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926 Uma circunferência é o conjunto de todos os pontos P do plano, tais que a distância em relação a um ponto fi xo C (chamado centro) é, também, fi xa e igual a R (chamado raio). Considerando o ponto C(xC,yC), o centro da circunferência de raio R e o ponto P(x,y) um ponto qualquer dessa circunferência, temos que: dPC = R Essa é a chamada equação reduzida da circunferência. É utilizada sempre que se deseje encontrar a equação de uma circunferência quando conhecidos o centro e o raio. EQUAÇÃO REDUZIDA DA CIRCUNFERÊNCIA QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 01 Associe de maneira correta os itens I, II e III com os itens A, B e C. I. Circunferência com raio igual a 4 e centro (3,4). II. Circunferência com raio igual a 2 e centro (2, –1). III. Circunferência com raio igual a √5 e centro ( –4,0). A. (x + 4)2 + y2 = 5 B. (x – 3)2 + (y – 4)2 = 16 C. (x – 2)2 + (y + 1)2 = 4 A I-B, II-C, III-A B I-C, II-B, III-A C I-A, II-B, III-C D I-B, II-A, III-C E I-A, II-C, III-B EQUAÇÃO GERAL DA CIRCUNFERÊNCIA A equação geral de uma circunferência é obtida desenvolvendo a equação reduzida da seguinte forma: • (x – xC) 2 + (y – yC) 2 = R2 • x2 – 2.xC.x + xC 2 + y2 – 2.yC.y + yC 2 = R2 • x2 + y2 – 2.xC.x – 2.yC.y + (xC 2 + yC 2 – R2) = 0 Tornando –2.xC = A, –2.yC = B e xC 2 + yC 2 – R2 = C, temos: x2 + y2 + A.x + B.y + C = 0 Essa equação é chamada de equação geral da circunferência em que o centro é o ponto e o raio R é tal que R2 = xC 2 + yC 2 – C. QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 02 (UFSM) A massa utilizada para fazer pastéis folheados, depois de esticada, é recortada em círculos (discos) de igual tamanho. Sabendo que a equação matemática da circunferência que limita o círculo é x2 + y2 - 4x - 6y - 36 = 0 e adotando π = 3,14, o diâmetro de cada disco e a área da massa utilizada para confeccionar cada pastel são, respectivamente, A 7 e 113,04 B 7 e 153,86 C 12 e 113,04 D 14 e 113,04 E 14 e 153,86 CAPÍTULO 15.3 CIRCUNFERÊNCIA MATEMÁTICA MÓDULO 15CONTEÚDO E ORIENTADAS 927 MÓDULO 15 | 15.3 CIRCUNFERÊNCIA As equações com a forma x2 + y2 + A.x + B.y + C ≤0 e x2 + y2 + A.x + B.y + C < 0 representam círculos. A primeira representa um círculo fechado (em que a circunferência faz parte) e a segunda representa um círculo aberto (em que a circunferência não faz parte). CONDIÇÕES DE VALIDADE DA EQUAÇÃO GERAL Vimos que a equação geral de uma circunferência tem a forma x2 + y2 + A.x + B.y + C = 0. Porém, nem toda equação com essa forma representa realmente uma circunferência. Inicialmente, devemos observar que nessa equação: • os coeficientes de x2 e y2 são iguais; • não há nenhum termo que multiplique as variáveis x e y (termo em x.y). Note ainda que os coeficientes de x2 e y2 não precisam ser iguais a 1 já que a equação toda pode ser multiplicada por algum número, porém estes coeficientes devem ser iguais. Assim, equações como x2 + 3y2 – 8x + 2y + 1 = 0 e x2 + y2 + 4xy + 10y – 4 = 0 não representam circunferências, a primeira devido ao fato de os coeficientes de x2 e y2 serem diferentes e a segunda por possuirem um termo em xy. Por fim, para que equações com a forma x2 + y2 + A.x + B.y + C = 0 representem circunferência é necessário que R2 = xC 2 + yC 2 – C seja um valor positivo. QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 03 (UFPA) Qual das equações a seguir é uma equação de circunferência? A x2 + y2 + 1 = 0 B x2 + y2 + 2x + 2y + 4 = 0 C x2 + y2 + 2xy + 2x + 4y = 64 D x2 + y2 + 2x – 4y = 0 E x2 + 2xy + y2 = 32 QUESTÃO 04 (UDESC) Para que a equação x2 + y2 – 4x + 8y + K = 0 represente uma circunferência, devemos ter: A K < 20 B K > 13 C K < 12 D K > 12 E K < 10 Caso R2 seja igual a zero, a equação não representará uma circunferência e será satisfeita apenas pelo ponto que seria o seu centro e representará no plano cartesiano, um conjunto unitário. Ex: A equação x2 + y2 – 2x + 6y + 10 = 0 representa o conjunto {(1, –3)}. Caso R2 assuma um valor negativo, a equação não representará uma circunferência e não haverá nenhum ponto do plano cartesiano que a satisfaça sendo, portanto, um conjunto vazio. Ex: A equação x2 + y2 – 2x + 6y + 14 = 0 representa o conjunto vazio. POSIÇÕES RELATIVAS ENTRE PONTO E CIRCUNFERÊNCIA As imagens a seguir representam a três posições que um ponto pode assumir em relação a uma circunferência. Uma dica extremamente útil para determinar a posição que um ponto assume em relação a uma circunferência consiste em substituir os valores de x e y do ponto na equação da circunferência. Se o resultado da substituição for: • positivo, o ponto é externo. • negativo, o ponto é interno. • zero, o ponto pertence à circunferência. POSIÇÕES RELATIVAS ENTRE RETA E CIRCUNFERÊNCIA A figura a seguir ilustra as posições que uma reta pode assumir em relação a uma circunferência. d centro,reta > R d centro,reta = R d centro,reta < R 928 MÓDULO 15 | 15.3 CIRCUNFERÊNCIA Para determinar se uma reta é externa, tangente ou secante a uma circunferência devemos calcular a distância do centro da circunferência à reta (distância entre ponto e reta) e comparar essa distância com a medida do raio R. QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 05 (UFCE) O número de pontos na interseção dos subconjuntos do plano cartesiano r = {(x,y) ∈ R2; – x + y + 1 = 0} e c = {(x,y) ∈ R2; x2 + y2 + 2x – 4y + 1 = 0} é: A 0 B 1 C 2 D 3 E 4 QUESTÃO 06 (UNIT) Para que a reta r : y = 2x + b seja tangente à circunferência C : x2 + y2 = 4y, o valor da constante b, real, deve ser A 2 - 2√3 ou 2 + 2√3 B 2 - 2√5 ou 2 + 2√5 C 3 - 3√2 ou 3 + 3√2 D 3 - 3√5 ou 3 + 3√5 E 5 - 5√3 ou 5 + 5√3 Se uma reta r é tangente a uma circunferência no ponto P, então o segmento OP é perpendicular à reta r. Se uma reta s é secante a uma circunferência nos pontos P e Q e se o ponto M é ponto médio de PQ, então o segmento OM é perpendicular à PQ. QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 07 (UFRGS) Um círculo tangencia a reta r, como na fi gura a seguir. O centro do círculo é o ponto (7,2) e a reta r é defi nida pela equação 3x – 4y + 12 = 0. A equação do círculo é A (x – 7)2 + (y – 2)2 = 25 B (x + 7)2 + (y + 2)2 = 25 C (x – 7)2 + (y + 2)2 = 36 D (x – 7)2 + (y – 2)2 = 36 E (x + 7)2 + (y – 2)2 = 36 QUESTÃO 08 (UNIT) Em um jardim, no canteiro central de forma circular, plantam-se fl ores dispostas sobre uma corda MN da circunferência K, que cerca o canteiro. Considerando-se a equação de K, (x + 1)2 + (y + 1)2 = 16 e P(1,2), ponto médio de MN , pode-se afi rmar que a equação da reta que contém a corda MN é A 2x + 3y – 8 = 0 B 2x – 3y + 2 = 0 C 2x – 3y + 4 = 0 D 3x – 2y + 4 = 0 E 3x + 2y + 4 = 0 Para encontrar o(s) ponto(s) de interseção entre uma reta e uma circunferência, caso existam, basta resolver o sistema formado por suas equações. Para tal, isolamos na equação da reta uma das variáveis (a que for mais fácil) e substituímos na equação da circunferência formando uma equação de 2º grau com uma única variável. QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 09 (PUC-SP) A circunferência λ= x2 + y2 – 4x – 10y + 13 = 0,de centro C, e a reta r : x + y – 11 = 0 se interceptam nos pontos P e Q. A área do triângulo PCQ, em unidades de área, é A 6 B 7 C 8 D 9 E 10 929 MÓDULO 15 | 15.3 CIRCUNFERÊNCIA Para encontrar o(s) ponto(s) de interseção entre uma circunferência e os eixos coordenados, caso existam, basta substituir na equação da circunferência x = 0 (interseção com o eixo y) ou y = 0 (interseção com o eixo x), formando uma equação de 2º grau com uma única variável. QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 10 (UFRGS) Os pontos de interseção do círculo de equação (x – 4)2 + (y – 3)2 = 25 com os eixos coordenados são vértices de um triângulo. A área desse triângulo é A 22. B 24. C 25. D 26. E 28. POSIÇÕES RELATIVAS ENTRE DUAS CIRCUNFERÊNCIAS Se duas circunferências não se intersectam, podem ser:Externas Internas d C1,C2 > R 1 + R 2 d C1,C2 < | R 1 – R 2 | Se duas circunferências se intersectam em apenas um ponto, podem ser: Tangentes Externas Tangentes Internas d C1,C2 = R 1 + R 2 d C1,C2 = | R 1 – R 2 | Se duas circunferências se intersectam em dois pontos, então elas serão secantes. Secantes | R 1 – R 2 | < d C1,C2 < R 1 + R 2 QUESTÕES ORIENTADAS QUESTÃO 11 (EFOMM) Quanto à posição relativa, podemos classificar as circunferências (x – 2)2 + (y – 3)2 = 9 e x2 + y2 – 8x + 15 = 0 como A secantes. B tangentes internas. C tangentes externas. D externas. E internas. 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 GABARITO
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