Matemáticas 6.º

El plano cartesiano

45 min · DBA 7

Lo que vas a aprender
  • Ubicar y leer puntos del plano cartesiano escritos como parejas ordenadas de enteros.
  • Decir en qué cuadrante o sobre qué eje está un punto a partir de los signos de sus coordenadas.
  • Calcular la distancia horizontal o vertical entre dos puntos restando sus coordenadas.
  • Describir un recorrido en un mapa cuadriculado con parejas ordenadas y medir su longitud.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

Piensa en cómo encuentras tu puesto en un teatro: la boleta dice la fila y el número de la silla. Con dos datos sabes exactamente dónde sentarte. En un tablero de ajedrez pasa lo mismo: cada casilla tiene una letra y un número.

El plano cartesiano es esa misma idea, pero con números en las dos direcciones. Sirve para ubicar un punto en un mapa, para decirle a un amigo por dónde caminar, para mover a un personaje en un videojuego o para dibujar una gráfica. Los mapas y los sistemas de ubicación de los celulares usan dos números para decir dónde está cada lugar.

En esta lección vas a ubicar puntos con dos números, a reconocer las cuatro regiones del plano, a medir distancias contando unidades y a describir el recorrido de una persona en un mapa de un barrio.

Antes de empezar necesitas ubicar enteros en la recta numérica y restar enteros, como $4 - (-3)$.

Explicación

Dos rectas que se cruzan

El plano cartesiano se arma con dos rectas numéricas:

  • el eje x, que es horizontal. También se llama eje de las abscisas;
  • el eje y, que es vertical. También se llama eje de las ordenadas.

Las dos rectas se cruzan en ángulo recto en el punto cero de cada una. Ese punto de cruce se llama origen y se escribe $O(0;\ 0)$.

En el eje x, los números positivos quedan a la derecha del origen y los negativos a la izquierda. En el eje y, los positivos quedan arriba y los negativos abajo. Es la misma recta numérica que ya conoces, una acostada y otra de pie.

La pareja ordenada

Cada punto del plano se nombra con dos números entre paréntesis, separados por punto y coma: $(x;\ y)$.

  • El primer número, la abscisa, dice cuánto te mueves desde el origen en horizontal: a la derecha si es positivo, a la izquierda si es negativo.
  • El segundo número, la ordenada, dice cuánto te mueves en vertical: hacia arriba si es positivo, hacia abajo si es negativo.

Una manera de recordarlo: primero caminas por el piso y después subes o bajas la escalera. El orden importa mucho. El punto $(2;\ 3)$ queda dos a la derecha y tres arriba; el punto $(3;\ 2)$ queda tres a la derecha y dos arriba. Son puntos distintos, aunque usen los mismos números. Por eso se llama pareja ordenada.

Los cuatro cuadrantes

Los dos ejes parten el plano en cuatro regiones llamadas cuadrantes. Se numeran con números romanos, empezando arriba a la derecha y girando en sentido contrario al de las manecillas del reloj. Para saber en cuál está un punto, basta mirar los signos de sus coordenadas:

Cuadrante Abscisa Ordenada Dónde queda
I positiva positiva arriba a la derecha
II negativa positiva arriba a la izquierda
III negativa negativa abajo a la izquierda
IV positiva negativa abajo a la derecha

Cuidado con los puntos que tienen un cero. El punto $(0;\ -4)$ está sobre el eje y y el punto $(-3;\ 0)$ está sobre el eje x. Los puntos que están sobre un eje no pertenecen a ningún cuadrante.

−5−4−3−2−112345−4−3−2−11234xyP(2; 3)Q(3; 2)R(−4; 1)S(−3; −2)T(1; −3)O(0; 0)

P(2; 3) y Q(3; 2) usan los mismos números, pero son puntos distintos. R está en el cuadrante II, S en el III y T en el IV.

Ejemplo resuelto

Leer un punto y su cuadrante

En la figura, el punto R está 4 unidades a la izquierda del origen y 1 unidad hacia arriba. ¿Cuáles son sus coordenadas y en qué cuadrante está?

Ver la solución paso a paso
  1. Hacia la izquierda es negativo, así que la abscisa es $-4$. Hacia arriba es positivo, así que la ordenada es $1$. Primero va la abscisa: $\left(-4;\ 1\right)$

  2. Miramos los signos: $-4 \text{ es negativo} \quad\text{y}\quad 1 \text{ es positivo}$. Abscisa negativa y ordenada positiva son los signos del cuadrante II.

Respuesta: $\left(-4;\ 1\right)$

Distancias horizontales y verticales

Cuando dos puntos tienen la misma ordenada, están a la misma altura y los une un segmento horizontal. Su distancia es lo que hay de una abscisa a la otra: la abscisa mayor menos la abscisa menor.

Cuando dos puntos tienen la misma abscisa, los une un segmento vertical, y su distancia es la ordenada mayor menos la ordenada menor.

También puedes contar los cuadritos, pero la resta es más rápida y no se equivoca cuando los puntos están lejos. Fíjate en lo que pasa cuando el segmento cruza un eje: para ir de $-3$ a $4$ hay que avanzar 3 unidades hasta el cero y otras 4 después del cero. La resta $4 - (-3)$ da exactamente esa suma.

Ejemplo resuelto

Medir dos segmentos

Los puntos son $A(-3;\ 2)$, $B(4;\ 2)$ y $C(4;\ -3)$. ¿Cuánto miden los segmentos AB y BC?

Ver la solución paso a paso
  1. $A$ y $B$ tienen la misma ordenada, así que $AB$ es horizontal. Restamos las abscisas, la mayor menos la menor: $4 - \left(-3\right)$

  2. El segmento $AB$ mide $7$ unidades.

  3. $B$ y $C$ tienen la misma abscisa, así que $BC$ es vertical. Restamos las ordenadas: $2 - \left(-3\right)$

  4. El segmento $BC$ mide $5$ unidades.

Respuesta: AB mide 7 unidades y BC mide 5 unidades.

Posición y trayectoria en un mapa

Un mapa cuadriculado funciona como un plano cartesiano. En el mapa inventado del barrio de Mateo, cada unidad es una cuadra y la casa de Mateo está en el origen. El parque, la biblioteca y el colegio tienen sus propias coordenadas.

La posición de un lugar se dice con su pareja ordenada. La trayectoria es el camino que se recorre, y se describe tramo por tramo: hacia dónde se mueve y cuántas cuadras. Como en el barrio solo se puede caminar por las calles, cada tramo es horizontal o vertical, y su longitud se calcula con una resta.

−6−5−4−3−2−1123−4−3−2−112345xyM(0; 0)P(0; 3)B(−4; 3)C(−4; −2)

El recorrido de Mateo: de su casa M al parque P, de ahí a la biblioteca B y luego al colegio C.

Ejemplo resuelto

El recorrido de Mateo

Mateo sale de su casa $M(0;\ 0)$, va al parque $P(0;\ 3)$, luego a la biblioteca $B(-4;\ 3)$ y por último al colegio $C(-4;\ -2)$. Describe su trayectoria y di cuántas cuadras camina en total.

Ver la solución paso a paso
  1. De $M$ a $P$ la abscisa no cambia: sube por el eje y. Restamos las ordenadas: $3 - 0$

  2. Sube $3$ cuadras.

  3. De $P$ a $B$ la ordenada no cambia: va hacia la izquierda. Restamos las abscisas: $0 - \left(-4\right)$

  4. Camina $4$ cuadras hacia la izquierda.

  5. De $B$ a $C$ la abscisa no cambia: baja. Restamos las ordenadas: $3 - \left(-2\right)$

  6. Baja $5$ cuadras.

  7. Sumamos los tres tramos: $3 + 4 + 5$

  8. En total camina $12$ cuadras, y termina en el cuadrante III, porque las dos coordenadas del colegio son negativas.

Respuesta: Sube 3 cuadras, camina 4 hacia la izquierda y baja 5: en total, 12 cuadras.

Práctica

¿En qué cuadrante está el punto $\left(-5;\ 2\right)$? Responde con el número del cuadrante: 1, 2, 3 o 4.

Un punto está 3 unidades a la derecha del origen y 4 unidades hacia abajo. ¿Cuáles son sus coordenadas?

¿Verdadero o falso? $\left(2;\ 5\right)$ y $\left(5;\ 2\right)$ son el mismo punto, porque usan los mismos números.

¿Verdadero o falso? El punto $\left(-4;\ 0\right)$ está en el cuadrante III, porque sus dos coordenadas son negativas.

Un punto está sobre el eje y, 3 unidades por debajo del origen. ¿Cuáles son sus coordenadas?

¿Cuántas unidades hay del punto A$\left(-6;\ 1\right)$ al punto B$\left(2;\ 1\right)$?

¿Cuántas unidades hay del punto A$\left(3;\ 4\right)$ al punto B$\left(3;\ -5\right)$?

Una hormiga sale del punto $\left(-2;\ -1\right)$, camina 5 unidades hacia la derecha y luego 4 unidades hacia arriba. ¿A qué punto llega?

El punto B está a la misma altura que A$\left(-2;\ 4\right)$, 6 unidades a su derecha. ¿Cuál es la abscisa de B?

Un robot va del punto $\left(1;\ 1\right)$ al punto $\left(1;\ 6\right)$, y de ahí al punto $\left(-3;\ 6\right)$. ¿Cuántas unidades recorre en total?

Un punto tiene la abscisa positiva y la ordenada negativa. ¿Dónde está?

Reto

Abre el candado del mapa del tesoro.

Cada pista da un dígito de la clave. Para los cuadrantes, escribe su número: 1, 2, 3 o 4.

Reto

Une cada resta con la distancia que da.

Cada ficha de la izquierda es la resta de dos abscisas o de dos ordenadas. Toca una y luego la distancia que le corresponde.

Cierre

En resumen

  • El plano cartesiano tiene un eje x horizontal y un eje y vertical que se cruzan en el origen (0; 0).

  • Un punto se escribe (x; y). Primero va la abscisa, el movimiento horizontal; después la ordenada, el vertical. (2; 3) y (3; 2) son puntos distintos.

  • Los signos de las coordenadas dicen el cuadrante; un punto con una coordenada cero está sobre un eje y no en un cuadrante.

  • La distancia entre dos puntos a la misma altura es la resta de sus abscisas; entre dos puntos en la misma vertical, la resta de sus ordenadas.

  • Un recorrido por calles se describe tramo por tramo, y su longitud es la suma de las longitudes de los tramos.

Vocabulario

Plano cartesiano

Superficie con dos rectas numéricas que se cruzan en ángulo recto: el eje x, horizontal, y el eje y, vertical.

Origen

El punto donde se cruzan los dos ejes. Sus coordenadas son (0; 0).

Pareja ordenada

Los dos números (x; y) que ubican un punto. El primero es la abscisa y el segundo es la ordenada; el orden importa.

Cuadrante

Cada una de las cuatro regiones en que los ejes dividen el plano. Se numeran I, II, III y IV.

Guía para el docente

Tiempos

Preguntas para el salón

Errores típicos

Tarea sugerida

Dibujar en papel cuadriculado el mapa inventado de un barrio con su casa en el origen y cuatro lugares en cuadrantes distintos, escribir sus coordenadas y calcular cuántas cuadras camina para visitarlos todos por las calles.