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Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro Segunda Avaliação a Distância de Geometria Analítica I – Gabarito Prof. Linhares e Prof. Leonardo Silvares – 2011-1 Nome:__________________________________________________________ Pólo:___________________________________________________________ Questão 1 (2,5 pontos): Determine a equação reduzida, o foco e o vértice da parábola que contém o ponto (1, 3), cuja diretriz é a reta x=−1 , e que tem a reta y=1 como eixo de simetria. Solução: Como o eixo de simetria é horizontal, a equação da parábola é da forma ( y− y0) 2=±4 p( x−x0) O ponto (1, 3), que está à direita da diretriz x=−1 , pertence à parábola, logo a equação será da forma ( y− y0) 2=4 p( x−x0) . Como o eixo de simetria passa pelo vértice V, temos V=( x0, y0)=( x0, 1) , logo, a equação da parábola fica ( y−1)2=4 p (x− x0) . Substituindo o ponto (1,2), que pertence à parábola, temos (3−1)2=4 p (1− x0) , logo x0= p−1 p . Por outro lado, a distância entre o vértice e a diretriz é igual a p, logo, p=d (( x0,1) , x=−1)=x−(−1)= p−1 p +1 , assim, p2= p−1+p ∴ p2−2 p+1=0 ∴ p = 1. Com isso, obtemos que o vértice é V=(−1+ p ,1)=(0,1) , logo, a equação da parábola é ( y−1)2=4(x−0)⇔( y−1)2=4 x . O foco será dado por F=(−1+2 p , 1)=(1,1) . Questão 2 (2,5 pontos): Uma elipse, cujo eixo maior é paralelos à y = 0, é tangente aos eixos coordenados, e tem (10, 3) como seu ponto mais à direita. Determine sua equação, seus focos e seu centro. Solução: Denotaremos por (x0, y0) o centro da elipse, a, b os comprimentos dos eixos maior e menor, respectivamente, e c a distância entre o centro e os focos. Como a elipse têm eixo focal (maior) paralelo ao eixo x, seu ponto mais à direita será V 1=(x0+a , y0) . Além disso, como ela é tangente aos eixos coordenados, seus focos V 2=( x0 , y0−b) e V 3=(x0−a , y0) serão dados por V 2=( x0, 0) e V 3=(0, y0) , logo y0=b e x0=a . Assim, como V 1=(x0+a , y0)=(2 a , b)=(10,3) , temos a = 5, b = 3, o que nos dá c = 4. O centro da elipse será então (x0, y0)=(a , b)=(5,3) , logo, sua equação será (x−5)2 52 +( y−3) 2 32 =1⇔( x−5) 2 25 +( y−3) 2 9 =1 Seus focos serão F 1=( x0+c , y0)=(5+4, 3)=(9,3) e F 2=( x0−c , y0)=(1,3) . Questão 3 (2,5 pontos): Determine e equação e os focos da hipérbole equilátera com centro em (1,2), contendo o ponto (6, 6) e com eixos real e imaginário paralelos aos eixos coordenados. Solução: Como a hipérbole é equilátera, temos a = b (veja EP 10). Assim, sua equação será de umas das formas (x−1)2 a2 −( y−2) 2 a2 =1 ou ( y−2) 2 a2 −( x−1) 2 a2 =1 , dependendo de o eixo real ser paralelo ao eixo x ou y, respectivamente. Substituindo o ponto (6,6) nas duas equações, temos (6−1)2 a2 −(6−2) 2 a2 =1⇒52−42=a2⇒a2=9 na primeira equação e (6−2)2 a2 −(6−1) 2 a2 =1⇒42−52=a2⇒a2=−9 na segunda, observando então que o segundo caso é impossível (não podemos ter a2 negativo). Assim, temos a = 3, e, como equação da hipérbole, (x−1)2 9 −( y−2) 2 9 =1 . Como a = b = 3, e como c2 = a2 + b2, temos c=3√2 . Logo, como o eixo real (focal) é horizontal, os focos serão F 1=( x0+c , y0)=(1+3√2 , 2) e F 2=( x0−c , y0)=(1−3√2 ,2) . Questão 4 (2,5 pontos): Determine que tipo de cônica representa a equação 16x² - 9y² - 64x + 36y + 172 = 0. e dê seu(s) foco(s), comprimentos dos eixos, assíntotas (se existirem). Solução: Primeiramente, vamos completar os quadrados para poder estudar a equação: 16 x2−9 y2−64 x+36 y+172=0⇔16( x2−4 x)−9 ( y2−4 y)+172=0⇔ ⇔16( x2−4 x+4)−9( y2−4 y+4)+172−16⋅4+9⋅4=0⇔16(x−2)2−9( y−2)2+144⇔ ⇔16( x−2)2−9( y−2)2=−144⇔9( y−2)2−16(x−2)2=144 Dividindo a equação por 144, obtemos ( y−2)2 16 −( x−2) 2 9 =1⇔( y−2) 2 42 −(x−2) 2 32 =1 , concluindo então que temos a hipérbole com eixo focal vertical, centro (2,2), a = 4 e b = 3. Temos ainda c2 = a2 + b2 = 25, logo c = 5, e então os focos serão F 1=(2, 2+c)=(2, 7) e F 2=(2,2−c)=(2,−3). . As assíntotas serão dadas por (x− x0)=± b a ( y− y0)⇔x−2=± 3 4 ( y−2)⇔4 x−8=±3 ( y−2) , que nos dá as retas 4 x−3 y−2=0 e 4 x+3 y−14=0 .
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