Admisión UNAL · Matemáticas VIII

En el plano, una figura y una ecuación son lo mismo

El temario pide explícitamente plano cartesiano, secciones cónicas y conversión de unidades, y el primer banco ya pregunta por la ecuación de una elipse y por razones de áreas entre figuras semejantes. Nada de eso tenía material detrás en este sitio.

Seis paneles, todos sobre la misma idea: la distancia sale de Pitágoras, la recta de una razón, la circunferencia de la distancia elevada al cuadrado, y las cuatro cónicas se distinguen mirando dos coeficientes. El último cierra con la regla k, k², k³, que es donde la semejanza y la conversión de unidades resultan ser el mismo problema.

1

Distancia y punto medio: Pitágoras y un promedio

Las dos fórmulas del plano que hay que saber no son fórmulas nuevas. La distancia es el teorema de Pitágoras sobre el triángulo que forman las dos diferencias de coordenadas, y el punto medio es el promedio de cada coordenada por separado.

Punto A = (1, 1)
Punto B = (4, 5)
ABΔx = 3Δy = 4
Las dos cuentas
d = √[(4 − 1)² + (5 − 1)²] = √[9 + 16] = √25 = 5 · M = ((1 + 4)/2, (1 + 5)/2) = (2,5, 3)

Aquí la raíz sale exacta, que es lo que el examen busca al elegir los puntos. Cuando no salga, se deja indicada.

d = √(x2 − x1)2 + (y2 − y1)2
El orden de la resta no importa: el cuadrado borra el signo. Lo que sí importa es restar coordenada con coordenada, x con x e y con y.
La trampa
Restar cruzado: (x₂ − y₁) en vez de (x₂ − x₁). Y confundir las dos fórmulas: la distancia lleva resta, cuadrados y raíz; el punto medio lleva suma y división entre dos, sin cuadrados ni raíz. Si tu punto medio tiene una raíz, te equivocaste de fórmula.
2

La recta: una pendiente y un punto por donde pasa

La pendiente es cuánto sube y por cada unidad que avanza x. Con ese número y un solo punto, la recta queda determinada — y las tres formas en que el examen la escribe son la misma ecuación despejada de tres maneras.

Pendiente m = 2
Corte con el eje y: b = -1
sube 2avanza 1
pendiente-interceptoy = 2x − 1 — la que se grafica de un vistazo
punto-pendientey + 1 = 2(x − 0) — la que se usa cuando dan un punto cualquiera
general2x − y − 1 = 0 — la que aparece en geometría analítica
Con m = 2 la recta sube: por cada unidad a la derecha, 2 hacia arriba. El signo de la pendiente se lee del dibujo sin calcular nada, y ya descarta la mitad de las opciones.
m = y2 − y1x2 − x1
Dados dos puntos, la pendiente es la diferencia de las y sobre la diferencia de las x — en ese orden y con el mismo punto arriba en las dos.
La trampa
Invertir la fracción y calcular Δx/Δy, que da la pendiente al revés. Y el caso que rompe la fórmula: si los dos puntos tienen la misma x, el denominador se anula y la pendiente no existe — la recta es vertical, y su ecuación es x = constante, que no se puede escribir como y = mx + b.
3

Paralelas y perpendiculares: dos condiciones sobre la pendiente

Toda la relación entre dos rectas cabe en dos igualdades. Paralelas: la misma pendiente. Perpendiculares: el producto de las pendientes vale −1, es decir cada una es el inverso de la otra con el signo cambiado.

Pendiente de la recta azul: m = 2
la recta, m = 2una paralela: misma mla perpendicular
La perpendicular a esta recta
m₁ · m₂ = −1 → m₂ = −1/2 = −1/2 · comprobación: (2)(−1/2) = −1

El inverso y el cambio de signo son dos operaciones distintas, y hay que hacer las dos. Sólo invertir, o sólo cambiar el signo, es el error habitual.

Las dos trampas
Una: quedarse en −m o en 1/m. La perpendicular de m = 2 es −1/2, no −2 ni 1/2. Dos: el par horizontal-vertical. Son perpendiculares evidentes, pero su producto de pendientes no vale −1 porque una de las dos no tiene pendiente. La regla tiene esa excepción y el examen la usa.
4

La circunferencia: la distancia, escrita como ecuación

Una circunferencia es el conjunto de puntos que están a la misma distancia de un centro. Escribe esa frase con la fórmula de distancia del panel 1, eleva al cuadrado para quitar la raíz, y ya tienes la ecuación. No hay nada más.

Centro (3, -2) · radio 4
r = 4
(x − 3)2 + (y + 2)2 = 16
Centro (3, -2) y radio 4. Ojo a los signos: dentro del paréntesis van CAMBIADOS respecto de las coordenadas del centro.
La misma circunferencia, en forma general
x² + y² − 6x + 4y − 3 = 0

Se llega desarrollando los dos cuadrados y pasando todo a un lado. Para volver de la general a la canónica se completa el cuadrado en x y en y por separado — el mismo procedimiento del estudio de factorización, aplicado dos veces.

De la general a la canónica, paso a paso
1

Agrupar las x con las x y las y con las y

Se parte de x² + y² − 6x + 4y − 3 = 0 y se pasa el término independiente a la derecha.

x² − 6x + y² + 4y = 3
2

Completar el cuadrado en cada grupo

La mitad de −6 es −3, y su cuadrado 9. La mitad de 4 es 2, y su cuadrado 4. Se suman a los dos lados.

(x² − 6x + 9) + (y² + 4y + 4) = 3 + 9 + 4
3

Escribir los cuadrados y leer el resultado

(x − 3)² + (y + 2)² = 16 → centro (3, −2), radio 4
Las dos trampas
El signo del centro: en (x − 3)² el centro tiene x = +3, y en (y + 2)² tiene y = −2. Va cambiado respecto de lo que se lee. Y el radio frente a su cuadrado: el número de la derecha es r², así que con 16 el radio es 4, no 16.
5

Las cuatro cónicas se distinguen mirando dos coeficientes

El examen pregunta esto casi siempre igual: da cuatro ecuaciones y pide cuál corresponde a una figura. No hay que graficar nada — basta con mirar los términos cuadráticos y responder tres preguntas en orden.

Circunferenciax² + y² = 25
Los dos términos cuadráticos tienen el MISMO coeficiente y el mismo signo.
además Centro (0, 0) y radio 5. Es el caso particular de la elipse en que los dos semiejes son iguales.
El decisor, en tres preguntas
Preguntasi la respuesta es sí
¿Sólo una variable está al cuadrado?parábola — y ahí se acaba
¿Los dos cuadrados tienen signos opuestos?hipérbola
¿Los coeficientes son iguales?circunferencia
si no, los dos suman con coeficientes distintoselipse
Las cuatro salen de cortar un cono con un plano —de ahí el nombre— y por eso comparten forma algebraica: todas son casos de Ax² + Cy² + Dx + Ey + F = 0. Lo único que cambia entre ellas son A y C.
La trampa
Los denominadores son los cuadrados de los semiejes. En x²/9 + y²/4 = 1 los semiejes miden 3 y 2, no 9 y 4. Y una elipse con los dos denominadores iguales es una circunferencia: si el enunciado pide «una elipse de semiejes distintos», la opción con denominadores iguales queda descartada por eso.
6

Al escalar: la longitud por k, el área por k², el volumen por k³

Es la regla que resuelve dos temas a la vez —semejanza y conversión de unidades— y la que más se falla, porque el instinto dice que si algo se duplica, todo en él se duplica. El área no: se cuadruplica.

Factor de escala k = 2
originalescalado ×2
Magnitudoriginalfactorescalada
longitud del lado3k = 26
área de una cara9k² = 436
volumen27k³ = 8216
Con k = 2, duplicar el lado no duplica el área: la multiplica por 4. La razón es que el área lleva dos longitudes multiplicadas y el volumen, tres. El exponente del factor es la dimensión de la magnitud.
La misma regla, aplicada a las unidades
Equivalenciafactorpor qué
1 m = 100 cm10²una longitud: el factor va tal cual
1 m² = 10.000 cm²10⁴el factor va al cuadrado: 100² = 10.000
1 m³ = 1.000.000 cm³10⁶al cubo: 100³ = un millón
1 L = 1.000 cm³—equivalencia directa: 1 m³ = 1.000 L
1 m² NO son 100 cm². Un cuadrado de un metro de lado mide 100 cm por 100 cm, así que contiene 10.000 cuadraditos de un centímetro. Es la misma k² de arriba, con k = 100 — y es el error de conversión que más aparece, en matemáticas y en física.
Cómo cae en el examen
razón de lados 2 : 3 → razón de áreas 4 : 9 → razón de volúmenes 8 : 27

Y al revés, que es como suelen preguntarlo: si la razón de áreas es 4 : 9, la de lados es √4 : √9 = 2 : 3, y sólo entonces se eleva al cubo para los volúmenes, 8 : 27. Saltar directo de áreas a volúmenes sin pasar por la longitud es el error.

Tres frases. La distancia es Pitágoras y el punto medio es un promedio: si tu punto medio tiene una raíz, usaste la fórmula equivocada. Perpendicular es inverso Y cambiado de signo, las dos cosas: la perpendicular de 2 es −1/2. Y la que más puntos vale: 1 m² no son 100 cm², son 10.000 — el factor de una longitud se eleva al cuadrado para las áreas y al cubo para los volúmenes.
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Sources & bibliography

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  1. 01

    DIPA — Demostración Interactiva de la Prueba de Admisión

    Universidad Nacional de Colombia · Dirección Nacional de Admisiones

    Herramienta oficial y repetible para practicar con preguntas de los cinco componentes; entrega un puntaje por componente y un puntaje estandarizado al terminar. La propia página advierte que sirve para familiarizarse con el tipo de pregunta y que no hace parte del proceso de admisión. Es la referencia contra la que conviene contrastar la dificultad de cualquier banco generado, incluido este.

  2. 02

    Prueba de admisión — estructura y componentes

    Universidad Nacional de Colombia · Dirección Nacional de Admisiones

    120 preguntas de opción múltiple en 3 horas y 30 minutos, repartidas en cinco componentes: análisis textual 25, matemáticas 25, ciencias naturales 25, ciencias sociales 25 y análisis de la imagen 20. De ahí sale el ritmo promedio de 1 min 45 s por pregunta que usa el cronómetro de los bancos.

  3. 03

    Cuadernillo de pruebas estandarizadas, Programa PreUniversitario

    Origen de los formatos que imitan los bancos: bloques de contexto compartido, doble afirmación con tabla de verdad, completar con tupla ordenada, opción compuesta de rasgos y enunciado en negativo. Es material preuniversitario modelado sobre el examen, no un examen oficial de la Universidad Nacional.

  4. 04

    La Géométrie

    René Descartes · 1637

    El trabajo que introduce las coordenadas y con ellas la correspondencia entre una curva y una ecuación, que es la idea que organiza este estudio entero. Se cita como la autoridad del planteamiento.

  5. 05

    Cónicas

    Apolonio de Perge

    El tratado clásico donde se estudian la parábola, la elipse y la hipérbola como secciones de un cono, y de donde vienen sus nombres. Sostiene el panel 5; los criterios de reconocimiento por coeficientes son la versión algebraica moderna de esa clasificación, no una cita de la obra.

  6. 06

    Elementos, Libro VI

    Euclides

    La proporcionalidad entre figuras semejantes, incluida la razón entre áreas de figuras semejantes, que es el contenido del panel 6 y de dos preguntas del banco.

  7. 07

    The International System of Units (SI), 9th edition

    Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) · 2019

    Los prefijos del SI y las unidades derivadas de área y volumen. Es la referencia de la tabla de conversiones del panel 6, incluido que un litro sea un decímetro cúbico.

Open questions

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  • Que las ecuaciones, distancias y clasificaciones de cónicas de la página sean las correctas.La distancia y el punto medio se comprobaron en los 14.641 pares de puntos que permiten los deslizadores; la equivalencia entre forma general y canónica de la circunferencia, en todo el rango de centro y radio; y los cuatro trazados de cónicas se verificaron sustituyendo sus puntos en la ecuación correspondiente. Es cálculo reproducible, no una cita.
  • Que el temario del componente incluya secciones cónicas, plano cartesiano y conversión de unidades como bloques propios.Sale del temario recogido de un canal de preparación, no de un documento de la Universidad. Lo que sí está observado en material preuniversitario es una pregunta que pide identificar la ecuación de una elipse, y ese formato es el que imitan las preguntas 8, 9 y 12 del banco.
  • El orden de importancia de los subtemas de matemáticas —que trigonometría sea «lo que más se pregunta», seguida de regla de tres, probabilidad, estadística y funciones—.Procede de una serie de vídeos de un canal de preparación (PASAR A LA U), cruzando la descripción de cada vídeo con su audio, no de un temario publicado por la Universidad Nacional. Los propios vídeos remiten al simulador DIPA como la mejor preparación. Sirve como mapa de estudio; no como especificación de la prueba, y por eso el énfasis de estos estudios podría estar mal repartido.
  • La regla de formato: que las respuestas se dejen en términos de π, con radicales sin resolver y fracciones sin decimalizar.Es una convención de pruebas sin calculadora recogida de material preuniversitario, no una norma citada de la convocatoria. Es coherente con todo el material observado y con que la calculadora esté prohibida, pero sigue sin estar confirmada por la Universidad. Estos bancos la aplican a rajatabla, así que si resultara falsa entrenarían un descarte que no existe.
  • Que la prueba se aplique en dos partes de 60 preguntas cada una, con 2 horas para la primera (análisis textual y matemáticas, más parte de ciencias) y 1 hora 30 minutos para la segunda (ciencias, sociales y análisis de imagen).Aparece de forma consistente en material preuniversitario, pero NO en las páginas de la Dirección Nacional de Admisiones, que solo declaran 120 preguntas y 3 h 30 min en total. Si fuera cierta, el ritmo real sería de 2 min por pregunta en la primera parte y de 1 min 30 s en la segunda, no de 1 min 45 s en todas. Por eso el cronómetro de los bancos ofrece los tres ritmos etiquetados por su procedencia en vez de imponer el promedio.
  • Las 20 preguntas del banco y sus respuestas.Están escritas para este material, no tomadas de exámenes publicados. La aritmética está verificada numéricamente; el estilo y la dificultad son una aproximación al examen real, no una muestra de él.