Demostraciones a dos columnas

Aprende a escribir demostraciones a dos columnas: cada afirmación a la izquierda y su justificación a la derecha, con ecuaciones, segmentos y ángulos.

Intermedio25 minLección

Definición

Una demostración a dos columnas es una demostración escrita en forma de tabla. En la columna izquierda van las afirmaciones (lo que sabemos en cada paso) y en la columna derecha las justificaciones (por qué cada afirmación es verdadera). La demostración empieza con lo dado (la información que nos dan) y termina con la afirmación que había que demostrar.
Dado: 3x+5=203x + 5 = 20 Demostrar: x=5x = 5
N.ºAfirmaciónJustificación
13x+5=203x + 5 = 20Dado
23x=153x = 15Propiedad de la igualdad (resta)
3x=5x = 5Propiedad de la igualdad (división)
Cada justificación debe ser un dato, una definición, una propiedad, un postulado o un teorema ya demostrado. Las justificaciones que más vas a usar:
JustificaciónQué permite
Propiedad de la igualdad (suma y resta)Si a=ba = b, entonces a+c=b+ca + c = b + c y a−c=b−ca - c = b - c
Propiedad de la igualdad (multiplicación y división)Si a=ba = b, entonces ac=bcac = bc y ac=bc\frac{a}{c} = \frac{b}{c} para c≠0c \neq 0
SustituciónSi a=ba = b, puedes cambiar aa por bb en cualquier afirmación
Propiedad distributivaa(b+c)=ab+aca(b + c) = ab + ac
Propiedad reflexivaa=aa = a
Propiedad simétricaSi a=ba = b, entonces b=ab = a
Propiedad transitivaSi a=ba = b y b=cb = c, entonces a=ca = c
Con segmentos y ángulos también usarás:
  • Postulado de la suma de segmentos: si BB está entre AA y CC en una recta, entonces AB+BC=ACAB + BC = AC
  • Postulado de la suma de ángulos: si el punto DD está en el interior de ∠ABC\angle ABC, entonces m∠ABD+m∠DBC=m∠ABCm\angle ABD + m\angle DBC = m\angle ABC
  • Definiciones: los ángulos complementarios suman 90∘90^\circ y los suplementarios suman 180∘180^\circ
  • Teorema de los ángulos opuestos por el vértice: los ángulos opuestos por el vértice miden lo mismo

Pruébalo ahora

En una demostración a dos columnas, ¿qué justificación se escribe junto a la afirmación 1?

Ejemplos resueltos

Dado: 3x+5=203x + 5 = 20. Demostrar: x=5x = 5. Escribe la demostración a dos columnas.

1

Escribe el dato como afirmación 1

Afirmación: 3x+5=203x + 5 = 20 → Justificación: dado

2

Resta 5 en ambos miembros

3x+5−5=20−53x + 5 - 5 = 20 - 5, así que la afirmación es 3x=153x = 15 → Justificación: propiedad de la igualdad (resta)

3

Divide ambos miembros entre 3

3x3=153\frac{3x}{3} = \frac{15}{3}, así que la afirmación es x=5x = 5 → Justificación: propiedad de la igualdad (división)

4

Comprueba que la última afirmación es la que había que demostrar

La afirmación 3 es x=5x = 5, justo lo que había que demostrar → La demostración está completa

Errores comunes

Escribir lo que hiciste en vez de una justificación, por ejemplo "pasé el 5 al otro lado"

Por qué está mal: Una justificación debe nombrar una regla que todos aceptan. "Pasar" un número no es una regla y esconde lo que de verdad ocurrió.

Correcto: Nombra la propiedad: pasar de 3x+5=203x + 5 = 20 a 3x=153x = 15 es la propiedad de la igualdad (resta), porque se restó 5 en ambos miembros.

Elegir la división en vez de la multiplicación para pasar de x4=3\frac{x}{4} = 3 a x=12x = 12

Por qué está mal: El paso deshace una división, pero lo que haces en realidad es multiplicar ambos miembros por 4.

Correcto: Pregúntate qué hiciste en ambos miembros. x4⋅4=3⋅4\frac{x}{4} \cdot 4 = 3 \cdot 4 es la propiedad de la igualdad (multiplicación).

Usar la afirmación que hay que demostrar como justificación o como afirmación 1

Por qué está mal: La afirmación que hay que demostrar es la meta. Si la usas antes de llegar a ella, el razonamiento es circular y no demuestra nada.

Correcto: La afirmación 1 siempre es un dato. Lo que hay que demostrar aparece una sola vez, como última afirmación.

Hacer dos pasos en una fila con una sola justificación

Por qué está mal: Pasar de 2(x−4)=102(x - 4) = 10 directamente a 2x=182x = 18 usa dos propiedades distintas, así que una sola justificación no basta.

Correcto: Un paso por fila: primero 2x−8=102x - 8 = 10 (propiedad distributiva), después 2x=182x = 18 (propiedad de la igualdad, suma).

Visual interactivo

Resolvedor de ecuaciones

Resolver para xx:

3x+5=203x + 5 = 20
1
3x+5=203x + 5 = 20
Restar 55 de ambos ladosEliminar el término constante

Consejos:

  • • Lo que hagas de un lado, hazlo del otro
  • • Deshaz las operaciones en orden inverso
  • • Comprueba tu respuesta sustituyendo

Sigue mientras resolvemos la ecuación paso a paso.

Explorador de ángulos

1234
∠1 = 65°∠2 = 115°∠3 = 65°∠4 = 115°

∠1 = ∠3 = 65°, ∠2 = ∠4 = 115°

Los ángulos opuestos por el vértice están enfrentados donde se cortan dos rectas. Siempre son iguales.

Arrastra el punto azul para girar la segunda recta y observa los cuatro ángulos.

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Problemas de práctica

18 problemas
Problema 1 de 18
Fácil

En una demostración a dos columnas, ¿qué justificación se escribe junto a la afirmación 1?

Por qué es importante

Las demostraciones a dos columnas hacen visible cada paso de un razonamiento:
  • Sin saltos ocultos: cada afirmación necesita su propia justificación, así que un hueco o un error se ve enseguida
  • Álgebra con comprensión: al resolver una ecuación sabes exactamente qué propiedad permite cada paso
  • Geometría: la mayoría de las demostraciones escolares sobre segmentos, ángulos y triángulos se escriben a dos columnas
  • Programación: revisar un código línea por línea, con una razón para cada línea, funciona igual
  • Comunicación clara: cualquiera puede comprobar tu demostración fila por fila
Cuando sabes justificar cada paso, puedes confiar en tu resultado, ¡y los demás también!

Aplicaciones del mundo real

Revisar código línea por línea

Los programadores demuestran que un cálculo es correcto justificando cada línea, igual que las filas de una demostración a dos columnas.

Ejemplo:

Un programa resuelve 4x−7=214x - 7 = 21. Una revisora comprueba cada línea: sumar 7 (propiedad de la igualdad, suma) y luego dividir entre 4 (propiedad de la igualdad, división).

1Inténtalo tú mismo

El programa recibe 4x−7=214x - 7 = 21 como dato y debe demostrar que x=7x = 7.

¿Qué valor de xx obtiene la demostración?

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Escribe el cálculo que deshace las dos operaciones:

Montar una escuadra para una estantería

Los carpinteros usan la suma de ángulos cuando un refuerzo diagonal divide el ángulo recto entre la pared y la balda.

Ejemplo:

La pared y la balda se encuentran a 90∘90^\circ. Un refuerzo divide esa esquina en dos ángulos que suman 90∘90^\circ.

2Inténtalo tú mismo

El refuerzo forma un ángulo de 38∘38^\circ con la pared. Los dos ángulos de la esquina forman juntos el ángulo de 90∘90^\circ entre la pared y la balda.

Demuestra cuánto mide el ángulo entre el refuerzo y la balda.

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Escribe el cálculo del segundo ángulo:

Distancias en una carretera recta

En una carretera recta, las distancias entre pueblos siguen el postulado de la suma de segmentos, así que se puede demostrar una distancia que falta.

Ejemplo:

Si el pueblo BB está entre los pueblos AA y CC, entonces AB+BC=ACAB + BC = AC.

3Inténtalo tú mismo

Los pueblos AA, BB, CC están en este orden en una carretera recta. AB=35AB = 35 km y AC=120AC = 120 km.

Demuestra qué distancia hay de BB a CC.

Paso 1: Escribe la expresión matemática

Escribe el cálculo de BCBC:

Puntos clave

  • 1Una demostración a dos columnas pone las afirmaciones a la izquierda y sus justificaciones a la derecha
  • 2Empieza con lo dado y termina exactamente con la afirmación que había que demostrar
  • 3Cada justificación es un dato, una definición, una propiedad, un postulado o un teorema anterior
  • 4Propiedades de la igualdad: lo que sumas, restas, multiplicas o divides en un miembro, lo haces también en el otro
  • 5La sustitución, las propiedades reflexiva, simétrica y transitiva y la propiedad distributiva también son justificaciones válidas
  • 6Con segmentos y ángulos usa la suma de segmentos y de ángulos, las definiciones de ángulos complementarios (90∘90^\circ) y suplementarios (180∘180^\circ) y los ángulos opuestos por el vértice

Preguntas frecuentes

Los pasos son los mismos. La diferencia es que en una demostración escribes la justificación de cada paso, así que no solo muestras el resultado, sino también por qué cada paso está permitido.
Los pasos son los mismos. La diferencia es que en una demostración escribes la justificación de cada paso, así que no solo muestras el resultado, sino también por qué cada paso está permitido.
Compara la nueva afirmación con la anterior y pregúntate qué cambió. ¿Se sumó algo en ambos miembros? ¿Se quitó un paréntesis multiplicando? ¿Se puso un valor en lugar de otro? El cambio te dice la justificación.
La transitiva trabaja con tres cosas iguales: si a=ba = b y b=cb = c, entonces a=ca = c. La sustitución es más general: cambias una cantidad por otra igual dentro de cualquier afirmación, por ejemplo 65∘65^\circ en lugar de m∠1m\angle 1. Muchos profesores aceptan las dos cuando ambas encajan.
Sí. A veces puedes hacer los pasos en otro orden o usar otra propiedad. Una demostración es correcta mientras cada afirmación se deduzca de las anteriores y cada justificación sea válida.

Glosario

Demostración a dos columnas
Una demostración escrita en forma de tabla, con las afirmaciones a la izquierda y las justificaciones a la derecha
Afirmación
Un paso de la demostración: un hecho que sabemos en ese momento, como 3x=153x = 15
Justificación
La regla que respalda una afirmación: dato, definición, propiedad, postulado o teorema
Dado / demostrar
Lo dado es la información de la que partes; lo que hay que demostrar es la afirmación a la que debes llegar al final
Propiedad de la igualdad
Una regla que dice que una igualdad sigue siendo cierta si haces la misma operación en ambos miembros
Postulado
Una afirmación que se acepta sin demostración, como el postulado de la suma de segmentos

Tarjeta de fórmulas

Propiedad de la igualdad (suma)

a=b⇒a+c=b+ca = b \Rightarrow a + c = b + c

Sumar el mismo número en ambos miembros

Propiedad de la igualdad (resta)

a=b⇒a−c=b−ca = b \Rightarrow a - c = b - c

Restar el mismo número en ambos miembros

Propiedad de la igualdad (multiplicación)

a=b⇒ac=bca = b \Rightarrow ac = bc

Multiplicar ambos miembros por el mismo número

Propiedad de la igualdad (división)

a=b⇒ac=bc, c≠0a = b \Rightarrow \frac{a}{c} = \frac{b}{c},\ c \neq 0

Dividir ambos miembros entre el mismo número distinto de cero

Propiedad distributiva

a(b + c) = ab + ac

Multiplicar un número por cada término del paréntesis

Reflexiva, simétrica, transitiva

a=a; a=b⇒b=a; a=b, b=c⇒a=ca = a;\ a = b \Rightarrow b = a;\ a = b,\ b = c \Rightarrow a = c

Propiedades básicas de la igualdad

Postulado de la suma de segmentos

AB + BC = AC

Cuando B está entre A y C en una recta

Ángulos complementarios y suplementarios

m∠1+m∠2=90∘ o 180∘m\angle 1 + m\angle 2 = 90^\circ \text{ o } 180^\circ

Definiciones de ángulos complementarios y suplementarios

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