Volver a la portadaMatemáticas · 2.° de Bachillerato General Unificado · Cambiar asignatura
Empezar gratis
2° BGU · Matemáticas
Vectores y geometría · Rectas en el plano

Ángulo entre dos rectas. Paralelismo y perpendicularidad

Te conviene dominar: Ecuación punto-pendiente de la recta (1.° de Bachillerato General Unificado (BGU))
Te conviene dominar: Paralelismo y perpendicularidad de rectas (1.° de Bachillerato General Unificado (BGU))

Valentina diseña en la computadora el plano de una plaza en Cuenca: dos diagonales se cruzan en el centro y quiere saber qué ángulo forman, sin usar transportador. ¿Se puede calcular ese ángulo solo con las ecuaciones de las rectas? Sí: alcanza con las pendientes o con los vectores directores. Al final de la página volvemos a esta pregunta.

El ángulo entre dos rectas

El porqué de la primera fórmula: cada recta forma con el eje $x$ un ángulo $\theta_1$ y $\theta_2$ tales que $m_1=\tan\theta_1$ y $m_2=\tan\theta_2$. El ángulo entre las rectas es la diferencia $\theta_1-\theta_2$, y la tangente de una diferencia es $\dfrac{\tan\theta_1-\tan\theta_2}{1+\tan\theta_1\tan\theta_2}$.

Caso particular: el ángulo que forma una recta con la dirección positiva del eje de abscisas es su ángulo de inclinación $\theta$, con $\tan\theta = m$. Por ejemplo, si $m=\sqrt{2}$ entonces $\tan\theta=\sqrt{2}$ y $\theta\approx 54{,}7^\circ$.

Dos rectas secantes r y s que se cortan en el origen; el arco marca el ángulo agudo alfa comprendido entre ambas. α r s
Practica★☆☆Sin empezar
Calcula el ángulo que forman las rectas dadas por sus ecuaciones explícitas $y = 2x + 1$ e $y = -3x + 4$.

Calcula el ángulo que forman las rectas dadas por sus ecuaciones explícitas $y = 2x + 1$ e $y = -3x + 4$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Calcula el ángulo agudo que forman las rectas $r: 2x - y + 4 = 0$ y $s: 3x + y - 1 = 0$.

Calcula el ángulo agudo que forman las rectas $r: 2x - y + 4 = 0$ y $s: 3x + y - 1 = 0$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Determina el ángulo que forma la recta $\sqrt{3}x - y + 2 = 0$ con la dirección positiva del eje de abscisas.

Determina el ángulo que forma la recta $\sqrt{3}x - y + 2 = 0$ con la dirección positiva del eje de abscisas.

Resolver

Rectas paralelas

Practica★☆☆Sin empezar
Determina la ecuación general de la recta paralela a $y = 3x - 5$ que pasa por el punto $P(2, -1)$.

Determina la ecuación general de la recta paralela a $y = 3x - 5$ que pasa por el punto $P(2, -1)$.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Dadas las rectas $r: kx - 2y + 5 = 0$ y $s: 3x + 4y - 1 = 0$, halla el valor del parámetro $k$ para que ambas rectas sean paralelas.

Dadas las rectas $r: kx - 2y + 5 = 0$ y $s: 3x + 4y - 1 = 0$, halla el valor del parámetro $k$ para que ambas rectas sean paralelas.

Resolver

Rectas perpendiculares

Dos rectas perpendiculares en el plano cartesiano que se cortan formando un ángulo recto.
Practica★☆☆Sin empezar
Halla la ecuación de la recta perpendicular a $x + 4y - 7 = 0$ que pasa por el origen de coordenadas. Expresa el resultado en forma explícita.

Halla la ecuación de la recta perpendicular a $x + 4y - 7 = 0$ que pasa por el origen de coordenadas. Expresa el resultado en forma explícita.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Encuentra el valor de $m$ para que las rectas $r: 5x + 2y = 0$ y $s: mx - 5y + 3 = 0$ sean perpendiculares.

Encuentra el valor de $m$ para que las rectas $r: 5x + 2y = 0$ y $s: mx - 5y + 3 = 0$ sean perpendiculares.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Indica cuáles de las siguientes rectas son paralelas y cuáles perpendiculares entre sí: $r_1: 2x - 3y + 1 = 0$ $r_2: 6x + 4y - 5 = 0$ $r_3: -4x + 6y + 7 = 0$

Indica cuáles de las siguientes rectas son paralelas y cuáles perpendiculares entre sí:

  • $r_1: 2x - 3y + 1 = 0$

  • $r_2: 6x + 4y - 5 = 0$

  • $r_3: -4x + 6y + 7 = 0$

Resolver

Rectas con un parámetro

Cuando una recta depende de un parámetro, el paralelismo o la perpendicularidad dan una ecuación para ese parámetro. Si se fija un ángulo, se aplica la fórmula de la tangente.

Practica★★☆Sin empezar
Calcula los valores del parámetro $k$ para que la recta $kx + y - 2 = 0$ forme un ángulo de $45^\circ$ con la recta de ecuación $x - 2y + 1 = 0$.

Calcula los valores del parámetro $k$ para que la recta $kx + y - 2 = 0$ forme un ángulo de $45^\circ$ con la recta de ecuación $x - 2y + 1 = 0$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dos aviones siguen trayectorias rectilíneas en la pantalla de un radar dadas por las ecuaciones $r: x - 3y + 2 = 0$ y $s: 2x + ky - 5 = 0$. Determina el valor (o…

Dos aviones siguen trayectorias rectilíneas en la pantalla de un radar dadas por las ecuaciones $r: x - 3y + 2 = 0$ y $s: 2x + ky - 5 = 0$. Determina el valor (o valores) de $k$ para que sus rutas se crucen formando un ángulo exacto de $60^\circ$.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dos brazos robóticos en una fábrica se desplazan sobre raíles rectilíneos. El primero sigue la recta $r: 3x + 4y - 12 = 0$ y el segundo la recta $s: ax + 8y - 5 = 0$. 1.…

Dos brazos robóticos en una fábrica se desplazan sobre raíles rectilíneos. El primero sigue la recta $r: 3x + 4y - 12 = 0$ y el segundo la recta $s: ax + 8y - 5 = 0$.

  1. Determina $a$ para que los raíles sean paralelos.

  2. Halla la ecuación de un tercer raíl transversal que sea perpendicular a ambos y que cruce al raíl $r$ exactamente en su punto de corte con el eje de ordenadas.

Resolver

Aplicaciones: alturas y estructuras

La perpendicularidad aparece cada vez que algo tiene que «caer en ángulo recto»: la altura de un triángulo, una viga que refuerza una estructura.

Si la recta debe pasar por el punto de corte de otras dos, primero resuelves el sistema de esas dos ecuaciones. Por ejemplo, $x - y = 0$ y $x + y - 4 = 0$ se cortan en $(2, 2)$: sumas las ecuaciones, $2x = 4$, y luego $y = x$.

Triángulo con la altura trazada desde el vértice superior perpendicularmente a la base. A B C altura
Practica★★☆Sin empezar
En el diseño de un parque, una nueva avenida debe ser perpendicular a la calle principal definida por la ecuación $3x - 4y + 10 = 0$. Además, esta avenida debe pasar por…

En el diseño de un parque, una nueva avenida debe ser perpendicular a la calle principal definida por la ecuación $3x - 4y + 10 = 0$. Además, esta avenida debe pasar por el punto de intersección de las calles secundarias $x + y - 2 = 0$ y $2x - y - 4 = 0$. Obtén la ecuación general de la nueva avenida.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
En el plano de una estructura metálica, una viga de soporte principal se asienta sobre la recta que pasa por los nudos $P(-2, 4)$ y $Q(4, 1)$. Se necesita soldar una…

En el plano de una estructura metálica, una viga de soporte principal se asienta sobre la recta que pasa por los nudos $P(-2, 4)$ y $Q(4, 1)$. Se necesita soldar una segunda viga perpendicular a la primera exactamente en su punto medio. Halla la ecuación explícita de la recta que define esta segunda viga.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dado un triángulo de vértices $A(1, 2)$, $B(5, 3)$ y $C(4, 6)$, halla la ecuación general de la altura correspondiente al vértice $A$ y calcula el ángulo que forma esta…

Dado un triángulo de vértices $A(1, 2)$, $B(5, 3)$ y $C(4, 6)$, halla la ecuación general de la altura correspondiente al vértice $A$ y calcula el ángulo que forma esta altura con el lado $AB$.

Resolver

Reflexión en un espejo plano

Un rayo de luz que llega a un espejo plano rebota de modo que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. En el plano cartesiano, esto significa que la recta del rayo reflejado es la simétrica de la recta del rayo incidente respecto de la recta del espejo. Para hallarla:

  1. Se busca el punto $O$ donde el rayo incide sobre el espejo (el corte de las dos rectas).

  2. Se toma otro punto $P$ del rayo incidente y se halla su simétrico $P'$ respecto del espejo: se traza la perpendicular al espejo por $P$, se halla el pie $M$ (corte con el espejo) y $P' = 2M - P$.

  3. El rayo reflejado es la recta que pasa por $O$ y $P'$.

Un espejo en la recta y = x, un rayo incidente que llega al punto O y el rayo reflejado, simétrico del incidente respecto del espejo. O P P' espejo incidente reflejado
Practica★★☆Sin empezar
Un rayo láser viaja a lo largo de la recta $y = -2x + 5$ y se refleja en un espejo plano situado sobre el eje de abscisas. Calcula el ángulo de incidencia (ángulo entre…

Un rayo láser viaja a lo largo de la recta $y = -2x + 5$ y se refleja en un espejo plano situado sobre el eje de abscisas. Calcula el ángulo de incidencia (ángulo entre el rayo y la normal al espejo) y determina la ecuación de la recta que contiene al rayo reflejado.

X Y Espejo Incidente Reflejado Normal α α
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Encuentra las coordenadas de la proyección ortogonal del origen de coordenadas $(0,0)$ sobre la recta de ecuación $2x - 5y + 10 = 0$.

Encuentra las coordenadas de la proyección ortogonal del origen de coordenadas $(0,0)$ sobre la recta de ecuación $2x - 5y + 10 = 0$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Determina la ecuación general de la recta simétrica a $r: 2x - 3y + 6 = 0$ con respecto a la recta $s: x + y - 1 = 0$.

Determina la ecuación general de la recta simétrica a $r: 2x - 3y + 6 = 0$ con respecto a la recta $s: x + y - 1 = 0$.

Resolver

Problemas más desafiantes

Con lo anterior se resuelven problemas de varios pasos: bisectrices, rombos, cuadrados, simetrías, familias de rectas.

Practica★★★Sin empezar
Halla las ecuaciones de las bisectrices de los ángulos formados por las rectas $r: 3x - 4y + 5 = 0$ y $s: 12x + 5y - 1 = 0$. Demuestra analíticamente, utilizando sus…

Halla las ecuaciones de las bisectrices de los ángulos formados por las rectas $r: 3x - 4y + 5 = 0$ y $s: 12x + 5y - 1 = 0$. Demuestra analíticamente, utilizando sus vectores directores o sus pendientes, que ambas bisectrices son perpendiculares entre sí.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Dos vértices opuestos de un cuadrado son $A(-1, 3)$ y $C(5, 1)$. Encuentra las ecuaciones de las rectas que contienen a los cuatro lados del cuadrado, calculando primero…

Dos vértices opuestos de un cuadrado son $A(-1, 3)$ y $C(5, 1)$. Encuentra las ecuaciones de las rectas que contienen a los cuatro lados del cuadrado, calculando primero su centro y las direcciones de sus diagonales.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Un panel solar está alineado con la recta $r: \sqrt{3}x - y + 10 = 0$. Los rayos del sol inciden de forma paralela a la recta $s: 2x + 2y - 5 = 0$. Calcula el ángulo de…

Un panel solar está alineado con la recta $r: \sqrt{3}x - y + 10 = 0$. Los rayos del sol inciden de forma paralela a la recta $s: 2x + 2y - 5 = 0$. Calcula el ángulo de incidencia de los rayos sobre el panel. Si se debe reorientar el panel pivotando sobre su punto de corte con el eje $OY$ para que los rayos incidan totalmente perpendiculares a su superficie, ¿cuál será la nueva ecuación general de la recta que define el panel?

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Demuestra que si dos rectas $r: ax + by + c = 0$ y $s: a'x + b'y + c' = 0$ se cortan formando un ángulo $\alpha$, se cumple que…

Demuestra que si dos rectas $r: ax + by + c = 0$ y $s: a'x + b'y + c' = 0$ se cortan formando un ángulo $\alpha$, se cumple que $\tan \alpha = \left| \frac{ab' - a'b}{aa' + bb'} \right|$. Utiliza este resultado para encontrar las ecuaciones generales de las rectas que pasan por $P(1,1)$ y forman un ángulo $\alpha$ tal que $\tan \alpha = \frac{1}{2}$ con la recta $2x - y + 3 = 0$.

Resolver

Vuelve al principio: las diagonales de la plaza de Valentina forman el ángulo que sale de $\tan\alpha = \left|\dfrac{m_1-m_2}{1+m_1m_2}\right|$, sin transportador.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado