apuntes geometria analitica 2015

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Departamento de Matemática Profesor: Iván Vargas B. APUNTES DE GEOMETRÍA ANALÍTICA NOCIONES BASICAS Y LINEA RECTA. Distancia entre dos puntos Razón de división Punto medio Pendiente. Angulo de inclinación Ángulo entre dos rectas, Paralelas, Perpendiculares Ecuación de la recta punto pendiente Ecuación de la recta dados dos puntos Ecuación general Pendiente; Ordenada Abscisa Distancia de una recta a un punto. EJERCICIOS PROPUESTOS: 1.- Calcula el perímetro del triángulo cuyos vértices son A(-2,5) B(4,3) yC(7,-2). 2.- Encuentra las coord.. del punto que divide al segmento de línea A(4,- 3) y B(1,4) en la razón de 2. 3.- Encuentra el ángulo de inclinación de la línea que pasa por los puntos L(-3,-5) y M(6,7). 4.- Escribe la ecuación de la línea recta en su forma general que pasa por los puntos C(2,-3) y D(4,2). 5.- Determina la ecuación de la línea que pasa por (-2,3) y es perpendicular a la línea 2x – 3y + 6 = 0 6.-Encuentra la pendiente, ordenada y abscisa al origen de la recta 5x – 2y – 10 = 0 Guía Geometría Analítica 1

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Departamento de Matemática Profesor: Iván Vargas B.

APUNTES DE GEOMETRÍA ANALÍTICA

NOCIONES BASICAS Y LINEA RECTA.

Distancia entre dos puntos

Razón de división

Punto medio

Pendiente. Angulo de inclinación

Ángulo entre dos rectas, Paralelas, Perpendiculares

Ecuación de la recta punto pendiente

Ecuación de la recta dados dos puntos

Ecuación general Pendiente; Ordenada Abscisa

Distancia de una recta a un punto.

EJERCICIOS PROPUESTOS:

1.- Calcula el perímetro del triángulo cuyos vértices son A(-2,5) B(4,3) yC(7,-2).

2.- Encuentra las coord.. del punto que divide al segmento de línea A(4,-3) y B(1,4) en la razón de 2.

3.- Encuentra el ángulo de inclinación de la línea que pasa por los puntos L(-3,-5) y M(6,7).

4.- Escribe la ecuación de la línea recta en su forma general que pasa por los puntos C(2,-3) y D(4,2).

5.- Determina la ecuación de la línea que pasa por (-2,3) y es perpendicular a la línea 2x – 3y + 6 = 0

6.-Encuentra la pendiente, ordenada y abscisa al origen de la recta 5x – 2y – 10 = 0

7.-Encuentra el ángulo agudo entre las rectas: 2x + 3y – 4 = 0 , 3x + y + 5 = 0 8.-Calcula la distancia del punto (5,2) a la recta 2x – 4y + 3 = 0

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1. Halla el valor de “x” si la distancia entre (x, 2) y (1, 2) es 5 Sol. x1 = 2, x2 = -4

2. Demuestra que los puntos A(2, 2), B(6, 6) y C(2, 2) son los vértices de un triángulo isósceles.

3. Demuestra que los puntos A(2, 8), B(6, 1) y C(0, 4) son los vértices de un triángulo rectángulo.

4. Halla el perímetro de los triángulos cuyos vértices son a) A(4, 4), B(6, 6) y C(0, 3) Sol. 29.06b) A(-2,5), B(4,3) y C(7,-2) Sol : 23.56

5.- Demuestra que el triángulo cuyos vértices son, es escaleno.

Guía Geometría Analítica 1

6.- Prueba que los puntos (2, 3), (1, 2) y (4, 1) son colineales por cualquier método y encuentra la ecuación de la recta Sol. x+3y-7=0

7.- Encuentra las coordenadas del punto que divide al segmento de línea A(4,-3) y B(1,4) en la razón 2. Sol : P(2, 5/3)

8.- Encuentra las coordenadas del punto P, tal que sí,

Sol. P(8/5, -16/5)

9- Un segmento de recta tiene por extremos los puntos A(1, 2) y B(5, 6). Determina las coordenadas del punto C, tales que AC/CB =1/4. Sol. P(9/5, 2/5)

10.- Encuentra el ángulo de inclinación de la línea que pasa por los puntos L(-3,-5) y M(6,7). Sol : 53.13º

11.- Encuentra el ángulo agudo entre las rectas: a) y Sol : 37.87º b) 2 3 7 0x y y 5 2 10 0x y Sol. 78.11°

12- Encuentra los ángulos interiores del triángulo cuyos vértices son los puntos. A(4, 2), B(6, 1), C(0, 1) Sol. A=109.65°, B=37.88°, C=32.46°

13.- Aplicando la condición de perpendicularidad, demuestra que el triángulo formado por los puntos, A(3, 2), B(5, 4) y C(1, 2), es rectángulo.

14.- Escribe la ecuación de la línea recta en su forma general que pasa por los puntos C(2,-3) y D(4,2). Sol : 5x-2y-16=0

15.- Determina la ecuación de la línea que pasa por (-2,3) y es perpendicular a la recta 2x-3y+6=0 Sol : 3x+2y=0 16.- Encuentra la ecuación de la recta que pasa por el punto (4, 2) y es paralela a la recta 2x3y+4=0 Sol. 2x-3y-2=0

17.- Dada la ecuación general de la recta, determinar la pendiente, ordenada, abscisa y su ráfica.

a) 5 4 20 0x y Sol. m=-5/4, b=5, a=4b) Sol : m=5/2, a=2, b=-5

18.-Encuentra la ecuación de la recta que pasa por el punto (4, 4) y es perpendicular a la recta que pasa por los puntos A(2, 3) y B(6, 1). Sol. x-y-8=0

19.- Calcula la distancia del punto (5,2) a la recta 2x - 4y + 3 = 0. Sol : d= 5

2= 1.11u

20- Calcula la distancia entre el punto P(4, -1) y la recta que pasa por el punto A(2, 3) con pendiente de -3/4. Sol. 3x+4y-18=0, d=2

21.- Calcula la distancia entre el punto A(2, 1) y la recta que pasa por los puntos B(5, 4) y C(2, 3) Sol. 4.74 u

22.- Encuentra la distancia entre las rectas paralelas a) y Sol. d = 8 u

b) y Sol. d=1.56 u

Guía Geometría Analítica 2

CIRCUNFERENCIA.

Ecuación de la circunferencia con centro en el origenEcuación de la circunferencia con centro en (h, k)Ecuación general, con A=C

EJERCICIOS RESUELTOS:

1.- Encuentra la ecuación general de la circunferencia con centro en el origen y las coordenadas de los extremos de un diámetro son P(3,4) y Q(-3,-4).C (0,0)

ECUACIÓN:

2.- Encuentra la ecuación general de una circunferencia cuyos extremos de un diámetro son A(5,-6) , B(-7,2).

Pm (-1,-2)ECUACIÓN: x2 + y2 + 2x + 4y – 47 = 0

3.- Encuentra la ecuación general de la circunferencia con centro C(-4,-1) y es tangente a la recta 3x + 2y – 12 = 0.

ECUACIÓN:

4.- Dada la ecuación de la circunferencia 36x2 + 36y2 – 24x + 108y + 85 = 0. Determina que representa.

Dividiendo entre 36:

Asociando:

Completando:

SOLUCIÓN: Punto

5.- Dada la ecuación de la circunferencia, determine las coordenadas del centro y la longitud del radio 2x2 + 2y2 – 16x – 4y + 16 = 0.

Guía Geometría Analítica 3

C ( 4 , 1 ) y radio = 3

6.- Encuentra la ecuación en su forma ordinaria de la circunferencia que pasa por los puntos A(3,2) y B(-3,8) y su centro está sobre la recta x – 4y – 4 = 0.

Punto medio pendiente

Ecuación de la mediatriz

El centro en la intersección x=-8 y=-3 C(-8, -3)

Radio Ecuación de la circunferencia. ECUACIÓN: (x+8)2+(y+3)2=146

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.- Halla la ecuación de la circunferencia, que cumple con las condiciones señaladas.

a) Centro en el origen, radio 8. Sol. b) Centro en (-2,3) y radio 4. Sol. c) Centro en (-2,1) y pasa por el punto (4, 3) Sol. d) Centro en (4, -1) y pasa por el punto(-1, 3). Sol. e) Diámetro con extremos en (2, 3), y (4, -1) Sol. f) centro en (-4, 3) y es tangente al eje “y”. Sol. g) Centro en (2, 5) y tangente a la recta 3x + 4y – 1 = 0 Sol. h) Centro (-2, 3) y tangente a la recta 20x – 21y – 42 = 0

2.- Halla el centro y el radio de las circunferencias siguientes reduciendo primero a su forma ordinaria:

a) Sol. C(4, -5),

b) Sol. C(4, 7/2),

c) Sol C(5/2, -3/2), r = 4

3.- Encuentra el centro y el radio de la circunferencia de ecuación. Utilizando las fórmulas.

a) Sol. r=3, C(1, -4)b) Sol. r=8, C(-3, 2)

4.- Halla la ecuación de la circunferencia que pasa por los puntos (1, -4) y (5, 2) y que tiene su centro en la recta x-2y+9=0. Sol.

5.- Determina la ecuación, centro y radio de la circunferencia que pasa por los tres puntos A(1, 2), B(3, 1) y C(-3, -1) Sol.

6.- Determina la ecuación general de la circunferencia que pasa por el punto (1, 2) y que es tangente a la recta 2x+3y-18=0 en el punto (3, 4). Sol.

7.- Dada la ecuación, determina que representa, un punto, una circunferencia o un conjunto vacío

a) Sol. Conjunto vacío.b) Un punto.c) Conjunto vacío.d) Circ. Real.

8.- Determina la ecuación de la circunferencia que pasa por el punto (5, -1) y que es concéntrica a la circunferencia Sol. 9.- Encuentra la ecuación de la circunferencia de centro en (-2, 4) y pasa por la

Guía Geometría Analítica 4

intersección de las rectas 4x-7y+10=0, y 3x+2y-7=0. Sol. 10.- Halla la ecuación de la circunferencia concéntrica con y que es tangente a la recta 20x-21y-42=0.

Sol. PARABOLA

Vértice en (h, k)ECUACION ORDINARIA

TIPO FOCO DIRECTRIZ LADO RECTO

(y-k)2 =4p(x-h) horizontal (hp, k) x = hp 4p(x-h)2=4p(y-k) Vertical (h, kp) y = k p 4p

EJERCICIOS RESUELTOS:

1.- Encuentra la ecuación general de la parábola con foco en (5,1) y directriz la recta y + 7 = 0.

p = 4 ECUACIÓN:

2.- Encuentra la ecuación en su forma general de la parábola con foco en F(2,5) y ecuación de su directriz y = 1.

ECUACIÓN: x2 – 4x – 8y + 28 = 0

3.- Encuentra la ecuación general de la parábola con focos en (0,-2) y directriz la recta: x – 5 = 0.

p = 2.5 ECUACIÓN:

4.- Dada la ecuación de la parábola, encontrar las coordenadas del vértice y foco y la ecuación de la directriz: 2y2 – 12y – 24x – 30 = 0.

Factorizando y Completando T.C.P. Div. Entre 2:

4p = 12 p = 3 Vértice: (-2, 3)F (h+p, k) Foco (1, 3)

Ec. Direc. x = h – p Ecuación Directriz: x = – 5

5.- Encuentra las coordenadas del vértice y del foco y la ecuación de la directriz de la parábola: 2y2 – 8x – 8y – 32 = 0.

Dividiendo entre 2:

p = 1 VÉRTICE (-5, 2)F (h + p, k) FOCO (-4, 2)Ec. Direc. x = h - p x = -6 DIRECTRIZ x + 6 = 0

6.- Un arco parabólico tiene una altura de 20m y 20m de ancho. ¿Cuál es la altura del arco a 5m del centro?

V (h,k) V(0,20) P(x,y) P(10, 0)100 = -4p (-20) 100 = 80 p p = 1.25

Sustituimos: x2 = -4 (1.25) (y-20) x2 = -5 (y-20)Sí x = 5 : 25 = -5y + 100 5y = 100 – 15 5y = 75

ALTURA: y = 15 m

Guía Geometría Analítica 5

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.- Halla la ecuación de la parábola con:a) con vértice en el origen y foco (0, 3/5) Sol.- x2= -12/5 y, 5x2=-12y

b) vértice en el origen y foco (7/2, 0) Sol.- y2=-14x

c) vértice en el origen y directriz x = ¾ Sol.- y2=-3x

d) Vértice en (3,3) y directriz x=1, Sol.

e) Foco en (4, 3) y directriz y=5 Sol.

f) Vértice (2, 3) y Foco (1, 3) Sol.- y2+12x+6y-15=0

2.- De la ecuación de la parábola, halla las coordenadas del vértice, del foco y la ecuación de la directriz, traza la gráfica.

a) Sol.- V(0,0), p=2, F(0,2), direc. y=-2b) y x2 24 0 Sol.- V(0,0), F(6,0), direc. x=-6 c) Sol.- V(1,-4), F(1,-2), Y=-6 p=2d) Sol. V(2, 2), F(7/2, 2), x=1/2e) Sol.- V(-4,2), p=1, F(-3,2), x=-5f) Sol.- V(-1,2), F(-4,2), direc. X=2

3.- Un arco parabólico tiene una altura de 30 metros y una luz (ancho) de 45 metros. Halla la altura del punto del arco situado a 8 metros del centro. Sol. 26.20m

4.- Un arco parabólico tiene una altura de 9 metros y de base 12 metros. Halla la ecuación y la altura de los puntos del arco situados 4 metros del centro. Sol. , y=5m

5.- El cable de suspención de un puente colgante adquiere la forma de un arco de parábola. Los pilares que lo soportan tienen una altura de 25m y están separados una distancia de 200m, quedando el punto mas bajo del cable a una altura de 5m sobre la calzada del puente usando el piso del puente como el eje “x” y como eje “y” el de simetría de la parábola. Halle la ecuación de esta. Calcula la altura de un punto situado a 50m del centro del puente? Sol.- y= 10m

6.- El cable de suspención de un puente colgante adquiere la forma de un arco de parábola. Los pilares que lo soportan tienen una altura de 30m y están separados una distancia de 100m, quedando el punto mas bajo del cable sobre la calzada del puente. Halle la ecuación de esta. Calcula la altura de un punto situado a 25m del centro del puente. Sol.- y=7.5m

7.- La distancia entre dos soportes verticales de un puente colgante es de 100m y la flecha del cable es de 15m. Obtén la altura del cable a 30m del centro del mismo. Sol.- y= 5.4m

ELIPSE.

ECUACIÓN VÉRTICES FOCOS COVERTICES

V(h a, k) F(h c, k) B(h, kb)

Guía Geometría Analítica 6

V(h, k a) F(h, k c) B(hb, k)

LR= e=c/a EJE MAYOR = 2a EJE MENOR = 2b

1.- Encuentra la ecuación de la elipse en su forma general con focos en F(0,25) y F’(0,-25) y vértices en V(0,30) y V’(0,-30).

a=30, c=25, ; b2=275

Elipse vertical con centro en el origen

Ecuación ordinaria

ECUACIÓN:

2.-Encuentra la ecuación de una elipse en su forma general dadas las siguientes condiciones: C(1,4) , F(1,8) y excentricidad 1/5.

Elipse Verticalc = 4

a = 20

Ecuación:

Dividiendo entre 16:

ECUACIÓN: 3.- Dada la ecuación, encontrar las coordenadas de los vértices, focos, así como la longitud del lado recto y la excentricidad: 9x2 + y2 – 54x – 8y + 88 = 0Asociando y Factorizando: Completando T. C. P. :

Diviendo entre 9:

* Elipse Vertical… C ( 3, 4)

a = 3 F ( h, kc ) V ( h, ka)b = 1 F ( 3, 4+ ) V ( 3, 7)c = F ( 3, 4– ) V ( 3, 1)

LR =

e = c/a

4.- Determina si la siguiente ecuación representa una elipse, un punto o un conjunto vacío. 5x2 + y2 – 10x – 2y + 71 = 0

CONJUNTO VACÍO

5.- Un arco tiene forma de semielipse con ancho de 150m, siendo su máxima altura de 45m. Encuentra la altura de los soportes situados a 50m de la orilla hacia el centro del arco.

a = 45 * Elipse Vertical

Guía Geometría Analítica 7

b = 75

Sí x = 25

ALTURA: y = 42.42m

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.-Halla la ecuación de la elipse, conociendo los siguientes datos.

a) Vértices (5, 0), focos en (3, 0) Sol.

b) Vértices en (0, 6), excentricidad 2/3 Sol.

c) C(0, 0), pasa por (3,3), un vértice en (0, 5) Sol.

d) Focos (4, 0), Lado recto = 18/5 Sol.

e) V(2,1), V(8,1), F(3,1),F(7,1) Sol. f) F(2, -1) F(10, -1) excentricidad=2/3 Sol. g) V(3, 1) V(3, 7) L.R=2/3 Sol.

2.-Determine vértices, focos, lado recto, excentricidad y centro de la elipse con ecuación:a) Sol. V(3,0), F(7, 0), LR=4/3, e=7/3, C(0,0)b) Sol. V(0, 5), F(0, 1), LR=8/5, e=1/5, C(0,0)c) , Sol.V(1,3),V(-3,3),F(0,3),F(-2,3)LR=3,e=1/2, d) , Sol. V(-3,6),V(-3,0),F(-3,4.73),F(-3,1.27), LR=4,

e=3/3, C(-3,3)

3.-Un arco tiene forma de semielipse con ancho de 150m, siendo su máxima altura de 45m. Encontrar la altura de dos soportes situados a 25m del centro del arco. Sol. 302 m.

4.- El arco de un paso subterráneo es una semielipse de 90 m. de ancho y 30 m. de altura. a) Halla el ancho situado a 10m de altura b) Obtener la altura de un punto situado a 20m. de la orilla. Sol. a) 42.42m, b) 25m.

5.- Un jardinero desea trazar una elipse ayudado con un lazo y 2 estacas. Las estacas las coloca en los focos de la elipse separadas 7m. ¿De que longitud será el lazo para que atado en las estacas se pueda trazar una elipse de 0.625 de excentricidad. Sol. 11.2m

6.- La órbita de la tierra es una elipse con el sol en uno de sus focos, la longitud del eje mayor es 287 millones de kilómetros y la excentricidad es de 1/62. Halla la máxima y la mínima distancia de la tierra al sol. Sol. Máx. 1.5 millones, Mín 1.41 millones Km.

Guía Geometría Analítica 8

HIPERBOLA.

ECUACIÓN ORDINARIA

VÉRTICES FOCOS COVÉRTICES

V(h a, k) F(h c, k) B(h, k b)

V(h, k a) F(h, k c) B(h b, k)

e=c/a E. Trans = 2a E. Conjug. = 2b

EJERCICIOS RESUELTOS:

1.-Encuentra la ecuación de la hipérbola en su forma general, con focos en (1,6) y (1,0) y su excentricidad 3/2.

c = 3 Ecuación:

a = 2

ECUACIÓN:

2.- Dada la ecuación de la hipérbola, encontrar las coordenadas de un vértice, la ecuación de una asíntota y la longitud del lado recto.

C (-2, -3)

a = 1 V (ha, k)

b = 2 V (-1, -3)

V (-3, -3) Lado Recto : L.R = 8

3.- Dada la ecuación de la hipérbola, encontrar las coordenadas de los vértices, la excentricidad y las ecuaciones de las asíntotas: 9x2 – 16y2 – 18x – 64y – 199 = 0.

Asociando y Factorizando: Completando T. C. P.:

Diviendo entre 144:

* Hipérbola Horizontal C ( 1, –2)

a = 4 F ( h c, k ) V ( h a, k)) b = 3 F ( 6, –2) V ( 5, –2) c = 5 F ( –4,–2) V (–3, –2)

LR =

Guía Geometría Analítica 9

4.- Encuentra la ecuación de la hipérbola vertical en su forma general, cuyas ecuaciones de las asíntotas x – 2y + 1 = 0, x + 2y – 3 = 0, y distancia entre los vértices 2.

2a = 2 a = 1 b = 2 2x – 2 = 0

1 + 2y – 3 = 0 2y = 3 –1 ECUACIÓN:

C ( 1, 1)

5.- Dada la ecuación de la hipérbola, encontrar las coordenadas de un vértice y la ecuación de una asíntota: 9x2 – 16y2 – 36x – 32y – 124 = 0.Fact. y Completando. T.C.P.:

* Hipérbola Horizontal C (2, -1) a = 4 b = 3 Asíntotas: V (h a, k) V (6, -1) y V (-2, -1) 3x+4y-2=0 ; 3x-4y-10=0

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.- Halla la ecuación de la hipérbola en su forma ordinaria, que tiene su centro en el origen, de acuerdo a los datos:

a) Vértices (4, 0), Focos (6,0) Sol.

b) Vértices (0, 5) y un extremo del eje conjugado (3, 0) Sol.

c) Focos (3,0), lado recto = 5 Sol.

d) Focos (7, 0), excentricidad=2 Sol.

e) Vértices (0, 2), lado recto=9 Sol.

f) Vértices (3, 0), excentricidad=4/3 Sol.

2.- Encuentra las coordenadas del centro, vértices, focos, la longitud de cada lado recto, la excentricidad y las ecuaciones de las asíntotas de las hipérbolas.

a) Sol. C(0, 0), V(3, 0), F(11, 0) e=11/3, LR=4/3, asíntotas 2x 3y=0b) Sol. C(0, 0), V(2, 0), F(13, 0) e=13/2, LR=9, asíntotas 3x 2y=0c) Sol. C(0, 0), V(0, 2), F(0, 13) e=13/2, LR=9, asíntotas 3y 2x=0d) Sol. C(0, 0), V(0, 2), F(0, 3) e=3/2, LR=5, asíntotas 5y 2x=0

3.-Halla la ecuación de la hipérbola si te dan los siguientes datos.

Guía Geometría Analítica 10

a) V(3, 4), V’(3, 0) F(3,5), F’(3, -1). Sol. b) V(3, 4), V’(5, 4) F(2,4), F’(6, 4). Sol. c) V(2, 4),V’(6, 4), excentricidad=3/2 Sol. d) F(1, 6), F’(1, 0), excentricidad=3/2 Sol. e) V(3, 3), V’(3, -3), LR=8/3 Sol.

4.- De la ecuación de la hipérbola, encuentra las coordenadas del centro, vértices, focos, la longitud de cada lado recto, la excentricidad y las ecuaciones de las asíntotas.

a) a) Sol. C(2,1),V(4, 1),V’(0, 1),F(5, 1),F’(-1, 1), e=3/2, LR=5, 5(x-2) 2(y-1)=0

b) Sol. C(-1,3),V(-1,4.73),V’(-1,1.27), F(-1,3+7), F’(-1,3-7), e=7/3, LR=8/3, 2(y-3) 3(x+1) =0

c) Sol . C(-2,-3),V(-1,-3),V’(-3,-3), F(-2+5,-3), F’(-2-5, -3), e=5, LR=8, 2(x+2) (y+3) =0

d) Sol. C(-2,-1),F(1,-1),F’(-5,-1), V(-2+5,-1), V’(-2-5, -1), e=3/5, LR=8/5, 2(x+2) 5(y+1) =0e) Sol.- V(6,-1), V(-2,-1), e=5/4, 3x+4y-2=0, 3x-4y-10=0f) Sol.- V(1,-1), V(-5,-1), e=10/3, x+3y+5=0, x-3y-1=0

g) Sol.- V(-3,4), V(-3,0) e=29/2, 2x-5y+16=0, 2x+5y-4=0

TRASLACIÓN, ROTACIÓN DE EJES Y ECUACIÓN DE SEGUNDO GRADO

Forma general de la Ecuación de segundo grado.

TRASLACIÓN: ;

ROTACIÓN:

Ecuación general de segundo grado.I = B2 - 4AC Indicador o DiscriminanteSi: < 0 Elipse o Circunferencia. = 0 Parábola. > 0 Hipérbola.

EJERCICIOS RESUELTOS:

Guía Geometría Analítica 11

1.- Transformar la ecuación , mediante una traslación de los ejes coordenados.

Primer método:

Se sustituyen en la ecuación x por x’+h la y por y’+k.,desarrollando los binomios al cuadrado:

Efectuando los productos:

Agrupando términos semejantes y reordenando:

La ecuación transformada no debe tener términos de primer grado, se igualan acero los coeficientes de x’ y y’ , con lo cual: 8h-8=0 y 18k-54=0, entonces: h=1 y k=3

Por lo tanto, el nuevo origen está en (1,3). Al sustituir los valores de h y k, la ecuación transformada nos queda así: .

Segundo método:

Como esta ecuación de segundo grado no tiene el término en xy, puede efectuarse la transformación completando cuadrados. La ecuación dada se escribe de la siguiente manera: . Factorizando:

, completando los cuadrados y sumando la misma cantidad a los dos miembros de la ecuación tenemos:

.

Factorizando en el primer miembro y sumando en el segundo: , sustituyendo x-1=x’, y-3=y’ se obtiene la ecuación transformada: .

2.- Simplifique mediante una rotación de ejes la ecuación: , en otra que no tenga término en xy. Utilizando las fórmulas del método I:

Por trigonometría se sabe que: , por lo que al sustituir en A’,B’,C’,D’,E’,F’.

Se tiene:

La ecuación dada se transforma en: .

Utilizando las fórmulas del método II:

Guía Geometría Analítica 12

Al sustituir los valores de sen45° y cos45° en las fórmulas de rotación del método II se obtiene:

.

Sustituyendo los valores de x y y en la ecuación:

,

efectuando operaciones

La ecuación dada se transforma en:

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.- Determina que cónica representa cada una de las siguientes ecuaciones.

a) Sol. Parábola

b) Sol. Elipse

c) Sol. Hipérbola

d) Sol. Circunferencia

e) Sol. Hipérbola.

f) Sol. Parábola

2.- Eliminar los términos de primer grado de las ecuaciones siguientes, por medio de una traslación de ejes.

a) Sol .

b) Sol.

c) Sol.

d) Sol.

3.- Mediante una traslación de ejes, simplificar la ecuación en otra que carezca de términos de primer grado, indicando el nuevo origen y el tipo de curva de que se trata.

a) Sol.- x2+5y2=25, O’(-1,2), Elipse

b) x y x y2 24 4 8 8 0 Sol.- x2+4y2 =16, O’(2,1), Elipse

c) Sol.- 2x2+5y2=40, O’(3,-1) Elipse

d) Sol.- 3x2-4y2=12, O’(1,-1) Hipérbola

4.- Transformar las siguientes ecuaciones mediante una rotación para que desaparezca el término Bxy.

a) Sol.

b) Sol.

c) Sol.

d) Sol. 3x2+52y2-52=0

COORDENADAS POLARES.

Distancia entre dos puntos.

Guía Geometría Analítica 13

; Rectangulares a polares

; Polares a rectangulares

Area entre el polo y dos puntos

EJERCICIOS RESUELTOS:

1.- Traza la gráfica de la ecuación dada en coordenadas polares:a) r = 4(1+cos) (cardioide)

0° 30° 60° 90° 120|° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330°r 8 7.46 6 4 2 0.53 0 0.53 2 4 6 7.46

2.- Halla la distancia entre los puntos A(2, 75°) y B(-3, 60°) y el área: Se sustituyen los valores en la fórmula: El área

3.- Transforma la ecuación rectangular a polar. Se cambia x2+y2=r2 , x por rCos, y por rSen

4.- Transforma la ecuación polar a rectangular.

Sustituyendo r y rsen, Transponiendo -y, elevando al cuadrado y simplificando obtenemos.

ecuación de una elipse

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.- Halla la distancia entre los puntos dados en coordenadas polares:a) (6, 45°), y (10, 90°) Sol. 7.15b) (30, 30°) y (30, -90°) Sol. 51.96 c) (3, 150°) y (-2, 60°) Sol. 3.6d) (1, 4/3) y ( 3, /3) Sol. 4

2.- Halla el área de los triángulos cuyos vértices son el polo y los pares de puntos del ejercicio uno Sol. a) 21.21 u2 b) 389.71 u2 c) 3 u2 d) 0

3.- Traza la gráfica de la ecuación dada en coordenadas polares.

a) Sol. Elipse.

b) Sol. Parábola.

c) Sol. circunferencia.d) Sol. e)f)

4.- Transforma las ecuaciónes rectangulares a polares.

a) Sol.

b)c)

Guía Geometría Analítica 14

d) Sol.

5.- Transforma las ecuaciones polares a rectangulares e indica de que curva se trata.

a)

b)

c)

d) Sol. circunferencia.

ECUACIONES PARAMÉTRICAS.

EJERCICIOS RESUELTOS:

1.- Halla la ecuación rectangular de la curva cuyas ecuaciones paramétricas son: y

eliminando el parámetro utilizando la relación entre tangente y secante. Se despeja Tangente y Secante de las ecaucaiones paramétricas.

y

Sustituyendo:

O sea.

2.- Halla la ecuación rectangular de la curva cuyas ecuaciones paramétricas son: x=4t, y=5t-2Se elimina el parámetro "t" despejandola en cada ecuación e igualando.

y Igualando ECUACION

EJERCICIOS PARA RESOLVER.

1.- En cada uno de los ejercicios siguientes, traza la curva correspondiente, partiendo de sus ecuaciones paramétricas y encuentra la ecuación rectangular de la curva.

a) y Sol.

b) ; Sol.

c) ; Sol.

d) ; Sol.

e) ; Sol.

f) ; Sol.

g) ; Sol.

h) ; Sol.

i) ; Sol.

j) ; Sol.

Guía Geometría Analítica 15