Enunciado

Ache uma equação de cada uma das duas retas com inclinação - 4 3 , que são tangentes à circunferência x 2 + y 2 + 2 ⋅ x - 8 ⋅ y - 8 = 0 .

Passo 1

Podemos descobrir a reta sabendo que uma reta tangente a uma circunferência é perpendicular ao raio no ponto de tangência. Precisamos antes reescrever a equação da circunferência na forma centro-raio completando quadrados. Depois, construiremos uma reta com a mesma inclinação dada mas que passe pelo centro e, então, igualamos a distância entre essa reta e a reta desejada ao raio da circunferência (já que o ponto de tangência pertence à circunferência e dista o raio do centro).

(Lembrando: uma reta com equação reduzida y = m ⋅ x + n possui infinitas retas perpendiculares a ela e todas com inclinação m ’ = - 1 m ; quadrado perfeito a 2 ± 2 ⋅ a ⋅ b + b 2 = a ± b 2 ; duas retas paralelas a ⋅ x + b ⋅ y + c 1 = 0 e a ⋅ x + b ⋅ y + c 2 = 0 distam uma da outra D = c 1 - c 2 a 2 + b 2 .)

Passo 2

Primeiro, vamos reescrever a equação da circunferência na forma centro-raio para descobrir o centro.

x 2 + 2 ⋅ 1 ⋅ x + 1 2 - 1 2 + y 2 - 2 ⋅ 4 ⋅ y + 4 2 - 4 2 - 8 = 0

x + 1 2 + y - 4 2 = 1 + 16 + 8 = 25 = 5 2

Logo, temos que o centro da circunferência é o ponto - 1 ,   4 e que o raio é r = 5 .

Passo 3

Com a inclinação - 4 3 e o ponto - 1 ,   4 , a reta paralela à reta desejada e que passa pelo centro da circunferência é

y = - 4 3 ⋅ x - - 1 + 4

y = - 4 3 ⋅ x + 8 3

Passo 4

Sabendo que a distância entre essa reta e a reta y = - 4 3 ⋅ x + n desejada é igual ao raio, temos

- n - - 8 3 4 3 2 + 1 2 = 5

- n + 8 3 = 5 ⋅ 16 + 9 9

8 - 3 ⋅ n = 5 ⋅ 25 = 25

8 - 3 ⋅ n = 25 ∨ 8 - 3 ⋅ n = - 25

3 ⋅ n = 8 - 25 ∨ 3 ⋅ n = 8 + 25

n = - 17 3 ∨ n = 11

E assim temos o valor de n para cada uma das duas retas tangentes à circunferência dada.

Resposta

y = - 4 3 ⋅ x - 17 3 e y = - 4 3 ⋅ x + 11

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