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Transformación de coordenadas: ejercicios resueltos paso a paso

Trasladar, rotar o reflejar mueve la figura sin deformarla (conserva distancias y ángulos). La homotecia la agranda o achica desde un centro. Acá tenés 6 ejemplos resueltos, con cada paso explicado y verificado.

Conceptos clave

Transformaciones

Trasladar, rotar o reflejar mueve la figura sin deformarla (conserva distancias y ángulos). La homotecia la agranda o achica desde un centro.

Ángulos notables

Los valores de 30°, 45° y 60° salen de un triángulo equilátero partido al medio y de un cuadrado cortado por su diagonal.

Método de sustitución

Despejamos una incógnita en una ecuación y la reemplazamos en la otra: queda una ecuación con una sola incógnita.

Teorema de Pitágoras

En todo triángulo rectángulo, el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma de los cuadrados de los catetos.

Sustitución trigonométrica

Las raíces de la forma √(a² − x²) son un lado de un triángulo rectángulo: con x = a·sen θ, la identidad pitagórica hace desaparecer la raíz.

Círculo

La longitud de la circunferencia es 2πr y el área del círculo πr². Un sector es una parte proporcional a su ángulo central.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: trasladar el punto (5, 3) al nuevo origen (2, -1)

Método: Traslación de ejes

  1. Anotamos los datos

    Trasladar los ejes al nuevo origen O' = (h ; k): cada punto cambia sus coordenadas a e .

  2. Restamos el nuevo origen

    12345-2-11234P (5; 3)O' (2; -1)
  3. Verificamos

    Volvemos al sistema original sumando el nuevo origen: x = x' + h, y = y' + k.

Resultado

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Ejemplo 2: trasladar x^2 + y^2 - 4x + 6y - 3 = 0 al origen (2, -3)

Método: Traslación de ejes

  1. Escribimos la ecuación y el nuevo origen

    Trasladar los ejes al punto O' = (h ; k) significa reemplazar x = x' + h e y = y' + k.

  2. Reemplazamos y desarrollamos

    Desarrollamos los cuadrados y juntamos semejantes. Si elegimos bien el nuevo origen, desaparecen los términos de primer grado.

  3. Verificamos

    Hacemos la sustitución inversa (x' = x − h, y' = y − k) en la ecuación nueva: tiene que volver a dar la original.

Resultado

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Ejemplo 3: rotar el punto (2, 1) 45°

Método: Rotación de un punto

  1. Anotamos los datos

    Girar el punto un ángulo θ alrededor del origen (en sentido antihorario si θ es positivo): e .

  2. Reemplazamos con los valores exactos

    Como 45° es un ángulo notable: cos θ = y sen θ = .

  3. Verificamos

    Una rotación no cambia la distancia al origen: tiene que dar lo mismo antes y después.

    -1,5-1-0,50,511,522,533,5-1-0,50,511,522,533,5P (2; 1)P'

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Ejemplo 4: rotar los ejes 30°: punto (3, 1)

Método: Rotación de ejes

  1. Anotamos los datos

    Rotar los ejes un ángulo θ: el punto queda quieto y cambiamos el sistema de referencia. Sus nuevas coordenadas son e .

  2. Reemplazamos con los valores exactos

    Como 30° es un ángulo notable: cos θ = y sen θ = .

  3. Verificamos

    Una rotación no cambia la distancia al origen: tiene que dar lo mismo antes y después.

    -0,50,511,522,533,54-2-1,5-1-0,50,511,522,5P (3; 1)

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Ejemplo 5: polares de (1, √3)

Método: Cartesianas a polares

  1. Anotamos el punto

    Pasar a polares es dar la distancia al origen (r) y el ángulo con el eje x positivo (θ).

  2. Calculamos r

    Por Pitágoras: .

  3. Calculamos θ

    Usamos y miramos el cuadrante: el punto está en el I cuadrante, así que el ángulo queda entre 0° y 90°.

    -2-1,5-1-0,50,511,522,53-1,5-1-0,50,511,522,53(1; 1,732)
  4. Verificamos

    Volvemos a cartesianas con x = r·cos θ e y = r·sen θ.

Resultado

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Ejemplo 6: cartesianas de r = 2, θ = 60°

Método: Polares a cartesianas

  1. Anotamos las coordenadas polares

    En coordenadas polares un punto se da con su distancia al origen (r) y el ángulo con el eje x positivo (θ).

  2. Usamos coseno y seno

    Proyectamos sobre los ejes: x = r·cos θ e y = r·sen θ. Como 60° es un ángulo notable, usamos sus valores exactos.

  3. Verificamos

    Volvemos a polares: r = √(x² + y²) y el ángulo con el arco tangente (mirando el cuadrante).

    -2-1,5-1-0,50,511,522,53-1,5-1-0,50,511,522,53(1; 1,732)

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