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Cruz patada y polígonos regulares

Un elemento religioso muy habitual es la cruz patada, que se trata de una cruz cuyos extremos son más anchos que el centro. El elemento geométrico resultante tiene gran belleza, pero además, su propia construcción está cargada de simbolismo religioso, que puede depender del modelo concreto, pues hay varios. En el siguiente applet vemos la construcción de uno de los modelos a partir de elementos matemáticos. Desmarcando la casilla Ver partes, podemos ver la fotografía original. Concretamente, está tomada en la Iglesia de San Francisco de Sales, de Mérida. Tras el applet, tenemos una pequeña descripción textual.

Diseño de esta cruz patada

La cruz que estamos modelizando se basa en un diseño de octógono regular, el cual tiene un significado profundamente religioso, al obtenerse a partir de dos cuadrados, uno girado respecto al otro, significando la unión de lo terrenal y lo divino. Podemos visualizarlos mediante las casillas Cuadrado 1 y Cuadrado 2
  • Para crear la cruz, se han quitado del octógono cuatro triángulos equiláteros, obtenidos a partir de los lados del octógono (podemos verlos con la casilla Triángulos exteriores), que a su vez simbolizan la Trinidad. Esto es lo que hace la forma de "patas" a los brazos de la cruz.
  • Además, para reforzar más la idea anterior de los cuadrados, se han marcado las intersecciones de los dos cuadrados iniciales, formando a su vez nuevos triángulos junto con los lados del octógono que forman parte de la cruz (marcar la casilla Triángulos de la cruz).
  • A su vez, esto nos permite definir dos caras en cada brazo de la cruz, que hemos denominado Lateral 1 y Lateral 2, y que al dibujarlas, dan un efecto 3D a la figura.
  • Por último, se han marcado los segmentos interiores que unen los vértices de los triángulos equiláteros anteriores, formando una nueva cruz interior en la zona central (marcar casilla Centro).

Cuestiones

El hecho de construir la cruz a partir de polígonos regulares, la dota de gran simetría.

  1. Describe sus elementos de simetría (ejes, centro, rotacional...)
  2. Clasifica los diferentes tipos de polígonos que intervienen en la construcción de la cruz.
  3. Indica el valor de los ángulos que intervienen en estas figuras.
  4. ¿Quieres hacer tu propio modelo de Cruz Patada? Si tienes usuario de GeoGebra y subes tu modelo, pon aquí el enlace a tu creación.

Cuestiones de trigonometría

(Para resolver las siguientes cuestiones, necesitas tener conocimientos de trigonometría) Supongamos que nos encargan diseñar moldes para grabar las cruces patadas de los bancos de esta iglesia, y que nos dan la altura total que quieren que tengan esas cruces. Por comodidad, denotaremos h la distancia del centro de la cruz al final de los brazos, de manera que la altura de la cruz será 2h. Calcula, en función de h:

  1. El ancho de la parte final de cada brazo (lado del octógono).
  2. El radio de la circunferencia en la que se inscribe la cruz. Este es el radio mínimo del molde que estamos diseñando.
  3. La longitud de los segmentos de los brazos, que llegan hasta los pequeños triángulos de la cruz (en los extremos), y que necesitaremos para dibujar el molde.
  4. La longitud de los segmentos que dibujaremos en la zona del centro.

Imagen original

Imagen original
Cruz patada grabada en los bancos de la Iglesia de San Francisco de Sales y nuestra señora de la Paz, Mérida (España).