54

Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE
Page 2: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS

SEMANA: 1

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA

CACULAR LA DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS

EXPLICACIÓN: 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.

Para calcularla aplicamos el teorema de Pitágoras en el rectángulo coloreado:

Si los puntos tiene la misma ordenada o la misma abscisa, la distancia entre ellos se calcula sin

necesidad de aplicar la fórmula anterior.

Page 3: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Cuando los puntos se encuentran ubicados sobre el eje x o en una recta paralela a este eje, la

distancia entre los puntos corresponde al valor absoluto de la diferencia de sus abscisas.

Ejemplo: La distancia entre los puntos (-4,0) y (5,0) es 4 + 5 = 9 unidades.

Cuando los puntos se encuentran ubicados sobre el eje y o en una recta paralela a este eje, la

distancia entre los puntos corresponde al valor absoluto de la diferencia de sus ordenadas. Ahora si

los puntos se encuentran en cualquier lugar del sistema de coordenadas, la distancia queda

determinada por la relación:

Para demostrar esta relación se deben ubicar los puntos A(x1,y1) y B(x2,y2) en el sistema de

coordenadas, luego formar un triángulo rectángulo de hipotenusa AB y emplear el teorema de

Pitágoras.

Ejemplo 1: Calcula la distancia entre los puntos A (7,5) y B (4,1)

d = 5 unidades

ACTIVIDADES

1. Halla la distancia entre A y B en cada caso:

a. A (-7, 4), B (6, 4) b. A (3, 4), B(3, 9) c. A (-5, 11), B(0, -1)

2. Calcula el valor de k para que la distancia de A(-1, 4) a B(k, 1) sea igual a 5.

3. Calcula el perímetro de los siguientes triángulos y clasifícalos según la longitud de sus lados:

a. A(-2, 2), B(1, 6), C(6, -6) b. A(-5, -2), B(0, 6), C(5, -2)

4.- Probar que los puntos: A (1, 7), B(4,6) y C(1, -3) pertenecen a una

circunferencia de centro (1, 2). Si O es el centro de la circunferencia

las distancias de O a A, B y C deben ser iguales.

Page 4: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS

SEMANA: 2

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA

CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE DIVIDE A UN SEGMENTO

EXPLICACIÓN: PUNTO QUE DIVIDE A UN SEGMENTO EN UNA RAZON DADA.

Es el resultado de la comparación de dos cantidades de la misma especie, se llama razón o relación

de dichas cantidades. Las razones o relaciones pueden ser razones por cociente o geométricas.

La razón por cociente o geométrica es el resultado de la comparación de dos cantidades

homogéneas con el objeto de saber cuántas veces la una contiene a la otra.

Se determina en un punto P de la recta que contiene al segmento AB, de modo que las dos partes,

PA y PB, estén en la relación r:

Ejemplo:

¿Qué puntos P y Q dividen al segmento de extremos A (-1, -3) y B(5, 6) en tres partes iguales?

Dividir un segmento dirigido en una razón dada significa segmentarlo en partes de forma tal que se

encuentren las coordenadas de un punto que satisface la comparación entre dos magnitudes.

Page 5: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

En general, si la razón es de la forma , implica que el segmento se divide en a + b partes. Por

ejemplo, si , el segmento se divide en 11 partes iguales.

Sean los puntos , así como el segmento de recta que los une:

Sea un punto que pertenezca al segmento. Si se forman los triángulos mostrados, se observa

que son semejantes. Esto es:

Donde r es la razón de proporcionalidad de semejanza.

Si se despeja x de la primera ecuación se tiene:

Análogamente se puede encontrar que:

Expresiones que sirven para obtener las coordenadas de un punto que divide a un segmento en una

razón dada.

En el caso particular en que se trate del punto medio, r vale , y las ecuaciones se

convierten en:

Page 6: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

1.- Las coordenadas de los extremos del segmento AB son: A (2, −1) y B(8, 4). Hallar las coordenadas

del punto C que divide al segmento AB en dos partes tales que AC es la mitad de CB.

2.- Si e l segmento AB de extremos A (1, 3), B (7, 5), se divide en cuat ro partes iguales,

¿cuáles son las coordenadas de los puntos de divis ión?

3.- Determina la razón en la que el punto P(-1,3) divide al segmento cuyos extremos son los puntos

P1(-5,2) y P2(7,5) r= ?

4.- Determina la razón en la que el punto P(2,0) divide al segmento cuyos extremos son los puntos

P1(0,2) y P2(-2,4) r= ?

5.- ¿Dados los puntos P1(0,5), P2(6,-1) y la razón r= 5 encuentra las coordenadas del punto de división

P x=?, y=?

6.- Determina el punto medio del segmento P1(-6,4) y P2(2,2) xm , ym =?

7.- Dado un extremo del segmento P1(- 3,3) y el punto medio Pm(6,1) encuentra las coordenadas del

otro extremo x2=?, y2=?

Page 7: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: ECUACION DE LA RECTA

SEMANA: 3

OBJETIVO: EL ALUMNO EXPRESARA LAS DIFERENTES FORMAS DE LA ECUACION

DE LA RECTA A PARTIR DE ELEMENTOS DADOS

EXPLICACIÓN: OBTENCION DE LA ECUACION DE LA RECTA A PARTIR DE

A) UN PUNTO Y LA PENDIENTE

B) A PARTIR DE DOS PUNTOS.

Introducción

Las ecuaciones lineales pueden tomar varias formas, como la forma punto-pendiente, la forma

pendiente – intersección, y la forma estándar de una ecuación lineal. Éstas formas permiten a los

matemáticos describir la misma recta de distintas maneras.

Esto puede ser confuso, pero en realidad es bastante útil. Considera de cuántas maneras

diferentes es posible escribir un pedido de leche en una lista de compras. Puedes pedir leche

blanca, leche de vaca, un cuarto de leche, leche descremada, y cada una de éstas frases

describiría exactamente el mismo producto. La descripción que uses dependerá de las

características que más te importan.

Las ecuaciones que describen rectas pueden ser escogidas de la misma manera — pueden ser

escritas y manipuladas con base en las características de la recta que son de interés. Incluso, si

una característica es más importante, las ecuaciones lineales pueden convertirse de una forma a

otra.

Forma Punto-Pendiente

Un tipo de ecuación lineal es la forma punto-pendiente, la cual nos proporciona la pendiente de una

recta y las coordenadas de un punto en ella. La forma punto-pendiente de una ecuación lineal se

escribe como . En ésta ecuación, m es la pendiente y (x1, y1) son las

coordenadas del punto.

Veamos de dónde es que viene ésta fórmula de punto-pendiente. Aquí está la gráfica de una recta

genérica con dos puntos trazados en ella.

Page 8: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

La pendiente de la recta "aumenta conforme va". Ése es el cambio vertical entre dos puntos (la diferencia entre las coordenadas en y) dividida entre el cambio horizontal sobre el mismo

segmento (la diferencia entre las corneadas en x). Esto puede escribirse como . Ésta ecuación es la fórmula de la pendiente.

Ahora digamos que uno de esos puntos es un punto genérico (x, y), lo cual significa que puede ser

cualquier punto en la recta, y el otro punto es un punto específico, . Si sustituimos éstas

coordenadas en la fórmula, obtenemos . Ahora podemos manipular un poco la ecuación

al multiplicar ambos lados de la fórmula por . Que se simplifica a .

es el punto-pendiente de la fórmula. Hemos convertido la fórmula de la

pendiente en la fórmula punto-pendiente. No lo hicimos sólo por diversión, sino porque la fórmula

Page 9: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

punto-pendiente es a veces más útil que la fórmula de la pendiente, por ejemplo cuando

necesitamos encontrar la ecuación de una recta dados un punto y la pendiente.

Hagamos otro ejemplo. Considera la recta que pasa por el punto (1, 3) y tiene una pendiente

de .

Sustituyendo éstos valores en la fórmula punto-pendiente, obtenemos . Que es

la ecuación de la recta.

Ecuación de la recta a partir de dos puntos.

Page 10: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Sean los puntos A (x1, y 1) y B (x2, y 2) que determina una recta r. Un

vector director de la recta es:

Cuyas componentes son:

Sustituyendo estos valores en la forma continua:

Ejemplos: Hallar la ecuación de la recta que pasa por A (1,3) y B(2, -5)

ACTIVIDADES: Obtener la ecuación de la recta a partir de los datos dados:

1).- Punto A (3,-3) m = ½

2).- Punto B (5,-3) m = 3

3.- Punto C (4, -2) m = -2

4.- Punto D (2, 5) m = -2

5).- Punto E (4,4) m = -3/4

6).- Punto A(3,-3) y (0,5)

7).- Punto B(5,-3) y (3,0)

8).- Punto C (4, -2) y (4,3)

9).- Punto D(2, 5) y (0, -5)

10).- Punto E (4,4) y (3,-3)

Page 11: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: LA CIRCUNFERENCIA

SEMANA: 4

OBJETIVO: EL ALUMNO COMPRENDE LAS RELACIONES DE LOS TEMAS DE

CIRCUNFERENCIA.

EXPLICACIÓN:

LA CIRCUNFERENCIA

Definición: La circunferencia es una curva plana y cerrada donde todos sus puntos están a igual

distancia del centro.

Ecuación de la circunferencia con centro fuera del origen

Tomemos, por ejemplo, la circunferencia cuyo centro está dado por C (2, ─3), con radio r = 5 que

se muestra en la figura

Para obtener la ecuación general de la circunferencia que estamos viendo podemos usar dos

métodos:

Método por desarrollo y

Método con las fórmulas conocidas.

Método por desarrollo

Como conocemos el centro, C (2, ─3) y el radio (r = 5) entonces la fórmula ordinaria de la

circunferencia será

(x ─ a) 2 + (y ─ b) 2 = r 2 donde a y b son las coordenadas del centro C (a, b), que en nuestro caso

corresponde a C (2, ─3)

entonces, nuestra ecuación ordinaria quedará como

(x ─ 2) 2 + (y ─ ─ 3) 2 = 5 2

Page 12: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

(x ─ 2) 2 + (y + 3) 2 = 5 2

(x ─ 2) 2 + (y + 3) 2 = 25

Nota: algunos usan otras letras, como (x ─ h) 2 + (y ─ k) 2

Sigamos.

Tenemos nuestra ecuación ordinaria

(x ─ 2) 2 + (y + 3) 2 = 25

y desarrollamos sus dos binomios:

(x ─ 2) (x ─ 2) + (y + 3) (y + 3) = 25

(x 2 ─ 2x ─ 2x + 4) + (y 2 + 3y + 3y + 9) = 25

(x 2 ─ 4x + 4) + (y 2 + 6y + 9) = 25

Recordemos que la estructura de la ecuación general de la circunferencia es

x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0

Entonces, ordenamos nuestra ecuación anterior y la acomodamos de acuerdo con la fórmula

general:

x 2 + y 2 ─ 4x + 6y + 4 + 9 ─ 25 = 0

x 2 + y 2 ─ 4x + 6y ─ 12 = 0

que es la ecuación general de la circunferencia con centro en las coordenadas 2, ─3 y cuyo radio

es 5.

Método con las fórmulas conocidas

Como conocemos el centro, C (2, ─3) y el radio (r = 5) entonces aplicamos las fórmulas

Si entonces D = ─ 2a

Si entonces E = ─ 2b

Si entonces F = a 2 + b 2 ─ r 2

Recordemos que C (2, ─3) corresponde a C (a, b)

Entonces, hacemos:

Page 13: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

F = 4 + 9 ─ 25 = ─12

Si recordamos que la estructura de la ecuación general de la circunferencia es

x 2 + y 2 + Dx + Ey + F = 0

y en ella sustituimos los valores ahora conocidos de D, E y F, tendremos

x 2 + y 2 + ─4x + 6y + ─12 = 0

x 2 + y 2 + ─4x + 6y ─12 = 0

Obtenemos la misma ecuación general de la circunferencia que logramos mediante el método del

desarrollo.

ACTIVIDADES:

OBTENER LA ECUACION DE LA CIRCUNFERENCIA, TABULAR Y GRAFICAR

SEGÚN LOS DATOS DADOS.

1.- centro (0,5) radio = 3

2.- centro (0,-5) radio = 4

3.- centro (3,3) radio = 5

4.- centro (-3,4) radio = 4

5.- centro (5,-2) radio = 3

6.- centro (-4,-4) radio = 2

7.- centro (5,-5) radio = 2

8.- centro (3,5) radio = 5

Page 14: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: LA CIRCUNFERENCIA

SEMANA: 5

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICA Y TRASLADA LA CIRCUNFERENCIA A

DIFERENTES MODOS DE REPRESENTACIÓN (ALGEBRAICO, GRÁFICO, TABULAR Y DE LENGUAJE COMÚN).

EXPLICACIÓN:

LA CIRCUNFERENCIA

Ecuación general de la circunferencia

a).- Con centro en el origen.

Ejemplo: Determinar la ecuación de la circunferencia que pasa por el punto 6,3 y

cuyo centro se encuentra en C(0,0)

ECUACIÓN GENERAL DE LA CIRCUNFERENCIA.

Page 15: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Si conocemos el centro y el radio de una circunferencia, podemos construir sus cuadrados,

obtenemos la forma general de la ecuación de la circunferencia, asi:

Demostración:

Page 17: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Ejemplo:

Hallar la ecuación general de la circunferencia con centro C (2;6) y radio r = 4

(x - 2)² + (y - 6)² = 4²

X² - 2(2x) + 2² + y² - 2(6y) + 6² = 4²

X² - 4x + 4 + y² - 12y + 36 = 16

X² + y² - 4x - 12y + 4 + 36 - 16 =0

X² + y² - 4x - 12y + 24 = 0

ACTIVIDADES

1.- Hallar la ecuación general de la circunferencia cuyo centro es C(2;6) y con radio r = 4

2.- Hallar la ecuación general de la circunferencia con centro C (2;6) y radio r = 4

3.- Hallar la ecuación general de la circunferencia cuyo radio es 3 y tiene de centro (1.5, -2)

1.- Hallar la ecuación general de la circunferencia cuyo centro es C (2;- 6) y con radio r = 5

2.- Hallar la ecuación general de la circunferencia con centro C (-2;4) y radio r = 10

3.- Hallar la ecuación general de la circunferencia cuyo radio es 5 y tiene de centro (3, -2)

Page 18: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: LA CIRCUNFERENCIA

SEMANA: 6

OBJETIVO: EL ALUMNO UTILIZA RECURSOS TECNOLÓGICOS COMO PUEDEN

SER: CALCULADORA GRÁFICA, COMPUTADORA Y SOFTWARE PARA GEOMETRÍA ANALÍTICA O CUALQUIER RECURSO DE LAS TIC EN EL CUAL PUEDAN APOYAR Y REFORZAR EL APRENDIZAJE DE CIRCUNFERENCIA.

EXPLICACIÓN:

LA CIRCUNFERENCIA

Problemas contextuales

* Ana se ha montado en el caballo que está a 3.5 m del centro de

una plataforma que gira y su amiga Laura se ha montado en el león

que estaba a 2 m del centro. Calcular el camino recorrido por cada

una cuando la plataforma ha dado 50 vueltas.

Solución:

* Los brazos de un columpio miden 1.8 m de largo y pueden

describir como máximo un ángulo de 146°. Calcula el espacio

recorrido por el asiento del columpio cuando el ángulo descrito en

su balanceo es el máximo.

* La rueda de un camión t iene 90 cm de radio. ¿Cuánto ha recorrido

el camión cuando la rueda ha dado 100 vueltas?

Page 19: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

r = 90 : 100 = 0.9 m L = 2 · π · 0.9 = 5.65 m

5.65 · 100 = 565 m

* Un faro barre con su luz un ángulo plano de 128°. Si el alcance

máximo del faro es de 7 millas, ¿cuál es la longitud máxima en

metros del arco correspondiente? 1 milla = 1852 m

* La longitud de una circunferencia es 43.96 cm. ¿Cuál es el área

del círculo?

ACTIVIDADES

Resuelve en cada caso aplicando las formulas correspondientes.

a El área de un sector circular de 90° es 4π cm. Calcular el radio

del círculo al que pertenece y la longitud de la circunferencia.

b) Hal lar el área de un sector circular cuya cuerda es el lado del

triángulo equi látero inscrito, siendo 2 cm el radio de la

circunferencia.

c) Dadas dos circunferencias concéntricas de radio 8 y 5 cm

respectivamente, se trazan los radios OA y OB, que forman un

ángulo de 60°. Calcular el área del trapecio circular formado.

d) En un parque de forma circular de 700 m de radio hay situada

en el centro una fuente, también de forma circular, de 5 m de radio.

Calcula el área de la zona de paseo.

Page 20: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

e) La superficie de una mesa está formada por una parte central

cuadrada de 1 m de lado y dos semicírculos adosados en dos lados

opuestos. Calcula el área.

Page 21: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: LA ELIPSE

SEMANA: 7

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICA Y TRASLADA LA ELIPSE A DIFERENTES

MODOS DE REPRESENTACIÓN (ALGEBRAICO, GRÁFICO, TABULAR Y DE LENGUAJE COMÚN).

EXPLICACIÓN:

LA ELIPSE

Como lugar geométrico

La elipse es el lugar geométrico de todos los puntos de un plano, tales que la suma de las distancias

a otros dos puntos fijos llamados focos es constante.

Elementos de una elipse

La elipse y algunas de sus propiedades geométricas.

La elipse es una curva plana y cerrada, simétrica respecto a dos ejes perpendiculares entre sí:

• El semieje mayor (el segmento C-a de la figura), y

• El semieje menor (el segmento C-b de la figura).

Page 22: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Miden la mitad del eje mayor y menor respectivamente.

Puntos de una elipse

Los focos de la elipse son dos puntos equidistantes del centro, F1 y F2 en el eje mayor. La suma de

las distancias desde cualquier punto P de la elipse a los dos focos es constante, e igual a la longitud

del diámetro mayor (d(P,F1)+d(P,F2)=2a).

Por comodidad denotaremos por PQ la distancia entre dos puntos P y Q.

Si F1 y F2 son dos puntos de un plano, y 2a es una constante mayor que la distancia F1F2, un

punto P pertenecerá a la elipse si se cumple la relación: PF1 + PF2 = 2a

donde “a” es la medida del semieje mayor de la elipse.

Ejes de una elipse

El eje mayor, 2a, es la mayor distancia entre dos puntos opuestos de la elipse. El resultado de la

suma de las distancias de cualquier punto a los focos es constante y equivale al eje mayor. El eje

menor 2b, es la menor distancia entre dos puntos opuestos de la elipse. Los ejes de la elipse son

perpendiculares entre sí.

Excentricidad de una elipse

La excentricidad ε (épsilon) de una elipse es la razón entre su semidistancia focal (longitud del

segmento que parte del centro de la elipse y acaba en uno de sus focos), denominada por la letra c, y

su semieje mayor. Su valor se encuentra entre cero y uno.

ɛ = a

c con (1 ≤ ɛ ≥ 0)

Dado que c = 22 ba − ; también vale la relación:

ɛ = 2

22

a

ba −

=

La excentricidad indica la forma de una elipse; una elipse será más redondeada cuanto más se

aproxime su excentricidad al valor cero.5 La designación tradicional de la excentricidad es la letra

griega ε llamada épsilon.

Page 23: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

(No se debe usar la letra e para designarla, porque se reserva para la base de los logaritmos naturales

o neperianos. Véase: número e)

Ejemplo:

Representa gráficamente y determina las coordenadas de los focos, de los

vértices y la excentricidad de la siguiente elipse.

Solución

Page 24: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

Representa gráficamente y determina las coordenadas de los focos, de los vértices

y la excentricidad de las siguientes elipses.

Page 25: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: LA ELIPSE

SEMANA: 8

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICA Y TRASLADA DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN

DE LA ELIPSE CON CENTRO EN EL ORIGEN, CON EJE MAYOR SOBRE EL EJE “X”:

EXPLICACIÓN:

LA ELIPSE FUERA DEL ORIGEN

Elipse con centro fuera del origen (partes) Si el centro de la elipse se encuentra fuera del origen del plano y su eje focal es paralelo al eje x,

se obtiene la siguiente ecuación:

(x – h)2 /a2 + (y – k)2/b2 = 1

Los elementos de la elipse son:

Centro: (h,k)

Vértices: V(h+a,k), V'(h-a,k)

Focos: F(h+c,k), F'(h-c,k)

Vértices del eje menor: B(h,k+b) B'(h,k-b)

Excentricidad: c/a

LR: 2b2/a

Si el centro de la elipse se encuentra fuera del origen del plano y su eje focal es paralelo al eje y,

se obtiene la siguiente ecuación.

(x – h)2 /b2 + (y – k)2/a2 = 1

Los elementos de la elipse son:

Page 26: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Centro: (h,k)

Vértices: V(h,k+a), V'(h,k-a)

Focos: F(h,k+c) F'(H,k-c)

Vértices del eje menor: B(h+b,k) B'(h-b,k)

Excentricidad: a/e

LR: 2b2/a

Ejemplo 1:

Una elipse con centro en el punto C(3,2), un foco en F(6,2) y A(8,2) ¿qué

ecuación tiene?

Respuesta:

Solución

La representamos gráficamente:

Distancia focal semieje mayor

semieje menor

Page 27: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Trasladamos el centro de esta elipse al origen de coordenadas y obtenemos:

Ejemplo 2:

Sabemos que una elipse tiene su centro en ¿Cuál es

su ecuación?

Respuesta:

ACTIVIDADES

Representa gráficamente y determina los elementos de la elipse que faltan.

1.- Bosquejar la gráfica de la elipse 36

)6( 2−y+

16

)3( 2+x = 1

2.- Los focos de la elipse son F´(2,4), (2,10) y uno de sus vértices A (2,12)

obtener su ecuación y bosquejar su gráfica.

3.- Los vértices de una elipse son A ( -2,-3) , A(8,-3) y la magnitud de su lado

recto LR = 5

32, obtenga su ecuación y bosquejar su gráfica

4.- Una elipse tiene centro C (1, -4), foco F (1,6) y vértice A´( -2,-4) obtenga su

ecuación y bosquejar su gráfica.

Page 28: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: LA ELIPSE

SEMANA: 9

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICA Y TRASLADA DEDUCCIÓN DE LA ECUACIÓN

DE LA ELIPSE EN SU FORMA GENERAL DE LA ELIPSE AX2 + CY2 + DX + EY + F = 0

EXPLICACIÓN:

ECUACION GENERAL DE LA ELIPSE.

Ecuación general de la elipse

Hasta ahora no nos hemos referido a la ecuación general de la elipse.

Una ecuación como:

se refiere a la ecuación general de la elipse

La obtenemos de un modo sencillo basándonos en la ecuación de la elipse con centro en y no en

el origen de coordenadas.

Escribimos, según lo que acabas de estudiar, del modo siguiente:

Haciendo operaciones tenemos:

Ordenamos:

Page 29: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Damos los valores siguientes a:

Sustituyendo en (I) obtenemos:

que es la ecuación general de la elipse.

Observa que los coeficientes de A y B tienen el mismo signo.

26.16 Sabemos que una elipse tiene su centro en ¿Cuál es su ecuación?

Respuesta:

Convertir de la forma ordinaria o canónica a su forma general la ecuación anterior.

a) Se busca el mínimo común múltiplo (mcm) y se pone como divisor:

400

)1(25)1(16 2 ++− yx= 1

b) El divisor se envía al segundo miembro y se resuelven, los binomios:

16(x2-2x+1) + 25(y2+2y+1) = 400

c) Se resuelven las multiplicaciones del primer miembro:

16x2-32x+16 + 25y2+50y+25 = 400

d) Se ordenan todos los términos al primer miembro y se iguala a cero:

16x2+25y2-32x+50y +16+25-400= 0

e) La ecuación en forma general es: 16x2+25y2-32x+50y +359= 0

Page 30: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

Obtener la ecuación general de las ecuaciones siguientes.

1.- Bosquejar la gráfica de la el ipse 36

)6( 2−y+

16

)3( 2+x = 1

2.- Los focos de la el ipse son F´(2,4), (2,10) y uno de sus vértices A (2,12) obtener su

ecuación y bosquejar su gráfica.

3.- Los vértices de una elipse son A ( -2,-3) , A(8, -3) y la magnitud de su lado recto LR

= 5

32, obtenga su ecuación y bosquejar su gráfica.

4.- Una elipse t iene centro C (1, -4), foco F (1,6) y vértice A´( -2,-4) obtenga su

ecuación y bosquejar su gráfica.

Page 31: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: HIPERBOLA

SEMANA: 10

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICA LA DEFINICIÓN DE LA HIPÉRBOLA COMO

LUGAR GEOMÉTRICO.

EXPLICACIÓN:

ECUACION DE LA HIPERBOLA CON CENTRO EN EL ORIGEN.

Definición

Una hipérbola (del griego ὑπερβολή) es una sección cónica, una curva abierta de dos ramas

obtenida cortando un cono recto por un plano oblicuo al eje de simetría, y con ángulo menor que el

de la generatriz respecto del eje de revolución.

Historia

Debido a la inclinación del corte, el plano de la hipérbola interseca ambas ramas del cono.

Según la tradición, las secciones cónicas fueron descubiertas por Menecmo, en su estudio del

problema de la duplicación del cubo donde demuestra la existencia de una solución mediante el corte

de una parábola con una hipérbola, lo cual es confirmado posteriormente por Proclo y Eratostenes

Sin embargo, el primero en usar el término hipérbola fue Apolonio de Perge en su tratado Cónicas,

considerada obra cumbre sobre el tema de las matemáticas griegas, y donde se desarrolla el estudio

de las tangentes a secciones cónicas.

Page 32: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Ecuaciones de la hipérbola

Ecuaciones en coordenadas cartesianas: Ecuación de una hipérbola con centro en el origen de

coordenadas (0,0) y ecuación de la hipérbola en su forma canónica.

2

2

a

x

- 2

2

b

y

= 1

Ejemplos:

a) 25

2x

- 9

2y

= 1

b) b) 25

2y

- 9

2x

= 1

Si el eje x es positivo, entonces la hipérbola es horizontal; si es al revés, es vertical.

La excentricidad de una hipérbola siempre es mayor que uno.

Otros ejemplos:

Representa gráficamente y determina las coordenadas de los focos, de los

vértices y la excentricidad de las siguientes hipérbolas.

Page 33: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE
Page 34: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

Representa gráficamente y determina las coordenadas de los focos, de los

vértices y la excentricidad de las siguientes hipérbolas.

Page 35: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: HIPERBOLA

SEMANA: 11

OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICA LA ECUACIÓN GENERAL DE LA HIPÉRBOLA

AX2 + CY2 + DX + EY + F = 0

EXPLICACIÓN:

FORMA GENERAL DE LA ECUACION DE LA HIPERBOLA.

Desarrollando las ecuaciones de la hipérbola, escritas en su segunda forma ordinaria tenemos que:

a) Eliminando denominadores y desarrollando los binomios al cuadrado, resulta:

Eje focal x Eje focal y

2

2)(

a

hx −-

2

2)(

b

ky − = 1

2

2)(

a

ky − -

2

2)(

b

hx − = 1

22

2222 )()(

ba

kyahxb −−−=1

22

2222 )()(

ba

hxakyb −−−=1

b2(x2-2xh+h2)-a2(y2-2ky+k2)= a2b2

b2x2- 2b2hx+ b2h2- a2y2+ 2a2ky- a2k2 - a2b2= 0

b2x2 - a2y2 -2b2hx+2a2ky +b2h2 - a2k2- a2b2= 0 Ecuación 4

b2(y2-2ky+k2) - a2(x2-2hx+h2)= a2b2

b2y2- 2b2ky+ b2k2- a2x2+ 2a2hx- a2h2 - a2b2= 0

b2y2 - a2x2 + 2a2hx – 2b2ky - a2h2 + b2k2- a2b2= 0 Ecuación 5

Para la ecuación 4, establecemos las siguientes igualdades:

A=b2; C = -a2; D = -2b2h; E= 2a2k y F= b2h2-a2k2-a2b2

Sustituyendo, resulta:

Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0; la cual es la ecuación de la hipérbola de eje focal paralelo al eje “x”, escrita

en su forma general.

Page 36: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Para la ecuación 5, establecemos las siguientes igualdades:

A=b2; C = -a2; D = -2a2h; E= - 2b2k y F= -a2h2+ b2k2- a2b2

Sustituyendo, resulta:

Ay2+Cx2+Dx+Ey+F=0; la cual es la ecuación de la hipérbola de eje focal paralelo al eje “y”, escrita

en su forma general.

Los coeficientes A y C de ambas ecuaciones generales deben ser de signo diferente.

Ejemplo ilustrativo sobre la transformación de la ecuación de la hipérbola de segunda forma

ordinaria a la forma general.

El centro de una hipérbola es el punto O´ (5,4) y uno de sus focos es F (5,8); si la excentricidad de

la hipérbola es 2, determinar su ecuación en la forma general y todos los elementos

correspondientes.

Solución

Dado que el foco F (5,8) y el centro O´(5,4) de la hipérbola están sobre el eje

focal y de acuerdo a sus coordenadas, se observa que tienen la misma abcisa(5),

por lo que se deduce que dicho eje es paralelo al eje “y”; por lo tanto la

ecuación de la hipérbola por aplicar en su segunda forma ordinaria, es:

2

2)(

a

ky − -

2

2)(

b

hx − = 1

El centro de la hipérbola es el punto medio del segmento FF´; por lo que se

deduce que las coordenadas del otro foco F´es (5,0).

La distancia entre los focos es: 2c= 8 por lo que c=4 y c 2= 16.

Si la excentricidad de la hipérbola esa

c = 2 y como c = 4, tenemos que:

a

4=2 por lo tanto a=2 y a2= 4

Por la relación pitagórica b 2= c2-a2 , resulta: b2=16-4 = 12 y b= 12 .

Las coordenadas de los vértices son:

V(h,k+a) V´(h,k-a)

V(5,4+2) V´(5,4-2)

V(5,6) V´(5,2)

Las coordenadas de los puntos extremos del eje conjugado, son:

Page 37: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

A (h+b, k) A´(h-b, k)

A (5+2 3 ,4) A´(5-2 3 ,4)

La longitud del semieje transverso es a=2 y la del eje trasverso es 2a= 4

La longitud del semieje conjugado es b= 2 3 y la del eje conjugado es 2b=4

3

La longitud del lado recto es: LR =a

b22=

2

)12(2= 12

La ecuación de la parábola en su segunda forma ordinaria es:4

)4( 2−y -

12

)5( 2−x=1

Transformando la ecuación de la hipérbola de su segunda forma ordinaria a

la forma general, tenemos:

12

)5()4(3 22 −−− xy= 1} Eliminando denominadores y desarrollando los

binomios al cuadrado, resulta: 3(y 2-8y+16)-(x2-10x+25) =12

3y2-24y+48-x2+10x-25-12=0

3y2 - x2 + 10x - 24y - 37=0

Ecuación de la hipérbola de eje focal paralelo al eje “y”, escrita en su forma

general.

Page 38: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

Transforma las ecuaciones ordinarias de las hipérbolas siguientes a su forma general.

9

)3( 2+x -

4

)1( 2−y= 1

9

)1( 2−y -

4

)2( 2−x = 1

25

)2( 2−x -

16

)1( 2+y= 1

25

)2( 2+y-

9

)1( 2−x= 1

Page 39: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: PARABOLA

SEMANA: 12

OBJETIVO: DEFINICIÓN DE LA PARÁBOLA COMO LUGAR GEOMÉTRICO.

PARÁBOLA CON VÉRTICE EN EL ORIGEN Y EJE FOCAL VERTICAL: X2 =4PY Y EJE FOCAL HORIZONTAL: Y2 = 4PX

EXPLICACIÓN:

ECUACION DE LA PARABOLA CON VERTICE EN EL ORIGEN.

Sabemos que la geometría analítica estudia las formas o figuras geométricas basadas en ecuaciones

y coordenadas definidas sobre un plano cartesiano..

Pues bien, una parábola es una forma geométrica.

Esta forma geométrica, la parábola, expresada como una ecuación, cuenta con una serie de

elementos o parámetros que son básicos para su descripción, y son:

Vértice (V) : Punto de la parábola que coincide con el eje focal (llamado también eje de simetría ).

Eje focal (o de simetría) (ef.): Línea recta que divide simétricamente a la parábola en dos brazos y

pasa por el vértice.

Foco (F) : Punto fijo de referencia, que no pertenece a la parábola y que se ubica en el eje focal al

interior de los brazos de la misma y a una distancia p del vértice.

Directriz (d) : Línea recta perpendicular al eje focal que se ubica a una distancia p del vértice y

fuera de los brazos de la parábola.

Distancia focal (p) : Parámetro que indica la magnitud de la distancia entre vértice y foco , así

como entre vértice y directriz (ambas distancias son iguales).

Cuerda: Segmento de recta que une dos puntos cualesquiera, pertenecientes a la parábola.

Cuerda focal: Cuerda que pasa por el foco.

Lado recto (LR) : Cuerda focal que es perpendicular al eje focal.

Para ilustrar las definiciones anteriores, veamos la siguiente gráfica de una parábola:

En el Plano Cartesiano una parábola puede tener su vértice en cualquier par de coordenadas y puede

estar orientada hacia arriba, hacia abajo o hacia la izquierda o la derecha.

Page 40: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Ecuaciones de la parábola con vértice en el origen

Primeramente, estudiaremos la ecuación de la parábola para los casos en que su vértice esté en el

origen (coordenadas (0, 0) del Plano Cartesiano) , y según esto, tenemos cuatro posibilidades de

ecuación y cada una es característica.

Para iniciar nuestra explicación empezaremos con la parábola cuyo vértice está en el origen, su eje

focal o de simetría coincide con el eje de las X (abscisas) y que está orientada (se abre) hacia la

derecha.

Por definición, sabemos que, en una parábola la distancia entre un punto “P” (no confundir con

el “parámetro p”), cualquiera de coordenadas (x, y), y el foco “F” será igual a la distancia entre la

directriz (D) y dicho punto, como vemos en la figura:

De lo anterior resulta:

(trazo PD igual al trazo PF)

El trazo PD nace en el punto (x, y) y termina en el punto (–p, y) y podemos usar la fórmula para

calcular distancia entre dos puntos.

El trazo PF nace en el punto (x, y) y termina en el punto (p, 0) , y también podemos usar la fórmula

para calcular la distancia entre ellos:

Sustituyendo en la expresión de distancias resulta:

Elevando ambos miembros de la ecuación al cuadrado y desarrollando, se tiene:

Page 41: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

(x + p) 2 = (x – p) 2 + y 2

x 2 + 2px + p 2 = x 2 – 2px + p 2 + y 2

x 2 + 2px + p 2 – x 2 + 2px – p 2 = y 2

Simplificando términos semejantes y reordenando la expresión, se obtiene:

y 2 = 4px

que es ecuación de la parábola en su forma ordinaria o canónica .

Esta ecuación tiene leves variaciones según sea la orientación de la parábola (hacia donde se abre).

Veamos ahora las cuatro posibilidades:

Primera posibilidad

La que ya vimos, cuando la parábola se abre hacia la derecha (sentido positivo) en e l eje de las

abscisas “ X”

Ecuación de la parábola y 2 = 4px

Ecuación de la directriz x + p = 0

Segunda posibilidad

Cuando la parábola se abre hacia la izquierda (sentido negativo) del eje de las abscisas “ X”.

Ecuación de la parábola y 2 = –4px

Ecuación de la directriz x – p = 0

Page 42: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Tercera posibilidad

Cuando la parábola se abre hacia arriba (sentido positivo) en el eje de las ordenadas “ Y” .

Ecuación de la parábola x 2 = 4py

Ecuación de la directriz y + p = 0

Cuarta posibilidad

Cuando la parábola se abre hacia abajo (sentido negativo) en el eje de las ordenadas “Y”.

Ecuación de la parábola x 2 = –

4py

Ecuación de la directriz y – p =

0

Page 43: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Ejemplo:

Obtener la ecuación, el foco y la directriz de la parábola con vértice en el origen y que contiene al

punto B(3, 4), además su eje de simetría (o eje focal) es paralelo al eje X.

Resolución:

El punto B (3, 4) nos indica que X = 3 Y = 4

Sustituyendo las coordenadas del punto B en la ecuación

Entonces la ecuación será

Y el Foco estará en el punto 4/3, 0

Page 44: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Vemos que 4/3 corresponde al valor de p, y como la directriz está a la misma distancia de p respecto

al vértice, pero hacia el lado contrario, entonces, la directriz será:

ACTIVIDADES

Encuentra la ecuación de la parábola con vértice en el origen en cada uno de los siguientes

casos.

• Hallar la ecuación de la parábola cuyo vértice coincide con el origen de

coordenadas y pasa por el punto (3, 4), siendo su eje OX.

• Dada la parábola , calcular su vértice, su foco y la recta

directriz.

• Dada la parábola , calcular su vértice, su foco y la recta

directriz.

• De directriz y = 4, de vértice (0, 0).

• De foco (2, 0), de vértice (0, 0).

Page 45: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: PARABOLA

SEMANA: 13

OBJETIVO: DEFINICIÓN DE LA PARÁBOLA COMO LUGAR GEOMÉTRICO.

PARÁBOLA CON VÉRTICE FUERA DEL ORIGEN (X – h)2 = 4P (Y-k) Y (Y – k)2 = 4P (X-h)

EXPLICACIÓN:

ECUACION DE LA PARABOLA CON VERTICE FUERA DEL ORIGEN.

Cuando el vértice de la parábola se localiza en cualquier punto, por convención ubicado en

las coordenadas (h, k) , y distinto al origen, la ecuación que describe a la parábola cambia en

función de la posición de este punto y de la orientación de apertura respecto de los ejes x e y .

Debido a estas características, también tenemos cuatro posibilidades de ecuaciones de parábolas

cuyo vértice está fuera del origen del sistema de ejes coordenados.

Primera posibilidad

Que la parábola se abra hacia la derecha (sentido positivo) en el eje de las abscisas “X”.

Ecuación de la parábola (y – k) 2 = 4p(x – h)

Ecuación de la directriz x – h + p = 0

Segunda posibilidad

Que la parábola se abra hacia la izquierda (sentido negativo) del eje de las abscisas “ X”.

Ecuación de la parábola (y – k) 2 = 4p(x – h)

Page 46: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Ecuación de la directriz x – h – p = 0

Tercera posibilidad

Que la parábola se abra hacia arriba (sentido positivo) del eje de las ordenadas “Y”

Ecuación de la parábola (x – h) 2 = 4p(y –

k)

Ecuación de la directriz y – k + p = 0

Cuarta posibilidad

Que la parábola se abra hacia abajo (sentido negativo) del eje de las ordenadas “Y”.

Ecuación de la parábola (x – h) 2 = –4p(y – k)

Ecuación de la directriz y – k – p = 0

Page 47: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Recuerde que en todos los casos anteriores la longitud del lado recto siempre será LR= 4p.

Veamos unos ejemplos:

Ejemplo 1: Encontrar la ecuación de la parábola con vértice en el punto (3,2) y foco en (5,2).

Desarrollo:

Al analizar las coordenadas de vértice (3, 2) y foco (5, 2), vemos que su ordenada es común (y = 2),

por lo que se concluye que están alineados horizontalmente y que el foco está a la derecha del

vértice.

Según ya vimos, en este caso la ecuación que resulte tiene la forma

(y – k) 2 = 4p(x – h)

Siendo las coordenadas del vértice (h, k), se sustituyen en la ecuación y resulta: (y – 2) 2 = 4p(x –

3)

En donde el parámetro p representa la distancia del vértice al foco, que podemos calcular por

diferencia de las abscisas correspondientes:

p = 5 – 3 p = 2

Sustituyendo:

(y – 2) 2 = 4(2)(x – 3) Queda (y – 2) 2 = 8(x – 3),

ecuación escrita en la forma ordinaria o canónica.

Ejemplo 2

Page 48: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Determine las coordenadas del vértice (V), del foco (F), la longitud del lado recto (LR) y la

ecuación de la directriz (D), en una parábola cuya ecuación ordinaria o canónica es (x + 6) 2 = –24(y

– 2)

Desarrollo

Estando la x al cuadrado en (x + 6) 2 y siendo negativo el término –24 sabemos de inmediato que la

parábola representada en la ecuación es vertical y se abre hacia abajo (sentido negativo de las

ordenadas).

Por lo tanto, la forma de dicha ecuación será: (x – h) 2 = –4p(y – k)

Ahora, si las coordenadas del vértice corresponden con los valores de h y k (+6, –2) , y los

reemplazamos en la ecuación dada

Tendremos

Que nos entrega las coordenadas del vértice V = (–6, 2)

Además, los datos nos indican que – 4p = –24

Lo cual significa que la longitud del lado recto (LR) es –24 y por lo tanto

Entonces la distancia focal es 6 (igual a p).

Las coordenadas del foco se obtienen por la abscisa del vértice (–6) y por la diferencia (la resta)

entre la ordenada del vértice (2) y la distancia focal (6):

F = (–6, 2 – 6) F = (–6, –4)

Para determinar ecuación de la directriz se sustituyen los datos conocidos p y k en:

y – k – p = 0 y – 2 – 6 = 0

Resolviendo la ecuación queda:

y – 8 = 0 y = 8

Page 49: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

Encuentra la ecuación de la parábola con vértice fuera del origen en cada uno de los siguientes

casos.

De foco (3, 2), de vértice (5, 2).

De foco (-2, 5), de vértice ( -2, 2).

De foco (3, 4), de vértice (1, 4).

Page 50: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

TEMA: PARABOLA

SEMANA: 14

OBJETIVO: DEFINICIÓN DE LA PARÁBOLA COMO LUGAR GEOMÉTRICO Y SU

ECUACIÓN GENERAL DE LA PARÁBOLA. AX2 + CY2 + DX + EY + F = 0

EXPLICACIÓN:

ECUACION GENERAL DE LA PARABOLA.

En todos los casos, la estructura de la ecuación de la parábola tiene las siguientes características:

Existe solamente una variable al cuadrado (x2 o bien y2) y otra lineal.

El coeficiente de la variable lineal (4p) (el coeficiente es el 4) representa la proporción del lado

recto con respecto de la distancia focal (debemos recordar que la distancia focal es la distancia

entre el foco y el vértice).

Pero además de lo anterior, desde el punto de vista de las estructuras algebraicas, la ecuación de la

parábola es una ecuación de segundo grado, que puede expresarse en la forma general de

ecuaciones de este tipo.

Obtención de la ecuación general de la parábola

Para llegar a dicha expresión o forma general, es necesario desarrollar algebraicamente la forma

ordinaria o canónica de la ecuación.

Tomando como ejemplo la forma: (x – h)2 = 4p(y – k)

Desarrollando resulta: x 2 – 2hx + h 2 = 4py – 4pk x 2 – 2hx + h 2 – 4py + 4pk = 0

Multiplicando la ecuación por un coeficiente “A” con la intención de generalizar, y considerando A

≠ 0 , tendremos:

Ax 2 – 2Ahx + Ah 2 – 4Apy + 4Apk = 0

Reordenando: Ax 2 – 4Apy – 2Ahx – Ah 2 + 4Apk = 0

Ax 2 – 4Apy – 2Ahx + A(h 2 + 4pk) = 0

Haciendo que los coeficientes de las variables sean: –4Ap = B; –2Ah = C;A(h 2 + 4pk) = D

Sustituyendo los coeficientes B, C y D en la ecuación, nos queda: Ax 2 + Bx + Cy + D = 0

que es la ecuación de una parábola horizontal en su forma general.

Análogamente, para una parábola de orientación vertical, la ecuación en su forma general será:

Ay 2 + Bx + Cy + D = 0

Ejemplo I

Una parábola tiene vértice en el punto (–4, 2) , y su directriz es y = 5 , encuentre su ecuación y

exprésela en la forma general.

Page 51: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

Desarrollo

Analizando las coordenadas del vértice y la posición de la directriz, se puede concluir que:

a) La directriz es paralela al eje de las abscisas, por lo tanto la posición de la parábola es vertical.

b) La directriz corta al eje de las ordenadas en un valor (5) mayor que la ordenada del vértice (2),

por lo tanto la parábola se abre hacia abajo (sentido negativo del eje de las Y).

c) Las coordenadas del vértice no corresponden con las del origen.

d) Dado lo anterior, se trata entonces de una parábola cuya ecuación ordinaria o canónica es del

tipo:

(x – h) 2 = –4p (y – k)

De las coordenadas del vértice se obtiene: h = –4; k = 2

Se obtiene p por diferencia entre las ordenadas del vértice y de la directriz, resultando: p = 5 – 2; p

= 3

Sustituyendo valores en la ecuación ordinaria, resulta:

(x – h) 2 = –4p(y – k); (x – (–4)) 2 = –4 (3) (y – (+2))

(x + 4) 2 = –12(y – 2); (x + 4) 2 = –12y + 24

Desarrollando el binomio al cuadrado

(x + 4) (x + 4) = x 2 + 8x + 16; x 2 + 8x + 16 = +12y – 24

Simplificando e igualando a cero la ecuación se tiene:

x 2 + 8x + 16 + 12y – 24 = 0; x 2 + 8x + 12y – 8 = 0

Que es la ecuación buscada.

Calcular los parámetros de la parábola si nos dan su ecuación general.

Reducción de la ecuación de una parábola

Dada una ecuación del tipo: Ax 2 + Bx + Cy + D = 0

o del tipo: Ay 2 + Bx + Cy + D = 0,

siempre es posible reducir la ecuación de una parábola . Para ello se completa un cuadrado y se

manipula adecuadamente el otro miembro.

Ejemplo II

Dada la ecuación de la parábola: y 2 + 8y – 6x + 4 = 0,

encuentre las coordenadas del vértice y del foco, así como la ecuación de su directriz.

Una forma de obtener los elementos solicitados consiste en reducir la ecuación general

anterior llevándola a la forma ordinaria o canónica.

Como primer paso, se separan a diferentes miembros la variable al cuadrado (y 2 ) y la variable

lineal (6x) junto con el término independiente (–4)

Page 52: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

y 2 + 8y = 6x – 4

Con la intención de factorizar se procede a la adición (en ambos miembros de la ecuación) de un

término adecuado para que se complete el trinomio cuadrado perfecto :

En este caso ese número es 16, que se obtiene dividiendo a la mitad el valor numérico del factor

lineal (el 8 de 8y) y el resultado elevado al cuadrado:

8/2 = 4 y 4 2 = 16 (8 dividido 2 es igual a 4 y 4 al cuadrado es 16)

Y 16 lo sumamos a ambos lados de la ecuación: y 2 + 8y + 16 = 6x – 4 + 16

Simplificando: y 2 + 8y + 16 = 6x + 12

Factorizando resulta:

El trinomio cuadrado y 2 + 8y + 16 que se convierte en cuadrado de binomio (y + 4) 2

y 2 + 8y + 16 = (y + 4) 2

Y el segundo miembro queda: 6x + 12 = 6(x + 2)

Entonces, la ecuación queda así: (y + 4) 2 = 6(x + 2)

Que es la ecuación ordinaria de una parábola con vértice fuera del origen, horizontal, y que se abre

hacia la derecha, en el sentido positivo del eje de las abscisas, según lo visto anteriormente.

(y – k) 2 = 4p(x – h)

Con lo cual se puede determinar que: k = – 4; h = – 2

Por lo tanto, el vértice tiene las coordenadas V (–2, –4)

Además:

Si 4p = 6 entonces p = 6/4 = 3/2

Considerando la orientación ya señalada de la parábola y el valor de p , es posible determinar la

posición del foco, ya que éste estará alineado a la derecha del vértice a una distancia p desde h , y

con la misma ordenada k , resultando:

F(h + p, k); F(–2 + 3/2, –4); F(–1/2, –4)

La ecuación de la directriz se obtiene de x – h + p = 0

Resultando:

x – (– 2) + (3/2) = 0; x + 4/2 + 3/2 = 0; x + 7/2 = 0; x = –7/2

Ejemplo III

Veamos otro ejemplo, tenemos la ecuación desarrollada

3x2-4x-6y+8=0

Siempre que una variable esta elevada al cuadrado se trata de una parábola.

Para determinar si corresponde a una parábola, debe semejarse a:

Page 53: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

(x – h) 2 = 4p(y – k)

que es la ecuación de una parábola de eje vertical, abierta hacia arriba .

Para llevar la ecuación desarrollada a la forma (x – h) 2 = 4 p (y – k) usaremos el método de

completar el trinomio, para llevarlo a cuadrado perfecto:

3x 2 – 4x – 6y + 8 = 0

Empezamos separando las variables en cada miembro:

Pasar los términos sin "x" al lado derecho de la ecuación

3x 2 – 4x = 6y – 8

dividir toda la ecuación por el coeficiente de la variable cuadrática, en este caso es 3, para quedar

x 2 – 4/3 x = 2y – 8/3

Obtener la mitad de 4/3

(4/3) / 2 = 2/3

Y elevarla al cuadrado

(2/3) 2 = 4/9

Sumar 4/9 en ambos lados de la ecuación (de la parábola)

x 2 – 4/3 x + 4/9 = 2y – 8/3 + 4/9

Factorizar y simplificar

(x – 2/3) 2 = 2y – 20/9

Factorizar por 2 en el lado derecho

(x – 2/3) 2 = 2 (y – 10/9)

Entonces

h = 2/3; k = 10/9; 4p = 2 ------> p = 2/4 = 1/2

Page 54: Preparatoria Sofista | - TEMA · 2020. 6. 20. · TEMA: DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS SEMANA: 2 OBJETIVO: EL ALUMNO IDENTIFICARA EL SISTEMAS COORDENADOS PARA CACULAR EL PUNTO MEDIO QUE

ACTIVIDADES

Realiza lo que se indica en cada ejercicio.

1) Encuentre el vértice, foco, la ecuación de la directriz, así como la longitud del lado recto de las

parábolas siguientes:

a) y = x 2 – 4x + 2

b) y 2 + 14y + 4x + 45 = 0

2) Determine la ecuación de la parábola que tiene por vértice al punto (–3, 5), de eje paralelo al eje

X y que pasa por el punto (5, 9)

3) Encuentre la ecuación de la parábola, en su forma general, que pasa por los puntos (2, 5), (–2, –

3) y (1,6)

4) Encuentre la ecuación en forma general de la parábola con foco en (0, 6) y con directriz

superpuesta al eje X

5) Encuentre la ecuación en forma general de la parábola que tiene foco en (–2, 3) y cuyos

extremos del lado recto son (–2, 2) y (–2, 4).