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Geometría Analítica
Matias Martins, John Cabrera
//12 de Septiembre, 2010

Análisis de la Geometría

por neciomartins a las 20:07, en General

Introducción

Se conoce como geometría analítica al estudio de ciertos objetos geométricos mediante técnicas básicas del análisis matemático y del álgebra en un determinado sistema de coordenadas. Se podría decir que es el desarrollo histórico que comienza con la geometría cartesiana y concluye con la aparición de la geometría diferencial con Carl Friedrich Gauss y más tarde con el desarrollo de la geometría algebraica. La geometría analítica consta de muchas ramas. El matemático más importante de esta rama de las matemáticas es René Descartes, con la creación del "Plano Cartesiano".

Los dos problemas fundamentales de la geometría analítica son:

  1. Dado el lugar geométrico en un sistema de coordenadas, obtener su ecuación.
  2. Dada la ecuación en un sistema de coordenadas, determinar la gráfica o lugar geométrico de los puntos que verifican # dicha ecuación

La Geometria Analitica fue iniciada y desarrollada por el matemático y filósofo René Descartes.  Por eso a este sistema de ejes coordenados también se le conoce como "Sistema Cartesiano".

Geometria Analitica: sistema de ejes coordenados rectangulares. Dos rectas que se cortan se encuentran en un mismo plano. Si las líneas son perpendiculares entre sí tenemos lo que se llama un sistema de ejes coordenados rectangulares.

 

Par Ordenado

Un par ordenado es una tupla de dos elementos, tal que uno puede ser distinguido como el primero y el otro como el segundo. Un par ordenado con primer elemento a y con segundo elemento b es escrito usualmente como (a, b). Dos pares ordenados cumplen:

(a, b) = (c, d) si y sólo si a = c y b = d
además,
( x ; y ), donde x = 1er componente; y = 2do componente
 

Se llama par ordenado a un conjunto formado por dos elementos y un criterio de ordenación que establece cuál es primer elemento y cuál el segundo.

Un par ordenado de componentes a, b es el conjunto {{a}, {a,b}} y se denota (a, b).

A partir de dos objetos a y b, se forma un nuevo objeto (a, b) llamado par ordenado. En general (a, b) ¹ (b, a), a "a" se le llama primera componente o abscisa y a "b" se llama segunda componente u ordenada.

Sistema Coordenado Cartesiano

En geometría plana, dos líneas rectas, llamadas eje x y eje y, forman la base de un sistema de coordenadas Cartesianas en dos dimensiones. Por lo general, el eje x es horizontal y el eje y es perpendicular a él. Al punto de intersección de los dos ejes se le llama origen (O). Cualquier punto en este plano se puede identificar por un par ordenado de números que representan las distancias a los dos ejes. Por ejemplo, el punto (4, 2) es el punto que se encuentra alejado 4 unidades del eje y en la dirección positiva del eje x y a 2 unidades del eje x en la dirección positiva del eje y.

En tres dimensiones, se introduce un tercer eje, el eje z, para definir la altura o profundidad de un punto. En el sistema de coordenadas Cartesianas, los tres ejes se encuentran a ángulos rectos entre sí. Por ello, un punto se determina por tres números (x, y, z).

Sistema Coordenado Unidimensional

Esta constituido por una recta (horizontal o vertical) , la cual es dividida en dos segmentos por un punto denominado Origen de Coordenadas, la recta se la conoce como el eje “x”, considerándose el eje “+ x” a partir del origen a la derecha, y el segmento ubicado a la izquierda del origen recibe la denominación del eje “- x”.

 

Sistema Coordenado Bidimensional

Más conocido como Sistema Cartesiano en el Plano, esta compuesta por dos rectas que se cortan de manera perpendicular en un punto llamado “origen de coordenadas”.

Este sistema consta de dos rectas una horizontal conocida como el eje “x” y una recta vertical conocida como el eje “y”, siendo los sentidos positivos y negativos de las mencionadas rectas.

Distancia entre dos puntos

La distancia entre dos puntos del espacio euclídeo equivale a la longitud del segmento de recta que los une, expresado numéricamente. En espacios más complejos, como los definidos en la geometría no euclidiana, el «camino más corto» entre dos puntos es un segmento de curva.

Se denomina distancia euclídea entre dos puntos A(x1,y1) y B(x2,y2) del plano a la longitud del segmento de recta que tiene por extremos A y B. Puede calcularse así:

 

 

La distancia entre un punto P y una recta R es la longitud del segmento conocido como recta prosibola de recta que es perpendicular a la recta R:Ax + By + C = 0 y la une al punto P(x1,y1). Puede calcularse así:

 

d=

 

La distancia entre dos rectas paralelas es la longitud del segmento de recta perpendicular a ambas que las une.

La distancia entre un punto P y un plano L es la longitud del segmento de recta perpendicular al plano L:Ax + By + Cz + D = 0 que lo une al punto P (x1,y1,z1) y puede calcularse así:

 

d=

División de un segmento

Dividir un segmento AB en una relación dada r es determinar un punto P de la recta que contiene al segmento AB, de modo que las dos partes, PA y PB, están en la relación r:

razón

Pendientes

La pendiente de una recta es la tangente del ángulo que forma la recta con la dirección positiva del eje de abscisas.

Se denota con la letra m.

Es el grado (medida) de inclinación de una recta, la razón de cambio en y con respecto al cambio en x.

Si una recta pasa por dos puntos dintintos (x1, y1) y (x2, y2), entonces su pendiente (m) está dada por:

                  

 

Ecuación General ó Implícita

Esta expresión recibe el nombre de ecuación general o implicita de la recta. De esta forma se acostumbra a dar la respuesta cuando se pide la ecuación de una recta.

ecuación 

Ecuación Explícita

La ecuación explícita de una recta tiene la forma y=mx+n donde m es la pendiente de la recta y n el término independiente. En el siguiente ejercicio te proponemos, que bien conociendo la pendiente m y un punto P por el que pasa determines m y n, o bien conociendo dos puntos determinar m y n. Recuerda que si tienes dos puntos puedes sustituirlos en la ecuación y plantear un sistema con dos ecuaciones y dos incógnitas (m y n).

y = mx + n

Ecuación: Punto-Pendiente

La pendiente de una recta es la tangente del ángulo que forma la recta con la dirección positiva del eje OX.

y – y1 = m(x – x1)

 

Ecuación: Pendiente-Intercepto

Ecuaciones de la forma y = mx + b donde m representa la pendiente y b el intercepto en y se conocen como ecuaciones de la forma pendiente-intercepto.

IMPORTANTE: Una ecuación de la forma y = mx representa una recta que pasa por el origen.

 

Ecuación: Recta que pasa entre dos puntos

 

ecuación

 

Recta Paralela

Dos rectas son paralelas si sus vectores directores son paralelos, es decir, si éstos son linealmente dependientes.

Dos rectas son paralelas si tienen sus pendientes o vectores directores iguales.

dibujo    

 

Recta Perpendicular

Dos rectas son perpendiculares si sus vectores directores son perpendiculares.

Importante: Si dos rectas son perpendiculares tienen sus pendientes inversas y cambiadas de signo.

expresión

Ángulo de Inclinación

La inclinación de una recta cualquiera (que no sea paralela al eje X) es el ángulo menor que la recta forma con la dirección positiva del eje X, y se mide desde el eje X hacia la recta, en el sentido contrario a las manecillas del reloj.

El valor de los catetos del triángulo rectángulo formado se determina por diferencia de segmento como en el tema anterior.

 

 

Distancia de un punto a una recta

La distancia de un punto a una recta es la longitud del segmento perpendicular a la recta, trazada desde el punto.

distancia

Ejemplo

Calcula la distancia del punto P(2,- 1) a la recta r de ecuación 3 x + 4 y = 0.

solución

 

Gracias.

John Cabrera, Matias Martins.

5° "A"

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6 Comentarios  ·  Recomendar
 
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Comentarios (6) ·  Enviar comentario
Muy bien alumnos, se les extraña mucho, me parece muy bueno el trabajo que han realizado, recomendaría que lo practiquen para que acaben bien el colegio jaja, felicitaciones a los "cachimbos" un fuerte abrazo.

Profe. Gerardo Dias
publicado por Prof. Gerardo Dias, el 13.09.2010 21:20
Muy bien alumnos, se les extraña mucho, me parece muy bueno el trabajo que han realizado, recomendaría que lo practiquen para que acaben bien el colegio jaja, felicitaciones a los "cachimbos" un fuerte abrazo.

Profe. Gerardo Dias
publicado por Prof. Gerardo Dias, el 13.09.2010 21:21
muy buen trabajo, me sirvio mucho para completar una tarea pendiente
publicado por felipe iglesias, el 13.09.2010 21:37
asi es como se hace un verdadero blog! muy bonito chicos, me ayudo bastante!! gracias
publicado por stefanie castro, el 13.09.2010 21:39
Me parece bien el blog, pero Gerardo no sabe escribir su apellido...
publicado por oscar, el 14.09.2010 03:31
If you are willing to buy a car, you would have to receive the personal loans. Furthermore, my father usually takes a college loan, which occurs to be the most firm.
publicado por Cheryl, el 18.10.2010 05:11
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