Enunciado

Determinar uma equação da hipérbole que satisfaça as condições dadas. Esboçar o gráfico.

Vértices A ± 4,0 e passando por P 8,2

Passo 1

Vamos lá, temos que a hipérbole possuem os seguintes elementos:

  • Dois focos, F 1 e F 2 , que possui uma distância focal de 2 c entre eles
  • Um centro C h , k que é o ponto médio do segmento dos focos F 1 F 2
  • Dois vértices, A 1 e A 2
  • O eixo real que é o segmento A 1 A 2 com comprimento 2 a
  • O eixo imaginário que é o segmento B 1 B 2 com comprimento 2 b

Aqui vemos que como os focos estão no eixo O x o real também está sobre O x , assim a equação vai ser da forma:

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

Vamos então encontrar os valores a , b , k e h .

Passo 2

Pelas informações do enunciado temos que o centro é 0,0 e como os vértices são A ± 4,0 temos então a = 4 , o centro é C 0,0 e como passa por P 8,2 vamos então substituir os valores na equação da hipérbole para encontrar o valor de b :

x - h 2 a 2 - y - k 2 b 2 = 1 → 8 - 0 2 4 2 - 2 - 0 2 b 2 = 1 → 8 2 16 - 2 2 b 2 = 1 → 64 16 - 4 b 2 = 1 →

→ 64 b 2 - 64 16 b 2 = 16 b 2 16 b 2 → 64 b 2 - 16 b 2 = 64 → 48 b 2 = 64 → b 2 = 4 3 → b = 4 3

Pronto, vamos agora substituir os valores e temos a equação da hipérbole:

x - h 2 a 2 - y - k 2 b 2 = 1 → x - 0 2 4 2 - y - 0 2 4 3 2 = 1 → x 2 16 - y 2 4 3 = 1 → x 2 16 - 3 y 2 4 = 1 →

→ x 2 - 12 y 2 16 = 16 16 → x 2 - 12 y 2 - 16 = 0

Passo 3

Vamos também encontrar os focos para montar o gráfico, como a distância do centro aos focos é o valor c , vamos encontrar ele usando a expressão:

c 2 = a 2 + b 2

Vamos então substituir os valores:

c 2 = a 2 + b 2 → c 2 = 4 2 + 4 3 2 → c 2 = 16 + 4 3 → c 2 = 48 + 4 3 → c = 52 3 → c = 52 3

Temos então que as coordenadas x deles são:

0 + 52 3 = 52 3

0 - 52 3 = - 52 3

E a y é constante e igual a 0 , assim os focos são F 1 52 3 , 0 e F 2 - 52 3 , 0 .

Passo 4

Agora vamos esboçar o gráfico usando a expressão da hipérbole que encontramos, x 2 - 12 y 2 - 16 = 0 :

Resposta

x 2 - 12 y 2 - 16 = 0

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