Elementos Geométricos
Elementos Geométricos
Elementos Geométricos
Elementos geométricos
El punto.
El punto en geometría es un ente fundamental y un concepto difícil de de definir, nos lo
podemos imaginar como la marca más pequeña que se puede dibujar. En punto sólo tiene
posición, no tiene longitud, anchura o grosor. Se representa el punto por medio de un ‘’
punto dibujado’’, con una cruz o por una raya y se designa al punto conceptual por medio de
una letra mayúscula junto al punto dibujado como se muestra en la siguiente imagen.
El segmento de recta.
Inicialmente se da la definición de recta: Una recta es un conjunto infinito de
puntos. Dados dos puntos cualesquiera en una recta, siempre existe un punto
que se encuentra entre ellos en esa recta. La recta AB, representada de manera
simbólica mediante (AB) ⃡ , se extiende infinitamente en direcciones opuestas,
como lo sugieren las flechas sobre la recta. Una recta también puede ser
representada por una sola letra minúscula. En las figuras 1.9(a) y (b) se
muestran las rectas AB y m. Cuando se utiliza una letra minúscula para designar
una recta, se omite el símbolo de recta; es decir, (AB) ⃡ y m pueden designar a
la misma recta.
Observe la posición del punto X en en la fi gura 1.9(c). Cuando tres puntos como A,
X y B están sobre la misma recta, se dice que son colineales. En el orden que se
muestra, el cual se simboliza A-X-B o B-X-A, el punto X se dice que está entre A y
B.
Definición segmento: Un segmento es la parte de una recta que consiste en dos puntos,
conocidos como puntos extremos, y todos los puntos entre ellos. (ver figura 1.11).
Es decir sobre una recta señalamos dos puntos B y C, se llama segmento al conjunto de
puntos comprendidos entre B y C, más estos dos puntos que se llama extremos del
segmento. generalmente al que se nombre en primer lugar se le llama origen y al otro,
extremo. De acuerdo a esto se admite el siguiente postulado: “La distancias más corta entre
dos puntos es el segmento que los une”
Un segmento se designa por la letras de sus extremos y con un trazo por encima. Ejemplo
el segmento BC se representa así ¯BC.
Se puede observar que ¯BC es un conjunto de puntos pero no es un número. Se utiliza BC
(omitiendo el símbolo de segmento) para indicar la longitud de este segmento de recta; así
pues, BC es un número.
Los lados de un triángulo o rectángulo son segmentos de recta. Los vértices de un
rectángulo se nombran en el orden que trazan sus lados de segmentos de recta ordenados.
Medida de segmentos: Medir un segmento es compararlos con otro elegido como unidad.
Para este fin se usan unidades de longitud del sistema métrico decimal, el sistema inglés o
de cualquier otro sistema.
Lo instrumentos usados para medir son las reglas graduadas, cintas, entre otros. Así, para
medir el segmento ¯BC se hace coincidir una división cualquiera (generalmente el cero) de
la regla con uno de los extremos del segmento y se observa la división que está más en
coincidencia con el otro extremo. La diferencia entre ambas lecturas da el valor de la
longitud del segmento. Ejemplo:
En este caso tenemos (ver figura 11):
También se puede usar el siguiente método: con un compás que tiene ambas puntas
metálicas, se toma la longitud del segmento (ver figura 12-A) y se lleva esta abertura sobre
la regla (Figura 2-B).
ERROR: Las medidas, en la práctica, son generalmente aproximadas. A la diferencia entre
la verdadera longitud del segmento y el valor obtenido se le llama error de medida. El error
puede ser por exceso, cuando se toma un valor mayor que el verdadero, o por defecto,
cuando se toma un valor menor que el verdadero. El error es debido a las imperfecciones
de nuestros sentidos, o de los instrumentos que empleamos, o a otras causas.
¯PR = 4¯AB
“Las operaciones anteriores se pueden efectuar midiendo los segmento y operando con las
medidas obtenidas”
Un ángulo es la unión de dos rayos o semirrectas que comparten un punto extremo común.
Con el objetivo de medir ángulo con mayor precisión, dividimos 1° en 60 partes iguales,
denominadas minutos. Así, 1° = 60 minutos = 60’. Para una precisión mayor, cada minutos
se divide en 60 partes iguales denominadas segundos. De esta forma tenemos que 1° = 60’
y 1’ = 60’’.
40° + 0.3°
1° 60’
0.3° x
60’’ 1’
30’’ x
30' '
X = 1’ * = 0.5’
60' '
= 45’ + 0.5’ = 45.5’
60’ 1°
45.5’ x
45.5 ' '
X = 1° * = 0.7583°
60 ' '
60° + 0.7583° = 60,7583°
180° 𝜋 radianes
1° x
𝜋 𝜋 180°
x= , entonces 1° equivale a y 1 rad equivale a
180° 180° 𝜋
180° 𝜋 radianes
60,7583° x
𝜋
X = 60,7583° * = 1,06043 radianes.
180°
Según su suma:
https://www.geogebra.org/classic/jnabv3uh
Según su posición:
-Dos ángulos que tienen un lado común y cuyos interiores no se solapan se dice que son
adyacentes.
-Ángulos opuestos por el vértice son aquellos que tienen el vértice común y los lados del
uno son prolongación de los del otro.
-Dos ángulos se llaman verticales cuando sus cuatro lados forman dos rectas que se cortan.
-Cuando dos líneas se cortan en dos puntos por otra recta transversal se forman cuatro
pares de ángulos que se llaman ángulos correspondientes, situados al mismo lado de la
secante, uno interno y otro externo.
-Ángulos alternos internos: son dos ángulos internos no adyacentes, situados en distinto
lado de las paralelas y la secante.
Ángulos alternos externos: son dos ángulos externos no adyacentes, situados en distinto
lado de las paralelas y la secante.
Otros:
-En todo triángulo rectángulo se tiene un ángulo recto y dos ángulos agudos. El lado
opuesto al ángulo recto se llama hipotenusa y los otros dos lados se llaman catetos. La
hipotenusa es el mayor de los tres lados del triángulo.
En el triángulo rectángulo:
Cada ángulo agudo de un triángulo rectángulo tiene por lados la hipotenusa y uno de los
catetos.
Para un cierto ángulo agudo α, los catetos reciben el nombre de opuesto o de adyacente.
Cabe resaltar de la suma de todos los lados de un triángulo rectángulo suma 180°.
Teniendo en cuenta lo anterior ahora podemos definir los conceptos de seno, coseno y
tangente como funciones trigonométricas.
cateto opuesto a α AP
Tan α = =
cateto adyacente a α OA
Entonces:
OA = x (la abscisa del punto P)
AP = y (la ordenada del punto P) r = √❑
OP = r (la distancia de P al origen)
ordenada de P y abscisa de P x
Sen α = = Cos α = =
distancia de P alorigen r distancia de P al origen r
ordenada de P y
Tan α = =
abscisa de P x
El triángulo rectángulo formado por las coordenadas de P(x,y) puede inscribirse dentro de
un círculo de radio r llamado círculo trigonométrico. El uso de este círculo permitirá
visualizar con mayor facilidad algunas cuestiones de interés.
Ejercicio:
1) Determinar los valores de las funciones trigonométricas de seno, coseno y tangente del
ángulo α, si P Es un punto en el lado terminal de α, y las coordenadas de P (3,4)
4
Sen α =
r
3
Cos α =
r
4
Tan α =
3
Recordemos que (x,y) son las coordenadas del punto P, y por lo tanto también cambiarán
sus signos dependiendo del cuadrante en el que se encuentra localizado el punto P. Como
consecuencia de esto, valores de las funciones trigonométricas tendrán signo lo cual
dependerá del cuadrante en dónde queda el lado final del ángulo α. (No hay que olvidar que
en estas nuevas definiciones, el lado inicial siempre será el semieje X positivo).
Primer cuadrante:
En este cuadrante, x 1es positiva, y 1es positiva. Además, En todos los casos r se considera
una distancia por lo que siempre será positiva.
y 1 +¿
Sen α = = ¿= +
r +¿¿
x1 +¿
Cos α = = ¿= +
r +¿¿
y 1 +¿
Tan α = = ¿= +
x1 + ¿ ¿
Segundo cuadrante
y 2 +¿
Sen α = = ¿= +
r +¿¿
−x 2 −¿
Cos α = = ¿= -
r +¿¿
y 2 +¿
Tan α = = ¿= -
−x 2 −¿ ¿
Tercer cuadrante
− y 3 −¿
Sen α = = ¿= -
r +¿¿
−x3 −¿
Cos α = = ¿= -
r +¿¿
− y 3 −¿
Tan α = = ¿= +
−x 3 −¿ ¿
Cuarto cuadrante
− y 4 −¿
Sen α = = ¿= -
r +¿¿
x 4 +¿
Cos α = = ¿= +
r +¿¿
− y 4 −¿
Tan α = = ¿= -
x4 + ¿ ¿
Seno + + - -
Coseno + - - +
Tangente + - + -
Con esta información, sólo necesitamos tener presente que, en cada cuadrante las
funciones positivas son.
Ejercicio
1) R(5,8) es un punto del lado final del ángulo α y S(3,6) es un punto del lado final del
ángulo β; ¿qué ángulo es mayor?
Pendiente geométrica.
La pendiente de una recta es la tangente del ángulo que forma la recta con la dirección
positiva del eje de abscisas.
Cualquier recta que coincida o sea paralela al eje Y será perpendicular al eje X, y su ángulo
de inclinación será de 90°. Como tg 90° no está definida, la pendiente de una recta paralela
al eje Y no existe. Podemos establecer, por lo tanto, que toda recta perpendicular al eje X
no tiene pendiente.
Calculo de pendiente:
Pendiente dados 2 puntos: Sean P(X1; Y1) y (X2; Y2)P2, dos puntos diferentes
cualesquiera de una recta, la pendiente de la recta es
m= Y2 - Y1 / X2 - X1 ; X1 ≠ X2
Si la pendiente (m) es mayor que 0 se dice que es positiva, si por el contrario es menor que
0 es negativa, si es igual a 0 la recta es paralela al eje (X) del plano cartesiano, y si la
pendiente es indefinida la recta es paralela al eje (Y) del plano cartesiano.
Pendiente dado un ángulo:
m = Tg α
BP 1
m=tg α = (4)
P2B
Las coordenadas de los puntos A1, A2 y B son A1(X1,0), A2(X2,0) y B(X1, Y2). Por tanto,
tenemos
B P 1= y 1− y 2, P2 B=A 2 A 1=x 1−x 2❑
Solución: Se muestra la recta en la figura 14. Por el teorema tenemos, para la pendiente
−2−6 −8
m= = =−2
5−1 4
Para el ángulo de inclinación tenemos,
EJERCICIOS PROPUESTOS
1. Hallar la pendiente y el ángulo de inclinación de la recta que pasa por los puntos (-
3,2) y (7-3)
2. Dígase la pendiente de cada una de las siguiente rectas dirigidas (hacer el gráfico):
a) El eje X.
b) El eje Y.
c) Una recta paralela al eje X y dirigida hacia la derecha
d) Una recta paralela al eje X y dirigida hacia la izquierda
Rumbo y Azimut.
Rumbo: El rumbo de una línea es el ángulo horizontal agudo (<90°) que forma con un
meridiano de referencia, generalmente se toma como tal una línea Norte - Sur que puede
estar definida por el N geográfico o el N magnético ( ver imagen) (si no se dispone de
información sobre ninguno de los dos se suele trabajar con un meridiano, o línea de Norte
arbitraria).
Como se muestra en la figura, los rumbos se miden desde el Norte (Línea ON) o desde el
Sur (línea OS), en el sentido de las manecillas del reloj si la línea a la que se le desea
conocer el rumbo se encuentra sobre el cuadrante NOE o el SOW; o en el sentido contrario
si corresponde al cuadrante NOW o al SOE.
Como el ángulo que se mide en los rumbos es menor que 90° debe especificarse a que
cuadrante corresponde cada rumbo.
Por ejemplo en la figura las línea mostradas tiene los siguiente rumbos:
Líne RUMBO:
OA N30°E
OB S30°E
OC S60°W
OD N45°W
Azimut: el azimut de una línea es la dirección de esta respecto al meridiano escogido, pero,
medida ya no como el rumbo, por un ángulo agudo, sino tomada como el ángulo que existe
entre la línea y un extremo del meridiano. Generalmente se toma el extremo Norte de éste y
el ángulo se mide en el sentido del movimiento de las manecillas del reloj. En igual forma, el
azimut puede ser verdadero, magnético o arbitrario, según el meridiano al cual se refiera. El
rumbo varía de 0° a 90° y el azimut de 0° a 360°. No se requiere indicar el cuadrante que
ocupa la línea observada. Para el caso de la figura, las mismas línea para las que se había
encontrado el rumbo tienen el siguiente azimut:
Línea AZIMUT
OA 30°
OB 150°
OC 240°
OD 315°
Cuando se desea conocer la dirección de una línea se puede ubicar un instrumento para
medirla en cualquiera de sus puntos extremos, por lo tanto se llaman rumbo y azimut
inversos a los observados desde el punto contrario al inicial. Para que quede más claro, si
en el ejemplo de la figura se midieron los rumbos y azimutes desde el punto O (Líneas OA,
OB, OC, y OD), el contra rumbo y contra azimut de cada línea corresponde a la dirección
medida en el sentido opuesto, desde cada punto hasta O.
Cuando se trata de rumbos, para conocer el inverso simplemente se cambian las letras que
indican el cuadrante por las opuestas (N - S y E - W) de manera que para la figura se
obtiene:
Vale la pena volver a decir que en ningún caso un rumbo (o un rumbo inverso) puede ser
mayor a 90°, ni un azimut (o contra azimut) mayor a 360°.
Conversiones
Coordenadas polares.
Sistema métrico decimal.
Escala y dibujo de poligonales utilizando las coordenadas planas y polares.