Ubicación de un número complejo en el plano complejo

U — Universitario / fuera de foco PAES Avanzada

Resumen inicial

Un número complejo $z = a + bi$ se representa en el plano complejo de Argand-Gauss mediante su punto afijo $P(a, b)$ o como un vector posición que va desde el origen $(0,0)$ hasta $(a,b)$.

Explicación en palabras simples

Ubicación en el plano complejo

El plano complejo (o plano de Argand-Gauss) es similar al plano cartesiano tradicional:
- El eje horizontal es el Eje Real (donde se ubica $a = \operatorname{Re}(z)$).
- El eje vertical es el Eje Imaginario (donde se ubica $b = \operatorname{Im}(z)$).
- El punto que representa al número complejo se llama afijo: $P(a, b)$.
- Cuadrantes:
- I: $a > 0, b > 0$
- II: $a < 0, b > 0$
- III: $a < 0, b < 0$
- IV: $a > 0, b < 0$

Explicación formal

El plano complejo de Argand-Gauss es una representación geométrica bidimensional donde se establece una biyección entre $\mathbb{C}$ y los puntos del plano $\mathbb{R}^2$:

$$z = a + bi \longleftrightarrow P(a, b) \in \mathbb{R}^2$$

Elementos Geométricos:
1. Afijo: Punto geométrico $P(a, b)$.
2. Vector Posición: Vector $\vec{v} = \langle a, b \rangle$ con origen en $(0, 0)$ y extremo en $P$.
3. Eje Real (Re): Recta $y = 0$ que contiene a todos los números reales ($z = a + 0i$).
4. Eje Imaginario (Im): Recta $x = 0$ que contiene a los números imaginarios puros ($z = 0 + bi$).

Comprueba tu avance ¿En qué cuadrante del plano complejo se ubica el número $z = -4 + 6i$?

Definiciones clave

  • Plano de Argand-Gauss: Sistema coordenado bidimensional con eje horizontal Real y vertical Imaginario.
  • Afijo ($P(a, b)$): Punto en el plano que representa al número complejo.
  • Vector posición: Segmento orientado desde el origen hasta el afijo.

Propiedades y relaciones importantes

  • Suma como regla del paralelogramo: La suma $z_1 + z_2$ corresponde a la suma vectorial en el plano.
  • Módulo como longitud: La longitud del vector posición es exactamente el módulo $|z| = \sqrt{a^2 + b^2}$.

Ejemplo guiado

Ejemplos de plano complejo

Determine el cuadrante del plano donde se ubica $z_1 = -5 - 2i$ e identifique la posición de $z_2 = 4$ y $z_3 = -3i$.

  • Paso 1: Para $z_1 = -5 - 2i$: $\operatorname{Re}(z_1) = -5 < 0$ (izquierda) e $\operatorname{Im}(z_1) = -2 < 0$ (abajo).
  • Paso 2: Ambos signos negativos sitúan el afijo $P(-5, -2)$ en el **III Cuadrante**.
  • Paso 3: Para $z_2 = 4 = (4, 0)$: Se ubica sobre el **Eje Real positivo**.
  • Paso 4: Para $z_3 = -3i = (0, -3)$: Se ubica sobre el **Eje Imaginario negativo**.
Comprueba tu avance En el ejemplo guiado, ¿dónde se ubica el número complejo $z_3 = -3i$?

Procedimiento

  • Paso 1: Identificar las coordenadas $(a, b) = (\operatorname{Re}(z), \operatorname{Im}(z))$.
  • Paso 2: Ubicar $a$ sobre el eje horizontal Real y $b$ sobre el eje vertical Imaginario.
  • Paso 3: Trazar el punto afijo $P(a, b)$ y el vector desde el origen $(0,0)$ si se requiere.

Errores frecuentes y cómo corregirlos

  • Error 1: Invertir los ejes (ubicar la parte real en el eje vertical). Cómo corregirlo: El eje horizontal es SIEMPRE el Real y el eje vertical es SIEMPRE el Imaginario.
  • Error 2: Ubicar números imaginarios puros fuera del eje vertical. Cómo corregirlo: Si $a = 0$, el punto está exactamente sobre el eje imaginario ($Y$).

Ejemplos

Responde los siguientes ejercicios para poner a prueba lo que acabas de aprender.

1 ¿En qué cuadrante se encuentra el afijo de $z = 7 - 9i$?
2 ¿Dónde se localiza el número complejo $z = -8 + 0i$ en el plano?
3 ¿Se denomina afijo al punto P(a, b) que representa a z en el plano?
4 ¿Tiene el origen (0, 0) módulo cero?

Ejemplos Verdadero/Falso

Decide si cada afirmación es verdadera o falsa antes de ver la explicación.

"Los números reales ocupan el eje horizontal y los imaginarios puros el eje vertical."
"El punto $P(a, b)$ se denomina afijo del número complejo $z = a + bi$."
"Confundir cuadrantes por errores en los signos de $a$ o $b$."
"El plano complejo de Argand-Gauss representa a $\operatorname{Re}(z)$ en el eje horizontal y a $\operatorname{Im}(z)$ en el eje vertical."
"Ubicar números reales sobre el eje vertical en vez del horizontal."
"Invertir los ejes de coordenadas al graficar."
"Asumir que el plano complejo incluye una tercera dimensión."

Al terminar debes poder

Síntesis de plano complejo

🎯 QUÉ Objetivo

Representar y ubicar números complejos en el plano de Argand-Gauss.

⚙️ CÓMO Procedimiento

Graficando el afijo $P(a, b)$ sobre el eje horizontal Real y el eje vertical Imaginario, y determinando el cuadrante o eje correspondiente.

Fuente: Texto escolar MINEDUC — Matemática 3° Medio / Álgebra Superior.

Evaluación de dominio

☆☆☆ 0/3 niveles aprobados
Nivel 1 Definición
Nivel 2 Ejercicios simples
Nivel 3 Problemas de aplicación

¿Necesitas más ayuda o una clase particular?

Contáctame directamente para resolver dudas, preparar exámenes o agendar clases particulares personalizadas 1 a 1.