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
Exercici 1
Si a/a' = ' amb a = 2, a' = 4 i b = 5, quant val b'?
Mostra la solució
2/4 = 5/b', per tant b' = 10.
Exercici 2
Catets 3 i 4: quant fa la hipotenusa?
Mostra la solució
h = = = 5.
Exercici 3
En quines unitats es mesura un volum?
Mostra la solució
En unitats cúbiques (per exemple cm cúbics o metres cúbics).
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.
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.
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 · = 3,14 · 16.
A = 50,24 cm2.
Error típic: multiplicar π per 2 i pel radi (això és la longitud, no l'àrea).
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.
Exercici 8
Calcula el volum i l'àrea total d'un cub d'aresta 4 cm.
Mostra la solució
Volum: V = = = 64 cm3.
El cub té 6 cares quadrades de 4 · 4 = 16 cm2: A = 6 · 16 = 96 cm2.
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).
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
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 ; el 5 es correspon amb 5 · 4 = 20.
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.
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.
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.
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 = ()πr2h = () · 3,14 · 9 · 4 = 37,68 cm3.
La generatriu és la hipotenusa del triangle rectangle de catets r i h: g = = = 5 cm.
Exercici 16
Calcula el volum d'una esfera de 3 cm de radi (π = 3,14).
Mostra la solució
V = ()πr3 = () · 3,14 · 27 = 4 · 3,14 · 9.
V = 113,04 cm3.
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.
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.
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.
= 2, - 1, = 6,25 - 2,25 = 4.
h = 2 m.
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: = 8.
= 30 · 8 = 240 cm3.
Error típic: multiplicar només per 2.
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 (, ) = (1, 1).
Nivell avançat
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: = = 15 cm.
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: = 9. Àrea gran = 4 · 9 = 36 cm quadrats.
Exercici 24
Un cilindre té radi 3 cm i altura 10 cm. Quin volum té? (π = 3,14.)
Mostra la solució
V = π · · h = 3,14 · 9 · 10 = 282,6 cm cúbics.
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.
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 = = 5 cm.
Àrea lateral: 4 triangles de base 6 i altura 5: 4 · cm2. Àrea de la base: 36 cm2. Àrea total: 96 cm2.
Volum: V = () · 36 · 4 = 48 cm3.
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 . Com que 1 = 1000 L, la capacitat és 6280 L.
Àrea total: A = 2πr(r + h) = 2 · 3,14 · 1 · (1 + 2) = 18,84 .
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: .
Costats del segon: 15 cm, 20 cm i 25 cm.
El primer és rectangle ( + = ): àrea = 6 · cm2; el segon: 15 · cm2.
Raó d'àrees: = 2,.
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.
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 = 4 (54 → 216) i el volum per = 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.