Duas circunferências podem assumir as seguintes posições relativas: secantes, tangentes, externas ou internas. Qual a posição relativa entre as circunferências representadas pelas equações a seguir?x² + y² + 4x - 6y - 3 = 0
x² + y² - 8x - 4y - 5 = 0
É necessário apresentar todos os cálculos para justificar a resposta.
Ed
há 5 meses
Para determinar a posição relativa entre as duas circunferências dadas, precisamos primeiro reescrever as equações na forma padrão da circunferência, que é \((x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2\), onde \((h, k)\) é o centro e \(r\) é o raio. ### 1. Primeira circunferência: A equação é: \[ x^2 + y^2 + 4x - 6y - 3 = 0 \] Reorganizando: \[ x^2 + 4x + y^2 - 6y = 3 \] Completar o quadrado para \(x\) e \(y\): - Para \(x\): \[ x^2 + 4x = (x + 2)^2 - 4 \] - Para \(y\): \[ y^2 - 6y = (y - 3)^2 - 9 \] Substituindo: \[ (x + 2)^2 - 4 + (y - 3)^2 - 9 = 3 \] \[ (x + 2)^2 + (y - 3)^2 - 13 = 3 \] \[ (x + 2)^2 + (y - 3)^2 = 16 \] Portanto, a primeira circunferência tem centro \((-2, 3)\) e raio \(r_1 = 4\). ### 2. Segunda circunferência: A equação é: \[ x^2 + y^2 - 8x - 4y - 5 = 0 \] Reorganizando: \[ x^2 - 8x + y^2 - 4y = 5 \] Completar o quadrado para \(x\) e \(y\): - Para \(x\): \[ x^2 - 8x = (x - 4)^2 - 16 \] - Para \(y\): \[ y^2 - 4y = (y - 2)^2 - 4 \] Substituindo: \[ (x - 4)^2 - 16 + (y - 2)^2 - 4 = 5 \] \[ (x - 4)^2 + (y - 2)^2 - 20 = 5 \] \[ (x - 4)^2 + (y - 2)^2 = 25 \] Portanto, a segunda circunferência tem centro \((4, 2)\) e raio \(r_2 = 5\). ### 3. Distância entre os centros: Agora, vamos calcular a distância entre os centros das circunferências: - Centro da primeira: \((-2, 3)\) - Centro da segunda: \((4, 2)\) A distância \(d\) entre os centros é dada por: \[ d = \sqrt{(4 - (-2))^2 + (2 - 3)^2} \] \[ d = \sqrt{(4 + 2)^2 + (2 - 3)^2} \] \[ d = \sqrt{6^2 + (-1)^2} \] \[ d = \sqrt{36 + 1} \] \[ d = \sqrt{37} \] ### 4. Análise das posições relativas: Agora, comparamos a distância \(d\) com a soma e a diferença dos raios: - Soma dos raios: \(r_1 + r_2 = 4 + 5 = 9\) - Diferença dos raios: \(|r_1 - r_2| = |4 - 5| = 1\) ### Conclusão: - Se \(d < |r_1 - r_2|\), as circunferências são internas. - Se \(d = |r_1 - r_2|\), as circunferências são tangentes internas. - Se \(|r_1 - r_2| < d < r_1 + r_2\), as circunferências são secantes. - Se \(d = r_1 + r_2\), as circunferências são tangentes externas. - Se \(d > r_1 + r_2\), as circunferências são externas. Como \(\sqrt{37} \approx 6.08\) e \(1 < \sqrt{37} < 9\), concluímos que as circunferências são secantes.
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Ed
há 2 anos
As equações fornecidas representam duas circunferências. Para determinar a posição relativa entre elas, podemos analisar os coeficientes das variáveis x e y nas equações. A primeira equação, x² + y² + 4x - 6y - 3 = 0, pode ser reescrita como (x + 2)² + (y - 3)² = 16. Comparando com a equação geral de uma circunferência, temos o centro (-2, 3) e o raio 4. A segunda equação, x² + y² - 8x - 4y - 5 = 0, pode ser reescrita como (x - 4)² + (y - 2)² = 21. Comparando com a equação geral de uma circunferência, temos o centro (4, 2) e o raio √21. Agora, podemos analisar a posição relativa entre as circunferências: 1. Secantes: As circunferências se intersectam em dois pontos diferentes. 2. Tangentes externas: As circunferências têm um ponto de tangência externo. 3. Tangentes internas: As circunferências têm um ponto de tangência interno. 4. Externas: As circunferências não se intersectam e não têm pontos de tangência. 5. Internas: Uma circunferência está completamente contida dentro da outra. Para determinar a posição relativa, podemos comparar as distâncias entre os centros das circunferências e a soma dos raios. A distância entre os centros é dada por: d = √[(x2 - x1)² + (y2 - y1)²] Substituindo os valores, temos: d = √[(4 - (-2))² + (2 - 3)²] d = √[6² + (-1)²] d = √[36 + 1] d = √37 A soma dos raios é: r1 + r2 = 4 + √21 Agora, podemos comparar a distância entre os centros e a soma dos raios: Se d > r1 + r2, as circunferências são externas. Se d = r1 + r2, as circunferências são tangentes externas. Se d < r1 + r2, as circunferências são secantes. Calculando: √37 > 4 + √21 Portanto, as circunferências são externas.