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GEOMETRIA ANALÍTICA E ÁLGEBRA LINEAR Aula 7 Prof. Baggio Parábola Consideremos um cone circular reto seccionado por um plano paralelo a geratriz, conforme figura: Parábola A secção cônica obtida é chamada de Parábola. Parábola Definições e elementos: Inicialmente consideremos, no plano do papel, uma reta d e um ponto F que não pertence a ela. F d Vamos marcar, agora, uma série de pontos que estão a uma mesma distância do ponto fixado F e da reta d. Na prática, isso pode ser feito com o auxílio de uma régua, um esquadro, lápis, alfinete e barbante. Parábola Parábola Construindo o gráfico ponto a ponto teremos: B C D V F E H G A D F d ┐ Parábola A parábola é o conjunto de todos os pontos do plano que estão à mesma distância de F e d. B C D V F E H G A D F d ┐ Elementos principais: F → Foco d→ diretriz V → vértice (pto médio FD) eixo de simetria→ é a reta que passa por F e é ⊥a d → 𝐃𝑭 p →parâmetro →p = 2c Logo, c = 𝒑 𝟐 c-c p Parábola Concluímos que parábola é o lugar geométrico dos pontos do plano que distam igualmente de uma reta fixa d, chamada diretriz, e de um ponto fixo F, não pertencente à diretriz, chamado foco. Equações da Parábola: A partir do foco (F) e da diretriz (d) chegamos a equação da parábola formada por todos os pontos P(x,y) do plano tal que d(P,F) = d(P,d). Parábola Equação reduzida da Parábola: Tomemos um sistema cartesiano ortogonal com origem no vértice da parábola e eixo das abscissas passando pelo foco. F V d 𝒑 𝟐 − 𝒑 𝟐 x y P(x,y)P’ 𝒚𝟐 = 𝟐𝒑𝒙 Nessas condições, chama-se equação reduzida da parábola a equação que P(x,y), ponto genérico da curva. P ∈ parábola ⇔ PF=PP’ Se F a direita do vértice Se F a esquerda do vértice 𝒚𝟐 = −𝟐𝒑𝒙 Se F acima do vértice Se F no eixo x (abscissa) Se F no eixo y (ordenadas) Se F abaixo do vértice 𝒙𝟐 = 𝟐𝒑𝒚 𝒙𝟐 = −𝟐𝒑𝒚 Logo, o foco é F( 𝑝 2 , 0) e a diretriz d tem equação: 𝒙 = 𝒑 𝟐 Parábola A partir do foco e da diretriz é possível determinar o vértice V(𝒙𝒗, 𝒚𝒗) e o valor de 𝐜. Existem 4 casos possíveis de equação da parábola. 1º caso: FV d (𝒚 − 𝒚𝒗) 𝟐 = 4c (𝐱 − 𝒙𝒗) Parábola 2º caso: F V d (𝒚 − 𝒚𝒗) 𝟐 = - 4c (𝐱 − 𝒙𝒗) Parábola 3º caso: F V d (𝒙 − 𝒙𝒗) 𝟐 = 4c (𝐲 − 𝒚𝒗) Parábola 4º caso: V F d (𝒙 − 𝒙𝒗) 𝟐 = - 4c (𝐲 − 𝒚𝒗) Parábola Exemplo 1: Determinar a equação da parábola que tem como diretriz a reta de equação x = -4 e como foco o ponto P(6,2). F(6,2) V d y x P(x,y)Q(-4,y) D(-4,2) • O V é o pto médio de FD; • A distância de V e F = c • Os pontos P(x,y) são / d(P,F) = d(P,Q). 0-4 2 6 Parábola • O V é o pto médio de FD; V 6−4 2 , 2+2 2 ⇒ V 1,2 • A distância de V e F = c c = (6 − 1)2+(2 − 2)2 ⇒ c = 5 • Os pontos P(x,y) são tais que d(P,F) = d(P,Q). (𝑥 − 6)2+(𝑦 − 2)2= (𝑥 + 4)2+(𝑦 − 𝑦)2⇒ (𝑥 − 6)2+(𝑦 − 2)2=(𝑥 + 4)2⇒ (𝑦 − 2)2=(𝑥 + 4)2-(𝑥 − 6)2⇒ (𝑦 − 2)2= 𝑥2 + 8𝑥 + 16 − 𝑥2 + 12𝑥 − 36 ⇒ (𝑦 − 2)2= 20𝑥 − 20 ⇒ (𝒚 − 𝟐)𝟐= 𝟐𝟎(𝒙 −1) Parábola (𝒚 − 𝟐)𝟐= 𝟐𝟎(𝒙 −1) (𝒚 − 𝟐)𝟐= 𝟒. 𝟓(𝒙 −1) 𝑦𝑣 𝑥𝑣 4.5 c (𝒚 − 𝟐)𝟐= 𝟐𝟎(𝒙 −1) Parábola Esboçando o gráfico: F(6,2) V(1,2) X= - 4 Logo, F(6,2) e a diretriz x = - 4 Parábola Exemplo 2: Determinar a equação da parábola de foco F(0,-5) e diretriz y=5. V(0,0) F(0,-5) d x y P(x,y) (x,5) (y=5) Propriedade do ponto P(x,y) da parábola: d(P,F) = d(P,d) d(P,F)= (𝑥 − 0)2+(𝑦 + 5)2 = 𝑥2 + (𝑦 + 5)2 d(P,d) = (𝑥 − 𝑥)2+(𝑦 − 5)2. Como as distâncias são iguais e elevando ambos os lados ao quadrado, temos: 𝑥2 + (𝑦 + 5)2 = 02 + (𝑦 − 5)2 ⇒ 𝑥2 + 𝑦2 + 10𝑦 + 25 = 𝑦2 − 10𝑦 + 25 ⇒ 0 𝒙𝟐= - 20y