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Secundaria 5° · Matemáticas
Geometría analítica · Geometría analítica

Punto medio de un segmento

Te conviene dominar: Ecuaciones de primer grado (2.° de secundaria)
Te conviene dominar: Operaciones con números enteros (2.° de secundaria)

Dos amigos, Valentina y Mateo, quieren encontrarse justo a mitad de camino entre sus casas, en el Prado de La Paz. Si ubicas las dos casas en un plano con coordenadas, ¿cómo encuentras ese punto sin medir nada? Es el punto medio del segmento que une las casas, y se calcula con una cuenta muy simple.

La fórmula del punto medio

Esto tiene sentido: para estar a mitad de camino en horizontal, $x$ tiene que quedar justo en el medio de $a_1$ y $b_1$; lo mismo pasa con $y$. Y el punto del medio entre dos números es su media.

Segmento AB en el plano cartesiano con sus extremos y su punto medio M. A(2, 4) B(6, 10) M(4, 7)
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Calcula las coordenadas del punto medio del segmento cuyos extremos son los puntos $A(2, 4)$ y $B(6, 10)$.

Calcula las coordenadas del punto medio del segmento cuyos extremos son los puntos $A(2, 4)$ y $B(6, 10)$.

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Calcula el punto medio del segmento que une los puntos $C\left(\frac{1}{2}, 3\right)$ y $D\left(\frac{3}{2}, -1\right)$.

Calcula el punto medio del segmento que une los puntos $C\left(\frac{1}{2}, 3\right)$ y $D\left(\frac{3}{2}, -1\right)$.

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Dos antenas de telefonía están situadas en las coordenadas $T_1(4,5; 8,2)$ y $T_2(-1,5; 3,4)$ en un plano topográfico a escala. Se quiere instalar un repetidor…

Dos antenas de telefonía están situadas en las coordenadas $T_1(4,5; 8,2)$ y $T_2(-1,5; 3,4)$ en un plano topográfico a escala. Se quiere instalar un repetidor exactamente en el punto medio entre ambas. Calcula las coordenadas exactas donde debe situarse el repetidor.

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Usos del punto medio: comprobar, centro y simetría

Con la fórmula también puedes comprobar si un punto es el punto medio de un segmento: calculas el punto medio y lo comparas con el dado.

Otro uso: si $PQ$ es un diámetro de una circunferencia, su punto medio es el centro, y la mitad de la distancia $PQ$ es el radio.

Y si $M$ es el punto medio de $AB$, se dice que $B$ es el simétrico de $A$ respecto de $M$.

Practica★☆☆Sin empezar
Comprueba analíticamente si el punto $M(-1, 2)$ es el punto medio del segmento de extremos $E(-4, 5)$ y $F(2, -1)$.

Comprueba analíticamente si el punto $M(-1, 2)$ es el punto medio del segmento de extremos $E(-4, 5)$ y $F(2, -1)$.

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Dado el segmento de extremos $G(-3, 7)$ y $H(-3, -1)$, halla su punto medio e indica sobre qué eje o recta paralela a los ejes se encuentra dicho segmento.

Dado el segmento de extremos $G(-3, 7)$ y $H(-3, -1)$, halla su punto medio e indica sobre qué eje o recta paralela a los ejes se encuentra dicho segmento.

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Los extremos de un diámetro de una circunferencia son los puntos $P(-3, 5)$ y $Q(7, -1)$. Calcula las coordenadas del centro de la circunferencia y la medida de su radio.

Los extremos de un diámetro de una circunferencia son los puntos $P(-3, 5)$ y $Q(7, -1)$. Calcula las coordenadas del centro de la circunferencia y la medida de su radio.

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Hallar el extremo que falta

Si conoces un extremo $A$ y el punto medio $M$, puedes despejar el otro extremo. Como $M$ es la media de $A$ y $B$, en cada coordenada $m = \dfrac{a+b}{2}$, y despejando $b$:

$$B = 2M - A$$ Esquema en línea recta con el extremo A, el punto medio M y el extremo desconocido B, con dos mitades iguales. A M B = 2M − A

Cuando hay incógnitas en las coordenadas (por ejemplo $A(-2, 5)$, $B(6, b)$ y $M(a, 3)$), se plantea una ecuación por cada coordenada: $a = \dfrac{-2+6}{2}$ y $3 = \dfrac{5+b}{2}$. Son ecuaciones de primer grado.

Si un extremo está sobre un eje, una de sus coordenadas es $0$: sobre el eje $x$ es $(a, 0)$ y sobre el eje $y$ es $(0, b)$.

Practica★☆☆Sin empezar
El punto medio del segmento $AB$ es $M(3, 5)$. Si el extremo $A$ tiene por coordenadas $(1, 2)$, halla las coordenadas del extremo $B$.

El punto medio del segmento $AB$ es $M(3, 5)$. Si el extremo $A$ tiene por coordenadas $(1, 2)$, halla las coordenadas del extremo $B$.

X Y A(1, 2) M(3, 5) B(?, ?)
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Halla el punto simétrico de $A(5, -3)$ respecto del origen de coordenadas $O(0,0)$.

Halla el punto simétrico de $A(5, -3)$ respecto del origen de coordenadas $O(0,0)$.

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Un rayo láser incide en una lente situada en el punto $L(2, 5)$. Si el punto de origen del láser es $O(-3, 1)$ y la lente actúa como punto de simetría central, calcula…

Un rayo láser incide en una lente situada en el punto $L(2, 5)$. Si el punto de origen del láser es $O(-3, 1)$ y la lente actúa como punto de simetría central, calcula las coordenadas del punto $P$ donde impactará el láser tras atravesar la lente asumiendo que mantiene su trayectoria recta.

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El segmento $AB$ tiene su punto medio en $M(4, 3)$. Sabiendo que el extremo $A$ se encuentra sobre el eje de abscisas (eje X) y el extremo $B$ se encuentra sobre el eje…

El segmento $AB$ tiene su punto medio en $M(4, 3)$. Sabiendo que el extremo $A$ se encuentra sobre el eje de abscisas (eje X) y el extremo $B$ se encuentra sobre el eje de ordenadas (eje Y), plantea las ecuaciones correspondientes y determina las coordenadas exactas de $A$ y de $B$.

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Con parámetros y con expresiones

A veces las coordenadas dependen de una letra. El procedimiento no cambia: se aplica la fórmula y se iguala a la condición del problema.

Para demostrar algo con letras (por ejemplo que el punto medio de $A(a, b)$ y $B(b, a)$ está en la recta $y = x$) se calcula $M$ y se verifica que sus dos coordenadas son iguales: $M = \left(\frac{a+b}{2}, \frac{b+a}{2}\right)$.

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El punto medio del segmento $AB$ es $M(a, 3)$. Si conocemos las coordenadas de los extremos $A(-2, 5)$ y $B(6, b)$, plantea las ecuaciones correspondientes y calcula los…

El punto medio del segmento $AB$ es $M(a, 3)$. Si conocemos las coordenadas de los extremos $A(-2, 5)$ y $B(6, b)$, plantea las ecuaciones correspondientes y calcula los valores de los parámetros $a$ y $b$.

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El diseño de un puente atirantado sitúa los anclajes de un cable en los puntos $A(2k, -4)$ y $B(6, k+2)$, siendo $k$ un parámetro desconocido. El punto medio del cable…

El diseño de un puente atirantado sitúa los anclajes de un cable en los puntos $A(2k, -4)$ y $B(6, k+2)$, siendo $k$ un parámetro desconocido. El punto medio del cable debe apoyarse sobre un pilar vertical situado exactamente sobre el eje de abscisas (es decir, su ordenada es $y=0$). Calcula el valor de $k$ y las coordenadas exactas del punto de apoyo.

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Dos masas puntuales iguales se desplazan de tal forma que en un instante $t$ (en segundos) se encuentran en las posiciones $A(t, 2t-1)$ y $B(3t+2, -t+5)$. Encuentra la…

Dos masas puntuales iguales se desplazan de tal forma que en un instante $t$ (en segundos) se encuentran en las posiciones $A(t, 2t-1)$ y $B(3t+2, -t+5)$. Encuentra la expresión de las coordenadas del centro de masas (punto medio $M$) en función del tiempo. ¿En qué instante $t$ el centro de masas cruza el eje de ordenadas ($x=0$)?

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Un segmento en el plano cartesiano tiene por extremos los puntos genéricos $A(a, b)$ y $B(b, a)$, con $a \neq b$. Demuestra algebraicamente que el punto medio de dicho…

Un segmento en el plano cartesiano tiene por extremos los puntos genéricos $A(a, b)$ y $B(b, a)$, con $a \neq b$. Demuestra algebraicamente que el punto medio de dicho segmento siempre pertenece a la recta bisectriz del primer y tercer cuadrante (cuya ecuación es $y = x$), independientemente de los valores numéricos que tomen $a$ y $b$.

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Diagonales de un paralelogramo

Paralelogramo ABCD con sus diagonales discontinuas cortándose en su punto medio común. A B C D
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Comprueba si el cuadrilátero de vértices $A(-1, 2)$, $B(3, 4)$, $C(4, 0)$ y $D(0, -2)$ es un paralelogramo. Para ello, calcula los puntos medios de sus dos diagonales y…

Comprueba si el cuadrilátero de vértices $A(-1, 2)$, $B(3, 4)$, $C(4, 0)$ y $D(0, -2)$ es un paralelogramo. Para ello, calcula los puntos medios de sus dos diagonales y verifica si coinciden.

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Tres vértices consecutivos de una parcela topográfica con forma de paralelogramo son $A(-3, -1)$, $B(2, -2)$ y $C(5, 2)$. Utilizando la propiedad geométrica de que las…

Tres vértices consecutivos de una parcela topográfica con forma de paralelogramo son $A(-3, -1)$, $B(2, -2)$ y $C(5, 2)$. Utilizando la propiedad geométrica de que las diagonales de un paralelogramo se cortan en su punto medio, calcula las coordenadas del cuarto vértice $D$.

M A B C D(?, ?)
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Medianas de un triángulo

Una mediana de un triángulo es el segmento que une un vértice con el punto medio del lado opuesto. Para su longitud se usa la fórmula de la distancia entre dos puntos, $d = \sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$.

Triángulo ABC con la mediana desde A hasta el punto medio M del lado BC. A B C M
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Dado el triángulo de vértices $A(-2, 1)$, $B(4, 5)$ y $C(2, -3)$, halla las coordenadas del punto medio del lado $BC$ y, a continuación, calcula la longitud de la…

Dado el triángulo de vértices $A(-2, 1)$, $B(4, 5)$ y $C(2, -3)$, halla las coordenadas del punto medio del lado $BC$ y, a continuación, calcula la longitud de la mediana que parte del vértice $A$.

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Dado el triángulo de vértices $A(0, 0)$, $B(4, 0)$ y $C(2, 6)$, calcula los puntos medios de sus tres lados ($M_1$, $M_2$, $M_3$). A continuación, demuestra…

Dado el triángulo de vértices $A(0, 0)$, $B(4, 0)$ y $C(2, 6)$, calcula los puntos medios de sus tres lados ($M_1$, $M_2$, $M_3$). A continuación, demuestra analíticamente calculando las distancias que el perímetro del triángulo formado por los puntos medios es exactamente la mitad del perímetro del triángulo original.

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Dividir un segmento en partes iguales

Con puntos medios sucesivos puedes repartir un segmento en $4$, $8$... partes iguales: el punto medio de $A$ y $B$ da la mitad; los puntos medios de cada mitad dan los cuartos, y así sigue.

El punto medio es el caso más sencillo de dividir un segmento en una razón dada: es la razón $1:1$. Para otras razones (por ejemplo $1:2$ o $2:3$) mira el apartado «Operaciones con vectores» (GEOANA-OPS), donde se divide un segmento en una razón cualquiera.

Segmento dividido en cuatro partes iguales con puntos a un cuarto, la mitad y tres cuartos. A M B ¼ ¾

El mismo método sirve para movimientos en etapas: si una pieza va de $P_1$ a $P_2$ y pausa en el punto medio $M_1$, y luego va de $M_1$ a $P_3$ y pausa en $M_2$, calculas dos puntos medios seguidos.

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En un programa de diseño por computadora, se traza un segmento desde $P_1(-4, -2)$ hasta $P_2(8, 6)$. El diseñador necesita colocar tres puntos en el segmento que lo…

En un programa de diseño por computadora, se traza un segmento desde $P_1(-4, -2)$ hasta $P_2(8, 6)$. El diseñador necesita colocar tres puntos en el segmento que lo dividan en cuatro partes exactamente iguales. Calcula las coordenadas del punto central de esos tres puntos de división.

P₁ P₂ M

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Un brazo robótico mueve una pieza en línea recta desde el punto $P_1(-8, 4)$ hasta $P_2(2, -6)$, y hace una pausa en el punto medio $M_1$. Luego, mueve la pieza desde…

Un brazo robótico mueve una pieza en línea recta desde el punto $P_1(-8, 4)$ hasta $P_2(2, -6)$, y hace una pausa en el punto medio $M_1$. Luego, mueve la pieza desde $M_1$ hasta $P_3(10, 8)$, haciendo una nueva pausa en el punto medio $M_2$ del segmento $M_1 P_3$. Calcula las coordenadas exactas de $M_2$.

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Se desea dividir el segmento de extremos $A(-5, 1)$ y $B(7, 9)$ en cuatro partes de igual longitud utilizando exclusivamente el cálculo de puntos medios. Detalla el…

Se desea dividir el segmento de extremos $A(-5, 1)$ y $B(7, 9)$ en cuatro partes de igual longitud utilizando exclusivamente el cálculo de puntos medios. Detalla el proceso y calcula las coordenadas de los tres puntos que dividen dicho segmento.

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Vectores y baricentro

El vector $\overrightarrow{AB}$ tiene por componentes $(b_1-a_1,\ b_2-a_2)$: lo que hay que avanzar en $x$ y en $y$ para ir de $A$ a $B$. Dos vectores son iguales si tienen las mismas componentes. En un paralelogramo $ABCD$ se cumple $\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{DC}$, otra forma de hallar el cuarto vértice.

El baricentro $G$ de un triángulo es el punto de las medianas que está a dos tercios del vértice, es decir $\overrightarrow{AG} = 2\cdot\overrightarrow{GM}$. Despejando, $G = \dfrac{A + 2M}{3}$.

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Se conocen tres vértices consecutivos de una parcela con forma de paralelogramo $ABCD$: $A(-2, 1)$, $B(4, 3)$ y $C(6, 9)$. Para hallar las coordenadas del cuarto vértice…

Se conocen tres vértices consecutivos de una parcela con forma de paralelogramo $ABCD$: $A(-2, 1)$, $B(4, 3)$ y $C(6, 9)$. Para hallar las coordenadas del cuarto vértice $D$, dos delineantes proponen caminos distintos:

  • Método 1: Usar la equipolencia de vectores igualando las componentes de $\vec{AB}$ y $\vec{DC}$.

  • Método 2: Calcular el punto medio de la diagonal conocida $AC$ y utilizar que debe coincidir con el punto medio de la otra diagonal, $BD$.

  1. a) Desarrolla por completo ambos métodos y comprueba que conducen al mismo resultado numérico para $D$.
  2. b) Si el plano topográfico requiriese además hallar el centro de simetría de la parcela (el punto central donde se cruzan los vallados diagonales), compara la eficiencia de ambos métodos y justifica cuál de ellos ahorra operaciones.
  3. c) Si no se especificara que los vértices $A$, $B$ y $C$ están en orden alfabético consecutivo, razona cuántos paralelogramos distintos podrían construirse con esos tres mismos puntos como vértices.
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En un triángulo de vértices $A(-1, 3)$, $B(5, 7)$ y $C(3, -1)$: a) Calcula las coordenadas del punto medio $M$ del lado $BC$ y obtén las componentes del vector que va…

En un triángulo de vértices $A(-1, 3)$, $B(5, 7)$ y $C(3, -1)$:

  1. a) Calcula las coordenadas del punto medio $M$ del lado $BC$ y obtén las componentes del vector que va desde el vértice $A$ hasta dicho punto medio (segmento que define la mediana del triángulo).
  2. b) El baricentro $G$ de un triángulo es el punto que se encuentra sobre cada mediana a dos tercios de la distancia desde el vértice correspondiente al lado opuesto, cumpliendo la relación vectorial $\vec{AG} = 2\cdot \vec{GM}$. Calcula las coordenadas exactas de $G$ para este triángulo y demuestra algebraicamente que dichas coordenadas coinciden con la media aritmética de las coordenadas de sus tres vértices: $\left(\frac{x_A+x_B+x_C}{3},\ \frac{y_A+y_B+y_C}{3}\right)$.
  3. c) Si completamos un paralelogramo que tenga como lados contiguos los segmentos $AB$ y $AC$, razona sin necesidad de calcular distancias si el baricentro $G$ puede coincidir con el punto de intersección de las diagonales de dicho paralelogramo.
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Resumen

Vuelve al principio: el punto de encuentro de Valentina y Mateo es la media de las coordenadas de sus casas.

Ver todos los ejercicios de este apartado