Enunciado

18. Trace a cônica r = 4 / ( 5 + 6 cos ⁡ θ )   e sua diretriz. Também trace a curva obtida pela rotação dessa cônica ao redor de seu foco por um ângulo π / 3 .

Passo 1

Eaee, belezinha?? Bom... o enunciado nos dá a seguinte equação de uma cônica:

r = 4 5 + 6 cos ⁡ θ

Queremos esboçar essa cônica e calcular sua diretriz.

Para isso, vamos comparar a nossa equação com a seguinte equação geral:

r = e d 1 ± e c o s θ

Onde d é a diretriz.

Com o valor da excentricidade, iremos identificar a cônica, onde:

  • Se e < 1 , trata-se de uma elipse;
  • Se e = 1 , trata-se de uma parábola;
  • Se e > 1 , trata-se de uma hipérbole.

Com a curva identificada, poderemos analisar e mostrar a equação da diretriz d .

Em seguida, devemos plotar a curva obtida pela rotação dessa cônica ao redor de seu foco por um ângulo π / 3 .

Agora bora lá!! 😉

Passo 2

Para começar vamos lembrar como é a equação polar, olha só:

r = e d 1 ± e c o s θ

Ele nos disse o seguinte:

r = 4 5 + 6 cos ⁡ θ

Repare que o denominador é 1 ± e c o s θ . Então vamos colocar o 5 em evidência:

r = 4 5 1 + 6 5 cos ⁡ θ

Então nossa equação fica:

r = 4 5 1 + 6 5 cos ⁡ θ

Passo 3

Comparando com a equação da polar, temos:

e d = 4 5 e = 6 5

Isolando e eaplicando na primeira equação do sistema, encontramos a seguinte diretriz:

d = 2 3

Como a excentricidade deu maior que 1   ( e = 6 5 ) , então nossa cônica é uma hipérbole.

Além disso, como d = 2 / 3 teremos uma diretriz cuja equação é a seguinte:

x = 2 3

Esboçando cônica, temos:

Passo 4

Quando rotacionarmos r ( θ ) de um ângulo, teremos:

r = f θ - α

Para α = π 3 :

r θ - π 3 = 4 5 + 6 cos ⁡ θ - π 3

Esboçando o gráfico, temos:

Resposta

d = 2 3

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