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MATEMÁTICA F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Professor(a): Fabrício Maia assunto: coordenadas no plano, distância entre dois pontos, razão entre dois segMentos, baricentro e colinearidade frente: MateMática i 018.269 - 143535/19 AULAS 65 e 66 EAD – ITA/IME Resumo Teórico Sistema cartesiano ortogonal Plano cartesiano Sendo P(x, y) um ponto do plano cartesiano, ele poderá pertencer a um dos eixos coordenados ou a um dos quatro quadrantes. Veja: y x 1º Q2º Q 4º Q3º Q (–, +) (–, –) (+, –) (+, +) x < 0 y > 0 x < 0 y < 0 x > 0 y < 0 0 x > 0 y > 0 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � Note: → → Ox Eixo das abscissas Oy Eixo das ordenadas Ponto no plano cartesiano ee y yp xp P Coordenadas do ponto (xp, yp) x0 Note: ∈ − → ∈ − → P eixo x P(x, 0) P eixo y P(0, y) Bissetriz dos quadrantes ímpares 45º 45º 45º 45ºP P(x, y) ∈ bissetriz13 ⇔ y = x x1 y1 x2 y2 Logo, dizemos que y = x é a equação da bissetriz dos quadrantes ímpares. Bissetri dos quadrantes pares 45º 45º 45º 45º P P(x, y) ∈ bissetriz24 ⇔ y = –x x1 y1 x2 y2 2F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo 018.269 - 143535/19 Logo, dizemos que y = –x é a equação da bissetriz dos qudrantes pares. Distância entre dois pontos yB yA xB xB xB xA xA yBdAB yA C B A ����� � � � � � Dados os dois pontos distintos do plano cartesiano, chama- se distância entre eles a medida do segmento de reta que tem os dois pontos por extremidade. Sendo A(x A , y B ) e B(x B , y B ), aplicando PItágoras, temos: Note que: AB2 = AC2 + BC2 AB2 = (x B – x A )2 + (y B – y A )2 d x x y y ou d x y AB B A B A AB = −( ) + −( ) = ( ) + ( ) 2 2 2 2 ∆ ∆ Segmentos orientados Segmento orientado: diz-se que um segmento de reta é orientado se estão indicadas sua origem e sua extremidade entre os pontos que o definem. Na figura a seguir, temos a representação de reta MN. M N eixo das abscissas É possível orientar esse segmento no sentido de M para N, ou então, de N para M. Escolhendo o sentido de M para N, obtemos o segmento orientado MN � ��� de origem M e extremidade N. Por outro lado, a medida algébrica do segmento orientado dependerá da orientação escolhida e é igual à diferença entre a abscissa da extremidade e a abscissa da origem do segmento. Logo: • Se M (origem) e N (extremidade), então MN x xN M � ��� = − ; • Se N (origem) e M (extremidade), então NM x xM N � ��� = − . Razão entre segmentos colineares e coordenadas do ponto de divisão Na figura a seguir, se os pontos A(x A , y A ) e B(x B , y B ), distintos, são as extremidades de um segmento orientado AB � �� , então as coordenadas (x p , x p ) de um ponto P que divide o segmento dado na razão r AP PB = � �� ��� (com r ≠ –1), são: yB yP yA xA xP xB x B P A y Segundo o Teorema de Tales, pode-se concluir que: r AP PB x x x x y y y y P A B P P A B P = = − − = − − � �� ��� Dessa forma, determina-se as coordenadas do ponto P(x P , y P ): x x x x r x x r x r x x r x x r x x r x P A B P P A B P P P A B P A − − = ⇒ − = ⋅ − ⋅ ⇒ ⇒ + ⋅ = + ⋅ ⇒ ⇒ ⋅ +( )=1 ++ ⋅ ⇒ ⇒ = + ⋅ + ≠− ⇒ = + ⋅ + r x x x r x r com r Ana amente y y r y r c B P A B P A B 1 1 1 , log : , oom r ≠−1 3 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// 018.269 - 143535/19 Módulo de estudo Coordenadas do ponto médio de um segmento Para o caso de um ponto M diminuir o segmento AB � �� ao meio (r + 1), pelo exposto anteriormente tem-se: y B M A xxBxMxA y A y M y B A B A B M x 1 x x x x 1 1 2 + × + · = = + A B A B M y 1 y y y y 1 1 2 + × + · = = + Assim: M x x y yA B A B+ + 2 2 , Coordenadas do baricentro de um triângulo Se G(x G ; y G ) o baricentro de um triângulo ABC, A(x A ; y A ), B(x B ; y B ) e C(x C ; y C ). Vamos lembrar que: • baricentro de um triângulo é o ponto de intersecção das medianas desse triângulo; • o baricentro divide cada mediana em dois segmentos, tais que o que contém o vértice é o dobro do outro. Na figura, temos: B U U U D G M C A 1 M é o ponto médio de AC, então:· A C M A C M x x x 2 y y y 2 ì +ïï =ïïïíï +ï =ïïïî 2 Condição de alinhamento de três pontos Se os pontos P(x P , y P ), Q(x Q , y Q ) e R(x R , y R ) são distintos e pertencem a uma reta não paralela aos eixos coordenados, por semelhança de triângulos, obtemos uma condição necessária e suficiente para o alinhamento desses três pontos. y yQ yR yP xP xR xQ R P O x x x α α Q Condição: x x x x y y y y x y x y x x R P Q R R P Q R P P R R Q Q − − = − − ⇔ = 1 1 1 0 Exercícios 01. Considere os pontos A: (0, 0), B: (2, 0) e C: (0, 3). Seja P: (x, y) o ponto de intersecção das bissetrizes internas do triângulo ABC. Então x + y é igual a A) 12 5 13+ B) 8 2 11+ C) 10 6 13+ D) 5 E) 2 02. Sejam A = (0, 0), B = (0, 6) e C = (4, 3) vértices de um triângulo. A distância do baricentro deste triângulo ao vértice A, em unidades de distância, é igual a A) 5 3 B) 97 3 C) 109 3 D) 5 3 E) 10 3 4F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// Módulo de estudo 018.269 - 143535/19 03. Se P e Q são pontos que pertencem à circunferência x2 + y2 = 4 e à reta y = 2(1 – x), então o valor do cosseno do ângulo POQ � A) − 3 5 B) − 3 7 C) − 2 5 D) − 4 5 E) − 1 7 04. Seja g a circunferência de equação x2 + y2 = 4. Se r e s são duas retas que se interceptam no ponto P = (1, 3) e são tangentes a g, então o cosseno do ângulo entre r e s é igual a A) 1 5 B) 7 7 C) 1 2 D) 2 2 E) 2 6 5 05. Considere o paralelogramo ABCD onde A = (0, 0), B (–1, 2) e C = (–3, 4). Os ângulos internos distintos e o vértice D deste paralelogramo são, respectivamente: A) p/3, 3p/4 e D = (–2, –5) B) p/3, 2p/3 e D = (–1, –5) C) p/3, 2p/3 e D = (–2, –6) D) p/4, 3p/4 e D = (–2, –6) E) p/3, 2p/3 e D = (–2, –5) 06. O ponto da circunferência x2 + y2 + 2x + 6y = 0 que tem ordenada máxima é A) (0, –6) B) (–1, –3) C) (–1, 0) D) (2, 3) E) (2, –3) 07. Os pontos M(0, y), com y ≥ 0 e N 3 4,( ) pertencem a uma circunferência de centro C(0, 2). Considere o ponto P, do gráfico de f x x( ) ,= + 2 que possui ordenada y igual à do ponto M. Desenho ilustrativo fora de escala 0 C M N y x P f(x) x 2= + A abscissa x do ponto P é igual a A) 7 B) 7 2+ C) 7 D) 9 E) 12 08. Dois dos materiais mais utilizados para fazer pistas de rodagem de veículos são o concreto e o asfalto. Uma pista nova de concreto reflete mais os raios solares do que uma pista nova de asfalto; porém, com os anos de uso, ambas tendem a refletir a mesma porcentagem de raios solares, conforme mostram os segmentos de retas nos gráficos: pista de concreto pista de asfalto 16 10 0 6 anos 25 35 Mantidas as relações lineares expressas nos gráficos ao longo dos anos de uso, duas pistas novas, uma de concreto e outra de asfalto, atingirão pela primeira vez a mesma porcentagem de reflexão dos raios solares após A) 8,225 anos B) 9,375 anos C) 10,025 anos D) 10,175 anos E) 9,625 anos 09. Considere o gráfico da função f(x) = log 2 x e a reta r que passa pelos pontos A e B, como indicado na figura a seguir, sendo k, a abscissa do ponto em que a reta r intensecta o eixo Ox. Qual o valor de k? O B k 2 x y r A 0,25 f(x) = log2 x A) 17/12 B) 14/11 C) 12/7 D) 11/9 E) 7/4 10. Em uma folha de fórmiga retangular ABCD, com 15 dm de comprimento AB por 10 dm de largura AD, um marceneiro traça dois segmentos de reta, AE e BD. No ponto F, onde o marceneiro pretende fixar um prego, ocorre a interseção desses segmentos. A figura a seguir representa a folha de fórmica no primeiro quadrante de um sistema de eixos coordenados. 5 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// 018.269 - 143535/19 Módulo de estudo y (dm) D E C F A B x (dm) Considerando a medida do segmento EC igual a 5 dm, determine as coordenadasdo ponto F. 11. Sejam os pontos A(0, 0), B 1 3 7 2 , , C(p, q) e D 8 3 3 2 , , vértices consecutivos do paralelogramo ABCD. Determine o valor do produto p ⋅ q. 12. Sejam A = {(x, y) ∈ R2/x2 – y 2 = 1} e B = {(x, y) ∈ R2/y2 = x + 1}. Se S é a medida da área do triângulo cujos vértices são os pontos de A ∩ B determine o valor de 5 3) .( )S 13. Considere os pontos A(–5, –3), B(–2, 12) e C(4, 6) e o triângulo ABC. Determine o coeficiente angular da reta que contém a mediana obtida a partir do vértice A. 14. Determine a equação da reta r da figura: 5 2 3 4 x y r A) y = 3x B) y x = 5 18 C) y = 3x + 5 D) y x = 3 4 E) y = 4x + 2 15 Os coeficientes angulares das retas r 1 , r 2 , … estão em progressão aritmética e os lineares em progressão geométrica, ambas de razão 1/2. A reta r 2 contém os pontos (0, 4) e (2, 0). A equação da reta r 10 é: A) 2 064x – 1 032y + 7 = 0 B) 1 032x – 2 064y – 7 = 0 C) 128x – 64y + 1 = 0 D) 64x – 128y – 1 = 0 E) 400x + 128y + = 0 SUPERVISOR/DIRETOR: DAWISON – AUTOR: FABRÍCIO MAIA DIGITADOR: ROMULO – REVISORA: Gabarito 01 02 03 04 05 06 07 08 A B A A D C C B 09 10 11 12 13 14 15 A * * * * B D – Demonstração. * 10. r = (6, 6) 11. 15 12. 45 13. 2