En un triángulo con un ángulo recto, las longitudes de sus lados cumplen una relación especial. Primero identificaremos los dos lados que forman el recto y el que queda enfrente. Después veremos que la relación nace de áreas de cuadrados; solo entonces la usaremos para hallar una longitud desconocida.
Si necesitas repasar:
1. La marca de 90° permite identificar catetos e hipotenusa
Los dos lados que forman el ángulo recto son los catetos. El lado opuesto a ese ángulo es la hipotenusa y es el más largo. En el dibujo, los catetos miden doce y cinco centímetros; h nombra la hipotenusa desconocida.
Las letras son nombres, no propiedades: podemos llamar a y b a los catetos y c a la hipotenusa, o usar h. Lo esencial es reconocer el lado opuesto a 90°. Si giramos el triángulo, la hipotenusa sigue siendo la misma aunque ya no se vea inclinada.
Reconocer por posición geométrica
Un triángulo rectángulo está girado y el lado horizontal queda enfrente del ángulo de 90°. ¿Qué lado es?
Miramos el ángulo recto
No buscamos el lado que parece más inclinado.
Elegimos el opuesto
El lado enfrente del recto es la hipotenusa.
El lado horizontal es la hipotenusa.
La orientación del dibujo no cambia el papel de un lado.
La condición no se puede suponer
Un triángulo solo tiene dos longitudes indicadas y no se da ningún ángulo ni perpendicularidad. ¿Podemos aplicar directamente Pitágoras?
Buscamos la hipótesis
Se necesita un ángulo recto.
Revisamos los datos
Todavía no está garantizado.
No; falta justificar que el triángulo sea rectángulo.
Conocer dos lados no impone por sí solo el ángulo entre ellos.
2. El cuadrado sobre la hipotenusa tiene el área de los otros dos juntos
Si llamamos a y b a los catetos y c a la hipotenusa, el teorema dice c² = a² + b². Cada cuadrado es el área del cuadrado construido sobre ese lado.
En el dibujo los catetos miden dos y tres centímetros. Sus cuadrados tienen áreas 4 cm² y 9 cm². Juntos suman 13 cm², que es el área del cuadrado de la hipotenusa. La longitud c será √13 cm, no trece centímetros.
De longitudes a áreas
Dos catetos miden cinco y doce centímetros. ¿Cuánto vale el cuadrado de la hipotenusa?
Cuadramos cada longitud
5² = 25 y 12² = 144.Sumamos las áreas
25 + 144 = 169.
c² = 169 cm².
Todavía no hemos dado c; ciento sesenta y nueve mide el área de su cuadrado.
Detectar la suma que no corresponde
¿Para catetos dos y tres podemos escribir c = 2 + 3 = 5?
Leemos la relación correcta
c² = 2² + 3² = 13.Comprobamos la propuesta
Si c fuera cinco, c² sería 25, no trece.
No; c = √13 cm.
La suma de los catetos no es la hipotenusa.
3. La reordenación explica por qué las áreas son iguales
Construimos dos cuadrados grandes de lado a + b y colocamos en cada uno cuatro copias del mismo triángulo rectángulo. Sus áreas totales son iguales y las cuatro piezas triangulares también ocupan lo mismo en ambas composiciones.
En la primera queda un cuadrado central de lado c. Sus lados son las cuatro hipotenusas iguales y sus esquinas son rectas, porque los dos ángulos agudos de un triángulo rectángulo suman 90°. En la segunda quedan dos cuadrados de lados a y b.
Al retirar las mismas cuatro piezas de totales iguales, lo que sobra coincide: c² = a² + b². El dibujo usa a = 2 y b = 3 para ilustrarlo, pero la construcción y el razonamiento conservan a y b positivos cualesquiera. Un ejemplo solo no probaría el teorema general; esta reordenación explica su estructura.
Qué permanece igual al mover piezas
Si los cuatro triángulos se trasladan o giran sin deformarse, ¿cambia su área total?
Revisamos cada movimiento
Trasladar o girar conserva tamaño y forma.
Reunimos las cuatro piezas
La suma de sus áreas también se conserva.
No cambia su área total.
No estamos ampliando o recortando las piezas: deben ser las mismas.
Comparar restos iguales
Dos figuras tienen área total 100 cm². En cada una se retiran piezas de área total 36 cm². ¿Qué puedes concluir de las regiones restantes?
Restamos en ambas
100 − 36 = 64 cm².Comparamos lo que queda
Las dos regiones restantes tienen la misma área.
Ambas regiones tienen área 64 cm².
Pueden tener formas distintas; el argumento compara áreas, no apariencia.
4. Buscar hipotenusa suma cuadrados; buscar cateto resta uno
Para hallar c con catetos cinco y doce, hacemos c² = 25 + 144 = 169 y recuperamos la longitud con la raíz positiva: c = 13 cm. La hipotenusa debe superar a ambos catetos, y trece supera cinco y doce.
No sumamos por rutina: primero identificamos qué lado falta.
Hallar otra hipotenusa
Los catetos miden 8 y 15 cm. Halla c.
Cuadramos
8² = 64 y 15² = 225.Sumamos
c² = 64 + 225 = 289.Tomamos la raíz positiva
c = 17 cm.
La hipotenusa mide 17 cm.
17² = 289 y diecisiete es mayor que ambos catetos.
Hallar el cateto restante
Un triángulo rectángulo tiene hipotenusa 10 cm y un cateto 7 cm. Halla el otro.
Despejamos su cuadrado
a² = 10² − 7² = 100 − 49 = 51.Recuperamos una longitud positiva
a = √51 cm.
El cateto mide √51 cm, aproximadamente 7,141 cm.
El resultado es menor que diez, como corresponde a un cateto.
5. Una longitud es positiva y puede expresarse con raíz exacta
Pero aquí c representa una longitud de un triángulo no degenerado, así que elegimos c = √13 > 0. No es que la raíz negativa deje de existir como solución de una ecuación; queda excluida por el significado de la cantidad.
Si √13 no es un decimal exacto, podemos conservarlo como respuesta exacta. Una aproximación, como 3,606 cm, se señala con ≈ y se calcula al final. Todas las longitudes deben estar en la misma unidad antes de elevar y sumar.
Dos catetos iguales
Los catetos miden 1 cm cada uno. Halla la hipotenusa exactamente.
Sumamos cuadrados
c² = 1² + 1² = 2.Elegimos la longitud positiva
c = √2 cm.
La hipotenusa mide √2 cm.
1,414 cm sería una aproximación, no el valor exacto.
Unidades distintas antes de calcular
Los catetos miden 1 m y 75 cm. Halla la hipotenusa en centímetros.
Convertimos
1 m = 100 cm.Sumamos cuadrados en cm²
100² + 75² = 10 000 + 5625 = 15 625.Tomamos la raíz
c = 125 cm.
La hipotenusa mide 125 cm.
No se puede sumar 1² + 75² como si uno y setenta y cinco usaran la misma unidad.
6. El recíproco permite reconocer un triángulo rectángulo a partir de sus lados
Si tres longitudes positivas forman un triángulo y el cuadrado de la mayor es la suma de los otros dos cuadrados, el ángulo opuesto al lado mayor es recto. Este enunciado se llama recíproco del teorema: ahora usamos los lados para concluir perpendicularidad.
Primero identificamos el mayor; no elegimos c por el orden en que aparecen los datos. Si la igualdad no se cumple, no es rectángulo. También revisamos que las longitudes puedan formar un triángulo antes de clasificarlo.
Reconocer un triángulo rectángulo
Decide si los lados 7, 24 y 25 cm forman uno rectángulo.
Comprobamos que puede cerrarse
7 + 24 > 25 y las longitudes son positivas.Elegimos el mayor
25.
Comparamos cuadrados
7² + 24² = 49 + 576 = 625 = 25².
Sí; es rectángulo y la hipotenusa mide 25 cm.
El ángulo recto queda enfrente de ese lado mayor.
Un triángulo que no es rectángulo
Decide si un triángulo de lados 4, 5 y 6 cm es rectángulo.
Elegimos el mayor
Seis.
Comparamos
4² + 5² = 41, pero 6² = 36.
No es rectángulo.
Que los lados tengan valores cercanos o enteros no obliga a cumplir Pitágoras.
7. Diagonales y desplazamientos perpendiculares crean el triángulo necesario
La diagonal de un rectángulo une dos vértices opuestos y, junto a dos lados contiguos, forma un triángulo rectángulo. Un rectángulo de 9 cm por 12 cm tiene diagonal d con d² = 9² + 12² = 225, así que d = 15 cm.
Entre dos puntos del plano con la misma escala en los ejes, las diferencias horizontal y vertical forman catetos perpendiculares. Para A = (1; 2) y B = (4; 6), los cambios son tres y cuatro, y la distancia recta es cinco. La longitud de recorrer primero horizontal y después vertical sería siete: es otra trayectoria.
Una diagonal cuadrada
Un cuadrado tiene lado 4 cm. Halla su diagonal.
Los catetos son dos lados del cuadrado
Cuatro y cuatro.
Aplicamos la relación
d² = 16 + 16 = 32.Simplificamos la raíz
d = √32 = 4√2 cm.
La diagonal mide 4√2 cm.
Es mayor que un lado y menor que recorrer dos lados, ocho centímetros.
Distancia con coordenadas nuevas
Halla la distancia entre (−1; 1) y (5; 9) usando la misma unidad en ambos ejes.
Calculamos los cambios
Horizontal: 5 − (−1) = 6.Vertical: 9 − 1 = 8.Son desplazamientos perpendiculares
d² = 6² + 8² = 100.Tomamos la longitud
d = 10 unidades.
La distancia es 10 unidades.
Los signos de las coordenadas no son longitudes de lados: primero calculamos las diferencias.
8. En una aplicación justificamos la perpendicularidad antes de sustituir
Una escalera apoyada entre suelo horizontal y pared vertical forma un triángulo rectángulo si pared y suelo son perpendiculares. La escalera es el lado opuesto al ángulo recto, por tanto la hipotenusa. La altura y la separación del pie son catetos.
Un cálculo que produce un cateto mayor que la escalera o un cuadrado negativo avisa de que se han intercambiado datos, de que las medidas son incompatibles o de que el modelo no corresponde. Revisamos la geometría, las unidades y la cuenta, sin cambiar un signo para forzar una raíz.
Una cuerda como hipotenusa
Una cuerda recta de 10 m une el suelo con un punto a 6 m de altura en una pared perpendicular. Halla la separación horizontal.
Identificamos la cuerda
Es la hipotenusa de diez metros.
Despejamos el cateto horizontal
x² = 10² − 6² = 64.Tomamos la longitud positiva
x = 8 m.
La separación es 8 m.
6² + 8² = 10² y el cateto ocho es menor que la cuerda diez.
Datos incompatibles
Una escalera recta de 5 m pretende alcanzar 6 m de altura en ese modelo. ¿Qué muestra la cuenta?
Planteamos la relación
x² = 5² − 6² = −11.Interpretamos el resultado
No existe una longitud real con ese cuadrado.
Los datos son incompatibles: la escalera no puede alcanzar una altura mayor que su longitud.
No tomamos √11 cambiando el signo; revisamos la viabilidad del problema.
9. La pregunta final decide qué despeje y qué comprobación usar
Antes de operar anotamos: dónde está el recto, cuáles son los catetos, cuál es la hipotenusa y qué lado falta. Si falta la hipotenusa sumamos áreas; si falta un cateto restamos al cuadrado mayor. Al final recuperamos una longitud positiva y comprobamos la igualdad original.
No usamos Pitágoras para cualquier triángulo ni interpretamos el resultado cuadrado como una longitud. La respuesta incluye unidad, valor exacto o aproximado y una revisión de tamaño: la hipotenusa debe ser la mayor de las tres longitudes.
Revisar un resultado que quedó al cuadrado
Se calculó c² = 121 cm² y alguien responde c = 121 cm. Corrígelo.
Identificamos qué mide ciento veintiuno
El área del cuadrado sobre c.
Recuperamos su lado
c = √121 = 11 cm.
La longitud es 11 cm.
Al cuadrarla obtenemos los 121 cm² dados.
Elegir la resta correcta
Una hipotenusa mide 15 cm y un cateto 9 cm. ¿Qué cuenta da el otro?
Escribimos la igualdad completa
15² = 9² + b².Aislamos el cuadrado desconocido
b² = 225 − 81 = 144.Tomamos la raíz positiva
b = 12 cm.
El otro cateto mide 12 cm.
Sumar 225 + 81 habría dado un lado mayor que la hipotenusa, señal de un despeje incorrecto.
Ahora lo resolvemos de principio a fin.
EJEMPLO RESUELTO 1
Buscar hipotenusa
Los catetos miden 6 y 8 cm. Halla la hipotenusa.
Identificamos los dos catetos
Miden seis y ocho centímetros; falta la hipotenusa.
Escribimos la relación de áreas
c² = 6² + 8².Calculamos los cuadrados y sumamos
36 + 64 = 100 cm².Recuperamos la longitud positiva
c = √100 = 10 cm.Comprobamos
Diez es mayor que seis y ocho, y 10² = 6² + 8².
10 cm.
10 es mayor que 6 y 8; 100=36+64.
EJEMPLO RESUELTO 2
Buscar cateto
Una escalera de 13 m alcanza 12 m de altura contra una pared perpendicular al suelo. ¿A qué distancia está su pie?
Justificamos el triángulo rectángulo
Pared y suelo son perpendiculares.
Identificamos los lados
La escalera de 13 m es la hipotenusa y la altura de 12 m es un cateto.
Despejamos la separación horizontal
x² = 13² − 12² = 169 − 144 = 25.Elegimos una longitud positiva
x = 5 m.Comprobamos el modelo
5² + 12² = 25 + 144 = 169 = 13².El pie queda a 5 m de la pared.
5 m.
5²+12²=13².
Los símbolos que hemos usado
- a, b
- Longitudes positivas de los catetos, que forman el ángulo recto.
- c
- Longitud positiva de la hipotenusa, opuesta al ángulo recto.
- a²+b²=c²
- Relación de Pitágoras para un triángulo rectángulo euclídeo.
- √u
- Raíz cuadrada principal no negativa de u≥0.
- Recíproco
- Afirmación que deduce el ángulo recto a partir de la igualdad de cuadrados.
- d
- Distancia o diagonal buscada mediante una construcción rectángula.
- Terna pitagórica
- Tres enteros positivos que cumplen la igualdad de cuadrados.
Ahora te toca a ti.
Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.
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