Matemáticas 5.º

Mismo perímetro, distinta área

45 min · DBA 5

Lo que vas a aprender
  • Construir rectángulos con el mismo perímetro y comparar sus áreas en una tabla.
  • Hallar los rectángulos de lados naturales que tienen un área dada y comparar sus perímetros.
  • Encontrar en una tabla el rectángulo de mayor área para un perímetro dado.
  • Argumentar con un ejemplo que cambiar el perímetro no obliga a cambiar el área, ni al revés.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

Don Ernesto tiene un rollo de malla para cercar una huerta rectangular en su finca. La malla no le alcanza para más. Él quiere la huerta que tenga más tierra para sembrar. ¿Da igual cómo la arme, si usa la misma malla?

Mucha gente cree que sí: «si el borde es el mismo, lo de adentro también». En esta lección vas a comprobar con piolas, tablas y tarjetas que no es así. El perímetro y el área son medidas distintas, y una puede cambiar sin que la otra cambie.

Explicación

La piola de 50 cm

Toma una piola de 50 cm y une sus puntas con un pedacito de cinta, sin hacer nudo: así el lazo sigue midiendo 50 cm. Con los dedos, forma un rectángulo sobre la mesa. Luego estíralo hacia los lados y forma otro. Todos los rectángulos que armes tienen el mismo perímetro, porque la piola no se estira ni se encoge.

En un rectángulo, el borde tiene dos largos y dos anchos. Entonces un largo más un ancho es la mitad de la piola. A esa mitad se le llama semiperímetro. Con la piola de 50 cm, el largo más el ancho siempre suman 25 cm.

Ahora mira lo de adentro. Si el rectángulo es muy flaco y alargado, casi no encierra superficie. Si se parece a un cuadrado, encierra mucha. El mismo borde puede encerrar áreas muy distintas.

En la práctica del salón: trabajen la piola en parejas, sobre la mesa. La piola no se enrolla en los dedos con fuerza ni en el cuello. Para medirla, usen la regla o la cinta del salón.

Ejemplo resuelto

Dos rectángulos con la misma piola

Con una piola de 50 cm, Sara arma un rectángulo de 20 cm por 5 cm. Su compañero arma uno de 15 cm por 10 cm. ¿Tienen el mismo perímetro? ¿Tienen la misma área?

Ver la solución paso a paso
  1. El largo más el ancho es la mitad de la piola:

    $$50 \div 2$$

  2. El semiperímetro es de $25$ cm.

  3. El rectángulo de Sara usa toda la piola:

    $$2 \times \left(20 + 5\right) = 50$$

  4. El de su compañero también:

    $$2 \times \left(15 + 10\right) = 50$$

  5. Ahora el área del rectángulo de Sara:

    $$20 \times 5$$

  6. Son $100$ cm².

  7. Y el área del rectángulo de su compañero:

    $$15 \times 10$$

  8. Son $150$ cm².

  9. Las áreas no son iguales:

    $$20 \times 5 \ne 15 \times 10$$

Respuesta: Los dos tienen 50 cm de perímetro, pero uno encierra 100 cm² y el otro 150 cm². Mismo perímetro, distinta área.

Ejemplo resuelto

La tabla de la piola

Con la piola de 50 cm se arman rectángulos de lados naturales. ¿Cuál encierra más área?

Ver la solución paso a paso
  1. El largo y el ancho tienen que sumar 25. Probamos parejas y calculamos cada área, empezando por la más flaca:

    $$24 + 1 = 25 \quad\text{y}\quad 24 \times 1 = 24$$

  2. Seguimos con rectángulos menos alargados. El de 20 por 5:

    $$20 + 5 = 25 \quad\text{y}\quad 20 \times 5 = 100$$

  3. El de 15 por 10:

    $$15 + 10 = 25 \quad\text{y}\quad 15 \times 10 = 150$$

  4. Ahora los que más se parecen a un cuadrado. El de 14 por 11:

    $$14 + 11 = 25 \quad\text{y}\quad 14 \times 11 = 154$$

  5. Y el de 13 por 12, que es casi un cuadrado:

    $$13 + 12 = 25 \quad\text{y}\quad 13 \times 12 = 156$$

  6. El de 13 por 12 es el que más encierra:

    $$156 > 154$$

Respuesta: El rectángulo de 13 cm por 12 cm, con 156 cm², es el de mayor área. Mientras más se parece a un cuadrado, más área encierra; el flaquito de 24 por 1 encierra solo 24 cm².

Rectángulos de perímetro 5020 cm5 cmLargo × ancho → área24 × 1 → 2423 × 2 → 4622 × 3 → 6621 × 4 → 8420 × 5 → 10019 × 6 → 11418 × 7 → 12617 × 8 → 13616 × 9 → 14415 × 10 → 150… y 2 másEste: 20 × 5, área 100 cm², perímetro 50 cm

La piola mide siempre 50 cm. Arrastra la esquina: el perímetro no cambia, pero el área sí. Busca el rectángulo que encierra más cuadritos.

156 cm²150 cm²100 cm²24 por 1: 24 cm²13 por 1215 por 1020 por 5

Cuatro rectángulos hechos con la misma piola de 50 cm: 13 por 12, 15 por 10, 20 por 5 y 24 por 1 (en cm). Todos tienen 50 cm de perímetro; adentro está el área de cada uno.

Al revés: la misma área, distinto perímetro

Luisa y sus amigas hacen tarjetas rectangulares para el Día del Idioma. Todas tienen la misma área, pero no la misma forma. Quieren pegarles un hilo dorado por el borde. ¿Gastan el mismo hilo?

Para hallar las tarjetas posibles, buscan parejas de números naturales que multiplicados den el área. Son los divisores del área, de dos en dos. Después calculan el perímetro de cada tarjeta. La tarjeta alargada gasta más hilo; la que se parece a un cuadrado gasta menos.

Ejemplo resuelto

Las tarjetas de Luisa

Luisa hace tarjetas de 120 cm². Una mide 10 cm por 12 cm y otra, 6 cm por 20 cm. ¿Cuánto hilo necesita para el borde de cada una?

Ver la solución paso a paso
  1. Primero comprobamos que las dos tienen la misma área:

    $$10 \times 12 = 120 \quad\text{y}\quad 6 \times 20 = 120$$

  2. El borde de la tarjeta de 10 por 12:

    $$2 \times \left(10 + 12\right)$$

  3. Necesita $44$ cm de hilo.

  4. El borde de la tarjeta de 6 por 20:

    $$2 \times \left(6 + 20\right)$$

  5. Necesita $52$ cm de hilo.

Respuesta: La de 10 por 12 gasta 44 cm de hilo y la de 6 por 20 gasta 52 cm. Misma área, distinto perímetro.

Comparar sin calcular: la superposición

A veces no hace falta medir. Pones una tarjeta encima de la otra, con una esquina sobre la otra. Si la de arriba queda toda adentro y sobra un pedazo de la de abajo, la de arriba tiene menos área. Si no cabe, puedes recortar un pedazo y moverlo para ver si encaja.

Recortar una esquina

Un caso que sorprende: recorta de una esquina de un rectángulo un cuadrado más pequeño que el largo y que el ancho. El área baja, porque quitaste un pedazo. ¿Y el borde? Perdiste dos tramos del borde, pero aparecen dos tramos nuevos del mismo largo, hacia adentro. El perímetro no cambia.

8 cm5 cm3 cm2 cm2 cm6 cm

Un rectángulo de 8 cm por 5 cm al que se le recortó un cuadrado de 2 cm de lado en una esquina (punteado). El borde nuevo tiene seis lados.

Ejemplo resuelto

El área baja, el perímetro no

A un rectángulo de 8 cm por 5 cm se le recorta un cuadrado de 2 cm de lado en una esquina, como en la figura. ¿Qué pasa con el área y con el perímetro?

Ver la solución paso a paso
  1. Área del rectángulo entero:

    $$8 \times 5$$

  2. Son $40$ cm².

  3. Le quitamos el cuadrado de la esquina:

    $$\left(8 \times 5\right) - \left(2 \times 2\right)$$

  4. Ahora quedan $36$ cm². El área bajó.

  5. Perímetro de la figura recortada. Bordeamos los seis lados:

    $$8 + 3 + 2 + 2 + 6 + 5$$

  6. Son $26$ cm.

  7. Es lo mismo que medía el borde del rectángulo entero:

    $$2 \times \left(8 + 5\right) = 26$$

Respuesta: El área pasó de 40 cm² a 36 cm², pero el perímetro siguió en 26 cm. Cambiar el área no obliga a cambiar el perímetro.

Práctica

Con una piola de 50 cm se arma un rectángulo de 18 cm de largo. ¿Cuántos centímetros mide de ancho?

Ese rectángulo de la piola mide 18 cm de largo y 7 cm de ancho. ¿Cuántos cm² encierra?

¿Verdadero o falso? Un rectángulo de 9 cm por 3 cm y otro de 7 cm por 5 cm tienen el mismo perímetro.

¿Verdadero o falso? Como tienen el mismo perímetro, el rectángulo de 9 cm por 3 cm y el de 7 cm por 5 cm también tienen la misma área.

Don Ernesto tiene 36 m de malla para cercar una huerta rectangular de lados naturales; puede ser un cuadrado. ¿Cuál es la mayor área que puede encerrar, en m²?

Una tarjeta de 144 cm² mide 16 cm de largo. ¿Cuántos centímetros de hilo necesita para todo su borde?

Otra tarjeta, también de 144 cm², es un cuadrado de 12 cm de lado. ¿Cuántos centímetros de hilo necesita para su borde?

Una tarjeta rectangular de lados naturales tiene 126 cm². ¿Cuál es el menor perímetro que puede tener, en cm?

A un rectángulo de 10 cm por 6 cm se le recorta un cuadrado de 3 cm de lado en una esquina. ¿Cuántos centímetros mide el borde de la figura que queda?

Camilo dice: «Si dos rectángulos tienen el mismo perímetro, tienen la misma área». ¿Qué le responderías?

Ana pone la tarjeta A encima de la tarjeta B, con una esquina sobre la otra. La A queda toda adentro y sobra un pedazo de la B. ¿Qué puede decir Ana?

Reto

Rectángulos con 24 cm de hilo.

Todos usan el mismo hilo. Calcula el área de cada uno.

Reto

Une cada rectángulo con otro de la misma área.

Cada ficha es largo por ancho, en cm. Busca la pareja que cubre lo mismo aunque tenga otra forma.

Cierre

En resumen

  • Rectángulos con el mismo perímetro pueden tener áreas distintas; con la misma piola, el más parecido a un cuadrado encierra más.

  • En un rectángulo, el largo más el ancho es la mitad del perímetro.

  • Rectángulos con la misma área pueden tener perímetros distintos; el alargado gasta más borde.

  • Recortar de una esquina un cuadrado más pequeño que los dos lados baja el área y deja igual el perímetro.

  • Para mostrar que una regla no se cumple siempre basta un contraejemplo.

Vocabulario

Semiperímetro

La mitad del perímetro. En un rectángulo es el largo más el ancho.

Superposición

Poner una figura encima de otra para comparar cuál cubre más.

Contraejemplo

Un caso que muestra que una regla no se cumple siempre.

Guía para el docente

Tiempos

Preguntas para el salón

Errores típicos

Tarea sugerida

Con 20 palitos de paleta, armar todos los rectángulos posibles que usen todos los palitos, dibujarlos en papel cuadriculado y anotar en una tabla el largo, el ancho y el área de cada uno. Decir cuál encierra más.