4.4.1.Ecuación De La Recta Que Pasa Por El Origen

Considere la recta l que pasa por el origen 0 y forma un ángulo de inclinación con el eje x (fig. 4.6.)

Fig. 4.6

Tómese sobre la recta los puntos P1(x1, y1),P2 (x2, y2) y P3 (x3, y3). Al proyectar los puntos P1, P2 y P3 sobre el eje x, se obtienen los puntos P1, P2, P3.

Como los triángulos OP1P1, OP2P2 y OP3P3 son semejantes; se tiene que: 

Esto es, cualquiera que sea el punto P(x, y) sobre l, y = mx (1)
 

La ecuación (1) es la ecuación de la recta que pasa por el origen y tiene pendiente conocida m. 

..
4.4.2. Ecuación De La Recta Conocida Su Pendiente m Y Su Intercepto b Con El Eje y

Considere una recta l de la que se conocen m (m = tan ) y b (ver fig. 4.7.) 

fig. 4.7.

Trácece por el origen la recta l paralela a l. Sea P(x, y) un punto de l. Al  llamar P la proyección de P sobre el eje x; PP corta a la recta l en un punto P de coordenadas 
P(x, Y), Y  y.
Como P (x, Y) está sobre l, entonces , de donde Y = mx

Ahora, el cuadrilátero OBPP es un paralelogramo.

Luego, PP = OB = b. Y se tiene que:

Y = PP = PP + PP = Y + b = mx + b.

Es decir, para todo (x, y) l, y = mx + b = (tan )x + b

La ecuación y = mx + b es la ecuación de la recta en términos de su pendiente m y su intercepto b con el eje y.

..
4.4.3. Ecuación De La Recta Que Pasa Por Un Punto Y De Pendiente Conocida

Considere la recta l que pasa por un punto dado P1(x1, y1) y cuya pendiente m también es conocida. 
.


Al llamar b al intercepto de la recta l con el eje y, entonces la ecuación de l, viene dada por:

                y = mx + b             (1)

Como P1(x1, y1l, entonces satisface (1) y en consecuencia se tiene:

                 y1 = mx1 + b          (2)

fig. 4.8
Al restar de la ecuación (2) la ecuación (1) se elimina el parámetro b que se desconoce y se obtiene:

y y1 = m(x x1) (3)

La ecuación (3) es conocida como la forma: PUNTO-PENDIENTE de la ecuación de la recta.

Nótese que la ecuación (3) también puede escribirse en la forma: 

y = mx + (y1 mx1).

Lo que indica que el intercepto b con el eje y viene dado por:

b = y1 mx1

..
4.4.4. Ecuación de la recta que pasa por dos puntos dados P1(x1, y1) y P2(x2, y2)

Sea l la recta que pasa por los puntos P1(x1, y1) y P2(x2, y2) y llámese m1 su pendiente. 
....


Como l pasa por el punto P1(x1, y1) y tiene pendiente m1, se tiene de acuerdo a 4.4.3, que 

                           y y1 = m1 (x x1)    (1)

representa la ecuación de dicha recta.

Ahora, como el punto P2(x2, y2l, entonces satisface su ecuación.

    fig. 4.9.
Esto es y2 y1 =; de donde  (2)

Sustituyendo (2) en (1) se obtiene

(3) 

La ecuación (3) se conoce como la forma: DOS-PUNTOS de la ecuación de la recta.

Observaciones
 

     i.    Nótese que la ecuación (2) nos proporciona el valor de la pendiente m y la ecuación 
          (3) también puede escribirse en la forma: 



            Lo que indica que el intercepto de la recta l con el eje y viene dado por:

   ii.   Si (x, y) es un punto cualquiera de la recta determinada por P1(x1y1) entonces la 
      ecuación de la resta (3) también puede escribirse en forma de determinante, así:

= 0
....
4.4.5. Ecuación segmentaria de la linea recta

Considere la recta l de la cual conocemos los interceptos a y b con los ejes x e y respectivamente (fig. 4.10) 


Como l pasa por los puntos A(a, 0) y B(0, b), entonces de acuerdo a la sección la ecuación de l viene dada por: 

Es decir,  de donde, 

                       fig. 4.10

Dividiendo esta última ecuación por b, se obtiene:

(1)

La ecuación (1) se conoce como la ecuación SEGMENTARIA, CANÓNICA O FORMA DE LOS INTERCEPTOS de la linea recta. Los nmeros a y b son las medidas de los segmentos que la recta intercepta con cada eje, con su signo correspondiente, pues haciendo en (1)

y = 0, resulta x = a (Intercepto con el eje x)
x = 0, resulta x = b (Intercepto con el eje y)

..
4.4.6. Ecuación general de la linea recta

La ecución Ax + By +C = 0 donde A, B, C son números reales y A, B no son simultáneamente nulos, se conoce como la ECUACIÓN GENERAL de primer grado en las variables x e y. 

La ecuación explícita de la recta cuando se conocen dos puntos excluye las rectas paralelas al eje y, cuyas ecuaciones son de la forma x = constante, pero todas las rectas del plano, sin excepción, quedan incluidas en la ecuación Ax + By + C = 0 que se conoce como: la ecuación general de la linea recta, como lo afirma el siguiente teorema:
 

TEOREMA

La ecuación general de primer grado Ax + By + C = 0 (1) , A, B, C R; A y B no son simultáneamente nulos, representan una linea recta.
 

Demostración

 i.   Se puede Considerar varios casos:

A = 0, B diferente de 0.
       En este caso, la ecuación (1) se transforma en By + C = 0,0de donde
 
(2)
La ecuación (2) representa una linea recta paralela al eje x y cuyo intercepto con el eje y es 

(fig. 4.11)

                      fig. 4.11.

ii. En este caso, la ecuación (1) se transforma en Ax + C = 0, de donde 

(3)



La ecuación (3) representa una linea recta paralela al eje y y cuyo intercepto con el eje x es 

(fig. 4.12)

                fig. 4.12.

iii. En este caso, la ecuación (1) puede escribirse en la siguiente forma:

(4)


La ecuación (4) representa una linea recta, cuya pendiente es  y cuyo intercepto con el eje y viene dado por    (fig. 4.13)

fig. 4.13.

obeservaciones


    i.   Es posible escribir la ecuación general de la linea recta en varias formas, de tal 
         manera que solo involucre dos constantes. Es decir, si A, B y C son todos distintos 
         de cero, podemos escribir la ecuación (1), en las siguientes formas equivalentes:

(1A)
(1B)
(1C) 
        En cada una de las ecuaciones (1A), (1B) y (1C) existe esencialmente solo dos 
        constantes independientes, por ejemplo  en (1A)
 
Esto indica que para determinar la ecuación de una recta en particular, necesitamos conocer dos condiciones, como por ejemplo, dos puntos, un punto y la pendiente, en concordancia con lo establecido en los numerales anteriores.


     iii.   Cuando la ecuación de una recta esta expresada en la forma general 
          Ax + By + C = 0, su pendiente ó coeficiente angular con respecto al eje x, m 
         viene dado por y su coeficiente angular n, con respecto al eje y  
         viene dado por .

         Los coeficientes A y B se denominan coeficientes directores de la recta.