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Matemáticas 3.º ESO · Taller: movimientos con geometría dinámica

Taller: movimientos con GeoGebra

Objetivo: Al terminar, sabrás aplicar traslaciones, giros y simetrías a una figura con un programa de geometría dinámica (GeoGebra), leer las coordenadas de la imagen y comprobar que el movimiento no cambia la forma ni el tamaño.

Explicación

GeoGebra

GeoGebra es un programa gratuito de geometría dinámica (en el navegador o en el móvil). Usaremos la vista gráfica (los ejes) y la barra de entrada, donde se escriben los comandos. Activa la cuadrícula con el botón derecho sobre la vista gráfica.

Crear objetos:

  • Un punto: A = (-4, -1).
  • Un polígono: pol = Polígono(A, B, C).
  • Un vector: si el nombre va en minúscula, se crea un vector: u = (5, 2).
  • Una recta: r: x = 2 o r: y = x.

Los movimientos

Movimiento Comando
Traslación de vector u⃗\vec{u} Traslada(pol, u)
Giro de centro OO y ángulo α\alpha Rota(pol, 90°, O)
Simetría axial de eje rr Refleja(pol, r)
Simetría central de centro MM Refleja(pol, M)

GeoGebra llama a las imágenes A′A', B′B', C′C' y escribe sus coordenadas en la vista algebraica.

Cuidado con el ángulo: hay que escribir el símbolo de grados (90°; en el teclado, Alt + O). Si escribes 90 sin el símbolo, GeoGebra lo entiende en otra unidad (radianes) y el giro sale mal.

Lo que hace dinámica a la geometría

Si arrastras un vértice de la figura original, su imagen se mueve con ella: GeoGebra guarda la construcción, no solo el dibujo. Así puedes comprobar que lo que observas se cumple siempre y no solo en un caso: por ejemplo, con Distancia(A, B) y Distancia(A', B') verás que las longitudes coinciden, por mucho que arrastres.

Puntos clave

  • Traslada(objeto, vector), Rota(objeto, ángulo, centro), Refleja(objeto, recta) y Refleja(objeto, punto).
  • Un nombre en minúscula con coordenadas, como u = (5, 2), crea un vector.
  • El ángulo se escribe con el símbolo de grados: 90°.
  • Al arrastrar la figura original, la imagen se mueve con ella: sirve para comprobar propiedades en muchos casos a la vez.

Errores frecuentes

  • ErrorEscribir Rota(pol, 90, O) sin el símbolo de grados.

    Cómo corregirloEscribe 90° (Alt + O). Sin el símbolo, el número se interpreta en radianes.

  • ErrorEscribir el vector con mayúscula (U = (5, 2)) y que GeoGebra cree un punto.

    Cómo corregirloUsa una letra minúscula para los vectores o el comando Vector(P, Q).

  • ErrorCopiar las coordenadas de la imagen con punto decimal.

    Cómo corregirloGeoGebra puede mostrar los decimales con punto; en la hoja escríbelos con coma.

Ejemplos resueltos

  1. Ejemplo 1. Trasladar un triángulo actividad guiada en GeoGebra (traslación)

    En GeoGebra, crea los puntos A(−4,−1)A(-4, -1), B(−1,−1)B(-1, -1) y C(−3,2)C(-3, 2), el triángulo pol = Polígono(A, B, C) y el vector u = (5, 2). Aplica Traslada(pol, u). Anota las coordenadas de A′A', B′B' y C′C' y arrastra el punto CC: ¿qué le pasa a la imagen?

    -8-7-6-5-4-3-2-1012345678-4-3-2-1012345xyFF'

    Resolución

    GeoGebra dibuja el triángulo imagen con vértices A′(1,1)A'(1, 1), B′(4,1)B'(4, 1) y C′(2,4)C'(2, 4): cada vértice se ha movido 5 a la derecha y 2 hacia arriba.

    Al arrastrar CC, el vértice C′C' se mueve exactamente igual, y el triángulo imagen sigue siendo igual que el original: la traslación se aplica a la figura, sea cual sea su forma.

  2. Ejemplo 2. Girar con el comando Rota actividad guiada en GeoGebra (giro)

    Con el mismo triángulo, crea el punto O = (0, 0) y escribe Rota(pol, 90°, O). Anota los vértices de la imagen. Después escribe Distancia(O, A) y Distancia(O, A'). ¿Qué observas?

    Resolución

    Se obtiene el triángulo de vértices A′(1,−4)A'(1, -4), B′(1,−1)B'(1, -1) y C′(−2,−3)C'(-2, -3), girado un cuarto de vuelta en sentido contrario a las agujas del reloj.

    Las dos distancias valen lo mismo, 17≈4,12\sqrt{17} \approx 4{,}12: en un giro, cada punto se mantiene a la misma distancia del centro.

  3. Ejemplo 3. Simetrías con Refleja actividad guiada en GeoGebra (simetrías)

    Con el mismo triángulo:

    a) Crea la recta r: x = 2 y aplica Refleja(pol, r).

    b) Crea el punto M = (0, 1) y aplica Refleja(pol, M).

    Anota los vértices de las dos imágenes.

    Resolución

    a) Simetría axial de eje x=2x = 2: A′(8,−1)A'(8, -1), B′(5,−1)B'(5, -1), C′(7,2)C'(7, 2). La ordenada no cambia y el eje queda en medio de cada punto y su imagen.

    b) Simetría central de centro M(0,1)M(0, 1): (4,3)(4, 3), (1,3)(1, 3), (3,0)(3, 0). MM es el punto medio de cada vértice y su imagen.

    El mismo comando hace las dos simetrías: si le das una recta, axial; si le das un punto, central.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

  1. 1. Fácil

    En GeoGebra, crea el cuadrado de vértices (1,1)(1, 1), (3,1)(3, 1), (3,3)(3, 3) y (1,3)(1, 3) y trasládalo con el vector v⃗=(−5,−3)\vec{v} = (-5, -3). Escribe los comandos que usas y las coordenadas de la imagen.

    Ver solución

    (−4,−2)(-4, -2), (−2,−2)(-2, -2), (−2,0)(-2, 0), (−4,0)(-4, 0)

    Comandos: P = (1, 1), Q = (3, 1), R = (3, 3), S = (1, 3), cuad = Polígono(P, Q, R, S), v = (-5, -3), Traslada(cuad, v). Imagen: P′(−4,−2)P'(-4, -2), Q′(−2,−2)Q'(-2, -2), R′(−2,0)R'(-2, 0), S′(−4,0)S'(-4, 0).

  2. 2. Media

    Crea el triángulo de vértices P(2,0)P(2, 0), Q(5,1)Q(5, 1) y R(4,3)R(4, 3) y gíralo 75∘75^\circ alrededor del origen.

    a) Anota las coordenadas de la imagen (con dos decimales).

    b) Comprueba con Distancia que OQ=OQ′OQ = OQ' y que PQ=P′Q′PQ = P'Q'.

    Ver solución

    a) P′(0,52; 1,93)P'(0{,}52;\ 1{,}93), Q′(0,33; 5,09)Q'(0{,}33;\ 5{,}09), R′(−1,86; 4,64)R'(-1{,}86;\ 4{,}64). b) OQ=OQ′≈5,10OQ = OQ' \approx 5{,}10; PQ=P′Q′≈3,16PQ = P'Q' \approx 3{,}16

    a) O = (0, 0), t = Polígono(P, Q, R), Rota(t, 75°, O). GeoGebra da P′(0,52; 1,93)P'(0{,}52;\ 1{,}93), Q′(0,33; 5,09)Q'(0{,}33;\ 5{,}09) y R′(−1,86; 4,64)R'(-1{,}86;\ 4{,}64).

    b) Distancia(O, Q) y Distancia(O, Q') dan 5,105{,}10 (26\sqrt{26}). Distancia(P, Q) y Distancia(P', Q') dan 3,163{,}16 (10\sqrt{10}). El giro conserva las distancias al centro y las longitudes de los lados.

  3. 3. Media

    Crea la recta r: y = x y el triángulo de vértices (1,−2)(1, -2), (4,−1)(4, -1) y (2,1)(2, 1).

    a) Aplica la simetría axial de eje rr. ¿Qué les pasa a las coordenadas de cada vértice?

    b) Aplica otra vez la misma simetría a la imagen. ¿Qué obtienes?

    Ver solución

    a) (−2,1)(-2, 1), (−1,4)(-1, 4), (1,2)(1, 2): se intercambian las coordenadas. b) El triángulo original.

    a) Refleja(pol, r) da (−2,1)(-2, 1), (−1,4)(-1, 4) y (1,2)(1, 2): la simetría respecto de y=xy = x intercambia la abscisa y la ordenada.

    b) Al aplicarla dos veces, cada punto vuelve a su sitio: obtenemos el triángulo original.

  4. 4. Media

    Construye un friso. Crea el triángulo M = Polígono((-8, -1), (-7, -1), (-8, 1)) y el vector u = (3, 0). Escribe:

    Secuencia(Traslada(M, k*u), k, 0, 5)

    a) ¿Cuántos triángulos aparecen?

    b) ¿Cuáles son los vértices del último?

    c) ¿Qué cambiarías para que los triángulos estuvieran el doble de separados?

    Ver solución

    a) 6. b) (7,−1)(7, -1), (8,−1)(8, -1), (7,1)(7, 1). c) Usar u = (6, 0).

    a) kk toma los valores 0, 1, 2, 3, 4 y 5: 6 triángulos (el de k=0k = 0 es el original).

    b) El último se ha trasladado 5⋅(3,0)=(15,0)5 \cdot (3, 0) = (15, 0): (7,−1)(7, -1), (8,−1)(8, -1), (7,1)(7, 1).

    c) Duplicar el vector del friso: u = (6, 0). (Habría que poner menos copias para que quepan en la pantalla.)

  5. 5. Difícil

    Construye un rosetón con el triángulo M = Polígono((-8, -1), (-7, -1), (-8, 1)) y el centro O=(0,0)O = (0, 0):

    Secuencia(Rota(M, k*45°, O), k, 0, 7)

    a) ¿Cuántas copias aparecen y qué ángulo hay entre dos consecutivas?

    b) ¿Qué pasa si kk llega hasta 8?

    c) ¿Qué valor de kk da la copia simétrica de MM respecto de OO?

    Ver solución

    a) 8 copias, 45∘45^\circ. b) La copia de k=8k = 8 coincide con la de k=0k = 0. c) k=4k = 4

    a) k=0,1,…,7k = 0, 1, \ldots, 7: 8 copias, separadas 45∘45^\circ (8⋅45∘=360∘8 \cdot 45^\circ = 360^\circ).

    b) 8⋅45∘=360∘8 \cdot 45^\circ = 360^\circ: es una vuelta completa, así que esa copia se superpone a la original.

    c) La simetría central es el giro de 180∘=4⋅45∘180^\circ = 4 \cdot 45^\circ: k=4k = 4.

Para practicar más

  1. 1. Fácil

    Sin ordenador: ¿qué punto dibujará GeoGebra con cada comando? Si tienes GeoGebra, compruébalo.

    a) Traslada(A, u), con A = (2, -3) y u = (-4, 6).

    b) Refleja(B, EjeX), con B = (5, 2).

    c) Rota(C, 180°, (0, 0)), con C = (-1, 4).

    Ver solución

    a) (−2,3)(-2, 3). b) (5,−2)(5, -2). c) (1,−4)(1, -4)

    a) Traslación: (2−4, −3+6)=(−2,3)(2 - 4,\ -3 + 6) = (-2, 3). b) Simetría respecto del eje de abscisas: cambia el signo de la ordenada, (5,−2)(5, -2). c) Giro de 180∘180^\circ con centro el origen (simetría central): (1,−4)(1, -4).

  2. 2. Media

    Escribe los comandos de GeoGebra para obtener, a partir de un polígono pol ya creado:

    a) Su simétrico respecto del punto (2,2)(2, 2).

    b) Su giro de −90∘-90^\circ alrededor de su vértice AA.

    c) Su simétrico respecto de la recta y=−1y = -1.

    Ver solución

    a) M = (2, 2) y Refleja(pol, M). b) Rota(pol, -90°, A). c) r: y = -1 y Refleja(pol, r).

    a) Primero el centro, M = (2, 2); después Refleja(pol, M) (con un punto, la simetría es central). b) Rota(pol, -90°, A): el ángulo negativo gira en el sentido de las agujas del reloj. c) Primero la recta, r: y = -1; después Refleja(pol, r) (con una recta, la simetría es axial).

  3. 3. Difícil

    Un compañero escribe Rota(pol, 90, O) y la figura aparece girada un ángulo extraño.

    a) ¿Qué error ha cometido?

    b) GeoGebra ha interpretado el 90 en radianes. Sabiendo que 1 radián son unos 57,3∘57{,}3^\circ, ¿cuántos grados ha girado la figura? ¿A qué giro de menos de una vuelta equivale? Redondea a las décimas.

    Ver solución

    a) Le falta el símbolo de grados. b) Unos 5156,6∘5156{,}6^\circ, que equivalen a unos 116,6∘116{,}6^\circ.

    a) Tenía que escribir Rota(pol, 90°, O).

    b) 90⋅180∘π≈5156,6∘90 \cdot \dfrac{180^\circ}{\pi} \approx 5156{,}6^\circ (con 57,3∘57{,}3^\circ por radián sale ≈5157∘\approx 5157^\circ). Quitamos vueltas completas: 5156,6:360≈14,35156{,}6 : 360 \approx 14{,}3, así que 5156,6∘−14⋅360∘≈116,6∘5156{,}6^\circ - 14 \cdot 360^\circ \approx 116{,}6^\circ.

  4. 4. Media

    Escribe un comando con Secuencia que dibuje un rosetón de 6 copias de un polígono M alrededor del origen. ¿Qué ángulo hay entre dos copias consecutivas?

    Ver solución

    Secuencia(Rota(M, k*60°, (0, 0)), k, 0, 5); 60∘60^\circ

    Seis copias reparten la vuelta en 360∘6=60∘\dfrac{360^\circ}{6} = 60^\circ. Con kk de 0 a 5: Secuencia(Rota(M, k*60°, (0, 0)), k, 0, 5). (También vale crear antes O = (0, 0) y usar O como centro.)

¿Cómo te ha ido con esta lección?