Dada uma circunferência onde o centro é dado pelas coordenados (1,2). Tendo
como um quadrado ABCD inscrito na circunferência de vértice A = (-3, -1). Defina o
valor dos outros vértices do quadrado.
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Olá Matheus.
Sabendo que o quadrado ABCD está inscrito na circunferência, é possível concluir que casa um dos seus vértices toca a circunferência. Logo, o raio (r) da circunferência é possivel ser obtido através do segmento entre o seu centro (1, 2) e quelquer um dos vértices do quadrado (por exemplo, o vértice A(-3,-1)).
Assim:
r = raiz( (1 - (-3))² + (2 - (-1))² )
r = raiz( (4)² + (3)² )
r = raiz(25)
r = 5
Como o quadrado possui os quatro lados de mesmo tamanho, verifica-se que o ângulo entre um de seus lados e o segmento que une um de seus vertices ao centro é 45°. Assim, a medida de um de seus lados (L) será:
cos 45° = r/L *cos 45° = raiz(2)/2
L = r/ cos 45°
L = 5/(raiz(2)/2)
L = 10/raiz(2) (Multiplicando raiz(2) no numerador e denominador)
L = 10.raiz(2)/2
L = 5.raiz(2)
Assim, é possóvel encontrar os demais vértices somando o comprimento do lado do quadrado ao vértice A já conhecido:
B = (-3+5.raiz(2), -1)
C = (-3+5.raiz(2), -1+5.raiz(2))
D = (-3, -1+5.raiz(2))
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Boa tarde tudo bom?
Para começar, observe que que como o quadrado ABCD, está inscrito na circunferência de centro C = (1,2), então a distância entre C e A = (-3,-1) nada mais é que o raio da circunferência. Sendo assim , calculando a distância entre esses dois pontos, obtemos:
d(A,C) = sqrt( (-3-1)² + (-1-2)² ) = sqrt( 16 + 9 ) = sqrt(25) = 5.
Agora, observe que o segmento AC representa metade da diagonal, d, do quadrado. De fato, como ABCD está inscrito na circunferência, sua diagonal coincide com o diâmetro da cirfunferência. Sendo assim, d = 2.d(A,C) = 2.5 = 10.
Prosseguindo, note que a diagonal d é a hipotenusa de um triângulo retângulo cujos lados são os lados do quadrado ABCD (tente fazer um desenho de cada passo que estamos resolvendo e você verá isso). Sendo assim, aplicando o teorema de Pitágoras nesse triângulo temos:
L² + L² = (10)²
2L² = 100
L² = 50
L = sqrt(50) = 5sqrt(2).
Agora, comece no ponto A, trace uma circunferência centrada em A e com raio L. Tome um dos pontos de intersecção dessa circunferência com a circunferência original dada, chame esse ponto de B, a partir de B repita o processo, circunferência centrada em B e com raio L, e tome o ponto de interesecção distinto de A (você verá que um dos pontos de interesecção coincide com A, tome o que é distinto) e assim, sucessivamente, até a construção do quadrado terminar. Dessa forma você obtem os demais vértices do quadrado. Isso pode ser resolvido analíticamente resolvendo sistemas de equações com a equação das duas circunferências, a que foi dada e a que você construiu a partir de cada vértice. A solução ficaria muito longa, então sugiro tentar fazer, não é nada tão complicado.
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