Encontre a equação canônica de cada cônica por rotação/translação de eixos e identifique-a.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é uma equação do segundo grau com termos misturados de
e
:
. A matéria envolvida é o estudo das seções cônicas, que inclui elipses, hipérboles e parábolas. Para resolver isso, vamos precisar entender como rotacionar ou transladar os eixos para transformar essa equação na sua forma canônica, que é mais fácil de identificar.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o tipo de cônica que estamos lidando. Observando os coeficientes de
e
, que são iguais, e o termo
não é zero, isso sugere que estamos diante de uma elipse ou de um círculo, mas como há o termo
, há uma inclinação nos eixos. Precisamos eliminar esse termo de
para facilitar a identificação.
Passo 3
Para eliminar o termo
, vamos rotacionar o sistema de coordenadas. A fórmula para o ângulo de rotação
é dado por:
Onde
,
e
. Substituindo:
Isso significa que
, então
.
Passo 4
Com o ângulo de rotação
, usamos as fórmulas de coordenadas rotacionadas:
Como
, substituímos na equação original.
Passo 5
Substituindo
e
na equação original:
Simplificando essa expressão, percebemos que o termo
cancela, deixando a equação sem o termo de cruzamento.
Passo 6
Após simplificar, a equação fica na forma:
Podemos dividir tudo por 5:
Essa é a equação de um círculo no sistema de coordenadas rotacionado.
Resposta
A equação canônica da cônica é
, que representa um círculo com centro na origem do sistema de coordenadas rotacionado.