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Universidade Uniderp e Anhanguera Engenharias Prof. Rosilene Fernandes Posições entre retas Módulo 04 - Posição Relativa de Duas Retas - Equação do Feixe de Retas 1. Introdução Da geometria plana, sabemos que duas retas r e s (no plano) podem assumir as seguintes posições relativas: concorrentes (caso particular importante: perpendiculares); paralelas (distintas); coincidentes. 2. Relações entre os coeficientes As retas r e s (não-verticais), cujas equações reduzidas são, respectivamente, (r) : y = mrx + hr (s) : y = msx + hs,têm as seguintes relações: Retas concorrentes mr ms Se duas retas são concorrentes, seus coeficientes angulares são diferentes, e vice-versa Caso particular: retas perpendiculares Se duas retas são paralelas distintas, o coeficiente angular de uma é o oposto do inverso do coeficiente angular da outra, e vice-versa. Retas paralelas (distintas) mr = ms hr hs Se duas retas são paralelas distintas, seus coeficientes angulares são iguais e seus coeficientes lineares são diferentes, e vice-versa. Retas coincidentes mr = ms hr = hs Se duas retas são paralelas coincidentes, seus coeficientes angulares são iguais e seus coeficientes lineares são iguais, e vice-versa. A partir das condições expostas, podemos estabelecer relações entre os coeficientes da equação geral das retas r e s, lembrando que m = – e h = – . Sendo (r) a1 . x + b1 . y + c1 = 0 e (s) a2 . x + b2 . y + c2 = 0, obtemos: Retas concorrentes Retas perpendiculares Retas paralelas (distintas) Retas coincidentes 3. Posição relativa de duas retas (Resumo) r: y = mr . x + hr s: y = ms . x + hs r:a1 . x + b1 . y + c1 = 0 s: a2 . x b2 . y + c2 = 0 mr ms a1 . a2 + b1 . b2 = 0 mr = ms e hr hs mr = ms e hr = hs Exemplos Estudo das posições relativas das seguintes retas: 3x + 6y + 7 = 0 2x + 4y – 1 = 0 Como , as retas são paralelas distintas, pois 2x – y + 2 = 0 3x + 6y + 7 = 0. Como 3 . 2 + 6 . (– 1) = 0, as retas são perpendiculares, pois: a1 . a2 + b1 . b2 = 0 y =– 3 . x + 5 y = 2 . x – 1. Como os coeficientes angulares das retas são iguais a – 3 e 2, as retas são concorrentes e não perpendiculares, pois 4. Feixe de retas concorrentes Seja C(x0; y0) um ponto do plano, e r uma reta (não-perpendicular ao eixo ) que passa pelo ponto C. Sendo m o coeficiente angular da reta r e P(x; y) um ponto genérico dessa reta, temos: Dessa forma, a equação da reta r, conhecidos um ponto C(x0; y0) e o coeficiente angular m, resulta Obs.: Atribuindo todos os valores possíveis ao coeficiente angular m(m ), obtemos as equações de todas as retas que passam pelo ponto C(x0; y0), com exceção da reta vertical, que é obtida pela equação. A equação do feixe de retas concorrentes, de centro C(x0; y0), é: y - y0 = m . (x - x0), com m ou x = x0 (reta vertical). 5. Feixe de retas paralelas Seja a reta r, de equação geral a . x + b . y + c = 0. Sabendo-se que retas paralelas têm o mesmo coeficiente angular (m = – ) e coeficientes lineares diferentes (h = – ), a obtenção de uma reta paralela a r é feita mantendo-se os valores de a e b e mudando-se o valor de c. Portanto, a equação de uma reta paralela a r é do tipo: a . x + b . y + k = 0 6. Ângulo entre duas retas No plano cartesiano, sejam as retas r e s, não verticais nem perpendiculares entre si, com declividades mr e ms (mr ¹ ms), respectivamente: Adotaremos para os ângulos entre r e s, a seguinte nomenclatura: ângulo da reta s para a reta r (orientado no sentido anti-horário) ângulo da reta r para a reta s (orientado no sentido anti-horário) Cálculo do ângulo Sendo mr = tg qr, ms = tg qr e da figura: = qr – qs, temos: tg = tg ( qr – qs) Þ tg = Analogamente, obteríamos: Obs.: Obtido o valor da tangente, pela trigonometria, obtém-se o valor do ângulo. 7. Posições dos pontos de um plano em relação a uma reta Seja o plano cartesiano e r uma de suas retas. Em relação à reta r, os pontos do plano podem assumir uma das seguintes posições relativas: a) pertencem à reta r. b) pertencem ao semiplano (1) (sem considerar os pontos de r). c) pertencem ao semiplano (2) (sem considerar os pontos de r). Sendo P(x0; y0) um ponto genérico do plano cartesiano e r a reta de equação ax + by + c = 0, verifica-se que: a) ax0 + by0 + c = 0 para todos os pontos da reta r. b) ax0 + by0 + c > 0 para todos os pontos de um dos semiplanos (sem considerar os pontos da reta r). c) ax0 + by0 + c < 0 para todos os pontos do outro semiplano (sem considerar os pontos da reta r). Para sabermos qual dos semiplanos é positivo ou negativo, procede-se da seguinte maneira: a) Procura-se o valor numérico do trinômio ax + by + c para o ponto 0 (0; 0) – (origem). b) Se o resultado é positivo, o semiplano que contém a origem é positivo e o outro, negativo. c) Se o resultado for negativo, o semiplano que contém a origem é negativo e o outro, positivo. d) Se o resultado der “zero", significa que a origem pertence à reta e devemos, pois, tomar um outro ponto (exemplo: (1; 0), (2; 0), (0; 1) … etc.) externo à reta para, então, recairmos no estudo anterior. Exemplo Representar graficamente o conjunto dos pontos do plano (x; y), tais que 2x – 3y – 6 0. Resolução O problema pede a representação gráfica dos pontos da reta e do semiplano positivo. A partir da representação gráfica da reta 2x – 3y – 6 = 0, observamos que o semiplano que contém a origem é negativo, pois 2 . 0 – 3 . 0 – 6 0. A representação gráfica da inequação 2x – 3y – 6 0 é Fonte: http://conteudoonline.objetivo.br
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