martes, 9 de junio de 2020

Homotecias en el teorema de Pitagoras


Introducción 

   El teorema de Pitágoras es uno de los teoremas matemáticos más utilizados y famosos a nivel mundial, y esto se debe a que este teorema abarca una parte significativa del análisis de la geometría, más específicamente de los triángulos rectángulos. Este teorema sirve para identificar el valor de una hipotenusa si ya tenemos el valor de los dos catetos o identificar el valor de un cateto si se tiene el valor de la hipotenusa y la del cateto restante. En este blog se van a abarcar varios temas, absolutamente todos estos tienen relaciona con el teorema de Pitágoras. Uno de estos temas es la valiosa aplicación que puede ser utilizar homotecias en casos específicos, este tema es el principal a explicar. La importancia del teorema de Pitágoras es gigantesca ya que este teorema ha sido la razón de grandes avances para la humanidad, algunos de estos son descubrir nuestra posición en el sistema solar o ayudar significativamente a entender la geografía de nuestro planeta por ejemplo.

 

   Este teorema también fue base para desarrollar técnicas geométricas que posteriormente fueron clave para desarrollar la cartografía, la navegación y la topografía. Sin mencionar que la llave para progresar con la geometría analítica  que consiste en estudiar las características, propiedades, medidas y demás de las figuras geométricas por medio de expresiones algebraicas de fórmulas. El creador de este fantástico teorema como lo indica su nombre fue Pitágoras de Samos que nació en la isla de Samos en el 569 a. C aproximadamente y murió en Metaponto aproximadamente 475 a. C. Su madre fue una mujer llamada Pythasis que al igual que él nació en la isla de Samos y su padre fue Mnesarco quien fue un comerciante de la ciudad de Tirco. Pitágoras de Samos fue un hombre griego que la gran parte de su vida la dedico a la matemática y a resolver incógnitas matemáticas que para la época eran imposibles de resolver. Creo que también es digno de resaltar que él fue uno de los máximos filósofos con junto a otros grandes pensadores como Platón y Aristóteles.



Desarrollo
 
    Para poder saber cómo utilizar las homotecias en el teorema de Pitágoras primero se debe de saber que es una homotecia. En mi definición propia yo diría que las homotecias son transformaciones geométricas donde en comparación se toma una figura geométrica A y se reduce o aumenta el tamaño de esa figura para formar una figura geométrica B. La figura B es la homotecia de la figura A, aunque simultáneamente la figura A es la homotecia de la figura B. Hay que dejar en claro que en una homotecia solo se modifica el tamaño, y para nada la forma de la figura geométrica ni la medida de sus ángulos.

 

 En una definición más técnica, una homotecia es una transformación geométrica que, a partir de un punto fijo, multiplica todas las distancias por un mismo factor. Además permite ampliar o reducir el tamaño de una figura conservando la medida de los ángulos y manteniendo constante la razón de los lados (Méndez, 2014, p.2) A continuación una imagen de ejemplo.





Ahora pasare a explicar el uso de la homotecia en el teorema de Pitágoras. Para eso voy a proponer un problema inicial para notar un patrón.


     
Triángulos rectángulos 

Cateto #1  Cateto #2  Hipotenusa
Triángulo #1 3 4 5
Triángulo #2 6 8 10
Triángulo #3 9 12 15
 

Como es de conocimiento la formula para calcular si un triangulo rectángulo cumple o no con el teorema de Pitágoras es Donde la "a" es un cateto, "b" es el otro cateto y "c" es la hipotenusa. La medida de un cateto elevado a la dos más la medida del otro cateto elevado a la dos es igual a la medida de la hipotenusa elevado a la dos. Si esa igualdad es verdad el triángulo rectángulo cumple con el teorema. Para adelantar, al aplicar la formula a los tres triángulos se descubre que todos cumplen con el teorema, pero para esto hay una manera más rápida e igual de buena para resolverlo.


Prueba:

Triángulo #1: 


Triángulo #2:


Triángulo #3





En el cuadro donde nos presenta la información hay un patrón entre las medidas de los lados, y este es que hay un factor invisible que los multiplica. (Este factor aumenta de 1 en 1 por cada fila de la tabla) Siempre que esto ocurre los triángulos van a ser homotecia entre sí, debido a que se modifica su tamaño pero su forma no, ya que son triángulos rectángulos porque cumplen con el teorema de Pitágoras. Cuando comprobamos que estos tienen ese tipo de relación no es algo necesario aplicar la fórmula del teorema a los tres casos, lo que se puede hacer aquí para agilizar el proceso es probar la formula con 1 de los triángulos, no importa cuál sea, ya que todos estos tienen relación entre sí. Si con la formula se demuestra que uno de estos cumple con el teorema, automáticamente sus homotecias también habrán cumplido con el teorema.



Conclusión

Yo puedo concluir que el tema principal abarcado en este blog, es una manera bastante simple y rápida de resolver ciertos problemas o ejercicios. El tópico de la aplicación de las homotecias en el teorema de Pitágoras es algo realmente importante ya que nos puede ayudar a comprender la matemática y más en específico el teorema de Pitágoras de una mejor manera, sin mencionar que también nos puede dar una mejor comprensión de sus relaciones. Aparte de las homotecias siento que es muy interesante resaltar la historia del teorema de Pitágoras, principalmente su creación y sus aportes a los descubrimientos humanos. También es muy importante aprender a relacionar conocimientos matemáticos previamente adquiridos con temas que sean nuevos para nosotros ya que de esa manera se puede desarrollar una mejor comprensión matemática y además fue gracias a esa conexión que logre redactar y pensar en hacer este blog.





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