Enunciado

Em cada um dos problemas 25 a 30, determinar o centro, os vértices, os focos e a excentricidade das hipérboles dadas. Esboçe o gráfico.

x 2 - 4 y 2 + 6 x + 24 y - 31 = 0

Passo 1

Vamos começar fazendo uma análise do que o problema pede. O exercício que o esboço do gráfico, certo? Para isso precisamos encontrar a ,   b ,   c   A 1 , A 2 , C , F 1 , F 2 ,   B 1 ,   B 2 e com eles montar o gráfico. Bora la?

Primeiro faremos uma análise da equação dada:

x 2 - 4 y 2 + 6 x + 24 y - 31 = 0

Juntando os termos em comum:

x 2 + 6 x - 4 y 2 + 24 y = 31

Podemos isolar termos, para isolar x   e y temos que deixar um positivo e outro negativo :

x 2 + 6 x - 4 y 2 - 6 y = 3 1

Agora, podemos usar a regra para completar quadrados:

a ± b 2 = a 2 ± 2 a b + b 2

Então, podemos chamar 6 2 = b x e 6 2 = b y :

x 2 + 6 x + 3 2 - 3 2 - 4 y 2 - 6 y + 3 2 - 3 2 = 3 1

Retirando alguns dos termos de dentro da multiplicação:

x 2 + 6 x + 9 - 9 - 4 y 2 - 6 y + 9 + 36 = 31

Aplicando a propriedade distributiva:

x + 3 2 - 9 - 4 y - 3 2 + 3 6 = 3 1

x + 3 2 - 4 y - 3 2 = 31 - 27

x + 3 2 - 4 y - 3 2 = 4

Dividindo tudo por 36:

x + 3 2 4 - 4 y - 3 2 4 = 4 4

Simplificando:

x + 3 2 4 - y - 3 2 1 = 1

Passo 2

Conseguimos chegar na seguinte equação:

x + 3 2 4 - y - 3 2 1 = 1

Lembrando que a equação é dada por:

x - h 2 a 2 - y - k 2 b 2 = 1

Isso significa que:

h = - 3

k = 3

a 2 = 4

a = 2

b 2 = 1

b = 1

Com essas informações podemos calcular os demais termos, primeiro com c :

c 2 = b 2 + a 2

c 2 = 4 + 1

c 2 = 5

c = 5

Passo 3

Com isso, conseguimos determinar alguns pontos importantes. Se C ( h , k ) , então:

C = ( - 3 , 3 )

Sabemos também que:

A 1 = ( h - a , k )

A 2 = ( h + a , k )

Então:

A 1 = - 3 - 2 , 3 = ( - 5 , 3 )

A 2 = - 3 + 2 , 3 = ( - 1,3 )

Agora, podemos calcular os focos:

F 1 = h - c , k = ( - 3 - 5 , 3 )

F 2 = h + c , k = ( - 3 + 5 , 3 )

Por fim, calculamos as coordenadas B :

B 1 = h , k - b = ( - 3 , 2 )

B 2 = h , k + b = ( - 3 , 4 )

E excentricidade:

e = c a = 5 2

Passo 4

Com todas as coordenadas calculadas, podemos esboçar um gráfico. Dica: colocamos dentro de um gráfico os eixos x e y . Depois acrescentamos as coordenadas A 1 , A 2 , B 2 , B 2 e o centro C . Cruzaremos assíntotas com centro C e entre as assíntotas teremos nosso esboço:

Resposta

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