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Geometría analítica bidimensional: ejercicios resueltos paso a paso

Ver el problema dibujado ayuda a entenderlo y a controlar el resultado: si la cuenta dice una cosa y el dibujo muestra otra, algo anda mal. Acá tenés 5 ejemplos resueltos, con cada paso explicado y verificado.

Conceptos clave

¿Para qué el gráfico?

Ver el problema dibujado ayuda a entenderlo y a controlar el resultado: si la cuenta dice una cosa y el dibujo muestra otra, algo anda mal.

Distancia entre dos puntos

Es el teorema de Pitágoras: las diferencias de coordenadas son los catetos y la distancia, la hipotenusa.

Punto medio

Cada coordenada del punto medio es el promedio de las coordenadas de los extremos.

Perímetro y área

El perímetro es el largo del borde (se suman los lados). El área mide cuánta superficie encierra la figura, en unidades cuadradas.

Determinantes

El determinante de una matriz 2×2 es ad − bc. Si es distinto de 0, el sistema tiene solución única y la regla de Cramer la da como cociente de determinantes.

Triángulos

Los tres ángulos interiores de un triángulo suman 180°. Por sus lados se clasifica en equilátero, isósceles o escaleno; por sus ángulos, en acutángulo, rectángulo u obtusángulo.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: distancia entre (1, 2) y (4, 6)

Método: Fórmula de la distancia

  1. Ubicamos los puntos

    Cada punto del plano tiene dos coordenadas: (x ; y). La primera se mide sobre el eje horizontal y la segunda, sobre el vertical.

  2. Calculamos la distancia

    La distancia entre dos puntos sale del teorema de Pitágoras: las diferencias de coordenadas son los catetos y la distancia es la hipotenusa.

  3. Lo vemos en el gráfico

    -112345123456A (1; 2)B (4; 6)
  4. Verificamos

    Calculamos la distancia con decimales, como una calculadora.

Resultado

Abrir en la calculadora (con pistas y comprobación)

Ejemplo 2: punto medio de (1, 2) y (5, 8)

Método: Fórmula del punto medio

  1. Ubicamos los puntos

    Cada punto del plano tiene dos coordenadas: (x ; y). La primera se mide sobre el eje horizontal y la segunda, sobre el vertical.

  2. Calculamos el punto medio

    Cada coordenada del punto medio es el promedio de las coordenadas de los extremos.

  3. Lo vemos en el gráfico

    -2-11234567-1123456789A (1; 2)B (5; 8)M (3; 5)
  4. Verificamos

    El punto medio tiene que estar a la misma distancia de los dos extremos (comparamos los cuadrados de las distancias).

Resultado

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Ejemplo 3: área del triángulo (0, 0), (4, 0), (0, 3)

Método: Determinantes (fórmula de la zapatilla)

  1. Ubicamos los puntos

    Cada punto del plano tiene dos coordenadas: (x ; y). La primera se mide sobre el eje horizontal y la segunda, sobre el vertical.

  2. Calculamos los lados

    Cada lado es la distancia entre dos vértices consecutivos: .

    -0,50,511,522,533,544,5-1-0,50,511,522,533,54A (0; 0)B (4; 0)C (0; 3)
  3. Calculamos el perímetro

    Sumamos los lados.

  4. Calculamos el área con determinantes

    Fórmula de los determinantes (o “de la zapatilla”): multiplicamos en cruz las coordenadas de vértices consecutivos, sumamos y tomamos la mitad del valor absoluto. Los vértices tienen que ir en orden, recorriendo el borde.

  5. Clasificamos el triángulo

    Por sus lados es escaleno. Por sus ángulos comparamos el cuadrado del lado mayor con la suma de los cuadrados de los otros dos: es rectángulo.

  6. Calculamos el baricentro

    El baricentro (donde se cortan las medianas) es el promedio de las coordenadas de los vértices.

  7. Verificamos

    Calculamos el área por otro camino, con la fórmula de Herón (usando los tres lados), y comparamos.

Resultado

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Ejemplo 4: dividir el segmento de (1, 2) a (7, 8) en razón 1:2

Método: División de un segmento en una razón

  1. Ubicamos los puntos

    Cada punto del plano tiene dos coordenadas: (x ; y). La primera se mide sobre el eje horizontal y la segunda, sobre el vertical.

  2. Dividimos el segmento en la razón dada

    El punto P que cumple AP/PB = r se calcula coordenada por coordenada: y lo mismo con y.

    -112345678-1123456789A (1; 2)B (7; 8)P (3; 4)
  3. Verificamos

    Comparamos los cuadrados de las distancias: AP² tiene que ser r² veces PB².

Resultado

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Ejemplo 5: ¿son colineales (1, 2), (3, 4) y (5, 6)?

Método: Determinante (área nula)

  1. Ubicamos los puntos

    Cada punto del plano tiene dos coordenadas: (x ; y). La primera se mide sobre el eje horizontal y la segunda, sobre el vertical.

  2. Calculamos el determinante

    Tres puntos están alineados si el “área” del triángulo que forman es 0. Lo calculamos con un determinante.

  3. Verificamos

    Comparamos las pendientes de AB y BC: si los puntos están alineados, son iguales.

    -1123456123456A (1; 2)B (3; 4)C (5; 6)

Resultado

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Ojo con…

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