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v1 · padrão canônico

Lección 23 — Posición relativa de rectas

Paralelismo, perpendicularidad, intersección. Ángulo entre rectas. Distancia punto-recta.

Used in: 1.º ano do EM (15–16 anos) · Equiv. Math I japonês cap. 3 · Equiv. Klasse 10 alemã (Analytische Geometrie)

rs    mr=ms,rs    mrms=1r \parallel s \iff m_r = m_s, \qquad r \perp s \iff m_r \cdot m_s = -1
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Criterios y fórmulas

Paralelismo y perpendicularidad

Dadas las rectas r:y=mrx+nrr: y = m_r x + n_r y s:y=msx+nss: y = m_s x + n_s:

PosiciónCriterio (forma reducida)Criterio (forma general)
Paralelas distintasmr=msm_r = m_s, nrnsn_r \neq n_sAr/As=Br/BsCr/CsA_r/A_s = B_r/B_s \neq C_r/C_s
Coincidentesmr=msm_r = m_s, nr=nsn_r = n_sAr/As=Br/Bs=Cr/CsA_r/A_s = B_r/B_s = C_r/C_s
Concurrentesmrmsm_r \neq m_sArBsAsBr0A_r B_s - A_s B_r \neq 0
Perpendicularesmrms=1m_r \cdot m_s = -1ArAs+BrBs=0A_r A_s + B_r B_s = 0

Casos con rectas verticales: x=ax = a es vertical, y=by = b es horizontal. Las verticales entre sí son paralelas; vertical con horizontal son perpendiculares.

Ángulo entre rectas

tanθ=mrms1+mrms\tan\theta = \left|\frac{m_r - m_s}{1 + m_r m_s}\right|

(Suponiendo que ninguna es vertical.)

Distancia punto-recta

Punto P0=(x0,y0)P_0 = (x_0, y_0) y recta Ax+By+C=0Ax + By + C = 0:

d(P0,r)=Ax0+By0+CA2+B2d(P_0, r) = \frac{|A x_0 + B y_0 + C|}{\sqrt{A^2 + B^2}}

Distancia entre rectas paralelas

Para r:Ax+By+C1=0r: Ax + By + C_1 = 0 y s:Ax+By+C2=0s: Ax + By + C_2 = 0: d(r,s)=C1C2A2+B2d(r, s) = \frac{|C_1 - C_2|}{\sqrt{A^2 + B^2}}

Mediatriz

Conjunto de puntos equidistantes de AA y BB. Es la recta perpendicular a AB\overline{AB} que pasa por el punto medio.

Exercise list

30 exercises · 7 with worked solution (25%)

Application 15Understanding 2Modeling 10Challenge 2Proof 1
  1. Ex. 23.1Application
    Verifica si y=2x+1y = 2x + 1 e y=2x5y = 2x - 5 son paralelas. (Resp.: sí, mm igual.)
  2. Ex. 23.2Application
    Verifica si y=3x+2y = 3x + 2 e y=x/3+4y = -x/3 + 4 son perpendiculares. (Resp.: sí.)
  3. Ex. 23.3Application
    Recta paralela a y=5x2y = 5x - 2 que pasa por (0,7)(0, 7).
  4. Ex. 23.4Application
    Recta perpendicular a y=x/2+3y = -x/2 + 3 que pasa por (4,1)(4, 1).
  5. Ex. 23.5Application
    ¿Para qué kk las rectas y=kx+1y = kx + 1 e y=4x3y = 4x - 3 son paralelas? (Resp.: k=4k = 4.)
  6. Ex. 23.6ApplicationAnswer key
    ¿Para qué kk las rectas y=kx+1y = kx + 1 e y=4x3y = 4x - 3 son perpendiculares? (Resp.: k=1/4k = -1/4.)
  7. Ex. 23.7ApplicationAnswer key
    Intersección de 2x+y=52x + y = 5 y xy=1x - y = 1. (Resp.: (2,1)(2, 1).)
  8. Ex. 23.8Application
    Distancia de (2,3)(2, 3) a la recta 3x+4y12=03x + 4y - 12 = 0.
  9. Ex. 23.9Application
    Distancia entre y=2x+3y = 2x + 3 e y=2x5y = 2x - 5.
  10. Ex. 23.10Application
    Ángulo entre y=xy = x e y=xy = -x. (Resp.: 90°.)
  11. Ex. 23.11Application
    Ángulo entre y=xy = x y el eje xx. (Resp.: 45°.)
  12. Ex. 23.12ApplicationAnswer key
    Demuestra que las diagonales del cuadrado (0,0),(1,0),(1,1),(0,1)(0,0), (1,0), (1,1), (0,1) son perpendiculares.
  13. Ex. 23.13Application
    Mediatriz de (2,3)(8,11)\overline{(2,3)(8,11)}: ¿ecuación?
  14. Ex. 23.14Application
    Recta con pendiente tan60°\tan 60° que pasa por (0,0)(0, 0).
  15. Ex. 23.15Application
    Determina si (1,2),(3,4),(5,6)(1,2), (3,4), (5,6) están sobre una misma recta.
  16. Ex. 23.16Modeling
    En un mapa de ciudad, calles paralelas tienen ecuación 3x+4y=c3x + 4y = c para varios cc. ¿Distancia entre c=0c = 0 y c=25c = 25? (Resp.: 5.)
  17. Ex. 23.17ModelingAnswer key
    Dos tarifas: A cuesta 60 € fijos y B cuesta 30 € + 0,10 € por minuto. ¿Para qué cantidad de minutos xx se igualan las tarifas? (Resp.: 300 min.)
  18. Ex. 23.18Modeling
    Trayectoria del avión 1: y=3x+100y = 3x + 100. Trayectoria del avión 2: y=2x+500y = -2x + 500. ¿Dónde se cruzan? (Importante para el control del tráfico.)
  19. Ex. 23.19Modeling
    Mediatriz como decisión: 2 antenas en (0,0)(0, 0) y (10,0)(10, 0). Los puntos más cercanos a la segunda ¿qué región forman?
  20. Ex. 23.20Modeling
    Estás en el origen. El enemigo en (10,0)(10, 0). Trayectoria del disparo: y=mxy = mx. El enemigo puede moverse sobre la recta x+y=10x + y = 10. ¿Para qué mm bloquea exactamente?
  21. Ex. 23.21ModelingAnswer key
    Un robot se mueve en línea recta desde (0,0)(0, 0) en la dirección (3,4)(3, 4). Obstáculo en (8,1)(8, 1), radio 2. ¿La trayectoria pasa por el obstáculo?
  22. Ex. 23.22ModelingAnswer key
    En CG, clipping de polígono por la recta x=5x = 5: los puntos con x<5x < 5 se quedan, los x>5x > 5 salen. Algoritmo Sutherland-Hodgman.
  23. Ex. 23.23Modeling
    En el GPS, tu posición (2,3)(2, 3). Carretera modelada por 4x3y+6=04x - 3y + 6 = 0. ¿Distancia ortogonal a la carretera?
  24. Ex. 23.24Modeling
    En ML, la frontera de decisión de un clasificador lineal: w1x1+w2x2+b=0w_1 x_1 + w_2 x_2 + b = 0. La distancia de un punto nuevo a la frontera indica "confianza".
  25. Ex. 23.25Modeling
    En economía, la curva de oferta y la de demanda son rectas; el equilibrio es la intersección. Para S(p)=2p4S(p) = 2p - 4 y D(p)=162pD(p) = 16 - 2p, ¿equilibrio?
  26. Ex. 23.26Understanding
    Verifica la fórmula tanθ=(m1m2)/(1+m1m2)\tan\theta = |(m_1 - m_2)/(1 + m_1 m_2)| para las rectas y=xy = x e y=2xy = 2x.
  27. Ex. 23.27Understanding
    Demuestra que dos rectas con m1m2=1m_1 m_2 = -1 forman ángulo de 90°90° mediante la fórmula de la tan\tan.
  28. Ex. 23.28Challenge
    Encuentra las rectas que pasan por (0,5)(0, 5) y forman ángulo de 45°45° con y=xy = x.
  29. Ex. 23.29Challenge
    Ecuación de las dos rectas tangentes al círculo x2+y2=1x^2 + y^2 = 1 desde el punto (2,0)(2, 0).
  30. Ex. 23.30ProofAnswer key
    Demuestra la fórmula de la distancia punto-recta. (Usa proyección vectorial: previa de la Lección 27.)

Fuentes

Updated on 2026-04-30 · Author(s): Clube da Matemática

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