Estudando Cônicas com Auxílio do Software Wingeom

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DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO/GERÊNCIA DE PESQUISA

PROJETO: TECNOLOGIASDEINFORMAÇÃOECOMUNICAÇÃONOPROCESSODEENSINOEAPRENDIZAGEMDE MATEMÁTICA

Estudando Cônicas com Auxílio do

Software

Wingeom

Flávio de Freitas Afonso

Bolsista PIBIC/CNPq - Licenciando em Matemática – CEFET-Campos Gilmara Teixeira Barcelos

Professora do CEFET–Campos - Mestre em Ciências de Engenharia - UENF Silvia Cristina Freitas Batista

Professora do CEFET–Campos - Mestre em Ciências de Engenharia – UENF

Campos dos Goytacazes 2007

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DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO/GERÊNCIA DE PESQUISA

PROJETO: TECNOLOGIASDEINFORMAÇÃOECOMUNICAÇÃONOPROCESSODEENSINOEAPRENDIZAGEMDE MATEMÁTICA

Estudando cônicas com auxílio do software Wingeom

1

1. Atividades exploratórias do software Wingeom

Esta parte da apostila contém atividades elementares, elaboradas por Flávio de Freitas Afonso, Gilmara Teixeira Barcelos e Silvia Cristina Freitas Batista, com a finalidade de favorecer o reconhecimento das funções de algumas ferramentas do software.

Atividades

1) Ao abrir o software, clique em Janela e, em seguida, 2-dim (isso abrirá uma janela que lhe permitirá trabalhar em duas dimensões (no plano)).

2) Na opção Botões, selecione Barra de ferramentas (isso fará abrir na tela principal uma pequena janela com diversas opções de ferramentas). A vantagem de manter a Barra de ferramentas aberta é poder visualizar a ferramenta atual com que se está trabalhando. 3) Na Barra de ferramentas selecione segmentos. A seguir, com o botão direito do mouse,

marque dois pontos na tela principal (observe que o próprio software nomeia os pontos marcados). Clique com o botão esquerdo do mouse sobre um dos pontos marcados e, mantendo o botão pressionado, arraste o mouse até o outro ponto (com isso, traça-se um segmento de reta). Trace outros segmentos de reta.

4) Clique com o botão direito do mouse sobre um ponto interno qualquer de um dos segmentos traçados. O software nomeará o ponto considerado. Clique com o botão direito em outros pontos (do mesmo ou de outro segmento) fazendo com que também estes sejam nomeados pelo software.

5) Na Barra de ferramentas selecione arrastar vértices. Clique com o botão esquerdo do mouse sobre um dos extremos de um dos segmentos traçados e, mantendo o botão pressionado, arraste o ponteiro do mouse até outro local da tela. Agora, considere um dos pontos internos nomeados e arraste-o. Observe a diferença entre arrastar um ponto extremo de um segmento e um ponto interno deste.

6) Apague um dos segmentos traçados. Para tanto, em Editar (no alto da janela principal), selecione Apagar e a seguir clique em Reta. Na janela que se abrirá digite as letras que nomeiam dois pontos quaisquer do segmento que se deseja apagar. O mesmo procedimento será adotado para apagar retas e semi-retas. Para apagar pontos, vá novamente em Apagar, clique em Pontos, e digite as letras que nomeiam os pontos que se quer apagar.

1

(3)

7) Solicite um arquivo novo, na opção Arquivo. Construa as semi-retas AB→ e

→

DC.

8) Solicite um arquivo novo. Construa as retas AB↔ e

↔

CD de forma que as mesmas sejam

concorrentes e a interseção seja visível na tela. Solicite, então, a marcação da interseção das retas AB↔ e

↔

CD. Para tanto, clique na opção Ponto (no alto da janela principal) e, em

Interseção, clique em Reta-reta.

9) Na reta AB↔, da construção anterior, marque o ponto F (onde desejar). Crie uma reta

perpendicular a ↔

AB, passando por F. Para isso, em Reta (no alto da janela principal),

selecione Perpendiculares e, a seguir, clique em Geral. Na janela que se abrirá solicite uma perpendicular a

↔

AB passando por F.

10) Ainda considerando a construção do item 8, crie uma reta paralela a ↔

AB, passando pelo

ponto C. Para tanto, em Reta, clique em Paralelas. Na janela que se abrirá solicite uma paralela a

↔

AB passando por C.

11) Solicite um arquivo novo. Na Barra de ferramentas, selecione círculos. Marque um ponto A. Com o botão esquerdo do mouse, clique no ponto A, e mantendo o botão pressionado, arraste o mouse até um outro local da tela (observe que um novo ponto será criado no local indicado pelo ponteiro do mouse). Construa outras circunferências.

12) Insira um texto junto a uma das circunferências traçadas. Para inserir um texto, selecione editar textos na Barra de ferramentas. A seguir, clique com o botão direito do mouse no local onde deseja colocá-lo. Uma caixa de diálogo abre, com uma caixa de edição para o texto. Para arrastar um texto existente, mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse sobre o texto, arraste o mouse para o local desejado, e solte o botão.

13) Solicite um arquivo novo. Na opção Unidades (no alto da janela principal) selecione Polígono e clique, a seguir, em Regular. Clique em ok na janela que se abrirá. Assim será desenhado na janela principal um polígono regular. O Wingeon traz diversas construções automáticas na opção Unidades. Teste algumas delas.

14) Solicite um arquivo novo. Na opção Unidades, selecione Aleatório e clique, a seguir, em losango. Selecione coordenadas na Barra de ferramentas e clique com o botão esquerdo do mouse em qualquer vértice do losango. Mantendo o botão pressionado é possível ver as coordenadas do ponto selecionado.

15) Selecione rotacionar na Barra de ferramentas. Clique com o botão direito em qualquer vértice do losango já traçado. Isto fixará esse vértice como centro da rotação. Clique com o botão esquerdo do mouse em um outro vértice qualquer e, mantendo-o pressionado, arraste o mouse (a cor da legenda do vértice muda para indicar que ele está selecionado).

(4)

16) Solicite um arquivo novo. Crie o segmento ____AB. Clique em Medidas (no alto da janela

principal). Digite AB na janela que se abrirá e dê um Enter. Feche a janela de Medidas. O comprimento do segmento ____AB ficará registrado na tela. Arraste um dos extremos do

segmento e observe que o comprimento registrado na tela também se alterará.

17) Solicite um arquivo novo. Marque os pontos A = (2, 3), B = (-2, 4) e C = (0, 0). Para isso, em Ponto (no alto da janela principal) selecione Coordenadas e solicite a marcação dos pontos. 18) Renomeie como P o ponto A do item anterior. Para isso, em Botões (no alto da janela

principal) selecione Texto, clique com o botão direito do mouse sobre o ponto A e digite P na caixa que se abrirá.

2. Seções Cônicas

As curvas estudadas a seguir são denominadas, genericamente, cônicas, devido ao fato de serem obtidas através de interseções de um plano com uma superfície cônica de revolução.

Na Figura 2.1, o plano é perpendicular ao eixo da superfície cônica. A seçãoobtida é uma circunferência.

Figura 2.1: Circunferência

Na Figura 2.2 o plano é oblíquo ao eixo e intersecta todas as geratrizes de uma única folha. A seção obtida é uma elipse.

(5)

Na Figura 2.3, o plano intersecta as duas folhas da superfície cônica. A seção obtida é uma hipérbole.

Figura 2.3: Hipérbole

Por último, na Figura 2.4 temos um plano paralelo a uma geratriz da superfície. A seção obtida é uma parábola.

Figura 2.4: Parábola

Obs.: As figuras 2.1, 2.2, 2.3 e 2.4 foram construídas no software winplot.

Existem ainda outras cônicas obtidas por interseções de uma superfície cônica de revolução com um plano. São as cônicas degeneradas:

♦ Ponto: o plano intersecta unicamente o vértice da superfície cônica. ♦ Uma reta: o plano é tangente à superfície cônica.

♦ Um par de retas concorrentes: o plano intersecta apenas duas geratrizes da superfície cônica.

Para observar essas interseções mais detalhadamente, acesse os sites: http://mathdemos.gcsu.edu/mathdemos/family_of_functions/conic_gallery.html http://math2.org/math/algebra/conics.htm

(6)

3. ESTUDO DA ELIPSE

3.1 Definição e Traçado de Elipses: Atividades

Esta seção contém atividades que tem por finalidade mostrar formas de aplicação do

software Wingeom como recurso didático para o processo de ensino e aprendizagem de

elipse. Estas atividades foram adaptadas do tutorial

http://math.exeter.edu/rparris/peanut/wgpr32tut.pdf, por Flávio de Freitas Afonso, Gilmara Teixeira Barcelos e Silvia Cristina Freitas Batista.

Atividade I

a) Marque os pontos A (4,0), B (-4,0) e C (-7,0).

b) Construa uma circunferência de centro A, passando pelo ponto C. Para isto, clique em Circunferência (no alto da janela principal) e selecione Raio-centro. Digite A na caixa “centro em” e, a seguir, selecione “circunferência através de”, digitando C na caixa correspondente. Clique, então, em desenhar.

c) Na Barra de ferramentas, selecione segmentos. Clicando com o botão direito do mouse sobre a circunferência, crie o ponto D (em qualquer lugar da circunferência, exceto sobre o próprio ponto C).

d) Construa os segmentos BD e AD. e) Construa a mediatriz do segmento BD.

f) Peça a interseção da reta EF↔ com o segmento AD. Este ponto será nomeado G, pelo

próprio programa.

g) Clique em AnimlTraço temporário e, na caixa de texto correspondente, digite G. h) Movimente o ponto D e observe o conjunto de pontos marcados.

i) Crie o segmento BG.

j) Peça a medida de

AG

+

BG

.

k) Movimente novamente o ponto D observando a medida de AG + BG. l) Descreva o que você observou.

Observação:

Elipse é o lugar geométrico dos pontos de um plano tais que a soma de suas distâncias a dois pontos fixos desse plano (chamados focos) é constante.

Observe, na construção da atividade I, que a soma das medidas dos segmentos AG e

BG

é sempre constante. Isto pode ser provado da seguinte forma:

1. Os triângulos BGE e DGE são congruentes (caso de congruência LAL), logo os segmentos

GD

e

GB

são congruentes.

2. A medida do segmento AD é sempre constante, pois este segmento é raio da circunferência.

(7)

3. Como AG + GD = AD e GD

≡

GB, podemos afirmar que: AG + GB = AD.

4. Logo, a soma das medidas dos segmentos

AG

e

BG

é sempre igual a medida do segmento AD, que é constante, conforme mencionado no item 2.

Assim, verificamos que, através da movimentação do ponto D, na atividade I, obteve-se uma elipse, uma vez que: i) G é um ponto qualquer de um plano; ii) A e B são dois pontos fixos desse mesmo plano; iii) a soma das medidas dos segmentos

AG

e

BG

é sempre constante.

A e B são os focos da elipse e a distância entre eles é denominada distância focal. Os focos estão localizados sempre sobre o eixo maior da elipse, o outro eixo é denominado eixo menor da elipse. O centro da elipse é o ponto médio do segmento que tem os focos como extremidade. Na elipse da atividade I, o centro é o ponto (0,0).

Sendo P um ponto qualquer de uma elipse de focos A e B, prova-se que o seu eixo maior tem medida igual ao valor constante da soma das medidas dos segmentos PA e PB(ou

seja, PA + PB). Assim, na elipse da atividade I, o eixo maior tem a medida do segmento

AD.

Atividade II

Acesse o endereço abaixo e visualize a marcação dos pontos de uma elipse, de forma semelhante ao que foi feito na atividade I.

http://www.colband.com.br/ativ/nete/matweb/conicas/conicas.htm

Atividade III

a) Solicite um arquivo novo.

b) Marque os pontos A (0,4), B (0,-4) e C (0,-7).

c) Construa uma circunferência de centro A, passando pelo ponto C. Para isto, clique em Circunferência (no alto da janela principal) e selecione Raio-centro. Digite A na caixa “centro em” e, a seguir, selecione “circunferência através de”, digitando C na caixa correspondente. Clique, então, em desenhar.

d) Na Barra de ferramentas, selecione segmentos. Clicando com o botão direito do mouse sobre a circunferência, crie o ponto D (em qualquer lugar da circunferência, exceto sobre o próprio ponto C).

e) Construa os segmentos BD e AD. f) Construa a mediatriz do segmento BD.

g) Peça a interseção da reta EF↔ com o segmento AD. Este ponto será nomeado G, pelo

próprio programa.

h) Clique em AnimlTraço temporário e, na caixa de texto correspondente, digite G. i) Movimente o ponto D e observe o conjunto de pontos marcados.

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j) Crie o segmento BG.

k) Peça a medida de

AG

+

BG

.

l) Movimente novamente o ponto D observando a medida de AG + BG. m) Descreva o que você observou.

Atividade IV

b) Construa uma elipse com centro fora da origem e eixos paralelos aos eixos coordenados (utilize o procedimento da atividade I, fazendo as devidas alterações). Atividade V

a) Peça um novo arquivo.

b) Marque os pontos A (3, 0), B(-3, 0) e C(0, 1).

c) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, na janela que abrirá, selecione elipse, digite AB na caixa “pontos focais” e C na caixa “ponto sobre a cônica”. Clique em desenhar (isso criará uma elipse com eixo maior sobre o eixo x, com focos A e B, passando pelo ponto C).

d) Utilizando a opção UnidadeslCônicas com 3 pontos construa uma elipse com eixo maior sobre o eixo y. Marque 3 pontos convenientes e registre suas coordenadas. Atividade VI

b) Até agora construímos elipses com eixo maior paralelo aos eixos coordenados. Agora, construa uma elipse com eixo maior não paralelo a nenhum dos eixos coordenados. Para isso, utilize a opção UnidadeslCônicas com 3 pontos. Como na atividade anterior, registre as coordenadas dos pontos escolhidos.

3.2 Relações entre Elementos – Equações da Elipse: Atividades

Esta seção foi elaborada por Flávio de Freitas Afonso, Gilmara Teixeira Barcelos e Silvia Cristina Freitas Batista.

Atividade I

b) Marque os pontos A(0,0), B(- 6,0), C( 6 ,0), D(-3,0), E(3,0), P(1, 3

6 2

).

c) Utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos e construa uma elipse com pontos focais B e C, passando pelo ponto P.

d) Construa os segmentos PB e PC.

e) Utilizando os recursos do software, determine PB +PC: _____________.

f) Sem utilizar os recursos do software, determine a medida do eixo maior: _____________.

(9)

g) Compare o valor de PB+PC com a medida do eixo maior. Reflita: isso foi uma

coincidência ou ocorre para qualquer elipse? Para colaborar nessa reflexão, solicite um arquivo novo, considere os pontos A(0, 0), B(-

12

, 0), C(

12

, 0), D(-4,0), E(4, 0), P(-2, -

3

), refaça os itens de c a f e compare novamente o valor de PB + PC com a

medida do eixo maior. Generalizando:

Prova-se que o que foi observado na atividade I é válido para qualquer elipse, ou seja, prova-se que, sendo P um ponto qualquer de uma elipse de focos B e C, a medida de PB

+

PC

é igual à medida do eixo maior.

Nas figuras 3.1 e 3.2, considere:

Figura 3.1: Elementos da Elipse Observe, na figura 3.2, que os segmentos FB e FC formam com os eixos coordenados dois triângulos retângulos congruentes, FAB e FAC (caso LAL). Então, FB ≡FC e, como F é um ponto da elipse, FB + FC = 2a, logo FB = a e FC = a.

Figura 3.2: Relação Fundamental – Elipse

Observe ainda que como o triângulo FAC é retângulo, (CF)2_{= (AF)}2_{+ (AC)}2_.

2 2 2

c

+

b

=

a

BC = 2c (distância focal) DE = 2a (medida do eixo maior) FG = 2b (medida do eixo menor)

(10)

Atividade II

b) Marque os pontos A (0, 0), B(-2, 0), C(2, 0), D(-3, 0), E(3, 0).

c) Utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos e construa uma elipse com pontos focais B e C, passando pelo ponto D.

d) Considerando a relação _a2₌_b2 ₊_c2_{, calcule a medida do semi-eixo menor (sem utilizar os}

recursos do software): ____________. Observação 1:

Nota-se, na atividade II, que a elipse obtida tem centro no ponto (0, 0), focos B e C, eixo maior (2a) sobre o eixo das abscissas (eixo x) e o eixo menor (2b) sobre o eixo das ordenadas (eixo y).

Consideremos uma elipse de pontos focais B (-c, 0) e C (c, 0) e um ponto P (x, y) sobre a elipse.

Figura 3.3: Equação da elipse: centro (0,0) e eixo maior sobre o eixo x

Nessas condições, para determina a equação da elipse temos que utilizar a definição e fazer os cálculos necessários:

Pela definição de elipse,

BP + CP = 2a ou seja: a 2 ) 0 y ( ) c x ( ) 0 y ( )) c ( x ( − − 2+ − 2 + − 2+ − 2 = 2 2 2 2 y ) c x ( a 2 y ) c x ( + + = − − +

Elevando os dois membros da equação ao quadrado: 2 2 2 2 2 2 2 y ) c x ( y ) c x ( a 4 a 4 y ) c x ( + + = − − + + − + 2 2 2 2 2 2 2 2 2 y c xc 2 x y ) c x ( a 4 a 4 y c xc 2 x + + + = − − + + − + +

(11)

2 2 2 ₄_a ₍_x _c₎ _y a 4 xc 4 − =− − +

Dividindo ambos os membros da equação por 4:

2 2 2 y ) c x ( a a xc− =− − + xc a y ) c x ( a − 2+ 2 = 2−

Elevando novamente os dois membros ao quadrado: 2 2 2 2 2 ) xc a ( ] y ) c x [( a − + = − 2 2 2 2 2 2 ) xc a ( y a ) c x ( a − + = − 2 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 x c xc a 2 a y a c a xc a 2 x a − + + = − + 2 2 4 2 2 2 2 2 2 c a a y a x c x a − + = − ) c a ( a y a x ) c a ( 2− 2 2+ 2 2 = 2 2− 2 (I) Como foi mostrado anteriormente:

2 2 2 c b a = + , 2 2 2 c a b = − (II) Substituindo (II) em (I), temos:

2 2 2 2 2 2 b a y a x b + =

Dividindo ambos os membros da equação por _a2_b2_:

Atividade III

Retorne à atividade II e escreva a equação da elipse construída. Atividade IV

b) Marque os pontos A (0,0), B(0,2), C(0,-2), D(0,-3), E (0,3).

c) Utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos e construa uma elipse com pontos focais B e C, passando pelo ponto E.

d) Considerando a relação _a2₌_b2 ₊_c2_{, calcule a medida do semi-eixo menor (sem utilizar}

os recursos do software): ____________.

1 =

b

y

+

a

x

2

Equação reduzida da elipse com focos no eixo x e centro na origem.

(12)

Observação 2:

A elipse obtida na atividade IV tem centro no ponto (0, 0), focos B e C, eixo maior sobre o eixo das ordenadas e eixo menor sobre o eixo das abscissas.

Consideremos uma elipse de pontos focais B (0, -c) e C (0, c) e um ponto P (x, y) sobre a elipse.

Figura 3.4: Equação da elipse: centro (0, 0) e eixo maior sobre o eixo y

Nessas condições, para determinar a equação da elipse temos que utilizar a definição e fazer os cálculos necessários, de forma análoga ao que foi feito na observação 1:

BP + CP = 2a a 2 ) c y ( ) 0 x ( )) c ( y ( ) 0 x ( 2 2 2 2 = − + − + − − + −

e, daí, decorre a equação da elipse:

Atividade V

Retorne à atividade IV e escreva a equação da elipse construída. Sem o auxílio do software, resolvas as questões a seguir: 1) Determine a equação da elipse conhecendo:

a) os focos F1(3, 0) e F2(-3, 0) e o comprimento do eixo maior, 8;

b) os focos F1(0, 4) e F2(0, -4) e as extremidades do eixo maior A1(0, 6) e A2(0,-6);

2) O eixo maior de uma elipse está contido no eixo x. Sabendo que o centro é (0,0), o comprimento do eixo menor é 6 e a distância focal é 10, determine a equação da elipse.

Equação Reduzida da elipse com focos no eixo y e centro na origem.

1 =

b

x

+

a

y

2 2 2 2

(13)

3) (EEM-SP) Dados os pontos A(2, 0), B(-2, 0) e C(4, 0), determine a equação da elipse que tem focos nos pontos A e B e que passa pelo ponto C.

Atividade VI

a) No wingeom, solicite um novo arquivo.

b) Marque os pontos A (0,0), B (-9, 0), C(9, 0) e D(12, 0).

c) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma elipse com focos B e C, passando pelo ponto D.

d) Determine, sem utilizar os recursos do software: • a distância focal:_______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. e) Marque os pontos E (-6, 0) e F(6, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e

solicite uma elipse com focos E e F, passando pelo ponto D. f) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal desta segunda elipse:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. g) Marque os pontos G(-3, 0) e H(3, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e

solicite uma elipse com focos G e H, passando pelo ponto D. h) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal desta terceira elipse:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. i) Marque o ponto I(0, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma elipse

com focos A e I, passando pelo ponto D.

j) Determine, sem utilizar os recursos do software: • a distância focal:_______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. k) Observe que as quatro elipses construídas possuem o mesmo eixo maior, porém, a cada

elipse construída a distância focal fica menor. Compare as quatro elipses e descreva o que você observou.

Atividade VII

a) Solicite um novo arquivo.

b) Marque os pontos A (0,0), B (12, 0) e C(0, 0).

c) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma elipse com focos A e C, passando pelo ponto B.

d) Determine, sem utilizar os recursos do software: • distância focal:_______________.

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e) Marque os pontos D(-4, 0) e E(4, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma elipse com focos D e E, passando pelo ponto B.

f) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal desta segunda elipse:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. g) Marque os pontos F(-7, 0) e G(7, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma elipse com focos F e G, passando pelo ponto B. h) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal desta terceira elipse:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. i) Marque os pontos H(-11, 0) e I(11, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e

solicite uma elipse com focos H e I, passando pelo ponto B. j) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal desta elipse:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior:______________. k) Observe que as quatro elipses construídas possuem o mesmo eixo maior, porém, a cada

elipse construída a distância focal fica maior. Compare as quatro elipses e descreva o que você observou.

Concluindo:

Prova-se que o que foi observado nas atividades VI e VII é válido para qualquer elipse. Portanto, é possível afirmar que diminuindo a distância focal, obtemos elipses mais arredondadas, ao passo que aumentando essa distância, obtemos elipses mais achatadas. Observe que, nos casos em que as distâncias focais diminuem, a razão entre a distância focal e a medida do eixo maior aproxima-se de zero e, nos casos em que as distâncias focais aumentam, a razão obtida aproxima-se de um. Observe ainda que quando a distância focal é nula, ou seja, quando os focos coincidem, obtemos uma circunferência, caso particular de elipse. A essa razão (ou seja, a razão entre a distância focal e o eixo maior) dá-se o nome de excentricidade (e).

Exercícios:

1) Considere a elipse de focos F1(6, 0) e F2(-6, 0) e eixo menor de comprimento 10 e determine: a) o seu centro C.

b) a sua equação.

2) Seja a elipse com eixo maior de extremidades A1(0, 10) e A2(0, -10) e eixo menor de extremidades B1(8, 0) e B2(-8, 0). Obtenha sua equação.

a c = a 2 c 2 = e

,

0<e<1

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3) (U.F. Juiz de Fora-MG) Determine a equação da elipse, sendo seus focos os pontos F1(0, 3) e F2(0, -3) e medindo 8 cm seu eixo menor.

4) Determine as coordenadas dos focos da elipse de equação 9x2 +25y2 =225.

5) Determine a medida do eixo maior da elipse de equação 1

25 36 2 2 = + y x ? 6) Uma elipse de centro (0, 0) tem excentricidade

2 3

e eixo maior de comprimento 8, contido no eixo y. Obtenha a sua equação.

7) Determine a equação da elipse conhecendo:

a) os focos F1(0, 4) e F2(0, -4) e a excentricidade e = 3 3 ; b) os vértices A1(5, 0) e A2(-5, 0) e a excentricidade e = 5 5 .

8) (UA – AM) As coordenadas dos focos F1 e F2 da elipse de equação 1 169 144 2 2 = + y x são, respectivamente: a) (0,4) e (0,-4). d) (0,13) e (0,-13). b) (0,5) e (0,-5). e) (5,0) e (-5,0). c) (0,12) e (0,-12).

9) (ITA – SP- 2005) A distância focal e a excentricidade da elipse com centro na origem e que passa pelos pontos (1,0) e (0,-2) são, respectivamente:

a) 3 e 1/2. c) ( 3) / 2 e 1/2. e) 2 3 e ( 3 ) / 2. b) 1/2 e 3. d) 3 e ( 3 ) / 2.

10) (CEFET-Campos – 2001) O deslocamento que a Terra e a Lua fazem, juntas, em torno do Sol, é denominado movimento de translação. A trajetória da Terra nesse movimento é uma elipse com o Sol em um dos focos. Durante o movimento de translação, há dois momentos denominados afélio e periélio, em que a Terra vai estar afastada e mais próxima do Sol, respectivamente. Considerando que o semi-eixo maior da órbita elíptica mede 149,5 milhões de quilômetros e que a distância entre os focos é de 5,08 milhões de quilômetros, determine a distância da Terra ao Sol no periélio.

(16)

11) (FAFIC-Campos – 1997) Um jardineiro, ao construir um canteiro, amarra as extremidades de um barbante nas estacas M e N. Com um estilete em R de modo que o barbante fique bem esticado e próximo ao chão, obtém-se o contorno do canteiro desenhado na figura abaixo.

Sabendo que o comprimento do barbante MRN é 4m e que O é o ponto médio de MN, a

distância entre as estacas é:

12) (Cesgranrio – 1992) A segunda lei de Kepler mostra que os planetas se movem mais rapidamente quando próximos ao sol do que quando afastados dele. Lembrando que os planetas descrevem órbitas elípticas nas quais o sol é um dos focos, podemos afirmar que, dos pontos assinalados na figura, aquele no qual a velocidade da Terra é maior é o ponto:

13) (UNB - DF - 1997) O cometa Halley tem uma órbita elíptica com eixo maior e eixo menor iguais a 540 x 107_{km e 140 x 10}7_{km, respectivamente. Sabendo que o Sol está em um dos} focos da elipse, calcule o valor d/107_{, em que d é a menor distância entre o Sol e o cometa,} medida em quilômetros. Desconsidere a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

a) A b) B c) C d) D e) E

(17)

4. ESTUDO DA HIPÉRBOLE

4.1 Definição e Traçado de Hipérboles: Atividades

Esta seção contém atividades que tem por finalidade mostrar formas de aplicação do

hipérbole. Estas atividades foram adaptadas do tutorial

Atividade I

a) Marque os pontos A (-2, 0), B(2, 0).

b) Construa uma circunferência de centro A e raio de medida 2. Para isso, clique em CircunferêncialRaio-centro. Na janela que se abrirá digite A em “centro em” e, em seguida, selecione “raio da circunferência” e digite 2 na caixa adjacente.

c) Na Barra de ferramentas, selecione segmentos. Clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a circunferência, crie o ponto D (em qualquer lugar da circunferência, exceto sobre o próprio ponto C).

d) Construa o segmento BD.

e) Construa a reta AD↔.

f) Construa a mediatriz do segmento BD.

g) Peça a interseção das retasAD↔ e

↔

EF. Este ponto será nomeado G, pelo próprio

programa.

h) Clique em AnimlTraço temporário e na caixa de texto que se abrirá digite G.

i) Movimente lentamente o ponto D sobre a circunferência e observe o caminho percorrido pelo ponto G. O ponto G descreve com esse rastro, uma hipérbole (cônica de dois ramos).

j) Construa o segmento GB.

k) Determine |GA – GB|. Para tanto clique em Medidas e na janela que se abrirá digite [abs] (GA – GB).

l) Movimente o ponto D e observe o valor de |GA - GB|. m) Descreva o que você observou.

Observação:

Hipérbole é o lugar geométrico dos pontos de um plano, tal que a diferença (em módulo) de suas distâncias a dois pontos fixos desse plano é constante. Estes pontos fixos são chamados focos.

Na construção da atividade I, a diferença em módulo das medidas dos segmentos

GA

e

(18)

1. Os triângulos GEB e GED são congruentes (caso de congruência LAL), logo os segmentos

GB

e

GD

são congruentes.

2. A medida do segmento AD é sempre constante, pois este segmento é raio da

circunferência.

3. Como |GD – GA| = AD e

GB

≡

GD

, podemos afirmar que: |GB – GA | = AD.

4. Logo, o módulo da diferença das medidas dos segmentos

GA

e

GB

é sempre igual a medida do segmento AD, que é constante, conforme mencionado no item 2.

Assim, verificamos que, através da movimentação do ponto D, na atividade I, obteve-se uma hipérbole, uma vez que: i) G é um ponto qualquer de um plano; ii) A e B são dois pontos fixos desse mesmo plano; iii) o módulo da diferença das medidas dos segmentos

GA e GB é sempre constante.

A e B são os focos e G, um ponto qualquer da hipérbole. A distância entre os focos é denominada distância focal.

O centro da hipérbole é o ponto médio entre os seus focos.

A hipérbole tem dois eixos de simetria, um é o segmentoAB que contém os focos, (este segmento é chamado Eixo Real ou Eixo Transverso da hipérbole) e o outro é o segmento perpendicular ao eixo real (este segmento é o Eixo Imaginário ou Eixo Conjugado), ambos passando pelo centro da hipérbole.

Atividade II

Acesse o endereço e visualize a marcação dos pontos de uma hipérbole, de forma semelhante ao que foi feito na atividade I.

Atividade III

Nas atividades anteriores, o eixo real da hipérbole estava sobre o eixo x. Vamos construir uma hipérbole com eixo real sobre o eixo y.

b) Marque os pontos A (0,2) e B (0,-2).

c) Construa uma circunferência de centro A e raio de medida 2. Para isso clique em CircunferêncialRaio-centro. Na janela que se abrirá digite A em “centro em” e, em seguida, selecione “raio da circunferência” e digite 2 na caixa adjacente.

(19)

d) Na Barra de ferramentas, selecione segmentos. Clicando com o botão esquerdo do mouse sobre a circunferência, crie o ponto D (em qualquer lugar da circunferência, exceto sobre o próprio ponto C).

e) Construa o segmento BD. f) Construa a reta

↔

AD.

g) Construa a mediatriz do segmento BD. h) Peça a interseção da reta

↔

AD com a reta

↔

EF.

i) Clique em AnimlTraço temporário e na caixa de texto que se abrirá digite G.

j) Movimente lentamente o ponto D sobre a circunferência e observe o caminho percorrido pelo ponto G.

k) Construa o segmento

GB

.

l) Determine |GA – GB|. Para tanto clique em Medidas e na janela que se abrirá digite [abs] (GA – GB).

m) Movimente o ponto D e observe o valor de |GA – GB|. n) Descreva o que você observou.

Atividade IV

b) Adapte a atividade I de forma a obter uma hipérbole com centro fora da origem e eixos paralelos aos eixos coordenados.

Atividade V

b) Marque os pontos A (-2, 0), B(2, 0) e C(-1,1).

c) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, na janela que se abrirá, selecione hipérbole, digite AB na caixa “pontos focais” e C na caixa “ponto sobre a cônica”. Clique em desenhar (isso criará uma hipérbole com focos A e B, passando pelo ponto C e eixo real sobre o eixo x).

d) Utilizando a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos construa uma elipse com eixo real sobre o eixo y. Marque 3 pontos convenientes e registre suas coordenadas.

Atividade VI

b) Nas atividades anteriores de hipérbole, o eixo real considerado foi sempre paralelo a um dos eixos coordenados. A partir do que foi observado nestas atividades, construa uma hipérbole com eixo real não paralelo a nenhum dos eixos coordenados. Para isso, utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos. Como na atividade anterior, registre as coordenadas dos pontos escolhidos.

(20)

4.2 Relações entre Elementos – Equações da Hipérbole: Atividades

Esta seção foi elaborada por Flávio de Freitas Afonso, Gilmara Teixeira Barcelos e Silvia Cristina Freitas Batista.

Atividade I

b) Marque os pontos A (0, 0), B(-5, 0), C(5,0), D(-2,0), E(2,0), F(4, 3 7).

c) Utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos e construa uma hipérbole com pontos focais B e C, passando pelo ponto F.

d) Construa os segmentos FB e FC.

e) Utilizando os recursos do software, determine |FB-FC| (clique em Medidas e na

janela que se abrirá digite [abs] (GA – GB)): _____________.

f) Sem utilizar os recursos do software, determine a medida do eixo real: _____________.

g) Compare o valor de |FB-FC| com a medida do eixo real. Reflita: isso foi uma

coincidência ou ocorre para qualquer hipérbole? Para colaborar nessa reflexão, solicite um arquivo novo, considere os pontos A(0, 0), B(-8, 0), C(8, 0), D(-4,0), E(4, 0) e F(5, 3 3), refaça os itens de c a f e compare novamente o valor de |FB-FC| com a

medida do eixo real.

Generalizando:

Prova-se que o que foi observado na atividade I é válido para qualquer hipérbole, ou seja, prova-se que, sendo F um ponto qualquer de uma hipérbole de focos B e C, o valor de |FB-FC| é igual à medida do eixo real.

Nas figuras 4.1, 4.2 e 4.3, considere: BC = 2c (distância focal) DE = 2a (medida do eixo real) GF = 2b (medida do eixo imaginário)

(21)

Figura 4.1: Elementos da Hipérbole

Chama-se retângulo referência da hipérbole o retângulo MNPQ de centro A, com MQ e NP perpendiculares ao eixo real em D e E, respectivamente, e AN = AQ = c. O segmento FG perpendicular a DE em A, com F ∈ MN e G ∈ PQ, é o eixo

imaginário da hipérbole. Os segmentos FA e GA são chamados de semi-eixos

imaginários. Esses semi-eixos têm medidas iguais, que serão indicadas por b.

(22)

2 2 2

b

+

a

=

c

Figura 4.3: Relação Fundamental – Hipérbole Por Pitágoras, temos que:

Atividade II

b) Marque os pontos A(0,0), B(-7,0), C(7,0), D(-4,0), E(4,0) e F(6, 5 2).

c) Utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos e construa uma hipérbole com pontos focais B e C, passando pelo ponto F.

d) Considerando a relação _c2 ₌ _a2 ₊_b2_{, determine a medida do semi-eixo imaginário (sem}

utilizar recursos do software): ____________. Observação 1:

Nota-se, na atividade II, que a hipérbole obtida tem centro no ponto (0,0), focos B e C, eixo real (2a) sobre o eixo das abscissas (eixo x) e o eixo imaginário (2b) sobre o eixo das ordenadas (eixo y).

Consideremos uma hipérbole de pontos focais B (-c, 0) e C (c, 0) e um ponto P (x, y) sobre a hipérbole.

(23)

Figura 4.4: Equação da hipérbole: centro (0, 0) e eixo real sobre o eixo x

Nessas condições, para determinar a equação da hipérbole temos que utilizar a definição e fazer os cálculos necessários.

Pela definição de hipérbole,

|PB - PC|=2a ou seja: a 2 | ) 0 -y ( ) c -x ( -) 0 -y ( )) c ( x ( | − − 2+ 2 2+ 2 = 2 2 2 2 y ) c x ( a 2 y ) c x ( + + =± + − +

Elevando os dois membros da equação ao quadrado: a 4 a 4 y ) c x ( + 2+ 2= 2± . (x−c)2+y2 +(x−c)2+y2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 y c xc 2 x y ) c x ( . a 4 a 4 y c xc 2 x + + + = ± − + + − + + 2 2 2 2 y c xc 2 x . a 4 a 4 xc 4 = ± − + +

Dividindo ambos os membros da equação por 4: 2 2 2 2 y c xc 2 x a a xc= ± − + + 2 2 2 2 y c xc 2 x a a xc− =± − + +

Elevando novamente os dois membros ao quadrado: ) y c xc 2 x .( a a xca 2 c x2 2− 2+ 4 = 2 2− + 2+ 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 2 y a c a xca 2 a x a xca 2 c x − + = − + + 2 2 2 2 2 2 4 2 2 y a c a a x a c x + = + +

(24)

4 2 2 2 2 2 2 2 2 a c a y a a x c x − − = −

(

2 2

)

2 2 2

(

2 2

)

2 a c a y a a c x − − = − (I)

Como foi mostrado anteriormente:

2 2 2 b a c = + 2 2 2 a c b = − (II) Substituindo (II) em (I), temos:

(

2 2

)

2 2 2

(

2 2

)

2 a c a y a a c x − − = − 2 2 2 2 2 2 b a y a x b − =

Dividindo ambos os membros da equação por 2 2

b

a :

Atividade III

Retorne à atividade II e escreva a equação da elipse. Atividade IV

b) Marque os pontos A(0,0), B(0,7), C(0,-7), D(0,-4), E(0,4) e F(5 2, 6).

c) Utilize a opção Unidades|Cônicas com 3 pontos e construa uma hipérbole com pontos focais B e C, passando pelo ponto F.

d) Considerando a relação _c2 ₌ _a2 ₊_b2_{, determine a medida do semi-eixo imaginário (sem}

utilizar recursos do software) :____________. Observação 2:

A hipérbole obtida na atividade III tem o centro no ponto (0,0), focos B e C, eixo real sobre o eixo das ordenadas e eixo imaginário sobre o eixo das abscissas.

Consideremos uma hipérbole de pontos focais B (0, c) e C (0, -c) e um ponto P(x, y) sobre a hipérbole.

Equação Reduzida da hipérbole com focos no eixo x e centro na origem.

1

2

2 -2

2 =

b

y

a

x

(25)

Figura 4.5: Equação da hipérbole: centro (0,0) e eixo real sobre o eixo y

Nessas condições, para determinar a equação da hipérbole temos que utilizar a definição e fazer os cálculos necessários, de forma análoga ao que foi feito na observação 1. a PC PB | 2 | − = a c y x c y x 0) ( ) ( 0) ( ) | 2 ( | + 2+ − 2 − − 2+ − 2 =

e, daí, decorre a equação da hipérbole:

Atividade V

Retorne à atividade IV e escreva a equação da hipérbole. Atividade VI

Sem auxilio do software, resolva as questões a seguir.

1) Obtenha a distância focal da hipérbole cuja equação é 1 9 y 16 x2 2 = − .

2) Determine a equação da hipérbole de focos F1(5, 0) e F2(-5, 0) e eixo real de comprimento 6.

3) Determine a equação da hipérbole de focos F1(3, 0) e F2(-3, 0) e que passa no ponto A(1, 0).

4) Determine a equação da hipérbole de focos F1(0, 6) e F2(0, -6) e que passa no ponto A(0, 4).

Equação Reduzida da hipérbole com focos no eixo y e centro na origem.

1

2

2 -2

2 =

b

x

a

y

(26)

5) Determine o comprimento do eixo imaginário e as coordenadas dos focos da hipérbole de equação 16y2 −20x2 =320.

Atividade VII

b) Marque os pontos A (0,0), B (-1, 0), C(1, 0), D(-25, 0) e E(25, 0).

c) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma hipérbole com focos D e E, passando pelo ponto C.

d) Determine, sem utilizar os recursos do software: • a distância focal:_______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. e) Marque os pontos F(-10, 0) e G(10, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e

solicite uma hipérbole com focos F e G, passando pelo ponto C. f) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal desta hipérbole:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. g) Marque os pontos H(-4, 0) e I(4, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma hipérbole com focos H e I, passando pelo ponto C. h) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. i) Marque os pontos J(-2, 0) e K(2, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma hipérbole com focos J e K, passando pelo ponto C. j) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. k) Marque os pontos L(-1.5, 0) e M (1.5, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos,

e solicite uma hipérbole com focos L e M, passando pelo ponto C. l) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. m) Marque os pontos N(-1, 0) e O(1, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma hipérbole com focos N e O, passando pelo ponto C. n) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a distância focal:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. o) Observe que as hipérboles construídas possuem o mesmo eixo real, porém, a cada

hipérbole construída a distância focal fica menor. Compare as hipérboles e descreva o que você observou.

(27)

Atividade VIII

a) Solicite um arquivo novo

b) Marque os pontos A(0, 0), B(-1, 0), C(1,0), D(-1,0) e E(1,0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e solicite uma hipérbole com focos D e E, passando pelo ponto C.

c) Determine, sem utilizar os recursos do software: • a distância focal:______________.

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. d) Marque os pontos F(-1.5, 0) e G(1.5, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos,

e solicite uma hipérbole com focos F e G, passando pelo ponto C. e) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. f) Marque os pontos H(-2, 0) e I(2, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma hipérbole com focos H e I, passando pelo ponto C. g) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. h) Marque os pontos J(-4, 0) e K(4, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma hipérbole com focos J e K, passando pelo ponto C. i) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. j) Marque os pontos L(-10, 0) e M (10, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos,

e solicite uma hipérbole com focos L e M, passando pelo ponto C. k) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. l) Marque os pontos N(-25, 0) e O(25, 0). Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e

solicite uma hipérbole com focos N e O, passando pelo ponto C. m) Determine, sem utilizar os recursos do software:

• a razão entre a distância focal e a medida do eixo real:______________. n) Observe que as hipérboles construídas possuem o mesmo eixo real, porém, a cada

hipérbole construída a distância focal fica maior. Compare as hipérboles e descreva o que você observou.

Concluindo:

Prova-se que o que foi observado nas atividades VI e VII é válido para qualquer hipérbole. Portanto, é possível afirmar que diminuindo a distância focal, obtemos hipérboles cujos ramos estão mais próximos do eixo focal (ou seja, obtemos hipérboles mais “fechadas”), ao passo que aumentando essa distância, os ramos ficam mais próximos do eixo

(28)

imaginário (nesse caso, obtemos hipérboles mais “abertas”). Observe, que nos casos em que as distâncias focais diminuem, a razão entre a distância focal e a medida do eixo real aproxima-se de um. Observe ainda que, quando a razão entre a distância focal e o eixo real é igual a um, ou seja, quando a medida do eixo focal coincide com a medida do eixo real, não existe hipérbole. A essa razão (ou seja, a razão entre a distância focal e o eixo real) dá-se o nome de excentricidade (e).

Atividade IX

Sem auxilio do software, resolva as questões a seguir.

1) Determine a equação de uma hipérbole que tem centro na origem, eixo real de medida 6, eixo imaginário de medida 8 e focos sobre o eixo x.

2) Calcule a excentricidade da hipérbole cuja equação é 1 5 2 5 2 = − x y _.

3) Obtenha a equação da hipérbole de focos F1(2 5 ,0) e F2(-2 5 ,0) e de eixo imaginário de comprimento 4.

4) Obtenha a equação da hipérbole cujo eixo imaginário tem extremos B1(1,0) eB2(-1, 0) e cuja excentricidade vale

3 3 2

.

5) (UFPI) O gráfico da equação x2−y2= 4 representa uma hipérbole. Os focos dessa

hipérbole são: a)       0 , 2 1 e       − ,0 2 1 . c)

(

2 2,0

)

e

(

−2 2,0

)

. e)       2 1 , 0 e       − 2 1 , 0 . b)

(

2,0

)

e

(

−

2,0

)

. d)

(

0, 2

)

e

(

0 −, 2

)

.

6) Determine a distância focal e a excentricidade das hipérboles: a) x2−y2=1 b) 5x2−4y2=20

a

c

=

a

2 c

2 =

e

,

e>1 porque

(29)

5. ESTUDO DA PARÁBOLA

5.1 Definição e Traçado de Parábolas: Atividades

Esta seção contém atividades que tem a finalidade de mostrar formas de aplicação do

parábolas. Estas atividades foram adaptadas do tutorial

Atividade I

a) Marque os pontos A (-3,-2) e B (3,-2) e construa a reta AB↔ . b) Marque um ponto C na reta AB↔ .

c) Marque o ponto D (0,2) e construa o segmento CD.

d) Construa a reta mediatriz de CD.

e) Construa uma reta perpendicular à reta AB↔ passando pelo ponto C. f) Peça a intersecção da reta CG↔ com a reta EF↔ .

g) Clique em AnimlTraço Temporário e na caixa de texto que abrirá digite H. Movimente o ponto C.

h) Construa o segmento DH.

i) Peça a medida dos segmentos DH eCH. Compare essas medidas.

j) Movimente o ponto C e compare novamente as medidas dos segmentos DH e CH. Descreva o que você observou.

Observação:

Parábola é o lugar geométrico dos pontos do plano que distam igualmente de uma reta fixa, chamada diretriz, e de um ponto fixo, não pertencente à diretriz, chamado foco. Analisando a construção, podemos concluir ainda que o triângulo DEH é congruente ao triângulo CEH (caso de congruência LAL(lado-ângulo-lado)), o que justifica a congruência dos segmentos DH e CH.

O conjunto de pontos construídos a partir de H descreve uma parábola de concavidade voltada para cima e vértice V(0,0).

Sendo r a reta perpendicular à reta diretriz passando pelo foco, temos que o vértice V da parábola é o ponto médio do segmento contido em r, com uma extremidade no foco e outra na reta diretriz. Para verificar isso, basta posicionar o ponto H no vértice V (0,0) e verificar novamente as medidas dos segmentos DH e CH. A distância do foco à diretriz é chamada parâmetro.

(30)

Atividade II

Acesse o endereço abaixo e visualize a marcação dos pontos de uma parábola, de forma semelhante ao que foi feito na atividade I.

Atividade III

Nas atividades I e II desta seção, visualizamos parábolas com concavidade voltada para cima. Construiremos agora, uma parábola com concavidade voltada para baixo.

b) Marque os pontos A (-3, 2) e B (3, 2) e construa a reta AB↔ . c) Marque um ponto C na reta AB↔ .

d) Marque o ponto D (0,-2) e construa o segmento CD.

e) Construa a reta mediatriz de CD.

f) Construa uma reta perpendicular à retaAB↔ passando pelo ponto C. g) Peça a intersecção da reta CG↔ com a reta EF↔ .

h) Clique em AnimlTraço Temporário e na caixa de texto que abrirá digite H. Movimente o ponto C.

i) Construa o segmento DH.

j) Peça a medida dos segmentosDH eCH. Compare essas medidas.

k) Movimente o ponto C e compare novamente as medidas dos segmentos DH e CH. Descreva o que você observou.

Atividade IV

b) Construa a reta d: x = -2 e marque o ponto F (2, 0).

c) Mentalmente, considere a parábola que tem a reta d como diretriz e o ponto F como foco. Esta parábola possui concavidade voltada para direita ou para esquerda? Quais são as coordenadas do seu vértice?

d) Adapte a atividade I de forma a obter pontos desta parábola.

Atividade V

b) Agora, faça uma construção para obter os pontos de uma parábola com concavidade voltada para a esquerda e vértice V(0,0).

(31)

Atividade VI

b) Marque os pontos A (-3,-2), B(3,-2) e C(0,3).

c) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, na janela que abrirá, selecione parábola, digite AB na caixa “diretriz” e C na caixa “foco”. Clique em desenhar. Isso criará uma parábola com reta diretriz passando pelos pontos A e B e com foco C. d) Utilizando a opção UnidadeslCônicas com 3 pontos: construa uma parábola com

concavidade voltada para baixo, outra com concavidade voltada para a direita e outra para a esquerda. Para cada uma delas, marque 3 pontos convenientes.

Atividade VII

b) Marque os pontos A (-3,-3), B(3,-3) e C(0,2). c) Construa uma reta passando pelos pontos A e B.

d) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma parábola com reta diretriz ↔

ABe foco C.

e) Determine a medida do parâmetro desta parábola. f) Marque o ponto D(0,0).

g) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos e solicite uma parábola com reta diretriz ↔

ABe foco D.

h) Determine a medida do parâmetro desta parábola. i) Marque o ponto E (0, -2).

j) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e solicite uma parábola com reta diretriz ↔

ABe foco E.

k) Detemine a medida do parâmetro desta parábola. l) Marque o ponto F(0; -2.8).

m) Clique em UnidadeslCônicas com 3 pontos, e solicite uma parábola com reta diretriz ↔

ABe foco F.

n) Determine a medida do parâmetro desta parábola.

o) Observe que as quatro parábolas construídas possuem a mesma reta diretriz, porém, a cada construção a medida do parâmetro ficou menor. Compare as quatro parábolas e descreva o que você observou.

Concluindo:

Prova-se que o que foi observado na atividade acima é válido para qualquer parábola. Portanto, podemos afirmar que diminuindo a medida do parâmetro, obtemos parábolas com concavidades “mais fechadas”, ao passo que aumentando esta medida, obtemos parábolas com concavidades “mais abertas”.

(32)

Atividade VIII

Acesse o endereço abaixo e visualize as transformações que ocorrem com as parábolas quando aumentamos ou diminuímos a medida do parâmetro, como foi feito na atividade VII.

http://www.ies.co.jp/math/java/conics/draw_parabola/draw_parabola.html

Atividade IX

b) Utilizando a opção UnidadeslCônicas com 3 pontos, construa uma parábola cuja reta diretriz não seja paralela aos eixos coordenados.

Bibliografia

ATIVIDADES INTRODUTÓRIAS. Disponível em:

< http://math.exeter.edu/rparris/peanut/wgpr32tut.pdf >. Última consulta em: 11/05/06. BIANCHINI, E., PACCOLA, H. Matemática. 2ª ed. São Paulo: Moderna, 1995.

CÔNICAS. Disponível em: <http://www.colband.com.br/ativ/nete/matweb/conicas/conicas.htm>. Última consulta em: 10/02/06.

DANTE, L. R. Matemática, Contexto e Aplicações. 1ª ed. São Paulo: Ática, 2003. MACHADO, A. S. Álgebra Linear e Geometria Analítica. 2ª ed. São Paulo: Atual, 1993. SEÇÕES CÔNICAS. Disponível em: