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1. DEFINICIÓN

Es el lugar geométrico de todos los puntos P(x;y) donde la distancia de un punto cualquiera de
la circunferencia al centro C(h; k); se denomina radio (R).




2. Elementos

Centro de la circunferencia: Punto fijo “C(h;k)”

Radio de la circunferencia: distancia constante del centro a la circunferencia “R”

Cuerda: segmento que une dos puntos cualquiera de la circunferencia “DE”

Diámetro: cuerda que pasa por el centro y cuya longitud es 2R, “AB”.

Flecha o sagita: segmento orientado comprendido entre una cuerda y el arco de circunferencia
comprendido “MN”

“Lt” recta tangente a la circunferencia.

“LN” recta normal a la circunferencia.

P(x;y) punto genérico de la circunferencia.

3. ECUACIONES DE LA CIRCUNFERENCIA

I. Forma canónica

La circunferencia de centro en el origen de coordenadas y radio R > 0, tiene por ecuación:

C: x2 + y2 = R2
II. Forma ordinaria
La ecuación de una circunferencia de centro el punto C(h; k) y de radio R > 0 esta dado por:
C: (x - h)2 + (y - k)2 = R2
Sabemos que d(PC)=R


C: (x – h)2 + (y – k)2 = R2




Si la circunferencia es tangente al eje x, su ecuación será: C: (x - h)2 + (y - k)2 = k2 con R=
Para la circunferencia tangente al eje y, su ecuación será: C: (x – h)2 + (y – k)2 = h2 con R=




III. ECUACIÓN GENERAL DE LA CIRCUNFERENCIA
Desarrollando la formula ordinaria C: (x – h)2 + (y – k)2 = R2
Obtenemos que: x2 y2 -2hx - 2ky + (h2 + k2 - R2) = 0
Haciendo: D=-2h; E= -2k; F=h2 + k2 – R2
La Ecuación de la circunferencia sería: C: x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0
Comprobando llevaremos la ecuación a la forma inicial:




De donde observamos que:

Centro:

Radio:                 R=

La ecuación de la circunferencia tangente a los ejes coordenadas viene dado por:
C(h; k) = C(h; h) = C(k; k)
C: (x – h)2 + (y – h)2 = h2
   =      =
En la ecuación α se dan los siguientes casos:

(.) Si: D2 + E2 – 4F > 0, tenemos la circunferencia de centro                   y

R=

(..) Si D2 + E2 – 4F = 0, representa el punto

(…) Si D2 + E2 – 4F < 0, representa una circunferencia imaginaria.
4. FAMILIAS DE CIRCUNFERENCIA
Sean:




Y si C1 intercepta a C2, se tendrá que: C1+kC2=0
Es una circunferencia C que pasa por las 2 intersecciones de C1 y C2, siempre que (1+k) ≠ 0




Ck es la ecuación de la familia de curvas o circunferencias, que pasan por las intersecciones P,
Q de C1 y C2.
Todas la circunferencias Cn, tienen sus centros sobre la recta que pasa por los cnetros C1 y C2

Si en C1 hacemos que 1 + k = 0         k = -1, se encuentra la ecuación del eje radical C1 y C2 y que
es:
L eje radical (D1 – D2) x + (E1 – E2) y + (F1 – F2) = 0
Si C1 y C2 se cortan en dos puntos diferentes su eje radical coincide con su cuerda común; si C1
y C2 son tangentes entre si, su eje radical es su tangentes común, y si C1 y C2 no tienen ningún
punto común con ninguno de ellos.
EJE RADICAL: El eje radical de C1 y C2 es perpendicular a la recta que une sus centros; es
también el lugar geométrico de un punto que se mueve de tal manera que las longitudes de las
tangentes trazadas por él a C1 y C2 son iguales. La pendiente del je radical es:

Meje radical =

Si C1 y C2 se cortan en 2 puntos diferentes, la ecuación Ck representa para todos los valores de
k≠ -1, todas las circunferencias que pasan por los puntos de intersección C1 y C2 con la única
excepción de C2 misma.
(*) Si C1 y C2 son tangentes entre si y si n ≠ -1 entonces Ck representa para todas las
circunferencias que son tangentes a ≠ en un punto común con la excepción de C2 misma.
(*) Si C1 y C2 no tienen ningún punto común la ecuación de Ck representa C(k ≠ -1), siempre
que la ecuación resultante tenga coeficientes que cumplen: D2 + e2 – 4F > 0
5.CONDICIÓN DE TANGENCIA PARA ECUACIONES CUADRÁTICAS EN DOS
VARIABLES.
Sea la ecuación Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0, al interceptarlo con una recta L: ax+by+c=0, lo que se
hace es de “L” despejar x ó y, y reemplazarlo en la ecuación de 2do grado, entonces formamos
una ecuación de 2do grado ya sea en y o en x, y tenemos que calcular los x ó los y, para lo cual,
tendremos en cuenta:
CASO I: Si el discriminante es menos que cero, entonces no existe punto de intersección C      L.
CASO II: Si el discriminante es cero, entonces encotramos un punto de tangencia.
CASO III: Si el discriminante es mayor que cero, entonces existen dos soluciones, significando
que hay dos puntos de intersección.
Para el análisis es más conveniente tomar para la recta L la forma y = mx + b
TEOREMA:
Si m es la pendiente de una recta a una curva plana continua C en el punto P0 (X0;Y0) entonces
para el punto P0 tenemos:
1. La ecuación de la tangente Lt a C es : Lt : y – y0 = m (x – x0)

2. Longitud de la tangente a C es igual a:              ;m≠0

3. Longitud de la subtangente a C es igual a:     ;m≠0

4. La ecuación de la normal: (y – y0)= -     (x – x0) . m ≠ 0

5. Longitud de la normal es igual a: y0 .
6. Longitud de la subnormal es igual a: my0
       L1: recta tangente      L2: recta normal

              = Longitud de la tangente              = Longitud de la normal

       QT= Subtangente; QN= Subnormal
Si las curvas C1y C2 planas se cortan en P, Lt , Ln ,son sus rectas tangentes en P se llama ángulo
de dos curvas en P (punto de intersección) a cualquiera de los dos ángulos suplementarios
formados      por   las   dos     tangentes      a     las   curvas     en    dicho     punto   P.
6. TANGENTES A UNA CIRCUNFERENCIA

Para la determinación de la recta tangente a un circunferencia se considera tres problemas.

1. Lt en un punto P0 (xo;y0) de C es:                           Lt: y – y0 = m(x-x2)

2. Para hallar Lt a una C, conociendo su pendiente              Lt: y = mx+b

3. Para hallar Lt a una C y que pase Lt por P0(x0;y0)           Lt: y – y0 = m(x – x0)

4. Para la C: (x-h)2 = R2 su recta tangente en P0(x0;y0)viene dado por :

                Lt: (x-h) (x0 – h) + (y – k) (y0 – k) = R2

Si se tiene la ecuación general de 2do grado:

Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0, si se conoce un punto P0(x0; y0) sobre la curva (P0 satisface su
ecuación), entonces la ecuación de la recta tangente Lt tangente a la curva en P0(x0; y0) tiene la
forma:




Observamos que la pendiente de Lt es:

TEOREMA:

Si t es la longitud de la tangente trazada del punto exterior P0(x0 ; y0) a la

C: (x – h)2 + (y – k)2 = R2 entonces:

t=




Para hallar la ecuación (*), la ecuación general, puede escribirse (cada término) así: x2=x.x ;
xy=       ; y2= y.y ; x=      ; y=        ; y luego se coloca el subíndice “o” a una variable en cada
término, este criterio de la tangente a la ecuación general de 2do grado, puede usarse, aún
cuando no se conozca el punto de contacto, es decir:

x2=x0.x ; xy=           ; y2= y0.y ; x=      ; y=
EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS

Problema 1

Hallar las ecuaciones de las tangentes trazadas desde el punto (4;1) a la cónica:

2x2- xy + y2 + x – 3y + 2 = 0

Solución

Sea ( ,      ) las coordenadas de uno de los puntos de tangencia, entonces de (*) tendríamos:




Como (4;1)     Lt tendríamos:



 Lt:

Después de simplificar tendremos: 16      -5    + 5 = 0 ………………………………………(1)

También en la ecuación de la curva: 3x -        +y +    - 3 +2 = 0 ……………………….. (2)

Resolviendo el sist3ema formado por (1) y (2) obtenemos:




Entonces existen dos tangentes:

   = y-1=0

   =32x + 103y - 231 = 0

Problema 2

La recta Lt es tangente a x2+y2 = 1 en A =           . Hallar la tangente del ángulo que forma Lt
con la cuerda que va de A al punto B = (1;0)

Sabemos que:
Deducimos que m = -1, donde m es la pendiente de la recta tangente.

También observamos que:




Pero sabemos que:




Problema 3
Hallar la ecuación de la familia de circunferencias que sean tangentes a: x+y=3, en (-2; 5).
Solución
Consideremos dos de las circunferencias con tales condiciones como C1 y C2, con raios
Rr=     y R2 =     (arbitrariamente)
LN: y – 5 =      (x+2) => LN : y-5=x+2 => LN : y=x+7
Como C1 y C2 pertenecen a LNtendremos que:




Como          C1: x2+y2+6x-8y+23=0
              C2: x2+y2-14y+41=0
La Familia de circunferencias pedida será
Cn: C1+nC2=0 ; n ≠ -1

Cn: x2+y2+6x-8y+23+n(x2+y2-14y+41)=0

Cn: (n+1)x2+(n+1)y2+6x-(8+14n) y+(23+41n)=0; n        Z – {-1}
PROBLEMA 4

Demuestre que C1: x2+y2-6x-3y+10=0: C2: x2+y2=5, son tangentes. Hallar la ecuación de la C
tangente a C1 y C2 en su punto común y que pasa por (2;7).




Observamos que: m                       => mLt = -2

Pero sabemos que:




Como Q1 = Q2 = (2;1), entonces las circunferencias son tangentes en Q = (2;1). Para calcular la
C que pasa por (2;1) (2;7), como se tiene 2 puntos hay toda una familia de Cn que pasan por
dichos puntos; entonces calculamos dos específicamente.
Cn que pasa por (a;b)   (2;1)   (2;7)
Si tomamos (a;b) = (1;1)
Problema 5
Hallar la ecuaciones de las tangentes a la circunferencia c: x2 + y2 - 2x + 4y = 0 que son
perpendiculares a la recta L: x-2y=0
Solución
La ecuación queda transformada completando cuadros en:




Finalmente las ecuaciones de las rectas serán: Lt: 2x+y-5=0   Lt: 2x+y+5=0
Problema 6

Desde el punto P(1;6) se han trazado tangentes a la circunferencia C: x2+y2+2x-19=0. Hallar
sus ecuaciones.

Solución

Completando cuadrados en la ecuación
C: (x2+2x+1)+y2=19+1
C: (x+1)2+y2=20
De donde: C(-1;0) y R = 2
La Ecuación de la recta tangente será:
Lt: y-6 = m(x-1)
Lt: mx-y+(6-m)=0
Pero: d(LtC)=R




36-24m+4m2=20m2+20  2m2+3m-2=0

(2m-1) (m+2)=0  m =         m=-2

Finalmente las ecuaciones de las tangentes será:

               (x – 1)        

                   (x – 1)    
Problema 7
Hallar la ecuación de la circunferencia que tiene su centro en el punto C(-1;4) y es tangente a la
recta que pasa por los puntos A(3;-2); B(-9;3).

Solución
Finalmente la ecuación de la circunferencia será: C: (x+1)2+(y-4)2=16

Problema 8

Hallar la ecuación de la circunferencia que pasa por los puntos A(1;6), B(2;-1) y es tangente al
eje y.

Solución:

La ecuación de la circunferencia es:




Tendríamos dos circunferencias:

C1: (x-5)2+(y-3)2=25 y C2: (x-145)2+(y-23)2=1452

Problema 9

Hallar las ecuaciones de la circunferencia que pasa por el punto A(1:0) y son tangentes a la
rectas:

       L1: 2x+y+2 =0

       L2: 2x+y-18=0

Solución




Luego tendremos
Pero también: 2R = 4           => R=2




Reemplazamos la relación (1) en (2) tendremos:

         (h-1)2 + (8-2h)2=20

De donde:

5h2-34h+45=0 => (h – 5) (h-9) = 0 =>

Las ecuaciones de las circunferencias son: C1: (x-5)2+(y+2)2=20

                                             C2:

Problemas 10

Hallar la suma de las coordenadas del centro con el radio de la circunferencia inscrita en el
triángulo determinado por los ejes coordenados y la recta L: 3x+4y+6=0.

Solución

Observamos del gráfico que:

d(xC)=(yC) = d(LC)




De donde tendremos:

7h+6=5h      7h+6=-5h

H = -3      h = -1/2

Para h= -3 el punto C(h;) caería fuera del triángulo, con ello queda descartado este resultado.

Para h= -1/2 el centro   C(h;h)=C             y el radio R=

Finalmente tendremos que: h+k+R= - - + = -
Problema 11

Hallar la ecuación de la circunferencia que pasa por los puntos (-1;0), (0;-1), (1;0).
Solución
Como sabemos que debe ser una circunferencia su ecuación será de la forma:
X2+y2+Dx+Ey+F=0
Los puntos mencionados deben pertenecer y satisfacer la ecuación por lo tanto sustituimos los
tres puntos:
       (-1;0)    C     =>     1-D+F=0
       (0;-1)    C     =>     1-E+F=0
       (1;0)     C     =>     1+D+F=0
Resolviendo el sistema obtenemos: F=-1; D=0; E=0
Finalmente la ecuación de la circunferencia será: C: X2+y2=1
Problema 12
Hallar la pendiente de la recta tangente a la curva: x2+y2=5 en el punto (-1;2).
Solución:
De la ecuación         x2+y2 = 5
                       C(0;0) y R=
Observamos que:




Luego deducimos que:

Cálculo de la ecuación de     Lt: y-2=     (x+1)

                              y-2= (x+1)                     Lt: x-2y+5=0

Problema 13
Hallar las ecuaciones de las tangentes a loa circunferencia x2+y2+10x-2y+6=0 que son parálelas
a la recta 2x+y-7=0
Solución
Observamos que :              C: x2 + y2+10x-2y+6=0
                              C: (x+5)2+(y-1)2=20

Donde C (-5;1) y R = 2      pero también podemos notar mL=-2 =>                , entonces

LN: y-1= (x+5)

LN: x-2y+7=0
Podemos ver que P     LN   C, luego resolviendo el sistema:




Para: y = 3; x =-1 y P (-1:3)
Para: y = -1; x =-9 y P(-9;1)
Finalmente las ecuaciones de las tangentes serán:    =        =-2




Problema 13
Desde el punto A           se han trazado tangentes a la circunferencia: x2+y2=5. Hallar sus
ecuaciones.
Solución:
De la ecuación de la recta tangente que pasa por el punto A         , tenemos




De la circunferencia: C:x2+y2=5 ……(2)
Reemplazando (1) en (2)
x2+
Por la condición de tangentes es necesario que           =0, entonces tendremos 302m2(m+1)2-
4x9(1+m2)                   =0
Después de efectuar operaciones tendremos 2m2-5m+2=0          (2m-1)(m-2) = 0 m=     =2
Luego las ecuaciones de las rectas serán
Problema 15
Hallar la ecuación de la tangente a la circunferencia (x+2)2+(y-3)2=25 en el punto A(-5,7)
Solución

                                              De la ecuación de la circunferencia




                                             Además tenemos




Finalmente la ecuación de la recta tangente será:



                              : 3x-4y+43=0


Problema 16
Hallar la ecuación de la tangente a la circunferencia x2+y2=5 en el punto A (-1;2)
Solución
En la circunferencia C: x2+y2=5 tenemos:
C(0;0), R=
También tenemos que :




Finalmente la ecuación de la recta tangente será:

Lt: y-2=    (x+1)     =>     Lt: y-2= (x+1)
                             Lt: x-2y+5=0


Problema 17

Hallar las tangentes comunes a las circunferencias: C1: x2+y2-6x-8y=0 ; C2: x2+y2-4x-6x=3

Solución

Analizando y llevando a la forma ordinaria las ecuaciones de la circunferencia.
Aplicando la distancia del centro a la recta tangente tendremos:




Dividiendo estas dos relaciones tendremos:




Donde tendremos




Analizando el discriminante:
Entonces m no existe, es decir la recta
es paralela al eje y.
Para m=0 y b= -1
tendremos
LA PARABOLA

1. DEFINICIÓN
Se llama parábola al lugar geométrico de los puntos que equidistan de un punto dado
denominado foco y de una recta dad llamada directriz (con la condición, que el foco no se
encuentre en la directriz),
Es el conjunto de puntos P(x;y) del plano, que se mueven de tal manera que equidistan de una
recta fija L (Llamada directriz) en el mismo plano de un punto fijo F (llamado foco) del plano
R2 y que no pertenece a la recta L (F L).
=> P={P(x;y) R2/d (PL)=d(PF)
Además (e =         =1
2. ELEMENTOS DE LA PARABOLA
2.1 Directriz (L) Es la recta fija y perpendicular al eje principal o focal. La distancia de
cualquier punto de la parábola a ella es igual a la distancia de dicho punto al foco d(PL)=d(PF)
2.2 Foco (F) Es el punto fijo de la parábola.
2.3. Eje Focal (Vx) Es la recta que pasa por el foco, también se llama recta focal y es
perpendicular a la directriz.
2.4 Vértice (V): Es el punto medio del segmento FQ que une la directriz y el foco:
d(QV) = d(FV) = p             p: parámetro de la parábola.
2.5 Cuerda (A1 A2): es el segmento que une 2 puntos cualquiera de la parábola.
2.6 Cuerda focal (B1 B2): Es la cuerda focal que es perpendicular al eje focal.
2.7 Lado recto (R1R2 ó LR): Es la cuerda focal que es perpendicular al eje focal
2.8 Excentricidad€: Es la razón constante entre la distancia de un punto al foco y la distancia de
dicho punto a la directriz.
               e=        =1
2.9 Radio vector: Es el segmento que une un punto de la parábola con el foco.

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Ecuaciones de la circunferencia

  • 1. Palace 1. DEFINICIÓN Es el lugar geométrico de todos los puntos P(x;y) donde la distancia de un punto cualquiera de la circunferencia al centro C(h; k); se denomina radio (R). 2. Elementos Centro de la circunferencia: Punto fijo “C(h;k)” Radio de la circunferencia: distancia constante del centro a la circunferencia “R” Cuerda: segmento que une dos puntos cualquiera de la circunferencia “DE” Diámetro: cuerda que pasa por el centro y cuya longitud es 2R, “AB”. Flecha o sagita: segmento orientado comprendido entre una cuerda y el arco de circunferencia comprendido “MN” “Lt” recta tangente a la circunferencia. “LN” recta normal a la circunferencia. P(x;y) punto genérico de la circunferencia. 3. ECUACIONES DE LA CIRCUNFERENCIA I. Forma canónica La circunferencia de centro en el origen de coordenadas y radio R > 0, tiene por ecuación: C: x2 + y2 = R2
  • 2. II. Forma ordinaria La ecuación de una circunferencia de centro el punto C(h; k) y de radio R > 0 esta dado por: C: (x - h)2 + (y - k)2 = R2 Sabemos que d(PC)=R C: (x – h)2 + (y – k)2 = R2 Si la circunferencia es tangente al eje x, su ecuación será: C: (x - h)2 + (y - k)2 = k2 con R=
  • 3. Para la circunferencia tangente al eje y, su ecuación será: C: (x – h)2 + (y – k)2 = h2 con R= III. ECUACIÓN GENERAL DE LA CIRCUNFERENCIA Desarrollando la formula ordinaria C: (x – h)2 + (y – k)2 = R2 Obtenemos que: x2 y2 -2hx - 2ky + (h2 + k2 - R2) = 0 Haciendo: D=-2h; E= -2k; F=h2 + k2 – R2 La Ecuación de la circunferencia sería: C: x2 + y2 + Dx + Ey + F = 0 Comprobando llevaremos la ecuación a la forma inicial: De donde observamos que: Centro: Radio: R= La ecuación de la circunferencia tangente a los ejes coordenadas viene dado por: C(h; k) = C(h; h) = C(k; k) C: (x – h)2 + (y – h)2 = h2 = =
  • 4. En la ecuación α se dan los siguientes casos: (.) Si: D2 + E2 – 4F > 0, tenemos la circunferencia de centro y R= (..) Si D2 + E2 – 4F = 0, representa el punto (…) Si D2 + E2 – 4F < 0, representa una circunferencia imaginaria. 4. FAMILIAS DE CIRCUNFERENCIA Sean: Y si C1 intercepta a C2, se tendrá que: C1+kC2=0 Es una circunferencia C que pasa por las 2 intersecciones de C1 y C2, siempre que (1+k) ≠ 0 Ck es la ecuación de la familia de curvas o circunferencias, que pasan por las intersecciones P, Q de C1 y C2. Todas la circunferencias Cn, tienen sus centros sobre la recta que pasa por los cnetros C1 y C2 Si en C1 hacemos que 1 + k = 0 k = -1, se encuentra la ecuación del eje radical C1 y C2 y que es: L eje radical (D1 – D2) x + (E1 – E2) y + (F1 – F2) = 0 Si C1 y C2 se cortan en dos puntos diferentes su eje radical coincide con su cuerda común; si C1 y C2 son tangentes entre si, su eje radical es su tangentes común, y si C1 y C2 no tienen ningún punto común con ninguno de ellos. EJE RADICAL: El eje radical de C1 y C2 es perpendicular a la recta que une sus centros; es también el lugar geométrico de un punto que se mueve de tal manera que las longitudes de las tangentes trazadas por él a C1 y C2 son iguales. La pendiente del je radical es: Meje radical = Si C1 y C2 se cortan en 2 puntos diferentes, la ecuación Ck representa para todos los valores de k≠ -1, todas las circunferencias que pasan por los puntos de intersección C1 y C2 con la única excepción de C2 misma. (*) Si C1 y C2 son tangentes entre si y si n ≠ -1 entonces Ck representa para todas las circunferencias que son tangentes a ≠ en un punto común con la excepción de C2 misma. (*) Si C1 y C2 no tienen ningún punto común la ecuación de Ck representa C(k ≠ -1), siempre que la ecuación resultante tenga coeficientes que cumplen: D2 + e2 – 4F > 0
  • 5. 5.CONDICIÓN DE TANGENCIA PARA ECUACIONES CUADRÁTICAS EN DOS VARIABLES. Sea la ecuación Ax2+Cy2+Dx+Ey+F=0, al interceptarlo con una recta L: ax+by+c=0, lo que se hace es de “L” despejar x ó y, y reemplazarlo en la ecuación de 2do grado, entonces formamos una ecuación de 2do grado ya sea en y o en x, y tenemos que calcular los x ó los y, para lo cual, tendremos en cuenta: CASO I: Si el discriminante es menos que cero, entonces no existe punto de intersección C L. CASO II: Si el discriminante es cero, entonces encotramos un punto de tangencia. CASO III: Si el discriminante es mayor que cero, entonces existen dos soluciones, significando que hay dos puntos de intersección. Para el análisis es más conveniente tomar para la recta L la forma y = mx + b TEOREMA: Si m es la pendiente de una recta a una curva plana continua C en el punto P0 (X0;Y0) entonces para el punto P0 tenemos: 1. La ecuación de la tangente Lt a C es : Lt : y – y0 = m (x – x0) 2. Longitud de la tangente a C es igual a: ;m≠0 3. Longitud de la subtangente a C es igual a: ;m≠0 4. La ecuación de la normal: (y – y0)= - (x – x0) . m ≠ 0 5. Longitud de la normal es igual a: y0 . 6. Longitud de la subnormal es igual a: my0 L1: recta tangente L2: recta normal = Longitud de la tangente = Longitud de la normal QT= Subtangente; QN= Subnormal Si las curvas C1y C2 planas se cortan en P, Lt , Ln ,son sus rectas tangentes en P se llama ángulo de dos curvas en P (punto de intersección) a cualquiera de los dos ángulos suplementarios formados por las dos tangentes a las curvas en dicho punto P.
  • 6. 6. TANGENTES A UNA CIRCUNFERENCIA Para la determinación de la recta tangente a un circunferencia se considera tres problemas. 1. Lt en un punto P0 (xo;y0) de C es: Lt: y – y0 = m(x-x2) 2. Para hallar Lt a una C, conociendo su pendiente Lt: y = mx+b 3. Para hallar Lt a una C y que pase Lt por P0(x0;y0) Lt: y – y0 = m(x – x0) 4. Para la C: (x-h)2 = R2 su recta tangente en P0(x0;y0)viene dado por : Lt: (x-h) (x0 – h) + (y – k) (y0 – k) = R2 Si se tiene la ecuación general de 2do grado: Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+F=0, si se conoce un punto P0(x0; y0) sobre la curva (P0 satisface su ecuación), entonces la ecuación de la recta tangente Lt tangente a la curva en P0(x0; y0) tiene la forma: Observamos que la pendiente de Lt es: TEOREMA: Si t es la longitud de la tangente trazada del punto exterior P0(x0 ; y0) a la C: (x – h)2 + (y – k)2 = R2 entonces: t= Para hallar la ecuación (*), la ecuación general, puede escribirse (cada término) así: x2=x.x ; xy= ; y2= y.y ; x= ; y= ; y luego se coloca el subíndice “o” a una variable en cada término, este criterio de la tangente a la ecuación general de 2do grado, puede usarse, aún cuando no se conozca el punto de contacto, es decir: x2=x0.x ; xy= ; y2= y0.y ; x= ; y=
  • 7. EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS Problema 1 Hallar las ecuaciones de las tangentes trazadas desde el punto (4;1) a la cónica: 2x2- xy + y2 + x – 3y + 2 = 0 Solución Sea ( , ) las coordenadas de uno de los puntos de tangencia, entonces de (*) tendríamos: Como (4;1) Lt tendríamos: Lt: Después de simplificar tendremos: 16 -5 + 5 = 0 ………………………………………(1) También en la ecuación de la curva: 3x - +y + - 3 +2 = 0 ……………………….. (2) Resolviendo el sist3ema formado por (1) y (2) obtenemos: Entonces existen dos tangentes: = y-1=0 =32x + 103y - 231 = 0 Problema 2 La recta Lt es tangente a x2+y2 = 1 en A = . Hallar la tangente del ángulo que forma Lt con la cuerda que va de A al punto B = (1;0) Sabemos que:
  • 8. Deducimos que m = -1, donde m es la pendiente de la recta tangente. También observamos que: Pero sabemos que: Problema 3 Hallar la ecuación de la familia de circunferencias que sean tangentes a: x+y=3, en (-2; 5). Solución Consideremos dos de las circunferencias con tales condiciones como C1 y C2, con raios Rr= y R2 = (arbitrariamente) LN: y – 5 = (x+2) => LN : y-5=x+2 => LN : y=x+7 Como C1 y C2 pertenecen a LNtendremos que: Como C1: x2+y2+6x-8y+23=0 C2: x2+y2-14y+41=0 La Familia de circunferencias pedida será Cn: C1+nC2=0 ; n ≠ -1 Cn: x2+y2+6x-8y+23+n(x2+y2-14y+41)=0 Cn: (n+1)x2+(n+1)y2+6x-(8+14n) y+(23+41n)=0; n Z – {-1}
  • 9. PROBLEMA 4 Demuestre que C1: x2+y2-6x-3y+10=0: C2: x2+y2=5, son tangentes. Hallar la ecuación de la C tangente a C1 y C2 en su punto común y que pasa por (2;7). Observamos que: m => mLt = -2 Pero sabemos que: Como Q1 = Q2 = (2;1), entonces las circunferencias son tangentes en Q = (2;1). Para calcular la C que pasa por (2;1) (2;7), como se tiene 2 puntos hay toda una familia de Cn que pasan por dichos puntos; entonces calculamos dos específicamente. Cn que pasa por (a;b) (2;1) (2;7) Si tomamos (a;b) = (1;1)
  • 10. Problema 5 Hallar la ecuaciones de las tangentes a la circunferencia c: x2 + y2 - 2x + 4y = 0 que son perpendiculares a la recta L: x-2y=0 Solución La ecuación queda transformada completando cuadros en: Finalmente las ecuaciones de las rectas serán: Lt: 2x+y-5=0 Lt: 2x+y+5=0
  • 11. Problema 6 Desde el punto P(1;6) se han trazado tangentes a la circunferencia C: x2+y2+2x-19=0. Hallar sus ecuaciones. Solución Completando cuadrados en la ecuación C: (x2+2x+1)+y2=19+1 C: (x+1)2+y2=20 De donde: C(-1;0) y R = 2 La Ecuación de la recta tangente será: Lt: y-6 = m(x-1) Lt: mx-y+(6-m)=0 Pero: d(LtC)=R 36-24m+4m2=20m2+20  2m2+3m-2=0 (2m-1) (m+2)=0  m = m=-2 Finalmente las ecuaciones de las tangentes será: (x – 1)  (x – 1)  Problema 7 Hallar la ecuación de la circunferencia que tiene su centro en el punto C(-1;4) y es tangente a la recta que pasa por los puntos A(3;-2); B(-9;3). Solución
  • 12. Finalmente la ecuación de la circunferencia será: C: (x+1)2+(y-4)2=16 Problema 8 Hallar la ecuación de la circunferencia que pasa por los puntos A(1;6), B(2;-1) y es tangente al eje y. Solución: La ecuación de la circunferencia es: Tendríamos dos circunferencias: C1: (x-5)2+(y-3)2=25 y C2: (x-145)2+(y-23)2=1452 Problema 9 Hallar las ecuaciones de la circunferencia que pasa por el punto A(1:0) y son tangentes a la rectas: L1: 2x+y+2 =0 L2: 2x+y-18=0 Solución Luego tendremos
  • 13. Pero también: 2R = 4 => R=2 Reemplazamos la relación (1) en (2) tendremos: (h-1)2 + (8-2h)2=20 De donde: 5h2-34h+45=0 => (h – 5) (h-9) = 0 => Las ecuaciones de las circunferencias son: C1: (x-5)2+(y+2)2=20 C2: Problemas 10 Hallar la suma de las coordenadas del centro con el radio de la circunferencia inscrita en el triángulo determinado por los ejes coordenados y la recta L: 3x+4y+6=0. Solución Observamos del gráfico que: d(xC)=(yC) = d(LC) De donde tendremos: 7h+6=5h 7h+6=-5h H = -3 h = -1/2 Para h= -3 el punto C(h;) caería fuera del triángulo, con ello queda descartado este resultado. Para h= -1/2 el centro C(h;h)=C y el radio R= Finalmente tendremos que: h+k+R= - - + = -
  • 14. Problema 11 Hallar la ecuación de la circunferencia que pasa por los puntos (-1;0), (0;-1), (1;0). Solución Como sabemos que debe ser una circunferencia su ecuación será de la forma: X2+y2+Dx+Ey+F=0 Los puntos mencionados deben pertenecer y satisfacer la ecuación por lo tanto sustituimos los tres puntos: (-1;0) C => 1-D+F=0 (0;-1) C => 1-E+F=0 (1;0) C => 1+D+F=0 Resolviendo el sistema obtenemos: F=-1; D=0; E=0 Finalmente la ecuación de la circunferencia será: C: X2+y2=1 Problema 12 Hallar la pendiente de la recta tangente a la curva: x2+y2=5 en el punto (-1;2). Solución: De la ecuación x2+y2 = 5 C(0;0) y R= Observamos que: Luego deducimos que: Cálculo de la ecuación de Lt: y-2= (x+1) y-2= (x+1) Lt: x-2y+5=0 Problema 13 Hallar las ecuaciones de las tangentes a loa circunferencia x2+y2+10x-2y+6=0 que son parálelas a la recta 2x+y-7=0 Solución Observamos que : C: x2 + y2+10x-2y+6=0 C: (x+5)2+(y-1)2=20 Donde C (-5;1) y R = 2 pero también podemos notar mL=-2 => , entonces LN: y-1= (x+5) LN: x-2y+7=0
  • 15. Podemos ver que P LN C, luego resolviendo el sistema: Para: y = 3; x =-1 y P (-1:3) Para: y = -1; x =-9 y P(-9;1) Finalmente las ecuaciones de las tangentes serán: = =-2 Problema 13 Desde el punto A se han trazado tangentes a la circunferencia: x2+y2=5. Hallar sus ecuaciones. Solución: De la ecuación de la recta tangente que pasa por el punto A , tenemos De la circunferencia: C:x2+y2=5 ……(2) Reemplazando (1) en (2) x2+ Por la condición de tangentes es necesario que =0, entonces tendremos 302m2(m+1)2- 4x9(1+m2) =0 Después de efectuar operaciones tendremos 2m2-5m+2=0 (2m-1)(m-2) = 0 m= =2 Luego las ecuaciones de las rectas serán
  • 16. Problema 15 Hallar la ecuación de la tangente a la circunferencia (x+2)2+(y-3)2=25 en el punto A(-5,7) Solución De la ecuación de la circunferencia Además tenemos Finalmente la ecuación de la recta tangente será: : 3x-4y+43=0 Problema 16 Hallar la ecuación de la tangente a la circunferencia x2+y2=5 en el punto A (-1;2) Solución En la circunferencia C: x2+y2=5 tenemos: C(0;0), R= También tenemos que : Finalmente la ecuación de la recta tangente será: Lt: y-2= (x+1) => Lt: y-2= (x+1) Lt: x-2y+5=0 Problema 17 Hallar las tangentes comunes a las circunferencias: C1: x2+y2-6x-8y=0 ; C2: x2+y2-4x-6x=3 Solución Analizando y llevando a la forma ordinaria las ecuaciones de la circunferencia.
  • 17. Aplicando la distancia del centro a la recta tangente tendremos: Dividiendo estas dos relaciones tendremos: Donde tendremos Analizando el discriminante: Entonces m no existe, es decir la recta es paralela al eje y. Para m=0 y b= -1 tendremos
  • 18. LA PARABOLA 1. DEFINICIÓN Se llama parábola al lugar geométrico de los puntos que equidistan de un punto dado denominado foco y de una recta dad llamada directriz (con la condición, que el foco no se encuentre en la directriz), Es el conjunto de puntos P(x;y) del plano, que se mueven de tal manera que equidistan de una recta fija L (Llamada directriz) en el mismo plano de un punto fijo F (llamado foco) del plano R2 y que no pertenece a la recta L (F L). => P={P(x;y) R2/d (PL)=d(PF) Además (e = =1 2. ELEMENTOS DE LA PARABOLA 2.1 Directriz (L) Es la recta fija y perpendicular al eje principal o focal. La distancia de cualquier punto de la parábola a ella es igual a la distancia de dicho punto al foco d(PL)=d(PF) 2.2 Foco (F) Es el punto fijo de la parábola. 2.3. Eje Focal (Vx) Es la recta que pasa por el foco, también se llama recta focal y es perpendicular a la directriz. 2.4 Vértice (V): Es el punto medio del segmento FQ que une la directriz y el foco: d(QV) = d(FV) = p p: parámetro de la parábola. 2.5 Cuerda (A1 A2): es el segmento que une 2 puntos cualquiera de la parábola. 2.6 Cuerda focal (B1 B2): Es la cuerda focal que es perpendicular al eje focal. 2.7 Lado recto (R1R2 ó LR): Es la cuerda focal que es perpendicular al eje focal 2.8 Excentricidad€: Es la razón constante entre la distancia de un punto al foco y la distancia de dicho punto a la directriz. e= =1 2.9 Radio vector: Es el segmento que une un punto de la parábola con el foco.