lunes, 31 de agosto de 2015

COORDENADAS POLARES Y CARTESIANAS

Coordenadas polares y cartesianas

Para indicar dónde estás en un mapa o gráfico hay dos sistemas:

Coordenadas cartesianas

Con coordenadas cartesianas señalas un punto diciendo la distancia de lado y la distancia vertical:

Coordenadas polares

Con coordenadas polares señalas un punto diciendo la distancia y el ángulo que se forma:

Convertir

Para convertir de un sistema a otro, se resuelve el triángulo:

De cartesianas a polares

Si tienes un punto en coordenadas cartesianas (x,y) y lo quieres en coordenadas polares (r,θ), necesitas resolver un triángulo del que conoces dos lados.

Ejemplo: ¿qué es (12,5) en coordenadas polares?

Usamos el teorema de Pitágoras para calcular el lado largo (la hipotenusa):
r2 = 122 + 52

r = √ (122 + 52)

r = √ (144 + 25) = √ (169) = 13
Usa la función tangente para calcular el ángulo:
tan( θ ) = 5 / 12

θ = atan( 5 / 12 ) = 22.6°

Así que las fórmulas para convertir coordenadas cartesianas (x,y) a polares (r,θ) son:

r = √ (x2 + y2)

θ = atan( y / x )



De polares a cartesianas

Si tienes un punto en coordenadas polares (r, θ) y lo quieres en coordenadas cartesianas (x,y) necesitas resolver un triángulo del que conoces el lado largo y un ángulo:

Ejemplo: ¿Qué es (13, 23 °) en coordenadas cartesianas?



Usamos la función coseno para x:cos( 23 °) = x / 13
Cambiamos de orden y resolvemos:x = 13 × cos( 23 °) = 13 × 0.921 = 11.98
  
Usamos la función seno para y:sin( 23 °) = y / 13
Cambiamos de orden y resolvemos:y = 13 × sin( 23 °) = 13 × 0.391 = 5.08

Así que las fórmulas para convertir coordenadas polares (r,θ) a cartesianas (x,y) son:

x = r × cos( θ )
y = r × sin( θ )
¡Y ya está!

SISTEMA DE COORDENADAS

1, RECTANGULARES

Coordenadas cartesianas

Las coordenadas cartesianas se pueden usar para decir dónde estás exactamente en un mapa o gráfico
(Juega con las coordenadas cartesianas interactivas para verlo por ti mismo)

Coordenadas cartesianas

Con las coordenadas cartesianas señalas un punto en un gráfico dando la distancia de lado y hacia arriba:
El punto (12,5) está 12 unidades a la derecha y 5 arriba.

Ejes X e Y

La dirección izquierda-derecha (horizontal) se suele llamar X ...
... y arriba-abajo (vertical) se suele llamar Y.
Las líneas de referencia (desde donde se miden distancias) se llaman ejes.
Hay un eje X y un eje Y.
 El eje X pasa por cero horizontalmente
El eje Y pasa por cero verticalmente

Direcciones

Cuando x (la primera coordenada) aumenta, el punto se mueve a la derecha. (Si disminuye, el punto va a la izquierda.)
Cuando y (la segunda coordenada) aumenta, el punto se mueve arriba. (Si disminuye, el punto va abajo.)

Escribir coordenadas

Las coordenadas siempre se escriben en el mismo orden: la dirección horizontal primero, después la vertical. Esto se llama un "par ordenado".
Y normalmente los números se separan con una coma, y se rodean con paréntesis así: (3,2)
Ejemplo: (4,9) significa 4 unidades a la derecha y 9 arriba
Ejemplo: (0,5) significa 0 unidades a la derecha y 5 arriba. En otras palabras, sólo 5 unidades arriba.
Se llaman cartesianas porque las ideó el matemático y filósofo René Descartes a quien también se llamaba Cartesio. Es famoso por la frase "Pienso, luego existo".

Cuadrantes

¿Qué pasa cuando x o y es negativo? ¡Pues que empezamos en cero y vamos en la dirección contraria!
Esto significa que es posible tener combinaciones como x positivo e y negativo, o los dos negativos. De hecho hay cuatro combinaciones, y en un gráfico se llaman cuadrantes:
X
(horizontal)
Y
(vertical)
EjemploCuadrante
PositivoPositivo(3,2)I
NegativoPositivo(-4,3)II
NegativoNegativo(-2,-1)III
PositivoNegativo(2,-3)IV

La palabra cuadrante viene de cuad que significa cuatro. Por ejemplo, cuatro bebés que nacen a la vez se llaman cuatrillizos, y un animal de cuatro patas se llama cuadrúpedo)
Aquí tienes los cuatro cuadrantes en un gráfico:
Ejemplo: el punto "A" (3,2) está 3 unidades a la derecha y 2 arriba. Como x e y son positivos, el punto está en el "cuadrante I"
Ejemplo: el punto "C" (-2,-1) está 2 unidades horizontalmente en dirección negativa,
y 1 abajo (también dirección negativa). Como x e y son los dos negativos, el punto está en el "cuadrante III"

El origen

El punto (0,0) tiene el nombre especial de "el origen", y a veces se le llama con la letra "O".

Dimensiones: 1, 2, 3 y más...

Piensa en esto:
1En la línea de números sólo se puede ir a izquierda o derecha, así que cualquier posición se indica con un número
2Las coordenadas cartesianas indican direcciones izquierda-derecha y arriba-abajo, así cualquier posición se indica con dos números
3 ¿Cómo señalamos un punto en el mundo real (como la punta de tu nariz)? Necesitamos indicar izquierda-derecha, arriba-abajo y delante-detrás, eso son tres números, ¡o 3 dimensiones!

Y se pueden usar coordenadas cartesianas para localizar puntos en 3 dimensiones como en este ejemplo:
Aquí el punto (-4,-4,5) se indica en coordenadas cartesianas tridimensionales.
De hecho, esta idea se puede seguir en cuatro dimensiones y más... ¡Pero esto no te lo puedo enseñar con un dibujo!

LAS COORDENADAS
Las coordenadas se pueden usar para decir exactamente dónde estás en un mapa o gráfico:
El punto (12,5) está 12 unidades a la derecha y 5 unidades arriba.

Ejemplo: tres puntos y sus coordenadas:

El punto (5,3) está 5 unidades a la derecha y 3 unidades arriba (puedes contar para verlo tú mismo)
coordenadas en el primer cuadrante


Una cuadrícula simple y una con cuatro cuadrantes

Un simple par de ejes (no, no los de la bicicleta - porque hay un eje X y un eje Y tenemos dos ejes)

x puede ir de 0 en adelante, siempre positivo
y puede ir de 0 hacia arriba, siempre positivo

Llamamos a esto el
primer cuadrante
Un par de ejes en una cuadrícula de 4 cuadrantes.

En el
primer cuadrante x es positivo y es positivo
En el
segundo cuadrante x es negativo y es positivo
En el
tercero cuadrante x es negativo y es negativo
En el
cuarto cuadrante x es positivo y es negativo

Cómo dibujar las coordenadas

Estas son las coordenadas (4,4)

La coordenada x siempre es la primera.
La coordenada y es la segunda.

Ve 4 adelante y sube 4, entonces 'planta el punto'.
Es fácil acordarse, en el alfabeto x está antes que y, así que el primer número es la coordenada x
Como antes excepto:
Cuando haya un número negativo: ve atrás para la x o abajo para la y

Por ejemplo (-4,4) quiere decir:
ve
a la izquierda 4 por el eje x y sube 4. Y (-4,-4) quiere decir:
ve
a la izquierda 4 por el eje x y baja 4.


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