1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria
Universidad Politécnica Territorial “Andrés Eloy Blanco”
Barquisimeto, Estado Lara
BARQUISIMETO, MARZO 2021
Autor:
Yilbert Colmenares
CI: V-27.666.483
PNF CONTADURIA
Sección 0407
2. Se conoce como plano cartesiano,
coordenadas cartesianas o sistema
cartesiano, a dos rectas numéricas
perpendiculares, una horizontal y otra
vertical, que se cortan en un punto
llamado origen o punto cero.
La finalidad del plano cartesiano es
describir la posición o ubicación de un
punto en el plano, la cual está
representada por el sistema de
coordenadas.
El plano cartesiano también sirve para
analizar matemáticamente figuras
geométricas como la parábola, la
hipérbole, la línea, la circunferencia y la
elipse, las cuales forman parte de la
geometría analítica.
Plano cartesiano
El nombre del plano cartesiano
se debe al filósofo y matemático
francés René Descartes, quien
fue el creador de la geometría
analítica y el primero en utilizar
este sistema de coordenadas.
3. Distancia entre dos puntos.
Distancia entre dos puntos.
Dados dos puntos
cualesquiera A(x1,y1),
B(x2,y2), definimos la
distancia entre ellos,
d(A,B), como la longitud
del segmento que los
separa.
Otra de las utilidades de dominar los conceptos sobre el Plano cartesiano radica en
que, a partir de la ubicación de las coordenadas de dos puntos es posible calcular la
distancia entre ellos.
Cuando los puntos se encuentran ubicados sobre el eje x (de las abscisas) o en una
recta paralela a este eje, la distancia entre los puntos corresponde al valor absoluto
de la diferencia de sus abscisas (x2 – x1).
Cuando los puntos se encuentran ubicados sobre el eje y (de las ordenadas) o en una
recta paralela a este eje, la distancia entre los puntos corresponde al valor absoluto
de la diferencia de sus ordenadas. (y1 - y2).
4. PUNTO MEDIO..
1. El punto medio del segmento AB, que llamaremos M, es un punto del segmento
que dista lo mismo de A que de B. Esto quiere decir que: Si es un segmento
acotado, el punto medio es el que lo divide en dos partes iguales. En ese caso, el
punto medio es único y equidista de los extremos del segmento. Por cumplir esta
última condición, pertenece a la mediatriz del segmento.
2. El modo de obtener geométricamente el punto medio de un segmento, mediante
regla y compás, consiste en trazar dos arcos de circunferencia de igual radio, con
centro en los extremos, y unir sus intersecciones para obtener la recta mediatriz.
Esta «corta» al segmento en su punto medio.
3. Teorema Sea AB un segmento cuyos extremos tienen coordenadas A(xA; yA) ;
B(xB ; yB) entonces las coordenadas del punto medio M(xM ; yM) de AB son:
5. Ecuación analítica de la circunferencia: Si hacemos coincidir el centro con el
origen de coordenadas, las coordenadas de cualquier punto de la circunferencia
(x, y) determina un triángulo rectángulo, y por supuesto que responde al teorema
de Pitágoras: r2 = x2 + y2. Puesto que la distancia entre el centro (a, b) y uno
cualquiera de los puntos (x, y) de la circunferencia es constante e igual al radio r
tendremos que: r2 = (x – a)2 + (y – b)2 Llamada canónica podemos desarrollarla
resolviendo los cuadrados (trinomio cuadrado perfecto) y obtenemos
x2 + y2 – 2ax –2by – r2 = 0.
Si reemplazamos – 2a = D; – 2b = E; F = a2 + b2 – r2 tendremos que:
x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0
Ejemplo: Si tenemos la ecuación x2 + y2 + 6x – 8y – 11 = 0
Entonces tenemos que: D = 6 6 = – 2a a = – 3
E = – 8 – 8 = – 2b b = 4
El centro de la circunferencia es (– 3, 4). Hallemos el radio
F = (– 3)2 + 42 – r2 – 11 = (– 3)2 + 42 – r2 r = 6
La ecuación de la circunferencia queda: (x + 3)2 + (y – 4)2 = 36
La circunferencia es el lugar geométrico
de los puntos del plano que equidistan de
un punto fijo llamado centro (recordar que
estamos hablando del Plano Cartesiano y
es respecto a éste que trabajamos).
Circunferencia.
6. Es el lugar geométrico de los puntos del plano cuya suma de distancias a dos puntos fijos
llamados focos es constante.
Elementos de la elipse:
1. Focos: Son los puntos fijos F y F'.
2. Eje focal: Es la recta que pasa por los focos.
3. Eje secundario: Es la mediatriz del segmento FF'.
4. Centro: Es el punto de intersección de los ejes.
5. Radios vectores: Son los segmentos que van desde
un punto de la elipse a los focos: PF y PF'.
6. Distancia focal: Es el segmento de longitud 2c, c es
el valor de la semidistancia focal.
7. Vértices: Son los puntos de intersección de la elipse
con los ejes: A, A', B y B'.
8. Eje mayor: Es el segmento de longitud 2a, a es el
valor del semieje mayor.
9. Eje menor: Es el segmento de longitud 2b, b es el
valor del semieje menor.
10. Ejes de simetría: Son las rectas que contienen al eje
mayor o al eje menor.
11. Centro de simetría: Coincide con el centro de la
elipse, que es el punto de intersección de los ejes de
simetría.
Elipse.
7. Ecuación analítica de la elipse: para simplificar la
explicación ubiquemos a los focos sobre el eje de
las x, situados en los puntos F (c,0) y F' (– c,0). Tomemos un
punto cualquiera P de la elipse cuyas coordenadas son (x, y).
En el caso de la elipse la suma de las distancias entre PF y
PF' es igual al doble del radio sobre el eje x.
Entonces: PF + PF' = 2a.
Aplicando Pitágoras
tenemos que:
Elevamos al cuadrado ambos
miembros para sacar las
raíces y desarrollamos los
cuadrados queda
finalmente:
Si la elipse estuviese centrada en un punto cualquiera (p, q) la ecuación debería de ser:
Si desarrollamos los cuadrados obtendremos que: b2x2 + a2y2 – 2xpb2 – 2yqa2 + p2b2 + q2a2 – a2b2 = 0
Si hacemos: A = b2
B = a2
C = – 2pb2
D = – 2qa2
E = p2b2 + q2a2 – a2b2
tendremos la ecuación: Ax2 + By2 + Cx + Dy + E = 0,
donde podemos comprobar que es igual que la de la circunferencia excepto que los términos A y B no tienen porqué ser iguales.
8. Es el lugar geométrico de los puntos del plano cuya diferencia de
distancias a dos puntos fijos llamados focos es constante.
Hipérbola.
Ecuación analítica de la hipérbola: nuevamente
ubiquemos los focos sobre el eje x, F = (c,0) y F' = (–
c,0), y tomemos un punto cualquiera P = (x, y) de la
hipérbola. En este caso, la diferencia de las distancias
entre PF y PF' es igual al doble de la distancia que
hay entre el centro de coordenadas y la intersección
de la hipérbola con el eje x. Entonces tendremos
que: PF – PF' = 2a
Elevando al cuadrado ambos miembros y
procediendo matemáticamente podemos
llegar a esta expresión: (c2 – a2). x2 – a2y2 –
(c2 – a2) a2 = 0 (los cálculos los dejo por tu
cuenta pero puedes guiarte con el desarrollo
que hicimos para la elipse). Nuevamente a
partir del dibujo y aplicando Pitágoras
podemos obtener que c2 = a2 + b2 y por lo
tanto la ecuación nos queda: b2x2 – a2y2 =
a2b2. Dividiendo cada término por
a2b2 obtenemos:
9. Si la hipérbola estuviese centrada en un punto cualquiera
(p, q) la ecuación debería de ser:
Asíntotas: Son rectas que jamás cortan a la hipérbola, aunque se acercan lo más posible a ella. Ambas
deben pasar por el "centro" (p, q)
Las ecuaciones de las asíntotas son:
Si desarrollamos los cuadrados obtendremos que:
b2x2 – a2y2 – 2xpb2 + 2yqa2 + p2b2 – q2a2 – a2b2 = 0
Si hacemos: A = b2
B = – a2
C = – 2pb2
D = 2qa2
E = p2b2 – q2a2 – a2b2
tendremos la ecuación: Ax2 – By2 + Cx + Dy + E = 0, donde podemos comprobar que es
igual que la de la circunferencia, o una elipse, excepto que los términos A y B no tienen
porqué ser iguales.
10. Una parábola queda definida por el conjunto de los
puntos del plano que equidistan de una recta fija y un
punto fijo:
Elementos de la parábola.
Foco: Es el punto fijo F.
Directriz: Es la recta fija D.
Parámetro: A la distancia entre el foco y la directriz de
una parábola se le llama parámetro p.
Eje: La recta perpendicular a la directriz y que pasa por el
foco recibe el nombre de eje. Es el eje de simetría de la
parábola.
Vértice: Es el punto medio entre el foco y la directriz.
También se puede ver como el punto de intersección del
eje con la parábola.
Radio vector: Es el segmento que une un punto cualquiera
de la parábola con el foco.
Parábola
11. Ecuación analítica de la parábola:
Supongamos que el foco esté situado en el punto
(0,c) y la directriz es la recta y = – c, por lo tanto
el vértice está en su punto medio (0,0), si
tomamos un punto cualquiera P = (x , y) de la
parábola y un punto Q = (x, – c) de la recta debe
de cumplirse que: PF = PQ
Elevando al cuadrado ambos miembros: x2 = 4cy
Si la parábola no tiene su vértice en (0,0) si no en (p, q) entonces la ecuación sería: (x– p)2 = 4c(y –
q)
desarrollando la ecuación tendremos: x2 + p2 – 2xp – 4cy + 4cq = 0
Si hacemos D = – 2p
E = – 4c
F = p2 + 4cq
obtendremos que es: x2 + Dx + Ey + F = 0, en la que podemos observar que falta el término de y2.
Observación: es de destacar que el término x y no aparece, la razón es que se ha supuesto que los
ejes de simetría de las cónicas son paralelos a los ejes de coordenadas; en caso contrario aparecería
este término, que como es lógico dependerá del ángulo de inclinación de los ejes.