Encontre uma equação para a cônica que satisfaz as condições dadas e esboce o gráfico:
(a) [1 ponto] Parábola: Vértice: , reta diretriz:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar a equação de uma parábola que tem o vértice em e uma reta diretriz . Vamos usar conceitos de geometria analítica, principalmente a definição de parábola baseada na distância ao foco e à diretriz.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma parábola. Uma parábola é o conjunto de pontos que estão igualmente distantes de um ponto fixo, chamado foco, e de uma reta fixa, chamada diretriz. No nosso caso, a diretriz é a reta .
Passo 3
Como o vértice da parábola é e a diretriz é , podemos determinar a posição do foco. Sabemos que a distância entre o vértice e a diretriz é igual à distância entre o vértice e o foco. Então, se a diretriz está a 3 unidades do vértice na direção positiva do eixo x, o foco estará a 3 unidades na direção contrária, ou seja, em .
Então, o foco está em .
Passo 4
Vamos usar a definição de parábola: para qualquer ponto na parábola, a distância até o foco deve ser igual à distância até a diretriz .
A distância até o foco é dada pela fórmula da distância entre dois pontos:
A distância até a diretriz é simplesmente a diferença de coordenadas em x:
Passo 5
Igualando as duas distâncias:
Vamos eliminar a raiz quadrada elevando ambos os lados ao quadrado: