Salta al contingut

Exercicis de geometria — Matemàtiques 3r ESO

La geometria de 3r d'ESO junta els teoremes més útils amb el càlcul de cossos. Els exercicis et fan aplicar el teorema de Tales a segments proporcionals i a ombres, per calcular l'altura d'un edifici, i el de Pitàgores a triangles rectangles. Després treballes la semblança: si dues figures tenen raó de semblança 3, les àrees tenen raó 9 i els volums, 27. Al final calcules àrees i volums de cossos com prismes i piràmides i repasses les unitats de cada magnitud. Errors que es veuen sovint: aplicar Pitàgores a un triangle que no és rectangle i sumar els catets en lloc dels seus quadrats.

Nivell bàsic

1

Exercici 1

Si a/a' = bb\tfrac{b}{b}' amb a = 2, a' = 4 i b = 5, quant val b'?

Mostra la solució

2/4 = 5/b', per tant b' = 10.

2

Exercici 2

Catets 3 i 4: quant fa la hipotenusa?

Mostra la solució

h = 9+16\sqrt{9 + 16} = 25\sqrt{25} = 5.

3

Exercici 3

En quines unitats es mesura un volum?

Mostra la solució

En unitats cúbiques (per exemple cm cúbics o metres cúbics).

4

Exercici 4

Calcula l'àrea d'un triangle de 10 cm de base i 6 cm d'altura.

Mostra la solució

Àrea del triangle = (base · altura)/2 = (10 · 6)/2.
= 60/2 = 30 cm2.
Error típic: oblidar dividir entre 2.

5

Exercici 5

Calcula la longitud d'una circumferència de 5 cm de radi. Fes servir π = 3,14.

Mostra la solució

La longitud és L = 2πr = 2 · 3,14 · 5.
L = 31,4 cm.

6

Exercici 6

Calcula l'àrea d'un cercle de 4 cm de radi (π = 3,14).

Mostra la solució

L'àrea del cercle és A = πr2 = 3,14 · 424^{2} = 3,14 · 16.
A = 50,24 cm2.
Error típic: multiplicar π per 2 i pel radi (això és la longitud, no l'àrea).

7

Exercici 7

En un triangle rectangle la hipotenusa mesura 13 cm i un catet 5 cm. Quant mesura l'altre catet?

Mostra la solució

Pel teorema de Pitàgores, c2 = a2 - b2 = 132 - 52 = 169 - 25 = 144.
c = √144 = 12 cm.
Comprovació: 122 + 52 = 144 + 25 = 169 = 132.

8

Exercici 8

Calcula el volum i l'àrea total d'un cub d'aresta 4 cm.

Mostra la solució

Volum: V = a3a^{3} = 434^{3} = 64 cm3.
El cub té 6 cares quadrades de 4 · 4 = 16 cm2: A = 6 · 16 = 96 cm2.

9

Exercici 9

Aplica al punt A(1, 4) la translació de vector (3, -2). Quines són les coordenades del punt transformat?

Mostra la solució

Una translació suma les components del vector a les coordenades del punt: (1 + 3, 4 + (-2)).
El punt transformat és A'(4, 2).

10

Exercici 10

Troba el simètric del punt (3, -5) respecte de l'eix d'abscisses (l'eix X).

Mostra la solució

La simetria axial respecte l'eix X conserva l'abscissa i canvia el signe de l'ordenada.
El simètric de (3, -5) és (3, 5).

Nivell intermedi

11

Exercici 11

Dos segments proporcionals: el 3 es correspon amb el 12. Amb quant es correspon el 5, a la mateixa proporció?

Mostra la solució

Raó 123=4\tfrac{12}{3} = 4; el 5 es correspon amb 5 · 4 = 20.

12

Exercici 12

Un pal d'1 m fa 0,8 m d'ombra. Un edifici fa 20 m d'ombra a la mateixa hora. Quant fa d'alt?

Mostra la solució

1/0,8 = altura/20, per tant altura = 20/0,8 = 25 m.

13

Exercici 13

En un mapa a escala 1:100000, dues ciutats estan a 6 cm. Quants km hi ha de veritat?

Mostra la solució

6 · 100000 = 600000 cm = 6000 m = 6 km.

14

Exercici 14

Una piràmide té una base de 12 cm quadrats i una altura de 6 cm. Quin volum té?

Mostra la solució

V = (12 · 6)/3 = 72/3 = 24 cm cúbics.

15

Exercici 15

Calcula el volum d'un con de 3 cm de radi i 4 cm d'altura (π = 3,14) i la seva generatriu.

Mostra la solució

Volum: V = (13\tfrac{1}{3})πr2h = (13\tfrac{1}{3}) · 3,14 · 9 · 4 = 37,68 cm3.
La generatriu és la hipotenusa del triangle rectangle de catets r i h: g = 32+42\sqrt{3^{2} + 4^{2}} = 25\sqrt{25} = 5 cm.

16

Exercici 16

Calcula el volum d'una esfera de 3 cm de radi (π = 3,14).

Mostra la solució

V = (43\tfrac{4}{3})πr3 = (43\tfrac{4}{3}) · 3,14 · 27 = 4 · 3,14 · 9.
V = 113,04 cm3.

17

Exercici 17

Un prisma rectangular (ortoedre) mesura 5 cm × 3 cm × 2 cm. Calcula'n el volum i l'àrea total.

Mostra la solució

Volum: V = 5 · 3 · 2 = 30 cm3.
Àrea total = 2(5·3 + 5·2 + 3·2) = 2(15 + 10 + 6) = 62 cm2.

18

Exercici 18

En un triangle ABC, el segment DE és paral·lel al costat BC (D a AB i E a AC). Si AD = 4 cm, DB = 2 cm i AE = 6 cm, calcula AC i EC.

Mostra la solució

Pel teorema de Tales: AD/AB = AE/AC amb AB = 4 + 2 = 6.
4/6 = 6/AC, per tant AC = 6 · 6 / 4 = 9 cm.
EC = AC - AE = 9 - 6 = 3 cm.
Comprovació: DB/AD = EC/AE → 2/4 = 3/6.

19

Exercici 19

Una escala de 2,5 m es recolza en una paret de manera que el peu és a 1,5 m de la paret. A quina altura de la paret arriba l'escala?

Mostra la solució

L'escala, la paret i el terra formen un triangle rectangle amb hipotenusa 2,5 m i un catet 1,5 m.
h2h^{2} = 2,525^{2} - 1,525^{2} = 6,25 - 2,25 = 4.
h = 2 m.

20

Exercici 20

Dos cilindres són semblants amb raó de semblança 2 (el gran té dimensions dobles). Si el petit té un volum de 30 cm3, quin volum té el gran?

Mostra la solució

Els volums es relacionen amb el cub de la raó de semblança: 232^{3} = 8.
VgranV_{gran} = 30 · 8 = 240 cm3.
Error típic: multiplicar només per 2.

21

Exercici 21

Troba el simètric del punt A(4, 2) respecte del punt C(1, 1) (simetria central).

Mostra la solució

C és el punt mitjà entre A i A', així que A' = 2C - A.
A' = (2 · 1 - 4, 2 · 1 - 2) = (-2, 0).
Comprovació: el punt mitjà de A(4, 2) i A'(-2, 0) és ((4−2)2\tfrac{(4 - 2)}{2}, (2+0)2\tfrac{(2 + 0)}{2}) = (1, 1).

Nivell avançat

22

Exercici 22

Un rectangle fa 9 cm de base i 12 cm d'altura. Quant fa la diagonal?

Mostra la solució

La diagonal és la hipotenusa d'un triangle amb catets 9 i 12: 81+144\sqrt{81 + 144} = 225\sqrt{225} = 15 cm.

23

Exercici 23

Dos quadrats semblants tenen raó de semblança 3. Si el petit té 4 cm quadrats d'àrea, quina àrea té el gran?

Mostra la solució

Les àrees es multipliquen per la raó al quadrat: 323^{2} = 9. Àrea gran = 4 · 9 = 36 cm quadrats.

24

Exercici 24

Un cilindre té radi 3 cm i altura 10 cm. Quin volum té? (π = 3,14.)

Mostra la solució

V = π · r2r^{2} · h = 3,14 · 9 · 10 = 282,6 cm cúbics.

25

Exercici 25

Calcula la diagonal d'un ortoedre de 6 cm × 3 cm × 2 cm. Explica el procediment amb Pitàgores en dues passes.

Mostra la solució

Diagonal de la base: d2 = 62 + 32 = 45.
Diagonal de l'ortoedre: D2 = d2 + 22 = 45 + 4 = 49 (equival a D2 = 62 + 32 + 22).
D = √49 = 7 cm.

26

Exercici 26

Una piràmide regular de base quadrada té 6 cm d'aresta de la base i 4 cm d'altura. Calcula'n l'apotema, l'àrea total i el volum.

Mostra la solució

L'apotema és la hipotenusa del triangle rectangle d'altura 4 i meitat de la base 3: a = 42+32\sqrt{4^{2} + 3^{2}} = 5 cm.
Àrea lateral: 4 triangles de base 6 i altura 5: 4 · (6⋅5)2=60\tfrac{(6 \cdot 5)}{2} = 60 cm2. Àrea de la base: 36 cm2. Àrea total: 96 cm2.
Volum: V = (13\tfrac{1}{3}) · 36 · 4 = 48 cm3.

27

Exercici 27

Un dipòsit cilíndric té 1 m de radi i 2 m d'altura (π = 3,14). Calcula'n la capacitat en litres i l'àrea total de xapa necessària per fabricar-lo, tapes incloses.

Mostra la solució

Volum: V = πr2h = 3,14 · 1 · 2 = 6,28 m3m^{3}. Com que 1 m3m^{3} = 1000 L, la capacitat és 6280 L.
Àrea total: A = 2πr(r + h) = 2 · 3,14 · 1 · (1 + 2) = 18,84 m2m^{2}.

28

Exercici 28

Un triangle de costats 6 cm, 8 cm i 10 cm és semblant a un altre de perímetre 60 cm. Calcula els costats i l'àrea del segon triangle i la raó entre les àrees.

Mostra la solució

Perímetre del primer: 6 + 8 + 10 = 24 cm. Raó de semblança: 6024=2,5\tfrac{60}{24} = 2{,}5.
Costats del segon: 15 cm, 20 cm i 25 cm.
El primer és rectangle (626^{2} + 828^{2} = 10210^{2}): àrea = 6 · 82=24\tfrac{8}{2} = 24 cm2; el segon: 15 · 202=150\tfrac{20}{2} = 150 cm2.
Raó d'àrees: 15024=6,25\tfrac{150}{24} = 6{,}25 = 2,525^{2}.

29

Exercici 29

Un recipient cilíndric de 5 cm de radi conté aigua. Hi submergim una bola massissa de 3 cm de radi. Quants centímetres puja el nivell de l'aigua? (L'aigua no vessa.)

Mostra la solució

El volum d'aigua desplaçat és el de la bola: V = (4/3)π · 33 = 36π cm3.
Aquest volum és el d'un cilindre de radi 5 i altura h: π · 52 · h = 25πh.
25πh = 36π → h = 36/25 = 1,44 cm.
El nivell puja 1,44 cm.

30

Exercici 30

Raona què passa amb l'àrea total i amb el volum d'un cub quan es dobla la longitud de l'aresta. Comprova-ho amb un cub d'aresta 3 cm.

Mostra la solució

Cub d'aresta 3 cm: àrea 6 · 9 = 54 cm2 i volum 27 cm3.
Cub d'aresta 6 cm: àrea 6 · 36 = 216 cm2 i volum 216 cm3.
L'àrea es multiplica per 222^{2} = 4 (54 → 216) i el volum per 232^{3} = 8 (27 → 216).
Per tant, el volum no es dobla: es multiplica per 8.

T'encalles amb aquest tema?

A L'Acadèmia de Vic t'ajudem amb classes individuals. Escriu-nos per WhatsApp.

Escriu-nos per WhatsApp (604 95 79 95)

Més informació: Reforç d'ESO a Vic · Classes particulars

Preguntes freqüents

Si dues figures són semblants amb raó 3, quina relació tenen les àrees?

Les àrees tenen raó 3 al quadrat, és a dir, 9. Els volums de dos cossos semblants tindrien raó 3 al cub, 27.

Com es calcula el volum d'una piràmide?

Àrea de la base per altura, dividit entre 3. Una piràmide amb base de 12 cm quadrats i 6 cm d'altura té 24 cm cúbics.

Altres temes de Matemàtiques 3r ESO

base44
Edit with Base44