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Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM AULA 2 Cônicas – A Parábola A final desta aula, você deverá ser capaz de: Descrever a parábola como um lugar geométrico determinando a sua equação reduzida nos sistemas de coordenadas com o eixo x paralelo à diretriz d e a origem no vértice V. Reconhecer a equação de uma parábola e identificar seus elementos. Determinar as coordenadas do foco F, do vértice V e a equação da diretriz d. Esboçar o gráfico da parábola, a partir de sua equação. Determinar a equação de uma parábola em diferentes situações. o b je ti v o s Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM 2 Conteúdo da Aula: Parábola: equação reduzida, foco, vértice, diretriz e gráfico. Parábola Consideremos, em um plano , uma reta d e um ponto F que não pertence à reta d. Definição 2.1: Um conjunto que consiste em todos os pontos equidistantes do ponto fixo F e da reta d no plano é uma parábola. Em outras palavras, parábola é o lugar geométrico dos pontos do plano que equidistam de d e F. A curva da figura 2.1 descreve uma parábola. O ponto F é o foco da parábola e a reta d é a sua diretriz. O ponto P é um ponto qualquer da parábola, e, por definição, a distância de P a F é igual a distância de P a r, não importando a localização de P sobre a parábola. A reta r perpendicular à diretriz d que passa pelo foco F é o eixo da parábola, também denominado de reta focal da parábola. O vértice da parábola é o ponto V da reta focal que equidista de F e d, é a interseção da parábola com seu eixo. Agora, com o objetivo de obtermos uma equação que descreva a parábola, selecionemos um sistema de coordenadas cartesianas ortogonal no Plano. A parábola tem sua equação mais simples quando o foco está em um dos eixos coordenados e a diretriz é paralela ao outro eixo. Desta maneira, Figura 2.1 - Parábola Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM 3 considerando que o vértice da parábola é a origem e que a reta focal é um dos eixos coordenados, vamos descrever a equação da parábola a partir de sua definição. Vamos representar a distância entre F e d por 2p, que é denominado parâmetro da parábola. 1º Caso: Equação da parábola com vértice na origem, reta focal coincidente com o eixo das ordenadas e foco acima da reta diretriz. Neste caso, tomemos para foco o ponto ),0( pF e a reta py como diretriz, em que 0p . Figura 2.2 – Parábola com F(0,p) e diretriz y=-p. Seja ),( yxP um ponto qualquer da parábola. Lembramos que, por definição, ),(),( dPdFPd . Sendo Q o ponto de interseção da reta d com a perpendicular a d passando por P (Q o pé da perpendicular a d por P), temos que, pypyxxQPddPd 22),(),( . Desta maneira, .422 0),(),(),( 222222222 22 pyxppyyppyyxpypyx pypyxpyFPddPdFPd Portanto, a equação reduzida da parábola neste caso é dada por: .42 pyx Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM 4 2º Caso: Equação da parábola com vértice na origem, reta focal coincidente com o eixo das ordenadas e foco abaixo reta diretriz. Neste caso, tomemos para foco o ponto ),0( pF e a reta py como diretriz, em que 0p . Figura 2.3 – Parábola com F(0,-p) e diretriz y=p. Sendo ),( yxP um ponto qualquer da parábola, de maneira análoga ao 1º caso, pela definição sabemos que, ),(),( dPdFPd . Logo, .40),(),( 22222 pyxpyxxpyxdPdFPd Portanto, a equação reduzida da parábola neste caso é dada por: 3º Caso: Equação da parábola com vértice na origem, reta focal coincidente com o eixo das abscissas e foco à direita da reta diretriz. Neste caso, tomemos para foco o ponto )0,(pF e a reta px como diretriz, em que 0p . .42 pyx Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM 5 Sendo ),( yxP um ponto qualquer da parábola, por definição, ),(),( dPdFPd .40 22222 pxyyypxypx Portanto, a equação reduzida da parábola neste caso é dada por: 4º Caso: Equação da parábola com vértice na origem, reta focal coincidente com o eixo das abscissas e foco à esquerda da reta diretriz. Neste caso, tomemos para foco o ponto )0,( pF e a reta px como diretriz, em que 0p . Sendo ),( yxP um ponto qualquer da parábola, por definição, ),(),( dPdFPd .40 22222 pxyyypxypx Portanto, a equação reduzida da parábola neste caso é dada por: Figura 2.5 – Parábola com F(p,0) e diretriz x=-p .42 pxy Figura 2.5 – Parábola com F(-p,0) e diretriz x=p .42 pxy Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM 6 1- Encontre a equação da parábola com vértice na origem, cujo foco é o ponto )2,0( F . Solução: Se o vértice está na origem e o foco está sobre o eixo dos y na parte negativa, então a parábola tem equação na forma pyx 4 2 . Neste caso o foco tem coordenadas ),0( pF e como )2,0( F , temos que o parâmetro é 2p . Portanto a equação da parábola é yx 8 2 . 2- Determine o foco e a diretriz da parábola xy 14 2 e faça seu gráfico. Solução: A parábola xy 14 2 é do tipo pxy 42 (3º caso). Assim, sua concavidade será voltada para a direita, seu foco está na parte positiva do eixo x, com coordenadas )0,(pF e sua diretriz a equação px . Agora, basta descobrirmos o valor do parâmetro. Como xy 14 2 , então 2 7 144 pp . Portanto, seu foco é 0, 2 7 F e sua diretriz é a reta 2 7 x . 1) Determine o foco, o vértice, o parâmetro, a diretriz da parábola e faça seu esboço. (a) 062 yx (b) xy 85 2 (c) yx 85 2 2) Obtenha uma equação da parábola de vértice na origem sabendo que p=1 e o foco está no semi-eixo negativo das abscissas. EXERCÍCIOS RESOLVIDOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS Geometria Analítica – Prof. Eduardo F. DEaD-UFVJM 7 3) Obtenha, em cada caso, uma equação reduzida da parábola de vértice na origem, sabendo que: (a) A diretriz tem equação y=2. (b) O eixo é Ox e o ponto 10,5 pertence à parábola. (c) O foco pertence ao semi-eixo positivo das abscissas e a amplitude focal é 8. Respostas: 1) (a) .2/3:,2/3),0,0();2/3,0( yrp (b) .5/2:,5/2),0,0();0,5/2( xrp (c) .5/2:,5/2),0,0();5/2,0( yrp 2) xy 42 3) (a) yx 82 (b) xy 202 (c) xy 82
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