GUÍA REFORZAMIENTO 3° MEDIO SISTEMA DE COORDENADAS CARTESIANAS Y ECUACIÓN DE LA RECTA SISTEMA CARTESIANO BIDIMENSIONAL Un sistema o plano cartesiano consta de dos rectas perpendiculares, el eje X y el eje Y, que se intersectan en el origen (el 0 de cada recta). Los ejes dividen al plano en cuatro regiones llamadas “cuadrantes”, numeradas en sentido antihorario. Ejercicios: Determine la distancia entre los siguientes pares de puntos: a) (2 , 5) y (3 , 4) b) (-4 , 3) y (-2 , -5) c) (9 , 3) y (6 , -1) d) (-7 , 5) y (5 , 0) PENDIENTE DE UN TRAZO Y + II La pendiente de un trazo, y por ende de una recta, representa la inclinación de ella. Se simboliza, generalmente por la letra “m” y se define por la siguiente expresión: I - + X III y − y1 m= 2 x 2 − x1 IV - Dado un punto P en el plano, si dibujamos por P las rectas paralelas a los ejes, en la intersección de la paralela al eje Y con el eje X se determina el nº real “a” que se denomina abscisa del punto P y en la intersección de la paralela al eje X con el eje Y se determina el nº real “b” que se denomina ordenada del punto P. La abscisa y la ordenada son las coordenadas del punto P y se escribe como un par ordenado con la abscisa como primer componente (a,b). Y b Ejemplo: Sean P1(3,-1) y P2(5,1), entonces la pendiente del trazo que une a P1 y P2 es: m= 1 - (-1) 2 = =1 5-3 2 ECUACIÓN DE LA RECTA La ecuación de la recta es una ecuación de la forma: “y = mx + n”; en donde “m” es la pendiente y “n” es el punto donde tal recta intersecta al eje Y y se denomina “coeficiente de posición”. Una ecuación de la forma antes mencionada se denomina “Ecuación Principal de la Recta” P(a,b) a X Ejercicios: Ubique en el plano cartesiano los siguientes puntos: a) P1(2,4) b) P2(-1,5) c) P3(3,-3) d) P4(0,6) e) P5(4,-2) f) P6(-2,0) y = mx + n: Ecuación Principal de la Recta m : Pendiente n : Coeficiente de posición. Ejemplo: La ecuación de la recta con pendiente 3 y coeficiente de posición -2 es: y = 3x - 2 y su gráfico es: y 4 3 DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS Dados dos puntos en el plano, P1(x1,y1) y P2(x2,y2), podemos encontrar la distancia entre ellos mediante la expresión: d = (x 2 − x 1 ) + (y 2 − y 1 )2 2 1 2 Ejemplo: Sean P1(2,-5) y P2(-4,3), la distancia entre ellos es: d= (− 4 − 2)2 + ( 3 − ( −5)) 2 x −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 −1 −2 −3 = (− 6)2 + (8) 2 −4 36 + 64 = 100 d= = 10 1 ECUACIÓN GENERAL DE LA RECTA La ecuación de la forma: ax + by +c = 0 en donde a, b y c son números reales se denomina Ecuación General de la Recta. Es posible pasar de la forma general a la forma principal mediante un ordenamiento de los términos, asi, la ecuación: y = mx + n, escrita en la forma general queda mx – y + n = 0 mientras que la ecuación: ax + by + c = 0 escrita en la forma principal queda: y= -a c x- ; b b de donde se concluye que: a b c n= − b m= − OTRAS FORMAS DE LA ECUACIÓN DE LA RECTA COORDENADAS DEL PUNTO MEDIO DE UN TRAZO Dados dos puntos en el plano cartesiano, P1(x1,y1) y P2(x2,y2), el punto medio entre estos puntos es el punto: ⎛ x + x 2 y1 + y 2 ⎞ , P⎜ 1 ⎟ ⎝ 2 2 ⎠ ÁREA Y PERÍMETRO DE FIGURAS EN EL PLANO PERÍMETRO: Para calcular el perímetro de figuras geométricas en el plano cartesiano, determinadas por puntos del plano, se debe calcular la distancia entre todas las parejas de puntos, previa ubicación de ellos en el plano, para luego sumar dichas distancias. ÁREA: Una forma de hacerlo es encerrar los puntos, previamente ubicados en el plano, en un rectángulo para luego determinar el área mediante diferencias, sin embargo existe un método más sencillo y que consiste en escribir los puntos mediante un ordenamiento matricial, repitiendo al final el primer punto, como sigue: Ejemplo: dados los puntos: (2,4); (-3,5) y (5,7) determinar el área del triángulo establecido por ellos. i) Ecuación punto pendiente: 2 Es la ecuación de la recta que pasa por el punto P0(x0,y0) y tiene una pendiente dada: −3 5 5 7 y – y0 = m(x – x0) ii) Ecuación de la recta que pasa por dos puntos P1(x1,y1) y P2(x2,y2): y − y1 y - y1 = 2 ( x - x1 ) x 2 − x1 iii) Ecuación de Segmentos: Es la ecuación de la recta determinada por los puntos de intersección con los ejes X y Y x y + =1 a b a: intersección con el eje X b: intersección con el eje Y RECTAS PARALELAS Dos rectas son paralelas si y solo sí sus pendientes son iguales y no tienen puntos en común. Si L1: y = m1x + n1 y L2: y = m2x + n2 son las ecuaciones de las rectas L1 y L2, entonces: 4 2 A= 4 2 · 5 + - 3 · 7 + 5 · 4 - (-3 · 4 + 5 · 5 + 2 · 7) 2 10 - 21 + 20 - (-12 + 25 + 14) 2 Las dos líneas verticales 9 - 27 A= paralelas significan valor 2 absoluto y es un número - 18 A= positivo 2 A=9 A= EJERCICIOS 1. Calcule el perímetro y el área de las figuras geométricas determinadas por los puntos: a) (3,7); (-1,4) y (5,-4) b) (2,-3); (4,0); (-3,-2) y (-2,-5) 2. Encuentre las coordenadas del punto medio del trazo (4,-7) y (-12,5) L1 // L2 ⇔ m1 = m2 3. Encuentre la ecuación de la recta cuya pendiente es -3 y el coeficiente de posición es 2/3 RECTAS PERPENDICULARES Dos rectas son perpendiculares si y solo sí el producto de sus pendientes es -1. Si L1: y = m1x + n1 y L2: y = m2x + n2 son las ecuaciones de las rectas L1 y L2, entonces: L1 ⊥ L2 ⇔ m1 · m2 = -1 4. Encuentre la ecuación de la recta cuya pendiente es 5 y pasa por el punto (5,-2). Exprésela en la forma general y principal. 2 EJERCICIOS SELECCIÓN MÚLTIPLE 1. Si un punto A tiene coordenadas (1,2) y un punto B tiene coordenadas (9,8), ¿Cuál es la distancia entre ellos? A) 10 D) 7 B) 9 E) 6 C) 8 2. La distancia entre los puntos A(-5,4) y B(7,-1) es: A) 5 D) 18 B) 17 E) 6 10 C) 13 3. ¿Cuál es el perímetro de un triángulo cuyos vértices son (1,4); (1,7) y (4,4) 4. A) 3+ B) C) 3 2 6 2 D) 6 + 3 2 E) 9 + 3 2 Si A(0,a), B(0,-4); C(2,-1) y D(2,2) son los vértices de un paralelogramo, entonces a = D) -2 A) -8 E) -1 B) -7 C) -6 5. El cuadrilátero ABCD es un trapecio isósceles con AD / /BC y vértices A(3,0), B(2,3) y C(-2,3). Las coordenadas del vértice D son: D) (-4,0) A) (-1,0) B) (-2,0) E) (7,0) C) (-3,0) 6. Tres de los 4 vértices de un paralelogramo tienen coordenadas: (0,-2), (-1,0) y (-2,-2). Las coordenadas del cuarto vértice pueden ser: I. (-3,0) II. (1,0) III. (-1,-4) De estas afirmaciones es(son) verdadera(s): D) solo I y II A) solo I E) Todas B) solo II C) solo III 7. El triángulo que tiene vértices en los puntos A(0,3), B(7,6) y C(2,8) es: D) equilátero A) escaleno E) obtusángulo B) rectángulo isósceles C) rectángulo escaleno 8. Las coordenadas del punto medio del trazo que tiene por extremos los puntos P(1,3 ; 2,4) y Q(2,5 ; 1,6) son: D) (1,9 ; 4,0) A) (3,8 ; 4,0) E) (1,8 ; 2,5) B) (1,9 ; 2,0) C) (3,8 ; 2,0) 9. Si M(3,0) es el punto medio del trazo AB , con A(4,6), entonces las coordenadas de B son: D) (1/2,3) A) (-10,-6) E) (-5,-3) B) (3/2,3) C) (11,12) 10. Si el punto medio del segmento que tiene por extremos los puntos P(m,2) y Q(3m,-4) tiene coordenadas (-6,-1), entonces m = D) -3/2 A) -4 B) -3 E) 2 C) -2 11. La distancia entre los puntos P(a,b) y Q(b,a) es A) 0 D) (b – a) B) a + b C) 2a + 2b E) (b – a) 2 2 12. En la figura, el área del ∆ ABC es 24, ¿Cuáles son las coordenadas del punto B? A) (10,-2) C(2,4) B) (10,2) C) (2,6) D) (8,-2) E) Falta información A(2,-2) B 13. La ecuación que representa a la recta de la figura es: A) -3x + 2y = 0 B) 3x – 2y + 2 = 0 C) 2x – 3y + 2 = 0 D) -2x + 3y + 6 = 0 2 E) 2x – 3y + 6 = 0 -3 14. La pendiente de la recta de ecuación 3x – 9y – 4 = 0 es: 1 D) A) 3 3 4 B) -3 E) − 9 1 C) − 3 15. La pendiente de la recta de ecuación x = 4y – 8 es: 1 A) D) 8 4 E) 2 B) 4 C) 1 16. Para que la recta de ecuación 3kx + y – 10 = 0 tenga pendiente 6, el valor de k debe ser: A) 2 D) -3 E) 6 B) -2 C) 3 17. Una recta paralela a la recta de ecuación 5y=12x+20 es: 12 A) y = 12x + 1 D) 5y = x–1 5 E) 10y = 24x B) y = 5x – 2 C) y = 4x + 8 18. La ecuación que representa a la recta de la figura es: A) 2x + 3y – 6a = 0 B) 3x + 2y – 6a = 0 C) 3x – 2y -- 6a = 0 D) 3x + 2y + 6a = 0 E) 3x – 2y + 6a = 0 2a 3a 19. La ecuación de la recta que pasa por los puntos P(-5,2) y Q(2, -1) es: A) 3x + 7y + 1 = 0 B) x + 2y = 0 C) 3x + 8y – 1 = 0 D) 4x + 7y – 1 = 0 E) 2x + 5y = 0 3