Tiza Paso a paso
Practicar →

Álgebra A (62) · Unidad 2 — Números complejos

Regiones del plano complejo

Una condición sobre |z| o arg(z) describe una figura geométrica. Leer la condición como una distancia es lo que convierte la ecuación en un dibujo.

Practicar este tema →7 ejercicios que te corrigen paso a paso · gratis, sin cuenta

La explicación

El módulo como distancia

|z − w| = la distancia entre los puntos z y w

Toda la lectura geométrica sale de ahí. Cada vez que veas un módulo, leelo como una distancia y la figura aparece sola.

Las figuras típicas

|z| = r               circunferencia de centro 0 y radio r
|z − z₀| = r        circunferencia de centro z₀ y radio r
|z − z₀| < r        el disco abierto (el borde no entra)
|z − z₀| ≤ r        el disco cerrado (el borde entra)
r₁ < |z| < r₂        una corona entre dos circunferencias
|z − a| = |z − b|    los puntos que equidistan de a y de b:
                              la mediatriz del segmento ab

Condiciones sobre las partes

Re(z) = 3         una recta vertical
Im(z) > 0         el semiplano de arriba
Re(z) = Im(z)  la recta y = x

Estas son las más fáciles: se escribe z = x + yi y la condición se convierte en una inecuación en x e y, exactamente como en Análisis.

Condiciones sobre el argumento

arg(z) = π/4              una semirrecta desde el origen a 45°
0 < arg(z) < π/2    el primer cuadrante abierto
Es semirrecta, no recta. El argumento π/4 describe sólo la mitad que sale del origen hacia arriba a la derecha; la otra mitad tiene argumento 5π/4. Y el origen nunca entra, porque el 0 no tiene argumento definido. Los dos detalles se descuentan.

Cómo se resuelven en general

Cuando la condición no es una de las de arriba, el método seguro es escribir z = x + yi y traducir todo a x e y. Por ejemplo |z − 1| = |z + i| se convierte en (x−1)² + y² = x² + (y+1)², que simplificando da y = −x: la mediatriz entre 1 y −i.

Un ejercicio resuelto, paso a paso

Describir y graficar el conjunto A = {z ∈ ℂ : 1 ≤ |z − i| < 2 y Re(z) > 0}.

La región sale de intersecar dos condiciones. Conviene interpretarlas por separado y después quedarse con lo que cumple las dos.

Primera condición: 1 ≤ |z − i| < 2. Leído como distancia: los puntos cuya distancia al punto i es al menos 1 y menor que 2. Es una corona centrada en i.

radio interior 1   → el borde entra (la condición es 1 ≤ |z − i|, con el igual)
radio exterior 2 → el borde no entra (es < estricto)

Segunda condición: Re(z) > 0. El semiplano de la derecha, sin incluir el eje imaginario.

La intersección es la mitad derecha de esa corona. En el dibujo: circunferencia interior en trazo lleno (entra), circunferencia exterior punteada (no entra), y el eje vertical punteado (no entra).

Marcar qué bordes entran no es un detalle decorativo. Es lo que distingue un conjunto cerrado de uno abierto, y es lo que se corrige en el parcial. Trazo lleno para el que entra, punteado para el que no.

Control con puntos concretos. Tomá un par y verificá:

z = 1 + i:  |z − i| = |1| = 1 ✔ (entra, es el borde interior), Re = 1 > 0 ✔  → está en A
z = 3 + i:  |z − i| = 3, que no es < 2 ✘  → no está
z = −1 + i: la distancia da 1 ✔ pero Re = −1 ✘  → no está

Probar tres puntos —uno adentro y dos que fallen por razones distintas— es la forma más rápida de saber si tu dibujo es el correcto.

Y uno del nivel del parcial

Describir y graficar el conjunto B = {z ∈ ℂ : |z − 2| = |z + 2i|}.

Lo primero es leer qué dice cada módulo, porque |z − w| significa siempre «distancia de z a w». Reescribiendo el segundo para que se vea:

|z − 2| = distancia de z al punto 2 = (2 ; 0)
|z + 2i| = |z − (−2i)| = distancia de z al punto −2i = (0 ; −2)

Entonces la condición dice: los z que están a la misma distancia de (2, 0) y de (0, −2). Eso tiene nombre en geometría: es la mediatriz del segmento que une esos dos puntos.

Se puede contestar ya con eso, pero el parcial pide la ecuación, así que hay dos caminos.

Camino 1: geométrico, en tres renglones. La mediatriz pasa por el punto medio y es perpendicular al segmento:

punto medio = ((2+0)/2 ; (0−2)/2) = (1 ; −1)
dirección del segmento: (0,−2) − (2,0) = (−2, −2), pendiente 1
pendiente perpendicular: −1
y − (−1) = −1·(x − 1) → y = −x

Camino 2: a fuerza de cuentas. Se escribe z = x + iy y se desarrollan los dos módulos:

|z − 2|² = (x − 2)² + y²
|z + 2i|² = x² + (y + 2)²

Se pueden igualar los cuadrados porque los módulos no son negativos:

(x − 2)² + y² = x² + (y + 2)²
x² − 4x + 4 + y² = x² + y² + 4y + 4

Se cancela casi todo —los x², los y² y el 4— y queda una ecuación lineal, que es la señal de que el conjunto es una recta:

−4x = 4y → y = −x

Los dos caminos coinciden, y eso es el control. El segundo es más mecánico; el primero explica por qué tenía que dar una recta.

La respuesta:

B = {z ∈ ℂ : Im(z) = −Re(z)}, la recta y = −x

Verificación con puntos concretos:

z = 0: |0 − 2| = 2 y |0 + 2i| = 2 ✓
z = 1 − i: |−1 − i| = √2 y |1 + i| = √2 ✓
z = 1 + i (que NO está en la recta): |−1 + i| = √2 y |1 + 3i| = √10 ✗

El gráfico es la recta que pasa por el origen con pendiente −1, la diagonal que baja. Y se puede ver a ojo que cumple: es perpendicular al segmento entre (2,0) y (0,−2), y lo corta justo en (1, −1).

Dónde se pierde el punto: leer |z + 2i| como «distancia a 2i». Es a −2i: en |z − w| el punto es w, y acá w = −2i. Con el signo cambiado la recta sale y = x, que es la otra diagonal.

Dónde se cae la mayoría

Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.

Practicar Regiones del plano complejo →

Dónde entra este tema en el parcial

Los otros temas de la unidad 2

Números complejos

Ver todos los temas de Álgebra (62)