IB Aplicaciones e Interpretación NM · Geometría en 2D · Cierre del tema

Ejercicios IB del tema 4

47 ejercicios con solución · Por Álvaro López

Ejercicios de exámenes del IB agrupados por tipo y, dentro de cada tipo, de menos a más difícil. Intenta cada uno antes de abrir la solución.

Nivel
Prueba
Soluciones

Distancia, punto medio y coordenadas

Ejercicio 1 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2014

Los cuatro puntos , , y definen los vértices de una cometa.

cuadrícula con ejes <span class= (de a , marcas cada 2) e (de a , marcas cada 2), líneas de cuadrícula discontinuas cada 2 unidades. Cuadrilátero (cometa) de lados rectos con vértices rotulados: abajo a la izquierda, arriba a la izquierda del eje , arriba a la derecha y a la derecha. Lados: , , y (este último atraviesa el eje por aproximadamente).">

a) Calcule la distancia entre los puntos y .

La distancia entre los puntos y es .

b) Calcule el área de la cometa .

Ver resultado

Resultado: a) ; b)

Ver proceso y resultado

a)

Resultado:

b)

  1. Las diagonales de una cometa son perpendiculares: y , con producto .
  2. Como además y están en lados opuestos de la recta , el área es la mitad del producto de las diagonales:

Resultado: área de

Resultado: a) ; b)

Ejercicio 2 MedioIB · P2 TZ0 Noviembre 2006

Se dan tres puntos , y .

a) Calcule la pendiente de la recta .

b) Encuentre las coordenadas del punto medio, , del segmento .

c) Calcule la longitud del segmento .

d) Encuentre la ecuación de la recta dando su respuesta en la forma donde , y .

e) Indique si la recta es perpendicular a la recta mostrando claramente su razonamiento.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e) sí son perpendiculares, porque

Ver proceso y resultado

a) Con y :

Resultado:

b) El punto medio se obtiene promediando las coordenadas de y :

Resultado:

c) Longitud de :

Resultado:

d) Recta con y .

  1. Pendiente: .
  2. Punto-pendiente con : .
  3. Multiplicamos por : .
  4. Pasamos todo al primer miembro: .

Resultado:

e) Dos rectas son perpendiculares si el producto de sus pendientes es .

  1. Pendiente de : .
  2. Pendiente de , con y : .
  3. Producto: .

Como el producto es , la recta sí es perpendicular a la recta .

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e) sí son perpendiculares, porque

Ejercicio 3 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2007

El punto medio, , de la línea que une con tiene coordenadas .

a) Calcule los valores de y .

b) Encuentre la ecuación de la recta perpendicular a , que pasa por el punto .

Ver resultado

Resultado: a) , ; b)

Ver proceso y resultado

a) El punto medio tiene como coordenadas el promedio de las de los extremos.

  1. Coordenada : .
  2. Coordenada : .

Resultado: ,

b) Ahora y .

  1. Pendiente de : .
  2. Pendiente de la perpendicular: .
  3. Pasa por : .
  4. Despejamos: .

Resultado: a) , ; b)

Ejercicio 4 MedioIB · P2 TZ0 Mayo 2004

Las coordenadas de los vértices de un triángulo son , y .

a) En papel milimetrado y sobre un sistema de ejes coordenados, marque los puntos P y Q. Utilice 1 cm para representar una unidad en cada eje.

b) (i) Calcule la distancia PQ.

(ii) Halle la pendiente de la recta PQ.

(iii) Si el ángulo RPQ es un ángulo recto, ¿cuál es la pendiente de la recta PR?

(iv) Utilice la respuesta del apartado (b)(iii), o cualquier otro método, para hallar el valor de «».

c) La longitud de PR es . Halle el área del triángulo PQR.

Ver resultado

Resultado: a) (gráfico); b) (i) , (ii) , (iii) , (iv) ; c)

Ver proceso y resultado

a) Se marca el punto dos unidades a la izquierda del eje y seis unidades hacia arriba, y el punto seis unidades a la derecha y dos hacia arriba.

Papel milimetrado con ejes <span class= e (1 cm por unidad). Punto marcado en el segundo cuadrante con su rótulo y punto marcado en el primer cuadrante con su rótulo."> b)

  1. (i) .
  2. (ii) .
  3. (iii) Si es recto, , luego y .
  4. (iv) La pendiente de con es . Igualando a 2: , luego .

Comprobación: con , , que coincide con el dato del apartado (c).

Resultado: (i) ; (ii) ; (iii) ; (iv)

c) Como el ángulo en es recto, y son la base y la altura del triángulo:

Resultado: a) (gráfico); b) (i) , (ii) , (iii) , (iv) ; c)

Pendiente y ecuaciones de la recta

Ejercicio 5 BásicoIB · P1 TZ2 Mayo 2011

La línea recta pasa por los puntos y .

a) Calcule la pendiente de .

b) Encuentre la ecuación de .

La recta también pasa por el punto .

c) Encuentre el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a)

Resultado:

b)

  1. Punto-pendiente con : .
  2. Despejamos : .

Resultado:

c) Sustituimos en la ecuación de :

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 6 BásicoIB · P2 TZ2 Mayo 2009

El siguiente diagrama muestra la recta , cuya ecuación es . La recta intercepta los ejes en y respectivamente.

Ejes cartesianos sin escala numérica, con rótulos «x» e «y» en las puntas de las flechas y O en el origen. La recta PQ tiene pendiente negativa (de arriba a la izquierda a abajo a la derecha) y se prolonga un poco más allá de los dos puntos. P es el punto donde corta al eje y (parte positiva, arriba) y Q el punto donde corta al eje x (parte positiva, a la derecha, con Q a mayor distancia del origen que P). Rótulos: P, Q, O.

a) Encuentre las coordenadas de y de .

b) Una segunda recta con ecuación corta a la recta en el punto .

Encuentre las coordenadas de .

Ver resultado

Resultado: a) , ; b)

Ver proceso y resultado

a)

  1. está en el eje , así que : , . Luego .
  2. está en el eje , así que : . Luego .

Resultado: ,

b) Resolvemos el sistema (a mano o con la CPG): Restando la segunda ecuación de la primera: , así que . Entonces .

Resultado:

Resultado: a) , ; b)

Ejercicio 7 BásicoIB · P1 TZ0 Noviembre 2002

En la figura a continuación se muestra la recta de ecuación . Los puntos y son las intersecciones con los ejes y respectivamente. es el punto medio de .

Ejes x e y sin graduar, con origen rotulado «O». Recta descendente de izquierda a derecha, rotulada «3x + 2y = 18» a la derecha de su parte superior. Corta al eje y en el punto A (rotulado «A» a su izquierda, por encima de O) y al eje x en el punto B (rotulado «B» debajo a la derecha, a la derecha de O). Entre A y B, sobre la recta, el punto M, rotulado «M» a su derecha. La recta se prolonga un poco más allá de A y de B. Halle las coordenadas de:

a) el punto ;

b) el punto ;

c) el punto .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a) está en el eje , así que : .

b) está en el eje , así que : .

c) es el punto medio de y :

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 8 BásicoIB · P1 TZ0 Mayo 2005

Cuadrícula con ejes x e y. Eje x graduado de -5 a 5 (marcas -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, cada cuadrado = 1 unidad) y eje y graduado de -6 a 3 (marcas -6, -5, -4, -3, -2, -1, 1, 2, 3). Cuadrícula vacía, sin ninguna recta dibujada.

a) Dibuje en la cuadrícula superior una recta que tenga pendiente y que pase por el punto .

b) Halle la ecuación de esa recta.

Ver resultado

Resultado: a) recta que pasa por , , y ; b)

Ver proceso y resultado

a) Partimos del punto . Una pendiente de significa que, al avanzar a la derecha, la recta baja . Obtenemos así los puntos y . Hacia la izquierda, al retroceder la recta sube : el punto . Se unen con una recta.

La misma cuadrícula del enunciado (x de -5 a 5, y de -6 a 3) con una recta continua que baja de izquierda a derecha y pasa por (-3,3), (-2,0), (-1,-3) y (0,-6); la recta se prolonga un poco más allá de (-3,3) por arriba y de (0,-6) por abajo. b) Con pendiente y punto :

  1. Punto-pendiente: .
  2. .

Comprobación: la recta corta al eje en , como se ve en el dibujo.

Resultado: a) recta que pasa por , , y ; b)

Ejercicio 9 BásicoIB · P1 TZ0 Noviembre 2000

La siguiente figura muestra una línea recta .

a) Halle la ecuación de la recta .

b) La recta es paralela a y pasa por el punto . Escriba la ecuación de la recta .

c) La recta corta al eje horizontal en el punto . Halle las coordenadas de .

Cuadrícula con ejes x e y. Eje x graduado 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 (con la rotulación «x» al final) y eje y graduado 0, 2, 4, 6, 8, 10 (rotulado «y»); las líneas de la cuadrícula son verticales en cada unidad entera de x y horizontales en cada marca par de y. Recta l dibujada de abajo a la izquierda hacia arriba a la derecha: empieza un poco por debajo y a la izquierda del origen, pasa por el origen (0,0), por (1,2), (2,4), (3,6), (4,8) y termina en (5,10), con la letra «l» en su extremo superior derecho junto a (5,10).

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a) Leemos en la figura dos puntos de con coordenadas claras: y (también pasa por , , ...).

  1. Pendiente: .
  2. Pasa por el origen, así que la ordenada en el origen es : .

Resultado:

b) Las rectas paralelas tienen la misma pendiente, . Como pasa por , la ordenada en el origen es :

Resultado:

c) está en el eje horizontal, así que :

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 10 BásicoIB · P1 TZ0 Mayo 2003

Los cuatro diagramas a continuación muestran las gráficas de cuatro rectas distintas, todas trazadas a la misma escala. Cada diagrama tiene un número y es una constante positiva.

Cuatro diagramas de ejes <span class=, (origen «0»), todos a la misma escala, dispuestos en dos filas y dos columnas, cada uno con una recta que corta al eje en el punto marcado «» (positivo, por encima del origen). Diagrama «Número 1» (arriba a la izquierda): recta que sube suavemente hacia la derecha, pendiente positiva pequeña (aprox. ). Diagrama «Número 2» (abajo a la izquierda): recta horizontal a la altura . Diagrama «Número 3» (arriba a la derecha): recta que baja hacia la derecha con pendiente aprox. , que corta al eje a la derecha del origen. Diagrama «Número 4» (abajo a la derecha): recta muy inclinada que sube hacia la derecha, pendiente positiva grande (aprox. 3), cortando al eje a la izquierda del origen."> Escriba, en la tabla que sigue, el número del diagrama cuya recta corresponde a la ecuación de la tabla.

Ecuación Número de diagrama
Ver resultado

Resultado: : 2; : 3; : 4; : 1

Ver proceso y resultado

En , la constante es la ordenada en el origen (la misma en los cuatro diagramas) y la pendiente decide la inclinación.

  1. : pendiente , recta horizontal. Es el diagrama 2.
  2. : pendiente , recta que baja hacia la derecha. Es el diagrama 3.
  3. : pendiente , positiva y grande: la recta más inclinada hacia arriba. Es el diagrama 4.
  4. : pendiente , positiva y pequeña: sube suavemente. Es el diagrama 1.
Ecuación Número de diagrama
2
3
4
1

Resultado: : 2; : 3; : 4; : 1

Ejercicio 11 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2017

La recta corta al eje en el punto y al eje en el punto , tal y como se muestra en la figura.

ejes cartesianos <span class= e con origen rotulado , sin escala. La recta es decreciente y muy inclinada: corta el eje positivo en el punto (arriba, cerca del extremo superior del eje) y el eje positivo en el punto (cerca del origen, a su derecha); la recta se prolonga un poco por encima de (con el rótulo a su izquierda) y por debajo de ."> La longitud del segmento de recta es tres veces la longitud del segmento de recta , donde es el origen.

a) Halle la pendiente de .

El punto pertenece a .

b) Halle la ecuación de en la forma .

c) Halle la coordenada del punto .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a)

  1. Sea con . Entonces y, como , (según la figura, está en el semieje positivo y en el semieje positivo).
  2. La pendiente es .

Resultado:

b)

  1. Con : .
  2. Como está en : , de donde .

Resultado:

c) En se cumple : , luego .

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 12 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2014

El diagrama muestra los puntos y . La línea recta corta el eje en . es el punto medio del segmento de línea .

ejes cartesianos <span class= e con el origen rotulado . Punto sobre el eje (arriba, rotulado «A (0, 26)»); punto a la derecha (rotulado «B (24, 10)»); entre ambos, sobre el segmento , el punto rotulado «M (a, 18)». El segmento está dibujado completo (descendente de izquierda a derecha) y también el segmento que une el origen con . No hay escala numérica en los ejes.">

a) Escriba el valor de .

b) Encuentre la pendiente de la recta .

c) Decida si el triángulo es un triángulo rectángulo. Justifique su respuesta.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) sí es rectángulo, con el ángulo recto en

Ver proceso y resultado

a) es el punto medio de , así que su abscisa es la media de las de y : . (Comprobación con la ordenada: .)

Resultado:

b)

Resultado:

c)

  1. Con , y : pendiente de .
  2. está sobre la recta , de pendiente .
  3. El producto de las pendientes es , así que .
  4. Por tanto, el triángulo tiene un ángulo recto en : sí es rectángulo.

Resultado: sí es rectángulo (ángulo recto en ), porque

Resultado: a) ; b) ; c) sí es rectángulo, con el ángulo recto en

Ejercicio 13 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2011

El diagrama muestra las líneas rectas y . La ecuación de es .

Ejes cartesianos con cuadrícula fina de puntos de fondo. Eje x graduado de 0 a 6 (marcas en 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6), eje y graduado de 0 a 3 (marcas en 0, 1, 2, 3; el eje se prolonga un poco por encima de 3). La recta L2 (rótulo «L2» arriba a la derecha) es la bisectriz y=x: sale del origen y sube hasta aproximadamente (3,5; 3,5). La recta L1 (rótulo «L1» cerca de su extremo derecho) corta al eje y en (0, 2) y al eje x en (6, 0), con pendiente negativa. Las dos rectas se cortan en el punto (1,5; 1,5). Está sombreado en gris el triángulo de vértices (0, 0), (6, 0) y (1,5; 1,5), limitado por el eje x, por L2 y por L1.

a) Calcule

(i) la pendiente de ;

(ii) la ecuación de .

b) Encuentre el área del triángulo sombreado.

Ver resultado

Resultado: a) (i) , (ii) ; b)

Ver proceso y resultado

a) Del diagrama, pasa por y por .

  1. (i) Pendiente:
  2. (ii) La ordenada en el origen es , así que

Resultado: (i) ; (ii)

b)

  1. El triángulo sombreado tiene vértices , y el punto donde se cortan y .
  2. Para hallar igualamos con :
  3. Tomamos como base el lado sobre el eje , de longitud , y como altura la ordenada de , que es :

Resultado: Área

Resultado: a) (i) , (ii) ; b)

Ejercicio 14 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2010

En las siguientes figuras se muestran seis rectas cuyas ecuaciones son de la forma .

Seis pequeños diagramas, en dos filas de tres, cada uno con un par de ejes (x horizontal, y vertical, sin escala) y una recta rotulada. Fila superior: L1, L2, L3; fila inferior: L4, L5, L6. L1: recta de pendiente negativa suave (baja hacia la derecha) que corta al eje y ligeramente por debajo del origen (c negativo). L2: recta de pendiente negativa pronunciada que pasa exactamente por el origen. L3: recta de pendiente positiva (sube hacia la derecha) que corta al eje y por debajo del origen (c negativo). L4: recta de pendiente negativa muy pronunciada que corta al eje y por encima del origen (c positivo). L5: recta de pendiente positiva que corta al eje y por encima del origen (c positivo). L6: recta de pendiente positiva que pasa exactamente por el origen. En la siguiente tabla aparecen cuatro posibles condiciones para el par de valores y .

Indique a cuál de las seis rectas anteriores corresponde cada una de estas condiciones.

Condición Recta
y
y
y
y
Ver resultado

Resultado: : ; : ; : ; :

Ver proceso y resultado

En , es la pendiente (positiva si la recta sube hacia la derecha, negativa si baja) y es la ordenada en el origen (positiva si corta al eje por encima del origen, negativa si lo corta por debajo, y cero si pasa por el origen). Clasificamos las seis rectas:

Recta Pendiente Corte con el eje
negativa (baja) por debajo del origen:
negativa (baja) en el origen:
positiva (sube) por debajo del origen:
negativa (baja) por encima del origen:
positiva (sube) por encima del origen:
positiva (sube) en el origen:

y no cumplen ninguna de las cuatro condiciones, porque en ellas . Asignamos las demás:

  1. y : sube y corta al eje por encima del origen, .
  2. y : baja y corta al eje por encima del origen, .
  3. y : baja y corta al eje por debajo del origen, .
  4. y : sube y corta al eje por debajo del origen, .

Resultado: : ; : ; : ; :

Ejercicio 15 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2014

El diagrama muestra una rampa, A, para sillas de ruedas. La rampa está diseñada para descender desde una altura de 80 cm.

Gráfico con eje vertical «Altura (cm)» con marcas en 50 y 100, y eje horizontal «Distancia horizontal (cm)» con marcas en 0, 200, 400, 600, 800 y 1000, con una cuadrícula de puntos. Un segmento de recta, la rampa A, baja desde el punto <span class= sobre el eje vertical hasta cortar al eje horizontal aproximadamente en . Sobre la recta, cerca de , hay un pequeño icono de persona en silla de ruedas.">

a) Utilice el diagrama anterior para calcular la pendiente de la rampa.

La pendiente de una rampa para sillas de ruedas descendente y segura es .

b) Utilizando la respuesta obtenida en el apartado (a), comente por qué la rampa A para sillas de ruedas no es segura.

La ecuación de una segunda rampa para sillas de ruedas, B, es .

Gráfico sin escala numérica con eje vertical «Altura (cm)» y eje horizontal «Distancia horizontal (cm)». Un segmento de recta que baja suavemente desde un punto del eje vertical hasta el eje horizontal, con el rótulo «<span class=» junto a la recta y un icono de persona en silla de ruedas sobre ella.">

c) (i) Determine si la rampa B para sillas de ruedas es o no segura. Justifique su respuesta.

(ii) Halle la distancia horizontal de la rampa B para sillas de ruedas.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) no es segura, porque ; c) (i) es segura (pendiente ), (ii) cm

Ver proceso y resultado

a) Del diagrama, la rampa pasa por y corta al eje horizontal en :

Resultado:

b) La pendiente segura es . La rampa A tiene pendiente , que es menor (más negativa) que : baja más deprisa de lo permitido, es decir, es demasiado inclinada y, por tanto, no es segura.

Resultado: No es segura, porque (es más empinada).

c) (i) Despejamos en :

La pendiente de la rampa B es , justo la pendiente segura, así que la rampa B es segura (y parte de la misma altura de 80 cm).

(ii) La rampa llega al suelo cuando :

La distancia horizontal es de cm.

Resultado: (i) sí es segura, pues su pendiente es ; (ii) cm

Resultado: a) ; b) no es segura, porque ; c) (i) es segura (pendiente ), (ii) cm

Ejercicio 16 DifícilIB · P2 TZ0 Mayo 2000

La recta que se muestra en el conjunto de ejes a continuación tiene la ecuación . corta al eje en y corta al eje en .

Ejes coordenados sin escala numérica, con el origen rotulado «O». La recta <span class= baja hacia la derecha: corta al eje en el punto B (parte alta del eje , positivo) y al eje en el punto A (a la derecha del origen). Una segunda recta sube hacia la derecha, corta al eje por debajo del origen en el punto C (rotulado «C», en el eje negativo) y corta a en el punto M, situado entre B y A (a mitad de camino sobre ). Rótulos: «» junto al extremo izquierdo de la recta , «» junto al extremo superior derecho de la recta , y las letras O, A, B, C, M junto a sus puntos.">

a) Escriba las coordenadas de y .

es el punto medio del segmento de recta .

b) Escriba las coordenadas de .

La recta pasa por el punto y el punto .

c) Escriba la ecuación de .

d) Encuentre la longitud de

(i) ;

(ii) .

e) La longitud de es 5. Encuentre

(i) el tamaño del ángulo ;

(ii) el área del triángulo con vértices , y .

Ver resultado

Resultado: a) , ; b) ; c) ; d) (i) , (ii) ; e) (i) , (ii)

Ver proceso y resultado

a) está en el eje (): , luego . está en el eje (): , luego .

Resultado: ,

b) Punto medio: .

Resultado:

c)

  1. Pendiente de por y : .
  2. Corta al eje en , así que .

Comprobación con : , correcto.

Resultado:

d)

  1. (i) .
  2. (ii) .

Resultado: (i) ; (ii)

e) En el triángulo conocemos los tres lados: , y .

  1. (i) Teorema del coseno para el ángulo en (opuesto a ):

Por tanto (con la CPG en grados).

  1. (ii) Área .

(Se puede comprobar con coordenadas: , y el área es .)

Resultado: (i) ; (ii) área

Resultado: a) , ; b) ; c) ; d) (i) , (ii) ; e) (i) , (ii)

Rectas paralelas y perpendiculares

Ejercicio 17 BásicoIB · P1 TZ0 Mayo 2000

El siguiente diagrama muestra los puntos , y . es el punto medio de .

Ejes x e y sin graduar, con origen rotulado 0. P(0,2) sobre el eje y, rotulado «P(0, 2)» a su izquierda; Q(2,0) sobre el eje x, rotulado «Q(2, 0)» debajo. Segmento PQ dibujado en línea continua; sobre él un punto M (a medio camino) rotulado «M» arriba a la derecha.

a) Escriba la ecuación de la recta .

b) Escriba la ecuación de la recta que pasa por y es perpendicular a la recta .

Ver resultado

Resultado: a) ; b)

Ver proceso y resultado

a) La recta corta al eje en , así que la ordenada en el origen es . La pendiente es

Por tanto .

Resultado:

b) 1. Punto medio: .

  1. La pendiente de una perpendicular a es el opuesto del inverso de , es decir, .

  2. Punto-pendiente: , es decir, .

Resultado: a) ; b)

Ejercicio 18 BásicoIB · P1 TZ0 Mayo 2001

es el punto y es el punto .

a) Encuentre la pendiente del segmento de recta .

b) Encuentre la pendiente de una recta perpendicular al segmento de recta .

c) La recta es perpendicular al segmento de recta . ¿Cuál es el valor de ?

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a) .

Resultado:

b) Dos rectas perpendiculares cumplen , así que la pendiente de la perpendicular es .

Resultado:

c) Despejamos en : , cuya pendiente es .

Como es perpendicular a , su pendiente es :

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 19 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2019

La recta pasa por los puntos y .

a) Encuentre la pendiente de .

La recta pasa por el punto y es paralela a .

b) Determine la ecuación de . Dé su respuesta en la forma , donde , y son números enteros.

c) Encuentre las coordenadas de la intersección con el eje de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a) La pendiente es el cociente entre la variación de y la variación de :

Resultado:

b)

  1. Las rectas paralelas tienen la misma pendiente, así que tiene pendiente .
  2. Usamos la forma punto-pendiente con : .
  3. Multiplicamos por 3 para quitar el denominador: .
  4. Pasamos todo al primer miembro: .

Resultado:

c) El corte con el eje ocurre cuando :

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 20 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2015

El diagrama muestra la línea recta , que corta el eje en y al eje en .

ejes cartesianos <span class= e , sin escala numérica. La recta es decreciente y poco inclinada; corta el eje en el punto (rotulado a la izquierda del eje, por encima del origen) y el eje en el punto (rotulado cerca del extremo derecho del eje ); lleva el rótulo sobre la recta, entre y , y se prolonga un poco más allá de .">

a) Escriba las coordenadas de , el punto medio del segmento de línea .

b) Calcule la pendiente de .

La recta es paralela a y pasa por el punto .

c) Encuentre la ecuación de . Dé su respuesta en la forma .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a) El punto medio es la media de las coordenadas:

Resultado:

b)

Resultado:

c)

  1. Paralela a : , así que .
  2. Pasa por : , luego .

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 21 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2018

La figura muestra un triángulo que está definido por los puntos , y .

ejes cartesianos <span class= e , sin escala numérica. Triángulo con arriba a la izquierda (el vértice más alto), a la derecha (a media altura, el vértice más a la derecha) y abajo, algo a la derecha de (el vértice más bajo). Lados: (larguísimo, descendente suave), (casi horizontal, ligeramente ascendente hacia ) y (muy inclinado, descendente hacia ). Los vértices están rotulados.">

a) Calcule la pendiente de la recta .

b) Determine, dando una razón, si el ángulo es un ángulo recto.

La recta es paralela a y pasa por .

c) Halle la ecuación de . Dé la respuesta en la forma , donde , y son números enteros.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) no es recto (); c)

Ver proceso y resultado

a)

Resultado:

b)

  1. El ángulo tiene su vértice en y sus lados son y , que están sobre las rectas y .
  2. .
  3. Las rectas son perpendiculares si el producto de las pendientes es : .
  4. Por tanto, y no son perpendiculares y el ángulo no es recto.

Resultado: no es recto, porque

c)

  1. , así que su pendiente es .
  2. Pasa por : .
  3. Multiplicamos por 10: .
  4. Pasamos todo al primer miembro: .

Resultado:

Resultado: a) ; b) no es recto (); c)

Ejercicio 22 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2016

La ecuación de la recta es . El punto se encuentra en .

a) Encuentre el valor de .

La recta es perpendicular a y se corta con en el punto .

b) Escriba la pendiente de .

c) Encuentre la ecuación de . Dé su respuesta en la forma .

d) Escriba su respuesta al apartado (c) en la forma donde , y .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ver proceso y resultado

a) Sustituimos en : , luego .

Resultado:

b) La pendiente de es ; la de una perpendicular es su inverso cambiado de signo:

Resultado:

c)

  1. y pasa por : .
  2. Luego .

Resultado:

d)

  1. Multiplicamos por 5: .
  2. Pasamos todo al primer miembro: .

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ejercicio 23 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2016

La ecuación de la recta es .

a) Escriba cuál es la intersección de con el eje .

b) Escriba la pendiente de .

La recta es paralela a y pasa por el punto .

c) Escriba la ecuación de .

La recta es perpendicular a y pasa por el punto .

d) Escriba la pendiente de .

e) Halle la ecuación de . Dé la respuesta en la forma , donde , y son números enteros.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e)

Ver proceso y resultado

a) La intersección con el eje se da en : , es decir, el punto .

Resultado:

b) En el coeficiente de es la pendiente: .

Resultado:

c) tiene pendiente 2 y corta el eje en 3 (pasa por ), luego .

Resultado:

d) Perpendicular a : .

Resultado:

e)

  1. Punto-pendiente con : .
  2. Multiplicamos por 2: .
  3. Pasamos todo al primer miembro: .

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e)

Ejercicio 24 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2013

La ecuación de una recta es .

a) Escriba la pendiente de la recta .

Una segunda recta es perpendicular a .

b) Escriba la pendiente de .

El punto está en .

c) Determine la ecuación de .

Las rectas y se cortan en el punto .

d) Utilizando la calculadora de pantalla gráfica o de cualquier otro modo, halle las coordenadas de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ver proceso y resultado

a) Despejamos : , es decir, . La pendiente es .

Resultado:

b) Perpendicular: .

Resultado:

c)

  1. Punto-pendiente con : .
  2. Multiplicamos por 2: .
  3. Reordenamos: .

Resultado:

d)

  1. Resolvemos el sistema y (con la CPG o a mano).
  2. A mano: multiplicamos la primera por 2 y la segunda por 5, y sumamos: y , luego y .
  3. Entonces .

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ejercicio 25 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2009

Las coordenadas de los vértices de un triángulo son , y .

a) Calcule la pendiente de la recta .

b) Sabiendo que la recta es perpendicular a la recta

(i) anote la pendiente de la recta ;

(ii) encuentre el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) (i) , (ii)

Ver proceso y resultado

a)

Resultado:

b)

  1. (i) Perpendicular a : .
  2. (ii) La pendiente de calculada con los puntos es . La igualamos a : , luego .

Resultado: (i) ; (ii)

Resultado: a) ; b) (i) , (ii)

Ejercicio 26 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2013

La línea recta, , tiene la ecuación . El punto tiene coordenadas .

a) Dé una razón por la que no pasa por .

b) Encuentre la pendiente de .

es una recta perpendicular a . La ecuación de es .

c) Escriba el valor de .

pasa por .

d) Encuentre el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) , luego ; b) ; c) ; d)

Ver proceso y resultado

a) Si pasara por , las coordenadas de cumplirían la ecuación. Sustituimos , : No se cumple la igualdad, así que no está en .

Resultado: al sustituir se obtiene , luego .

b) Despejamos en : La pendiente es el coeficiente de .

Resultado:

c) Para rectas perpendiculares, el producto de pendientes es :

Resultado:

d) es y pasa por . Sustituimos:

Resultado:

Resultado: a) , luego ; b) ; c) ; d)

Ejercicio 27 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2012

La recta viene dada por la ecuación y el punto tiene coordenadas .

a) Explique por qué el punto no está en la recta .

b) Encuentre la pendiente de la recta .

c) (i) Escriba la pendiente de una recta perpendicular a la recta .

(ii) Encuentre la ecuación de la recta perpendicular a y que pasa por el punto .

Ver resultado

Resultado: a) , luego ; b) ; c) (i) , (ii)

Ver proceso y resultado

a) Sustituimos las coordenadas de en el primer miembro de la ecuación de : No cumple la ecuación, así que no pertenece a .

Resultado: , luego .

b) Despejamos : y la pendiente es .

Resultado:

c)

  1. (i) La pendiente de una perpendicular es la opuesta de la inversa: .
  2. (ii) Recta de pendiente por , en forma punto-pendiente:

Resultado: (i) ; (ii)

Resultado: a) , luego ; b) ; c) (i) , (ii)

Ejercicio 28 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2012

La línea recta, , tiene la ecuación .

a) Escriba la pendiente de .

La recta es perpendicular a la recta y pasa por el punto .

b) (i) Escriba la pendiente de .

(ii) Encuentre la ecuación de .

c) Escriba las coordenadas del punto de intersección de y .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) (i) , (ii) ; c)

Ver proceso y resultado

a) La ecuación está en forma explícita, así que la pendiente es .

Resultado:

b)

  1. (i) La perpendicular tiene pendiente .
  2. (ii) Por con pendiente :

Resultado: (i) ; (ii)

c) En el punto de intersección coinciden las dos ecuaciones (o lo calculamos con la CPG resolviendo el sistema): Sustituimos en : .

Resultado:

Resultado: a) ; b) (i) , (ii) ; c)

Ejercicio 29 MedioIB · P1 TZ1 Mayo 2011

La ecuación de la recta es . La recta es perpendicular a .

a) Calcule la pendiente de .

El punto de intersección de y es .

b) Encuentre

(i) el valor de ;

(ii) la ecuación de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) (i) , (ii)

Ver proceso y resultado

a)

  1. Despejamos en : , así que .
  2. La pendiente de la perpendicular es .

Resultado:

b)

  1. (i) El punto está en , así que cumple : , de donde .
  2. (ii) pasa por con pendiente :

Resultado: (i) ; (ii)

Resultado: a) ; b) (i) , (ii)

Ejercicio 30 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2010

La recta tiene por ecuación .

a) Escriba la intersección de con el eje .

b) Escriba la pendiente de .

La recta es perpendicular a y pasa por el punto .

c) Escriba la pendiente de la recta .

d) Halle la ecuación de . Dé su respuesta en la forma , donde .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ver proceso y resultado

a) La ecuación está en la forma , donde es la ordenada en el origen: la recta corta al eje en .

Resultado:

b) La pendiente es el coeficiente de : .

Resultado:

c) Para ser perpendicular, .

Resultado:

d)

  1. Recta de pendiente por :
  2. Pasamos todos los términos al primer miembro: . Los coeficientes , , son enteros.

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ejercicio 31 MedioIB · P1 TZ2 Mayo 2008

a) Escriba la pendiente de la recta .

b) Encuentre la pendiente de la recta que es perpendicular a la recta .

c) Encuentre la ecuación de la recta que es perpendicular a y que pasa por el punto .

d) Encuentre las coordenadas del punto de intersección de estas dos rectas.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ver proceso y resultado

a) En la pendiente es el coeficiente de : .

Resultado:

b) La perpendicular tiene pendiente .

Resultado:

c) Recta de pendiente por :

Resultado:

d) Igualamos las dos ecuaciones (o resolvemos el sistema con la CPG): Entonces .

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c) ; d)

Ejercicio 32 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2008

Una línea recta, , tiene por ecuación .

a) Halle la pendiente de .

La ecuación de la recta es . es perpendicular a .

b) Halle el valor de .

c) Halle las coordenadas del punto de intersección de las rectas y .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a) Despejamos en :

La pendiente de es .

Resultado:

b) Si es perpendicular a , el producto de las pendientes es :

Resultado:

c) Resolvemos el sistema formado por y .

  1. Sustituimos: , es decir, .
  2. Entonces .
  3. .

(También se puede resolver con la CPG.)

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 33 MedioIB · P2 TZ0 Noviembre 2005

Los vértices del cuadrilátero ABCD que aparece en el siguiente diagrama son , , y .

Plano cartesiano con cuadrícula fina (milimetrada), eje <span class= numerado de a y eje numerado de a , con una marca numerada por cada unidad. Cuadrilátero ABCD dibujado con segmentos rectos: A en arriba a la izquierda, B en a la derecha, C en abajo a la derecha, D en a la izquierda del origen. Lados AB, BC, CD y DA. Cada vértice marcado con un punto y con su letra al lado."> La pendiente de la recta AB es .

a) Calcule la pendiente de la recta DC.

b) Determine si DC es paralela a AB y justifique su respuesta.

La ecuación de la recta que pasa por los puntos A y C es .

c) Halle la ecuación de la recta que pasa por los puntos B y D, expresando la respuesta en la forma , con , y .

Las rectas AC y BD se cortan en el punto T.

d) Calcule las coordenadas de T.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) no son paralelas (pendientes distintas); c) ; d)

Ver proceso y resultado

a) La pendiente de la recta que pasa por y es

Resultado:

b) Dos rectas son paralelas cuando tienen la misma pendiente. Aquí y , que son distintas.

Resultado: DC no es paralela a AB, porque sus pendientes son distintas.

c) Se pide la recta por y .

  1. Pendiente: .
  2. Ecuación punto-pendiente con el punto : .
  3. Multiplicamos por 6 para quitar el denominador: .
  4. Pasamos las variables al primer miembro: .

Comprobación con : , correcto.

Resultado:

d) T es la solución del sistema formado por las rectas AC y BD:

  1. De la segunda ecuación: .
  2. Sustituimos en la primera: .
  3. Entonces .

(El sistema también se puede resolver directamente con la CPG.)

Resultado:

Resultado: a) ; b) no son paralelas (pendientes distintas); c) ; d)

Ejercicio 34 MedioIB · P1 TZ0 Mayo 2004

Un alumno ha dibujado las gráficas de dos rectas y y ha señalado el ángulo entre ellas como un ángulo recto, según se muestra a continuación. El alumno ha dibujado una de las rectas de forma incorrecta.

Plano cartesiano con eje <span class= marcado de a y eje marcado de a (una marca por unidad). Recta , rotulada «» en su extremo inferior, que sube hacia la derecha pasando aproximadamente por y (pendiente 2). Recta , rotulada «» en su extremo superior izquierdo, que baja hacia la derecha pasando por y cortando al eje en (pendiente ). Se cortan cerca del punto , donde hay un pequeño cuadrado de ángulo recto con el rótulo «»."> La ecuación de es y la ecuación de es .

a) Escriba las pendientes de y según las ecuaciones dadas.

b) ¿Cuál de las dos rectas es la que el alumno ha dibujado de forma incorrecta?

c) ¿Por qué se puede afirmar, a partir de las respuestas del apartado (a), que el ángulo formado por y no es de ?

d) En el diagrama, dibuje en forma correcta la recta que ha sido erróneamente representada.

Ver solución

a) Las ecuaciones están en la forma , así que la pendiente es el coeficiente de :

y .

b) está bien dibujada: corta al eje en y sube unidades por cada unidad que avanza a la derecha. En cambio, debería cortar al eje en y bajar solo de unidad por cada unidad hacia la derecha (cortaría al eje en ), y el alumno la ha dibujado con una inclinación mayor (corta al eje en ). La recta mal dibujada es .

c) Dos rectas son perpendiculares si el producto de sus pendientes es . Aquí

así que las rectas no son perpendiculares y el ángulo entre ellas no es de .

d) Se corrige dibujando . Basta con dos puntos: para , , es decir ; para , , es decir . Se traza la recta que une y .

Mismos ejes que en el enunciado. Se mantiene <span class= (, pasa por y ). La recta correcta se dibuja resaltada (más gruesa y gris) pasando por los puntos y , con pendiente , y rotulada « correcta». La dibujada por el alumno (por y ) queda en trazo fino como referencia."> Resultado: a) , ; b) ; c) porque ; d) pasa por y .

Ejercicio 35 DifícilIB · P2 TZ0 Noviembre 2019

La siguiente figura muestra la recta . Los puntos , y pertenecen a .

ejes cartesianos <span class= (horizontal) e (vertical) con origen , sin escala numérica. La recta es creciente (pendiente positiva moderada): empieza abajo a la izquierda, atraviesa el eje a la izquierda del origen (alrededor de ), corta el eje por encima del origen (alrededor de ) y termina arriba a la derecha con el rótulo . Sobre la recta hay tres puntos rotulados: (abajo a la izquierda, justo por debajo del eje ), (más arriba, a la izquierda del eje ) y (arriba a la derecha del eje ), en ese orden.">

a) Halle la pendiente de .

es el punto medio de .

b) Halle las coordenadas del punto .

La recta es perpendicular a y pasa por el punto .

c) Halle la ecuación de . Dé la respuesta en la forma , donde , , .

El punto pertenece a .

d) Halle el valor de .

e) Halle la distancia que hay entre los puntos y .

f) Sabiendo que la longitud de es , halle el área del triángulo .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e) ; f)

Ver proceso y resultado

a) Como y están en :

Resultado:

b)

  1. Si es el punto medio de , sus coordenadas son la media de las de y : y .
  2. Despejamos: e .

Resultado:

c)

  1. Perpendicular a : .
  2. Pasa por : , es decir, .
  3. Pasamos todo al primer miembro: .

Resultado:

d) Como está en , sustituimos en su ecuación: , luego .

Resultado:

e) Con y :

Resultado:

f)

  1. es el punto medio de , así que .
  2. es perpendicular a y pasa por , que está en ; por tanto es perpendicular a y es la altura del triángulo sobre la base .
  3. Área .

Resultado: área de

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e) ; f)

Ejercicio 36 DifícilIB · P2 TZ0 Noviembre 2016

La recta tiene por ecuación y se muestra en la siguiente figura.

ejes cartesianos <span class= e , sin escala numérica. La recta es creciente (pendiente ): corta el eje por encima del origen (aprox. ), pasa por la parte superior derecha del primer cuadrante y lleva el rótulo sobre la recta, cerca de su parte media; se prolonga a la izquierda más allá del eje y a la derecha hasta el extremo del dibujo."> El punto tiene coordenadas .

a) Muestre que pertenece a .

El punto tiene coordenadas . es el punto medio de .

b) Halle las coordenadas de .

c) Halle la longitud de .

La línea recta es perpendicular a y pasa por .

d) Muestre que la ecuación de es .

El punto es la intersección de y .

e) Halle las coordenadas de .

La longitud de es .

f) Escriba la longitud de redondeando a cinco cifras significativas.

El punto es tal que es un rombo.

g) Halle el área de .

Ver resultado

Resultado: a) comprobado; b) ; c) ; d) comprobado; e) ; f) ; g)

Ver proceso y resultado

a) Sustituimos en : . Se cumple la ecuación, así que .

Resultado: pertenece a , pues

b)

Resultado:

c)

Resultado:

d)

  1. Pendiente de : .
  2. es perpendicular a , luego su pendiente es .
  3. Pasa por : .
  4. Multiplicamos por 2: , es decir, , como se quería mostrar.

Resultado:

e)

  1. Resolvemos el sistema y (también se puede hacer con la calculadora).
  2. Sumando las dos ecuaciones: , luego .
  3. Sustituimos en la primera: .

Resultado:

f) .

(Comprobación: y dan .)

Resultado:

g)

  1. En un rombo las diagonales son perpendiculares y se cortan en su punto medio. Aquí las diagonales son y , y se cortan en (que es el punto medio de ).
  2. Como también es el punto medio de , .
  3. Área .

Resultado: área de

Resultado: a) comprobado; b) ; c) ; d) comprobado; e) ; f) ; g)

Ejercicio 37 DifícilIB · P2 TZ0 Noviembre 2014

El siguiente diagrama muestra dos triángulos, y , en un conjunto de ejes.

El punto se encuentra en el eje , y es el origen.

Ejes cartesianos sin escala numérica, con rótulos «x» e «y» en las puntas de las flechas, y O en el origen (esquina inferior izquierda). El punto C está sobre el eje y, a unos dos tercios de altura de la parte visible del eje. El punto B está a la derecha de C, a la misma altura (segmento horizontal CB, trazado). El punto A está sobre el eje x, bastante más a la derecha que B (aproximadamente el triple de abscisa). Se dibujan los segmentos OB (de O a B), BA (de B a A) y CB (horizontal). En B hay un pequeño cuadrado que marca el ángulo recto entre OB y BA. Los triángulos son OBC (arriba a la izquierda) y OBA (abajo). Rótulos: C, B, A, O junto a sus puntos. La ecuación de la recta es .

a) Escriba las coordenadas del punto .

La coordenada del punto es .

b) (i) Escriba las coordenadas del punto ;

(ii) Escriba la pendiente de la recta .

El punto se encuentra en el eje y la recta es perpendicular a la recta .

c) (i) Escriba la pendiente de la recta .

(ii) Muestre que la ecuación de la recta es .

El área del triángulo es tres veces el área del triángulo .

d) Encuentre una expresión, en función de , para

(i) el área del triángulo ;

(ii) la coordenada del punto .

e) Calcule el valor de .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) (i) , (ii) ; c) (i) , (ii) demostrado; d) (i) , (ii) ; e)

Ver proceso y resultado

a) está en el eje y en la recta , luego su abscisa es y su ordenada es .

Resultado:

b)

  1. (i) está en la recta , de ecuación , y su abscisa es : .
  2. (ii) La recta pasa por y por , así que su pendiente es

Resultado: (i) ; (ii)

c)

  1. (i) Dos rectas perpendiculares cumplen . Entonces
  2. (ii) Escribimos la recta en forma punto-pendiente, usando el punto : Multiplicamos por para quitar el denominador: Pasamos todo al primer miembro: que es la ecuación pedida.

Resultado: (i) ; (ii) queda demostrado que

d)

  1. (i) El triángulo tiene su ángulo recto en (porque es horizontal y está en el eje ). Tomamos como base y como altura :
  2. (ii) está en el eje , así que su ordenada es . Sustituimos en la ecuación de :

Resultado: (i) ; (ii)

e)

  1. El triángulo tiene base sobre el eje y altura igual a la ordenada de , que es :
  2. Por el enunciado, . Igualamos:
  3. Multiplicamos por (con ): , es decir, y .
  4. Como está a la derecha del eje (según el diagrama), y

Resultado:

Resultado: a) ; b) (i) , (ii) ; c) (i) , (ii) demostrado; d) (i) , (ii) ; e)

Ejercicio 38 DifícilIB · P2 TZ0 Noviembre 2010

Los puntos , y están representados en el siguiente diagrama.

El diagrama también muestra las rectas , y .

Cuadrícula con ejes x e y graduados de -10 a 10 de 2 en 2 (cada cuadrado de la cuadrícula mide 2 unidades; el origen es 0). Los puntos A(-4,1), B(0,9) y C(4,2) están marcados con un punto y su letra al lado. Recta AB: pasa por A y B, con pendiente 2, dibujada desde aproximadamente (-5,-1) hasta (0,9) y un poco más arriba. Recta L1 (rotulada «L1» junto a su extremo inferior, cerca de (1,-4)): pasa por C(4,2), paralela a AB, dibujada desde (1,-4) hasta (5,4); corta al eje y (fuera del dibujo) por debajo del origen. Recta L2 (rotulada «L2» a su izquierda, cerca de (-6,3)): pasa por A(-4,1), con pendiente negativa -1/2, dibujada desde (-10,4) hasta (-2,0).

a) Halle la pendiente de .

pasa por y es paralela a .

b) Escriba cuál es el punto de corte de con el eje .

pasa por y es perpendicular a .

c) Escriba la ecuación de . Dé la respuesta en la forma donde , y .

d) Escriba las coordenadas de , el punto donde se cortan y .

es un punto perteneciente a , de forma tal que es un rectángulo.

e) Escriba las coordenadas de .

La distancia entre y es igual a .

f) (i) Halle la distancia que hay entre y .

(ii) Halle el área del triángulo .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e) ; f) (i) , (ii)

Ver proceso y resultado

a) La pendiente de la recta que pasa por y es

Resultado:

b) es paralela a , así que tiene la misma pendiente, , y pasa por .

  1. Ecuación punto-pendiente: .
  2. Despejamos: .
  3. El corte con el eje se obtiene con : .

Resultado:

c) es perpendicular a , así que su pendiente es el opuesto del inverso de , es decir, , y pasa por .

  1. .
  2. Multiplicamos por : .
  3. Pasamos todo al mismo miembro: .

Resultado:

d) está en las dos rectas: y .

  1. Sustituimos la primera en la segunda: .
  2. Operamos: , luego .
  3. Entonces .

(También se puede obtener con la función de intersección de la CPG.)

Resultado:

e) En el rectángulo los lados y son paralelos e iguales, y también y . Por tanto, para llegar de a hay que hacer el mismo desplazamiento que de a .

  1. Desplazamiento de a : .
  2. .
  3. Comprobación: está en , porque .

Resultado:

f) (i) Distancia entre y :

(ii) En el rectángulo, el ángulo en es recto, así que y son los catetos del triángulo . Además .

Resultado: (i) ; (ii) área

Resultado: a) ; b) ; c) ; d) ; e) ; f) (i) , (ii)

Ejercicio 39 DifícilIB · P2 TZ1 Mayo 2009

Los vértices del cuadrilátero como se muestra en el diagrama son , , y .

Cuadrícula milimetrada (cada unidad dividida en 5 partes) con eje x graduado -6, -4, -2, 2, 4, 6 y eje y graduado -4, -2, 2, 4; origen rotulado 0. Cuadrilátero ABCD dibujado con segmentos finos: A(3,1) a la derecha, B(0,2) arriba, C(-2,1) a la izquierda y D(-1,-1) abajo, unidos A-B, B-C, C-D y D-A (en ese orden, formando un cuadrilátero tipo cometa). Cada vértice lleva su letra junto al punto.

a) Calcule la pendiente de la recta .

b) Muestre que la recta es perpendicular a la recta .

c) Encuentre la ecuación de la recta . Dé su respuesta en la forma donde , , .

Las rectas y se cortan en el punto . La ecuación de la recta es .

d) Encuentre las coordenadas de .

e) Encuentre la distancia entre y .

La distancia entre y es .

f) Halle el área del triángulo .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) , luego son perpendiculares; c) ; d) ; e) ; f)

Ver proceso y resultado

a) Con y :

Resultado:

b) Calculamos la pendiente de con y :

Rectas perpendiculares: producto de pendientes igual a . Aquí

luego es perpendicular a .

c) Recta : pendiente y pasa por .

  1. .
  2. .
  3. Pasamos la al primer miembro: .

Resultado:

d) es la intersección de y .

  1. De la segunda: .
  2. Sustituimos en la primera: , es decir, .
  3. Entonces , de donde .
  4. .

(También puede resolverse el sistema con la CPG.)

Resultado:

e)

Resultado:

f) está en la recta , y (apartado b), así que el triángulo tiene el ángulo recto en y sus catetos son y .

Resultado: a) ; b) , luego son perpendiculares; c) ; d) ; e) ; f)

Distancia a una recta y mediatriz

Ejercicio 40 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2009

Una recta une los puntos y .

a) Halle la pendiente de la recta .

Sea el punto medio del segmento de recta .

b) Escriba las coordenadas de .

c) Halle la ecuación de la recta que es perpendicular a y pasa por .

Ver resultado

Resultado: a) ; b) ; c)

Ver proceso y resultado

a)

Resultado:

b) El punto medio tiene como coordenadas la media de las coordenadas de los extremos:

Resultado:

c)

  1. La pendiente de la perpendicular es .
  2. Pasa por :

(Esta recta es la mediatriz del segmento .)

Resultado:

Resultado: a) ; b) ; c)

Ejercicio 41 MedioIB · P1 TZ0 Mayo 2007

Dados los puntos y situados sobre el plano cartesiano.

a) Determine

(i) las coordenadas de , el punto medio de y .

(ii) la pendiente de la recta que pasa por y por .

(iii) la pendiente de la recta que pasa por y es perpendicular a .

Dicha recta perpendicular que pasa por , además corta al eje en .

b) Halle .

Ver resultado

Resultado: a) (i) , (ii) , (iii) ; b)

Ver proceso y resultado

a)

  1. (i) Punto medio:
  2. (ii) Pendiente de :
  3. (iii) La perpendicular tiene pendiente

Resultado: (i) ; (ii) ; (iii)

b)

  1. La recta perpendicular por , con pendiente , es
  2. Corta al eje cuando : Por tanto y .

Resultado:

Resultado: a) (i) , (ii) , (iii) ; b)

Ejercicio 42 DifícilIB · P2 TZ1 Mayo 2010

El diagrama muestra el triángulo . El punto tiene coordenadas , y la ecuación de la recta es .

Ejes cartesianos sin escala numérica, con rótulos «x» e «y» y O en el origen. A es un punto del eje y (parte positiva), B es un punto del eje x (parte positiva, bastante a la derecha). C(4, 7) está arriba, rotulado «C(4, 7)», a la derecha del eje y y por encima de A y B. Se dibuja el triángulo ABC con sus tres lados (AB baja de A hacia B con pendiente negativa). N es un punto sobre el segmento AB, más cerca de A que de B; el segmento CN va de C a N y en N hay un pequeño cuadrado que marca el ángulo recto entre CN y AB. Rótulos: A, B, C(4, 7), N, O.

a) Encuentre las coordenadas de

(i) ;

(ii) .

b) Demuestre que la distancia entre y es aproximada a 3 cifras significativas.

se encuentra en la recta . La recta es perpendicular a la recta .

c) Encuentre

(i) la pendiente de ;

(ii) la ecuación de .

d) Calcule las coordenadas de .

Se sabe que y .

e) Calcule el tamaño del ángulo .

f) Calcule el área del triángulo .

Ver resultado

Resultado: a) (i) , (ii) ; b) ; c) (i) , (ii) ; d) ; e) ; f)

Ver proceso y resultado

a) está en el eje () y en el eje (); ambos están en la recta .

  1. (i) Con : , . Luego .
  2. (ii) Con : . Luego .

Resultado: (i) ; (ii)

b) Distancia entre y : Redondeando a tres cifras significativas (la cuarta cifra es 4, no se sube): .

Resultado: (demostrado)

c)

  1. (i) De se obtiene , así que . Como , .
  2. (ii) Recta de pendiente por :

Resultado: (i) ; (ii) , es decir,

d) es la intersección de y . Resolvemos el sistema (a mano o con la CPG): Sustituimos la segunda en la primera: , o sea y . Entonces .

Resultado:

e) Conocemos los tres lados del triángulo: , y . Aplicamos el teorema del coseno al ángulo , opuesto al lado : Con la CPG en grados: .

Resultado:

f) Tomamos como base y como altura (porque ).

  1. .
  2. Área:

(Comprobación con el apartado e): .)

Resultado: Área

Resultado: a) (i) , (ii) ; b) ; c) (i) , (ii) ; d) ; e) ; f)

Diagramas de Voronói

Ejercicio 43 MedioIB · Examen IB

Sean los puntos , y .

Vamos a hallar las bisectrices perpendiculares entre cada par de puntos, y utilizar el algoritmo incremental para completar el diagrama de Voronói para los sitios indicados.

Ver solución

Dibujamos las mediatrices de cada par de sitios y las recortamos con el algoritmo incremental.

  1. Sitios y . Están a la misma altura (), así que su mediatriz es vertical y pasa por el punto medio : la recta . Con solo estos dos sitios, el diagrama es la recta (A a la izquierda, B a la derecha).

  2. Se añade . Hay que hallar las mediatrices de con cada sitio anterior.

    • Mediatriz de : y están en la misma vertical, luego la mediatriz es horizontal por el punto medio : la recta .
    • Mediatriz de : punto medio y pendiente de , luego la perpendicular tiene pendiente : , es decir, .
  3. Vértice de Voronói. Las tres mediatrices se cortan en un punto: en , la recta da y la recta da . El vértice es , equidistante de los tres sitios: .

  4. Qué parte de cada mediatriz se conserva. Solo vale el trozo de mediatriz que separa las celdas realmente vecinas:

    • (entre A y B): solo por debajo de (por encima, el punto más cercano es ).
    • (entre B y C): solo a la derecha de .
    • (entre A y C): solo a la izquierda de (hacia arriba).

Plano con ejes <span class= (de 0 a 6) e (de 0 a 6). Sitios marcados con puntos y rotulados: , y . Vértice de Voronói marcado con un punto. Tres semirrectas parten de : una vertical hacia abajo (, hasta ), una horizontal hacia la derecha (, hasta ) y una oblicua hacia la izquierda y arriba (, que pasa por ). Las tres celdas coloreadas: celda de a la izquierda de y por debajo de la oblicua (verde), celda de abajo a la derecha, bajo y a la derecha de (azul claro), celda de arriba, sobre y sobre la oblicua (rosa)."> Resultado: mediatrices , e ; vértice de Voronói ; las celdas de , y quedan separadas por las semirrectas descritas.

Ejercicio 44 DifícilIB · Examen IB

Una ciudad tiene cuatro tiendas. Un empresario desea abrir una nueva tienda en la ciudad, pero le gustaría que estuviera lo más lejos posible de las otras cuatro.

El siguiente diagrama de Voronói muestra las posiciones de las cuatro tiendas en unos ejes de coordenadas: , , y , donde una unidad representa 1 km.

Diagrama de Voronói sobre ejes <span class= (de 0 a 10) e (de 0 a 8), una marca por unidad, con cuadrícula. Cuatro sitios con punto azul y rótulo: en la zona superior izquierda (celda verde clara), abajo a la izquierda (celda rosa), abajo a la derecha (celda morada) y arriba a la derecha (celda blanca). Dos vértices marcados: aprox. en y en . Aristas: desde el borde izquierdo (en ) sube una arista hasta (frontera A-B); desde una arista casi vertical sube hasta el borde superior cerca de (frontera A-D); de a baja una arista corta (frontera B-D); de sale una arista horizontal a la derecha en hasta (frontera C-D) y otra vertical hacia abajo en hasta (frontera B-C).">

a) Encuentre las coordenadas de los vértices y en el diagrama de Voronói.

b) Determine dónde debe instalarse una quinta tienda de manera que esté ubicada lo más lejos posible de cualquier otra tienda, y a qué distancia estarán.

Ver resultado

Resultado: a) , ; b) la nueva tienda en , a km.

Ver proceso y resultado

a) Cada vértice de Voronói es el punto donde se cortan las mediatrices de tres sitios.

Vértice (equidistante de , y ):

  1. Mediatriz de : y tienen la misma , luego la mediatriz es vertical por el punto medio : .
  2. Mediatriz de : y tienen la misma , luego es horizontal por el punto medio : .
  3. Intersección: .

Vértice (equidistante de , y ):

  1. Mediatriz de : punto medio ; pendiente de , así que la perpendicular tiene pendiente : , es decir, .
  2. Mediatriz de : punto medio ; pendiente de , así que la perpendicular tiene pendiente : , es decir, .
  3. Igualamos: , y entonces .

Con la CPG se obtiene el mismo resultado resolviendo el sistema.

Resultado: ,

b) El punto más alejado de todas las tiendas está en un vértice de Voronói (en un vértice las tres tiendas más próximas están a la misma distancia, y esa distancia es la que se quiere hacer máxima). Calculamos esa distancia en cada vértice, bastando una tienda de las tres.

  • Desde : km.
  • Desde : km.

Como , la mayor distancia mínima se consigue en : la nueva tienda debe construirse en el punto , a unos km de las tiendas , y más cercanas.

Resultado: a) , ; b) la nueva tienda en , a km.

Otros problemas de geometría en el plano

Ejercicio 45 MedioIB · P1 TZ0 Mayo 2006

Los puntos , se muestran en el siguiente diagrama

Cuadrícula con ejes x e y. Eje x graduado en 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 (cada cuadrado mide 2 unidades), eje y con la marca «8» (cada cuadrado mide 4 unidades en vertical; la cuadrícula llega por abajo hasta -8 aproximadamente y por arriba hasta algo más de 16). El origen se rotula 0. Sobre el eje y hay dos puntos marcados: Q(0,16) cerca de la parte superior, rotulado «Q», y P(0,-4) por debajo del eje x, rotulado «P». No hay nada más dibujado.

a) Sitúe el punto .

b) Calcule el ángulo .

es un punto en la recta . está a unidades de .

c) Calcule el área del triángulo .

Ver resultado

Resultado: b) ; c) área unidades cuadradas

Ver proceso y resultado

a) Se marca a la altura de () y unidades a la derecha del eje (entre las marcas y del eje , justo en la mitad). Así es un segmento horizontal de longitud .

Misma cuadrícula del enunciado con ejes x (marcas 0, 2, ..., 16) e y. Se dibuja el punto R(11,16) en la horizontal de Q, a 11 unidades del eje y (en la mitad entre las marcas 10 y 12). Se unen Q-R con un segmento horizontal, Q-P con un segmento vertical sobre el eje y, y P-R con un segmento oblicuo. Se rotulan P, Q y R. b) El triángulo tiene el ángulo recto en (porque es vertical y es horizontal), con

En el ángulo , es el cateto opuesto y el adyacente:

Resultado:

c) está en , a unidades de , de modo que , y el ángulo en del triángulo es el mismo que antes, . Además .

Usamos la fórmula del área con dos lados y el ángulo entre ellos:

Con valores exactos: y , luego el área es .

Resultado: b) ; c) área unidades cuadradas

Ejercicio 46 MedioIB · P1 TZ0 Noviembre 2001

En el diagrama, la región sombreada representa una pista circular con centro , dentro de un cuadrado campo . El borde exterior de la pista toca los lados del campo. Los radios del interior y del exterior de la pista tienen m e m respectivamente.

Un cuadrado con vértices rotulados P (arriba a la izquierda), Q (arriba a la derecha), R (abajo a la derecha) y S (abajo a la izquierda). Dentro, una circunferencia grande de centro O inscrita en el cuadrado, tangente a sus cuatro lados. Dentro de ella, una circunferencia pequeña concéntrica, con su interior en blanco; la corona entre las dos circunferencias está sombreada en gris (la pista). Desde O sale un segmento hacia la parte superior derecha hasta la circunferencia interior, rotulado «<span class=»; desde O sale otro segmento horizontal hacia la izquierda hasta el lado PS del cuadrado (el borde exterior de la pista), rotulado «». O está rotulado.">

a) Escriba una expresión para el área de la pista.

b) El área del campo es .

(i) Encuentre .

(ii) Sabiendo que , encuentre el área de la pista.

Ver resultado

Resultado: a) ; b) (i) m, (ii)

Ver proceso y resultado

a) La pista es la corona entre el círculo exterior (radio ) y el interior (radio ):

Resultado:

b)

  1. (i) El campo es un cuadrado de área , así que su lado mide m. El borde exterior de la pista toca los lados, por lo que el diámetro del círculo exterior es el lado del cuadrado: , luego m.
  2. (ii) Con e : , es decir, con tres cifras significativas.

Resultado: (i) m; (ii)

Resultado: a) ; b) (i) m, (ii)

Ejercicio 47 DifícilIB · P2 TZ2 Mayo 2008

En los ejes de coordenadas que se muestran a continuación, es un punto en el eje y es un punto en el eje . es el origen. La ecuación de la recta es .

Ejes x e y sin graduar. El origen se rotula «O». D está en el eje y, por encima de O (rotulado «D» a su izquierda). E está en el eje x, a la derecha de O (rotulado «E» debajo). Segmento recto DE descendiendo de izquierda a derecha. Sobre ese segmento hay un punto C (rotulado «C» arriba a la derecha), aproximadamente a un tercio del camino entre D y E contado desde D. Desde C baja una línea vertical de puntos (discontinua) hasta un punto B del eje x, rotulado «B» debajo, situado entre O y E.

a) Escriba las coordenadas del punto .

es un punto en la recta . es un punto en el eje tal que es paralelo al eje . La coordenada de es .

b) Muestre que la coordenada de es .

es un trapecio. La coordenada del punto es .

c) Demuestre que el área de es .

d) El área de es unidades cuadradas. Escriba una ecuación cuadrática que expresa esta información.

e) (i) Usando su calculadora de pantalla gráfica, o de otra manera, encuentre las dos soluciones de la ecuación cuadrática escrita en la parte (d).

(ii) Usando lo anterior, encuentre el valor correcto para . Justifique su respuesta.

Ver resultado

Resultado: a) ; d) ; e) (i) o , (ii) , porque no está entre y

Ver proceso y resultado

a) está en el eje , luego :

Resultado:

b) está en la recta y su coordenada es , así que sus coordenadas cumplen la ecuación de la recta:

Es decir, .

c) El trapecio tiene dos lados paralelos verticales: y (ambos paralelos al eje ).

  1. Base mayor: (la coordenada de ).
  2. Base menor: (la coordenada de ).
  3. Altura: la distancia entre esos dos lados verticales, .
  4. Área de un trapecio :

d) Igualamos el área a :

Resultado:

e) (i) Pasamos todo a un miembro y multiplicamos por : . Con la CPG (o con la fórmula de la ecuación de segundo grado):

(ii) está en el segmento , así que su coordenada está entre y . El valor queda fuera de ese intervalo (y daría ), así que el valor correcto es .

Resultado: a) ; d) ; e) (i) o , (ii) , porque no está entre y

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