Enunciado

Mostre que a equação representa uma esfera e determine seu centro e raio.

16. x 2 + y 2 + z 2 = 4 x - 2 y

Passo 1

Sabemos que a equação de uma esfera é do tipo x - x 0 2 + y - y 0 2 + z - z 0 2 = r 2 ,   onde x 0 , y 0 e z 0 são as coordenadas do centro dessa esfera e r é o raio dela. Então para mostrar que uma equação pertence a uma esfera, nós precisamos deixar ela com uma cara parecida com essa, rearranjando os termos, ficamos com:

x 2 - 4 x + y 2 + 2 y + z 2 = 0

Agora perceba que na equação que queremos chegar temos três termos ao quadrado, então podemos completar o quadrado para as variáveis x e y :

x 2 - 4 x + 4 - 4 + y 2 + 2 y + 1 - 1 + z 2 = 0

( x - 2 ) 2 - 4 + ( y + 1 ) 2 - 1 + z 2 = 0

( x - 2 ) 2 + ( y + 1 ) 2 + z 2 = 5

Show! Agora podemos ver que nossa equação está bem parecida com a da esfera, também podemos concluir que seu centro é o ponto ( 2 , - 1 , 0 ) e seu raio vale 5 .

Resposta

C = 2 , - 1 , 0 ,   r = 5

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