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11 AULA 4 Retas 2 Retas no plano 1. Declividade de uma reta A declividade indica o grau de inclinação de uma reta. Na figura, k mede a declividade ou coeficiente angular das retas Medindo a declividade Definição: Coeficiente angular ou declividade de uma reta não- vertical é a tangente trigonométrica da sua inclinação, representada por “m”. m = tg θ 3 Reta crescente m = tg() Reta decrescente m = tg() Retas no plano 2. Retas horizontais e verticais Se uma reta for vertical ela não possuirá coeficientes linear e angular e será indicada apenas por x=a, onde a é a abscissa do ponto onde a reta cortou o eixo x. Se a reta for horizontal, o seu coeficiente angular será nulo e sua equação será y = b, onde b é a ordenada do ponto onde está reta corta o eixo y. Ex. y = 2 Ex. x = 2 Reta horizontal Reta vertical 5 Retas no plano 3. Coeficiente linear de uma reta O coeficiente linear de uma reta é a ordenada w do ponto (0,w) onde a reta corta o eixo das ordenadas. Considere uma reta r e dois pontos P1 = (x1 , y2) e P2 = (x1 , y2) pertencentes a esta. Como encontrar a equação de uma reta contendo dois pontos? 6 . .P1 P2 y x Reta contendo dois pontos Dados os pontos P1 = (x1 , y2) e P2 = (x1 , y2) pertencentes a uma reta r a equação de r é dada por: Resolvendo a equação encontramos a equação na forma 7 12 12 1 1 xx yy xx yy 0 cbyax 8 Retas no plano 4. Equação da reta Toda reta no plano cartesiano pode ser escrita através de sua equação geral, como: 0u na forma reduzida: Exemplo Dados os pontos P = (3,-2) e Q = (1,2), encontre a equação da reta r contendo os pontos P e Q a) Na forma geral b) Na forma reduzida c) Faça o gráfico da reta r. 0 cbyax nmxy 9 Retas no plano 5. Equações Paramétricas e Vetorial Consideremos a reta “r” que passa pelo ponto A = (x0, y0) e tem a direção do vetor não nulo dado por v = (a,b) . r 0 X Y A Estes elementos são suficientes para determinar a reta “r” e equacioná-la. 10 Demonstração: Seja um ponto p = (x,y) qualquer da reta “r”. Retas no plano A P r Por construção qualquer vetor da reta é paralelo ao vetor v . Assim, temos que ouRtvtAP , RtvtAP , 11 Equação da reta na forma paramétrica Equação vetorial Equações paramétricas da reta Retas no plano IRtbatyxyx ,,,, 00 ttbytaxyx ,,, 00 IRt tbyy taxx , 0 0 12 Como determinar a equação da reta na forma cartesiana, a partir das equações paramétricas? Retas no plano Considere a reta r de equações paramétricas dadas por: Para obter a equação na forma cartesiana, basta isolar t em ambas as equações e igualhar. 13 tbyy taxx 0 0 14 Exemplo: Escreva a equação da reta r que passa pelos pontos A =(-1,2) e B = (2,3) a) na forma paramétrica b) na forma cartesiana (geral e reduzida) c) trace o gráfico Retas no plano Posições relativas de duas retas no plano De geometria Euclidiana, duas retas r1 e r2 no plano só podem ter as seguintes alternativas: 1. r1 é coincidente com r2 => todos os pontos em comuns 2. r1 é paralela a r2 => nenhum ponto em comum 3. r1 e r2 se inteceptam em um ÚNICO ponto em p. 15 Interseção de retas- Exercícios 1) Dada as retas r: 2x – y + 1 = 0 e s: -x + 2y – 2 = 0 Encontre o ponto de interseção entre as retas r e s. 2) Verifique se os pares de retas se interseptam. a) r1: y - x = -1 ; r1: y = x + 3 B) r1: 2x – 3y + 6 = 0 ; r1: x + y – 2 = 0 3) Faça os gráficos das retas das questões 1 e 2 16 Retas no espaço 7. Equação paramétrica da reta no espaço Dados dois pontos da reta r e Dizemos que o ponto pertence a reta se os vetores e são paralelas ou estão sobre r, isto é, existe um escalar t tal que Resolvendo encontramos as equações da reta na forma paramétrica 17 r 0 Y X Z P2 ),,( 2222 zyxP),,( 1111 zyxP ),,( zyxP PP1 21PP 211 PtPPP IRt zztzz yytyy xxtxx , )( )( )( 121 121 121 P1 É possível determinar uma equação da reta na forma cartesiana a partir das equações paramétricas? 18 Retas no espaço Isolando t obtemos as equações: 19 12 1 12 1 12 1 zz zz yy yy xx xx IRt zztzz yytyy xxtxx , )( )( )( 121 121 121 Equações da reta na forma simétrica Retas no espaço Observação: As equações paramétricas podem ser escritas na forma vetorial Onde é um ponto da reta e é um vetor na direção da reta. Ex. Equação da reta contendo o ponto e paralela a o vetor 20 vtPP 0 v 0P )2,0,1(0 P kjiv 2 21 Exercício Determinar as equações da reta que passa pelos pontos a) Na forma paramétrica; b) Na forma simétrica Retas no espaço )3,2,1( e )1,0,1( 21 PP 8. Retas Paralelas A condição para que duas retas r1: m1x + n1 e r2: m2x + n2 sejam paralelas é que m1 = m2 22 Exemplos Verifique quais os pares de retas são paralelas e quais não são As retas x = 3 e x = 7 As retas y = 4 e y = -2 As retas y = 2x + 5 e y = 2x - 7 As retas y - 2x = 3 e 2y = - 4x +1 As retas 3x - y + 1 = 0 e x + 3y - 2 = 0 23 9. Retas perpendiculares Duas retas no plano são perpendiculares se elas possuem coeficientes angulares m1 e m2 de tal modo que: m1 m2 = - 1 24 Exemplo As retas abaixo são perpendiculares? a) b) 1 2 3 y : e 0532 : 21 xryxr 2y : e 013 : 21 xryxr Exercícios 1) Determine a equação da reta que contem o ponto (-1,3) e é paralela a reta de equação 2x – y + 3 = 0 2) Encontre a equação da reta s, perpendicular à reta r: 2x + 3y – 4 =0, sabendo que ela passa pelo ponto P(3,4) 3) Dê exemplo de uma reta r que passa na origem e que seja paralela a uma reta s que não passa na origem. Apresente os gráficos de r e s em mesmo sistema de eixos. 4) Dados os pontos P = (3,-1) e Q = ( 1,-2) a) Encontre as equações paramétricas da reta que contém P e Q; b) Coloque a reta encontrada no item (a) na forma cartesiana 26 5) Dados dois pontos P =(-1,1,0) e Q = (1,2,3) a) Determine as equações paramétricas da reta s que passa por esses dois pontos. b) Escreva a equação da reta s na forma simétrica c) Marque os pontos P e Q no espaço e obtenha a reta. 27