Curvas Polares

¿Has observado alguna vez de cerca un girasol? Las curvas que ves entrecruzándose en un girasol están dispuestas en espirales logarítmicas, un tipo de curva polar.1

Pruéablo tú mismo

Achieve better grades quicker with Premium

PREMIUM
Karteikarten Spaced Repetition Lernsets AI-Tools Probeklausuren Lernplan Erklärungen Karteikarten Spaced Repetition Lernsets AI-Tools Probeklausuren Lernplan Erklärungen
Kostenlos testen

Geld-zurück-Garantie, wenn du durch die Prüfung fällst

Review generated flashcards

Regístrate gratis
Has alcanzado el límite diario de IA

Comienza a aprender o crea tus propias tarjetas de aprendizaje con IA

Equipo editorial StudySmarter

Equipo de profesores de Curvas Polares

  • Tiempo de lectura de 21 minutos
  • Revisado por el equipo editorial de StudySmarter
Guardar explicación Guardar explicación
Tarjetas de estudio
Tarjetas de estudio

Saltar a un capítulo clave

    Curvas polares Tipos de curvas polares Espiral logarítmica StudySmarterFigura 1. Semillas de girasol dispuestas en espirales logarítmicas - Pixabay

    Otros fenómenos naturales con formas que pueden describirse mediante espirales logarítmicas son las conchas de los nautilos e incluso algunas galaxias.

    Curvas polares Tipos de curvas polares Espirales logarítmicas Estudio de la naturalezaSmarterFigura 2. Una galaxia con la forma aproximada de una espiral logarítmica - Pixabay

    Este artículo presenta las curvas polares, incluyendo ejemplos importantes de curvas polares, algunas de sus simetrías y cómo representarlas gráficamente.

    Fórmula de la curva polar

    Puede que estés acostumbrado a escribir funciones de la forma

    \[ y=f(x),\]

    donde la relación entre \( x \) y \( y \) conduce a una curva en el plano. Cuando una función se escribe en términos de \( x \) y \( y \), decimos que está escrita en coordenadas cartesianas, también conocidas como coordenadas rectangulares.

    En cambio, las curvas polares son curvas escritas en términos de coordenadas polares \( r \) y \( \theta.\) Para describir mejor las coordenadas polares, considera un punto del plano.

    Curvas polares un punto del plano descrito por las coordenadas x e y StudySmarterImagen 1. Un punto en el plano

    A continuación, dibuja un segmento que vaya desde el origen hasta ese punto.

    Curvas polares segmento que une el origen y el punto del plano descrito por las coordenadas x e y StudySmarterImagen 2. Segmento que une el origen y el punto del plano

    Las coordenadas polares describen la posición de un punto en el plano en términos de \( r \) y \( \theta,\) donde

    \[ r = \sqrt{x^2+y^2},\]

    es la distancia desde el origen a un punto del plano (la longitud del segmento mostrado en el diagrama), y

    \[ \theta = \arctan{frac{y}{x},\}]

    es el ángulo entre el eje positivo \(x-\)y la recta que une el origen con el punto.

    Curvas polares un segmento de longitud r une el origen y el punto del plano descrito por las coordenadas x e y y forma un ángulo theta con el eje x positivo StudySmarterImagen 3. Representación gráfica de las coordenadas polares.

    Otra forma de describir las coordenadas polares es mediante las ecuaciones

    \[ x = r\,\cos{\theta}\}]

    y

    \[ y = r\,\sin{\theta}}.

    Una curva polar es una función descrita en términos de coordenadas polares, que puede expresarse en general como

    \[ f(r,\theta).\]

    Ten en cuenta que las funciones descritas por coordenadas polares no suelen superar la prueba de la línea vertical. ¡La prueba de la recta vertical sólo se aplica a las funciones que se escriben como \( y=f(x)\)!

    La ecuación

    \[ r = 3\sin{izquierda(\frac{2}{3}eta\derecha)}\}]

    define una curva polar. Su gráfica tiene el siguiente aspecto,

    Curvas polares Tipos de curvas polares Curva rosa StudySmarterFigura 3. Una curva rosa

    Puedes ver la curva anterior como el conjunto de todos los pares \( (r,\theta)\) que satisfacen la ecuación

    \[ r = 3\sin{izquierda(\frac{2}{3}\theta\\derecha)}.\]

    Para más información sobre las coordenadas polares, qué son y cómo convertir entre coordenadas polares y rectangulares, consulta nuestros artículos sobre Coordenadas polares y Derivación de funciones escritas en coordenadas polares.

    Tipos de curvas polares

    Algunos tipos de curvas pueden expresarse de forma más natural en coordenadas polares que en coordenadas rectangulares. Seis clases importantes de tales curvas son,

    • Limaçons
    • Cardioides
    • Curvas rosas
    • Espirales arquimedianas
    • Espirales logarítmicas
    • Lemniscatas

    Limaçons

    Una limaçon es una curva polar definida por la ecuación

    \[ r = a \pm b \sin{\theta}\]

    o

    \[ r = a \pm b \cos{\theta},\}]

    donde \( a \) y \( b \) son constantes. Hay tres tipos de limaçons,

    • Looped (limaçons donde \( a < b \)),
    • Cardioides (limaçons donde \( a = b \)),
    • Con hoyuelos (limaçons donde \( a > b \)).

    Limaçon en bucle

    Por ejemplo, la limaçon definida por

    \[ r = 2 + 3 \sin{\theta},\}]

    es una limaçon con bucle porque \( 2 < 3. \) He aquí su gráfico.

    Curvas polares Tipos de curvas polares Limacon StudySmarterFigura 4. Una limaçon con bucles

    Limaçon con bucle

    Como otro ejemplo, la curva

    \[ r = 4 - \cos{\theta}\]

    es una limaçon con hoyuelos porque \( 4 > 1. \) Tiene el siguiente aspecto,

    Curvas polares Tipos de curvas polares Limacon StudySmarter

    Figura 5. Una limaçon con hoyuelos

    Observa que las limaçons definidas mediante el coseno son simétricas respecto al eje horizontal, mientras que las limaçons definidas mediante el seno son simétricas respecto al eje vertical.

    Limaçon es sin duda un nombre raro, ¿verdad? ¡Hay una razón por la que se utiliza este nombre!

    El nombre limaçon, traducido del francés, significa literalmente "caracol". Este nombre procede de ciertos tipos de limaçons que parecen conchas de caracol.

    Cardioides

    Los cardioides son casos especiales de limaçons llamados así por su forma de corazón. La ecuación de un cardioide es

    \[ r = a(1-\cos{\theta}),\}]

    donde \( a \) es alguna constante. Por ejemplo, la cardioide

    \[ 1- \cos{\theta}\] tiene este aspecto,

    Curvas polares Tipos de curvas polares Cardiod StudySmarterFigura 6. Una cardioide

    Curvas rosas

    Las curvas rosas son curvas polares llamadas así por Guido Grandi, un matemático italiano que las estudió a principios del siglo XVIII. Se definen mediante ecuaciones de la forma

    \[ r = a\sin{\izquierda(n\eta\derecha)},\].

    o

    \r = a\cos{izquierda(n\eta\derecha)},\].

    donde \( a \) es una constante que determina el tamaño de la flor y \( n \) es una constante que determina el número y la colocación de los pétalos. Por ejemplo, la curva de la rosa

    \[ r = \cos{{izquierda( 9\theta \derecha)},\]

    tiene este aspecto,3

    Curvas polares Tipos de curvas polares Curva rosa Coseno StudySmarterFigura 7. Una curva de rosa utilizando la función coseno

    Por su parte, la curva de la rosa

    \[ r = 3 \sin{left( 9 \theta \right) } ,\]

    tiene este aspecto

    Curvas polares Tipos de curvas polares Curva rosa Seno EstudioSmarterFigura 8. Una curva de rosa definida mediante la función seno

    Ambas rosas tienen el mismo número de pétalos. Esto se debe a que \( n \) se fija en 9 en ambas ecuaciones. Sin embargo, una de las rosas está escalada por un factor de 3, lo que corresponde al hecho de que tiene \( a=3.\) También puedes observar que una rosa está girada con respecto a la otra, lo que corresponde al hecho de que una está definida en términos de función seno, mientras que la otra está escrita utilizando la función coseno.

    No es necesario que el valor \(n\) sea un número entero. Por ejemplo, la curva de la rosa

    \[ r = 3 \cos{{izquierda(\frac{4}{7}\theta \derecha)},\}}

    tiene este aspecto,

    Curvas polares Tipos de curvas polares Curvas rosas No enteras StudySmarterFigura 9. Una curva rosa con valor no entero de \( n\)

    Las curvas de rosa con valores irracionales de \(n\) (como \(\pi\), por ejemplo) pueden ser especialmente interesantes porque en realidad nunca se completan. Dada una curva rosa irracional \(f\) y un punto arbitrario \(P\) en el disco que contiene \(f\), por mucho que te acerques a \(P\), hay un punto de \(f\) más cerca de \(P\) que tú. \(f\) es un ejemplo de conjunto denso; otro ejemplo es el conjunto de los números racionales en la recta real.

    Espirales arquimedianas

    Una espiral de Arquímedes es una curva polar definida por la ecuación

    \[r = b\theta.\]

    Existe una versión generalizada de la espiral de Arquímedes, llamada neoide, definida por la ecuación

    \[ r = a + b\theta, \]

    donde \( a \) y \( b \) son constantes. La constante \( a \) determina el valor de la curva en \( \theta = 0 \) (el eje \( x-\)positivo), y \( b \) corresponde al tamaño de la espiral.

    Las espirales arquimedianas tienen otra particularidad, ya que existe una distancia de separación constante entre segmentos consecutivos de la espiral que es igual a \(2\pi b\). Por ejemplo, la neoide

    \[ r = 1 + 3\theta,\]

    tiene este aspecto,4

    Curvas polares Tipos de curvas polares Espirales arquimedianas StudySmarterFigura 10. Una neoide descrita por \( r = 1 + 3\theta \)

    Las espirales arquimedianas son curvas polares que deben su nombre al antiguo matemático griego Arquímedes. Arquímedes escribió un libro entero, Sobre las espirales, acerca de estas curvas y sus aplicaciones.

    Espirales logarítmicas

    Otro tipo importante de espiral es la espiral logarítmica. Las espirales logarítmicas son curvas polares definidas por la ecuación

    \[ r = a e^{b\theta},\]

    donde \( a \) y \(b \) son constantes. Las espirales logarítmicas reciben su nombre del hecho de que puedes aislar \( \theta \) y escribirla en términos del logaritmo natural de \(r.\)

    Por ejemplo, la espiral logarítmica

    \[ r = 2e^{frac{1}{3}\theta},\\}]

    tiene este aspecto,

    Curvas polares Tipos de curvas polares Espiral logarítmica StudySmarterFigura 11. Una espiral logarítmica

    La espiral logarítmica también recibe el nombre de spira mirabilis, que significa "espiral milagrosa" en latín.

    Óvalos de Cassini

    Los óvalos de Cassini son curvas polares descubiertas en 1680 por Giovanni Domenico Cassini. Se definen mediante la ecuación

    \[ r^4 = 2a^2r^2\cos{\left(2\theta \right)} + b^4 - a^4,\]

    donde \( a \) y \( b \) son constantes. La relación entre \(a\) y \(b\) determina la forma del óvalo de Cassini de la siguiente manera,

    • Si \(\frac{b}{a} > 1\), el óvalo tiene 1 bucle,
    • Si \(\frac{b}{a} < 1\), el óvalo tiene 2 bucles separados,
    • Si \(\frac{b}{a} = 1\), resulta un lemnisco.

    Por ejemplo, el óvalo de Cassini

    \[ r^4 = 2(2)^2r^2\2cos{{izquierda(2\theta\derecha)}+(3)^4-(2)^4,\}].

    tiene este aspecto,4

    Curvas polares Tipos de curvas polares Estudio del óvalo de CassiniSmarterFigura 12. Un óvalo de Cassini

    Lemniscates

    Las lemniscatas son tipos especiales de óvalos de Cassini que parecen ochos. Los lemniscados se definen mediante la ecuación

    \r^2 = a^2\sin{izquierda( 2\theta\derecha)},\}].

    o

    \[ r^2 = a^2\cos{izquierda( 2\theta\derecha)},\}donde \( a \) es una constante. Estas curvas se obtienen estableciendo \( a= b\) en la ecuación de un óvalo de Cassini. Por ejemplo, la lemniscata

    \[ r^2 = 4\cos{{izquierda( 2 \theta \derecha)},\}]

    tiene este aspecto,

    Curvas polares Tipos de curvas polares Lemniscata StudySmarterFigura 13. Una lemniscata utilizando la función coseno

    Las lemniscatas definidas en términos de seno son idénticas a las definidas en términos de coseno, sólo que giradas 45 grados.

    Curvas polares Tipos de curvas polares Lemniscata Seno EstudioSmarterFigura 14. Una lemniscata utilizando la función seno

    Las curvas polares aparecen en algunos lugares interesantes y quizá inesperados. Por ejemplo, puede que hayas oído hablar del conjunto de Mandelbrot. El conjunto de Mandelbrot es un ejemplo de fractal, una forma que contiene copias de sí misma a diferentes escalas.

    El conjunto de Mandelbrot contiene varias de las curvas de las que hemos hablado. Por ejemplo, el bulbo principal del conjunto tiene forma de cardioide.5

    Curvas polares Tipos de curvas polares Conjunto de Mandelbrot StudySmarterFigura 15. El límite de una sección del conjunto de Mandelbrot

    Acercándote al borde del conjunto, puedes ver espirales logarítmicas.5

    Curvas polares Tipos de curvas polares Conjunto de Mandelbrot StudySmarterFigura 16. Se pueden encontrar espirales logarítmicas en el conjunto de Mandelbrot

    El límite del conjunto de Mandelbrot, aunque es increíblemente complejo, en realidad puede construirse utilizando una secuencia de lemniscatas.

    Simetrías de las curvas polares

    Las curvas polares suelen tener simetrías que puedes aprovechar al representarlas gráficamente y estudiar sus propiedades. Comúnmente, hay tres simetrías implicadas cuando se trata de curvas polares,

    • Simetría respecto al eje polar,
    • Simetría en torno al polo,
    • Simetría respecto aleje vertical.

    La tabla siguiente resume las distintas simetrías y cómo buscarlas.6

    NombreEje de simetríaPrueba
    Simetría respecto al polo$$\theta = \frac{3\pi}{4}$$Sustituye \(r\) por \(-r\) o (equivalentemente) sustituye \(\theta\) por \(\pi + \theta\).
    Simetría respecto al eje polar$$\theta = \pi$$Sustituye \(r\) por \(-r\) y \(\theta\) por \(\pi - \theta\), o (equivalentemente) sustituye \(\theta\) por \(-\theta\).
    Simetría respecto al eje vertical$$\theta = \frac{\pi}{2}$$Sustituye \(r\) por \(-r\) y \(\theta\) por \(-\theta\), o (equivalentemente) sustituye \(\theta\) por \(\pi - \theta\).

    Simetría respecto al eje polar

    La simetría respecto al eje polar es lo mismo que la simetría respecto a la recta \( \theta = \pi,\) el eje horizontal. Una curva polar es simétrica respecto al eje polar si puedes voltear la gráfica respecto al eje horizontal y volver a obtener la misma gráfica con la que empezaste. Equivalentemente, esto significa que si el punto \( (r,\theta)\) está en la curva polar, entonces el punto \( (r,-\theta) \) obtenido volteando \( (r,\theta) \) alrededor del eje horizontal también está en la curva.

    Hay un par de pruebas que puedes utilizar para comprobar si una curva es simétrica respecto al eje polar. Si te dan una ecuación para una curva polar y puedes sustituir cada instancia de \( \theta \) por \( -\theta, \) y recuperar la misma ecuación, entonces la curva es simétrica respecto al eje polar. Esto es lo mismo que comprobar si, dado un punto \( (r,\theta) \) en la curva, el punto \( (r,-\theta) \) está también en la curva polar.

    Otra prueba que puedes hacer es sustituir \( r \) por \( -r \) y \( \theta \) por \( \pi - \theta.\) Esta prueba funciona porque el punto \( (-r,\pi-\theta) \) es el mismo que el punto \( (r,-\theta),\) sólo que representado de forma ligeramente distinta.

    Comprueba la curva de la rosa

    \[ r = 3 \cos{{izquierda(2\ta\derecha)},\}

    para comprobar su simetría respecto al eje polar.

    Solución

    Empieza por \( \theta \) por \( -\theta.\) Esto te dará

    \[ \begin{align} r &= 3\cos{\left(2(-\theta)\right)} &= 3\cos{(-2\theta)}. \fin].

    La función coseno tiene la propiedad

    \[\cos{(-\theta)}=\cos{\theta}\]

    para cualquier valor de \( \theta,\) por lo que

    \r &= 3 \cos{(-2\theta)} &= 3\cos{(2\theta)}. \fin]]

    Como ésta es la misma ecuación con la que empezaste, esta prueba tiene éxito. Por tanto, esta curva rosa es simétrica respecto al eje polar.

    Curvas Polares Simetrías de las Curvas Polares Eje Polar StudySmarterFigura 17. Una curva rosa con simetría respecto al eje polar

    Si una curva polar supera una prueba de simetría, entonces definitivamente tiene esa simetría. Sin embargo, aunque una curva polar no supere todas las pruebas de simetría que intentes, puede que siga teniendo esa simetría. Esto se debe al hecho de que las curvas polares tienen muchas representaciones algebraicas equivalentes, y no siempre puedes saber con sólo mirar dos ecuaciones si describen la misma curva.

    Simetría respecto al polo

    Si una curva polar es simétrica respecto al polo, al voltearla respecto a la recta

    \[ \theta = \frac{3\pi}{4}\]

    no cambia su gráfica. Equivalentemente, una curva polar es simétrica respecto al polo si, para cualquier punto \( (r,\theta)\) de la curva, el punto \( (-r,\theta) \) también está en la curva. Para comprobar la simetría respecto al polo, puedes sustituir \( r \) por \( -r \) y ver si vuelves a obtener la misma ecuación. También puedes probar a sustituir \( \theta \) por \( \theta + \pi.\)

    Prueba la lemniscata

    \[ r^2 = 4\sin{ izquierda( 2\theta \derecha)},\}

    para comprobar la simetría respecto al polo.

    Solución

    Primero, prueba a sustituir \( r \) por \( -r, \) es decir

    \[ \begin{align} (-r)^2=4\sin{(2\theta)} \ r^2 = 4\sin{(2\theta)}. \end{align}\]

    Como la ecuación que has obtenido es la misma que la original, esta lemniscata es simétrica respecto al polo. También puedes intentar la otra prueba de simetría y sustituir \( \theta \) por \( \theta+\pi, \) es decir

    \[ \begin{align} r^2 &= 4\sin{\izquierda(2(\theta+\pi) \derecha)} \ {\i} &= 4\sin{(2\theta+2\pi)}. \fin].

    La función seno tiene un periodo de \(2\pi,\pi), lo que significa que la identidad

    \[ \sin{(\theta+2\pi)}]

    es cierta para cualquier valor de \(\theta,\pi), por lo que

    \r^2 = 4 \sin{(2\theta)}.

    Una vez más, la ecuación es la misma que la original, por lo que la curva tiene simetría respecto al polo.

    Curvas Polares Simetrías de Curvas Polares Polo StudySmarterFigura 18. Una lemniscata con simetría respecto al polo

    Simetría respecto al eje vertical

    Por último, la simetría respecto al eje vertical es lo mismo que la simetría respecto a la recta

    \[ \theta = \frac{\pi}{2}.\}]

    Para comprobar la simetría respecto al eje vertical, prueba a sustituir \( r \) por \( -r \) y \( \theta \) por \( -\theta.\) También puedes probar a sustituir \( \theta \) por \( \pi-\theta.\)

    Prueba la limaçon

    \[ r = 2+3\sin{\theta},\}]

    para comprobar la simetría respecto al eje vertical.

    Solución

    Empieza sustituyendo \( r \) por \( -r \) y \( \theta \) por \( -\theta,\) es decir

    \[ -r = 2 + 3 \sin{(-\theta)},\]

    donde puedes utilizar el hecho de que la función seno es una función impar, lo que significa que

    \[ \sin{(-\theta)}=-\sin{\theta}\]

    para cualquier valor de \( \theta,\) por lo que

    \[ \begin{align} -r &= 2 -3\sin{\theta} \\r &= -2+3\sin{\theta}. \fin]]

    Como la ecuación anterior no es igual a la original, esta prueba no te dice si la curva es simétrica respecto al eje vertical. Sin embargo, si pruebas a sustituir \( \theta \) por \( \pi-\theta,\) obtendrás

    \[ r = 2 +3 \sin{(\pi-\theta)},\]

    y ahora puedes utilizar la identidad

    \[ \sin{(\pi-\theta)} = \sin{\theta},\].

    así que

    \[ r = 2 + 3 \sin{\theta}.\]

    La ecuación anterior es equivalente a la ecuación original, lo que demuestra que esta limaçon es simétrica respecto al eje vertical.

    Curvas Polares Simetrías de Curvas Polares Eje Vertical EstudioSmarterFigura 19. Una limaçon con simetría respecto al eje vertical

    Graficar curvas polares

    Has visto una gran variedad de curvas polares y sus gráficas. Supongamos ahora que te dan una fórmula y quieres representar gráficamente la curva polar.

    Una estrategia consiste en aprender las fórmulas de ejemplos importantes de curvas polares y comprender sus gráficas correspondientes. Muchas de las curvas con las que se te puede pedir que trabajes son variantes de las curvas polares comentadas anteriormente, por lo que conocer estas curvas, sus ecuaciones y sus propiedades puede ser bastante útil. Sin embargo, lo más probable es que no todas las curvas polares con las que te encuentres tengan una fórmula que reconozcas. ¡Por no hablar de la tarea de memorizar todas las formas y fórmulas!

    Aquí puedes ver algunas alternativas para representar gráficamente curvas polares.

    Graficar curvas polares manualmente

    Hay varias estrategias que puedes utilizar cuando grafiques curvas polares manualmente. En estos casos, una de las primeras cosas que puedes hacer es comprobar la periodicidad. Si la función que estás representando es periódica, sólo tendrás que representar la función durante un período. A continuación, busca puntos en la curva para distintos valores de \( \theta.\) Una vez graficados estos valores, une los puntos para aproximar la curva.

    También puedes comprobar si hay simetrías. Esto puede reducir enormemente la cantidad de trabajo que necesitas hacer. Por ejemplo, si sabes que una curva polar es simétrica respecto al eje vertical, sólo debes dibujar la curva en un semiplano y luego reflejarla a través del eje para obtener la otra mitad.

    Grafica la curva polar descrita por

    \[ r = 1 + 2\cos{\theta}.\}

    Solución

    Empieza por comprobar las simetrías. En primer lugar, comprueba la simetría respecto al eje polar sustituyendo \( \theta,\) por \( -\theta,\) de modo que

    \[ r = 1 + 2\cos{(-\theta)},\\]

    como la función coseno es una función par, esto significa que

    \[ \cos{(-\theta)} = \cos{\theta},\\]

    por lo que

    \[ r = 1 + 2\cos{{theta}}.\]

    Como esta ecuación es igual a la original, la curva es simétrica respecto al eje polar. Antes de comprobar si hay más simetrías, prueba a introducir en la ecuación unos cuantos valores agradables de \( \theta \).

    \[ \theta \]\[ 1 + 2\cos{\theta} \] \[ r \]
    \[ 0 \]\[1 + 2 \cos{0} \] \[ 3 \]
    \[frac {\pi} {4}]\1 + 2 \cos{\frac{\pi}{4}]\[1 + 2 cuadrado]
    |frac {\pi}{2}}\1 + 2 \cos{\frac{\pi}{2}}\[ 1 \]
    \[ \frac{3\pi}{2}}\[1 + 2coscosfrac3pi2]\1 - cuadrado de 2
    \[ \pi \]\[ 1 + 2 \cos{\pi}\}]\[-1\]

    Para representar gráficamente valores negativos de \(r,\) sólo tienes que ir al lado opuesto del ángulo \( \theta) que estés utilizando. Trazando estos puntos obtendrás

    Curvas polares Graficación de curvas polares StudySmarterFigura 20. Graficar curvas polares uniendo los puntos

    A continuación, conecta los puntos. Debes tener en cuenta que estás trazando una curva polar, ¡así que intenta conectar los puntos en una fisión curva!

    Curvas polares Graficación de curvas polares StudySmarterFigura 21. Gráfica de curvas polares uniendo los puntos

    Anteriormente has comprobado que la gráfica tiene simetría polar, así que refleja la gráfica a lo largo de lo que sería el eje \(x-\)-.

    Curvas polares Graficación de curvas polares StudySmarterFigura 22. Simetría al graficar curvas polares

    Graficadores de curvas polares en línea

    Hay muchas herramientas online gratuitas, como Geogebra y Desmos, para representar gráficamente curvas polares. Para representar curvas polares en cualquiera de estas herramientas, sólo tienes que escribir la ecuación de la curva en el campo de entrada.

    Por ejemplo, para representar gráficamente una rosa con tres hojas en Geogebra o Desmos utilizando coordenadas polares, escribe

    \r = \cos{(3\theta)}\].

    y pulsa intro.

    Para escribir el símbolo \( \theta \) en Geogebra, utiliza el teclado matemático, que puedes abrir haciendo clic en el símbolo del teclado situado en la parte inferior izquierda del campo de entrada. Para escribir el símbolo \( \theta\) en Desmos, escribe la palabra 'theta'.

    Por supuesto, hay muchas otras formas de trazar curvas polares. Si tienes una calculadora gráfica, probablemente tenga una función que te permita trazar funciones en coordenadas polares. También puedes utilizar lenguajes de programación y software como Python, Matlab y Octave.

    Si tienes problemas para representar gráficamente una curva polar, comprueba el intervalo de valores theta que has trazado. En ocasiones, tendrás que ampliar el rango de valores theta que estás utilizando para asegurarte de que la curva se traza correctamente.

    Área de curvas polares

    Supongamos que tienes una curva polar definida por

    \[ r = f(\theta). \]

    Para hallar el área límite entre la recta \( \theta = \theta_1,\) la curva \( f(\theta),\) y la recta \( \theta=\theta_2, \) debes utilizar la fórmula

    \[ A = \int_{\theta_1}^{\theta_2} \frac{1}{2}left[ f(\theta) \right] ^2 \, \mathrm{d}\theta.]

    Para más información sobre este tema, echa un vistazo a nuestro artículo sobre el Área de las regiones delimitadas por curvas polares.

    Longitud de las curvas polares

    Si en cambio necesitas hallar la longitud de la curva polar \( f(\theta),\) trazada entre los ángulos \( \theta_1 \) y \( \theta_2,\) tendrás que utilizar la fórmula

    \[ L = \int_{\theta_1}^{\theta_2} \sqrt{r^2+\left( \frac{\mathrm{d}r}{\mathrm{d}\theta} \right)^2}\,\mathrm{d}\theta.\]

    ¿Necesitas más información sobre cómo manejar esta fórmula? ¡Consulta nuestro artículo sobre la Longitud de Arco en Coordenadas Polares!

    Curvas polares - Puntos clave

    • Las curvas polares se definen mediante relaciones en términos de coordenadas polares.
    • Algunos tipos importantes de curvas polares son las limaçons, las cardioides, las curvas de rosa, las espirales de Arquímedes, las espirales logarítmicas, los óvalos de Cassini y las lemniscatas.
    • Los tres tipos de simetría que puede tener una curva polar son la simetría respecto al eje polar, la simetría respecto al polo y la simetría respecto al eje vertical.
    • Para representar gráficamente curvas polares, conoce los tipos comunes de curvas polares y sus propiedades, comprueba la periodicidad, comprueba la simetría y, a continuación, encuentra varios puntos de la curva y conéctalos.

    1. Eli Maor, "e": La historia de un número, 1994.

    2. John W. Rutter, Geometría de las curvas, 2000.

    3. Guido Grandi, Flores geometrici ex Rhodonearum, et Cloeliarum curvarum descriptione resultantes, ..., 1728.

    4. Ross L. Finney, Franklin D. Demana, Bert K. Waits, Daniel Kennedy y David M. Bressoud, Cálculo: Gráfico, Numérico, Algebraico, 2016.

    5. Benoit Mandelbrot, Fractales y Caos: Fractales y más allá, 2004.

    6. James Stewart, Cálculo, séptima edición, 2012.

    Preguntas frecuentes sobre Curvas Polares
    ¿Qué es una curva polar en matemáticas?
    Una curva polar es una representación gráfica de una función matemática en coordenadas polares, utilizando el radio y el ángulo.
    ¿Cómo se describen las coordenadas polares?
    Las coordenadas polares se describen mediante un par (r, θ), donde 'r' es la distancia al origen y 'θ' es el ángulo.
    ¿Cuáles son ejemplos comunes de curvas polares?
    Ejemplos comunes incluyen la espiral de Arquímedes, la rosa polar y las circunferencias concéntricas.
    ¿Para qué se usan las curvas polares?
    Las curvas polares se usan para representar fenómenos naturales, ingeniería y física, donde las relaciones radiales son más intuitivas.
    Guardar explicación

    Pon a prueba tus conocimientos con tarjetas de opción múltiple

    ¿Qué simetría tiene el polo?

    ¿Qué es la simetría respecto al eje polar?

    ¿Cómo se comprueba la simetría respecto al eje polar?

    Siguiente

    Descubre materiales de aprendizaje con la aplicación gratuita StudySmarter

    Regístrate gratis
    1
    Acerca de StudySmarter

    StudySmarter es una compañía de tecnología educativa reconocida a nivel mundial, que ofrece una plataforma de aprendizaje integral diseñada para estudiantes de todas las edades y niveles educativos. Nuestra plataforma proporciona apoyo en el aprendizaje para una amplia gama de asignaturas, incluidas las STEM, Ciencias Sociales e Idiomas, y también ayuda a los estudiantes a dominar con éxito diversos exámenes y pruebas en todo el mundo, como GCSE, A Level, SAT, ACT, Abitur y más. Ofrecemos una extensa biblioteca de materiales de aprendizaje, incluidas tarjetas didácticas interactivas, soluciones completas de libros de texto y explicaciones detalladas. La tecnología avanzada y las herramientas que proporcionamos ayudan a los estudiantes a crear sus propios materiales de aprendizaje. El contenido de StudySmarter no solo es verificado por expertos, sino que también se actualiza regularmente para garantizar su precisión y relevancia.

    Aprende más
    Equipo editorial StudySmarter

    Equipo de profesores de Matemáticas

    • Tiempo de lectura de 21 minutos
    • Revisado por el equipo editorial de StudySmarter
    Guardar explicación Guardar explicación

    Guardar explicación

    Sign-up for free

    Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.

    Únete a más de 22 millones de estudiantes que aprenden con nuestra app StudySmarter.

    La primera app de aprendizaje que realmente tiene todo lo que necesitas para superar tus exámenes en un solo lugar.

    • Tarjetas y cuestionarios
    • Asistente de Estudio con IA
    • Planificador de estudio
    • Exámenes simulados
    • Toma de notas inteligente
    Únete a más de 22 millones de estudiantes que aprenden con nuestra app StudySmarter.