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GEOMETRIA ANALÍTICA E ÁLGEBRA LINEAR Aula 2 Prof. Baggio Reta Equação geral y 0 r x B(𝑥2, 𝑦2) P(x,y,) A(𝑥1, 𝑦1) A reta r passa pelos pontos A(𝒙𝟏, 𝒚𝟏) e B(𝒙𝟐, 𝒚𝟐). Seja P(x,y,) um ponto genérico qualquer. Aplicando a condição de alinhamento de três pontos, temos: Reta 1 1 1 𝑥1 𝑥2 𝑥 𝑦1 𝑦2 𝑦 = 0 Desenvolvendo o determinante: 𝑥2 𝑦 - 𝑥𝑦2 − 𝑥1 𝑦+ 𝑥𝑦1+𝑥1𝑦2-𝑥2𝑦1 = 0 𝑥(𝑦1- 𝑦2)+ 𝑦(𝑥2-𝑥1)+(𝑥1𝑦2-𝑥2𝑦1) = 0 Como 𝑥1, 𝑦1, 𝑥2 e 𝑦2 são constantes, chamamos: 𝑦1- 𝑦2 = a 𝑥2-𝑥1= b e 𝑥1𝑦2-𝑥2𝑦1 =c Obtemos a equação a 𝒙 + b𝒚 + c = 0, com a ou b ≠ 0 Pertinência de ponto em reta Exemplo: 2x + 3y - 6 = 0 x + 2y – 4 = 0 Reta Para um ponto pertencer a uma reta, suas coordenadas deverão satisfazer a equação da reta. Reta Exemplos: 1 – O ponto P(1,2) pertence à reta x+3y-7=0 ? 2 – O ponto P(-1,3) pertence à reta 2x-y+4=0 ? Atenção: Um equação é sempre uma lei à qual as coordenadas dos pontos que compõem aquela figura tem que obedecer. Os pontos de uma reta tem que atender à relação entre abscissa e ordenada que a equação da reta estabelece. Gráfico da reta Dois pontos definem uma reta. Exemplo: Dada a reta 2x+y-4=0, traçar o gráfico da reta. x y 0 2 0 4 y x0 (0,4) (2,0) Equação reduzida da reta Para definirmos a equação reduzida da reta, basta colocarmos em evidência o y. a 𝑥 + b𝑦 + c = 0 y=− 𝑎 𝑏 𝑥 − 𝑐 𝑏 se chamarmos − 𝑎 𝑏 = m e − 𝑐 𝑏 = p Definimos a equação reduzida da reta. y = mx + p Onde: m = coeficiente angular da reta p = coeficiente linear da reta. Obs. A reta que passa pela origem tem p=0 Equação reduzida da reta Na dedução da equação geral da reta, tínhamos: 𝑥(𝑦1- 𝑦2)+ 𝑦(𝑥2-𝑥1)+(𝑥1𝑦2-𝑥2𝑦1) = 0 Se isolarmos o y teremos: y = 𝑦2−𝑦1 𝑥2−𝑥1 𝑥 + p Equação reduzida da reta Dado o gráfico abaixo, observe: y 𝑥1 A B x𝑥2 𝑦2 𝑦1 0 θ θ 𝑥2- 𝑥1 𝑦2- 𝑦1 A razão m = 𝑦2−𝑦1 𝑥2−𝑥1 é constante para dois pontos distintos quaisquer da reta e é igual à tangente de (ângulo de inclinação da reta). θ Equação reduzida da reta Logo, m = tg = 𝑦2−𝑦1 𝑥2−𝑥1 Nota: m=tg é o coeficiente angular ou declive da reta e (inclinação) é o ângulo que a reta faz com o eixo das abscissas com abertura voltada para o sentido positivo do eixo. Inclinação de reta é o menor ângulo pelo qual deveríamos girar o x em torno da interseção com a reta, no sentido anti-horário, para coincidir com a mesma. θ θ θ Equação reduzida da reta p > 0 < 90° ⇒ m>0 p < 0 < 90° ⇒ m>0 p > 0 > 90° ⇒ m<0 p < 0 > 90° ⇒ m<0 p = 0 < 90° ⇒ m>0 θ p θ p θ p θ pθ x y y y y x x x x y 0 0 0 0 0 Equação reduzida da reta p = 0 > 90° ⇒ m<0 p ∈ R = 0° ⇒ m=0 ∄coeficiente liner e angular Interseção de r com y=∅ Tg 90°= ∄ θ p θ p 0 y y x y x x0 0 Equação reduzida da reta Exemplo: 1 – Determinar os coeficientes angular e linear da reta 6x-2y+2=0. -2y = -6x-2 y = 3x +1, então: m=3 e p =1 Equação reduzida da reta 2 – Determinar os coeficientes angular e linear da reta do gráfico: y x 0 (0,4) 45° m = tg 45° m = 1 e p = 4 Retas Particulares 1º) x = k (k constante) 0 x y x = k k A reta é paralela ao eixo dos y Retas Particulares 2º) x = 0 A equação do eixo dos y y x0 x = 0 Retas Particulares 3º) y = k (k constante) A reta é paralela ao eixo dos x y = k 0 y x k Retas Particulares 4º) y = 0 Equação do eixo dos x y = 0 y x0 Retas Particulares 5º) y = x β13 Bissetriz dos quadrantes ímpares y x =y 0 x Retas Particulares 6º) y = -x β24 Bissetriz dos quadrantes pares y 0 x y = -x Equação da Reta que passa por Dois Pontos Sejam A (𝑥1,𝑦1) e B(𝑥2𝑦2) pertencentes à reta r e P(𝑥, 𝑦) um ponto genérico desta mesma reta. M rP B A 0 x y N 𝑥1 𝑥𝑥2 𝑦1 𝑦2 𝑦 ∆ANP ~ ∆AMB PN = y - 𝑦1 BM = 𝑦2 - 𝑦1 NA = 𝑥 - 𝑥1 AM = 𝑥2 - 𝑥1 Logo, PN/BM = NA/AM Substituindo temos: 𝒚− 𝒚𝟏 𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 = 𝒙 − 𝒙𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏 Equação da Reta que passa por Dois Pontos Exemplo: Dê a equação geral da reta que passa por A(1,-1) e B(2,0). y − 𝑦1 𝑦2 − 𝑦1 = 𝑥 − 𝑥1 𝑥2 − 𝑥1 ∴ y − (−1) 0 − (−1) = 𝑥 − 1 2 − 1 ∴ y+1 1 = 𝑥 − 1 1 ∴ 𝒙 − 𝐲 − 𝟐 = 𝟎 Coeficiente Angular Coeficiente angular da reta que passa por dois pontos. y − 𝑦1 𝑦2 − 𝑦1 = 𝑥 − 𝑥1 𝑥2 − 𝑥1 ⇒ y − 𝑦1 𝑦2 − 𝑦1 = 1 𝑥2 − 𝑥1 . 𝑥 − 𝑥1 ⇒ y − 𝑦1= 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 . 𝑥 − 𝑥1 ⇒ y = 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 . 𝑥 − 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 . 𝑥1 + 𝑦1 m = 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 Exemplo: Determine o coeficiente angular da reta que passa pelos pontos A(-1,0) e B(2,1). m = 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 = 1−0 2−(−1) = 1 2+1 ∴ m = 1 3 Equação Segmentária da Reta Observe a figura: y − 𝑦1 𝑦2 − 𝑦1 = 𝑥 − 𝑥1 𝑥2 − 𝑥1 ∴ y − q 0 − q = 𝑥− 0 p − 0 ∴ q𝑥+ p y = p q Dividindo-se a equação por pq, temos: 𝒙 𝒑 + 𝐲 𝒒 = 1 y (0,q) 0 x (p,0) p q Equação Segmentária da Reta Exemplo: Determine a equação segmentária da reta da figura a seguir: 0 y x3 -2 𝑥 𝑝 + 𝑦 𝑞 = 1 𝒙 𝟑 + 𝒚 −𝟐 = 1 Equação do feixe de retas Pelo desenvolvimento anterior: y − 𝑦1= 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 . 𝑥 − 𝑥1 como 𝑦2− 𝑦1 𝑥2 − 𝑥1 =m, temos 𝐲 − 𝒚𝟏=m(𝒙 − 𝒙𝟏) com 𝒙 ≠ 𝒙𝟏 Pois a reta 𝑥 = 𝑥1não possui coeficiente angular. Então, 𝒚 − 𝒚𝟏=m(𝒙 − 𝒙𝟏) é a equação do feixe de retas a menos de 𝑥 = 𝑥1 y x 𝑦1 𝑥1 Equação Paramétrica da Reta Equação Paramétrica da reta Vimos que a equação da reta pode aparecer nas formas geral, reduzida e segmentária. Porém existe mais uma, a forma paramétrica. Onde as coordenadas x e y dos pontos da reta são dadas em função de uma terceira variável t. ቊ 𝑥 = 𝑥1 + 𝑎𝑡 𝑦 = 𝑦1 + 𝑏𝑡 Exemplo: A reta r é definida na forma paramétrica por ቊ 𝑥 = 𝑡 + 1 𝑦 = 2𝑡 Para t = 5, temos ቊ 𝑥 = 5 + 1 = 6 𝑦 = 2.5 = 10 Logo, (6,10) é um ponto dessa reta. Nota: Para determinar uma equação geral da reta r, podemos obter t em uma das equações paramétricas e substituí-lo na outra: 𝑥 = 𝑡 + 1 ⟹ 𝑡 = 𝑥 − 1 𝑦 = 2(𝑥 − 1)⟹ 𝑦 = 2 𝑥 - 2 ⟹ 2 𝒙 - 𝒚 - 2 =0
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