Nociones básicas. Proposiciones fundamentales. Posiciones relativas de una recta y una circunferencia coplanarias.
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- Óscar Herrero Palma
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1 9.9 EJERCICIOS PROPUESTOS Temas: Nociones básicas. Proposiciones fundamentales. Posiciones relativas de una recta y una circunferencia coplanarias. 1. Indicar para cada una de las siguientes proposiciones cuales son verdaderas y cuales son falsas, justificando su determinación. 1.1 El conjunto de todos los puntos del espacio tales que su distancia a un punto A es igual a t, (t>0), corresponden a C( A, t). 1.2 La circunferencia con radio r>0, es un figura convexa. 1.3 C(0, r) círculo(0, r) 1.4 Una circunferencia y una de sus cuerdas diametrales se intersectan en 3 puntos distintos. 1.5 Si A B, A, B C(0, r), entonces, Int C(0, r) AB Int( AB) 1.6 Si A B, B C(0, r), entonces círculo(0, r) AB A, B 1.7 Toda recta que intersecta a una circunferencia en un solo punto es necesariamente tangente a la circunferencia. 1.8 Todo ángulo con vértice en el centro de una circunferencia un ángulo central de la circunferencia. 1.9 El subconjunto de la circunferencia limitado por un ángulo central y el arco intersectado incluyendo ambos limites, corresponde exactamente al arco intersectado Una semicircunferencia es cada uno de los arcos subtendidos por una cuerda diametral. A, 1.11 En alguna situación particular un segmento circular y un sector circular pueden representar el mismo conjunto Un semicírculo es un sector circular limitado por un ángulo central llano Tres puntos distintos determinan una circunferencia única a la cual pertenecen Toda recta coplanaria con una circunferencia y perpendicular a un radio de ésta, es tangente a la circunferencia.
2 1.15 Si la intersección de dos circunferencias coplanarias es el conjunto vacío, entonces, necesariamente ellas son exteriores Si dos circunferencias son tangentes, entonces, la intersección de sus círculos es necesariamente un conjunto de un solo punto Si dos círculos coplanarios tienen intersección no vacía, entonces, es posible que las circunferencias sean secantes. 2. Sean C(0, r =12), C(0, r ) coplanarias tales que d( 0,0) 8 ; r> r. Determine todos los valores posibles del radio r tales que: 2.1 C(0, r ) es interior a C(0, r). 2.2 C(0, r ) es tangente interior a C(0, r). 2.3 C(0, r ) es secante a C(0, r ). 2.4 C(0, r ) es tangente exterior a C(0, r). 3. Sean C(0, r =9), C(0, r ) coplanarias tales que d( 0,0) 16 ; r> r. Determine todos los valores posibles de r tales que: 3.1 C(0, r ) es interior a C(0, r). 3.2 C(0, r ) es tangente interior a C(0, r). 3.3 C(0, r ) es secante a C(0, r). 3.4 C(0, r ) es tangente exterior a C(0, r). 3.5 C(0, r ) es exterior a C(0, r). 4. Indicar para cada una de las siguientes proposiciones cuales son verdaderas y cuales son falsas, justificando su determinación. Sean C(0, r), C(0, r ) y C(0, r ) con r r r, como se indica en la figura.
3 m( AMB) m( A M ) AMB A M 4.3 Si AOB A O, entonces, AMB A M 4.4 Si m( AMB) m( A M ), entonces, 4.5 m( A M ) m( A O ) 4.6 Si AOB A O, entonces, 4.7 m( AMB) m( AB) 4.8 m( AMB) m( A M ) m( AB) m( A ) m( AOB) 4.9 Si AB A, entonces, Si AOB A O, entonces C(0, r) C(0, r ) 4.11 Si AB A, entonces, 5. Demuestre: Si A B C D, todos ellos pertenecientes a una misma circunferencia con AB // CD, entonces, AD BC. 6. Demuestre: Si A B C D, todos ellos pertenecientes a una misma circunferencia con AD BC, entonces, AB // CD. 7. Demuestre que todo trapecio que tiene todos sus vértices sobre una misma circunferencia es isósceles. 8. Demuestre: Si A B C D, todos ellos pertenecientes a una misma circunferencia con BAD ˆ ABC ˆ, AD // BC, entonces, ABCD es un trapecio isósceles. AB A AOB A O AMB A M AOB A O
4 9. Dada C(0, r) con AB cuerda diametral, D C pertenecientes a esta circunferencia, OC // AD. Demuestre que DMC CNB y OC DB. 10. Dada C(0, r) con AB cuerda diametral, D C pertenecientes a esta circunferencia, OC DB. Demuestre que DMC CNB y OC // AD. 11. Indicar para cada una de las siguientes proposiciones cuales son verdaderas y cuales son falsas, justificando su determinación. Sea C(0, r) con AB tangente, TK cuerda diametral, SH OK, AH BS D y los elementos indicados en la figura AB // SH 11.2 Aˆ Hˆ 11.3 m( TDN) m( MGK) 11.4 Sˆ MOK ˆ 11.5 MOK ˆ MKS ˆ 11.6 MKT ˆ Hˆ 11.7 TMK ˆ OTB ˆ 11.8 NDP ˆ NOP ˆ 11.9 TN MK 12. Demuestre: Si A B C D, pertenecientes a C(0, r) con AC bisectriz de BA ˆ D, I el incentro del ΔABD, entonces, CB CI CD. 13. Desde un punto exterior a una circunferencia se trazan dos segmentos tangentes. Los puntos de tangencia determinan dos áreas cuyas medidas están en la razón de 5 a 2, Calcular: 13.1 La medida de los arcos subtendidos por las dos tangentes.
5 13.2 La medida del ángulo central que se forma al trazar los segmentos radiales a los puntos de tangencia La medida del ángulo determinado por las dos tangentes Las medidas de los ángulos semiinscritos que se forman al trazar la cuerda que une los puntos de tangencia. 14. Se inscribe un ΔABC isósceles con AB AC en C(0, r). AX es bisectriz de BAC, con X C(0, r ). Demuestre que AX pasa por O y que ABX es recto. 15. Dada C(0, r), el ΔABC está inscrito en ella, AB AC ; X BMC. Demuestre que XA es bisectriz de BXC. 16. Dada C(0, r) con las relaciones métricas indicadas en la figura: i) m( COG) 75º ii) m( AGH) 50º iii) BTC DWH iv) DG Calcular: 16.1 m( BTˆ C) 16.2 m( BMˆ D) 16.3 m( CAˆ G) ) 16.4 m( ACˆ D) 16.5 m( GDˆ H ) ; cuerda diametral.
6 16.6 Si CH BG E, calcule m( HE ˆ G). 17. Sean C(0, r) y C(0, r ) exteriores se trazan las dos rectas tangentes interiores a ellas, como se indica en la gráfica; con T T Demuestre que: a) T T T T b) O, P, O son colineales. 1 T2T2 P 18. Sean C(0, r) y C(0, r ) exteriores y no congruentes, se trazan las dos rectas tangentes exteriores a ellas, T 1T 1 y T 2 T 2 como se indica en la gráfica. 1
7 Demuestre que: 18.1 T T T T P. Sugerencia: Razone por reducción al absurdo P, O, O son colineales. 19. Sean C(0, r) y C(0, r ) no congruentes y tangentes exteriormente en un punto T. C(0, r). B, D C(0, r ); y AB CD T. Demuestre que AC // BD. 20. En las condiciones del problema 19 si ambas circunferencias son tangentes interiormente, demuestre la misma tesis. 21. La recta AB es secante a C(0, r) en los puntos A y B. Por el punto B se traza la cuerda BC AB. Demuestre que la cuerda diametral paralela a AB biseca a todo segmento cuyos extremos son el punto C y cualquier punto de AB. 22. Demuestre que todo paralelogramo inscrito en una circunferencia, es un rectángulo. 23. Demuestre que la medida del lado de un hexágono regular inscrito en una circunferencia, es igual al radio de la circunferencia. 24. Demuestre que en todo cuadrilátero convexo circunscrito a una circunferencia la suma de las medidas de dos lados opuestos, es igual a la suma de las medidas de los otros dos lados T T T T 25. Demuestre que todo rombo circunscrito en una circunferencia, es un cuadrado. A,C 26. Demuestre que el radio de C(0, r), inscrita en un triángulo rectángulo de catetos con 1 medidas X, Y y con hipotenusa de medida Z, es igual a X Y Z. 2
8 27. Un rectángulo está inscrito en C(0, r). Por los vértices del rectángulo se trazan las tangentes a C(0, r) que se intersectan dos a dos. Demuestre que el cuadrilátero convexo con vértices en los puntos de la intersección de las tangentes es un rombo. 28. Desde el punto medio M de un arco AMB en C(0, r) se determinan las cuerdas MC y MD que intersectan a AB en los puntos H y K respectivamente. Demuestre que es HKDC es inscriptible. 29. ABCD está inscrito en C(0, r); AD BC ; AB DC Q. Demuestre que el punto de intersección de las bisectrices de APB y BQC, pertenece a la circunferencia de diámetro PQ. Sugerencia: Si designamos por k el punto de intersección de las bisectrices, pruebe que PKQ es recto. 30. El ΔABC está inscrito en C(0, r). AD es la altura correspondiente a BC y H es el ortocentro. N, Q, P son los puntos medios de AH, AB y AC respectivamente. Demuestre que OPNQ es un paralelogramo. Sugerencia: Determine las otras alturas y trace los radios que pasan por respectivamente. Tenga en cuenta la propiedad del radio que biseca a una cuerda y utilice el teorema de la paralela media. 31. Con relación a C(0, r), PA es secante, PD es secante y contiene la cuerda diametral DH, AP r. Demuestre que 3. P
9 32. Con relación a C(0, r), PA y PB son tangentes, S está entre P y A. G está entre P y B, SG tangente a C(0, r) en T. Demuestre que si m PA perímetro del ΔPSG 2a., entonces el 33. La longitud de la cuerda común de dos circunferencias secantes mide 7 unidades. Si los radios de las circunferencias miden 15 y9 unidades respectivamente, calcule la distancia entre los centros. 34. Con relación a la circunferencia, P es exterior, S está entre P y T, A está entre P y B; mtmd 78 ; mdgb 82. Calcule el valor de m Pˆ m ADS ˆ. 35. Una circunferencia está inscrita en un triángulo de lados con magnitudes 11, 16 y 21 respectivamente, si el punto de tangencia divide al lado mayor en dos segmentos de a longitudes a y b con a b; entonces determine la razón. b 36. En C(0, r), AB es una cuerda diametral, P C(0, r), P A y P B, PD cuerda tal que PD AB, PW bisectriz de DP ˆ O tal que PW C(0, r) K. Demuestre que KA KB. a
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