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1 Professor: Chabane Assuate Ibraimo ESCOLA SECUNDÁRIA D´A POLITÉCNICA DE NACALA ESDP Aula Nº 4 TEMAS: A distância entre dois pontos; o ponto medio; equação geral e reduzida da recta Disciplina: Matemática Data: 07 / 09 / 2020 Classe: 11ª Semana: 07/ 09 á 11/ 09 DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS Dados dois pontos distintos do plano cartesiano, chama-se distância entre eles a medida do segmento de reta que tem os dois pontos por extremidade. Sendo 𝐴(𝑥𝑎 , 𝑦𝑎) e 𝐵(𝑥𝑏, 𝑦𝑏), aplicando Pitágoras temos: EXEMPLOS 1. Sejam os ponto 𝐴(−3, 1) e 𝐵(4, 3). Calcule a distância entre eles. Resolução: Dados: 𝑥𝑎 = −3; 𝑥𝑏 = 4; 𝑦𝑎 = 1; 𝑦𝑏 = 3. yb - ya xb – xa xa xb ya yb A B dAB 2 Professor: Chabane Assuate Ibraimo 𝑑𝐴𝐵 = √(𝑥𝑏 − 𝑥𝑎)2 + (𝑦𝑏 − 𝑦𝑎)2 ⟺ 𝑑𝐴𝐵 = √(4 − (−3)) 2 + (3 − 1)2 ⟺ 𝑑𝐴𝐵 = √(7) 2 + (2)2 ⟺ 𝑑𝐴𝐵 = √49 + 4 ⟺ 𝑑𝐴𝐵 = √53. 2. A distância entre os pontos 𝐴(−2, 𝑚) e 𝐵(6, 7) é 10. Calcule o valor de m. Resolução: Dados: 𝑥𝑎 = −2; 𝑥𝑏 = 6; 𝑦𝑎 = 𝑚; 𝑦𝑏 = 7 𝑒 𝑑𝐴𝐵 = 10 𝑑𝐴𝐵 = √(𝑥𝑏 − 𝑥𝑎)2 + (𝑦𝑏 − 𝑦𝑎)2 ⟺ 10 = √(6 − (−2)) 2 + (7 − 𝑚)2 ⟺ 10 = √(8)2 + (7 − 𝑚)2 ⟺ 10 = √64 + (7 − 𝑚)2. Elevando ambos os membros ao quadrado, e desenvolvendo o caso notável (7 − 𝑚)2 = 72 − 2 ∙ 7 ∙ 𝑚 + 𝑚2 = 49 − 14𝑚 + 𝑚2 , temos: ⟺ 102 = (√64 + (7 − 𝑚)2) 2 ⟺ 100 = 64 + (7 − 𝑚)2 ⟺ 100 = 64 + (49 − 14𝑚 + 𝑚2 ) ⟺ 100 = 64 + 49 − 14𝑚 + 𝑚2 ⟺ 𝑚2 − 14𝑚 + 64 + 49 − 100 = 0 ⟺ 𝑚2 − 14𝑚 + 13 = 0. Resolvendo a equação, temos: 𝑚2 − 14𝑚 + 13 = 0 ⟺ (𝑚 − 1)(𝑚 − 13) = 0 ⟺ 𝑚 − 1 = 0 𝑜𝑢 𝑚 − 13 = 0 ⟺ 𝑚 = 1 𝑜𝑢 𝑚 = 13. 𝑆 = (1; 13) PONTO MÉDIO Sendo A(xa, ya), B(xb, yb) e M( xM, yM ) o seu ponto médio, temos: EXEMPLOS: 1. Sendo A (1, 3) e B (7, 13) as extremidades do segmento AB, seu ponto médio é: A M A B xA xM XB yA yM yB M é o ponto que divide o segmento AB ao meio. 3 Professor: Chabane Assuate Ibraimo Resolução: Dados: 𝑥𝑎 = 1; 𝑥𝑏 = 7; 𝑦𝑎 = 3; 𝑦𝑏 = 13 𝑀 = ( 𝑥𝑎+𝑥𝑏 2 ; 𝑦𝑎+𝑦𝑏 2 ) ⟺ 𝑀 = ( 1+7 2 ; 3+13 2 ) ⟺ 𝑀 = ( 8 2 ; 16 2 ) ⟺ 𝑀 = (4 ; 8) 2. Sendo A (-5, 2) uma das extremidades do segmento de reta AB e M (-2, 4) o seu ponto médio, calcule o ponto B. Resolução: Temos que A (-5, 2) e M (-2, 4), já que desconhecemos o ponto B, ele será (𝑥𝑏 , 𝑦𝑏). Primeiro vamos calcular o valor de 𝑥𝑏 (abcissa do ponto B), ou seja, o número do ponto B, para isso é só usar a média aritmética. 𝑥𝑚 = 𝑥𝑎+𝑥𝑏 2 ⟺ −2 = −5+𝑥𝑏 2 ⟺ −2 ∙ 2 = −5 + 𝑥𝑏 ⟺ −4 = −5 + 𝑥𝑏 ⟺ 𝑥𝑏 = −4 + 5 ⟺ 𝑥𝑏 = 1 Agora vamos calcular o valor de 𝑦𝑏 (ordenada do ponto B), assim: 𝑦𝑚 = 𝑦𝑎+𝑦𝑏 2 ⟺ 4 = 2+𝑦𝑏 2 ⟺ 4 ∙ 2 = 2 + 𝑦𝑏 ⟺ 8 = 2 + 𝑦𝑏 ⟺ 𝑦𝑏 = 8 − 2 ⟺ 𝑦𝑏 = 6 Então, temos que: 𝐵(𝑥𝑏, 𝑦𝑏) = 𝐵(1,6). Equação da recta com dois pontos (Determinantes). Seja r a reta que passa pelos pontos A(xa , ya) e B(xb , yb). Seja P(x , y) um ponto qualquer desta reta . Pela condição de alinhamento de 3 pontos , podemos escrever: ⟺ 𝑥 ∙ 𝑦𝑎 + 𝑦 ∙ 𝑥𝑏 + 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏 − 𝑥𝑏 ∙ 𝑦𝑎 − 𝑥 ∙ 𝑦𝑏 − 𝑦 ∙ 𝑥𝑎 = 0 , multiplicando a equação por -1, temos: ⟺ −𝑥 ∙ 𝑦𝑎 − 𝑦 ∙ 𝑥𝑏 − 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏 + 𝑥𝑏 ∙ 𝑦𝑎 + 𝑥 ∙ 𝑦𝑏 + 𝑦 ∙ 𝑥𝑎 = 0 ⟺ (𝑦𝑏 − 𝑦𝑎)𝑥 + (𝑥𝑎 − 𝑥𝑏)𝑦 + (𝑥𝑏𝑦𝑎 − 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏) = 0 Fazendo, 𝑦𝑏 − 𝑦𝑎 = 𝑎, 𝑥𝑎 − 𝑥𝑏 = 𝑏 𝑒 𝑥𝑏𝑦𝑎 − 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏 = 𝑐, vem: 𝒓: 𝒂𝒙 + 𝒃𝒚 + 𝒄 = 𝟎 ⟺ é equação geral da recta. Equação reduzida da recta no plano 4 Professor: Chabane Assuate Ibraimo Partindo da equação geral da recta e escrevendo y como função de x, teremos: ⟺ 𝑥 ∙ 𝑦𝑎 + 𝑦 ∙ 𝑥𝑏 + 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏 − 𝑥𝑏 ∙ 𝑦𝑎 − 𝑥 ∙ 𝑦𝑏 − 𝑦 ∙ 𝑥𝑎 = 0 , multiplicando a equação por -1, temos: ⟺ −𝑥 ∙ 𝑦𝑎 − 𝑦 ∙ 𝑥𝑏 − 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏 + 𝑥𝑏 ∙ 𝑦𝑎 + 𝑥 ∙ 𝑦𝑏 + 𝑦 ∙ 𝑥𝑎 = 0 ⟺ (𝑦𝑏 − 𝑦𝑎)𝑥 + (𝑥𝑎 − 𝑥𝑏)𝑦 + (𝑥𝑏𝑦𝑎 − 𝑥𝑎 ∙ 𝑦𝑏) = 0 ⟺ (𝑥𝑎 − 𝑥𝑏)𝑦 = −(𝑦𝑏 − 𝑦𝑎)𝑥 − (𝑥𝑏𝑦𝑎 − 𝑥𝑎𝑦𝑏) ⟺ 𝑦 = − (𝑦𝑏−𝑦𝑎)𝑥 𝑥𝑎−𝑥𝑏 − (𝑥𝑏𝑦𝑎−𝑥𝑎𝑦𝑏) 𝑥𝑎−𝑥𝑏 ⟺ 𝑦 = −(𝑦𝑏−𝑦𝑎) −(𝑥𝑏−𝑥𝑎) 𝑥 + (𝑥𝑎𝑦𝑏−𝑥𝑏𝑦𝑎) 𝑥𝑎−𝑥𝑏 ⟺ 𝑦 = 𝑦𝑏−𝑦𝑎 𝑥𝑏−𝑥𝑎 𝑥 + 𝑥𝑎𝑦𝑏−𝑥𝑏𝑦𝑎 𝑥𝑎−𝑥𝑏 Fazendo, 𝑦𝑏−𝑦𝑎 𝑥𝑏−𝑥𝑎 = 𝑎 𝑒 𝑥𝑎𝑦𝑏−𝑥𝑏𝑦𝑎 𝑥𝑎−𝑥𝑏 = 𝑏, vem 𝒚 = 𝒂𝒙 + 𝒃. Onde 𝒂 é chamado de coeficiente angular ou declive da recta e b é chamado de coeficiente linear da recta. Observação: o coeficiente angular da recta também pode ser obtido ou calculado a partir do tangente trigonométrico do angulo 𝛼. 𝒂 = 𝒕𝒈𝜶 = 𝒚𝒃 − 𝒚𝒂 𝒙𝒃 − 𝒙𝒂 Exemplos: 1. Determine a equação da recta que passa pelos pontos A (-1,3) e B (1,1) Para determinar a equação reduzida da recta, basta isolar y na equação geral, assim: x + y – 2 = 0 ⟺ y = −x + 2 ⟺, Equação reduzida da recta. 2. Determine a equação da recta que passa pelos pontos A (-3,2) e B (2,-1) Para determinar a equação reduzida da recta, basta isolar y na equação geral, assim: 3x + 5y – 1 = 0 ⟺ 5y = −3x + 1 ⟺ 𝐲 = − 𝟑 𝟓 𝒙 + 𝟏 𝟓 , Equação reduzida da recta. 5 Professor: Chabane Assuate Ibraimo EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. Calcule a distância entre os pontos A (1, 3) e B (5, 6). 2. Calcular a distância entre os pontos A(-3,1) e B(5,-14). 3. Calcule a distância do ponto M(-12,9) à origem. 4. Calcule m para que a distância entre o ponto P (-2,m) e o ponto Q (2,3) seja: a) 4 b) √41 5. Para que valor de k o ponto P (k,5) dista 4 do ponto Q (3,1)? 6. Determine as coordenadas do ponto medio em cada caso: a. 𝐴(1,7) 𝑒 𝐵(11,3) b. 𝑃(−2,5) 𝑒 𝑄(−4, −1) c. 𝑅(3, −1) 𝑒 𝑆(−2,1) d. 𝐶( 1 2 , 1) 𝑒 𝐷( 5 2 , −4). 7. Num paralelogramo ABCD, dois vértices consecutivos são os pontos A (2,3) e B (6,4).Seja M (1,-2) o ponto de encontro das diagonais AC e BD do paralelogramo. Sabendo que as diagonais no paralelogramo cortam-se mutuamente ao meio, determine as coordenadas dos vértices C e D desse paralelogramo. 8. Uma das extremidades de um segmento AB é o ponto A (3,2).Sendo M (-1,3) o ponto médio desse segmento, determine as coordenadas da outra extremidade do segmento. 9. Obter a equação geral e reduzida da recta que passa pelos pontos: a) 𝐴(3,1) 𝑒 𝐵(5,2) b) 𝐶(1,2) 𝑒 𝐷(7,6) c) 𝑅(−1,2) 𝑒 𝑆(3,0) d) 𝑃(−3,1) 𝑒 𝑄(−2,2). DATA DE ENTREGA: 11 DE SETEMBRO DE 2020.
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