Matemática — Geometria Dissertativa

Sabendo que uma reta l é dada pelas equações a(x − x0) + b(y − y0) = 0 e x = x0 + cλ y = y0 + dλ , λ ∈ R, determine seus coeficientes angular e linear em função das constantes a, b, c, d, x0 e y0.

Sabendo que uma reta l é dada pelas equações
a(x − x0) + b(y − y0) = 0 e

x = x0 + cλ
y = y0 + dλ , λ ∈ R,
determine seus coeficientes angular e linear em função das constantes a, b, c, d, x0 e y0.

Resolução completa

Explicação passo a passo

Resumo da resposta

A resposta para os coeficientes angular e linear da reta é m = -\frac{a}{b}$** e **$n = \frac{ax_0 + by_0}{b}$**, respectivamente, desde que $b \neq 0. Caso se utilize a forma paramétrica, o coeficiente angular também pode ser expresso como $m = \frac{d}{c}$**.

Esta questão exige a conversão das formas implícita e paramétrica da equação da reta para a forma reduzida ou slope-intercept, que é y = mx + n.

Desenvolvimento

O objetivo é encontrar a relação entre y e x na forma y = mx + n, onde m é o coeficiente angular (inclinação) e n é o coeficiente linear (intercepto com o eixo y).

Utilizaremos primeiramente a primeira equação fornecida, que representa a forma ponto-normal:
a(x - x_0) + b(y - y_0) = 0

Isolando y nesta expressão, obtemos a forma explícita desejada.

Análise

  • Identificação dos Dados: Temos um ponto P_0(x_0, y_0) pela qual a reta passa e duas representações algébricas para a mesma linha.
  • Transformação da Equação Geral:
    a(x - x_0) + b(y - y_0) = 0
    b(y - y_0) = -a(x - x_0)
    y - y_0 = -\frac{a}{b}(x - x_0)
    y = -\frac{a}{b}x + \frac{ax_0}{b} + y_0
  • Identificação dos Coeficientes: Comparando com y = mx + n:
  • Coeficiente Angular (m): -\frac{a}{b}
  • Coeficiente Linear (n): \frac{ax_0}{b} + y_0 = \frac{ax_0 + by_0}{b}
  • Verificação com Forma Paramétrica:
    Da segunda equação, eliminamos o parâmetro \lambda:
    \lambda = \frac{x - x_0}{c}
    Substituindo em y:
    y = y_0 + d\left(\frac{x - x_0}{c}\right) \Rightarrow y = \frac{d}{c}x + \left(y_0 - \frac{dx_0}{c}\right)
    Isso confirma que m = \frac{d}{c}, o que é consistente pois para uma reta única, o vetor normal (a, b) deve ser ortogonal ao vetor diretor (c, d), implicando ac + bd = 0.

Conclusão

Assumindo que a reta não seja vertical (b \neq 0 e c \neq 0), os coeficientes solicitados são obtidos diretamente pelo rearranjo algébrico das equações fornecidas. O resultado mais direto considerando a constante b é:

m = -\frac{a}{b}
n = \frac{ax_0 + by_0}{b}

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