Math ClubMath Club
v1 · padrão canônico

Lección 21 — Plano cartesiano: distancia, punto medio

Coordenadas cartesianas, fórmula de la distancia, punto medio, división de segmento. Lenguaje geométrico de Descartes (1637).

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math II japonês cap. 2 · Equiv. Algebra & Trigonometry §10

d(P,Q)=(x2x1)2+(y2y1)2d(P, Q) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}
Choose your door

Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Geometría analítica en ℝ²

Distancia

Para P=(x1,y1)P = (x_1, y_1), Q=(x2,y2)Q = (x_2, y_2): d(P,Q)=(x2x1)2+(y2y1)2d(P, Q) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

Punto medio

M=(x1+x22,y1+y22)M = \left(\frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2}\right)

División de segmento en razón kk

Para dividir PQ\overline{PQ} en razón PR/RQ=kPR/RQ = k: R=(x1+kx21+k,y1+ky21+k)R = \left(\frac{x_1 + k x_2}{1 + k}, \frac{y_1 + k y_2}{1 + k}\right)

Cálculo de áreas

Área del triángulo con vértices A=(x1,y1)A = (x_1, y_1), B=(x2,y2)B = (x_2, y_2), C=(x3,y3)C = (x_3, y_3): Aˊrea=12x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)\text{Área} = \frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|

Equivalente a 12detM\frac{1}{2} |\det M| donde MM es la matriz de los vectores AB,AC\vec{AB}, \vec{AC}.

Exercise list

35 exercises · 8 with worked solution (25%)

Application 20Understanding 4Modeling 5Challenge 4Proof 2
  1. Ex. 21.1Application
    d(A,B)d(A, B) para A=(1,2)A = (1, 2), B=(4,6)B = (4, 6).
  2. Ex. 21.2Application
    dd entre (0,0)(0, 0) y (3,4)(3, 4).
  3. Ex. 21.3Application
    dd entre (2,1)(-2, 1) y (3,4)(3, -4).
  4. Ex. 21.4Application
    Punto medio de (2,5)(2, 5) y (6,9)(6, 9).
  5. Ex. 21.5Application
    Punto medio de (3,2)(-3, 2) y (7,8)(7, -8).
  6. Ex. 21.6Application
    Determina xx tal que d((x,3),(5,7))=5d((x, 3), (5, 7)) = 5.
  7. Ex. 21.7Application
    Determina yy tal que (0,y)(0, y) esté a 13 unidades de (5,0)(5, 0).
  8. Ex. 21.8ApplicationAnswer key
    Puntos A=(1,1)A = (1, 1), B=(4,5)B = (4, 5), C=(2,4)C = (-2, 4). ¿Cuál es el perímetro del triángulo ABCABC?
  9. Ex. 21.9ApplicationAnswer key
    Muestra que A=(1,1)A = (1, 1), B=(4,5)B = (4, 5), C=(5,3)C = (5, -3) forman un triángulo rectángulo. (Usa el recíproco de Pitágoras.)
  10. Ex. 21.10Application
    Encuentra el punto PP en el eje xx equidistante de (2,5)(2, 5) y (8,1)(8, 1).
  11. Ex. 21.11Application
    Vértices del cuadrilátero (0,0),(4,0),(4,3),(0,3)(0,0), (4,0), (4,3), (0,3). Calcula el perímetro.
  12. Ex. 21.12Application
    Determina si (1,2),(5,2),(5,5),(1,5)(1,2), (5,2), (5,5), (1,5) forman un rectángulo.
  13. Ex. 21.13ApplicationAnswer key
    Calcula el área del triángulo de vértices (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3) usando la fórmula del área.
  14. Ex. 21.14ApplicationAnswer key
    Punto medio de (a,b)(a, b) y (c,d)(c, d) — fórmula general.
  15. Ex. 21.15ApplicationAnswer key
    Los puntos (0,0),(6,0),(3,33)(0,0), (6,0), (3, 3\sqrt 3) forman ¿qué tipo de triángulo?
  16. Ex. 21.16Modeling
    Estás en (2,3)(2, 3) y quieres ir a (8,11)(8, 11). ¿Distancia en línea recta?
  17. Ex. 21.17Modeling
    Distancia de Manhattan (1\ell_1) entre (1,1)(1,1) y (5,4)(5,4). Compara con la euclidiana.
  18. Ex. 21.18Modeling
    En una ciudad en cuadrícula (Manhattan), ¿distancia de taxi entre (0,0)(0,0) y (10,7)(10, 7)? ¿Distancia en línea recta?
  19. Ex. 21.19Application
    Encuentra el punto que divide (2,3)(10,11)\overline{(2,3)(10,11)} en razón 1:31:3.
  20. Ex. 21.20ApplicationAnswer key
    Baricentro del triángulo A=(0,0),B=(6,0),C=(0,9)A=(0,0), B=(6,0), C=(0,9).
  21. Ex. 21.21Modeling
    El GPS reporta tu posición (45,123, 23,456)(45{,}123,\ -23{,}456) (lat, long, en grados). Tu amiga en (45,126, 23,450)(45{,}126,\ -23{,}450). ¿Distancia aproximada en km? (Aprox. 111 km/grado de latitud.)
  22. Ex. 21.22Modeling
    En ML, dos puntos x=(1,2,3,4)\mathbf{x} = (1, 2, 3, 4) y y=(5,6,7,8)\mathbf{y} = (5, 6, 7, 8) en R4\mathbb{R}^4. ¿Distancia euclidiana?
  23. Ex. 21.23ApplicationAnswer key
    Muestra que el triángulo de vértices (0,0),(4,3),(8,0)(0,0), (4,3), (8,0) es isósceles.
  24. Ex. 21.24Application
    Verifica que los puntos (0,0),(6,8),(1,7)(0,0), (6,8), (-1,7) no son colineales.
  25. Ex. 21.25Application
    La distancia del origen al punto (a,b)(a, b) es a2+b2\sqrt{a^2 + b^2}. Demuéstralo.
  26. Ex. 21.26Understanding
    Conjunto de puntos (x,y)(x, y) con x2+y2=5\sqrt{x^2 + y^2} = 5 — ¿qué figura?
  27. Ex. 21.27Understanding
    Puntos (x,y)(x,y) con x+y=1|x| + |y| = 1 — ¿qué figura?
  28. Ex. 21.28Understanding
    Puntos equidistantes de A=(2,0)A = (-2, 0) y B=(2,0)B = (2, 0) forman ¿qué recta?
  29. Ex. 21.29Understanding
    Conjunto de puntos con max(x,y)=1\max(|x|, |y|) = 1. (Cuadrado alineado a los ejes.)
  30. Ex. 21.30Challenge
    Muestra que si tres puntos son colineales, el área del triángulo es cero.
  31. Ex. 21.31Challenge
    Centro del círculo que pasa por (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3) — encuéntralo.
  32. Ex. 21.32Challenge
    Mayor triángulo equilátero inscrito en cuadrado de lado 1 — ¿qué lado?
  33. Ex. 21.33Challenge
    En un cuadrilátero ABCDABCD, punto medio de AB\overline{AB} es MM, de CD\overline{CD} es NN. Muestra que MN\overline{MN} tiene punto medio = punto medio de las diagonales. (Teorema de Newton.)
  34. Ex. 21.34Proof
    Demuestra la fórmula de la distancia usando Pitágoras.
  35. Ex. 21.35ProofAnswer key
    Demuestra que el punto medio es equidistante de los extremos.

Fuentes de esta lección

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

Found an error? Open an issue on GitHub or submit a PR — open source forever.