Matemáticas III M1 · T1 Lugares geométricos en el plano

Sesión 1 · Contextualizar

La app dice 4.2 km.
El taxímetro cobra 6.1 km.

Los dos números están bien. Miden cosas distintas.

Cuando pides un viaje en tu celular, la aplicación recibe dos pares de números: tu ubicación y tu destino. Con eso calcula la distancia en línea recta y estima cuánto vas a tardar.

El taxímetro, en cambio, mide la distancia por las calles: vueltas, retornos, sentidos únicos.

Hoy vamos a construir la fórmula que usa la app. Es la misma que usa un dron para decidir si le alcanza la batería, y la misma que usa un buscador de imágenes para decidir qué tan parecidas son dos fotos.

Pregunta para arrancar

¿La distancia por calles puede ser menor que la distancia en línea recta? ¿Alguna vez? ¿Por qué?

Anota tu respuesta en una hoja. La retomamos al cerrar la clase.

Sesión 1 · Contextualizar

Antes de medir: ubicar

Un sistema de coordenadas rectangulares son dos rectas perpendiculares numeradas. Se cortan en el origen.

  • El horizontal es el eje x o eje de las abscisas: positivo a la derecha.
  • El vertical es el eje y o eje de las ordenadas: positivo hacia arriba.
  • Los ejes parten el plano en cuatro cuadrantes, numerados I, II, III y IV en sentido contrario a las manecillas del reloj, empezando arriba a la derecha.
CuadranteSignos (x, y)
I(+, +)
II(−, +)
III(−, −)
IV(+, −)

Da clic o arrastra sobre el plano para mover el punto.

Sesión 1 · Llevar a la práctica

Caso fácil: puntos alineados

Cuando dos puntos están alineados horizontal o verticalmente, comparten una coordenada. La distancia es simplemente la resta de la coordenada que no comparten.

A(2, 3)   B(−3, 3)
Comparten la y = 3 → están sobre una recta horizontal.
d = |2 − (−3)| = 5

El valor absoluto importa: una distancia nunca es negativa. Si restas al revés obtienes −5, y −5 no es una longitud.

Y si no están alineados…

Traza dos líneas imaginarias paralelas a los ejes. Se forma un triángulo rectángulo donde el segmento que une los puntos es la hipotenusa.

Ya conoces la herramienta para eso: Pitágoras.

c² = a² + b²

Sesión 1 · Llevar a la práctica

Construye tú la fórmula

Arrastra A y B. Observa qué pasa con los catetos cuando cruzas un eje.

Los catetos del triángulo son las diferencias de las coordenadas:

a = |x1 − x2|     b = |y1 − y2|

Sustituyendo en Pitágoras, con d como hipotenusa:

d² = (x1 − x2)² + (y1 − y2)²
d = √(x1 − x2)² + (y1 − y2)²

El cuadrado elimina el signo, así que aquí ya no hace falta escribir el valor absoluto: restar al derecho o al revés da el mismo resultado.

Sesión 1 · Práctica guiada

Un avión sale de K rumbo a L

El avión despega en K(−300, −200) y aterriza en L(400, 300), con las coordenadas en kilómetros. ¿Cuántos kilómetros recorrió?

Identifica cuál punto es (x₁, y₁) y cuál es (x₂, y₂). Aquí:
(x₁, y₁) = (−300, −200)    (x₂, y₂) = (400, 300)

Calcula los catetos:
a = |x₁ − x₂| = |−300 − 400| = |−700| = 700
b = |y₁ − y₂| = |−200 − 300| = |−500| = 500

d = √(700² + 500²)
d = √(490 000 + 250 000)
d = √740 000
d = 860.2325… ≈ 860.23

El avión recorrió 860.23 km de K a L. Como el problema habla de kilómetros, la respuesta lleva unidades: un número solo no responde la pregunta.

Sesión 1 · Práctica independiente

Tu turno · 3 problemas

Trabaja en tríos. Diez minutos. Cada quien resuelve uno y se lo explica a los otros dos.

a = |−5 − 7| = 12    b = |2 − (−3)| = 5
d = √(12² + 5²) = √(144 + 25) = √169 = 13

Salió exacto porque 5, 12 y 13 forman una terna pitagórica. La mayoría de los casos no son tan amables: ahí redondeas a dos decimales.

AB = √(3² + 4²) = √25 = 5
BC = √(4² + 3²) = √25 = 5
CA = √(7² + 1²) = √50 ≈ 7.07

Sí es isósceles: dos lados miden exactamente lo mismo. Fíjate que no necesitaste medir con regla ni transportador; los números de las coordenadas bastaron para clasificar la figura. Eso es geometría analítica.

Al origen: d = √(3² + 4²) = √25 = 5
A (7, 1): d = √((3−7)² + (4−1)²) = √(16 + 9) = √25 = 5

Está exactamente a la misma distancia de los dos. Todos los puntos que cumplen esa condición forman una recta: la mediatriz del segmento. Ese es un ejemplo de lugar geométrico, que es justo el nombre de este tema: el conjunto de todos los puntos que cumplen una condición.

Sesión 1 · Activar el diálogo

Discutan en el grupo

Sesión 1 · Retroalimentar

Los tres tropiezos de siempre

✗ √(a² + b²) = a + b

La raíz no se reparte entre los sumandos. Compruébalo con números fáciles: √(3² + 4²) = √25 = 5, pero 3 + 4 = 7. Si te da 7 sabes que sumaste catetos en lugar de aplicar Pitágoras.

✓ Primero suma los cuadrados, hasta el final saca la raíz.
✗ −300 − (−400) cuando el problema decía −300 − 400

Al copiar coordenadas negativas es facilísimo perder un signo. Sustituye siempre entre paréntesis: (−300) − (400). Escribir los paréntesis te cuesta dos segundos y te ahorra el error más común de todo el tema.

✓ Sustituye con paréntesis, después simplifica.
✗ Dar el resultado sin unidades: "d = 860.23"

Si el problema habla de kilómetros, metros o cuadras, la respuesta lleva esa unidad. Un número sin unidad no responde la pregunta que te hicieron.

✓ 860.23 km recorridos de K a L.

Salida rápida (3 min)

En media hoja: calcula la distancia entre (−2, −1) y (4, 7) y escribe una frase explicando de dónde sale el 10.

a = 6, b = 8, d = √100 = 10.

Sesión 1 · Anclar el propósito

Medir bien es decidir bien

La fórmula que dedujiste hoy se llama distancia euclidiana y es, literalmente, una de las operaciones más ejecutadas del mundo cada segundo:

  • Un repartidor asignado al pedido más cercano recorre menos kilómetros: menos gasolina, menos tiempo, menos emisiones.
  • En una ambulancia, elegir la base más cercana se mide en minutos de vida.
  • En el software que desarrollo en IBM, comparar qué tan "parecidas" son dos cosas —dos fotos, dos usuarios, dos huellas— es exactamente esta fórmula, solo que con más de dos coordenadas.

Tu propósito

Detrás de esta fórmula hay una manera de pensar que te va a servir tengas la carrera que tengas: antes de opinar sobre una distancia, defínela. La app y el taxímetro no se contradecían; medían cosas distintas.

Muchas discusiones —en un equipo, en tu casa, en las noticias— no son desacuerdos sobre los datos, sino sobre qué se está midiendo.

Bitácora: escribe una situación de tu vida donde dos personas midan "lo mismo" de forma distinta.

Sesión 2 · Contextualizar

Un terreno, cuatro esquinas
y una cotización.

Una familia hereda un predio en las afueras de la ciudad. No es un rectángulo: es un cuadrilátero torcido, como casi todos los terrenos reales. Necesitan dos números para tomar decisiones:

  • El perímetro, para cotizar la barda.
  • El área, para saber cuánto vale y cuánto pagan de predial.

Con un GPS obtienen las coordenadas de las cuatro esquinas. Nada más. Con eso basta.

El reto de hoy

Dadas solo las coordenadas de las esquinas, calcular cuánto material se necesita y cuánta superficie hay adentro. Sin salir del salón y sin una sola cinta métrica.

Sesión 2 · Práctica guiada

Perímetro: sumar lados, uno por uno

El terreno tiene vértices en A(2, 2), B(−2, 3), C(−4, −2) y D(2, −3), en metros.

Cuatro: AB, BC, CD y DA. El perímetro es la suma de la longitud de todos los lados, así que hay que cerrar la figura regresando de D hasta A. Ese último lado es el que más se olvida.

Antes de calcular, revisa si algún lado tiene vértices alineados: ahí te ahorras la raíz. D(2, −3) y A(2, 2) comparten la x, así que ese lado sale con una simple resta.

Lado(x₁, y₁)(x₂, y₂)OperaciónLongitud
AB(2, 2)(−2, 3)√((2−(−2))² + (2−3)²) = √174.12 m
BC(−2, 3)(−4, −2)√((−2−(−4))² + (3−(−2))²) = √295.39 m
CD(−4, −2)(2, −3)√((−4−2)² + (−2−(−3))²) = √376.08 m
DA(2, −3)(2, 2)Alineados en x: |−3 − 2|5 m

P = 4.12 + 5.39 + 6.08 + 5 = 20.59 m

Si la barda cuesta $480 por metro lineal: 20.59 × 480 = $9,883.20. Ese es el número que la familia puede llevar a la ferretería.

Sesión 2 · Llevar a la práctica

Área, método 1: partir en triángulos

Un polígono cualquiera se puede rebanar en triángulos, y el área del triángulo ya la conoces: base por altura entre dos.

Para el polígono M(−1, 4), N(2, 1), P(−1, −2), Q(−3, 2), la diagonal MP lo parte en dos triángulos y además es vertical, lo que la vuelve una base cómoda.

b = |yM − yP| = |4 − (−2)| = 6

h₁ = |xM − xQ| = |−1 − (−3)| = 2
h₂ = |xM − xN| = |−1 − 2| = 3

AMQP = (6 · 2) / 2 = 6
AMNP = (6 · 3) / 2 = 9

Atotal = 6 + 9 = 15 u²

Arrastra los vértices. Perímetro y área se recalculan solos.

Sesión 2 · Llevar a la práctica

Área, método 2: el determinante

Partir en triángulos funciona, pero si el polígono tiene ocho lados se vuelve un martirio. Existe un atajo: acomodas las coordenadas en columna, repites el primer vértice hasta abajo y multiplicas en diagonal.

x y A x₁ y₁ B x₂ y₂ C x₃ y₃ A x₁ y₁

La última fila (en oro) es el primer vértice repetido.

↘ hacia abajo · suman ↗ hacia arriba · restan

Área = ½ · | (x₁y₂ + x₂y₃ + x₃y₁) − (x₁y₃ + x₃y₂ + x₂y₁) |

Multiplica siguiendo cada flecha: las naranjas se suman, las mentas se restan. Repetir el primer vértice hasta abajo no es un capricho: es lo que cierra el polígono. Sin esa fila te faltaría un lado.

Triángulo A(4, 2), B(−2, −3), C(3, −4)

x y A 4 2 B −2 −3 C 3 −4 A 4 2

Diagonales hacia abajo:
(4)(−3) + (−2)(−4) + (3)(2) = −12 + 8 + 6 = 2

Diagonales hacia arriba:
(4)(−4) + (3)(−3) + (−2)(2) = −16 − 9 − 4 = −29

Área = ½ |2 − (−29)| = ½ (31) = 15.5 u²

El mismo polígono MNPQ, ahora con determinante

x y M −1 4 N 2 1 P −1 −2 Q −3 2 M −1 4

Abajo: (−1)(1) + (2)(−2) + (−1)(2) + (−3)(4) = −19
Arriba: (−1)(2) + (−3)(−2) + (−1)(1) + (2)(4) = 11

Área = ½ |−19 − 11| = ½ (30) = 15 u²

Mismo resultado que con triángulos. Dos caminos distintos que llegan al mismo lugar: eso es una buena señal de que ninguno está mal.

Sesión 2 · Práctica independiente

Tu turno · 3 problemas

Los catetos están sobre los ejes: miden 6 y 8.
Hipotenusa = √(36 + 64) = √100 = 10
Perímetro = 6 + 8 + 10 = 24 u
Área = (6 · 8) / 2 = 24 u²

Coinciden en el número, pero no son lo mismo: 24 unidades de longitud contra 24 unidades cuadradas. Es coincidencia de este triángulo, no una regla.

Abajo: (1)(1) + (5)(4) + (6)(5) + (2)(1) = 1 + 20 + 30 + 2 = 53
Arriba: (1)(5) + (2)(4) + (6)(1) + (5)(1) = 5 + 8 + 6 + 5 = 24
Área = ½ |53 − 24| = 14.5 u²

Como 1 unidad = 10 m, cada unidad cuadrada vale 10 × 10 = 100 m². Entonces el terreno mide 1,450 m². Cuidado con este paso: al cambiar de escala, el área se multiplica por el cuadrado del factor, no por el factor.

Abajo: (1)(6) + (3)(10) + (5)(2) = 6 + 30 + 10 = 46
Arriba: (1)(10) + (5)(6) + (3)(2) = 10 + 30 + 6 = 46
Área = ½ |46 − 46| = 0

El área da cero porque no hay triángulo: los tres puntos son colineales. El determinante no se equivocó, te está avisando algo. De hecho, esta es la forma más rápida de comprobar si tres puntos están sobre la misma recta, y la vas a volver a usar en el Tema 3.

Sesión 2 · Activar el diálogo

Discutan en el grupo

Sesión 2 · Retroalimentar

Dónde se cae la mayoría

✗ Olvidar el último lado del perímetro

Si el polígono tiene cuatro vértices, tiene cuatro lados. Calculaste AB, BC y CD y sentiste que ya acabaste, pero falta DA para cerrar la figura. Un truco: cuenta los lados antes de calcular y ponles nombre; después tacha cada uno conforme lo resuelvas.

✓ Cuatro vértices → cuatro distancias, siempre.
✗ No repetir el primer vértice en el determinante

El arreglo del determinante necesita que el primer renglón se copie al final. Si no lo haces, te falta una diagonal en cada dirección y el área sale mal sin que nada te avise.

✓ n vértices → n + 1 renglones en el arreglo.
✗ Reportar el área en u en lugar de u²

Longitud y superficie no son la misma magnitud. Si escribes "el área es 15 u", la respuesta está incompleta aunque el número sea correcto.

✓ Perímetro en u o m; área en u² o m².

Salida rápida (3 min)

Calcula el área del triángulo (0, 0), (4, 0), (0, 3) con los dos métodos y escribe cuál te resultó más rápido y por qué.

Ambos dan 6 u².

Sesión 2 · Anclar el propósito

Quien mide el terreno pone el precio

Estas fórmulas no son un ejercicio escolar: son el corazón de oficios completos.

  • Catastro y notarías: la superficie escriturada de un predio se calcula así. Un error en un vértice cambia el valor de una herencia.
  • Agricultura de precisión: un dron delimita una parcela con GPS y calcula cuántos litros de fertilizante se necesitan.
  • Videojuegos y gráficos: todo lo que ves en pantalla está hecho de triángulos, y su área se calcula con el determinante, millones de veces por segundo.

Tu propósito

Hoy resolviste el mismo problema por dos caminos distintos y llegaste al mismo número. Esa costumbre —verificar por otra vía antes de afirmar— es lo que separa a quien entrega trabajo confiable de quien entrega trabajo que hay que revisar.

Sirve para un plano, para una cuenta y para una noticia que te llega por mensaje.

Bitácora: ¿en qué decisión reciente te habría convenido comprobar por un segundo camino?

Sesión 3 · Contextualizar

¿Dónde nos vemos?

Dos camiones de paquetería salen el mismo día: uno de San Luis Potosí, otro de Querétaro. En lugar de que cada chofer haga el viaje completo, la empresa quiere que se encuentren a la mitad del camino, intercambien remolques y cada quien regrese a su ciudad esa misma noche.

Menos horas al volante, menos hoteles, choferes que duermen en su casa. Todo depende de calcular bien un punto.

Y una versión más difícil

¿Y si no quieres la mitad exacta? Por ejemplo, que un chofer haga un tercio del camino y el otro dos tercios, porque uno arranca más tarde.

Ese es el problema de dividir un segmento en una razón dada, y es lo segundo que vemos hoy.

Sesión 3 · Llevar a la práctica

El punto medio es un promedio

El punto medio divide un segmento en dos partes iguales. Su coordenada x es el promedio de las abscisas y su coordenada y es el promedio de las ordenadas. Nada más.

P(x, y) = ( (x₁ + x₂) / 2 , (y₁ + y₂) / 2 )

Cada unidad es un kilómetro medido desde un punto de referencia. No importa cuál sea ese punto: la fórmula del punto medio funciona igual, porque solo usa las coordenadas que ya tienes.

(x₁, y₁) = (−400, 200)    (x₂, y₂) = (100, −300)

x = (−400 + 100) / 2 = −300 / 2 = −150
y = (200 + (−300)) / 2 = −100 / 2 = −50

Pm = (−150, −50)

Ahí se encuentran los camiones. Y una ventaja práctica de esta fórmula: puedes comprobarla a ojo en la gráfica. Si el punto que calculaste no cae visiblemente entre los dos extremos, algo salió mal en la aritmética.

Sesión 3 · Llevar a la práctica

Antes de la fórmula: ¿qué es una razón?

Una razón es una comparación entre dos cantidades hecha con una división. Al decir "tres de agua por uno de concentrado" ya diste una razón: 3 a 1, que se escribe 3:1 o 3/1. Ya las usas a diario:

  • Agua de limón: 3 vasos de agua por 1 de concentrado → 3:1.
  • Pantalla 16:9: el ancho comparado con el alto.
  • Mapa 1:50 000: un centímetro de papel por 50 000 del mundo real.

Aquí las dos cantidades que comparamos son los dos pedazos en que un punto P parte el segmento AB: cuánto mide AP contra cuánto mide PB.

r = AP / PB

La idea que hay que traer siempre

Una razón compara un pedazo contra el otro pedazo, nunca contra el total. En 3:1 hay cuatro partes: el agua es 3 de 4, no 3 de 3. Por eso r = 1/2 significa "el primer pedazo mide la mitad de lo que mide el segundo", y no "la mitad del camino".

Reparte el camino SLP → Querétaro (707 km) en partes iguales y decide cuántas le toca conducir a cada chofer.

partes de A a P 1
partes de P a B 1

El punto medio aparece solo cuando las dos cantidades son iguales.

Sesión 3 · Llevar a la práctica

Del punto medio a la razón, en tres pasos

La fórmula de la razón no es una fórmula nueva que haya que memorizar aparte: es la del punto medio con una sola palabra cambiada. Vamos a construirla, para que no haya que creérsela.

Para ir de A a B avanzas x₂ − x₁ en x. El punto medio es avanzar la mitad de ese avance y parar ahí:

x = x₁ + ½(x₂ − x₁)

Desarrolla y aparece la fórmula de siempre:

x₁ + x₂/2 − x₁/2 = (x₁ + x₂)/2

Mismo resultado, otra manera de leerlo: arranca en A y avanza una fracción del camino. Esa lectura es la que nos va a llevar a la razón.

Si en lugar de ½ avanzas una fracción cualquiera t del camino:

x = x₁ + t(x₂ − x₁)
y = y₁ + t(y₂ − y₁)

Con t = 0 te quedas en A, con t = 1 llegas a B y con t = ½ caes en el punto medio. Esta es, literalmente, la fórmula con la que un editor de video calcula los cuadros intermedios de una animación.

El problema no te da t: te da r = AP/PB = a/b. Si AP mide a partes y PB mide b partes, el camino completo tiene a + b partes y tú avanzaste a de ellas:

t = a / (a + b) = r / (1 + r)

Sustituye ese t en el paso 2 y saca denominador común:

x = x₁ + [r/(1+r)]·(x₂ − x₁)
   = [x₁(1+r) + r·x₂ − r·x₁] / (1+r)
   = (x₁ + r·x₂) / (1 + r)

Ahí está, sin magia. Y el 1 + r del denominador no es un adorno: es el total de partes del camino, contado en tamaños de b.

Tabla de traducción, para tenerla a la vista mientras resuelves. Los errores de este subtema son casi siempre errores de esta tabla, no de aritmética.

ra : bPartest¿Dónde cae P?
00 : 1—0en A
1/31 : 341/4a ¼ de A
1/21 : 231/3a ⅓ de A
11 : 121/2punto medio
22 : 132/3a ⅔ de A
33 : 143/4a ¾ de A
r → ∞——casi 1pegado a B

Dos números que no son el mismo

r compara pedazo contra pedazo (AP contra PB). t compara un pedazo contra el total (AP contra AB). Confundirlos es el error número uno del subtema.

r = 1/2 → t = 1/3  ·  r = 1 → t = 1/2

Sesión 3 · Práctica guiada

La razón, en tres problemas reales

Cómo detectar la r en un enunciado

El paso difícil no es sustituir: es leer. Traduce primero, calcula después.

Si el problema dice…entonces
"a la mitad del camino"r = 1
"al doble de lejos de A que de B"r = 2
"tres veces más cerca de A"r = 1/3
"en la razón 2 a 3, desde A"r = 2/3
"a un tercio del camino desde A"t = 1/3 → r = 1/2

Cuando el enunciado te da la fracción del camino t, conviértela con r = t / (1 − t).

El chofer de SLP(−400, 200) arranca tres horas más tarde, así que le toca conducir una parte del camino y al de Qro(100, −300) las otras dos. ¿Dónde intercambian remolques?

AP = 1 parte, PB = 2 partes → r = 1/2 → 3 partes → t = 1/3

x = (−400 + (1/2)(100)) / (3/2) = (−350)(2/3) = −233.33
y = (200 + (1/2)(−300)) / (3/2) = (50)(2/3) = 33.33

P = (−233.33, 33.33)

Comprobación con la fórmula de distancia de la sesión 1: AP = 235.7 km y PB = 471.4 km, y 235.7 / 471.4 = 0.5 ✓. El camino completo mide 707.1 km, así que el primer chofer hace un tercio de él.

En un videojuego un personaje va de A(2, 1) a B(10, 7) en 4 cuadros de animación. ¿Dónde está en cada cuadro? Aquí el enunciado te da t, no r, así que primero se traduce.

Cuadro 1: t = 1/4 → r = (1/4)/(3/4) = 1/3
x = (2 + (1/3)(10)) / (4/3) = (16/3)(3/4) = 4
y = (1 + (1/3)(7)) / (4/3) = (10/3)(3/4) = 2.5

Cuadro 2: t = 1/2 → r = 1 → (6, 4) ← el punto medio
Cuadro 3: t = 3/4 → r = 3 → (8, 5.5)

Mira la secuencia de r: 1/3, 1, 3. Avanza a pasos iguales por el camino, pero r no crece a pasos iguales: se dispara conforme P se acerca a B, porque el pedazo PB se va haciendo diminuto y está en el denominador.

Una tubería recta va del pozo A(2, 3) al tanque B(14, 9), en kilómetros. Por reglamento la válvula debe quedar al triple de lejos del pozo que del tanque. ¿En qué coordenadas se instala?

AP = 3·PB → r = 3 = 3/1 → 4 partes → t = 3/4

x = (2 + 3(14)) / (1 + 3) = 44/4 = 11
y = (3 + 3(9)) / 4 = 30/4 = 7.5

P = (11, 7.5)

Comprobación por avances: de A a P avanzas (9, 4.5); de P a B avanzas (3, 1.5). El primero es exactamente el triple del segundo ✓. Ese truco de comparar avances te sirve para revisar cualquier problema de razón sin volver a sacar raíces.

Sesión 3 · Llevar a la práctica

Cuando el reparto no es mitad y mitad

Cualquier punto P dentro del segmento AB lo parte en dos pedazos que no tienen que ser iguales. Comparamos sus longitudes con la razón:

r = AP / PB

Si r = a/b, el segmento queda dividido en a + b partes. Las coordenadas de P son:

P(x, y) = ( (x₁ + r·x₂) / (1 + r) , (y₁ + r·y₂) / (1 + r) )

Cuando r = 1, los dos pedazos miden lo mismo y la fórmula se convierte exactamente en la del punto medio. Compruébalo sustituyendo r = 1: te queda (x₁ + x₂)/2.

Mueve el deslizador y lee las cuatro cosas a la vez: la razón como a : b, en cuántas partes queda el camino, la fracción t que avanzaste y las longitudes reales de los dos pedazos. Las marquitas sobre el segmento son esas partes iguales, para que las puedas contar.

Sesión 3 · Práctica guiada

Ejemplo completo con r = 1/2

Divide el segmento AB en la razón r = 1/2, donde A(−1, 4) y B(2, 1).

r = a/b = 1/2 → a = 1, b = 2 → a + b = 3 partes

Entonces AP mide un tercio del segmento y PB mide dos tercios. Ojo con esto: r = 1/2 no significa "a la mitad". Significa que el primer pedazo es la mitad de largo que el segundo. Si quisieras la mitad exacta, r valdría 1.

x = (−1 + (1/2)(2)) / (1 + 1/2) = (−1 + 1) / (3/2) = 0 / (3/2) = 0
y = (4 + (1/2)(1)) / (1 + 1/2) = (4.5) / (1.5) = 3

P = (0, 3)

Verifica en la gráfica del interactivo: pon r en 0.5 y observa que P queda pegado a A, no en medio. La distancia de A a P es la mitad de la distancia de P a B.

Sesión 3 · Práctica independiente

Tu turno · 3 problemas

x = (−7 + 5) / 2 = −2 / 2 = −1
y = (3 + (−9)) / 2 = −6 / 2 = −3
Pm = (−1, −3)

Aquí la fórmula se usa al revés. Si 6 es el promedio de 2 y x₂, entonces (2 + x₂)/2 = 6.

2 + x₂ = 12 → x₂ = 10
−5 + y₂ = 2 → y₂ = 7
B = (10, 7)

Comprueba: el punto medio de (2, −5) y (10, 7) es ((2+10)/2, (−5+7)/2) = (6, 1). ✓ Una manera intuitiva de verlo: de A a M avanzaste 4 en x y 6 en y; para llegar a B repites exactamente ese avance.

1 + r = 1 + 2/3 = 5/3

x = (−2 + (2/3)(8)) / (5/3) = (−2 + 16/3) / (5/3) = (10/3) / (5/3) = 2
y = (1 + (2/3)(6)) / (5/3) = (1 + 4) / (5/3) = 5 · (3/5) = 3

P = (2, 3)

Verificación: de A(−2, 1) a P(2, 3) avanzas (4, 2). De P a B(8, 6) avanzas (6, 3). La razón entre esos avances es 4/6 = 2/3. ✓

Sesión 3 · Activar el diálogo

Discutan en el grupo

Sesión 3 · Retroalimentar

Dónde se cae la mayoría

✗ Leer r = 1/2 como "el punto medio"

Es el error número uno de este tema. r = 1/2 divide el segmento en 3 partes, y P queda a un tercio de A. El punto medio corresponde a r = 1, porque ahí los dos pedazos miden lo mismo. Antes de sustituir, pregúntate: ¿en cuántas partes queda dividido? (a + b, no b).

✓ Punto medio ⟺ r = 1 ⟺ AP = PB.

Casi siempre este error es confundir r (pedazo contra pedazo) con t (pedazo contra el total). Si el enunciado te habla de "un tercio del camino", eso es t, no r: conviértelo con r = t / (1 − t) antes de sustituir.

✗ Intercambiar A y B sin darse cuenta

En la razón el orden sí importa: AP/PB no es lo mismo que BP/PA. Si cambias cuál punto es (x₁, y₁), obtienes otro punto P, igual de válido pero para otra pregunta. Marca A y B en tu dibujo antes de escribir la fórmula.

✓ (x₁, y₁) es siempre el punto desde donde se mide.
✗ Restar en lugar de sumar en el punto medio

El punto medio es un promedio, y un promedio se suma y se divide. Si restas, obtienes la diferencia entre las coordenadas, que es otra cosa: eso es un cateto, no una posición.

✓ Suma y divide entre 2. Si el resultado no cae entre los dos puntos en tu dibujo, revísalo.

Salida rápida (3 min)

Encuentra el punto medio de (−3, 8) y (9, −2), y después el punto que divide ese segmento en razón r = 2.

Punto medio (3, 3); con r = 2: (5, 4/3) ≈ (5, 1.33).

Sesión 3 · Anclar el propósito

Repartir es una decisión, no solo una cuenta

La fórmula de hoy responde una pregunta que aparece en todos lados: ¿dónde ponemos el punto de encuentro?

  • Dónde instalar una clínica para que quede accesible a dos comunidades.
  • Cómo repartir el costo de un viaje entre quienes recorrieron distancias distintas.
  • Cómo un editor de video calcula los cuadros intermedios entre dos posiciones de un objeto: exactamente esta fórmula, con r moviéndose de 0 a 1.

Tu propósito

Fíjate en algo: el punto medio es justo solo si las dos partes empiezan en igualdad de condiciones. Si un chofer sale tres horas más tarde, "la mitad del camino" ya no es lo equitativo, y por eso existe la razón r.

Repartir bien exige dos cosas: saber calcular, y saber qué reparto es el correcto. La primera te la enseña esta clase. La segunda te toca a ti decidirla.

Bitácora: describe un reparto que fue "igual para todos" pero no fue justo.

Cierre del Tema 1

Checkpoint

Antes de pasar al Tema 2, asegúrate de poder hacer esto sin consultar apuntes:

  • Ubicar un punto en el plano e identificar su cuadrante por los signos.
  • Calcular la distancia entre dos puntos cualesquiera.
  • Obtener el perímetro de un polígono a partir de sus vértices.
  • Calcular el área por descomposición en triángulos y por determinante.
  • Encontrar el punto medio de un segmento.
  • Dividir un segmento en una razón dada.

La pregunta que se queda abierta

¿Cómo crees que se aplica el plano cartesiano en las pantallas táctiles que usas todos los días?

Tráela pensada. Con ella arranca el Tema 2, donde le vamos a poner una pendiente a la recta que hoy solo medimos.

Referencias del tema: Baldor, A. (2019). Geometría y trigonometría, 4ª ed. · Cuéllar, J. (2019). Matemáticas 3, 5ª ed. · Ruiz, J. (2018). Matemáticas 3: Geometría analítica básica, 4ª ed.