Matemática, perguntado por marianasilvamota2011, 9 meses atrás

Encontre o centro e os focos da cônica onde seus pontos satisfazem a seguinte condição: A distância ao ponto (2,2) é duas vezes a distância à reta y−3=0


elizeugatao: questão linda

Soluções para a tarefa

Respondido por elizeugatao
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Centro e Focos da cônica cuja a distância ao ponto (2,2) é igual a 2 vezes a distância à reta y-3 = 0.

Sejam os pontos (x,y). Que satisfazem :

\displaystyle \sqrt{(\text x-2)^2+(\text y-2)^2} = 2.\frac{|0.\text x + 1.\text y - 3| }{\sqrt{0^2+1^2}}

\displaystyle \sqrt{(\text x-2)^2+(\text y-2)^2} = 2.|\text y - 3 |

Elevando ao quadrados dos dois lados :

(\text x -2)^2  + (\text y-2)^2 = 4.(\text y-3)^2

(\text x -2)^2  + \text y^2 - 4\text y + 4  = 4.(\text y^2 - 6\text y +9)

(\text x -2)^2   = 4.\text y^2 - 24\text y +36 - \text y^2 +4\text y - 4

(\text x -2)^2   = 3\text y^2 - 20\text y +32

dividindo os dois lados por 3 :

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3}   = \text y^2 - \frac{20\text y}{3} +\frac{32}{3}

completando quadrados somando k² dos dois lados  :

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3} +\text k^2   = \text y^2 - \frac{20\text y}{3} +\frac{32}{3} + \text k^2

analisando o produto notável de y com k :

(\text y - \text k)^2 = \text y^2 -2.\text y.\text k + \text k^2

Então basta que :

\displaystyle  2\text y.\text k = \frac{20\text y }{3}   \to \boxed{\text k = \frac{10}{3} }

então fica assim :

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3} +\frac{100}{9}   = \text y^2 - \frac{20\text y}{3}  + \frac{100}{9} +\frac{32}{3}

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3} +\frac{100}{9}   = (\text y - \frac{10}{3})^2  +\frac{32}{3}

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3}  - (\text y - \frac{10}{3})^2 = \frac{32}{3} - \frac{100}{9}

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3}  - (\text y - \frac{10}{3})^2 = \frac{96}{9} - \frac{100}{9}

\displaystyle \frac{(\text x -2)^2}{3}  - (\text y - \frac{10}{3})^2 = \frac{-4}{9}

dividindo os dois lados por -4/9 :

\displaystyle -\frac{(\text x -2)^2}{\displaystyle \frac{3}{\frac{4}{9}}}  + \frac{(\text y - \frac{10}{3})^2}{\displaystyle \frac{4}{9}} = 1

\displaystyle -\frac{(\text x -2)^2}{\displaystyle \frac{27}{4}}  + \frac{(\text y - \frac{10}{3})^2}{\displaystyle \frac{4}{9}} = 1

\displaystyle  \frac{(\text y - \frac{10}{3})^2}{\displaystyle \frac{4}{9}}  -\frac{(\text x -2)^2}{\displaystyle \frac{27}{4}}   = 1

Isso é uma hipérbole que está na horizontal.

portanto :

\displaystyle \text a^2 = \frac{4}{9} \to \text a = \sqrt{\frac{4}{9}} \to \boxed{\text a = \frac{2}{3}}  

\displaystyle \text b^2 =\frac{27}{4} \to \text b  = \sqrt{\frac{27}{4}} \to \boxed{\text b = \frac{3\sqrt{3}}{2}}

\displaystyle \text c^2 = \text a^2+\text b^2  \to c^2 = \frac{4}{9} + \frac{27}{4} \to \boxed{\text c= \frac{\sqrt{259}}{6}}

\huge\boxed{ \displaystyle \text{Centro}: (2,\frac{10}{3})} \checkmark

Focos :

\displaystyle  \text F_1 : (2, \frac{10}{3} - \text c)  \to  \text F_1 : (2, \frac{10}{3} - \frac{\sqrt{259}}{6})  \to \text F_1 : ( 2, \frac{20-\sqrt{259}}{6} )

\displaystyle  \text F_2 : (2, \frac{10}{3} + \text c)  \to  \text F_2 : (2, \frac{10}{3} + \frac{\sqrt{259}}{6})  \to \text F_2 : ( 2, \frac{20+\sqrt{259}}{6} )  

\huge\boxed{\displaystyle  \text F_1 : ( 2, \frac{20-\sqrt{259}}{6} ) \ ; \text F_2 : (2,\frac{20+\sqrt{259}}{6}) }\checkmark

Anexos:
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