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Áreas de figuras con formas circulares

Contenido de esta página:

  1. Introducción

  2. Círculo versus circunferencia

  3. Diámetro, perímetro y área

  4. Problemas resueltos de calcular áreas


1. Introducción

En esta página definimos los conceptos de círculo y circunferencia y comentamos la diferencia entre ambos objetos.

Después, presentamos la fórmula del área de un círculo para poder calcular áreas de figuras con formas circulares como la siguiente:

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

2. Círculo versus circunferencia

Circunferencia

Una circunferencia centrada en el punto \(O\) y de radio \(r > 0\) es el conjunto de puntos del plano que están a una distancia \(r\) del punto \(O\). El punto \(O\) se denomina centro de la circunferencia.

Ejemplo: representación de la circunferencia de centro \(O\) y radio \(r\) (color verde):

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

La circunferencia es sólo la curva cerrada de color verde. El centro y el radio no son parte de la circunferencia. Realmente, el radio no representa un lugar geométrico, sino la distancia de los puntos de la circunferencia al centro.

En la siguiente figura se representan algunos puntos de la circunferencia y el segmento que los une a cada uno de ellos con el centro \(O\):

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Todos los puntos de la circunferencia equidistan del centro (están situados a la misma distancia del centro).

Círculo

Un círculo de centro \(O\) y radio \(r\) es el conjunto de puntos que están a una distancia menor o igual que \(r\) del centro.

Ejemplo: representación del círculo de centro \(O\) y radio \(r\):

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

El centro \(O\) sí forma parte del círculo.

En la siguiente figura se representan algunos puntos del círculo y el segmento que los une con el centro:

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Nótese que ahora las distancias de los puntos al centro no son las mismas, pero sí son todas ellas menores o iguales que \(r\).

La circunferencia de centro \(O\) y radio \(r\) es el borde del círculo de centro \(O\) y radio \(r\).

3. Diámetro, perímetro y área

El diámetro, \(d\), de un círculo o de una circunferencia es dos veces el radio, \(r\):

$$ d = 2\cdot r $$

El perímetro, \(P\), de un círculo de radio \(r\) es la longitud de su borde. Es decir, la longitud de la circunferencia de radio \(r\). Se calcula con la fórmula

$$ P = 2\cdot \pi \cdot r $$

O bien,

$$ P = d\cdot \pi $$

donde \(\pi\) es el número pi, que aproximaremos por 3,14:

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

El área, \(A\), de un círculo de radio \(r\) es la medida de su superficie y viene dada por:

$$ A = \pi \cdot r^2 $$

O bien,

$$ A = \frac{\pi \cdot d^2}{4}$$

4. Problemas resueltos

En la mayoría de los problemas se realizan aproximaciones, por lo que las áreas calculadas no son exactas.

Problema 1

Calcular el área del siguiente círculo representado en un cuadrado de lado 1 centímetro:

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Solución

Problema 2

Calcular el área (en centímetros cuadrados) de la región de color verde de la siguiente figura representada en un cuadrado de 1x1 decímetros.

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Nota: la región verde recibe el nombre de corona circular.

Solución

Problema 3

Calcular el área de la luna representada en color violeta sabiendo que los lados del cuadrado exterior miden 4 milímetros.

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Solución

Problema 4

Calcular el área de la región de color violeta de la siguiente figura inscrita en un cuadrado de lado 2 kilómetros:

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Solución

Problema 5

Calcular el área de la región de color amarillo de la siguiente figura inscrita en un cuadrado de lado 4 metros:

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Solución

Problema 6

Calcular el área de la región de color negro del siguiente taijitu (símbolo del yin y del yang) inscrito en un cuadrado de lado 2m.

Problemas resueltos de calcular áreas de figuras con formas circulares, con una introducción en la que se definen el círculo y la circunferencia. Problemas de geometría plana para secundaria.

Solución


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