Difícil
Ángulos sólidos o ángulos poliedros
UNI · 2026

Ejercicio de Geometría — UNI

Las aristas de un ángulo triedro de vértice O es intersecado por un plano en los puntos A, B y C de modo que OA\overline{OA} es perpendicular al plano. El área de la región triangular ABC es 32\dfrac{\sqrt3}{2} veces el área de la región triangular BOC. ¿Cuál es la medida en grados sexagesimales del ángulo diedro BC?

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Idea clave: cuando OA es perpendicular al plano que contiene a ABC, el triángulo BOC es precisamente la "sombra" (proyección ortogonal) del triángulo ABC sobre el plano que gira alrededor de la arista BC. Existe una fórmula directa que conecta el área de una figura con el área de su proyección: se multiplica por el coseno del ángulo diedro entre ambos planos.

1. Como OAOA\perp plano(ABC), el punto O se proyecta verticalmente sobre ese plano cayendo exactamente en A. Esto significa que el triángulo BOC, al proyectarse sobre el plano ABC, se convierte exactamente en el triángulo BAC.

2. La relación entre el área de una figura y el área de su proyección ortogonal sobre otro plano es: Aproyectada=Aoriginal×cos(θ)A_{proyectada}=A_{original}\times\cos(\theta), donde θ\theta es el ángulo diedro entre los dos planos (medido en la arista de intersección, que aquí es BC).

3. Aplicando esto: AABC=ABOC×cos(θBC)A_{ABC}=A_{BOC}\times\cos(\theta_{BC}), donde θBC\theta_{BC} es el ángulo diedro pedido.

4. Por dato, AABC=32ABOCA_{ABC}=\dfrac{\sqrt3}{2}A_{BOC}. Igualando ambas expresiones: 32ABOC=ABOCcos(θBC)\frac{\sqrt3}{2}A_{BOC}=A_{BOC}\cdot\cos(\theta_{BC})

5. Como ABOC0A_{BOC}\neq0, podemos simplificarlo de ambos lados: cos(θBC)=32\cos(\theta_{BC})=\dfrac{\sqrt3}{2}.

6. El ángulo cuyo coseno es 32\dfrac{\sqrt3}{2} es 3030^\circ.

Respuesta: D) 30