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CÁLCULO VETORIAL E GEOMETRIA ANALÍTICA Aula 7 :Representação da Reta (continuação) Aula 8 : PRÁTICA DE RETAS Aula 9 : REPRESENTAÇÃO DE PLANOS Aula 10: ÂNGULOS ENTRE PLANOS E ENTRE PLANOS E RETAS Aula 11 : PRÁTICA DE PLANOS Aula 12 : CÔNICAS: PARÁBOLA Aula 13 : CÔNICAS: ELIPSE E CIRCUNFERÊNCIA Aula 14 : CÔNICAS: HIPÉRBOLE Aula 15 : PRÁTICA DE CÔNICAS Prof. Msc: Robson Ferreira CÁLCULO VETORIAL E GEOMETRIA ANALÍTICA EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO A reta que passa pelo ponto P0 = (1, 0, −2) e é paralela ao vetor v = (−5, 8, 3) tem equação paramétrica Exercício 1 EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO Solução: EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO A reta que passa pelo ponto P0 = (1, 0, −2) e é paralela ao vetor v = (−5, 8, 3) tem equação paramétrica Exercício 1 EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO Solução: A reta que passa pelo ponto P0 = (1, 0, −2) e é paralela ao vetor v = (−5, 8, 3) tem equação paramétrica Exercício 1 Exercício 2 Encontre uma equação paramétrica para a reta que passa pelos pontos P1 = (1, 3, −2) e P2 = (4, −5, −2). EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO Solução: EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO Exercício 2 Encontre uma equação paramétrica para a reta que passa pelos pontos P1 = (1, 3, −2) e P2 = (4, −5, −2). Solução: EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO Exercício 2 Encontre uma equação paramétrica para a reta que passa pelos pontos P1 = (1, 3, −2) e P2 = (4, −5, −2). A partir da equação paramétrica da reta EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO podemos resolver em t, se todas as componentes do vetor v são não-nulas, obtendo as equações simétricas da reta: A partir da equação paramétrica da reta EQUAÇÃO PARAMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO EQUAÇÃO SIMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO podemos resolver em t, se todas as componentes do vetor v são não-nulas, obtendo as equações simétricas da reta: A partir da equação paramétrica da reta A reta que passa pelo ponto P0 = (1, 0, −2) e é paralela ao vetor v = (−5, 8, 3) tem equação paramétrica Exercício 3 EQUAÇÃO SIMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO P0 =(1,0,−2) v = (−5, 8, 3) Solução: EQUAÇÃO SIMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO A reta que passa pelo ponto P0 = (1, 0, −2) e é paralela ao vetor v = (−5, 8, 3) tem equação paramétrica Exercício 3 P0 =(1,0,−2) v = (−5, 8, 3) EQUAÇÃO SIMÉTRICAS DA RETA NO ESPAÇO Solução: A reta que passa pelo ponto P0 = (1, 0, −2) e é paralela ao vetor v = (−5, 8, 3) tem equação paramétrica Exercício 3 EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Prof. Msc: Robson Ferreira EQUAÇÃO GERAL DO PLANO No espaço, a inclinação de um plano é dada por um vetor perpendicular a ele: um plano no espaço é determinado de forma única por um vetor perpendicular a ele e um de seus pontos. Portanto, dado um vetor N = (a, b, c) e um ponto P0 = (x0, y0, z0), existe um único plano π perpendicular ao vetor v passando pelo ponto P0. No espaço, a inclinação de um plano é dada por um vetor perpendicular a ele: um plano no espaço é determinado de forma única por um vetor perpendicular a ele e um de seus pontos. Portanto, dado um vetor N = (a, b, c) e um ponto P0 = (x0, y0, z0), existe um único plano π perpendicular ao vetor v passando pelo ponto P0. EQUAÇÃO GERAL DO PLANO No espaço, a inclinação de um plano é dada por um vetor perpendicular a ele: um plano no espaço é determinado de forma única por um vetor perpendicular a ele e um de seus pontos. Portanto, dado um vetor N = (a, b, c) e um ponto P0 = (x0, y0, z0), existe um único plano π perpendicular ao vetor v passando pelo ponto P0. EQUAÇÃO GERAL DO PLANO No espaço, a inclinação de um plano é dada por um vetor perpendicular a ele: um plano no espaço é determinado de forma única por um vetor perpendicular a ele e um de seus pontos. Portanto, dado um vetor N = (a, b, c) e um ponto P0 = (x0, y0, z0), existe um único plano π perpendicular ao vetor v passando pelo ponto P0. EQUAÇÃO GERAL DO PLANO No espaço, a inclinação de um plano é dada por um vetor perpendicular a ele: um plano no espaço é determinado de forma única por um vetor perpendicular a ele e um de seus pontos. Portanto, dado um vetor N = (a, b, c) e um ponto P0 = (x0, y0, z0), existe um único plano π perpendicular ao vetor v passando pelo ponto P0. EQUAÇÃO GERAL DO PLANO No espaço, a inclinação de um plano é dada por um vetor perpendicular a ele: um plano no espaço é determinado de forma única por um vetor perpendicular a ele e um de seus pontos. Portanto, dado um vetor N = (a, b, c) e um ponto P0 = (x0, y0, z0), existe um único plano π perpendicular ao vetor v passando pelo ponto P0. EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 4 Encontre uma equação geral para o plano perpendicular ao vetor N = (−1, 4, 3) que passa pelo ponto (5, −2, 7). EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 4 Encontre uma equação geral para o plano perpendicular ao vetor N = (−1, 4, 3) que passa pelo ponto (5, −2, 7). Uma equação geral deste plano terá a forma −x + 4y + 3z + d = 0. O coeficiente d será determinado pelo fato de que o ponto (5, −2, 7) pertence a este plano: −5 + 4(−2) + 3 · 7 + d = 0 =⇒ d = −8. Portanto, uma equação geral para este plano será −x + 4y + 3z − 8 = 0. Solução: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 4 Encontre uma equação geral para o plano perpendicular ao vetor N = (−1, 4, 3) que passa pelo ponto (5, −2, 7). Uma equação geral deste plano terá a forma −x + 4y + 3z + d = 0. O coeficiente d será determinado pelo fato de que o ponto (5, −2, 7) pertence a este plano: −5 + 4(−2) + 3 · 7 + d = 0 =⇒ d = −8. Portanto, uma equação geral para este plano será −x + 4y + 3z − 8 = 0. Solução: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 4 Encontre uma equação geral para o plano perpendicular ao vetor N = (−1, 4, 3) que passa pelo ponto (5, −2, 7). Uma equação geral deste plano terá a forma −x + 4y + 3z + d = 0. O coeficiente d será determinado pelo fato de que o ponto (5, −2, 7) pertence a este plano: −5 + 4(−2) + 3 · 7 + d = 0 =⇒ d = −8. Portanto, uma equação geral para este plano será −x + 4y + 3z − 8 = 0. Solução: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2),P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) Solução: 𝑷𝟏 𝑷𝟐 𝑷𝟑 𝑷 = (𝒙, 𝒚, 𝒛) Sejam os vetores coplanares: EQUAÇÃO GERAL DO PLANO Exercício 5 Escrever a equação do plano que passa pelos pontos P1 = (3, −1, 2), P2 = (4, −1, −1) e P3 = (2, 0, 2) CÔNICAS Prof. Msc: Robson Ferreira CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Definição Sejam L uma reta no plano e F um ponto no plano não pertencente a L. A parábola P de diretriz L e foco F é o conjunto que consiste de todos os pontos P do plano que são equidistantes do ponto F e da reta L. SECÇÕES CÔNICAS : PARÁBOLA CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Definição Sejam L uma reta no plano e F um ponto no plano não pertencente a L. A parábola P de diretriz L e foco F é o conjunto que consiste de todos os pontos P do plano que são equidistantes do ponto F e da reta L. SECÇÕES CÔNICAS : PARÁBOLA CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Definição Sejam L uma reta no plano e F um ponto no plano não pertencente a L. A parábola P de diretriz L e foco F é o conjunto que consiste de todos os pontos P do plano que são equidistantes do ponto F e da reta L. SECÇÕES CÔNICAS : PARÁBOLA CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Definição Sejam L uma reta no plano e F um ponto no plano não pertencente a L. A parábola P de diretriz L e foco F é o conjunto que consiste de todos os pontos P do plano que são equidistantes do ponto F e da reta L. SECÇÕES CÔNICAS : PARÁBOLA CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Definição Sejam L uma reta no plano e F um ponto no plano não pertencente a L. A parábola P de diretriz L e foco F é o conjunto que consiste de todos os pontos P do plano que são equidistantes do ponto F e da reta L. SECÇÕES CÔNICAS : PARÁBOLA CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Definição Sejam L uma reta no plano e F um ponto no plano não pertencente a L. A parábola P de diretriz L e foco F é o conjunto que consiste de todos os pontos P do plano que são equidistantes do ponto F e da reta L. SECÇÕES CÔNICAS : PARÁBOLA CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Uma elipse, E, de focos F1 e F2, é o conjunto do plano que consiste de todos os pontos P cuja soma das distâncias a F1 e F2 é igual a uma constante 2a > 0, maior do que a distância entre os focos 2c 0. Ou seja: Definição SECÇÕES CÔNICAS : ELIPSE CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Uma elipse, E, de focos F1 e F2, é o conjunto do plano que consiste de todos os pontos P cuja soma das distâncias a F1 e F2 é igual a uma constante 2a > 0, maior do que a distância entre os focos 2c 0. Ou seja: Definição SECÇÕES CÔNICAS : ELIPSE CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Uma elipse, E, de focos F1 e F2, é o conjunto do plano que consiste de todos os pontos P cuja soma das distâncias a F1 e F2 é igual a uma constante 2a > 0, maior do que a distância entre os focos 2c 0. Ou seja: Definição SECÇÕES CÔNICAS : ELIPSE CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Uma hipérbole, H, de focos F1 e F1, é o conjunto do plano que consiste de todos os pontos P tais que o módulo da diferença das distâncias a F1 e F2 é igual a uma constante 2a > 0, menor do que a distância entre os focos 2c ≥ 0. SECÇÕES CÔNICAS : HIPÉRBOLE CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Uma hipérbole, H, de focos F1 e F1, é o conjunto do plano que consiste de todos os pontos P tais que o módulo da diferença das distâncias a F1 e F2 é igual a uma constante 2a > 0, menor do que a distância entre os focos 2c ≥ 0. SECÇÕES CÔNICAS : HIPÉRBOLE CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Encontre a equação reduzida das curvas: Exercício 6 a) Elipse com focos F1(– 3, 0) e F2(3,0) e semieixo maior a = 4. b) Hipérbole com focos F1(0,– 5) e F2(0,5) e um vértice no ponto P(0,– 3) c) Parábola de foco F(0,3) e reta diretriz de equação x – 2 = 0. CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Encontre a equação reduzida das curvas: Exercício 6 a) Elipse com focos F1(– 3, 0) e F2(3,0) e semieixo maior a = 4. CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Encontre a equação reduzida das curvas: Exercício 6 a) Elipse com focos F1(– 3, 0) e F2(3,0) e semieixo maior a = 4. Solução. A distância focal será 2c = 3 – (– 3) = 6. Logo, c = 3. A elipse está centrada na origem. O semieixo menor será: 791634bcba 22222 . A equação será: 1 7 y 16 x 22 . CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Encontre a equação reduzida das curvas: Exercício 6 B) Hipérbole com focos F1(0,– 5) e F2(0,5) e um vértice no ponto P(0,– 3) Solução. O eixo real está sobre o eixo Y. O centro é a origem. Temos: CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Encontre a equação reduzida das curvas: Exercício 6 c) Parábola de foco F(0,3) e reta diretriz de equação x – 2 = 0. CCE 0005 – Cálculo Vetorial com Geometria Analítica Encontre a equação reduzida das curvas: Exercício 6 c) Parábola de foco F(0,3) e reta diretriz de equação x – 2 = 0. Solução. Como a reta diretriz é vertical e está à direita do foco, a parábola está virada para a esquerda. O vértice não está na origem. A equação é da forma (y - y0) 2 = –2p(x – x0), onde (x0,y0) são as coordenadas do vértice.
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