Enunciado

Complete os quadrados para identificar as seções cônicas nos Exercícios 69-76. Encontre seus focos, vértices, centros e assíntotas (conforme apropriado). Se a curva for uma parábola, encontre também sua diretriz.

25 x 2 + 9 y 2 - 100 x + 54 y = 44

Passo 1

Olá galerinha, espero que estejam bem e ansiosos para resolver este exercício comigo! Vamos lá.

As seções cônicas resultam da intersecção de um cone plano, como mostrado na Figura:

Equações de forma padrão para elipses centradas na origem:

x 2 a 2 + y 2 b 2 = 1                                       ( a > b )

  • Distância entre o centro e foco: c = a 2 - b 2
  • Focos: ± c ,   0
  • Vértices: ± a ,   0
  • Uma equação da parábola com foco 0 ,   p e diretriz y = - p é:

    x 2 = 4 p y

    Se considerarmos que a = 1 / ( 4 p ) , então a equação torna-se:

    y = a x 2

    • Se   p > 0 concavidade para baixo;
    • Se   p < 0 concavidade para cima.

    Equações de forma padrão para hipérbole centradas na origem:

    x 2 a 2 - y 2 b 2 = 1

  • Distância entre o centro e foco: c = a 2 - b 2
  • Focos: ± c ,   0
  • Vértices: ± a ,   0
  • Assíntotas: x 2 a 2 - y 2 b 2 = 0 ou y = ± b a x
  • As equações cônicas descritas anteriormente têm todas focos no eixo x e, centro ou vértice em 0 ,   0 . Quando temos um centro genérico em h ,   k e focos na reta y = k são:

  • Elipse:
  • x - h 2 a 2 + y - k 2 b 2 = 1                                       c o m   a 2 = b 2 + c 2

  • Parábola:
  • y - k 2 = 4 p x - h

  • Hipérbole:

x - h 2 a 2 - y - k 2 b 2 = 1                                       c o m   b 2 = c 2 - a 2

Passo 2

Sabendo disso, vamos para o nosso exercício, onde temos a seguinte equação:

25 x 2 + 9 y 2 - 100 x + 54 y = 44

Primeiramente iremos agrupar os termos em x e os termos em y :

25 ( x 2 - 4 x ) + 9 ( y 2 + 6 y ) = 44

Completando o quadrado:

25 x 2 - 4 x + 4 + 9 y 2 + 6 y + 9 = 44 + 100 + 81

25 x - 2 2 + 9 y + 3 2 = 225

x - 2 2 3 2 + y + 3 2 5 2 = 1

Vemos que se trata de uma elipse com a = 3 , b = 5 e:

c 2 = 25 - 9 = 16

c = 4

Porém, como b > a , iremos calcular o vértice e o foco em relação ao eixo y .

Passo 3

Podemos perceber que os valores de x e y estão deslocados, logo o centro será:

x - 2 = 0 → x = 2         y + 3 = 0 → y = - 3

Sendo assim C 2 ,   - 3 .

Para o vértice temos o seguinte:

V 2 ,   - 3 ± 5

Logo:

V 2 ,   - 8 V 2 ,   2      

E por fim, temos o foco:

F 2 ,   - 3 ± 4

F 2 ,   - 7 F 2 ,   1        

Resposta

Elipse: C 2 ,   - 3 , F 2 ,   - 7 , F 2 ,   1 , V 2 ,   - 8 e V 2 ,   2 .

Exercícios de Livros Relacionados

Desenhe um esboço do gráfico da equação: x^2 + y^2 = 4
Desenhe um esboço do gráfico da equação: y = sqrt(4 - x^2)
Desenhe um esboço do gráfico da equação: y = - sqrt(4 - x^2)
Desenhe um esboço do gráfico da equação: y = sqrt(1 - x^2)
Desenhe um esboço do gráfico da equação: x^2 + y^2 = 1