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Compito di matematica classe III A 28 maggio ’16 Alunno Problema n. 1 Scritta l’equazione della circonferenza passante per A(1,2) e B (-1 ;-2) e il cui centro C appartiene alla retta 3x-y-14=0, determinare: a) b) c) d) Le equazioni delle rette t1 e t2 tangenti alla circonferenza in A e in B. L’area del quadrilatero CAPB Detti E e F i punti di ascissa 1 che hanno distanza uguale a 4 da t1 , l’area del triangolo EFC Per quali valori di k la retta y=2x+k è tangente la circonferenza. x 2 + y 2 + ax + by + c = 0 1 + 4 + a + 2b + c = 0 1 + 4 − 1a − 2b + c = 0 −a −b 3 − − 14 = 0 2 2 c = −5 − a − 2b a = −2b 6b + b − 28 = 0 a + 2b + c = −5 − a − 2b + c = −5 −3a + b − 28 = 0 c = −5 − a − 2b c = −5 − a − 2b − a − 2b − 5 − a − 2b = −5 −2a − 4b = 0 −3a + b − 28 = 0 −3a + b − 28 = 0 c = −5 a = −8 b = 4 x2 + y2 − 8x + 4 y − 5 = 0 C (4, −2) r = 16 + 4 + 5 = 5 y − 2 = m( x − 1) 3 3 5 a) A a + 2 xT −8 + 2 3 y − 2 = ( x − 1) t1: y = x + 4 4 4 m = − b + 2 y = − 4 + 4 = 4 T y + 2 = m( x + 1) 3 5 B a + 2 xT −8 − 2 1 t2: x = −1 y = x − (come si vede dal grafico) 4 4 m = − b + 2 y = − 4 − 4 = 0 T 3 5 3 5 1 y = x + y = − + = b) P 4 4 P 4 4 2 P(-1,1/2) x = −1 x = −1 1 25 1 Area ( APCB ) = 2 Area ( PBC ) = 2 PB ⋅ BC = + 2 ( 4 + 1) = 2 2 2 c) 3 5 x+ 3x − 4 y + 5 = 0 E , F ( x, y ) = (1, y) 4 4 8 − 4 y = 20 y = −3 3x − 4 y + 5 3 − 4 y + 5 d= = =4 E(1,-3) F(1,7) 8 − 4 y = 20 8 − 4 y = −20 y = 7 5 9 + 16 y= x2 + y 2 − 8x + 4 y − 5 = 0 d) y = 2x + k 2 xC − yC + k 4 +1 =5 8+ 2+k 5 = 5 10 + k = 5 5 k = −10 ± 5 5 Oppure x 2 + (2 x + k ) 2 − 8 x + 4(2 x + k ) − 5 = 0 5 x 2 + 4kx + k 2 + 4k − 5 = 0 y = 2x + k y = 2x + k ∆ = 4k 2 − 5k 2 − 20k + 25 = 0 k 2 + 20k − 25 = 0 4 k = −10 ± 5 5 Problema n. 2 Scrivi l’equazione della circonferenza γ passante per l’origine O e tangente alla retta di equazione −3 x + 2 y − 13 = 0 nel suo punto di ascissa -1. Detti A e B i punti di intersezione di γ con gli assi cartesiani, determina un punto P sulla semicirconferenza che non contiene l’origine in modo che l’area del quadrilatero OAPB sia uguale a 17. x 2 + y 2 + ax + by + c = 0 c=0 −3 x + 2 y − 13 = 0 y = 5 Punto della retta tangente t, : T T ( −1;5 ) T x = −1 x = −1 3 13 Coefficiente angolare della retta tangente t: y = x + 2 2 Passaggio per T: 1 + 25 − a + 5b + c = 0 2x + a 2( −1) + a 3 Tangenza γ in T: mT = − T =− = ⇒ 4 − 2a = 30 + 3b 2 yT + b 2(5) + b 2 Passaggio per l’origine O(0,0) : c = 0 c = 0 c = 0 ⇒ 1 + 25 − a + 5b + c = 0 ⇒ −a + 5b = −26 ⇒ a = 5b + 26 4 − 2a = 30 + 3b −2a − 3b = 26 −2(5 b+ 26) − 3b = 26 c = 0 a = 5b + 26 ⇒ −13b = 78 c = 0 a = −4 b = −6 x2 + y2 − 4x − 6 y = 0 Intersechiamo la circonferenza con l’asse y: y = 0 x2 + y2 − 4 x − 6 y = 0 y2 − 6 y = 0 A A A y = 6 Quindi A(0,6) x = 0 x = 0 x = 0 Intersechiamo la circonferenza con l’asse x: x = 0 x2 + y2 − 4 x − 6 y = 0 x2 − 4 x = 0 B B B x = 4 Quindi B(4,0) y = 0 y = 0 y = 0 E sia P(x,y) un punto qualsiasi della circonferenza. Troviamo l’area di: A(OBPA) = A(OPA) + A(OPB) = 3 x + 2 y = 17 ⇒ y = 17 − 3 x 2 OA ⋅ PH OB ⋅ PK 6 ⋅ x 4 ⋅ y + = + = 17 2 2 2 2 sostituiamo alla circonferenza 17 − 3 x 17 − 3 x x2 + =0 − 4x − 6 2 2 289 + 9 x 2 − 102 x x2 + − 4 x − 51 + 9 x = 0 4 2 4 x 2 + 289 + 9 x 2 − 102 x − 16 x − 204 + 36 x = 0 13 x 2 − 82 x + 85 = 0 5 41 ± 24 x= = 17 13 13 17 − 3(5) Punto 1: x1 = 5 y1 = =1 2 17 17 − 3 17 13 = 170 = 85 Punto 2: x2 = y2 = 13 2 26 13 Problema n. 3 Scrivi l’equazione della circonferenza che passa per A=(0,-1), ha il centro con ordinata positiva sulla retta di equazione 4 x − 2 y + 3 = 0 e ha raggio lungo 5 . 2 Tra le rette del fascio per A determina quelle che staccano sulla circonferenza una corda lunga 2 5 . 5 , −6 , manda le tangenti alla circonferenza e trova i punti di tangenza C e D. 2 2 2 x + y + ax + by + c = 0 Dal punto B 1 − b + c = 0 1 − b + c = 0 c = b − 1 a b ⇒ −2 a + b + 3 = 0 4 − − 2 − + 3 = 0 ⇒ −2 a + b + 3 = 0 2 2 25 a 2 b2 2 2 a + b − 4(b − 1) = 25 2 a 2 b2 = + −c + −c 4 4 4 r = 4 4 c = b − 1 c = b − 1 c = b − 1 ⇒ b = 2a − 3 ⇒ b = 2a − 3 ⇒ b = 2a − 3 2 2 2 2 2 a + (2a − 3) − 4(2 a − 3 − 1) = 25 a + 4a − 12a + 9 − 8 a + 16 = 25 5a − 20a = 0 c = b − 1 c = −4 3 2 2 C1 = 0, b = 2a − 3 b = −3 x + y − 3 y − 4 = 0 2 a = 0 a = 0 c = b − 1 c = 4 5 2 2 b = 2a − 3 b = 5 x + y + 4 x + 5 y + 4 = 0 C2 = −2, − 2 a = 4 a = 4 La Rette del fascio per A: y + 1 = m ( x − 0) y = mx − 1 Se la corda AB è AB = 2 5 indicato con H il punto medio della corda AH = per il teorema di Pitagora la distanza del fascio di rette dall’origine è: 2 5 CH = CA − HA = − ( 5)2 = 2 2 5 25 5 5 −5 = = 4 4 2 2 E allora la retta del fascio che stacca la corda suddetta è: 3 | − − 1| 5 CH = = 2 = 2 1 + m2 1 + m2 2 2 25 = 5(1 + m ) m = 4 m = ±2 | mxC − yC − 1| 5 1 5 = 2 1 + m2 2 5 = 5 1 + m2 x 2 + y 2 − 3 y − 4 = 0 x 2 + (2 x − 1) 2 − 3(2 x − 1) − 4 = 0 5 x 2 − 10 x = 0 x = 2 y = 2x −1 = 3 y = 2x −1 y = 2x −1 y = 2x −1 B=(2,3) D(-2,3) 5 5 , −6 y + 6 = m ( x − ) 2 2 Fascio di rette per B 5 | yC + 6 − m( xC − ) | 2 =5 d (C , r ) = 2 2 1+ m 9 + m 2 + 6m = (1 + m 2 ) m=− 15 5 +m | 2 =5 d (C , r ) = 2 2 2 1+ m 8 4 =− 6 3 | 4 5 y + 6 = − (x − ) 3 2 Punto di contatto: m = − 4 2x + a 2 x0 4 =− − =− 3 2y + b 3 2 y0 − 3 −4 y0 + 6 = −3 x0 6 + 3 x0 4 y0 = 6 + 3 x0 4 8 = − x− 4 3 3 18 + 9 x = −16 x − 32 x=− |3+ m | 1 + m2 =1 4 8 y = − x− 3 3 50 4 8 = −2 y = − (−2) − = 0 25 3 3