Regla y compás

Presentación - Regla y compás - Construcciones

Construcciones

Los dibujos geométricos que son nítidos y claros, que han sido construidos con una buena precisión, utilizando la regla y el compás; por lo general, son agradables al ojo del espectador. Es importante que el profesional en la enseñanza de la Matemática utilice la regla y el compás, en cualquier construcción geométrica realizada para sus alumnos, ya sea en la pizarra o en el papel, con el objetivo de ir perfeccionando su habilidad en el uso de estos instrumentos. Las construcciones geométricas presentadas a continuación, son muy sencillas, pero de uso común en otras construcciones más elaboradas. Tome su regla y su compás y haga las construcciones mostradas en este multimedia. ¡Anímese!

1. Mediatriz, dado un segmento

Procedimiento

 
  1. Trace una recta $\overline{y}$.
  2. Sobre $\overline{y}$ marque los puntos $A$ y $B$, para determinar el $\overline{AB}$.
  3. Con centro en $A$, trace una circunferencia de radio superior a la mitad de $\overline{AB}$.
  4. Con centro en $B$, trace otra circunferencia de igual radio que la anterior.
  5. Llame, con $C$ y $D$, a los puntos de intersección de las dos circunferencias.
  6. Trace la recta $\overleftrightarrow{CD}$, la cual es la mediatriz del segmento $\overline{AB}$.

Propiedad

Todos los puntos de la mediatriz de un segmento equidistan de los extremos del segmento.

 
2. Ángulo congruente, a un ángulo dado

Procedimiento

 
  1. Dado un $\angle Y$, trace un arco de circunferencia, con centro en el vértice del ángulo y llame, con $X$ y $Z$, a los puntos donde el arco de circunferencia interseca a los lados del ángulo.
  2. Trace un rayo $\overrightarrow{m}$, haga centro en $A$ y trace otro arco de circunferencia, con el mismo radio del arco anterior.
  3. Llame, con $B$, al punto donde el arco de circunferencia interseca al rayo $\overrightarrow{m}$.
  4. Marque con el compás la medida de $\overline{XZ}$.
  5. Con centro en $B$, trace un arco de circunferencia de radio igual a la medida de $\overline{XZ}$, llame con $C$ al punto de intersección de los dos arcos.
  6. Trace el rayo $\overline{AC}$ para formar el $\angle BAC$. Observe que $\angle BAC\cong \angle XYZ$.
 

Propiedad

Por el postulado de construcción de ángulos y dado un semiplano y un rayo, en este caso $\overline{m}$, garantiza que para cada número real entre $0^{\circ}$ y $180^{\circ}$  hay un rayo $\overrightarrow{AC}$ con $C$, que pertenece a ese mismo semiplano tal que $m\angle BAC=m\angle XYZ$, $\therefore\angle BAC\cong\angle XYZ$.

3. Paralela, a una recta dada

Procedimiento

 
  1. Sea la recta $\overleftrightarrow{AB}$ y un punto $P$ exterior a ella.
  2. Trace por $P$ una recta $\overleftrightarrow{PQ}$, donde $Q$ es el punto de intersección de dicha recta con la recta $\overline{AB}$.
  3. Observe que se tiene el $\angle PQA$, construya el $\angle SPQ$ (ver "Ángulo congruente, a un ángulo dado").
  4. Los $\angle PQA$ y $\angle SPQ$ son alternos internos congruentes, por lo tanto determinan rectas paralelas.
  5. Trace la recta que pasa por los puntos $P$ y $S$, tal que $\overleftrightarrow{PS}||\overleftrightarrow{AB}$.
 

Propiedad

Dos rectas son paralelas si son coplanares y no tienen ningún punto común. Euclides afirmó que por cualquier punto exterior a una recta, solamente puede trazarse una única recta paralela a ella. Lo anterior se conoce como el V postulado de Euclides. Precisamente, el probar la unicidad de dicha recta es lo que dió origen a las geometrías no euclideanas.

4. Bisectriz de un ángulo

Procedimiento

 
  1. Sea el $\angle A$, que se desea bisecar.
  2. Con centro en $A$, trace un arco de circunferencia de radio $r$, que interseque a los lados del ángulo, en los puntos $P$ y $Q$, respectivamente.
  3. Trace el segmento $\overline{PQ}$ y determine su punto medio $R$ (ver construcción de la "Mediatriz, dado un segmento").
  4. Trace el rayo $\overrightarrow{AR}$, este rayo es la bisectriz del $\angle A$.
 

Propiedad

Cualquier punto de la bisectriz equidista de los lados del ángulo. Por el postulado de la adición de ángulos, se cumple que $m\angle PAQ=m\angle PAR+m\angle QAR$.

5. Triángulo isósceles, dada la altura

Procedimiento

 
  1. Trace el segmento $\overline{AB}$.
  2. Trace la mediatriz del segmento $\overline{AB}$ (ver "Mediatriz, dado un segmento").
  3. Sea $H$, el punto de intersecci\'{o}n de la mediatriz con $\overline{AB}$.
  4. Con el compás traslade la medida del segmento $\overline{GH}$, de longitud igual a la altura dada.
  5. Trace los segmentos $\overline{AG}$ y $\overline{BG}$.
  6. Como el punto $G$ pertenece a la mediatriz del segmento $\overline{AB}$, se garantiza que $\overline{AG}\cong \overline{BG}$, $\therefore\triangle AGB$ es isósceles.
 

Propiedad

En todo triángulo isósceles los ángulos de la base son congruentes y todas las rectas notables, trazadas desde el vértice opuesto al lado desigual, coinciden.

6. Triángulo equilátero, dado un lado

Procedimiento

 
  1. Trace el segmento $\overline{AB}$, de medida $h$ correspondiente a la base del triángulo equilátero.
  2. Con centro en $A$, trace una circunferencia que tenga por radio la medida de $\overline{AB}$.
  3. Con centro en $B$, trace otra circunferencia con el mismo radio del arco anterior.
  4. Llame, con $C$, a un punto de intersección de las dos circunferencias.
  5. Trace los segmentos $\overline{AC}$ y $\overline{BC}$, respectivamente.
  6. El $\triangle ABC$ es equilátero.
 

Propiedad

En el triángulo equilátero todas las rectas notables coinciden. El área de un triángulo equilátero viene dada por la fórmula $A=\frac{L^{2}\sqrt{3}}{4}$, donde $L$ es la medida del lado del trángulo.

7. Cuadrado, dado uno de sus lados

Procedimiento

 
  1. Trace el segmento $\overline{AB}$, correspondiente a uno de los lados del cuadrado.
  2. Trace una perpendicular que pase por el punto $A$ y otra por el punto $B$ (ver "Mediatriz, dado un segmento" y "Paralela, a una recta dada").
  3. Trace una circunferencia con centro en $A$ y que tenga por radio la medida de $\overline{AB}$.
  4. Trace una circunferencia con centro en $B$ y que tenga por radio la medida de $\overline{AB}$.
  5. Llame, con $P$ y $Q$, a los puntos de intersección de cada circunferencia con las perpendiculares trazadas.
  6. Trace el segmento $\overline{PQ}$.
  7. El cuadrilátero $\square APQB$ es un cuadrado.
 

Propiedad

El cuadrado es un cuadrilátero equiángulo.  Sus diagonales se bisecan perpendicularmente y determinan cuatro triángulos congruentes.

8. El rectángulo áureo

Procedimiento

 
  1. Trace el segmento $\overline{AB}$.
  2. Trace una perpendicular en cada extremo de $\overline{AB}$ (ver "Cuadrado, dado un lado").
  3. Trace una circunferencia con centro en $A$ y que tenga por radio la medida de $\overline{AB}$.
  4. Trace una circunferencia con centro en $B$ y que tenga por radio la medida de $\overline{AB}$.
  5. Llame, con $P$ y $Q$, a los puntos de intersección de cada circunferencia, con las perpendiculares trazadas.
  6. Trace el segmento $\overline{PQ}$.
  7. El cuadrilátero $\square APQB$ es un cuadrado.
  8. Trace el punto medio $M$ de $\overline{AB}$ (ver "Mediatriz, dado un segmento").
  9. Trace una circunferencia con centro en $M$ y que tenga por radio la medida de $\overline{MQ}$.
  10. Prolongue el segmento $\overline{AB}$, de tal forma que interseque a la circunferencia en un punto $C$.
  11. Trace una perpendicular que pase por el punto $C$ (ver "Cuadrado, dado un lado").
  12. Con el compás, traslade la medida del segmento $\overline{CR}$, de longitud igual a la medida del lado del cuadrado $\square APQB$.
  13. Trace el segmento $\overline{PR}$.
  14. El cuadrilátero $\square APRC$ es un rectángulo áureo.

Propiedad

 

Los lados del rectángulo áureo están en una proporción, igual a la razón áurea: $\frac{a+b}{a}=\frac{a}{b}$, $\Phi=\frac{1+\sqrt{5}}{2}$.

 
9. Pentágono regular

Procedimiento

 
  1. Trace el segmento $\overline{AB}$, correspondiente a uno de los lados del pentágono.
  2. Trace el punto medio $M$ de $\overline{AB}$ (ver "Mediatriz, dado un segmento").
  3. Prolongue el segmento $\overline{AB}$.
  4. Trace una perpendicular que pase por $M$ y otra que pase por $B$ respectivamente (ver "Cuadrado, dado un lado").
  5. Con centro en $B$, trace un arco de circunferencia de radio igual a la medida de $\overline{AB}$, de tal manera que interseque a la perpendicular trazada por $B$ en el punto $R$.
  6. Con centro en $M$, trace un arco de circunferencia de radio igual a la medida de $\overline{MR}$, de tal manera que interseque a la prolongación del segmento $\overline{AB}$ en el punto $S$.
  7. Con centro en $A$, trace un arco de circunferencia de radio igual a la medida de $\overline{AS}$, de tal manera que interseque a la perpendicular trazada por $M$ en el punto $D$.
  8. Con centro en los puntos $A$, $B$ y $D$; trace arcos de circunferencia de radio igual a la medida del segmento $\overline{AB}$.
  9. Llame, con los puntos $C$ y $E$, a las intersecciones de los arcos.
  10. Trace los segmentos $\overline{AE}$, $\overline{ED}$, $\overline{DC}$ y $\overline{CB}$.
  11. El polígono $AEDCB$ es un pentágono regular.
 

Propiedad

En un pentágono regular, la diagonal y el lado están en la proporción áurea, esto es $\Phi=\frac{1+\sqrt{5}}{2}$.

 
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