Matemática, perguntado por mandykellen, 1 ano atrás

URGENTE
Alguém completa o quadrado dessa equação?
-8 x^{2} +2 y^{2} + \frac{8 \sqrt{10} }{5} x- \frac{14 \sqrt{10} }{5} y+9=0

Soluções para a tarefa

Respondido por Lukyo
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Reescrever a equação da cônica na forma reduzida, via completamento de quadrados:

     -8x^2+2y^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y+9=0\\\\\\ \bigg(-8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x\bigg)+\bigg(2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y\bigg)+9=0\qquad\mathbf{(i)}


Para facilitar, vamos completar os quadrados das expressões entre parênteses separadamente.


     •   Expressão que envolve x:

     -8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x=-8\cdot \bigg[x^2-\dfrac{\sqrt{10}}{5}\,x\bigg]\\\\\\ -8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x=-8\cdot \bigg[x^2-2\cdot x\cdot \dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg]


Dentro dos colchetes do lado direito, some e subtraia \dfrac{1}{10}=\bigg(\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2:

     -8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x=-8\cdot \bigg[x^2-2\cdot x\cdot \dfrac{\sqrt{10}}{10}+\dfrac{1}{10}-\dfrac{1}{10}\bigg]\\\\\\ -8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x=-8\cdot \bigg[x^2-2\cdot x\cdot \dfrac{\sqrt{10}}{10}+\bigg(\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2-\dfrac{1}{10}\bigg]\\\\\\ -8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x=-8\cdot \bigg[\bigg(x-\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2-\dfrac{1}{10}\bigg]\\\\\\ -8x^2+\dfrac{8\sqrt{10}}{5}\,x=-8\bigg(x-\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+\dfrac{4}{5}\qquad\mathbf{(ii)}


     •   Expressão que envolve y:

     2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y=2\cdot \bigg[y^2-\dfrac{7\sqrt{10}}{5}\,y\bigg]\\\\\\ 2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y=2\cdot \bigg[y^2-2\cdot y\cdot \dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg]


Dentro dos colchetes do lado direito, some e subtraia \dfrac{49}{10}=\bigg(\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2:

     2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y=2\cdot \bigg[y^2-2\cdot y\cdot \dfrac{7\sqrt{10}}{10}+\dfrac{49}{10}-\dfrac{49}{10}\bigg]\\\\\\ 2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y=2\cdot \bigg[y^2-2\cdot y\cdot \dfrac{7\sqrt{10}}{10}+\bigg(\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2-\dfrac{49}{10}\bigg]\\\\\\ 2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y=2\cdot \bigg[\bigg(y-\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2-\dfrac{49}{10}\bigg]\\\\\\ 2y^2-\dfrac{14\sqrt{10}}{5}\,y=2\bigg(y-\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2-\dfrac{49}{5}\qquad\mathbf{(iii)}


Substituindo \mathbf{(ii)} e \mathbf{(iii)} na equação \mathbf{(i)} da cônica, temos

     \bigg[-8\bigg(x-\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+\dfrac{4}{5}\bigg]+\bigg[2\bigg(y-\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2-\dfrac{49}{5}\bigg]+9=0\\\\\\ -8\bigg(x-\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+2\bigg(y-\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+\dfrac{4}{5}-\dfrac{49}{5}+9=0\\\\\\ -8\bigg(x-\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+2\bigg(y-\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+\dfrac{4-49+45}{5}=0\\\\\\ -8\bigg(x-\dfrac{\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+2\bigg(y-\dfrac{7\sqrt{10}}{10}\bigg)^2+0=0


Divida os dois lados por -8:

     \dfrac{(x-\frac{\sqrt{10}}{10})^2}{1}-\dfrac{(y-\frac{7\sqrt{10}}{10})^2}{4}=0\\\\\\ \dfrac{(x-\frac{\sqrt{10}}{10})^2}{1^2}-\dfrac{(y-\frac{7\sqrt{10}}{10})^2}{2^2}=0


No lado esquerdo temos uma diferença entre quadrados igual a zero.

O lado esquerdo pode ser fatorado usando produtos notáveis (produto da diferença pela soma):

     \bigg(\dfrac{x-\frac{\sqrt{10}}{10}}{1}-\dfrac{y-\frac{7\sqrt{10}}{10}}{2}\bigg)\cdot \bigg(\dfrac{x-\frac{\sqrt{10}}{10}}{1}+\dfrac{y-\frac{7\sqrt{10}}{10}}{2}\bigg)=0


A equação dada representa duas retas concorrentes no plano.


Bons estudos! :-)

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