Enunciado

Em que pontos na curva x = t 3 + 4 t , y = 6 t 2 a tangente é paralela à reta com equações x = - 7 t , y = 12 t - 5 ?

Passo 1

O exercício fornece uma curva parametrizada dada por

x = t 3 + 4 t ,                       y = 6 t 2

Queremos achar os pontos dessa curva nos quais a tangente é paralela à reta com equação

x = - 7 t ,                   y = 12 t - 5

Assim, queremos achar os pontos da curva tangente a:

x = t 3 + 4 t ,                       y = 6 t 2

que tem a mesma inclinação que a reta

x = - 7 t

y = 12 t - 5

A inclinação da reta tangente, em uma curva parametrizada é dada por

m r e t a = d y d t d x d t

Então teremos que derivar para encontrar a inclinação da nossa reta tangente.

Para descobrirmos a inclinação da curva:

x = - 7 t

y = 12 t - 5

Deveremos colocá-la na sua forma cartesiana, isolando o t em uma equação e substituindo na outra equação. Lembre-se que a forma da equação da reta é:

y = m x + b

E m é a inclinação da reta.

Passo 2

As inclinações das curvas são dadas por

m = d y d x

m = d y d t d x d t = 12 t 3 t 2 + 4

Vamos então descobrir a inclinação da reta:

x = - 7 t

y = 12 t - 5

t = - x 7

Substituindo em y :

y = 12 - x 7 - 5

y = - 12 7 x - 5

Então a inclinação dessa reta é:

m = - 12 7

Agora igualamos

m = m r e t a

12 t 3 t 2 + 4 = - 12 7

7 t = - ( 3 t 2 + 4 )

Logo,

3 t 2 + 7 t + 4 = 0

Pronto, agora só falta resolver essa equação do segundo grau:

t = - 7 ± 49 - 48 6 = - 7 ± 1 6

Obtemos então

t = - 4 3   ;   t = - 1

Passo 3

Vos agora substituir os valores de t na curva parametrizada:

x = t 3 + 4 t ; y = 6 t 2

E descobrir os pontos que queremos.

Para t = 4 / 3 :

x = - 64 27 - 16 3 = - 208 27

y = 6 ⋅ 16 9 = 32 3

Já para t = - 1 :

x = - 1 - 4 = - 5

y = 6 ⋅ 1 = 6

Portanto, os pontos pedidos são

- 208 27 , 32 3             e             ( - 5 ,   6 )

Resposta

- 208 27 , 32 3             e             ( - 5 ,   6 )

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