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Matemática

Plano cartesiano

Geometria analítica e equação da curva

Maria Ângela de Camargo*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação
A geometria analítica em duas dimensões usa a álgebra para descrever figuras planas e suas propriedades. O principal recurso dessa geometria é o plano cartesiano, determinado por duas retas reais perpendiculares, horizontal e vertical.

No plano cartesiano, cada ponto está univocamente associado a um par ordenado, onde o primeiro e segundo elemento denotam respectivamente a abscissa (ou projeção do ponto no eixo horizontal) e a ordenada (ou projeção do ponto no eixo vertical).

Coordenadeas

Assim, os elementos do par ordenado constituem as coordenadas do ponto no plano cartesiano e o par de eixos tem o nome de eixos coordenados.

Pontos sobre o eixo horizontal apresentam ordenada nula. Reciprocamente, pontos sobre o eixo vertical apresentam abscissa nula.



plano cartesiano

A (xA, yA)
P (xp , 0)
Q (0 , yp)

P Ox yp = 0
Q Oy xq = 0



Um conjunto de pontos que obedece a um certo quesito tem o nome de lugar geométrico. Em geometria analítica, quesitos que definem figuras planas bidimensionais são descritos por sentenças a duas variáveis, x e y.

Exemplo: a sentença que explicita a propriedade comum a todos os pontos do eixo Ox das abscissas é y = 0, pois todos os pontos pertencentes a esse eixo apresentam y = 0. Dizemos então que a equação do eixo Ox é y = 0. Do mesmo modo, a equação do eixo Oy é x = 0.

Assim, chamamos de equação de uma curva à sentença matemática que explicita a propriedade comum a todos os seus pontos e essa sentença relata, normalmente, a relação entre as variáveis x e y que são as coordenadas dos pontos da curva.

Exemplos:

a) A sentença ax + by + c = 0 define uma reta, para determinados a, b, c.

b) A sentença (x - x0)2 + (y - y0)2 = R2 define uma circunferência, que é o conjunto dos pontos do plano xy que distam R do ponto (x0,y 0).

As decorrências importantes das associações entre as sentenças matemáticas e as figuras geométricas são as seguintes:

  • Se um ponto pertence a uma curva, então as coordenadas do ponto satisfazem à equação da curva.



    reprodução

    para a curva C, f(x,y) = 0
    P C f(xp , yp) = 0



  • Se um ponto pertence a várias curvas simultaneamente, as suas coordenadas devem satisfazer a todas as equações das ditas curvas.



    reprodução

    para a curva C, f(x,y) = 0
    para a curva K, g(x,y) = 0
    P C e P K f(xp , yp) = 0 e g(xp, yp) = 0



    Quadrantes

    Pontos que não pertencem a nenhum dos eixos coordenados pertencem a um dos quadrantes do plano cartesiano:


    reprodução


    Observe que pontos pertencentes ao mesmo quadrante devem obedecer aos mesmos quesitos:

    P 1° quadrante xp > 0 e yp > 0
    P 2° quadrante xp < 0 e yp > 0
    P 3° quadrante xp < 0 e yp < 0
    P 4° quadrante xp > 0 e yp < 0

    Veja que aqui fizemos a definição de lugares geométricos por meio de desigualdades. Cada reta define dois semiplanos e cada quadrante foi definido pela região comum a dois semiplanos.

    Observe como se definem as regiões usando outras figuras além dos planos coordenados:



    reprodução

    (r ) x - y + 1 = 0



    A reta r define dois semiplanos opostos, dos quais r é a fronteira. Na figura, a região hachurada corresponde aos pontos em que x - y + 1 0.



    reprodução

    (r ) y = x + 1



    A circunferência (C) (x-1)2 + (y+1) 2 = 9 tem centro (1,-1) e raio 3; pontos do plano cartesiano cuja distância ao ponto (1;-1) é maior que 3 são externos a C.



    reprodução

    (s) y = -6x + 60



    Aqui, a região duplamente hachurada representa os pontos que satisfazem simultaneamente às restrições:
    y 2x -1 (semiplano dos pontos acima da reta r)
    e
    x2 + (y+1) 2 4 (pontos internos ou pertencentes à circunferência.)

    Agora, uma região triangular, para você caracterizar:

    As retas r, s e t, concorrentes duas a duas, determinam uma região triangular:



    reprodução

    (t) y = -x + 10



    a) Quais são os quesitos ( = desigualdades!) que definem essa região?
    b) O ponto A (5,10) pertence ou não pertence a essa região?
  • *Maria Ângela de Camargo é professora de matemática do Colégio Ítaca.

    Os textos publicados antes de 1º de janeiro de 2009 não seguem o novo Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa. A grafia vigente até então e a da reforma ortográfica serão aceitas até 2012
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