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2° BGU · Matemáticas
Vectores y geometría · Rectas en el plano

Posición relativa de dos rectas

Te conviene dominar: Sistemas de ecuaciones lineales (1.° de Bachillerato General Unificado (BGU))
Te conviene dominar: Paralelismo y perpendicularidad de rectas (1.° de Bachillerato General Unificado (BGU))

Dos calles de Quito, dos haces láser o las trayectorias de dos drones solo pueden relacionarse de tres formas: no cruzarse nunca, cruzarse en un punto o ser, en realidad, la misma. ¿Cómo saber cuál de las tres ocurre sin dibujar nada? Eso vas a aprender aquí.

Tres posiciones posibles

Las tres posiciones relativas de dos rectas en el plano: paralelas sin puntos comunes, secantes que se cortan en un punto y coincidentes superpuestas. paralelas secantes coincidentes

Un caso particular: rectas perpendiculares

Dos rectas secantes son perpendiculares cuando forman un ángulo de 90°. Esto ocurre si el producto escalar de sus vectores dirección es cero ($\vec{u}_r\cdot\vec{u}_s=0$) o, con pendientes, si $a_1\cdot a_2=-1$. Las perpendiculares son un caso particular de secantes.

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Determina la posición relativa de las rectas $r: 2x - 3y + 5 = 0$ y $s: -4x + 6y - 10 = 0$ comparando directamente sus coeficientes.

Determina la posición relativa de las rectas $r: 2x - 3y + 5 = 0$ y $s: -4x + 6y - 10 = 0$ comparando directamente sus coeficientes.

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El criterio con los coeficientes

Esquema que resume cómo los cocientes de los coeficientes deciden si dos rectas son paralelas, coincidentes o secantes. A₁/A₂ = B₁/B₂ ≠ C₁/C₂ → paralelas A₁/A₂ = B₁/B₂ = C₁/C₂ → coincidentes A₁/A₂ ≠ B₁/B₂ → secantes
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Dadas las rectas $r: y = \frac{3}{2}x - 1$ y $s: y = \frac{3}{2}x + 4$, indica su posición relativa justificando tu respuesta a partir del valor de sus pendientes.

Dadas las rectas $r: y = \frac{3}{2}x - 1$ y $s: y = \frac{3}{2}x + 4$, indica su posición relativa justificando tu respuesta a partir del valor de sus pendientes.

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Averigua el valor del parámetro $k$ para que las rectas $r: kx + 4y - 2 = 0$ y $s: 3x - 2y + 5 = 0$ sean estrictamente paralelas.

Averigua el valor del parámetro $k$ para que las rectas $r: kx + 4y - 2 = 0$ y $s: 3x - 2y + 5 = 0$ sean estrictamente paralelas.

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Comparando vectores dirección

Si las rectas vienen en forma paramétrica o cartesiana, no hace falta pasarlas a la forma general: basta con comparar sus vectores dirección $\vec{u}_r=(a_1,b_1)$ y $\vec{u}_s=(a_2,b_2)$. Lo mismo vale si una recta está dada por dos puntos: su vector dirección es $\vec{AB}$.

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Determina la posición relativa de las rectas dadas en forma paramétrica $r: \begin{cases} x = 1 + 2t \\ y = -3 + t \end{cases}$ y…

Determina la posición relativa de las rectas dadas en forma paramétrica $r: \begin{cases} x = 1 + 2t \\ y = -3 + t \end{cases}$ y $s: \begin{cases} x = 5 - 4\lambda \\ y = 2 - 2\lambda \end{cases}$.

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Un arquitecto diseña dos pasarelas rectas en un parque. La pasarela A sigue la dirección del vector $\vec{u} = (4, -2)$ y pasa por la fuente ubicada en $F(0, 5)$. La…

Un arquitecto diseña dos pasarelas rectas en un parque. La pasarela A sigue la dirección del vector $\vec{u} = (4, -2)$ y pasa por la fuente ubicada en $F(0, 5)$. La pasarela B viene dada por la ecuación $x + 2y - 10 = 0$. Demuestra analíticamente que ambas pasarelas se superponen, siendo en realidad la misma recta.

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Hallar el punto de corte

Si las rectas son secantes, el punto de corte es la solución del sistema formado por sus dos ecuaciones: se resuelve por sustitución, igualación o reducción, como en 1.° de BGU. Si el sistema no tiene solución, las rectas son paralelas; si tiene infinitas, son coincidentes. Cuando las rectas están en forma paramétrica, conviene pasarlas antes a la forma general.

Dos rectas secantes en un sistema de coordenadas con su único punto de corte señalado. corte
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Calcula las coordenadas exactas del punto de corte de las rectas secantes $r: x + 2y - 4 = 0$ y $s: 3x - y - 5 = 0$.

Calcula las coordenadas exactas del punto de corte de las rectas secantes $r: x + 2y - 4 = 0$ y $s: 3x - y - 5 = 0$.

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Dos drones de exploración siguen trayectorias rectilíneas descritas por las ecuaciones $r: x - y + 2 = 0$ y $s: 2x + y - 8 = 0$. Calcula las coordenadas del punto del…

Dos drones de exploración siguen trayectorias rectilíneas descritas por las ecuaciones $r: x - y + 2 = 0$ y $s: 2x + y - 8 = 0$. Calcula las coordenadas del punto del plano donde sus trayectorias se cruzan.

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En un sistema de seguridad, dos haces láser se modelan en un plano coordenado. El primer haz sigue la recta $r: x + y - 6 = 0$ y el segundo pasa por los emisores…

En un sistema de seguridad, dos haces láser se modelan en un plano coordenado. El primer haz sigue la recta $r: x + y - 6 = 0$ y el segundo pasa por los emisores ubicados en $P(2, 1)$ y $Q(-2, -1)$. Determina si los haces láser son paralelos, coincidentes o si se cruzan. Si se cruzan, halla el punto exacto de intersección.

X Y r s P Q
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Rectas dadas por dos puntos o en forma cartesiana

Antes de comparar, hay que tener a mano un vector dirección y un punto de cada recta.

Con la misma idea se resuelven los casos en que hay que sacar la ecuación de una recta a partir de un punto y un vector (como en MEDIO-01 y MEDIO-05) y los de tres rectas que deben pasar por un mismo punto: se halla el corte de dos y se exige que la tercera lo verifique.

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Estudia la posición relativa de la recta $r$, que pasa por los puntos $A(1, 2)$ y $B(3, 5)$, y la recta $s: \frac{x-2}{2} = \frac{y+1}{3}$.

Estudia la posición relativa de la recta $r$, que pasa por los puntos $A(1, 2)$ y $B(3, 5)$, y la recta $s: \frac{x-2}{2} = \frac{y+1}{3}$.

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Las trayectorias de dos aviones en la pantalla de un radar bidimensional vienen dadas por $r: \begin{cases} x = 2 + 3t \\ y = 1 - t \end{cases}$ y…

Las trayectorias de dos aviones en la pantalla de un radar bidimensional vienen dadas por $r: \begin{cases} x = 2 + 3t \\ y = 1 - t \end{cases}$ y $s: \begin{cases} x = -1 + 2\lambda \\ y = 4 + \lambda \end{cases}$. Comprueba si las rutas se cruzan y, en caso afirmativo, calcula el punto de intersección de las trayectorias en el plano.

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Calcula el valor de $k$ para que las rectas $r: 2x - y + 1 = 0$, $s: x + y - 4 = 0$ y $t: 3x + ky - 2 = 0$ se corten exactamente en el mismo punto del plano.

Calcula el valor de $k$ para que las rectas $r: 2x - y + 1 = 0$, $s: x + y - 4 = 0$ y $t: 3x + ky - 2 = 0$ se corten exactamente en el mismo punto del plano.

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Halla las coordenadas de los vértices del triángulo formado por la intersección de las tres rectas $r: x - y - 2 = 0$, $s: 2x + 3y - 9 = 0$ y $t: x + 4y - 12 = 0$.

Halla las coordenadas de los vértices del triángulo formado por la intersección de las tres rectas $r: x - y - 2 = 0$, $s: 2x + 3y - 9 = 0$ y $t: x + 4y - 12 = 0$.

X Y r s t
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Posición en función de un parámetro

Cuando una recta depende de un parámetro, se impone la condición sobre los coeficientes y se despeja el valor que la cumple.

Esquema de casos según el valor de m: para m igual a menos cuatro las rectas son paralelas o coincidentes, y para cualquier otro valor son secantes. m/2 = −6/3 = −2 → m = −4 (paralelas o coincidentes) m ≠ −4 → secantes
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Halla el valor de $m$ para que las rectas $r: mx - 6y + 1 = 0$ y $s: 2x + 3y - 4 = 0$ sean secantes y no paralelas.

Halla el valor de $m$ para que las rectas $r: mx - 6y + 1 = 0$ y $s: 2x + 3y - 4 = 0$ sean secantes y no paralelas.

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Discute la posición relativa de las rectas $r: (m-1)x + 2y - 3 = 0$ y $s: 4x + (m+1)y - 6 = 0$ en función de los posibles valores del parámetro $m$.

Discute la posición relativa de las rectas $r: (m-1)x + 2y - 3 = 0$ y $s: 4x + (m+1)y - 6 = 0$ en función de los posibles valores del parámetro $m$.

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Las órbitas proyectadas de dos cometas en un plano espacial siguen las trayectorias $r: (m+1)x + my - 2 = 0$ y $s: mx + (m-1)y - 1 = 0$. Determina si existe algún…

Las órbitas proyectadas de dos cometas en un plano espacial siguen las trayectorias $r: (m+1)x + my - 2 = 0$ y $s: mx + (m-1)y - 1 = 0$. Determina si existe algún momento (valor de $m$) en el que las trayectorias sean estrictamente paralelas. ¿Para qué valores de $m$ las órbitas se cruzan en un único punto?

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Problemas con rectas y puntos de corte

Muchos problemas combinan lo anterior: hallar un punto de corte, imponer que un punto esté sobre una recta o que dos rectas sean paralelas. Piensa siempre qué condición te piden y tradúcela a una ecuación.

Para tres rectas que no deben formar triángulo, piensa en dos casos: o pasan por un mismo punto, o hay al menos un par paralelo. Para un haz $(\text{recta 1}) + k(\text{recta 2}) = 0$, el punto fijo es el corte de las dos rectas que lo generan. Un paralelogramo tiene lados opuestos paralelos, y sus vértices son cortes de rectas secantes.

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Dadas las rectas $r: \frac{x-1}{2} = \frac{y+2}{3}$ y $s: 3x - 2y + k = 0$, averigua si existe algún valor del parámetro $k$ para el cual las rectas sean coincidentes.…

Dadas las rectas $r: \frac{x-1}{2} = \frac{y+2}{3}$ y $s: 3x - 2y + k = 0$, averigua si existe algún valor del parámetro $k$ para el cual las rectas sean coincidentes. Razona tu respuesta de forma analítica.

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Un rayo de luz en un experimento de óptica sigue la trayectoria descrita por la recta $r: x - 2y + 4 = 0$. Un espejo plano está colocado exactamente sobre el eje de…

Un rayo de luz en un experimento de óptica sigue la trayectoria descrita por la recta $r: x - 2y + 4 = 0$. Un espejo plano está colocado exactamente sobre el eje de abscisas ($y = 0$). Determina las coordenadas del punto de incidencia del rayo sobre el espejo.

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Discute la posición relativa de las rectas $r: ax + y - b = 0$ y $s: 2x - ay + 4 = 0$ realizando un análisis exhaustivo en función de los parámetros simultáneos $a$ y…

Discute la posición relativa de las rectas $r: ax + y - b = 0$ y $s: 2x - ay + 4 = 0$ realizando un análisis exhaustivo en función de los parámetros simultáneos $a$ y $b$.

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Tres carreteras rectas se modelan en un plano topográfico mediante las ecuaciones $r: x + 2y - 4 = 0$, $s: 2x - y - 3 = 0$ y $t: ax + y - 2 = 0$. Determina los valores…

Tres carreteras rectas se modelan en un plano topográfico mediante las ecuaciones $r: x + 2y - 4 = 0$, $s: 2x - y - 3 = 0$ y $t: ax + y - 2 = 0$. Determina los valores del parámetro $a$ para los cuales las tres carreteras se cortan en un único punto o son paralelas entre sí, impidiendo que se forme un triángulo delimitado por ellas.

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Un paralelogramo tiene dos de sus lados sobre las rectas $r: x - 2y + 4 = 0$ y $s: x - 2y - 6 = 0$. Otro de sus lados se encuentra sobre la recta $t: 2x + y - 2 = 0$.…

Un paralelogramo tiene dos de sus lados sobre las rectas $r: x - 2y + 4 = 0$ y $s: x - 2y - 6 = 0$. Otro de sus lados se encuentra sobre la recta $t: 2x + y - 2 = 0$. Sabiendo que uno de los vértices del paralelogramo es el punto $P(4, 4)$, calcula la ecuación de la recta que contiene al cuarto lado y determina las coordenadas exactas de los cuatro vértices.

X Y r s t P(4,4)
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Determina el valor o valores de $k$ para que el punto de intersección de las rectas secantes $r: 2x + ky - 6 = 0$ y $s: x - y + 2 = 0$ pertenezca a la bisectriz del…

Determina el valor o valores de $k$ para que el punto de intersección de las rectas secantes $r: 2x + ky - 6 = 0$ y $s: x - y + 2 = 0$ pertenezca a la bisectriz del primer y tercer cuadrante ($y = x$).

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Se considera la familia o haz de rectas definido por la expresión matemática $(2x - y + 1) + k(x + 2y - 3) = 0$. Demuestra que todas las rectas que componen este haz se…

Se considera la familia o haz de rectas definido por la expresión matemática $(2x - y + 1) + k(x + 2y - 3) = 0$. Demuestra que todas las rectas que componen este haz se cortan en un mismo punto fijo y calcula sus coordenadas. A continuación, halla la ecuación general de la recta de este haz que es paralela a $s: 3x - 4y + 5 = 0$.

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Dadas las rectas $r: \begin{cases} x = 1 + \lambda \\ y = 2 - 2\lambda \end{cases}$ y $s: ax + by - 5 = 0$, calcula los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que…

Dadas las rectas $r: \begin{cases} x = 1 + \lambda \\ y = 2 - 2\lambda \end{cases}$ y $s: ax + by - 5 = 0$, calcula los valores de los parámetros $a$ y $b$ para que ambas rectas sean idénticas. Posteriormente, halla la ecuación general de una recta perpendicular a ambas que pase por el origen de coordenadas.

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Rebotes: reflexión en una recta

Cuando una bola de billar o un rayo de luz rebota en una recta $s$, el ángulo de incidencia es igual al de reflexión. Eso significa que la trayectoria después del rebote es la simétrica de la trayectoria anterior respecto a $s$. Para hallarla alcanza con dos puntos: el punto de impacto $I = r\cap s$ (que no cambia) y el simétrico de otro punto cualquiera de $r$.

Practica★★★Sin empezar
Una bola de billar sigue la trayectoria dada por la recta $r: x - y + 2 = 0$ y rebota en la banda representada por la recta $s: x + 2y - 8 = 0$. Sabiendo que el ángulo…

Una bola de billar sigue la trayectoria dada por la recta $r: x - y + 2 = 0$ y rebota en la banda representada por la recta $s: x + 2y - 8 = 0$. Sabiendo que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión, calcula las coordenadas del punto exacto donde la bola impacta con la banda y averigua la ecuación de la recta que describe la trayectoria tras el rebote.

Resolver

Vuelve al principio: sin dibujar, comparando coeficientes o vectores dirección sabes si las dos calles son paralelas, se cruzan o son la misma, y resolviendo el sistema sabes dónde se cruzan.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado