EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1
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EJERCICIOS DE
APLICACIÓN CAPÍTULO1
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 1
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Conceptos previos
Todo punto que está sobre el eje x, tiene su segunda coordenada cero: P(x,0).
Todo punto que está sobre el eje y, tiene su primera coordenada cero P(0,y).
Equidistar es estar a igual distancia de dos o más puntos.
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 2
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Si un segmento ABse divide por ejemplo en tercios, significa que se dividió en tres
tercios o en tres partes iguales: se trisecó. Una parte será 1/3 de ABy la otra será
2/3 de AB. Si se divide en quintos, una parte será 1/5, la otra 4/5 deAB. Si una es
2/5AB la otra es 3/5AB.
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 3
Trisecar
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Colinealidad de puntos: puntos alineados
Dados tres puntos, para ver si son colineales, es recomendable primeramente
graficarlos.
Después, para comprobar si los tres puntos son colineales, la distancia de los puntos
más alejados debe ser igual a la suma de las dos distancias más cortas, es decir, la
longitud del segmento más largo que se forma con dos de estos puntos, es igual a la
suma de las longitudes de los segmentos más cortos.
A B C
𝐴𝐶 = 𝐴𝐵 +𝐵𝐶
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 4
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5
https://www.definicionabc.com/ciencia/baricentro.phphttp://matematicasdelhijar.blogspot.com.co/2012/01/mediana-de-un-triangulo.html
Una mediana es el segmento que une un vértice con el punto medio del lado
opuesto en un triángulo. Por tanto, la mediana divide al lado en dos partes iguales.
5
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6
El baricentro (también llamado centroide) de un triángulo es el punto de intersección delas medianas de dicho triángulo. Por ello, para representar gráficamente el baricentrodebemos dibujar las tres medianas (o al menos dos) y localizar el punto en el que secortan. Esta figura muestra el baricentro de un triángulo.
o
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 6
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7
El baricentro del triángulo es el punto de cruce entre las medianas. Este punto seencuentra a los 2/3 de la distancia de toda la mediana tomado a partir del vértice (sobre la mediana). O a 1/3 de la longitud tomada desde la mitad del lado opuesto.
3BO=2𝐵𝐸
3OE=1𝐵𝐸
𝐵𝑂
𝑂𝐸
2𝐵𝐸
3 𝐵𝐸= 1
2
3 =3
=1
3
2 3
3 1* =2
7
BO= 2OE
o
B
E
𝑩𝑶
𝑶𝑬= 𝟐
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8
O sea, que si se toma como relación el segmento más grande sobre el
más pequeño ( a partir del vértice), siempre se tendrá una razón igual a
2 para el baricentro. Esto simplifica grandemente
este tipo de problemas.
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 8
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Hallar la distancia entre los puntos A(2,−5) y B(−4,−1).
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 9
Ejercicio 1
(Pérez y Paniagua, 2013)
(2,−5)
(−4,−1)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 10
(Pérez y Paniagua, 2013)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 11
Ejercicio 2
(Pérez y Paniagua, 2013)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. (Pérez y Paniagua, 2013)
P(2.42, 4.14)
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Ejercicio 3
Se tienen dos puntos de coordenadas A(0,6) y B(5,1) en un plano, se
quiere saber qué coordenadas tiene un punto C que está sobre el eje x, y
que equidiste (este a igual distancia) del punto A y del pun to B.
Hallar las distancias CA, CB,AB.
Primero graficamos:
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 13
(Pérez y Paniagua, 2013)
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https://www.geogebra.org/m/Adc44ZZq
14
A(0,6)
B(5,1)
C(𝑥,0)
CA=CB
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 15
Se grafican los punto A y B, el punto C se sabe que está sobre el eje x,
por tanto, su segunda coordenada es 0.
El punto C se ubica a una distancia aproximada para que CA y CB sean
iguales.
Como no se conoce la primera coordenada de C la denominamos por 𝑥.
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𝐶𝐴= 𝐶𝐵
Ahora se pueden plantear dos ecuaciones con la fórmula de la distancia: 𝐶𝐴 𝑦 𝐶𝐵 y se igualan.
𝐶𝐴=
𝐶𝐵 =
D
B(5,1) A(0,6)C(x,0)
(Pérez y Paniagua, 2013)
(𝑥 − 5)2= 𝑥2 − 2 ∗ 𝑥 ∗ 5 + 12 = 𝑥2 − 10𝑥 + 25 +1
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 17
(Pérez y Paniagua, 2013)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 18
https://www.geogebra.org/m/Adc44ZZq
18
A(0,6)
B(5,1)
C(𝑥,0)
CA=CB
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19
3
4AB
𝑄(𝑥, 𝑦)
1
4AB
Hallar las coordenadas del punto Q que está a 3/4 de la distancia que va
desde R(−1, 3) a T(2,−5). Solo falta hallar la razón para el punto 𝑄(𝑥, 𝑦).
Ejercicio 4
R
T (2,−5).
(−1, 3)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 20
(Pérez y Paniagua, 2013)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 21
(Pérez y Paniagua, 2013)
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El baricentro del triángulo es el punto de cruce entre las medianas. Este punto seencuentra a los 2/3 de la distancia de toda la mediana tomado a partir del vértice (sobre la mediana). O a 1/3 de la longitud tomada desde la mitad del lado opuesto.
3BO=2𝐵𝐸
3OE=1𝐵𝐸
𝐵𝑂
𝑂𝐸
2𝐵𝐸
3 𝐵𝐸= 1
2
3 =3
=1
3
2 3
3 1* =2
22
BO= 2OE
o
B
E
𝑩𝑶
𝑶𝑬= 𝟐
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O sea, que si se toma como relación el segmento más grande sobre el
más pequeño ( a partir del vértice), siempre se tendrá una razón igual a
2 para el baricentro. Esto simplifica grandemente
este tipo de problemas.
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 23
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https://diccionarioactual.com/baricentro/
¿Hallar las coordenadas del baricentro del triángulo cuyos vértices son: A(−2, 3), B(1,−2) y C(−1,−3).
A(−2, 3)
B(1,−2)C(−1,−3)
baricentro
Ejercicio 5
P(x,y).
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 24
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Procedimiento:
𝑂𝑃Conocemos la razón
𝐶𝑂=2 y si conociera las coordenadas del punto medio P(x,y)
podríamos hallar las coordenadas del punto P ó baricentro:
B(1,−2)C(−1,−3)
baricentro
P(x,y)
A(−2, 3)
o
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 25
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La ecuación para el punto medio P viene dada por:
𝑥 = 𝑥1+𝑥2 = −2+1 = -1
2 2 2
𝑦 = 𝑦1+𝑦2 = 3−2 = 1
2 2 2
𝑃(𝑥, 𝑦)=1 1
2 2𝑃(− , )
A(−2, 3)
B(1,−2)C(−1,−3)
P(x,y)
o
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T.
26
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A(−2, 3)
B(1,−2)
o(x,y)
2 2𝑃(− , )
𝑂𝑃Con la razón
𝐶𝑂=2 y con las coordenadas P(-1/2, ½) y aplicando la ecuación de las
coordenadas
C(−1,−3)
𝐶(𝑥1,𝑦1)
𝑃(𝑥2, 𝑦2)
1 1
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 27
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1−1+2(− )
1 + 2𝑥 = 2 =2/3
1
1 + 2y =
−3+2(2)=-2/3
𝑂(2/3,−2/3)
Con la ecuación de la razón obtenemos las coordenadas delbaricentro.
𝑥 = 𝑥1+𝑅𝑥2 y = 𝑦1+𝑅𝑦2
1 + 𝑅 1 +𝑅
C(−1,−3)1 1
2 2𝑃(− , )
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 28
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A(−2, 3)
B(1,−2)C(−1,−3)
1 1
2 2𝑃(− , )
𝑂(2/3,−2/3)
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 29
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Ejercicio anterior generalizado
Hallar las coordenadas (𝑥, 𝑦, 𝑧) del baricentro O del triángulo cuyos vértices
son: A(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1,), B((𝑥2, 𝑦2, 𝑧2) y C((𝑥3, 𝑦3, 𝑧3). Coordenadas conocidas.
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 30
Ejercicio 6
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A(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1,) B((𝑥2, 𝑦2, 𝑧2)
C((𝑥3, 𝑦3, 𝑧3)
O((x,y,z).
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 31
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A(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1,) B((𝑥2, 𝑦2, 𝑧2)
C((𝑥3, 𝑦3, 𝑧3)
O((x,y,z).
M((𝑥4, 𝑦4, 𝑧4)
Como la razón en que el punto O divide al segmento AM (segmento dirigido de A
hacia M) es 2, solo falta hallar las coordenadas del punto M (𝑥4, 𝑦4, 𝑧4).
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 32
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A(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1,)
C((𝑥3, 𝑦3, 𝑧3)
O((x,y,z)
M((𝑥4, 𝑦4, 𝑧4)
El punto M((𝑥4, 𝑦4, 𝑧4) es el punto medio del segmento BC. Por tanto: las coordenadas son:
𝑥4= 𝑥2+𝑥3
2
𝑦4= 𝑦2+𝑦3
2
𝑧4= 𝑧2+𝑧3
2
B((𝑥2, 𝑦2, 𝑧2)
Ahora, se requiere reemplazar los valores de 𝑥4, 𝑦4, 𝑧4 en M. Elaboró MSc. Efrén Giraldo T.
33
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A(𝑥1, 𝑦1, 𝑧1,)
C((𝑥3, 𝑦3, 𝑧3)
O((x,y,z).
M(𝑥2+𝑥4
2,
𝑦2+𝑦4
2,
𝑧2+𝑧4
2)
B((𝑥2, 𝑦2, 𝑧2)
Como ya se conocen las coordenadas del punto medio y la razón 2, se pueden calcular las coordenadas O((x,y,z).
Para el segmento AM, 𝑥1 es 𝑥1, 𝑥2 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑜𝑟𝑑𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑒𝑛 𝑥 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑀, 𝑙𝑎 𝑐𝑢𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑥2+𝑥4
2, por tanto
𝑥 =𝑥1 + 2(
𝑥2+𝑥42 )
1 + 2
𝑥 =𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3
3
El 2 está multiplicando y dividiendo, se puede cancelar
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 34
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𝑥 =𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3
3
y=𝑥1+𝑥2+𝑥3
3
z=𝑥1+𝑥2+𝑥3
3
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 35
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Ejemplo. Hallar las coordenadas del punto medio del segmento
cuyos extremos son los puntos A(−1, 3,−4) y B(2,−2,6).
Ejercicio 7
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 36
B(2,−2,6).
A(−1, 3,−4)
C(x,y,z)
AC=CB
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 37
![Page 38: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/38.jpg)
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 38
Sea B(5, 3) y A(-3, -3) los extremos del segmento BA, encuentre las
coordenadas del punto C que lo divide en una razón r = 1/3
Ejercicio 8
C(x,y)
B(5, 3)
A(-3, -3)
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Sea A(-3, -3) y B(5, 3) los extremos del segmento AB. Encuentre las coordenadas
del punto P que lo divide en una razón r = 1/3
𝑥 =𝑥1+𝑟𝑥2
1+𝑟y =
𝑦1+𝑟𝑦2
1+𝑟
𝑥 =−3+
1
3∗5
1+1
3
=-1
𝑦 =−3+
1
3∗3
1+1
3
=-−3+1
4
3
=-2*3
4= -
3
2=-1.5
(𝑥1 𝑦1) (𝑥2 𝑦2)
Note la diferencia con el ejercicio anterior, en el cual se toma el segmento BA. En esta diapositiva se
considera el segmento AB. Las coordenadas dan diferentes por la diferente orientación del segmento.
39
Ejercicio 9
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Ejercicio 10
Primero se grafica.
Se debe demostrar que la distancia AB + BC =AC
40
colineales
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 41
Demuestre empleando la fórmula de la distancia que los puntos A(0,1), B(-5,2) y
C(-3,-1) son los vértices de un triángulo rectángulo.
Del teorema de Pitágoras se tiene:
AB = 𝐴𝐶2 + 𝐶𝐵2
Si se demuestra que los lados del triangulo cumplen esa ecuación, se demuestra
que el triángulo ACB es rectángulo
Ejercicio 11
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 42
A(0,1), B(-5,2) y C(-3,-1)
13+13= 26
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 43
Ejercicio 13
![Page 44: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Ejercicio 14
![Page 45: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/45.jpg)
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 45
![Page 46: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/46.jpg)
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 46
Ejercicio 15
![Page 47: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/47.jpg)
47
Ejercicio 16
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 48
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 49a
(a,0)
𝒂
𝟐(𝑎
2, 0)
𝑂𝐴 = 𝐴𝐵 = 𝐵𝑂 = 𝑎
𝑎
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50
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. a
(a,0)
𝒂
𝟐(𝑎
2, 0)
𝑎
![Page 51: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/51.jpg)
51
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. a
(a,0)
𝒂
𝟐(𝑎
2, 0)
𝑎
![Page 52: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/52.jpg)
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 52
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. a
(a,0)
𝒂
𝟐(𝑎
2, 0)
𝑎
![Page 53: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/53.jpg)
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 53
Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. a
(a,0)
𝒂
𝟐(𝑎
2, 0)
𝑎
![Page 54: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/54.jpg)
54
O
E(5, 2)
D(-2, 1)
F(2, -3
Demostrar que los lados del triángulo DEF formado al unir los puntos medios de los
lados del triángulo ABC, son la mitad de los lados paralelos del triángulo ABC.
Ejercicio 17
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55
O
E(5, 2)
D(-2, 1)
F(2, -3
B
C
A
𝐴𝐵 = 2𝐴𝐷 (1) 𝐴𝐶 = 2𝐴𝐸 (2) (lado AC)
𝐴𝐶 = 𝐴𝐵 + 𝐵𝐶 (3)
𝐴𝐶 = 2𝐴𝐸 = 2 𝐴𝐷 + 𝐵𝐶 (despejando 𝐵𝐶 )
𝐵𝐶 = 2𝐴𝐸 − 2 𝐴𝐷 𝐵𝐶 = 2(𝐴𝐸 − 𝐴𝐷 )
Del triángulo ABC
Del lado AB
(1) y (2) en (3)
(4)
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56
O
E(5, 2)
D(-2, 1)
F(2, -3
B
C
A
q
𝐴𝐸 + (− 𝐴𝐷 )= 𝑫𝑬
𝐵𝐶 = 2𝐷𝐸
𝐷𝐸 =𝐵𝐶
2
− 𝑨𝑫
en (4)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 57
Hallar las coordenadas de los vértices de un triángulo A,B,C sabiendo que las
coordenadas de los puntos medios de sus lados son D(-2,1), F(5,2),E (2,-3).
Ejercicio 18
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 58
El triángulo buscado tiene sus lados paralelos al triángulo interior formado por
los puntos medios y sus lados miden el doble que el triángulo interior.
O
(5, 2)
D(-2, 1)
F(2, -3
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59
O
Si se encuentran los vectores posición 𝑂𝐴 , 𝑂𝐵 , 𝑂𝐶 el ejercicio estará resuelto, porque las
componentes del vector posición son las mismas coordenadas del punto correspondiente.
![Page 60: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/60.jpg)
60
D(-2, 1)
E(5, 2)
F(2, -3) B
𝑂𝐵 = 𝑂𝐹 + 𝐹𝐵 𝑂𝐹 = 2, −3 𝐹𝐵 =𝐸𝐷
𝐸𝐷 = −2 − 5, 1 − 2 = −7, −1
𝑂𝐵 = 2, −3 + −7, −1
𝑂𝐵= −5, −4 B(-5,-4)
O
C
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61
E(5,2
F(2, -3)
C
O
D(-2,1)
𝑂𝐶 = 𝑂𝐸 + 𝐸𝐶 𝑂𝐸= 5,2
𝐸𝐶 =𝐷𝐹 = 2 − −2 , −3 − 1 = 4, −4
𝑂𝐶 = 5,2 + 4, −4 = 9, −2 C(9,-2)
![Page 62: EJERCICIOS DE APLICACIÓN CAPÍTULO1](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022012015/615a2d5a3996cb6f807e6011/html5/thumbnails/62.jpg)
62
D(-2,1)
F(2,-3)
E(5, 2
A
𝑂𝐴 = 𝑂𝐸 + 𝐸𝐴 𝑂𝐸= 5,2
𝐸𝐴 = 𝐹𝐷 = −2 − 2, 1 − (−3 = −4, 4
𝑂𝐴 = 5,2 + −4, 4 = 1,6 A(1,6)
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Elaboró MSc. Efrén Giraldo T. 64
A(1,6)
C(9,-2)
B(-5,-4)