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INSTITUTO  SUPERIOR TECNOLÓGICO “DANIEL ÁLVAREZ  BURNEO” GEOMETRIA DEL ESPACIO  Dr. Vicente Matamoros Paz.
INTRODUCCIÓN Rama de la geometría que se ocupa de las propiedades y medidas de figuras geométricas en el espacio tridimensional. Entre estas figuras, también llamadas sólidos, se encuentran el cono, el cubo, el cilindro, la pirámide, la esfera y el prisma. La geometría del espacio amplía y refuerza las proposiciones de la geometría plana, y es la base fundamental de la trigonometría esférica, la geometría analítica del espacio, la geometría descriptiva y otras ramas de las matemáticas. Se usa ampliamente en matemáticas, en ingeniería y en ciencias naturales.
HISTORIA  DE LA ESFERA   Una de las esferas más perfectas creadas por el ser humano, refractando la imagen de Albert Einstein. Se aproxima a la esfera ideal con un error menor que el tamaño de cuarenta átomos alineados.
DEFINICIÓN ,[object Object],[object Object]
ELEMENTOS
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],COROLARIOS
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[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
FIGURAS INSCRITAS EN LA ESFERA
FIGURAS CIRCUNSCRITAS EN LA ESFERA
PLANOS  Y RECTAS TANGENTES EN LA ESFERA  Se  dice que un plano es tangente a una esfera cuando no tiene más que un punto común con ella. Este punto común se llama  punto de contacto. El plano perpendicular al radio de una esfera en su extremo, es tangente a la esfera, con lo cual queda demostrada su existencia.
TEOREMA   ,[object Object],[object Object]
TEOREMA   ,[object Object],Desde un punto exterior A, tracemos una tangente cualquiera AC, a la esfera,  y sea C el punto de contacto. El plano determinado por el centro O y la tangente AC corta a la esfera según un círculo máximo, al cual es tangente la recta AC. La hipotenusa AO y el cateto OC del triángulo rectángulo AOC son valores constantes; por tanto, el ángulo OAC  lo será también, y la tangente AC será la generatriz que, en su movimiento alrededor  del eje AO, engendrará un cono de revolución  . Este cono se llama como circunscrito a la esfera. La circunferencia  B, B‘, descrita por el punto C en su trayectoria, se llama circunferencia de contacto.
TEOREMA   ,[object Object],Sea la superficie Q, y el plano P; consideramos dos esferas O y O’ inscritas en la superficie y tangentes al plano en los puntos F y F‘.  Sea M un punto de la sección y tracemos por el la generatriz HH’. Los segmentos MF y MH son iguales, por ser tangentes trazadas a la esfera O desde un mismo punto M. También son iguales MF’ y MH’, por la misma razón, respecto de la esfera O’.  Por tanto MF’ es igual a MH + MH’ = HH’ distancia constante para cualquier punto M de la sección. Luego la curva es una elipse de focos F y F‘ y cuyo eje mayor tiene una longitud igual a HH’.
FIGURAS EN LA ESFERA
[object Object],Es la porción de superficie esférica comprendida  entre la esfera y un plano secante a esta.
Área y volumen de un casquete esférico
[object Object],Es la porción de superficie comprendida entre dos planos paralelos y secantes a la esfera. Las secciones producidas por estos dos planos son círculos.
Área y volumen de una zona esférica
[object Object],El  huso esférico  es la  parte de la superficie  de una  esfera  comprendida entre  dos planos  que se cortan en el  diámetro  de aquella
[object Object],La  cuña esférica  es la  parte  de una  esfera  comprendida entre  dos planos  que se cortan en el  diámetro  de aquella.
Área del Huso Esférico  Volumen de la Cuña Esférica
[object Object],Es cada una de las partes en que queda dividida la superficie esférica por un plano que pasa por el centro de la esfera, llamado plano diametral.
[object Object],Parte de una esfera comprendida entre dos planos que se cortan en el diámetro de aquella.
[object Object],[object Object],[object Object],Sólido formado cortando una esfera con uno o dos planos paralelos.
POSICIONES RELATIVAS DE DOS ESFERAS
TEOREMA .-  Si dos esferas son secantes, se cortan según una circunferencia cuyo plano es perpendicular a la línea de los centros de las esferas, y cuyo pie es el centro de la circunferencia misma. Sean A y B los círculos generadores de dos esferas, y EF el eje de revolución. La línea de los centros AB es mediatriz de la cuerda común CD, cuyo punto medio es I (215, 2 grados).  En la rotación, el segmento IC engendra un círculo cuyo plano es perpendicular a la línea de los centros
POSICIONES DE DOS ESFERAS  Cualquier plano que pase por la línea de los centros corta a las superficies esféricas según circunferencias máximas, y las cinco posiciones que éstas puedan ocupar nos dan las cinco posiciones análogas que pueden tener dos esferas. Cuando dos esferas son secantes, la distancia de sus centros es menor que la suma de sus radios y mayor que su diferencia. Si son tangentes exteriores, la distancia de sus centros es igual a la suma de sus radios; si son tangentes interiores, la distancia de sus centros será igual a la diferencia de sus radios. Cuando son exteriores, la distancia de sus centros es mayor que la suma de sus radios, y cuando son interiores, la distancia de sus centros es menor que la diferencia de sus radios.
COROLARIO   Cuando dos esferas son tangentes, la línea de los centros pasa por el punto de contacto .
CONSTRUCCIONES EN LA SUPERFICIE ESFÉRICA  En la superficie esférica se pueden realizar construcciones análogas a las que se efectúan en el plano, utilizando para ello el compás esférico. Con él se pueden trazar circunferencias máximas y menores, haciendo centro en un polo que no esté más alejado de la circunferencia que el otro, llamado antipolo. Más importante que estas construcciones es la construcción en un plano de los elementos de una figura esférica, los elementos desconocidos de un triángulo esférico cuando se dan los datos suficientes para determinarle.
AREA
VOLUMEN
DESARROLLO
[object Object],[object Object],[object Object]
Se construye un rectángulo ABCD de 44mm de base 44/2 mm de altura. Desde el punto E, mitad de AD, se traza EF paralela a Ab. Luego se divide EF en 12 partes iguales y en medio de cada división se traza una perpendicular hasta encontrar AB y DC; por último, se unen los extremos de cada perpendicular por medio de dos arcos de círculo.
 
[object Object],[object Object],[object Object]
 

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  • 1. INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO “DANIEL ÁLVAREZ BURNEO” GEOMETRIA DEL ESPACIO Dr. Vicente Matamoros Paz.
  • 2. INTRODUCCIÓN Rama de la geometría que se ocupa de las propiedades y medidas de figuras geométricas en el espacio tridimensional. Entre estas figuras, también llamadas sólidos, se encuentran el cono, el cubo, el cilindro, la pirámide, la esfera y el prisma. La geometría del espacio amplía y refuerza las proposiciones de la geometría plana, y es la base fundamental de la trigonometría esférica, la geometría analítica del espacio, la geometría descriptiva y otras ramas de las matemáticas. Se usa ampliamente en matemáticas, en ingeniería y en ciencias naturales.
  • 3. HISTORIA DE LA ESFERA Una de las esferas más perfectas creadas por el ser humano, refractando la imagen de Albert Einstein. Se aproxima a la esfera ideal con un error menor que el tamaño de cuarenta átomos alineados.
  • 4.
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  • 8.
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13. FIGURAS INSCRITAS EN LA ESFERA
  • 15. PLANOS Y RECTAS TANGENTES EN LA ESFERA Se dice que un plano es tangente a una esfera cuando no tiene más que un punto común con ella. Este punto común se llama punto de contacto. El plano perpendicular al radio de una esfera en su extremo, es tangente a la esfera, con lo cual queda demostrada su existencia.
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19. FIGURAS EN LA ESFERA
  • 20.
  • 21. Área y volumen de un casquete esférico
  • 22.
  • 23. Área y volumen de una zona esférica
  • 24.
  • 25.
  • 26. Área del Huso Esférico Volumen de la Cuña Esférica
  • 27.
  • 28.
  • 29.
  • 30. POSICIONES RELATIVAS DE DOS ESFERAS
  • 31. TEOREMA .- Si dos esferas son secantes, se cortan según una circunferencia cuyo plano es perpendicular a la línea de los centros de las esferas, y cuyo pie es el centro de la circunferencia misma. Sean A y B los círculos generadores de dos esferas, y EF el eje de revolución. La línea de los centros AB es mediatriz de la cuerda común CD, cuyo punto medio es I (215, 2 grados). En la rotación, el segmento IC engendra un círculo cuyo plano es perpendicular a la línea de los centros
  • 32. POSICIONES DE DOS ESFERAS Cualquier plano que pase por la línea de los centros corta a las superficies esféricas según circunferencias máximas, y las cinco posiciones que éstas puedan ocupar nos dan las cinco posiciones análogas que pueden tener dos esferas. Cuando dos esferas son secantes, la distancia de sus centros es menor que la suma de sus radios y mayor que su diferencia. Si son tangentes exteriores, la distancia de sus centros es igual a la suma de sus radios; si son tangentes interiores, la distancia de sus centros será igual a la diferencia de sus radios. Cuando son exteriores, la distancia de sus centros es mayor que la suma de sus radios, y cuando son interiores, la distancia de sus centros es menor que la diferencia de sus radios.
  • 33. COROLARIO Cuando dos esferas son tangentes, la línea de los centros pasa por el punto de contacto .
  • 34. CONSTRUCCIONES EN LA SUPERFICIE ESFÉRICA En la superficie esférica se pueden realizar construcciones análogas a las que se efectúan en el plano, utilizando para ello el compás esférico. Con él se pueden trazar circunferencias máximas y menores, haciendo centro en un polo que no esté más alejado de la circunferencia que el otro, llamado antipolo. Más importante que estas construcciones es la construcción en un plano de los elementos de una figura esférica, los elementos desconocidos de un triángulo esférico cuando se dan los datos suficientes para determinarle.
  • 35. AREA
  • 38.
  • 39. Se construye un rectángulo ABCD de 44mm de base 44/2 mm de altura. Desde el punto E, mitad de AD, se traza EF paralela a Ab. Luego se divide EF en 12 partes iguales y en medio de cada división se traza una perpendicular hasta encontrar AB y DC; por último, se unen los extremos de cada perpendicular por medio de dos arcos de círculo.
  • 40.  
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