Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 10.5 - Ex. 28
Identifique o tipo de seção cônica a qual a equação é dada e encontre os vértices e os focos:
Passo 1
Eaee, tudo certinho contigo?? Bom... o enunciado nos deu a seguinte equação:
Queremos identificar o tipo de seção cônica que estamos estudando (uma parábola, uma elipse, uma hipérbole...).
Para isso, temos que fazer algumas pequenas manipulações algébricas e comparar com a equação geral das demais seções cônicas.
Também queremos encontrar os vértices e os focos.
Vamos primeiro procurar qual é a nossa seção cônica que depois eu te mostro como a gente encontra os vértices e os focos 😉
Passo 2
Vamos passar todos os termos para o lado direito:
Como podemos perceber, possui sinal negativo, o que indica que a equação é de uma hipérbole.
Assim, vamos somar em ambos os lados para podermos nos aproximar da equação padrão da hipérbole:
Colocando o sinal negativo em evidência para podermos completar quadrados:
Completando quadrados:
Passo 3
Agora queremos encontrar os vértices e os focos. Mas o que são eles??
Bom... para respondermos isso temos que analisar a figura da hipérbole abaixo:
Nessa figura temos que:
- e são os focos;
- e são os vértices;
- As retas pontilhadas são as assíntotas;
- A distância do centro a um dos focos é dada por ;
- A distância do centro a um dos vértices é dada por ;
- A distância do centro a um dos conjugados é dada por .
Temos também que:
Também sabemos que a equação geral que descreve uma hipérbole centrada na origem é dada por:
Agora bora aplicar!! 😉
Passo 4
Como podemos perceber pela equação:
Calculamos então :
Passo 5
Podemos encontrar as coordenadas dos focos e dos vértices utilizando os valores de e .
Masss precisamos tomar cuidado com algumas coisinhas:
- o fato do na equação da elipse estar sendo somado a . Isso significa que há uma translação da elipse no eixo , portanto, os vértices e os focos estarão deslocados;
- também temos que, diferente da equação geral, o termo de está positivo e o de está negativo. É como se nossa hipérbole estivesse rotacionada em .
Vamos considerar isso que acabamos de mencionar para encontrar os vértices e os focos a seguir:
Pela definição dos vértices:
E pela definição dos focos:
Resposta
Vértices:
Focos: