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PROF. GILBERTO SANTOS JR GEOMETRIA ANALÍTICA I SUMÁRIO CAPÍTULO I – PONTO E RETA .......................... 1 1 . DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS ................. 1 2 . PONTO MÉDIO DE UM SEGMENTO ................. 2 CAPÍTULO II - ESTUDO DA RETA ...................... 2 3 . COEFICIENTE ANGULAR DE UMA RETA .......... 2 3.1 Coeficiente angular de uma reta dada a sua inclinação ....................................................... 2 3.2 Coeficiente angular de uma reta dado dois pontos ........................................................... 2 4. PONTOS COLINEARES .................................. 3 5 . EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA RETA ............... 4 5.1 Equação geral da reta ................................. 4 5.2 Equação reduzida da reta ............................ 4 5.3 Obtenção da equação de uma reta sendo conhecidos dois pontos..................................... 4 6 . INTERSECÇÃO DE DUAS RETAS .................... 5 7 . RETAS PARALELAS ...................................... 6 8 . RETAS PERPENDICULARES ........................... 6 9 . DISTÂNCIA ENTRE PONTO E RETA ................ 7 10 . CÁLCULO DA ÁREA DE TRIÂNGULO ............. 7 CAPÍTULO III – CIRCUNFERÊNCIA ................... 8 11 . EQUAÇÃO REDUZIDA................................. 8 12 . EQUAÇÃO NORMAL DA CIRCUNFERÊNCIA .... 8 Referências ................................................... 10 CAPÍTULO I – PONTO E RETA 1 . DISTÂNCIA ENTRE DOIS PONTOS A distância dAB entre dois pontos A(xA, yA) e B(xB, yB) é dada por: dAB = 22 )y - (y )x - (x BABA EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1) Calcule, em cada caso, a distância entre os pontos dados: a) A(1, 3) e B(9, 9) R: d = 10 b) A(- 3, 1) e B(5, - 14) R: d = 17 c) A(- 4, - 2) e B(0, 7) R: d = √97 2) Calcule o comprimento do segmento 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ , sendo A 3 1 2 1 , e B 3 1 2 5 , . R: 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ = 2√10 3 3) Calcule a distância do ponto M(-12, 9) à ori- gem. R: d = 15 4) Determine a distância entre os pontos M e N indi- cados na figura. R: d = √𝟏𝟏𝟑 5) Calcule o perímetro do triângulo ABC, sabendo que A(1, 3), B(7, 3) e C(7, 11). R: P = 24 6) Prove que o triângulo cujos vértices são os pontos A(0, 5), B(3, -2) e C(-3, -2) é isósceles; e calcule o seu perímetro. R: P = 2√58 + 6; 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ = 𝐴𝐶̅̅ ̅̅ 7) Um quadrilátero ABCD está definido pelos pon- tos A(-1, -1), B(1, 1), C(3, 1) e D(-1, -3). Calcule o perímetro desse quadrilátero. R: P = 4 + 6√2 8) Usando o teorema de Pitágoras, verifique se o triângulo de vértices A(-1, -3), B(6, 1) e C(2, -5) é retângulo. R: é retângulo de hipotenusa 𝐴𝐵̅̅ ̅̅ 9) Seja A um ponto do eixo das ordenadas. Dado o ponto B(-3, -2), calcule as coordenadas do pon- to A de forma que o comprimento do segmento 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ seja igual a 5. R: A(0, 2) ou A(0, -6) 10)(FGV) Sabendo que o triângulo ABC da figura é retângulo em A, calcule o valor de k. R: k = 4 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 11)(U. E. Londrina-PR) Considere, no plano cartesiano, o paralelogramo de vértices (1, 1), (3, 3), (6, 1) e (8, 3). A maior diagonal desse parale- logramo mede: R: (d) (a) 5 5 (b) 71 (c) 5 3 (d) 53 (e) 3 5 12)(FGV-RJ) Os pontos A(-1, m) e B(n, 2) per- tencem à reta 2x – 3y = 4. Calcule a distância entre A e B. R: 2√13 2 2 . PONTO MÉDIO DE SEGMENTO Se A(xA, yA) e B(xB, yB) são pontos distintos, então o ponto médio M(xM, yM) do segmento AB é tal que: xM = 2 x x BA e yM = 2 y y BA EXERCÍCIOS PROPOSTOS 13) Obtenha, em cada caso, as coordenadas do ponto médio do segmento 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ . a) A(1, 7) e B(11, 3) R: M(6, 5) b) A(-2, 5) e B(-4, -1) R: M(-3, 2) c) A(0, 3) e B(0, -3) R: M(0, 0) d) A(-6, 9) e B(-2, -5) R: M(-4, 2) 14) Sabe-se que M(a, b) é o ponto médio do segmento 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ . Se A(11, -7) e B(-9, 0), calcule as coordenadas do ponto M. R: M(1, -7/2) 15) Uma das extremidades de um segmento é o ponto cujas coordenadas são (-2, -2). O ponto médio desse segmento tem coordenadas (3, -2). Determine as coordenadas x e y da outra extre- midade do segmento. R: (x, y) = (8, -2) 16) Calcule os comprimentos das medianas de um triângulo cujos vértices são os pontos A(0, 0), B(4, -6) e C(-1, -3). R: 3√10 2 (ou ≅ 4,74), 9√2 2 (ou ≅ 6,36) e 3 17) No plano cartesiano, os pontos A(-1, 1), B(3, 1), C(3, 5) e D(-1, 5) são os vértices de um qua- drado. Determine as coordenadas do centro desse quadrado. R: (1, 3) 18) Num paralelogramo ABCD, dois vértices con- secutivos são os pontos A(2, 3) e B(6, 4). Seja M(1, -2) o ponto de encontro das diagonais 𝑨𝑪̅̅ ̅̅ e 𝑩𝑫̅̅̅̅̅ do paralelogramo. Sabendo que as diagonais no paralelogramo cortam-se mutuamente ao meio, determine as coordenadas dos vértices C e D des- se paralelogramo. R: C(0, -7) e D(-4, -8) EXERCÍCIO DE VESTIBULAR 19)(PUC-MG) O comprimento da mediana 𝑪𝑴̅̅ ̅̅̅ do triângulo ABC, sendo A(2, 3), B(4, 3) e C(3, 5), é: R: (c) (a) 2 (b) 3 (c) 2 (d) 3 22 (e) 3 CAPÍTULO II - ESTUDO DA RETA 3 . COEFICIENTE ANGULAR DE UMA RETA Declividade de uma rampa Na engenharia civil, quando se diz que uma rampa tem declividade de 30%, isso significa que a tangente do ângulo ∝ que a rampa forma com o plano horizon- tal é 0,3, ou seja, tg ∝ = 0,3. 3.1 Coeficiente angular de reta dada a sua inclinação Chama-se coeficiente angular ou declivida- de da reta r de inclinação , ≠ 90°, o núme- ro real m tal que: m = tg 3.2 Coeficiente angular de reta dado dois pontos m = tg = AB AB x - x y - y = BA BA x - x y - y m = BA BA x - x y - y EXERCÍCIOS PROPOSTOS 20) Se é a medida da inclinação de uma reta e m é o seu coeficiente angular, complete a tabela: 0° 30° 45º 60° 90° 120° 135° 150° m R: 0, √𝟑 𝟑 , 1, √𝟑, não existe, - √𝟑, -1, - √𝟑 𝟑 . 21) Determine o coeficiente angular das retas que passam pelos pontos A e B e faça o gráfico de cada reta, quando: a) A(-1, 4) e B(3, 2) R: m = -1/2 b) A(4, 3) e B(-2, 3) R: m = 0 3 c) A(2, 5) e B(-2, -1) R: m = 3/2 d) A(4, -1) e B(4, 4) R: m não existe 22) Calcule a declividade da reta que passa pelos pontos P1(1, 20) e P2(7, 8). R: m = -2 23) Quando a quantidade x de artigos que uma companhia vende aumenta de 200 para 300, o custo de produção y diminui de R$ 100,00 para R$ 80,00. Determine a variação média de custo re- presentada pela declividade da reta que passa por esses dois pontos. R: m = -1/5 24) Calcule o coeficiente angular das seguintes retas: a) b) R: m = 5 R: m = -1 EXERCÍCIO DE VESTIBULAR 25)(Enem-2016) Para uma feira de ciências, dois projéteis de foguetes, A e B, estão sendo construídos para serem lançados. O planejamento é que eles sejam lançados juntos, com o objetivo do projétil B interceptar o A quando esse alcançar sua altura máxima. Para que isso aconteça, um dos projéteis descreverá uma trajetória parabólica, enquanto o outro irá descrever uma trajetória su- postamente retilínea. O gráfico mostra as alturas alcançadas por esses projéteis em função do tem- po, nas simulações realizadas. Com base nessas simulações, observou-se que a trajetória do projétil B deveria ser alterada para que o objetivo fosse alcançado. Para alcançar o objetivo, o coeficiente da retaque representa a trajetória de B deverá (a) diminuir em 2 unidades. (b) diminuir em 4 unidades. (c) aumentar em 2 unidades. (d) aumentar em 4 unidades. (e) aumentar em 8 unidades. 4 . PONTOS COLINEARES Três pontos A(xA, yA), B(xB, yB) e C(xc, yc) são colineares (alinhados) se, e somente se, mAB = mBC ou não exitem mAB e mBC. Dados três pontos A(xA, yA), B(xB, yB) e C(xc, yc), dizemos que os pontos são colinea- res (alinhados) se, e somente se, 1yx 1yx 1yx CC BB AA = 0 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 26) Verifique se os pontos A, B e C estão alinha- dos quando: a) A(0, 2), B(-3, 1) e C(4, 5) R: não b) A(-2, 6), B(4, 8) e C(1, 7) R: sim c) A(-1, 3), B(2, 4) e C(-4, 10) R: não 27) Determinar o valor de m para que os pontos A(m, 3), B(-2, -5) e C(-1, -3) sejam colineares. R: m = 2 28) Determine m para que os ponto A(0, -3), B(-2m, 11) e C(-1, 10m) estejam em linha reta. R: m = -1 ou m = 7/10 29) Os pontos A(-1, 2), B(3, 1) e C(a, b) são colineares. Calcule a e b de modo que o ponto C esteja localizado sobre o eixo das abscissas. R: a = 7 e b = 0 30) O valor de um determinado carro decresce linearmente com o tempo, devido ao desgaste. Sabendo-se que hoje ele vale dez mil dólares e, daqui a cinco anos, quatro mil dólares, qual será o seu valor daqui a três anos? R: R$ 6 400,00 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 31)(Unificado-RJ) Uma barra de ferro com tem- peratura inicial de -10 ºC foi aquecida até 30 ºC. O gráfico representa a variação da temperatura da barra em função do tempo gasto nessa experiên- cia. Calcule em quanto tempo, após o início da experiência, a temperatura da barra atingiu 0 ºC. (a) 1 min (d) 1 min 15 s (b) 1 min 5 s (e) 1 min 20 s (c) 1 min 10 s R: (d) 32)(Enem-2016) Uma cisterna de 6 000 L foi esvaziada em um período de 3 h. Na primeira hora foi utilizada apenas uma bomba, mas nas duas horas seguintes, a fim de reduzir o tempo de es- vaziamento, outra bomba foi ligada junto com a primeira. O gráfico, formado por dois segmentos de reta, mostra o volume de água presente na cistena, em função do tempo. 4 Qual é a vazão, em litros por hora, da bomba que foi ligada no início da segunda hora? (a) 1 000 (d) 2 000 (b) 1 250 (e) 2 500 (c) 1 500 R: (c) 5 . EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA RETA Se r é a reta não-vertical que passa pelo ponto P(x0, y0) e tem coeficiente angular m, então uma equação de r é y – y0 = m(x – x0), denominada equação fundamental da reta. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 33) Determine a equação de uma reta r que pas- sa pelo ponto A(-1, 4) e tem coeficiente angular 2. R: 2x – y + 6 = 0 34) Determine a equação da reta que passa pelo ponto A(2, -3) e tem coeficiente angular 2 1 . R: x – 2y – 8 = 0 35) Determine a equação da reta que passa pelo ponto P(4, 1) e tem uma inclinação de 45°. R: x – y – 3 = 0 36) Usando a equação fundamental, obtenha a equação da reta que passa pelos pontos A(2, 5) e B(4, 1). R: 2x + y – 9 = 0 37) Ache, a equação da reta r em cada caso: a) b) R: √3 3 x - y + √3 = 0 R: x + y = 0 5.1 Equação geral da reta ax + by + c = 0 , no qual: - x e y são variáveis; - a, b e c são números reais e - a e b não simultaneamente nulos. 5.2 Equação reduzida da reta y = mx + n , no qual: - m é o coeficiente angular da reta; - n é o coeficiente linear da reta e - x e y são variáveis. Observação: o coeficiente linear n é o valor da ordenada do ponto quando a reta corta o eixo y. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 38) Escreva a equação reduzida da reta que tem coeficiente angular m = 2 e que cruza o eixo y no ponto (0, -3). R: y = 2x – 3 39) Equação reduzida de uma reta é y = 4x - 1. Calcule: a) o ponto da reta de abscissa 2; R: (2, 7) b) o ponto de intersecção da reta com o eixo 0x; R: (1/4, 0) c) o ponto de intersecção da reta com o eixo 0y. R: (0, -1) 40) Dada a reta que tem como equação 3x + 4y = 7, determine o coeficiente angular da reta. R: m = -3/4 5.3 Obtenção da equação de uma reta sendo conhecidos dois pontos Dados dois pontos distintos A(xA, yA) e B(xB, yB), uma equação da reta 𝑨𝑩 ⃡ é: 1yx 1yx 1yx BB AA = 0 EXERCÍCIOS PROPOSTOS 41) Usando determinantes obtenha a equação da reta que passa pelos pontos A(2, 5) e B(4, 1). R: 2x + y – 9 = 0 42) Consideremos a reta que passa pelos pontos A(1, 4) e B(2, 1). Determine o coeficiente angular e o coeficiente linear dessa reta. R: m = -3 e n = 7 43) Determine a equação geral da reta r, a partir dos gráficos: a) R: -3x + y – 1 = 0 b) R: 4x + y + 2 = 0 44) São dados os pontos A(-1, -3), B(5, 7), C(2, -4) e D(0, 2). O ponto M1 é o ponto médio do segmento 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ e o ponto M2 é o ponto médio do segmento 𝑪𝑫̅̅ ̅̅ . Determine a equação da reta que passa por M1 e M2. R: 3x - y – 4 = 0 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 45)(UFRA-2003) Numa feira livre, o dono de uma barraca de verduras verificou que, quando o preço da couve é R$ 1,00 o maço, são vendidos 20 maços, porém, quando o preço cai R$ 0,50 são vendidos 30 maços. Considerando essa de- manda linear e supondo serem vendidos x maços 5 a um preço y, a função que melhor descreve essa situação é: (a) y = -20x + 40 (d) y = -20x (b) y = -0,05x + 2 (e) y = -2x + 4 (c) y = 0,05x R: (b) 46)(UEPA-2014) Na figura abaixo, está representado um mosaico do século passado de 16 cm de lado, composto por um conjunto de quadrados cujos vértices dos quadrados inscritos se encontram situados nos pontos médios dos quadrados circunscritos. A reta que passa pelos pontos A e B, vértices do quadro destacado, também passa pelo ponto cujas coordenadas são: (a) (9, 13) (b) (1, 7) (c) (0, 6) (d) (-4, 2) (e) (-8, 0) R: (a) 6 . INTERSECÇÃO DE DUAS RETAS A figura acima mostra duas retas, r e s, do mesmo plano, que se intersectam no ponto P(x0, y0). Como P pertence às duas retas, suas coor- denadas devem satisfazer, simultaneamente, as equações dessas duas retas. Logo, para determi- ná-las, basta resolver o sistema de equações for- mado pelas equações das duas retas. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 47) Determine as coordenadas do ponto P(x, y), intersecção das retas r e s em cada caso: a) r: 2x + y – 1 = 0 e s: 3x + 2y – 4 = 0 R: (-2, 5) b) r: x + 2y – 3 = 0 e s: x – 2y + 7 = 0 R: (-2, 5/2) c) r: 2x + 3y – 8 = 0 e s: 2x – 4y + 13 = 0 R: (-1/2, 3) 48) Se as equações das retas suportes dos lados de um triângulo são y = 2x – 1, y = 5x – 4 e x = 5, calcule as coordenadas dos vértices do tri- ângulo. R: (5, 9), (5, 21), (1, 1) 49) Dado o triângulo cujos vértices são os pontos A(5, 2), B(1, -3) e C(-3, 4), determine o baricen- tro (ponto de encontro das medianas) do triângu- lo. R: G(1, 1) (Resolução em apresentação ) Observações: Baricentro: é o encontro das medianas num triângulo. O baricentro pode ser encontrado pela ex- pressão: xG = 3 x x x CBA e yG = 3 y y y CBA Assim, o baricentro G do triângulo ABC será: G 3 y y y , 3 x x x CBACBA Saiba mais: Assista ao vídeo “O que é baricentro?”, disponível em <http://professorgilbertosantosjr.blogspot.com.br/2015/ 10/o-que-e-baricentro-2322015.html> Veja a página Baricentro. Disponível em <http://gilsilva10.wixsite.com/inicio/baricentro> Ortocentro: é o encontro das alturas num tri- ângulo. Saiba mais: Veja a página Baricentro. Disponível em <http://gilsilva10.wixsite.c om/inicio/ortocentro> Circuncentro: é o encontro das mediatrizes num triângulo, que coincide com o centro da circunferência circunscrita ao triângulo. Saiba mais: Assista ao Vídeo Circuncentro. Disponível em <http://professorgilbertosa ntosjr.blogspot.com.br/201 5/03/circuncentro-> Incentro: é o encontro das bissetrizes num tri- ângulo, que coincide com o centro da circunfe- rência inscrita ao triângulo. 6 50) Uma reta r é determinada pelos pontos A(2, 0) e B(0, 4), e uma reta s é determinada pelos pontos C(-4, 0) e D(0, 2). Seja P(x, y) o ponto de intersecção das retas r e s. Determine as coordenadas do ponto P. R: P(4/5, 12/5) 51) Determine a equação da reta que passa pela origem dos eixos coordenados e pela intersecção das retas 2x + y – 6 = 0 e x – 3y + 11 = 0. R: -4x + y = 0 EXERCÍCIO DE VESTIBULAR 52)(UFPA-2003) Recentemente foi exibido, em alguns cinemas de nossa cidade, o filme Scooby doo, cuja personagem principal era virtual. Isso é possível através de efeitos especiais com imagens e alguns deles são obtidos através de movimentos de pontos, chamados de rotação, reflexão e trans- lação. Todos esses movi- mentos são obtidos alge- bricamente, por produtos de matrizes. Assim, por exemplo, para efetuarmos a rotação de graus do ponto R, em torno da ori- gem, e obtermos o ponto R,, como mostra a figura ao lado, Procedemos o produto matricial cos sen sen - cos Y X = Y' X' onde X e Y são as coordenadas de R e X’ e Y’ são as coordenadas de R’. Com base no exemplo aci- ma, encontre a equação da reta que passa pela origem e pelo ponto R’, obtido pela rotação de 30 graus, em torno da origem do ponto R ( 3 , 1). R: √3x - y = 0 7 . RETAS PARALELAS As retas r e s são paralelas, veja o gráfico abaixo: Duas retas não-verticais r e s de equações re- duzidas y = mrx + nr e y = msx + ns, são para- lelas distintas se, somente se: mr = ms e nr ≠ ns Observação: Duas retas não-verticais r e s de equações reduzidas y = mrx + nr e y = msx + ns, são paralelas coincidentes se, somente se: mr = ms e nr = ns e concorrentes se, e somente se: mr ≠ ms EXERCÍCIO PROPOSTO 53) Estude a posição relativa dos pares de retas. a) 3x – 2y + 1 = 0 e 4x + 6y – 1 = 0 R: concorrentes b) y + x – 7 = 0 e 2x – 2y + 1 = 0 R: concorrentes c) 2x – y – 6 = 0 e –4x + 2y – 5 = 0 R: paralelas 8 . RETAS PERPENDICULARES As retas r e s são perpendiculares, veja o gráfico abaixo: Duas retas r e s, não verticais, são perpendi- culares, se e somente se, o coeficiente angular de uma delas é igual ao oposto do inverso do coeficiente angular da outra. ms = rm 1 - EXERCÍCIOS PROPOSTOS 54) Dada a reta r de equação 2x – y + 5 = 0 e o ponto P(3, 5), determine a equação da reta s que passa pelo ponto P e é perpendicular à reta r. R: x + 2y – 13 = 0 55) Escreva a equação reduzida da reta que pas- sa pelo ponto (5, 0) e é perpendicular à reta de equação 3 5 - x = 2 3 y . R: y = − 3 2 𝑥 + 15 2 56) A equação de uma reta r é dada por: 012 111 4x1-y = 0 Determine a equação da reta que passa pelo ponto (4, 7) e é perpendicular a r. R: x + 2y – 18 = 0 57) Os pontos A(2, 1), B(-2, -4) e C(0, 2) são os vértices de um triângulo ABC. Determine a equa- ção da reta suporte da altura relativa ao lado 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ do triângulo. R: 4x + 5y – 10 = 0 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 58)(Fuvest-SP) São dados os pontos A(2, 3) e B(8, 5). a) Ache a equação da reta 𝑨𝑩 ⃡ . R: -x + 3y – 7 = 0 b) Ache a equação da mediatriz do segmento 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ . R: y = -3x + 19 7 59)(Vunesp) Ache os coeficientes angulares das retas r e s da figura e verifique se elas são ortogonais. R: não são ortogonais. 60)(Enem-2003) Nos últimos anos, a televisão tem passado por uma verdadeira revolução, em termos de qualidade de imagem, som e interativi- dade com o telespectador. Essa transformação se deve a conversão do sinal analógico para o sinal digital. Entretanto, muitas cidades ainda não con- tam com essa nova tecnologia. Buscando levar esses benefícios a três cidades, uma emissora de televisão pretende construir uma nova torre de transmissão, que envie sinal as antenas A, B e C, já existentes nessas cidades. As localizações das antenas estão representadas no plano cartesiano: A torre está situada num local equidistante das três antenas. O local adequado para a cons- trução dessa torre corresponde ao ponto de coor- denadas (a) (65; 35) (c) (45; 35) (e) (50; 30) (b) (53; 30) (d) (50; 20) R: (e) 9 . DISTÂNCIA ENTRE PONTO E RETA A distância d entre um ponto P(x0, y0) e uma reta r: ax + by + c = 0 é dada por: d = 22 00 y x ba cba EXERCÍCIOS PROPOSTOS 61) Calcule a distância do ponto P(2, 1) à reta r: 3x – 4y + 8 = 0. R: d = 2 62) Determine a distância entre o ponto A(2, 1) e a reta r, de equação x + 2y – 14 = 0. R: d = 2√5 63) Calcule a distância do ponto P à reta r em cada caso: a) P(5, 7) e r: 4x – 3y + 2 = 0 R: d = 1/5 b) P(1, -2) e r: y = - 4 3 x + 1 R: d = 9/5 c) P(-1, 4) e r: x + y = 0 R: d = 3√2/2 d) P(2, 6) e r: 2x + 1 = 0 R: d = 5/2 64) Qual é a distância entre a origem e a reta r, que passa pelos A(1, 1) e B(-1, 3)? R: d = √2 65) Calcule a distância entre as retas paralelas 12x – 9y + 27 = 0 e 12x – 9y – 18 = 0. R: d = 3 66) Os pontos A(2, 1), B(-2, -4) e C(0, 2) são os vértices de um triângulo ABC. Determine a) a medida da altura relativa ao lado 𝑨𝑩̅̅ ̅̅ do tri- ângulo. R: d = 14 √41 41 b) a medida da altura relativa ao lado 𝑩𝑪̅̅ ̅̅ do tri- ângulo. R: d = 7 √10 10 67) Determine a medida da altura do trapézio cujos vértices são os pontos A(1, 1), B(6, 1), C(2, 3) e D(4, 3). R: h = 2 10 . CÁLCULO DA ÁREA DE TRIÂNGULO A área A de triângulo cujos vértices são os pontos E(xE, yE), F(xF, yF) e G(xG, yG) é dada por: A = 2 D , em que D = 1yx 1yx 1yx GG FF EE EXERCÍCIOS PROPOSTOS 68) Calcular a área do triângulo cujos vértices são os pontos A(2, 4), B(-6, 2) e C(0, -2). R: A = 22 69) Determine a área do triângulo cujos vértices são os pontos: a) A(-3, 3), B(-1, 1) e C(4, 0) R: A = 4 b) A 2 7 1, , B(4, -3) e C(0, -6) R: A = 41/2 70) Determinar a área do quadrilátero ABCD, sabendo que seus vértices são os pontos A(2, 0), B(3, 1), C(1, 4) e D(0, 2). R: A = 11/2 71) Os pontos A(2, -4), B(a, 1) e C(4, 2) são os vértices do triângulo ABC. Calcule o valor de a, para que esse triângulo tenha 2 unidades de área. R: a = 13/3 ou a = 3 8 72) A reta r da figura a seguir tem equação x + 2y – 4 = 0. Determine a área do triângulo AOB. R: A = 4 73)(U.F. Viçoas-MG) As retas r e s dográfico tem equações y = - x + 5 e y = x – 3, respecti- vamente. Pode se afir- mar que a área do tri- ângulo ABC é: R: (c) (a) 2 (b) 2 1 (c) 1 (d) 2 2 e) 2 2 CAPÍTULO III – CIRCUNFERÊNCIA 11 . EQUAÇÃO REDUZIDA Seja, no plano cartesiano, uma circunferên- cia de centro C(a, b) e raio r. Considerando um ponto genérico G(x, y), segue CG = r ⟹ 22 b) - (y a) - (x = r ⟹ (x – a)2 + (y – b)2 = r2 Denominada equação reduzida da circunferência de centro C(a, b) e raio r. Observação: Se r > 0, é real; Se r = 0, se reduz a um ponto; Se r ∉ ℝ, é imaginário. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 74) Obtenha a equação reduzida da circunferên- cia de centro C e raio R, nos seguintes casos: a) C(4, 6) e R = 3 R: (x – 4)2 + (y – 6)2 = 9 b) C(0, 2) e R = 5 R: x2 + (y – 2)2 = 5 c) C(-3, 1) e R = 2 3 R: (x + 3)2 + (y – 1)2 = 9/4 d) C(0, 2) e R = 7 R: x2 + (y – 2)2 = 7 e) C(- 4, 1) e R = 3 1 R: (x + 4)2 + (y – 1)2 = 1/9 f) C 2 1 , 3 1 e R = 1 R: (x + 1/3)2 + (y – 1/2)2 = 1 75) Determine o centro e o raio da circunferência cuja equação reduzida é: a) (x – 6)2 + (y – 2)2 = 16 R: C(6, 2), r = 4 b) (x + 4)2 + (y - 1)2 = 3 R: C(-4, 1), r = √3 c) (x + 2)2 + y2 = 25 16 R: C(-2, 0), r = 4/5 d) 2 2 1 - x + 2 2 5 y = 9 R: C(1/2, -5/2), r = 3 e) x2 + (y + 1)2 = 2 R: C(0, -1), r = √2 f) x2 + y2 = 4 R: C(0, 0), r = 2 12 . EQUAÇÃO NORMAL DA CIRCUNFE- RÊNCIA (x – a)2 + (y – b)2 = r2 ⟹ ⟹ X2 – 2ax + a2 + y2 – 2by + b2 = r2 ⟹ x2 + y2 – 2ax – 2by + a2 + b2 – r2 = 0 Denominada equação normal da circunferência. Exemplo: Determinar o centro O(a, b) e o raio r da circunferência de equação: x2 + y2 – 6x + 8y + 9 = 0. Resolução: De x2 + y2 – 2ax – 2by + a2 + b2 – r2 = 0, temos -2a = -6 ⟹ a = 3 -2b = 8 ⟹ b = -4 Assim O(a, b) = (3, -4). Ainda, a2 + b2 – r2 = 9 ⟹ 32 + (-4)2 – r2 = 9 ⟹ r 2 = 9 – 9 + 16 ⟹ r = 4. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 76) Qual é a equação normal da circunferência de centro C(4, 1) e raio 5? R: x2 + y2 – 8x – 2y – 8 = 0 77) Obtenha o centro e o raio da circunferência de equação: a) x2 + y2 – 2x + 8y + 14 = 0 R: C(1, -4) e R = √3 b) x2 + y2 – 4x – 8y + 16 = 0 R: C(2, 4) e R = 2 9 c) 16x2 + 16y2 + 16x – 8y - 31 = 0 R: C(-1/2, 1/4) e R = 3/2 EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 78)(Enem-2013) Durante uma aula de Matemá- tica, o professor sugere aos alunos que seja fixado um sistema de coordenadas cartesianas (x, y) e representa na lousa a descrição de cinco conjuntos algébricos, I, II, III, IV e V, como se segue: I – é a circunferência de equação x2 + y2 = 9 II – é a parábola de equação y = -x2 – 1, com x variando de -1 a 1; III – é o quadrado formado pelos vértices (1, 1), (2, 1), (2, 2) e (1, 2); V – é o ponto (0, 0). A seguir, o professor representa corretamente os cinco conjuntos sobre uma mesma malha quadri- culada, composta de quadrados com lados medin- do uma unidade de comprimento, cada, obtendo uma figura. Qual destas figuras foi desenhada pelo professor? R: (e) (a) (b) (c) (d) (e) 79)(Cesgranrio) A equação da circunferência cuja representação cartesiana está indicada pela figura abaixo é: R: (c) (a) x2 + y2 - 3x – 4y = 0 (b) x2 + y2 + 6x + 8y = 0 (c) x2 + y2 + 6x - 8y = 0 (d) x2 + y2 + 8x - 6y = 0 (e) x2 + y2 – 8x + 6y = 0 80)(UEPA-2008) Segundo a Revista VEJA de 03.10.07, o mundo dá sinais de que a paciência com o Irã está chegando ao fim. Rudolph Giuliani, candidato à presidência dos EUA, defende um ata- que preventivo para evitar que o país se torne uma potência nuclear, pois o presidente do Irã declarou ser seu projeto riscar Israel do mapa. O material bélico do Irã é uma preocupação mundial. Seus mísseis têm um alcance considerável e um raio de ação de grande destruição. Um míssil foi lançado sobre uma região e devastou uma área de formato circular. O raio de ação desse míssil foi registrado por meio da equação x² + y² - 2x - 4y - 4 = 0 . Esse raio, em km, mede: R: (b) (a) 2 (b) 3 (c) 4 (d) 5 (e) 6 81)(UFPA-2008) Conhecendo as coordenadas de três pontos A(0,2), B(3,0) e C(-1,-2), encon- tre a coordenada do centro da circunferência que contém os três pontos. R: C(9/14, -2/7) 10 82)(UFPA-2005) Um arquiteto gostaria de cons- truir um edifício de base quadrada em frente à praia, de tal forma que uma das diagonais de sua base fosse paralela à orla, conforme ilustração abaixo. Utilizando um sistema de coordenadas cartesiano, ele determinou que os vértices da base que determinam a diagonal paralela à orla deverão ser A(2,6) e C(8,2). Determine as coordenadas dos outros dois vértices, de modo que o quadrilá- tero ABCD seja, de fato, um quadrado. 83)(UFRA-2004) C1 e C2 são dois círculos con- cêntricos. C1 é determinado pela circunferência cuja equação é x2 + y2 – 4x – 4y + 4 = 0 e C2 possui 15,7 m2 de área. A equação da circunfe- rência que determina C2 é: R: (a) (a) x2 + y2 – 4x – 4y + 3 = 0 (b) x2 + y2 – 4x – 4y - 17 = 0 (c) x2 + y2 – 4x – 4y + 5 = 0 (d) x2 + y2 – 4x – 4y - 3 = 0 (e) x2 + y2 – 4x – 4y + 17 = 0 84)(UEPA-2001) Um agricultor recebe uma he- rança e decide investir em terras para aumentar sua produção. Resolve comprar um terreno ao lado do seu, e o corretor cobra R$ 2 000,00 a uni- dade de área (u). O terreno tem a forma de qua- drilátero de vértices A, B, C e D. Em sua represen- tação no plano cartesiano, em que a unidade em cada um dos eixos representa a unidade de com- primento sobre o terreno, tem-se A = (0, 0), B =(0, 1) e D = (3, 0). Sabe-se que a equação da reta que contém os pontos D e C é 3x + 2y = 9, enquanto que a reta que contém os pontos B e C também passa pelo ponto (4, 2). Faça os cálculos necessários e determine o valor que o agricultor irá pagar pelo terreno. R: 8 500 u “Por que nos torna tão pouco felizes esta maravilhosa ciên- cia aplicada que economiza trabalho e torna a vida mais fácil? A resposta é simples: porque ainda não aprendemos a nos servir dela com bom senso”. Albert Einstein. Atualizada em 16/1/2018 Agradecimentos Laryssa Gomes, na revisão do gabarito. Gostou da Apostila? Você a encontra no site: http://gilsilva10.wixsite.com/inicio/apostilas- de-matematica Link! Dê uma olhada. Referências DANTE, L.R. Matemática: Contexto & Aplicações. 1. Ed. São Paulo: Ática, 2000, v.3. y x D B C (8,2) orla A
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