MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes E2) Sabendo que a distância entre os pontos A e B é igual a 6, calcule a abscissa m do ponto B. I- CONCEITOS INICIAIS 1- Distância entre dois pontos na reta d(A,B) = b a Ex: Dados os pontos A e B de coordenadas 2 e 8 respectivamente, calcular a distância entre A e B. d(A,B) = 8 2 E3) Se na reta real, os pontos A, B e C têm coordenadas 2, 8 e 3, respectivamente, calcule o comprimento do segmento: a) AB d(A,B) = 6 d(A, B) = 6 2- 3- Sistema cartesiano ortogonal Se P pertence ao eixo das abscissas, suas coordenadas são (a, 0). Se P pertence ao eixo das ordenadas, suas coordenadas são (0, a). Se P pertence à bissetriz do 1º e 3º quadrantes, suas coordenadas são iguais. Se P pertence à bissetriz do 2º e 4º quadrantes, suas coordenadas são simétricas. b) BC c) CB d) CA E4) A distância entre dois pontos M e N de abscissas 3 e k, respectivamente, é igual a 10. Calcule os possíveis valores de k. Distância entre dois pontos no plano E5) Calcule, em cada caso, a distância entre os dois pontos dados: a) (1, 3) e (9, 9) 45- d(A,B) = b) (3, 1) e (5, 14) x 2 x 1 2 y 2 y 1 2 c) ( 4, 2) e (0, 7) Exercícios E1) Dada a reta real da figura, calcule: E6) Calcule o comprimento do segmento AB, sendo 1 1 5 1 A , e B , 2 3 2 3 a) d(A, B) b) d(A, C) c) d(B, C) E7) Dados os pontos A (2 3 , 3) e B (4 3 , 1), calcule d(A, B). d) d(C, A) 1 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes E14) Usando o teorema de Pitágoras, verifique se o triângulo de vértices A (1, 3), B (6, 1) e C (2, 5) é retângulo. E8) Calcule a distância do ponto M (12, 9) à origem. E9) Determine as coordenadas de um ponto A que pertence à bissetriz dos quadrantes ímpares, sabendo que o ponto está a igual distância dos pontos B (7, 2) e C (2, 1). E15) O triângulo ABC é retângulo (Â é reto) e o vértice A é um ponto do eixo das abscissas. Determine as coordenadas do ponto A, sabendo que B(2, 4) e C(5, 0). E10) A distância do ponto P (a, 1) ao ponto A(0, 2) é igual a 3. Calcule o número a. 4- Ponto médio de um segmento E11) Calcule o número real a de forma que a distância do ponto P (2a, 3) ao ponto Q (1, 0) seja igual a 3 2. x x 2 y1 y 2 , M 1 2 2 Exercícios E12) Calcule o perímetro do triângulo ABC, sabendo que A(1, 3), B (7, 3) e C (7, 11). E1) Obtenha, em cada caso, as coordenadas do ponto médio do segmento AB. a) A(1, 7) e B(11, 3) b) A(2, 5) e B(4, 1) E13) Prove que o triângulo cujos vértices são os pontos.A (0, 5), B (3, 2) e C (3, 2) é isósceles e calcule o seu perímetro. c) A(0, 3) e B(0, 3) E2) Sabe-se que M (a, b) é o ponto médio do segmento AB. Se A(11, 7) e B(9,0), calcule as coordenadas do ponto M. 2 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes II- ESTUDO DA RETA 1- Condição de alinhamento de três pontos E3) Uma das extremidades de um segmento é o ponto cujas coordenadas são (2, 2). O ponto médio desse segmento tem coordenadas (3, 2). Determine as coordenadas x e y da outra extremidade do segmento. E4) (Mauá-SP) Determine as coordenadas dos vértices de um triângulo, sabendo que os pontos médios dos lados do triângulo são M(2, 1), N(5, 2) e P(2,3). y 2 y1 y 3 y1 x 2 x1 x 3 x1 x1 y1 1 D = x2 x3 y2 1 y3 1 Exercícios E1) Verifique se os pontos A, B e C estão alinhados quando: a) A (0, 2), B (3, 1) e C (4, 5) b) A (2, 6), B (4, 8) e C (1, 7) e) A (1, 3), B (2, 4) e C (4, 10) E2) Determine m para que os pontos A (0, 3), B (2m, 11) e C (1, l0m) estejam em linha reta. E3) (UCMG) Determine t, sabendo que os pontos 1 2 A( , t), B( , 0) e c (1, 6) são colineares. 2 3 3 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes E4) Os pontos A (1, 2), B (3, 1) e C (a, b) são colineares. Calcule a e b de modo que o ponto C esteja localizado sobre o eixo das abscissas. E5) Seja P o ponto de intersecção da reta r com o eixo das ordenadas. Sendo r a reta determinada pelos pontos A (1, 2) e B (4, 2), calcule as coordenadas do ponto P. = 90º tg não é definida E6) Determine x de modo que os pontos A (1, 3), B (x, 1) e C (3, 5) sejam os vértices de um triângulo. tg = 0º 2- Coeficiente angular Denomina-se coeficiente angular ou declividade da reta r o número real m que expressa a tangente trigonométrica de sua inclinação .. m=0 3- Cálculo do coeficiente angular 3.1- O ângulo é conhecido (m = tg ) Se = 45º, então: m = tg 45º= 1. Se = 60º, então: m = tg 60º = 3 m = tg 3.2- As coordenadas de dois pontos distintos da reta são conhecidas. Pode ocorrer: m = tg = tg > 0 m > 0 m= CB AC yB y A xB x A 3.3- A equação geral da reta é conhecida ax + bx + c = 0 tg < 0 a b c n= b m= m<0 4 coeficiente angular coeficiente linear MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I Exercícios PROF. Diomedes 4.4- Equação geral da reta Toda reta possui uma equação da forma ax + by + c = 0, onde a e b não são ambos nulos, que é chamada equação da reta. E1) Determine o coeficiente angular das retas que passam pelos pontos A e B. a) A(1, 4) e B(3, 2) Exercícios b) A(4, 3) e B(2, 3) E1) Determine a equação da reta que passa pelo 1 ponto A (2, 3) e tem coeficiente angular . 2 c) A(2, 5) e B(2, 1) E2) Uma reta r passa pelo ponto P (2, 4) e tem coeficiente angular m = 3. Determine a equação da reta r. d) A(4, 1) e B (4, 4) E2) Calcule a declividade da reta que passa pelos pontos P1 (1, 20) e P2 (7, 8). E3) Determine k, sabendo que a inclinação da reta que passa pelos pontos A (k, 3) e B (1, 4) é de 45º. E3) Quando a quantidade x de artigos que uma companhia vende aumenta de 200 para 300, o custo de produção y diminui de R$ 100,00 para R$ 80,00. Determine a variação média de custo representada pela declividade da reta que passa por esses dois pontos. E4) Determine a equação da reta que passa pelo ponto P (4, 1) e tem uma inclinação de 45º. E5) Dado o ponto A(2, 3), calcule as coordenadas do ponto B (3k, k +1) de modo que o coeficiente 1 angular da reta AB seja m = . 2 4- Equação da reta 4.1- Equação de uma reta que passa por um ponto P(x, y) e cujo coeficiente angular é m. y – y1 = m(x – x1) 4.2- Equação reduzida da reta E6) Ache a equação da reta r em cada caso: y = mx + n 4.3- Equação segmentária da reta x y 1 p q 5 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes E12) Escreva a equação segmentária da reta que passa pelos pontos A(3, 0) e B(0, 2). E13) Uma reta r passa pelos pontos A(3, 0) e B(0, 4). Escreva a equação da reta r na forma segmentária. E7) Escreva a equação reduzida da reta que tem coeficiente angular m = 2 e que cruza o eixo y no ponto (0, 3). E14) 1 Determine a equação geral da reta que passa pelos pontos: a) (1, 2) e (5, 2) E8) A equação reduzida de uma reta é y = 4x 1. Calcule: a) o ponto da reta de abscissa 2; b) (2, 1) e (3, 2) b) o ponto de intersecção da reta com o eixo 0x; 1 2 1 c) , e ,1 2 3 4 c) o ponto de intersecção da reta com o eixo 0y. E15) Dados os pontos A (2, 3) e B (8,5), determine a equação da reta que passa pelos pontos A e B. E9) Dada a reta que tem como equação 3x + 4y =7, determine o coeficiente angular da reta. E10) Uma reta passa pelo ponto P (2, 4) e tem 2 coeficiente angular m = . Determine o 3 coeficiente linear da reta. E16) Determine a equação da reta que passa pelo ponto P(2, 3) e pelo ponto Q, simétrico de P em relação à origem. E11) Ache a equação segmentária da reta r, indicada na figura: E17) Verifique se o ponto A (2, 2) pertence à reta de equação 2x + 3y 10 = 0. 6 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I E18) A reta de equação 3kx + (k 3)y 4 = 0 passa pelo ponto P (2, 1). Calcule o valor de k, escreva a equação da reta e determine o seu coeficiente angular. PROF. Diomedes E21) Consideremos a reta que passa pelos pontos A(1, 4) e B(2, 1). Determine o coeficiente angular e o coeficiente linear dessa reta. E22) O ponto A(a, a + 3) pertence à reta de equação 5x y 5 = 0. Determine as coordenadas do ponto A.. E19) Determine a equação geral da reta r, em cada caso: E23) Os pontos A(2, 0), B(0, 4) e C(4, 2) são os vértices de um triângulo ABC. Determine as equações das retas suportes dos lados desse triângulo. E24) São dados os pontos A(l, 3),B(5, 7),C(2,4) e D(0, 2). O ponto M1 é o ponto médio do segmento AB e o ponto M2 é o ponto médio do segmento CD. Determine a equação da reta que passa por M1 eM2. E20) Os pontos A (1, m) e B (n, 2) pertencem à reta 2x 3y = 4. Calcule a distância entre A e B. 7 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I 5- Equações paramétricas São equações equivalentes à equação geral da reta, da forma x = f(t) e y = g(t), que relacionam as coordenadas x e y dos pontos da reta com um parâmetro t. x t 2 Ex: y t 1 Para obtermos a equação geral da reta a partir das duas paramétricas, basta eliminarmos t das duas equações. t=x–2 PROF. Diomedes 6- Posições relativas de duas retas - Paralelismo Duas retas, r e s, não-verticais, são paralelas se, e somente se, têm coeficientes angulares iguais. Se r s então: mr = ms Obs: Se as retas forem concorrentes, teremos: mr ms. Substituindo esse valor na outra equação, teremos: y = (x 2) + 1 y=x+3 Exercícios E1) Qual é a posição da reta r, de equação 6x + 4y 3 =0, em relação à reta s, de equação 9x + 6y 1 = 0? x+y–3=0 Exercícios E1) Determine a equação geral das retas definidas por: x 1 t a) y 5 3t E2) As retas r e s, de equações = 0, respectivamente, concorrentes? x t b) t y 2 5 x y 1 e 2x y + 5 2 5 são paralelas ou E3) Dados os pontos A(2, 3) e B(1, 4), determine a equação de uma reta r paralela a uma reta determinada pelos pontos A e B, e que passa pelo ponto C(1, 2). x 3 2k E2) Seja a reta definida por . y 4 k E4) Na figura, ABCD é um quadrado. Determine a equação da reta suporte do lado BC. a) Determine os pontos de intersecção com os eixos coordenados. b) Ache o ponto da reta cuja abscissa é 1 . 2 8 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I r PROF. Diomedes E3) Uma reta r é determinada pelos pontos A(2, 0) e B(0, 4), e uma reta s é determinada pelos pontos C(4, 0) e D(0, 2). Seja P(a, b) o ponto de intersecção das retas r e s. Determine as coordenadas do ponto P. 7- Intersecção de retas y s P(x, y) x A solução do sistema formado pelas equações de duas retas, r e s, é o ponto P(x, y), comum a elas e intersecção das retas. Exercícios E1) Determine as coordenadas do ponto P (a, b), intersecção das retas r e s em cada caso: a) r: 2x + y 1 = 0 e s: 3x + 2y 4 = 0 E4) Determine os pontos de intersecção da reta de equação x + 2y 4 = 0 com os eixos. b) r: x + 2y 3 = 0 e s: x 2y + 7 = 0 E5) Determine a equação da reta que passa pela origem dos eixos coordenados e pela intersecção das retas 2x + y 6 = 0 e x 3y + 11 = 0. c) r: 2x + 3y 8 = 0 e s: 2x 4y + 13 = 0 E6) Seja A(a, b) o ponto de encontro da reta r, de equação 2x 3y + 1 = 0, com a bissetriz dos quadrantes ímpares. Determine A. E2) Sejam as retas cujas equações são x + y 5 = 0, 2x + y 7 = 0 e x 3y +7 = 0, respectivamente. Prove que as retas são concorrentes num mesmo ponto. E7) Quais são as coordenadas dos vértices de um triângulo, sabendo que as retas suportes dos lados desse triângulo têm equações x + 2y 1 = 0, x 2y 7 = 0 e y 5 = 0, respectivamente? 9 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes b) y + x – 7 = 0 e 2x – 2y – 1 = 0 E8) Determine a equação da reta s que passa pela intersecção das retas m e n, de equações x y + 2 = 0 e 3x y + 6 = 0, respectivamente, e é 1 paralela à reta r, de equação y = x 1 . 2 c) 2x – y – 6 = 0 e –4x + 2y – 5 = 0 E2) As retas de equações x + 2y – a = 0 e 4x + ay – 7 = 0 são perpendiculares. Determine a. E9) O ponto M é o ponto de intersecção das diagonais AC e BD de um quadrilátero ABCD. Sendo A(0, 0), B(3, 0), C(4, 2) e D(0, 5) os vértices do quadrilátero, determine as coordenadas do ponto M. E3) Determine o valor de k para que as retas r e s, de equações kx + y + 2 = 0 e 3x + (k + 1)y – 7 = 0, respectivamente, sejam perpendiculares. E4) Determine a equação da reta que passa pelo ponto A(3, 2) e é perpendicular à reta de equação 3x + 4y = 4. 8- Retas perpendiculares E5) Dada a reta de equação y + 5 =0, determine a equação da reta perpendicular à reta dada e que passa pelo ponto (2, 7). 3 x 3 . Determine a 2 equação reduzida da reta perpendicular a r e com a mesma ordenada na origem. E6) Seja a reta r de equação y = Duas retas r e s são perpendiculares se, e somente 1 se, mr = . ms E7) Escreva a equação reduzida da reta que passa pelo ponto (5, 0) e é perpendicular à reta de equação x5 y3 3 2 Exercícios E1) Estude a posição relativa dos pares de retas. a) 3x – 2y + 1 = 0 e 4x + 6y – 1 = 0 10 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I E8) A equação de uma reta r é dada por: y 1 x 4 1 1 1 =0 2 1 0 PROF. Diomedes E12) Chama-se circuncentro o ponto de encontro das mediatrizes dos lados de um triângulo. Se um triângulo ABC tem como vértices os pontos A(5, 2), B(1, 3) e C(3, 4), determine as coordenadas do circuncentro. Determine a equação da reta que passa pelo ponto (4, 7) e é perpendicular a r. E9) São dados os pontos A (1, 1) e B (9, 3). A mediatriz do segmento AB encontra o eixo dos y no ponto P. Determine as coordenadas de P. E10) Os pontos A(2, 1), B(2, 4) e C(0, 2) são os vértices de um triângulo ABC. Determine a equação da reta suporte da altura relativa ao lado AB do triângulo. E13) Seja 6x 13y + 2 = 0 a equação da reta suporte da diagonal AC de um quadrado ABCD. Sendo D(1,5), determine a equação da reta suporte da diagonal BD desse quadrado. E11) Os pontos A(0, 2), B(4, 4) e C(2, 6) são os vértices de um triângulo ABC. Determine as coordenadas do ortocentro do triângulo. E14) Determine o ponto N, simétrico de M (2, 4) em relação à reta r, de equação x y 6 = 0. 11 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I E15) Calcule o simétrico do ponto (1, 1) em relação à reta de equação y = 2x. PROF. Diomedes Essa relação nos fornece o ângulo agudo entre r e s, pois tg 0. O ângulo obtuso ’ será o suplemento de . ObS: E16) O ponto A é simétrico do ponto B (1, 7) em relação à reta r, de equação x y 5 = 0. Determine as coordenadas do ponto A. Se uma das retas for vertical, teremos: 1 tg = mr Exercícios E1) Determine o ângulo agudo formado pelas retas: a) 6x 2y + 5 = 0 e 4x + 2y 1 = 0 E17) Os pontos A(5, 1) e B(3, 7) são equidistantes de uma reta r que contém o ponto P (2, 3). Determine as possíveis equações dessa reta r. b) x 9- Ângulo entre duas retas c) Entre duas retas r e s concorrentes e nãoperpendiculares, formam-se ângulos, dentre os quais determinaremos a medida . Dependendo da posição das duas retas no plano, o ângulo pode ser agudo ou obtuso. Logo: mr ms tg = 1 mr ms 3 y + 1 = 0 e 3x + 2 = 0 3 x – 3y – 1 = 0 e x – 2 = 0 E2) A reta r, cujo coeficiente angular é m1 = 1 , faz 3 um ângulo de 30º com a reta s, cujo coeficiente angular é m2. Calcule m2. 12 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes 10- Distância entre ponto e reta P(xP, yP) r: ax + by + c = 0 d(P, r) E3) Seja uma reta r que passa pelo ponto A (1, 1) e faz um ângulo de 450 com a reta s, de equação x 2y + 2 = 0. Determine a equação da reta r d(P, r) = ax P by P c a2 b2 Exercícios E1) Calcule a distância do ponto P à reta r em cada caso: a) P(5,7) e r: 4x 3y + 2 = 0 E4) Seja o ângulo agudo formado pelas retas de equações x 3y 7 = 0 e x l3y 9 = 0. Calcule cotg . 3 b) P(1, 2) e r: y = x + 1 4 c) P (1, 4) e r: x + y = 0 E5) Determine a equação da reta r do gráfico a seguir. d) P(2, 6) e r:2x + 1 = 0 E2) Qual é a distância entre a origem e a reta r, que passa pelos pontos A (1, 1) e B (1, 3)? E3) Determine as equações das retas paralelas à reta r, de equação 4x + 3y 5 = 0, e distantes 4 unidades da reta r. E6) Ache a tangente do ângulo agudo formado pelas retas de equações x 2 = 0 e y 4x = 0. 13 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I E4) A distância entre o ponto P (0, k) e a reta r, de equação 4x + 3y 2 = 0, é igual a 2 unidades. Determine o valor de k. PROF. Diomedes 11- Bissetrizes de duas retas E5) Calcule a distância entre as seguintes retas paralelas: a) 12x 9y + 27 = 0 e 12x 9y 18 = 0 Dadas as retas concorrentes r: a1x + b1y + c1 = 0 e s: a2x + b2y + c2 = 0, que se interceptam em um ponto Q, se P(x, y) é um ponto qualquer de uma das bissetrizes, P Q, então P eqüidista de r e s, isto é: d(P, r) = d(P, s) a1 x b1 y c1 ( a1 ) 2 ( b1 ) 2 4 2 4 8 b) y = x e y = x 3 3 3 3 = a 2 x b2 y c 2 ( a 2 ) 2 ( b2 ) 2 Exercícios E1) Ache a equação das bissetrizes das retas: a) 3x – 4y – 7 = 0 e 5x + 12y + 7 = 0 E6) Os pontos A(2, 1), B(2, 4) e C(0, 2) são os vértices de um triângulo ABC. Determine a medida da altura relativa ao lado BC do triângulo. b) 2x + y + 3 = 0 e x + 2y – 1 = 0 E7) Seja A o ponto de intersecção da reta r, de equação x + y 2 = 0, com o eixo das abscissas. Determine a distância do ponto A à reta s, de equação 3x 4y + 10 = 0. E2) Determine as equações das bissetrizes dos ângulos que formam as retas 4x – 3y = 0 e 5x + 12y – 4 = 0. 14 MATEMÁTICA GEOMETRIA ANALÍTICA I PROF. Diomedes E3) A reta r da figura a seguir tem equação x + 2y 4 = 0. 12- Cálculo da área de um triângulo Determine a área do triângulo AOB. A área de um triângulo de vértices A(xA, yA), B(xB, yB) e C(xC,, yC) é dada por: xA 1 A = . D , onde D = x B 2 xC yA 1 yB 1 yC 1 E4) A reta r, de equação x + 2y 8 = 0, intercepta o eixo x no ponto A e intercepta a bissetriz dos quadrantes pares no ponto B. Calcule a área do triângulo OAB, sendo O a origem. Exercícios E1) Determine a área do triângulo cujos vértices são os pontos: a) A(3, 3), B(1, 1) e C(4, 0) b) A(1, 7 ), B(4, 3) e C(0, 6) 2 E5) Seja o quadrilátero cujos vértices são os pontos A(4, 0), B(6, 2), C(2, 4) e D(0, 2). Calcule a área desse quadrilátero. E2) Os pontos A(2, 4), B(a, 1) e C(4, 2) são os vértices do triângulo ABC. Calcule o valor de a, para que esse triângulo tenha 2 unidades de área. E6) As retas suportes dos lados de um triângulo são as retas de equações x + 2y 1 = 0, x 2y 7 = 0 e y 5 = 0. Calcule a área desse triângulo. 15