Objetivo del tema: Resolver problemas del plano cartesiano y de la línea recta: ubicar puntos, calcular distancia, punto medio, pendiente y ángulo de inclinación, y obtener la ecuación de una recta en cualquiera de sus formas aplicando las condiciones de paralelismo y perpendicularidad.
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El plano cartesiano: puntos, distancia y punto medio

La geometría analítica traduce figuras a números: cada punto del plano es un par ordenado P(x,y) P(x, y) , donde x x es la abscisa y y y la ordenada. Los ejes dividen el plano en cuatro cuadrantes y el signo de las coordenadas te dice de inmediato en cuál está el punto. El IPN pregunta esto de forma directa o de completamiento.

UbicaciónSigno de xSigno de yEjemplo
Cuadrante I++(4, 3)
Cuadrante II−+(−4, 3)
Cuadrante III−−(−4, −3)
Cuadrante IV+−(4, −3)
Sobre el eje xcualquieray = 0(5, 0)
Sobre el eje yx = 0cualquiera(0, −2)

Con dos puntos A(x1,y1) A(x_1, y_1) y B(x2,y2) B(x_2, y_2) puedes calcular casi todo lo que pide esta unidad:

d(A,B)=(x2−x1)2+(y2−y1)2M(x1+x22, y1+y22)d(A,B)=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2} \qquad M\left(\frac{x_1+x_2}{2},\ \frac{y_1+y_2}{2}\right)

Si el punto no está a la mitad sino que divide al segmento en una razón r=APPB r = \dfrac{AP}{PB} , se usa la fórmula de división de un segmento (aparece tal cual en la Guía oficial del IPN):

P(x1+r x21+r, y1+r y21+r)Baricentro: G(x1+x2+x33, y1+y2+y33)P\left(\frac{x_1+r\,x_2}{1+r},\ \frac{y_1+r\,y_2}{1+r}\right)\qquad\text{Baricentro: } G\left(\frac{x_1+x_2+x_3}{3},\ \frac{y_1+y_2+y_3}{3}\right)

Ejemplo resuelto. Para A(−3,2) A(-3, 2) y B(5,−4) B(5, -4) :
1) Diferencias: Δx=5−(−3)=8 \Delta x = 5-(-3)=8 , Δy=−4−2=−6 \Delta y = -4-2=-6 .
2) Distancia: d=82+(−6)2=64+36=100=10 d=\sqrt{8^2+(-6)^2}=\sqrt{64+36}=\sqrt{100}=10 .
3) Punto medio: M(−3+52,2−42)=M(1,−1) M\left(\frac{-3+5}{2},\frac{2-4}{2}\right)=M(1,-1) .
4) Punto que divide al segmento en razón r=3 r=3 (es decir AP:PB=3:1 AP:PB=3:1 ): P(−3+3(5)1+3, 2+3(−4)1+3)=P(124,−104)=P(3, −2.5) P\left(\frac{-3+3(5)}{1+3},\ \frac{2+3(-4)}{1+3}\right)=P\left(\frac{12}{4},\frac{-10}{4}\right)=P(3,\,-2.5) . Comprobación: AP=7.5 AP=7.5 , PB=2.5 PB=2.5 y 7.5/2.5=3 7.5/2.5=3 ✓ (si te dan r=1 r=1 la fórmula devuelve el punto medio, úsala para verificar que la escribiste bien).

Al restar coordenadas negativas es donde más puntos se pierden: 5−(−3)=8 5-(-3)=8 , no 2. Distingue dos descuidos que no cuestan lo mismo. Invertir el ORDEN de la resta no daña la distancia, porque el resultado se eleva al cuadrado: (−8)2=82 (-8)^2=8^2 . Equivocar el VALOR sí la daña: con Δx=2 \Delta x=2 te saldría 4+36≈6.3 \sqrt{4+36}\approx 6.3 en vez de 10. Y en la pendiente ni el orden perdona si lo mezclas: y2−y1x2−x1 \frac{y_2-y_1}{x_2-x_1} y y1−y2x1−x2 \frac{y_1-y_2}{x_1-x_2} valen lo mismo, pero y2−y1x1−x2 \frac{y_2-y_1}{x_1-x_2} te devuelve m m con el signo cambiado.

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