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Disciplina: Geometria Analítica Aluno(a): Professor: Fábio Hipólito Belém, ____ de _______________ de 2017 Aula 2 – Equação da Reta Conteúdo: Equações da reta: Equação geral. Equação segmentária e reduzida da reta. Obtenção da equação da reta a partir do alinhamento de três pontos. Obtenção da equação da reta a partir da análise da taxa de variação ou coeficiente angular. # Equação da reta Consideremos a reta definida pelos pontos 𝐴(𝑥0, 𝑦0) e 𝐵(𝑥1, 𝑦1). Um ponto qualquer 𝑃(𝑥, 𝑦) também sobre essa reta desde que A, B e P sejam colineares, veja: Construção geométrica para obter a equação de uma reta Intuitivamente é fácil perceber que dois pontos distintos definem uma única reta. Na geometria analítica, podemos determinar a equação da reta que passa por dois pontos distintos do plano cartesiano. Tal condição de alinhamento é satisfeita se os triângulos 𝐴𝐵𝑀 e 𝐴𝑃𝑁 forem semelhantes. Nesse caso, podemos escrever: 𝑃𝑁̅̅ ̅̅ 𝐴𝑁̅̅ ̅̅ = 𝐵𝑀̅̅ ̅̅̅ 𝐴𝑀̅̅ ̅̅̅ ∴ 𝑦 − 𝑦0 𝑥 − 𝑥0 = 𝑦1 − 𝑦0 𝑥1 − 𝑥0 Perceba que a razão 𝑦1−𝑦0 𝑥1−𝑥0 é constante, uma vez que (𝑥0, 𝑦0) e (𝑥1, 𝑦1) são coordenadas formadas pelos números conhecidos 𝑥0, 𝑦0, 𝑥1 e 𝑦1. Tal constante, denominada de coeficiente angular da reta é representada pela letra 𝑎. 𝑎 = ∆𝑦 ∆𝑥 = 𝑦1 − 𝑦0 𝑥1 − 𝑥0 = 𝑦0 − 𝑦1 𝑥0 − 𝑥1 Substituindo o valor do coeficiente angular dado, obtemos 𝑎 = 𝑦 − 𝑦0 𝑥 − 𝑥0 ou, mais apropriadamente, 𝑦 − 𝑦0 = 𝑎(𝑥 − 𝑥0) chamada equação da reta na forma ponto-coeficiente angular. Isolando 𝑦 na equação 𝑦 − 𝑦0 = 𝑎(𝑥 − 𝑥0), obtemos 𝑦 = 𝑎𝑥 − 𝑎𝑥0 + 𝑦0, na qual notamos que −𝑎𝑥0 + 𝑦0 é uma constante, denominada coeficiente linear da reta, representada pela letra 𝑏. Podemos, então, reescrever a equação 𝑦 − 𝑦0 = 𝑎(𝑥 − 𝑥0) como: 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏, chamada equação da reta na forma ponto-coeficiente angular. Exemplo: Determine a equação da reta pelos pontos (1,3) e (2,5). Solução: Inicialmente determinamos seu coeficiente angular: 𝑎 = ∆𝑦 ∆𝑥 = 5−3 2−1 = 2 Reta pelos pontos (1,3) e (2,5) • A seguir, usando o ponto (1, 3), obtemos a equação na forma ponto-coeficiente: 𝑦 − 3 = 2(𝑥 − 1) • Finalmente, isolamos a variável 𝑦 para obter sua forma reduzida: 𝑦 = 2𝑥 + 1. Salientamos que essa reta tem coeficiente angular 𝑎 = 2 e coeficiente linear 𝑏 = 1. Coeficiente angular e coeficiente linear Para entendermos os significados geométricos dos coeficientes angular e linear, observe a figura a seguir. Coeficiente angular e coeficiente linear de uma reta Coeficiente angular e coeficiente linear de uma reta O ângulo alfa, formado pela reta e pelo eixo das abscissas no sentido positivo, denomina-se inclinação da reta. O leitor que tem conhecimentos de trigonometria pode observar que o coeficiente angular da reta é o valor da tangente dessa inclinação. Para entendermos o significado do coeficiente linear, fazemos x = 0 na Equação 2.5 e obtemos y = b. Isso significa que a reta passa pelo ponto (0, b). Assim, o coeficiente linear é a ordenada do ponto em que a reta intercepta o eixo-y. Retas horizontais e retas verticais Se uma reta for horizontal, Figura 2.4(a), então sua inclinação é nula e, consequentemente, seu coeficiente angular é zero, pois tg(0) = 0. Nesse caso, a Equação 2.5 se reduz a y = b. Genericamente, toda equação da forma y = constante é equação de uma reta horizontal. Se uma reta for vertical, Figura 2.4(b), então sua inclinação é de 90º e, consequentemente, seu coeficiente angular não existe, pois tg(90) ∄. Nesse caso, sua equação é da forma x = constante. Genericamente, toda equação da forma x = constante é equação de uma reta vertical. Equação geral da reta No plano cartesiano, toda equação da forma: 𝐴𝑥 + 𝐵𝑦 + 𝐶 = 0 em que 𝐴, 𝐵 e 𝐶 são constantes reais e 𝐴 e 𝐵 não são simultaneamente nulas, representa uma reta. • Se 𝐵 ≠ 0, então podemos isolar 𝑦, obtendo: 𝑦 = − 𝐴 𝐵 𝑥 − 𝐶 𝐵 , se 𝐴 = 0, a equação anterior se reduz a: 𝑦 = − 𝐶 𝐵 (uma reta horizontal) • Se 𝐵 = 0, isolando x, obtemos: 𝑥 = − 𝐶 𝐴 (eq. de uma reta vertical) Equação segmentária da reta – Exemplo Utilizando a equação geral 𝐴𝑥 + 𝐵𝑦 + 𝐶 = 0, para obtermos a equação segmentária da reta, basta isolamos 𝐶 e dividir toda a equação por −𝐶, obtendo: 𝐴𝑥 −𝐶 + 𝐵𝑦 −𝐶 = 1 ou 𝑥 − 𝐶 𝐴 + 𝑦 − 𝐶 𝐵 = 1 − 𝐶 𝐴 é a abscissa do ponto de interseção com o eixo x. − 𝐶 𝐵 é a ordenada do ponto de interseção com o eixo y. Exemplo: Determine a forma segmentária da equação da reta 𝑠 cuja equação geral é: 𝑠: 2𝑥 + 3𝑦 − 6 = 0 Solução: Para determinar a equação segmentária da reta 𝑠 devemos isolar o termo independente −6. Assim, segue que: 2𝑥 + 3𝑦 = 6. Dividindo a equação por 6, obtemos a equação segmentária: 𝑥 3 + 𝑦 2 = 1 Equação da reta a partir do alinhamento de 3 pontos Exemplo: vamos determinar a função do 1º grau que contém os pontos (3, 9) e (5, 13). Solução: para isso, utilizaremos um “determinante” com 2 linhas e 4 colunas e o igualamos à 0 (zero)! 3 5 0 9 13 x x y y Observação: veja que os valores das variáveis da lei da função (geralmente x e y), se repetem na primeira e na última coluna do determinante! Em seguida, somamos o produto de cada diagonal inferior à direita ( ) com o produto de cada diagonal inferior à esquerda ( ), trocando os sinais destes. 3 5 0 9 13 x x y y os pontos utilizados! as variáveis da lei da função! valores de x! valores de y! –3y –45 –13x 9x 39 5y Logo: 9x + 39 + 5y – 3y – 45 – 13x = 0 –4x + 2y – 6 = 0 2y = 4x + 6 (÷2) y = 2x + 3 Então, 𝑓(𝑥) = 2𝑥 + 3
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