Matemàtiques - 1r BAT - Còniques. Exercicis Final 15.



15-Contesta les preguntes següents a partir de les dues circunferències, C': la de centre `(3,7)` i que passa pel punt `(-2,7)` i la d'equació C:`x^2+y^2+4x-10y+20=0`.


a-Quina és la posició relativa entre elles?


SOLUCIÓ:

    Necessitem trobar l'equació de les dues rectes i resoldre el sistema.

    A C' necessitem trobar el radi que és la distància entre els dos punts, `(3,7)-(-2,7)=(5,0)` i ara cal calcular el mòdul, `r=sqrt(5^2+0^2)=5`


    Per la qual cosa l'equació de C',

    `x^2+y^2-2·3-2·7+3^2+7^2-5^2 =0 => x^2+y^2-6x-14y+33=0`


    Per trobar la posició relativa cal que resolem el sistema:


    `x^2+y^2+4x-10y+20=0`

    `x^2+y^2-6x-14y+33=0`



    Restant les dues equacions:


    `10x+4y-13=0 => y = (13-10x)/4` i ho substituïm a una de les equacions:


    `x^2+((13-10x)/4)^2-6x-14·(13-10x)/4+33=0`


    Si ho arreglem l'equació queda: `116x^2+204x-31=0` i les solucions són:


    `x_1=-51/58-(5sqrt(35))/29 \approx -1'9` i `y_1=(13-10·(-1,9))/4 \approx 8`

    `x_2=-51/58+(5sqrt(35))/29 \approx 0'14` i `y_2=(13-10·(0'14))/4 \approx 2'9`


    Tenim dues circumferències secants ja que es tallen en dos punts, `(-1'9,8)` i `(0'14,2'9)`




    Recordem que aquest problema es podia fer d'una altra manera. Es podia calcular la distancia entre els dos centres i veure que era menor que la suma dels dos radis, per la qual cosa les dues circumferències es tallen. Això és molt més senzill i infinitament més curt, però com que més endavant necessitem calcular aquests punts d'intersecció, ja tenim la feina feta :-)





b-Calcula l'eix radical.


SOLUCIÓ:

    Necessitem trobar l'equació de les dues rectes i resoldre el sistema. A C' necessitem trobar el radi que és la distància entre els dos punts `(3,7)-(-2,7)=(5,0)` i ara cal calcular el mòdul, `r=sqrt(5^2+0^2)=5`


    Hem d'igualar les dues equacions i l'equació que queda és l'equació de (la recta) eix radical.


    `x^2+y^2+4x-10y+20=x^2+y^2-6x-14y+33`


    `10x+4y-13=0`







c-Calcula la intersecció de la cicumferència C amb l'eix radical. explica el que hi observes.




SOLUCIÓ:

    Que la intersecció és la mateixa que les dues circumferències que hem trobat en l'apartat `a`.


    `(-1'9,8)` i `(0'14,2'9)`


    Recordem que els nombres són aproximats.





d-Quina és la longitud de la corda que determina C' amb l'eix radical?




SOLUCIÓ:

    La corda és el segment de color negre del dibuix anterior.


    la longitud de la corda és la distància entre els dos punts anteriors, `(-1'9,8)` i `(0'14,2'9)`.

    Cal calcular el mòdul del vector que va de l'un a l'altre, `(-1'9,8)-(0'14,2'9)= (-2'04,5'1)`


    Longitud de la corda `= sqrt((-2'04)^2+5'1^2) \approx 5'49`