Por qué es importante la simetría al construir modelos geométricos?
Consulta la solución completa arriba o explora el libro entero para temas relacionados.
📌 Antes de leer esto
  • • Trazado de polígonos con regla y compás
  • • Fórmulas de área de triángulo, rectángulo y círculo
  • • Nociones básicas de congruencia y semejanza
  • • Concepto de prisma, cilindro, cono y pirámide
Siguiente tema sugerido
Construcción práctica del modelo geométrico siguiendo la bitácora de pasos y verificación de simetría
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 1375 caracteres

Encuentra y aprende

  1. De manera individual, pero sin olvidar el trabajo en comunidad, registra ordenadamente los resultados de tu indagación en tu cuaderno. Incluye los datos de las fuentes de consulta y, al finalizar, comparte en colectivo tu experiencia.

  2. En sus comunidades de trabajo, comiencen con el plan de diseno del modelo, basándose en figuras geométricas. Recuerden cómo trazar polígonos, en particular triángulos, sus características y propiedades, como la congruencia y la semejanza.

  3. Consulten cómo construir sólidos de revolución a partir de figuras planas, sólidos a partir de desarrollos planos de poliedros, prismas, cilindros,pirámides y conos. Indaguen, también, cómo calcular el área de figuras geométricas, así como el área y el volumen de los sólidos geométricos.

  4. Lleven una bitácora de construcción en su cuaderno donde registren los pasos para construir cada figura geométrica. Además, anoten si los sólidos y sus caras tienen simetría, así como la importancia de que sean simétricas.

  5. En caso de que decidan hacer el modelo con algun software,es importante que conozcan y exploren el uso de sus herramientas y las asocien a los contenidos que pueden consultar en el libro Colección Nanabuatzin. Saberes y pensamiento cientifico. Tercer grado.

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