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Cónicas: circunferencia, parábola, elipse e hipérbola

Si cortas un cono doble con un plano, obtienes una circunferencia, una elipse, una parábola o una hipérbola; si el corte pasa por el vértice, obtienes un punto, una recta o un par de rectas (cónicas degeneradas). Circunferencia: (x − h)² + (y − k)² = r². Parábola y² = 4ax: foco (a, 0), directriz x = −a, lado recto 4a, e = 1. Elipse x²/a² + y²/b² = 1 (a > b): c² = a² − b², focos (±c, 0), e = c/a < 1, lado recto 2b²/a, PF₁ + PF₂ = 2a. Hipérbola x²/a² − y²/b² = 1: c² = a² + b², e = c/a > 1, lado recto 2b²/a, |PF₁ − PF₂| = 2a.

🎬 Historia paso a paso

  1. Imagina dos conos de helado unidos por la punta. Córtalos con una lámina plana. Un corte plano da una circunferencia, uno inclinado una elipse, uno paralelo al lado una parábola y uno muy inclinado una hipérbola. Si cortas por la punta: un punto, una recta o dos rectas.
  2. Una circunferencia es el conjunto de puntos que están a la misma distancia r de un centro (h, k). Su ecuación es (x − h)² + (y − k)² = r². De x² + y² − 2x − 4y − 4 = 0 sacamos centro (1, 2) y radio 3.
  3. Una parábola: cada punto está a la misma distancia de un punto fijo (el foco) y de una recta fija (la directriz). En y² = 4ax, el foco es (a, 0) y la directriz es x = −a.
  4. Una elipse: para cada punto, las distancias a los dos focos suman siempre el mismo número 2a. Ecuación x²/a² + y²/b² = 1 con c² = a² − b².
  5. Una hipérbola: para cada punto, las distancias a los dos focos se diferencian siempre en el mismo número 2a. Ecuación x²/a² − y²/b² = 1 con c² = a² + b².
  6. Juego libre: elige una curva y cambia a y b, o inclina el plano que corta el cono. Observa los focos, e y el lado recto.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Por qué la circunferencia es una sección cónica?

Cuando el plano de corte es perpendicular al eje del cono, todos los puntos del corte están a la misma distancia del eje. Eso es una circunferencia.

¿Qué es exactamente una cónica degenerada?

El plano pasa por el vértice, así que la curva se reduce a un punto, una recta o dos rectas.

¿Cómo sé si x² + y² + 2gx + 2fy + c = 0 es de verdad una circunferencia?

Calcula g² + f² − c. Si es positivo, es una circunferencia real; si es cero, solo un punto; si es negativo, no hay circunferencia real.

¿Por qué el lado recto de y² = 4ax es 4a?

Pon x = a: y² = 4a², así que y = ±2a. La cuerda va de −2a a 2a, una longitud de 4a.

En una elipse, ¿cómo sé si el eje mayor va a lo largo de x o de y?

Mira los denominadores. El mayor está debajo de x² si el eje mayor es horizontal, y debajo de y² si es vertical.

¿Una hipérbola son dos parábolas?

No. Sus ramas se acercan a rectas (asíntotas) y tiene e > 1. Una parábola no tiene asíntotas y tiene e = 1.

Secciones de un cono

Un cono doble se forma al girar una recta inclinada (la generatriz) alrededor de un eje fijo. Las dos mitades se llaman hojas. Córtalo con un plano que no pase por la punta (vértice):

Cónicas degeneradas

Si el plano pasa por el vértice, el corte se "aplasta" en una forma más simple:

Circunferencia

Una circunferencia es el conjunto de todos los puntos a una distancia fija r (radio) de un punto fijo C(h, k) (centro). Con la fórmula de la distancia: (x − h)² + (y − k)² = r². Con el centro en el origen: x² + y² = r².

Forma general: x² + y² + 2gx + 2fy + c = 0, con centro (−g, −f) y radio √(g² + f² − c). Completa cuadrados para hallarlos.

Parábola

Una parábola es el conjunto de puntos que están a la misma distancia de un punto fijo (foco) y de una recta fija (directriz). La recta que pasa por el foco y es perpendicular a la directriz es el eje; el punto a mitad de camino es el vértice.

EcuaciónFocoDirectrizSe abre hacia
y² = 4ax(a, 0)x = −ala derecha
y² = −4ax(−a, 0)x = ala izquierda
x² = 4ay(0, a)y = −aarriba
x² = −4ay(0, −a)y = aabajo

El lado recto es la cuerda que pasa por el foco y es perpendicular al eje. Su longitud es 4a.

Elipse

Una elipse es el conjunto de puntos cuyas distancias a dos puntos fijos (focos) suman una constante 2a. Con el centro en el origen y los focos en el eje x: x²/a² + y²/b² = 1, a > b, y c² = a² − b².

Hipérbola

Una hipérbola es el conjunto de puntos cuyas distancias a dos focos se diferencian en una constante 2a. Forma estándar: x²/a² − y²/b² = 1, con c² = a² + b².

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Halla la ecuación de la circunferencia con centro (−2, 3) y radio 4.

Paso 1: (x + 2)² + (y − 3)² = 16. Paso 2: x² + 4x + 4 + y² − 6y + 9 = 16. Paso 3: x² + y² + 4x − 6y − 3 = 0.

2. Halla el centro y el radio de x² + y² + 8x − 10y − 8 = 0.

Paso 1: (x² + 8x + 16) + (y² − 10y + 25) = 8 + 16 + 25. Paso 2: (x + 4)² + (y − 5)² = 49. Paso 3: centro (−4, 5), radio 7.

3. Halla el foco, la directriz y el lado recto de y² = 12x.

Paso 1: 4a = 12, así que a = 3. Paso 2: foco (3, 0), directriz x = −3. Paso 3: lado recto = 4a = 12.

4. Halla el foco y la directriz de x² = −16y.

Paso 1: forma x² = −4ay con 4a = 16, a = 4. Paso 2: se abre hacia abajo: foco (0, −4). Paso 3: directriz y = 4.

5. Halla la parábola con vértice en el origen, eje a lo largo del eje x, que pasa por (2, 3).

Paso 1: forma y² = 4ax (el punto tiene x > 0). Paso 2: 9 = 4a × 2 → 4a = 9/2. Paso 3: y² = 9x/2, o 2y² = 9x.

6. Para x²/25 + y²/9 = 1, halla los focos, la excentricidad y el lado recto.

Paso 1: a = 5, b = 3. Paso 2: c = √(25 − 9) = 4 → focos (±4, 0). Paso 3: e = 4/5; lado recto = 2 × 9/5 = 18/5.

7. Halla la elipse con vértices (±13, 0) y focos (±5, 0).

Paso 1: a = 13, c = 5. Paso 2: b² = a² − c² = 169 − 25 = 144. Paso 3: x²/169 + y²/144 = 1.

8. Para 9y² − 4x² = 36, halla los focos y la excentricidad.

Paso 1: divide entre 36: y²/4 − x²/9 = 1, eje a lo largo de y. Paso 2: a = 2, b = 3, c = √(4 + 9) = √13. Paso 3: focos (0, ±√13), e = √13/2.

9. Halla la hipérbola con focos (±5, 0) y eje transverso 8.

Paso 1: 2a = 8 → a = 4; c = 5. Paso 2: b² = c² − a² = 25 − 16 = 9. Paso 3: x²/16 − y²/9 = 1.

Errores comunes

Test de práctica

1. Un plano paralelo a una generatriz del cono (sin pasar por el vértice) da una
2. El radio de x² + y² − 6x = 0 es
3. El foco de y² = 8x es
4. La excentricidad de una elipse es siempre
5. Para x²/9 − y²/16 = 1, c es igual a

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué son las cónicas?

Son las curvas que se obtienen al cortar un cono doble con un plano: circunferencia, elipse, parábola e hipérbola, además de los casos degenerados.

¿Qué es el lado recto de una parábola?

La cuerda que pasa por el foco y es perpendicular al eje. En y² = 4ax su longitud es 4a.

¿Cuál es la diferencia entre una elipse y una hipérbola?

Elipse: la suma de distancias a los focos es 2a, c² = a² − b², e < 1. Hipérbola: la diferencia es 2a, c² = a² + b², e > 1.

Dónde se estudia

ItalySecondaria di secondo grado – classe 3ªGeometry
ItalySecondaria di secondo grado – classe 3ªGeometry
ItalySecondaria di secondo grado – classe 3ªGeometry
ItalySecondaria di secondo grado – classe 4ªGeometry
ItalySecondaria di secondo grado – classe 4ªGeometry
ItalySecondaria di secondo grado – classe 4ªGeometry
NetherlandsVWO 5Geometry
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IIIAnalytic geometry in the plane
Spain2º BachilleratoGeometric foundations
Spain2º BachilleratoGeometry, art and environment
CBSE (India)Class 11Coordinate Geometry
CBSE (India)Class 11Coordinate Geometry
England (GCSE, A level)Year 12C Coordinate geometry in the (x, y) plane
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10Connecting algebra and geometry through coordinates
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10Circles with and without coordinates
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10Circles with and without coordinates
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12Functions Involving Parameters, Vectors, and Matrices
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 12Conic sections
Japan高校3年Curves and the complex plane
South Korea고등학교 1학년Equations of figures
South Korea고등학교 1학년Equations of figures
South Korea고등학교 2학년Conic sections
South Korea고등학교 3학년Conic sections
FranceTerminaleMathematics (2019 programme)
China高二Ch.2 Lines and circles
China高二Ch.3 Conic sections

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