viernes, 22 de marzo de 2024

Puntos y segmentos

Presentamos unos juegos donde hay que unir los puntos de una red rectangular con el menor número de segmentos rectilíneos.

Une los 4 puntos con 3 segmentos rectilíneos y los 9 puntos con 4 segmentos rectilíneos de la figura, sin levantar el lápiz del papel.
Une los 16 puntos con 6 segmentos rectilíneos y los 25 puntos con 8 segmentos rectilíneos de la figura, sin levantar el lápiz del papel.
Une los 36 puntos con 10 segmentos rectilíneos y los 49 puntos con 12 segmentos rectilíneos de la figura, sin levantar el lápiz del papel.
Soluciones

martes, 30 de enero de 2024

Teorema de Conway

Sea un triángulo cualquiera ABC con incentro O y cuya circunferencia inscrita es tangente a los lados en Q, R y S. Los segmentos del mismo color son iguales: CR=CQ (azul ), AS=AR (verde) y BS=BQ (rojo) por construcción.
  • Se prolonga el segmento AB hasta F, siendo AF=AP (azul)+PF (rojo).
  • Se prolonga el segmento AB hasta I, siendo BG=BL (verde)+LI (azul).
  • Se prolonga el segmento BC hasta H, siendo BH=BK (verde)+KH (azul).
  • Se prolonga el segmento BC hasta D, siendo CD=CN (rojo)+ND (verde).
  • Se prolonga el segmento CA hasta G, siendo AG=AJ (azul)+JG (rojo).
  • Se prolonga el segmento CA hasta E, siendo CE=CM (rojo)+ME (verde).
Se observa que los siguientes segmentos son iguales por estar formados por tres subsegmentos de diferente color:
  • SF=AS (verde)+AP (azul)+PS (rojo)
  • SI=SB (rojo)+BL (verde)+LI (azul)
  • QD=QC (azul)+CN (rojo)+ND (verde)
  • QH=QB(rojo)+BK (verde)+KH (azul)
  • RE=RC (azul)+CM (rojo)+ME (verde)
  • RG=RA (verde)+AJ (azul)+JG (rojo)
Los triángulos OSF, OSI, ORG, ORE, OQD y OQH son rectángulos y como tienen los mismos catetos, también tienen la misma hipotenusa que es el radio de la circunferencia que pasa por los puntos D, E, F, G H e I. Estos puntos cumplen las condiciones que impone el teorema de Conway (longitudes prolongadas de los lados desde un vértice iguales a la longitud del lado opuesto). Queda probado el teorema de Conway y además que el centro de esa circunferencia es el incentro del triángulo.



  • Se pueden mover los vértices del triángulo.
  • Se puede ver la construcción 'paso a paso'.
Generalización del teorema (Francisco Javier García Capitán):

En el triángulo ABC se sitúa en su interior un punto arbitrario D . Se traza la recta que pasa por el lado AB y su paralela por el vértice opuesto C. Se traza el segmento que pasa por A y D y que corta  en E y el segmento que pasa por B y D que corta en F. Se traza el segmento paralelo al lado AC desde F que corta en G y el segmento paralelo al lado BC que corta en H. Los puntos G y H son dos de los seis puntos buscados. Repitiendo, de forma análoga el proceso, a partir de los lados BC y AC respectivamente se obtendrían los cuatro puntos restantes. Por estos seis puntos pasa una elipse que se convierte en cÍrculo cuando el punto variable D coincide con el incentro del triángulo.
  • Se pueden mover los vértices del triángulo.
  • Se puede desplazar el punto hueco y al situarlo sobre el incentro se obtiene una circunferencia.