PLANTEAMIENTO

 

Se ilustra geométricamente como obtener la ecuación de la circunferencia que pasa por tres puntos.

 

 

DEFINICIÓN

 

Una circunferencia se define como el lugar geométrico de los puntos que equidistan de un punto fijo en el plano llamado centro. La distancia que existe de cualquiera de sus puntos al centro recibe el nombre de radio.

 

 

CIRCUNFERENCIA QUE PASA POR TRES PUNTOS

 

Dados tres puntos no alineados, existe una y sólo una circunferencia que pasa por los tres.

 

Cuando se dispone de tres puntos ,  y  que no estén alineados, la mediatriz de  y la mediatriz de  se cortan en un punto que es el centro de la circunferencia que pasa por ,  y  puesto que los tres equidistan de él. En otras palabras, el problema consiste en hallar la circunferencia circunscrita a un triángulo. El centro de dicha circunferencia se obtiene como intersección de las mediatrices de dos de los lados de ese triángulo. En el caso de que los tres puntos dados estén alineados el problema carece de solución.

 

 

A TRAVÉS DE MEDIATRICES

 

Se seleccionan dos de los puntos dados, se obtiene la ecuación de la recta que pasa por ellos. Se calcula el punto medio entre los puntos. Se encuentra mediatriz, que es la recta perpendicular a la recta obtenida que pase por el punto medio.

 

Se toman otros dos puntos y se obtiene de forma similar otra mediatriz.

 

Se resuelve el sistema de ecuaciones con las dos mediatrices y la solución, representa las coordenadas del centro.

 

El radio se encuentra tomando la distancia del centro a cualquiera de los puntos de la circunferencia.

 

Finalmente se expresa como:  o bien, si se desarrolla se llega a la forma:

 

 

POR RESOLUCIÓN DE SISTEMA DE ECUACIONES

 

La ecuación general de la circunferencia es:

 

 

 

Como los tres puntos son parte de la circunferencia, satisfacen la ecuación general. Así que para cada punto se sustituye en la ecuación y las incógnitas serán D, E y F de la siguiente manera:

 

Para el punto 1 , se sustituye para obtener:

Para el punto 2 , se sustituye para obtener:

Para el punto 3 , se sustituye para obtener:

 

Reescribiendo se tiene un sistema de la forma:

 

 

Que es un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas. Se resuelve por el método deseado y las soluciones encontradas D, E y F se reemplazan en la ecuación general. 

 

 

CONCLUSIÓN

 

Que tres puntos de un plano pertenezcan a una misma circunferencia no es nada extraordinario, más bien es algo obligado. De hecho tres puntos son los que definen una circunferencia.

 

 

PROPUESTA DE TRABAJO

 

1.     Mover cualquiera de los puntos rojos  ,  o  para observar el comportamiento de la circunferencia.

2.     Notar que a medida que los puntos se alejan la circunferencia se hace más grande.

3.     Ver como cambia el sistema de ecuaciones y el centro a medida que lo hacen las coordenadas de los puntos.

4.     Activar la casilla para visualizar la ecuación ordinaria y la general de la circunferencia.

5.     Activar la casilla para ver las mediatrices de los segmentos que unen a los puntos.

6.     Cuando la solución tiene como resultados   y   entonces, el centro la circunferencia se encuentra en el origen. Comprobar esto ubicando  en   en , y  en .

7.     Al alinear los tres puntos la circunferencia desaparece. Comprobar esto ubicando  en ,  en  y  en .

8.     Pulsar el icono que se sitúa arriba a la derecha para regresar a la construcción inicial.