EATRYL
Secundaria · Preparatoria

Diagonales y simetrías: contar sin repetir

Relaciona combinatoria, rotaciones y ejes de los polígonos regulares.

Objetivo: Relaciona combinatoria, rotaciones y ejes de los polígonos regulares.

Qué une una diagonal

Una diagonal une dos vértices no consecutivos. Desde cada vértice hay n−3: no se une consigo mismo ni con sus dos vecinos. Multiplicar por n cuenta cada diagonal desde sus dos extremos; por eso dividimos entre dos.

D=n(n−3)2

Regularidad y simetría

Un polígono regular de n lados tiene n ejes de simetría y n rotaciones que lo dejan igual en una vuelta, contando la identidad. El giro positivo mínimo es 360°/n. Hay n−1 giros no triviales entre 0° y 360°. En n impar cada eje une vértice y punto medio del lado opuesto; en n par la mitad une vértices opuestos y la otra mitad puntos medios opuestos.

No confundir familias

Un rectángulo no cuadrado tiene dos ejes y simetría rotacional de orden 2; un cuadrado tiene cuatro ejes y orden 4. Un paralelogramo genérico posee giro de 180°, pero no ejes de reflexión. Las medidas y la simetría del polígono cambian si deja de ser regular, aunque su número de diagonales permanece.

Resolver hacia atrás

Si conoces D puedes ensayar enteros o resolver n²−3n−2D=0. Conserva solo una raíz entera n≥3. Este problema enlaza el conteo de secundaria con ecuaciones cuadráticas de preparatoria. Los diseños de rosetas y mosaicos aprovechan estas repeticiones; el patrón de fuentes del laboratorio también usa vértices de un polígono regular.

Ejemplos resueltos

Un octágono

Cuenta sus diagonales.

  1. Desde cada vértice salen 8−3=5.
  2. 8·5=40 cuenta dos veces cada una.
  3. D=20; no todas pasan por el centro.

Una vuelta de 24°

¿Qué polígono regular tiene giro mínimo de 24°?

  1. n=360/24=15.
  2. Tiene 15 ejes y 15 rotaciones contando la identidad.
  3. D=15·12/2=90.

Error frecuente: Contar 360° como una rotación adicional a 0°: representan la misma posición.

Predice, cambia y comprueba

Elige una vista. Antes de mover el control, predice cuántos triángulos, diagonales o ejes aparecerán.

Pentágono regular: 3 triángulos, suma 540°, 5 diagonales y 5 ejes.

La vista de Varignon usa un cuadrilátero fijo. Las demás usan un polígono regular; no prueban propiedades de todos los polígonos por su apariencia.

Aplicación: fuentes distribuidas como un polígono regular →

Práctica a tu ritmo

Ponlo a prueba: práctica progresiva

15 ejercicios en cinco niveles. Resuelve uno, explica tu procedimiento y avanza cuando puedas hacerlo sin consultar la solución.

La duración indicada en la cabecera corresponde a la explicación; puedes repartir esta práctica entre varias sesiones.

Nivel 1 · Reconocer

Ejercicio 1

¿Cuántas diagonales salen de un vértice de un polígono de 6 lados?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 3

  1. n−3=6−3=3.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 2

¿Cuántas diagonales salen de un vértice de un polígono de 7 lados?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 4

  1. n−3=7−3=4.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 3

¿Cuántas diagonales salen de un vértice de un polígono de 8 lados?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 5

  1. n−3=8−3=5.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 2 · Aplicar el procedimiento

Ejercicio 4

¿Cuántas diagonales tiene un polígono de 7 lados?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 14

  1. D=(7)(4)/2=14.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 5

¿Cuántas diagonales tiene un polígono de 8 lados?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 20

  1. D=(8)(5)/2=20.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 6

¿Cuántas diagonales tiene un polígono de 9 lados?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 27

  1. D=(9)(6)/2=27.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 3 · Conectar operaciones

Ejercicio 7

Halla el giro mínimo de un polígono regular de 8 lados, en grados.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 45

  1. 360/8=45°.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 8

Halla el giro mínimo de un polígono regular de 12 lados, en grados.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 30

  1. 360/12=30°.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 9

Halla el giro mínimo de un polígono regular de 16 lados, en grados.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 45/2

  1. 360/16=45/2°.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 4 · Resolver una situación

Ejercicio 10

Una roseta regular tiene 6 sectores idénticos y ese es su orden exacto de rotación. ¿Cuántos giros no triviales la conservan en una vuelta?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 5

  1. Hay 6 posiciones incluyendo la identidad.
  2. Exclúyela: 5.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 11

Una roseta regular tiene 9 sectores idénticos y ese es su orden exacto de rotación. ¿Cuántos giros no triviales la conservan en una vuelta?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 8

  1. Hay 9 posiciones incluyendo la identidad.
  2. Exclúyela: 8.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 12

Una roseta regular tiene 12 sectores idénticos y ese es su orden exacto de rotación. ¿Cuántos giros no triviales la conservan en una vuelta?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 11

  1. Hay 12 posiciones incluyendo la identidad.
  2. Exclúyela: 11.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 5 · Argumentar y afrontar un reto

Ejercicio 13

Un polígono tiene 20 diagonales. Encuentra n.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 8

  1. n(n−3)=40.
  2. n=8 satisface la ecuación; la otra raíz es negativa.
  3. Verifica D=20.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 14

Un polígono tiene 27 diagonales. Encuentra n.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 9

  1. n(n−3)=54.
  2. n=9 satisface la ecuación; la otra raíz es negativa.
  3. Verifica D=27.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 15

Un polígono tiene 35 diagonales. Encuentra n.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Escribe los datos y la relación antes de operar.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 10

  1. n(n−3)=70.
  2. n=10 satisface la ecuación; la otra raíz es negativa.
  3. Verifica D=35.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.