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CÔNICAS Profª Michelle Andrade Klaiber UTFPR - Apucarana SECÇÕES CÔNICAS A parábola, a elipse e a hipérbole são chamadas genericamente secções cônicas, pois são obtidas cortando-se um cone circular reto (variando a posição do plano de corte). A figura abaixo nos mostra estas situações: 2 ELIPSE 3 Denominamos elipse ao lugar geométrico dos pontos de um plano cuja soma das distâncias a dois pontos fixos desse plano é constante. Os principais elementos da elipse são: Centro : O Focos: F1 e F2 Eixo menor: B1, B2 Eixo maior: A1, A2 Medida do eixo menor: 2b Medida do eixo maior: 2a Distância focal: 2c Do triângulo OF2B2 decorre que: a²=b²+c² Excentricidade: e=c/a ELIPSE Temos dois casos a considerar para a equação de uma elipse: 1º caso: O eixo maior da elipse coincide com o eixo das abscissas. Seja a elipse de centro na origem do sistema cartesiano O(0,0), os focos F1=(-c,0) e F2=(c,0) e seja P(x,y) um ponto genérico, conforme a figura: A1=(-a,0), A2=(a,0), B1=(0,-b), B2=(0,b) 4 ELIPSE 5 6 ELIPSE 2º caso: O eixo maior coincide com o eixo das ordenadas. De modo análogo ao 1º caso, demonstra-se que a equação reduzida dessa elipse é: ELIPSE 7 ELIPSE 8 Exemplo 1: Obter a equação da elipse de eixo maior 2a = 10 e focos F1=(-3,0) e F2=(3,0). Exemplo 2: Dada a equação da elipse 9x² + 25x² = 225, determine: a) a equação reduzida; b) a medida do eixo maior e do eixo menor; c) a distância focal; d) os focos; e) a excentricidade; f) o esboço gráfico. Exemplo 3: Dada a elipse 20x² + 25(y-2)² = 225 a) a equação reduzida; b) o centro; c) a medida do eixo maior e do eixo menor; d) a distância focal; e) os focos; f) a excentricidade; g) o esboço gráfico. HIPÉRBOLE 9 Denominamos hipérbole ao lugar geométrico dos pontos de um plano para os quais a diferença das distância a dois pontos dados, F1 e F2, do plano é um valor absoluto igual a uma constante 2a menor que a distância F1F2 10 HIPÉRBOLE Os principais elementos da hipérbole são: • Focos: os pontos F1 e F2 • Centro: o ponto O(0,0) • Eixo real: o segmento A1A2 • Eixo imaginário: o segmento B1B2 • Medida do eixo real: 2a • Medida do eixo imaginário: 2b • Distância focal: d(F1,F2) = 2c • Vértices da hipérbole: A1 e A2 11 HIPÉRBOLE Temos dois casos a considerar: 1º caso: O eixo real está contido no eixo das abscissas. Vamos obter a equação da hipérbole de centro na origem do sistema cartesiano, O(0,0), e os focos situados no eixo das abscissas. 12 HIPÉRBOLE 13 HIPÉRBOLE 2º caso: O eixo real está contido no eixo das ordenadas. Neste caso, a equação da hipérbole de centro O(0,0), e os focos situados no eixo y, ou seja, F1=(0,c) e F2=(0,-c) e vértices no eixo das ordenadas: A1=(0,a) e A2=(0,-a) será: 14 HIPÉRBOLE 15 HIPÉRBOLE Considere duas hipérboles, como na figura abaixo: Figura 3: focos no eixo x Figura 4: Focos no eixo y 16 HIPÉRBOLE 17 HIPÉRBOLE Exemplo 1: Dada a equação da hipérbole 15x² - 20y² = 60, determine: a) a equação reduzida; b) a distância focal; c) a medida do eixo real e do eixo imaginário; d) a equação das assíntotas; e) os focos; f) a excentricidade; g) o esboço gráfico. Exemplo 2: Obter a equação da hipérbole de focos F1(-4,0) e F2(4,0) e eixo real 2a=4. Exemplo 3: Obter a equação reduzida da hipérbole resultante de uma translação de eixos, obter os elementos e esboçar o gráfico da equação: 7x² - 9y² + 28x + 54y – 116 = 0 PARÁBOLA 18 Denominamos parábola ao lugar geométrico dos pontos de um plano que são equidistantes de uma reta dada e de um ponto dado F, não pertencente a diretriz, no plano 19 PARÁBOLA Os principais elementos da parábola são: • Foco: ponto F chama-se foco. • Diretriz: a reta d chama-se diretriz da parábola. • Vértice: o ponto V da parábola, tal que d(F, V) = d(V, d) = p/2, é o vértice. • Eixo da parábola ou eixo de simetria é a reta VF. • Parâmetro: a distância entre F e a reta D, que vamos representar por p, chama-se parâmetro da parábola. PARÁBOLA: EIXO DE SIMETRIA X 20 Temos dois casos a considerar: 1º caso: Concavidade voltada para a “direita”. Seja a parábola de vértice V(0,0), foco F=(p/2 ,0), diretriz de equação: x = -p/2 ou x + p/2 = 0 E P(x,y) um ponto qualquer da parábola, conforme mostra a figura: 21 PARÁBOLA: EIXO DE SIMETRIA X 2º caso: Concavidade voltada para a “esquerda”. Seja a parábola de vértice V(0,0), foco F=(-p/2 ,0), diretriz de equação: x = p/2 ou x - p/2 = 0 e P(x,y) um ponto qualquer da parábola, conforme mostra a figura, obteremos a equação reduzida da parábola: 22 PARÁBOLA: EIXO DE SIMETRIA Y Temos dois casos a considerar: 1º caso: Concavidade voltada para a “cima”. Seja a parábola de vértice V(0,0), foco F=(0, p/2), diretriz de equação: y = -p/2 ou y + p/2 = 0 e P(x,y) um ponto qualquer da parábola, conforme mostra a figura: 23 PARÁBOLA: EIXO DE SIMETRIA Y 2º caso: Concavidade voltada para a “baixo”. Seja a parábola de vértice V(0,0), foco F=(0, -p/2), diretriz de equação: y = p/2 ou y - p/2 = 0 e P(x,y) um ponto qualquer da parábola, conforme mostra a figura, obteremos a equação reduzida da parábola: PARÁBOLA 24 Exemplo 1: Obter a equação da parábola de foco F(2,3) e diretriz d: y-1=0. Exemplo 2: Dada a parábola de equação: x² - 4y=0, determine: a) O parâmetro p; b) O foco; c) A equação da diretriz. Exemplo 3: Seja a parábola (y-1)² = 8(x-2), determine: a) O parâmetro p; b) O vértice; c) O foco; d) A equação da diretriz; e) O esboço do gráfico. CÔNICAS COM CENTRO C=(X0,Y0) 25 Quando a cônica não estiver centrada na origem, basta fazermos uma translação em (x0,y0), obtendo as respectivas equações: Elipse: Hipérbole: Parábola:
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