4.1 INTRODUCCIÓN
Aunque no requiere ser presentada por conocida que es, la circunferencia es el lugar
geomé-trico de todos los puntos que equidistan de un punto fijo, llamado centro.
A partir de este momento, las cónicas que restan por analizar tienen por lo menos "un
cua-drado". Para todas ellas existe, como un primer paso, el mismo procedimiento para
transfor-mar su ecuación de la forma general a la forma particular, el cual consiste en dividir toda la
ecuación general entre el número, o números, que dejen con coeficiente
1
a todas las variables
"al cuadrado".
En el caso de la circunferencia, su ecuación en forma general es
2 2
A
x
+
B
y
+
D
x
+
E
y
+ =
F
0
pero como se mencionó en las páginas 17 y 18 al hablar del
análisis de la ecuación general,
para que sea circunferencia se requiere que "los cuadrados sean iguales", es decir, que
A
=
B
.
Por lo tanto, cuando se trata de una circunferencia, su ecuación general puede escribirse como
2 2
A
x
+
A
y
+
D
x
+
E
y
+ =
F
0
Si se le aplica el primer paso general señalado en el primer párrafo de este nuevo tema, esta
ecuación queda dividida entre
A
, de la siguiente forma:
2 2
A
A
D
E
F
0
A
x
+
A
y
+
A
x
+
A
y
+
A
=
que simplificada resulta
4
LA
La ecuación general de la circunferencia es
x
2+
y
2+
D
x +
E
y +
F
=
0
(3.1)
La ecuación particular de la circunferencia es
(
x - h
)
2+
(
y - k
)
2= r
2(3.2)
En donde:
(
h
, k
)
indican las coordenadas del centro;
r
indica el valor del radio.
2 2
D
E
F
0
A
A
A
x
+
y
+
x
+
y
+
=
Al final de cuentas, los coeficientes
D
,
, y
son números también, por lo que,
A
E
A
F
A
para simplificar la escritura, se renombran de la siguiente manera:
se renombra como
D
;
D
A
se renombra como
E
;
E
A
se renombra como
F
;
F
A
por lo que la ecuación en forma general de la circunferencia se acostumbra escribir de la
si-guiente manera:
Recordando lo que ya se dijo, la ecuación general proporciona una información bastante
limitada acerca de las características de la figura; en cambio, con la ecuación particular se
ob-tienen los datos necesarios para identificar plenamente a la cónica respectiva. En el caso de la
circunferencia, sus características principales son la ubicación del centro y la medida del
ra-dio. La ecuación en forma particular proporciona esa información.
En esta ecuación,
h
indica el valor de la
abs-cisa del centro, es decir, el valor en
x
del
des-plazamiento del centro, mientras que
k
indica
el valor de la ordenada del centro, es decir, el
valor en
y
del desplazamiento del centro. Ver
figura 4.1.
Debe tenerse mucho cuidado en que los
va-lores de las coordenadas del desplazamiento
del centro, ya que cambian de signo al
momen-to de reemplazarse en la ecuación particular
debido al signo negativo que tiene su ecuación
particular.
Por ejemplo, si una circunferencia tiene
ra-dio
r
=
4
y su centro en
C 2
(
,
−
3
)
, le
corres-ponden en este caso los valores de
h
=
2
y de
; sin embargo, en la ecuación
particu-3
k
= −
lar, por el signo menos que ésta tiene, los hace cambiar de signos, quedando
(
) (
2)
22
3
16
x
−
+
y
+
=
4.2 TRANSFORMACIONES
Debe quedar claro que tanto la ecuación general como la particular son realmente la misma
ecuación, solamente que escritas de diferente manera, por lo que es posible hacer
transforma-ciones de una forma a la otra.
Para transformar la ecuación de una circunferencia de su forma general a la particular es
conveniente practicar antes un proceso algebraico consistente en que teniendo el polinomio
cuadrático
x
2+
D
x
+
G
, en donde D
y G
son números cualesquiera, pasarlo a la forma
, en donde también
m
y
k
son números cualesquiera. A éste último se le
llama-(
)
2x m
+
+
k
rá binomio al cuadrado más un residuo, en el que
m
es el segundo término del binomio y
k
es
el residuo.
Para comprender el proceso perfectamente conviene analizar primero el procedimiento
in-verso, es decir, pasar de un binomio al cuadrado más un residuo a un polinomio cuadrático.
Por ejemplo, si se tiene el polinomio
(
x
+
7
)
2+
3
para convertirlo en un polinomio
cuadráti-co es suficiente elevar al cuadrado el binomio y luego sumar términos semejantes. Recuadráti-cordar
que un binomio al cuadrado es igual al cuadrado del primer término, más el doble producto
del primero por el segundo, más el cuadrado del segundo término.
k h x y (h, k) figura 4.1
De manera que
(
)
2P
N
2N
N
P
cuadrado doble cuadrado del primero producto del segundo
del primero por el segundo
7
3
14
49
3
x
+
+
=
x
+
x
+
+
y sumando
49 3
+
se llega a que
(
)
2 27
3
14
52
x
+
+ =
x
+
x
+
El proceso inverso consiste en que dado el trinomio cuadrático
x
2+
14
x
+
52
,
transfor-marlo en el binomio al cuadrado más su residuo
(
x
+
7
)
2+
3
. Analizando el procedimiento
hecho renglones arriba, se deduce que:
a)
x
2es el cuadrado del primer término del binomio buscado. Por lo tanto, dicho
primer término es su raíz cuadrada, es decir .
x
b)
14x
es el doble producto del primer término por el segundo, del binomio buscado.
Por lo tanto, si
14
se divide entre 2 se le quita “lo doble” y así se obtiene el
segun-do término del binomio. En este ejemplo, es 7 dicho segunsegun-do término del binomio
buscado.
Hasta este momento se podría escribir que
(
)
22
14
52
7
x
+
x
+
=
x
+
lo cual
no es cierto
porque lo escrito del lado izquierdo no es igual a lo escrito del lado
dere-cho, debido a que el proceso no está completo todavía. Hace falta verificar que lo que está
es-crito del lado izquierdo realmente sea igual a lo que está eses-crito del lado derecho:
(
)
22
lado izquierdo lado derecho
?
14
52
7
x
+
x
+
=
x
+
En el lado derecho existe un término de más y otro de menos respecto de lo que está escrito
en el lado izquierdo para que ambos lados realmente sean iguales. Si se desarrolla
mentalmen-te el binomio al cuadrado que está indicado en el lado derecho, lo que se tiene allí es:
a)
x
2: que es el cuadrado del primer término del binomio. Esto está también en el
lado izquierdo.
b)
14x
: que es el doble producto del primer término por el segundo del binomio.
Ob-sérvese que también está en el lado izquierdo.
c)
+
49
: que es el cuadrado del segundo término del binomio. Pero este
+
49
no
aparece en el lado izquierdo, por lo tanto está de más en el lado derecho y debe
quitarse restándolo.
Ahora bien, el
52
que aparece en lado izquierdo no existe en el lado derecho, por lo tanto,
para que ambos lados sean realmente iguales, en el lado izquierdo debe agregarse ese
52
que
le falta y quitarse el
49
que le sobra, de la siguiente manera:
(
)
22
14
52
7
49 52
x
+
x
+
=
x
+
−
+
Finalmente, sumando
−
49 52
+
se llega a que
(
)
22
14
52
7
3
x
+
x
+
=
x
+
+
Ejemplo 1: Transformar a un binomio al cuadrado más un residuo el siguiente trinomio cuadrático:
2
8
9
x
−
x
−
Solución: Se sabe que del trinomio cuadrático
x
2−
8
x
−
9
, x2 es el cuadrado del primer término del binomio buscado y −8x es el doble producto del primer término por el segundo del mismo binomio. Por lo tanto, el primer término de ese binomio buscado es mientrasx
que el segundo término es−
4
(se obtiene de dividir − ÷8 2). Provisionalmente se co-mienza escribiendo que(
)
22 8 9 ? 4
x − x− = x−
en donde falta todavía investigar si realmente lo del lado izquierdo es igual a lo escrito del lado derecho. Desarrollando mentalmente el binomio al cuadrado del lado derecho, se ve que allí hay lo siguiente:
a)
x
2: que es el cuadrado del 1er término del binomio. Esto está también en el lado izquierdo.b) −8x: que es el doble producto del primer término del binomio por el segundo. Obsérvese que también está en el lado izquierdo.
c) +16: que es el cuadrado del segundo término del binomio. Pero este +16 no aparece en el lado izquierdo, por lo tanto está de más en el lado derecho y debe quitarse restándolo. Ahora bien, el
−
9
que aparece en lado izquierdo no existe en el lado derecho, por lo tanto, para que ambos lados sean realmente iguales, en el lado izquierdo debe agregarse ese−
9
que le falta y quitarse el 16 que le sobra, de la siguiente manera:(
)
2 2 8 9 4 16 9 x − x− = x− − −(
)
2 28
9
4
25
x
−
x
− =
x
−
−
Ejemplo 2: Transformar a un binomio al cuadrado más un residuo el siguiente trinomio cuadrático: .
2
5
1
x
+
x
−
Solución: Se sabe que del trinomio cuadrático
x
2+
5
x
−
1
, 2 es el cuadrado del primer término delx
binomio buscado y 5x es el doble producto del primer término por el segundo del mismo binomio. Por lo tanto, el primer término de ese binomio buscado es mientras que el se-
x
gundo término es 5 (se obtiene de dividir ). Provisionalmente se comienzaescri-2
5 2
÷
biendo que 2 2 5 1? 5 2 x + x− =x+ en donde falta todavía investigar si realmente lo del lado izquierdo es igual a lo escrito del lado derecho. Desarrollando mentalmente el binomio al cuadrado del lado derecho, se ve que allí hay lo siguiente:
a)
x
2: que es el cuadrado del 1er término del binomio. Esto está también en el lado izquierdo.b) +5x: que es el doble producto del primer término del binomio por el segundo. Obsérvese que también está en el lado izquierdo.
c) 25 : que es el cuadrado del segundo término del binomio. Pero este no aparece
4
+ 25
4
+
en el lado izquierdo, por lo tanto está de más en el lado derecho y debe quitarse restándolo. Ahora bien, el −1 que aparece en lado izquierdo no existe en el lado derecho, por lo tanto, para que ambos lados sean realmente iguales, en el lado izquierdo debe agregarse ese −1
que le falta y quitarse el 25 que le sobra, de la siguiente manera: 4 2 2 5 1 5 25 1 2 4 x + x− = x+ − − 2 2 5 1 5 25 4 2 4 x + x− = x+ + − − 2 2
5
1
5
29
2
4
x
+
x
− =
x
+
−
EJERCICIO ADICIONALConvertir a un binomio al cuadrado más un residuo los siguientes trinomios cuadráticos: 1) x2 +12x+3 2) x2 +10x−7 3) x2 −2x−21 4)
x
2−
14
x
+
11
5) x2 +22x+8 6) 2 16 32 x − x− 7) x2 + +x 11 8) x2 −3x+13 9) x2 −9x 10) x2 +7x1) Para transformar la ecuación de una circunferencia de la forma general
a la forma particular:
* Se divide toda la ecuación entre el coeficiente de
x
2.
* Con los términos
x
2+ Dx
se obtiene un binomio al cuadrado más su
resi-duo
.
* Con los términos
y
2+ Ey
se obtiene un binomio al cuadrado más su
resi-duo
.
* Se escriben en el lado derecho todas las constantes y se suman.
Nota:
No olvidar que inicialmente la ecuación original estaba igualada a cero.
2) Para transformar la ecuación de una circunferencia de la forma
particu-lar a la forma general:
* Se desarrollan los dos binomios:
(x - h)
2y
(y - k)
2.
* Se escriben todos los términos en el lado izquierdo para que quede
igua-lado a cero.
* Se suman los términos semejantes, si resultan algunos y se ordenan.
4.3 REGLAS PARA LAS TRANSFORMACIONES
Ejemplo 1: Transformar a la forma particular la ecuación x2 + y2 −6x+4y−12= 0
Solución: Se juntan, en primer lugar, los términos con las mismas variables, es decir, por un lado los que contienen a la variable x y por otro a los que contienen a la y. Esto pueden hacerse mentalmente o en caso necesario escribirlo de la forma
2 2
6 4 12 0
x − x + y + y − =
residuo; luego, con los términos en , es decir, con y y2 +4y se obtiene también un bino-mio al cuadrado más su residuo:
(
)
2(
)
2 2 6 2 4 12 3 9 2 4 12 x − x + y + y − = x− − + y+ − −Como lo escrito del lado izquierdo del signo igual estaba inicialmente igualado a cero, signi-fica que todo el lado derecho también es igual a cero, por lo que se puede escribir que
(
)
2(
)
23 9 2 4 12 0
x− − + y+ − − =
Al sumar las constantes
− − −
9 4 12
= −
25
se reduce a(
) (
2)
23 2 25 0
x− + y+ − =
Y finalmente escribiendo esa constante en el lado derecho, la ecuación particular buscada es
(
) (
2)
23 2 25
x− + y+ =
Se trata de una circunferencia que tiene por centro y cuyo radio es . Su gráfica
(
)
C 3,−2 r =5
está mostrada en la figura 4.2.
Ejemplo 2: Transformar a la forma particular la ecuación x2 + y2 +2x−35=0.
Solución: Obsérvese, conforme se estudió en el análisis de la ecuación general de las cónicas, que se trata de una circunferencia por tener los dos términos cuadráticos; que está desplazado el centro sobre el eje por existir término lineal en ; y que no está desplazado el centro
x
x
sobre el eje por no existir término lineal en .y ySe juntan, en primer lugar, los términos con las mismas variables, es decir, por un lado los
1 3 5 -2 -4 -6 -8 C 7 figura 4.2
que contienen a la variable x y por otro a los que contienen a la y. Esto pueden hacerse mentalmente o en caso necesario escribirlo de la forma
N
2 2 2 35 0
x + x + y − =
Con los términos en , es decir, con
x
2 se obtiene un binomio al cuadrado más su2
x + x
residuo; luego, con los términos en , en este caso solamente con y y2 se obtiene también un binomio al cuadrado más su residuo:
P
(
)
2(
)
2 22
235
1
1
0
35
x
+
x
+
y
−
=
x
+
−
+
y
+
−
Como lo escrito del lado izquierdo del signo igual estaba inicialmente igualado a cero, sig-nifica que todo el lado derecho también es igual a cero, por lo que se puede escribir que
(
)
2(
)
21 1 0 35 0
x+ − + y+ − =
Al sumar las constantes − −1 35 = −36 se reduce a
(
) (
2)
21 0 36 0
x+ + y+ − =
Y finalmente escribiendo esa constante en el lado derecho, la ecuación particular bus-cada es
(
) (
2)
21 0 36
x+ + y+ =
que también puede escribirse, si se desea, como
(
)
2 21
36
x
+
+
y
=
Se trata de una circunferencia cuyo centro tiene por coordenadas C
(
−1 0,)
y que tiene por radio r =6. Su gráfica corresponde a la figura 4.3.Ejemplo 5: Transformar a la forma general la ecuación
(
x−1) (
2 + y−2)
2 =16. Solución: Se trata de la circunferencia cuyo centro tienepor coordenadas
C 1 2
( )
,
y radio r =4, mostrada en la figura 4.4.Elevando al cuadrado ambos binomios, se obtiene: 2 2 1 2 4 4 16 x − x+ + y − y+ = igualando a cero: 2 2 2 1 4 4 16 0 x − x+ + y − y+ − =
sumando los términos semejantes y ordenando conforme a la
1 4 16 11+ − =
ecuación general de las cónicas, se reduce a:
2 2 2 4 11 0
x + y − x− y+ =
Ejemplo 6: Encontrar las coordenadas del centro y el valor del radio de la circunferencia cuya ecuación es 2x2 +2y2 −20x−192= 0.
Solución: En este caso se tiene que
A
=
2
; B= 2;D
= −
20
; E =0; F = −192 . El análisis de la ecuación general lleva a que se trata de una circunferencia por serA
=
B
; que está despla-zado el centro sobre el eje por existir término lineal en ; y que no está despladespla-zado elx
x
centro sobre el eje por no existir término lineal en .y yLo primero que debe hacerse en toda cónica que tenga términos al cuadrado, es "quitarles el numerito a los cuadrados", o sea dividir toda la ecuación entre los coeficientes de x2 y de
. En este caso, dividir entre a toda la ecuación. Haciéndolo se obtiene: 2 y
2
2 2 10 96 0 x + y − x− = 1 2 figura 4.4Después debe pasarse la ecuación a la forma particular: P
(
)
2(
)
2 2 10 2 96 5 25 0 96 x − x + y − = x− − + y+ −Como lo escrito del lado izquierdo del signo igual estaba inicialmente igualado a cero, signi-fica que todo el lado derecho también es igual a cero, por lo que se puede escribir que
(
)
2(
)
25 25 0 96 0
x− − + y+ − =
Al sumar las constantes −25 96− = −121
se reduce a
(
) (
2)
25
0
121 0
x
−
+
y
+
−
=
Y finalmente escribiendo esa constante en el lado derecho, la ecuación particular buscada es
(
) (
2)
25 0 121
x− + y+ =
que también puede escribirse, si se desea, como
(
)
2 25
121
x
−
+
y
=
de donde se deduce queh =5 y
k
=
0
,por lo que las coordenadas del centro son C 5 0( )
,y el radio es r =11 (figura 4.5). Como
k
=
0
, el centro no está desplazado sobre el eje ytal como se había previsto al analizar la ecuación general.
EJERCICIO 6
Transformar a la forma particular las siguientes ecuaciones y deducir las coordenadas del centro y el radio de cada circunferencia: 1) x2 + y2 +2x+4y+ =1 0 2) x2 + y2 +2x+10y+17 =0 3) x2 + y2 −4x−4y− =1 0 4) x2 + y2 −2x+2y+ =1 0 5) x2 + y2 −10x−6y− =2 0 6) x2 + y2 −6x+4y−36= 0 7) 4x2 +4y2 −56x+8y+196= 0 8) 3x2 +3y2 +60x−30y+300=0 9) x2 + y2 −16y−48 =0 10) x2 + y2 +18x+65= 0
Transformar a la forma general las siguientes ecuaciones de circunferencias: 11) (x + 1)2 + (y + 9)2 = 9 12) (x + 7)2 + (y - 2)2 = 49 13) (x - 3)2 + (y + 12)2 = 169 14) (x + 10)2 + (y + 9)2 = 81 15) (x + 11)2 + (y - 1)2 = 25 16) (x + 13)2 + (y - 8)2 = 4 17) (x - 4)2 + (y + 3)2 = 1 18) (x - 2)2 + (y - 9)2 = 36 19) x2 + (y - 5)2 = 16 20) (x + 6)2 + y2 = 400
Hallar los valores de las constantes D , E y F de las circunferencias que se describen: 21) las coordenadas del centro son C(2, 0) y su radio es r = 3 .
22) las coordenadas del centro son C(5, - 1) y su radio es r = 2 . 23) las coordenadas del centro son C(- 6, 10) y su radio es r = 7 . 24) las coordenadas del centro son C(0, - 7) y su radio es r = 12 . 25) las coordenadas del centro son C(3, - 4) y su radio es r = 4 . 26) las coordenadas del centro son C(- 8, - 3) y su radio es r = 9 . 27) las coordenadas del centro son C(- 9, 1) y su radio es r = 14 . 28) las coordenadas del centro son C(0, 0) y su radio es r = 8 . 29) las coordenadas del centro son C(11, 4) y su radio es r = 13 . 30) las coordenadas del centro son C(7, 7) y su radio es r = 7 .
4.4 CIRCUNFERENCIA QUE PASA POR TRES PUNTOS CONOCIDOS
Para que una circunferencia quede bien definida deben
cono-cerse mínimo tres puntos por los que pasa. Con dos puntos
nada más no queda bien definida, pues por allí pueden pasar
un sinnúmero de circunferencias. La figura 4.6 muestra tres
circunferencias que pasan por los puntos P y Q.
Cuando se conocen las coordenadas de tres puntos por los
que pasa una circunferencia, para hallar su ecuación existen
tres opciones:
Primera opción
: se sustituyen los valores de
x
y de
y
de
cada punto en la ecuación general de la circunferencia,
con lo que se obtienen tres ecuaciones con las tres
in-cógnitas
D
,
E
y
F
, sistema que se resuelve por
cualquie-ra de los métodos conocidos. Una vez encontcualquie-rados los
valores de esas constantes
D
,
E
y
F
, se reemplazan en
la ecuación general.
Segunda opción:
se sustituyen los valores de
x
y de
y
de cada punto en la ecuación
par-ticular de la circunferencia, con lo que se obtienen tres ecuaciones con las tres incógnitas
h
,
k
y
r
, sistema que se resuelve por cualquiera de los métodos conocidos. Una vez
encontrados los valores de esas constantes
h
,
k
y
r
, se reemplazan en la ecuación
parti-cular.
Tercera opción:
Se trazan dos cuerdas uniendo los puntos conocidos; luego se calculan
las ecuaciones de sus mediatrices y se obtienen las coordenadas del punto de
intersec-ción de dichas mediatrices. Como éstas pasan por el centro (ver propiedad 2 de la
cir-cunferencia, página 9), ese punto es el centro de la circunferencia. Finalmente se calcula
distancia entre el centro y cualquiera de los puntos conocidos, obteniéndose así el radio.
En general, cualquier razonamiento, mientras no sea falso, es válido. Simplemente hay que
tener presente la regla del Álgebra que dice que
se deben tener igual número de ecuaciones
co-mo de incógnitas, para poder resolver el sistema . O sea que si se tienen dos incógnitas, deben
tenerse dos ecuaciones; si se tienen tres incógnitas, deben tenerse tres ecuaciones. De otra
for-ma no se puede solucionar el sistefor-ma.
Ejemplo 1: Una circunferencia pasa por los puntos P(4, 8) ; Q(5, 1) y R(- 2, 0) . Hallar su ecuación em-pleando la primera opción.
NOTA: La C no se emplea para nombrar a algún punto, ya que esta letra se reserva mejor para de-nominar así al centro.
Solución: La ecuación general de la circunferencia es
Q P
(A)
2 2 D E F 0
x + y + x+ y+ =
Para el punto P se tiene que x = 4 y y = 8 . Sustituyendo esos valores en la ecuación (A) se obtiene la primera ecuación con tres incógnitas:
( ) ( )
2 2( )
( )
4 + 8 + D 4 +E 8 + F = 0
Haciendo las operaciones indicadas y ordenando se obtiene que
16 64 4+ + D+8E +F = 0
(1)
4D+8E+F = −80
Para el punto Q se tiene que x = 5 y y = 1. Sustituyendo esos valores en la ecuación (A) se obtiene la segunda ecuación con tres incógnitas:
( ) ( )
2 2( )
( )
5 + 1 + D 5 + E 1 + F = 0
Efectuando las operaciones indicadas y ordenando se llega a
25 1 5
+ +
D E
+ +
F
=
0
(2)
5
D
+ +
E
F
= −
26
Para el punto R se tiene que x = - 2 y y = 0. Sustituyendo esos valores en la ecuación (A) se obtiene la tercera ecuación con tres incógnitas:
( ) ( )
2 2( )
( )
2 0 D 2 E 0 F 0
− + + − + + =
Realizando las operaciones indicadas y ordenando se obtiene
4 0 2+ − D+0E+F =0
(3)
2D F 4
− + = −
Juntando y resolviendo el sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas que resultó:
( )
( )
( )
4 8 80 1 5 26 2 2 4 3 D E F D E F D F + + = − + + = − − + = −Este sistema se puede resolver directamente con la calculadora, o bien cambiándole de signo a toda la primera ecuación y luego sumándola con la ecuación (2) y con la (3), para eliminar la variable F, se obtiene un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas:
( )
4 8 80 5 26 4 7 54 D E F D E F D E − − − = + + = − − =( )
4 8 80 2 4 5 6 8 76 D E F D F D E − − − = − + = − − − =Debe ahora resolverse este nuevo sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas (4) y (5), ya sea por el método de suma y resta, por igualación, por sustitución o por determinantes, aun-que se aconseja aun-que se haga mejor con la calculadora:
( )
( )
7 54 4 6 8 76 5 D E D E − = − − =Con la calculadora se obtiene que
2 8 8 D E F = − = − = −
Teniendo ya los valores de las tres variables D, E y F , se reemplazan en la ecuación gene-ral de la circunferencia (A) , para obtener finalmente la ecuación de la circunferencia pedi-da:
2 2
2
8
8
0
x
+
y
−
x
−
y
− =
Ejemplo 2: Una circunferencia pasa por los puntos P(2, 4) ; Q(1, - 3) y R(- 7, 1). Hallar su ecuación empleando la segunda opción.
Solución: La ecuación particular de la circunferencia es
(B)
(
) (
2)
2 2x h− + y k− =r
Para el punto P se tiene que x = 2 y y = 4. Sustituyendo esos valores en la ecuación (B) se obtiene la primera ecuación con tres incógnitas:
(6)
(
) (
2)
2 22−h + 4−k = r
Para el punto Q se tiene que x = 1 y y = - 3. Sustituyendo esos valores en la ecuación (B) se obtiene la segunda ecuación con tres incógnitas:
(7)
(
) (
2)
2 21−h + − −3 k = r
Para el punto R se tiene que x = - 7 y y = 1. Sustituyendo esos valores en la ecuación (B) se obtiene la tercera ecuación con tres incógnitas:
(8)
(
) (
2)
2 27 h 1 k r
− − + − =
Juntando las tres ecuaciones y resolviendo el sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas que resultó: (6)
(
) (
2)
2 2 2−h + 4−k = r (7)(
) (
2)
2 2 1−h + − −3 k = r (8)(
) (
2)
2 2 7 h 1 k r − − + − =Como todas están igualadas a r2 , significa que todos los lados izquierdos son iguales entre sí. De manera que igualando la ecuación (6) con la (7) y luego la (6) con la (8), se reduce el sistema a dos ecuaciones con dos incógnitas.
Igualando entonces la ecuación (6) con la (7) :
(2 - h)2 + (4 - k)2 = (1 - h)2 + (- 3 - k)2
desarrollando los binomios al cuadrado y escribiendo todos los términos en el lado izquierdo y eliminando términos semejantes, se obtiene que:
4 - 4h + h2 + 16 - 8k + k2 = 1 - 2h + h2 + 9 + 6k + k2
4 - 4h + h2 + 16 - 8k + k2 - 1 + 2h - h2 - 9 - 6k - k2 = 0
- 2h - 14k + 10 = 0 (9) Igualando ahora la ecuación (6) con la (8) :
(2 - h)2 + (4 - k)2 = (- 7 - h)2 + (1 - k)2
desarrollando los binomios al cuadrado y escribiendo todos los términos en el lado izquierdo y eliminando términos semejantes:
4 - 4h + h2 + 16 - 8k + k2 = 49 + 14h + h2 + 1 - 2k + k2
- 18h - 6k - 30 = 0 (10)
Juntando la ecuación (9) y la (10) se tiene ahora el siguiente nuevo sistema de dos ecuacio-nes con dos incógnitas:
- 2h - 14k + 10 = 0 (9) - 18h - 6k - 30 = 0 (10) Resolviendo el sistema con la calculadora se llega a que
2
h= −
1
k
=
sustituyendo estos valores en la ecuación (6) :
( )
2(
)
2 2 2− −2 + 4 1− = r (
2 2+)
2 +32 = r2 16 + 9 = r25
r
=
Teniendo ya los valores de las tres variables h, k y r , se reemplazan en la ecuación particu-lar (3.2) de la circunferencia (página 56), para obtener finalmente la ecuación de la circunfe-rencia pedida:
(
) (
2)
22
1
25
x
+
+
y
−
=
Ejemplo 3: Una circunferencia pasa por los puntos P(4, 7) ; Q(6, - 7) y R(- 10, 5) . Hallar su ecuación empleando la tercera opción.
Solución: Se trazan las cuerdas RP y PQ uniendo los puntos conocidos (paso 1, figura 4.7). Sobre es-tas cuerdas se trazan las mediatrices (paso 2, figura 4.7) y su intersección es el centro de la circunferencia buscada. finalmente, la distancia del centro a cualquiera de los puntos dados es el radio de la circunferencia (paso 3, figura 4.7).
El procedimiento analítico es:
a) Calcular la pendiente de la cuerda RP: 1 2 1 2 y y m x x − = −
(
)
7 5 4 10 RP m = − − − 2 1 14 7 RP m = =b) Obtener la pendiente de la mediatriz a RP. Por el resultado anterior, significa que la pen-diente de la mediatriz a RP, por la condición de perpendicularidad, es - 7 .
c) Calcular las coordenadas del punto medio s de la cuerda RP: ; 1 2 2 m x x x = + 1 2 2 m y y y = + ; 4 10 2 m x = − 7 5 2 m y = + ; 6 3 2 m x = − = − 12 6 2 m y = =
Paso 3: La distancia del punto de intersección de l as medi atr ic es c on cualquiera de los puntos
dados es el radio. .
Paso 1: Se trazan dos cuerdas uniendo los puntos
d a d o s . .
Paso 2 Se trazan las:
mediatrices a las cuerdas anteriores: El punto de intersección entre ellas es el centro de la circun-ferencia. cuerda R P Q cue rda R P Q mediatriz centro s n radio R P Q s n figura 4.7
Las coordenadas de ese punto medio son: s(- 3, 6).
d) Como se conoce ya un punto por el que pasa la mediatriz a RP y su pendiente, su ecuación (de la mediatriz) es, utilizando la fórmula de punto y pendiente de la página 41:
(
)
1 1
y− y = m x−x
que en este caso se tienen los valores:
1 3 x = − 1 6 y = 7 m = − sustituyendo valores:
( )
6 7 3 y− = − x− − (
)
6 7 3 y− = − x+ 6 7 21 y− = − x− 7 21 6 y = − x− +7
15
y
= −
x
−
(11) 7x+ +y 15=0e) Se repiten todos los pasos anteriores ahora con la cuerda PQ. La pendiente de la cuerda PQ es: 1 2 1 2 y y m x x − = −
( )
7 7 4 6 PQ m = − − − 14 7 2 PQ m = = − −f) Obtener la pendiente de la mediatriz a PQ. Por el resultado anterior, significa que la pendiente de la mediatriz a PQ, por la condición de perpendicularidad, es 1 .
7
; 1 2 2 m x x x = + 1 2 2 m y y y = + ; 4 6 2 m x = + 7 7 2 m y = − ; 10 5 2 m x = = 0 0 2 m y = =
Las coordenadas de ese punto medio son: n(5, 0).
h) Como se conoce ya un punto por el que pasa la mediatriz a PQ y su pendiente, su ecuación (de la mediatriz) es, utilizando la fórmula de punto y pendiente de la página 41:
(
)
1 1
y− y =m x− x
que en este caso se tienen los valores:
1 1
5
coordenadas del punto medio . 0 x y = = n 1 7 m = sustituyendo valores:
(
)
1 0 5 7 y− = x−7
y
= −
x
5
(12) 7 5 0 x− y− =i) Obtener el punto de intersección de las dos mediatrices. Recordar que dicho punto se obtiene resolviendo por simultáneas las ecuaciones que se intersecan. En este caso el sistema de ecuaciones que debe resolverse es la (11) y (12), o sea
7 15 0 7 5 0 x y x y + + = − − =
Con la calculadora se llega a que
2
x
= −
1
y
= −
de manera que las coordenadas del punto donde se cortan estas dos mediatrices son , que son las coordenadas del centro de la circunferencia.
(
)
C − −2, 1
j) Calcular el valor del radio, que es la distancia entre el centro y cualquiera de los puntos conocidos, por ejemplo P, utilizando la fórmula de distancia entre dos puntos de la pági-na 23:
(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x −x + y − y( )
2( )
2 4 2 7 1 r = − − + − − (
) (
2)
2 4 2 7 1 r = + + + 2 2 6 8 r = + 36 64 r = + 100 10 r = =k) Teniendo las coordenadas del centro y el valor del radio, se sustituyen en la ecuación particular de la circunferencia, para llegar a:
(
x h−) (
2 + y k−)
2 = r2(
) (
2)
22 1 100
x+ + y+ =
Ejemplo 4: Las coordenadas de un rombo son P(- 5, 2); Q(3, 8), R(11, 2) y S(3, - 4). Hallar la ecuación de la circunferencia inscrita a dicho rombo.
Solución: La figura 4.8 muestra gráficamente lo que pide el enunciado de este problema. Para que la cir-cunferencia sea inscrita al rombo debe tocar en un solo punto a cada uno de sus lados, es decir, cada lado del rombo es tangente a la circunfe-rencia.
Por lo tanto, la clave para solucionar este proble-ma será recordar la propiedad 1 de la circunfe-rencia vista en la página 9: Toda tangente a una circunferencia es perpendicular al radio trazado
desde el punto de tangencia.
P Q R S C F figura 4.8
En la figura 4.8, el punto C representa el centro de la circunferencia (que lo es también del rombo) y el punto F representa el punto de tangencia entre la circunferencia y el lado RS, por lo que el radio CF y el lado RS son perpendiculares.
En este caso, las coordenadas del centro C se pueden deducir a simple vista, lo cual es válido ya que se tiene la seguridad de que los puntos P y R están a la misma altura horizontal mien-tras que los puntos Q y S están alineados verticalmente. Por lo tanto, las coordenadas del centro son C 3 2
(
,)
. De tal manera que para encontrar la ecuación de la circunferencia ya solamente hace falta saber la medida del radio y para poder calcular la medida del radio hace falta conocer las coordenadas del punto de tangencia F. Todo el proceso siguiente estará en-caminado a obtener dicha medida.Cuando un problema como el actual requiere de más de dos cálculos previos para llegar al resultado pedido, es común que al estudiante novato se le dificulte encontrar la secuencia que debe seguir. Entonces el manejo de un cuadro de procedimiento resulta una herramienta muy eficaz.
Para elaborar y manejar un cuadro de procedimiento se forma una tabla con cuatro columnas encabezadas con los títulos: CALCULAR, DATOS, FÓRMULA y RESULTADO. En el primer renglón de la tabla y en la columna correspondiente a CALCULAR se anota lo que se pide en el problema; en la columna DATOS se ponen los datos requeridos para el cálculo anterior; en la columna FÓRMULA se escribe la fórmula que debe emplearse y finalmente en la columna RESULTADO se anota el resultado obtenido.
Para el problema de este ejemplo, el cuadro de procedimiento iniciaría así:
CALCULAR DATOS FÓRMULA RESULTADO
ecuación de la circunferencia. coordenadas del centro (h, k) y longitud r del radio.
(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = rA continuación, se analiza en la columna de DATOS cuáles ya se conocen y cuáles no. Es obvio que si ya se conocen todos, ya se puede utilizar la fórmula y ya se está en condiciones de llegar al resultado buscado. Pero si se desconoce alguno de los datos, significa que debe calcularse. Entonces se agrega un segundo renglón a la tabla en donde se anota en la colum-na CALCULAR ese dato desconocido en el renglón anterior y se llecolum-nan las demás columcolum-nas con lo que le corresponde.
Para el ejemplo presente, ya se conocen las coordenadas del centro que son C 3 2
( )
, , es de-cir que h =3 yk
=
2
, mientras que se desconoce la magnitud del radio. Se analiza qué se requiere para poder calcular tal magnitud y se llega a que conociendo las coordenadas del centro de la circunferencia (ya se conocen) y las coordenadas del punto de tangencia, con la fórmula de distancia entre dos puntos se obtiene el valor del radio. Agregándolo a la tabla, queda de la siguiente manera:CALCULAR DATOS FÓRMULA RESULTADO ecuación de la circunferencia. coordenadas del centro (h, k) y longitud r del radio.
(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r radio coordenadas del centro (h, k) y coordenadas del punto de tangencia F.(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x − x + y − ySe repite el procedimiento: Al analizar la columna DATOS se ve que se desconocen las coordenadas del punto de tangencia F, lo que indica que deben calcularse. Éstas se obtie-nen resolviendo por ecuaciones simultáneas la ecuación del radio CF con la ecuación del lado RS. Lo anterior se agrega en una nueva fila de la tabla:
CALCULAR DATOS FÓRMULA RESULTADO
ecuación de la circunferencia. coordenadas del centro (h, k) y longitud r del radio.
(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r radio coordenadas del centro (h, k) y coordenadas del punto de tangencia F.(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x − x + y − y coordenadas del punto de tangencia F. ecuación de RS y ecuación de CF.Por ecuaciones simultáneas.
Repitiendo el procedimiento, analizando la columna DATOS se ve que se desconocen las dos ecuaciones allí anotadas. Entonces deben agregarse una fila más para cada una:
CALCULAR DATOS FÓRMULA RESULTADO ecuación de la circunferencia. coordenadas del centro (h, k) y longitud r del radio.
(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r radio coordenadas del centro (h, k) y coordenadas del punto de tangencia F.(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x −x + y − y coordenadas del punto de tangencia F. ecuación de RS y ecuación de CF.Por ecuaciones simultáneas.
ecuación de CF. coordenadas de un punto por el que pasa y su pendiente mr.
(
)
1 1 y− y = m x−x pendiente de CF. pendiente de RS. 1 2 1 m m = − ecuación de RS. coordenadas de dos puntos porlos que pasa (ya se cono-cen).
(
)
1 2 1 1 1 2 y y y y x x x x − − = − −La ecuación de RS ya se puede calcular porque se tienen todos los datos. Esto quiere decir que el cuadro de procedimiento está concluido y que debe procederse a realizar los cálculos de abajo hacia arriba de la tabla. Comenzando con la ecuación de RS:
; o sea que
(
)
R 11 2, x1 =11; y1 = 2 ; o sea que(
)
S 3,−4 x2 =3; y2 = −4(
)
1 2 1 1 1 2 y y y y x x x x − − = − −( ) (
)
2 4 2 11 11 3 y− = − − x− −(
)
6 2 11 8 y− = x−Nótese que la pendiente de RS es
(
)
3 2 11 4 y− = x− 3 4 RS m =(
)
(
)
4 y−2 =3 x−11 4y− =8 3x−33 ecuación de RS. 3x−4y = 25A partir de la pendiente de RS que resultó 3 , por la regla de perpendicularidad
en-4 RS
m =
tre dos rectas, se deduce que la pendiente del radio CF es 4 . Conociendo ya las
3 CF
m = −
coordenadas de un punto por el que pasa el radio CF y su pendiente, se calcula su ecuación (ver tabla, renglón 4):
; o sea que
( )
C 3 2, x1 =3 ; y1 = 2 4 3 CF m = −(
)
1 1 y− y =m x− x(
)
4 2 3 3 y− = − x−(
)
(
)
3 y−2 = −4 x−3 3y− = −6 4x+12 ecuación de CF.4
x
+
3
y
=
18
Con este resultado se puede ya calcular lo establecido en el renglón 3 de la tabla, esto es, resolver por simultáneas las ecuaciones de RS y de CF, o sea el sistema
3 4 25 4 3 18 x y x y − = + =
que haciéndolo con la calculadora se llega a que
5 88
x = .
1 84
y
= −
.
CALCULAR DATOS FÓRMULA RESULTADO ecuación de la circunferencia. coordenadas del centro (h, k) y longitud r del radio.
(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r radio coordenadas del centro (h, k) y coordenadas del punto de tangencia F.(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x −x + y − y coordenadas del punto de tangencia F. ecuación de RS y ecuación de CF.Por ecuaciones simultáneas. 5 88
1 84 x . y . = = − ecuación de CF. coordenadas de un punto por el que pasa y su pendiente mr.
(
)
1 1 y− y = m x−x4
x
+
3
y
=
18
pendiente de CF. pendiente de RS. 1 2 1 m m = − 4 3 CF m = − ecuación de RS. coordenadas de dos puntos porlos que pasa (ya se cono-cen).
(
)
1 2 1 1 1 2 y y y y x x x x − − = − − 3x−4y = 25Con esto se puede pasar al renglón 2 a calcular la longitud del radio con la fórmula de dis-tancia entre dos puntos, ya que se tiene que
, o sea que
( )
C 3 2, x1 =3 ; y1 = 2 , o sea que(
)
F 5 88 ; 1 84
.
−
.
x
2=
5 88 ;
.
y
2= −
1 84
.
(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x −x + y − y(
)
2(
)
2 CF= 3 5 88− . +2− −1 84. (
)
2 2 CF= −2 88. +3 84.CF
=
8 2944 14 7456
.
+
.
CF= 23 04.CF= 4 8.
La tabla del cuadro de procedimiento en este momento debe estar llena así:
CALCULAR DATOS FÓRMULA RESULTADO
ecuación de la circunferencia. coordenadas del centro (h, k) y longitud r del radio.
(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r radio coordenadas del centro (h, k) y coordenadas del punto de tangencia F.(
) (
2)
2 1 2 1 2 d = x − x + y − y CF = 4.8 coordenadas del punto de tangencia F. ecuación de RS y ecuación deCF. Por ecuaciones simultáneas.
5 88 1 84 x . y . = = − ecuación de CF. coordenadas de un punto por el que pasa y su pendiente mr.
(
)
1 1 y− y = m x−x4
x
+
3
y
=
18
pendiente de CF. pendiente de RS. 1 2 1 m m = − 4 3 CF m = − ecuación de RS. coordenadas de dos puntos porlos que pasa (ya se cono-cen).
(
)
1 2 1 1 1 2 y y y y x x x x − − = − − 3x−4y = 25Finalmente se tiene toda la información para proceder a efectuar el primer renglón de la tabla del cuadro de procedimiento. Teniendo las coordenadas del centro de la circunferencia y la magnitud del radio , con la ecuación particular de la circunferencia se
( )
C 3 2, r = 4 8. llega a que(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r(
) (
2)
2 2 3 2 4 8 x− + y− = .(
) (
2)
2 3 2 23 04 x− + y− = .Este problema también se pudo haber resuelto calculando la longitud del radio por medio de la fórmula de distancia entre un punto y una recta.
Ejemplo 5: Calcular la ecuación de la circunferencia cuyo radio es r =8, que además pasa por el pun-to P 7
(
,−1)
y que tiene su centro sobre la recta5
x
−
11
y
+
42
=
0
(ver figura 4.9). Solución: Sabiendo las coordenadas del centro y lalongi-tud del radio, con la ecuación particular se ob-tiene la ecuación de cualquier circunferencia. En este caso ya se sabe la longitud del radio, pero no las coordenadas del centro. Por lo tan-to, todos los cálculos deben enfocarse a encon-trar tales coordenadas.
Las coordenadas del centro de la circunferen-cia se representan por h y por k. Son dos in-cógnitas a encontrar y por lo tanto deben plan-tearse dos ecuaciones simultáneas que tengan como incógnitas precisamente a h y a k. Primera ecuación: Como la recta pasa por el centro de la circunferencia, significa que en ese punto C la x de la recta es la misma que
la x del centro de la circunferencia (que es h); y de manera semejante, la y de la recta es la
misma que la y del centro de la circunferencia (que es k). Por lo tanto, la ecuación de la recta
5
x
−
11
y
+
42
=
0
se convierte en el centro C de la circunferencia en(1)
5
h
−
11
k
+
42
=
0
Segunda ecuación: La ecuación particular de la circunferencia, recordando que el radio es , es . Como en el punto P que pertenece a la misma
circun-8
r =
(
x h−) (
2 + y k−)
2 = 64ferencia, allí x =7 y
y
= −
1
, entonces la ecuación particular se convierte en (2)(
) (
2)
27−h + − −1 k = 64
De manera que el sistema de ecuaciones que debe resolverse es [juntando la ecuación (1) con la ecuación (2)]: (1)
5
h
−
11
k
+
42
=
0
(2)(
) (
2)
2 7−h + − −1 k = 64Cuando se tienen sistemas de ecuaciones como éste, muchas veces el método más práctico es el de sustitución, que consiste en despejar una de las incógnitas en una de las dos
ecuacio-P(7, - 1) C 5x - 11y + 42 = 0 figura 4.9
nes (en la que se vea más fácil de hacerlo) y sustituirla en la otra. En este caso, es más fácil despejar la h de la ecuación (1). Haciéndolo resulta:
5
h
−
11
k
+
42
=
0
5h−11k+42 11+ k −42 = +0 11k −42 5h =11k −42 5 11 42 5 5 h = k − 11 42 5 k h = −Este valor se sustituye en la ecuación (2), de lo que se obtiene:
(
)
2 2 11 42 7 1 64 5 k k − − + − − = Sacando común denominador en el primer paréntesis:
(
)
2 2 35 11 42 1 64 5 k k − + + − − = (
)
2 2 77 11 1 64 5 k k − + − − = Elevando al cuadrado ambos paréntesis: 2 2 5929 1694 121 1 2 64 25 k k k k − + + + + =
Recordar que es falso que el “pase” al otro lado
su-11k −
mando. Lo que realmente se hace para eliminarlo del lado izquierdo es sumar en ambos lados de la igualdad +11k. Lo mismo puede decirse del
+
42
.Ahora, para eliminar el 5 que multiplica a la incógnita h de-ben dividirse ambos lados de la igualdad entre 5:
Multiplicando toda la igualdad por 25 para quitar el denominador:
2 2
5929 1694− k +121k +25 50+ k +25k =1600
Reduciendo términos semejantes e igualando a cero: 2
146k −1644k +4354 = 0
De donde se obtiene, revolviendo con la calculadora, que 1 2 7 4 26 k k . = =
Como hay dos valores de k, debe haber dos valores de h que correspondan a los primeros. Éstos se obtienen simplemente sustituyendo en la ecuación (1):
(1)
5
h
−
11
k
+
42
=
0
Para k = 7:( )
5
h
−
11 7
+
42
=
0
5
h
−
35
=
0
5h =35 35 3 h =7
h
=
Para k = 4.26:(
)
5
h
−
11 4 26
.
+
42
=
0
5h−4 86. = 0 5h =4 86. 4 86 5 . h =0 972
h
=
.
Significa que en realidad existen dos circunferencias que cumplen con las condiciones del enunciado: Tener radio r =8 , que pasan por el punto P 7
(
,−1)
y que además tienen su centro sobre la recta5
x
−
11
y
+
42
=
0
. Las coordenadas de los centros de estas dos cir-cunferencias sony
(
)
1
7 7
C
,
C2(
0 972 4 26. ; .)
Para
C 7 7
1(
,
)
y r =8:(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r(
) (
2)
27
7
64
x
−
+
y
−
=
Para C 0 972 4 262(
. ; .)
y r =8:(
) (
2)
2 2 x h− + y k− = r(
) (
2)
20 972
4 26
64
x
−
.
+
y
−
.
=
La figura 4.10 muestra estas dos circunferencias que cumplen con las condiciones del enun-ciado de este problema de tener su centro sobre la recta y además pasar por el punto
.
(
)
P 7,−1CASOS ESPECIALES
1) Si
r
=
0
, la gráfica es un punto.
Por ejemplo, x2 + y2 +4x−6y+13=0. C1 C2 P(7, - 1) r r figura 4.10Pasándola a la forma particular se obtiene
(
x+2) (
2 + y−3)
2 = 0.2) Si
r
<
0
, no existe gráfica.
Por ejemplo, x2 + y2 −2x−6y+14= 0.
Pasándola a la forma particular se obtiene
(
x−1) (
2 + y−3)
2 = −4.EJERCICIO 7
1) Una circunferencia pasa por los puntos P(7, 16) ; Q(- 11, 4) y R(- 10, - 1). Por cualquiera de los tres métodos explicados, encontrar su ecuación.
2) Una circunferencia pasa por los puntos P(11, 7) ; Q(4, - 10) y R(- 6, - 10). Por cualquiera de los tres métodos explicados, encontrar su ecuación.
3) Una circunferencia pasa por los puntos P(10, - 12) ; Q(- 14, 0) y R(- 11, 9). Por cualquiera de los tres méto-dos explicaméto-dos, encontrar su ecuación.
4) Una circunferencia pasa por los puntos P(- 3, - 8) ; Q(- 2, - 1) y R(- 9, 0). Por cualquiera de los tres métodos explicados, encontrar su ecuación.
5) Las coordenadas de los vértices de un triángulo son: P 7, 8
(
)
; y . Hallar las coordenadas del centro(
)
Q 5, - 6 R - 11, 2
(
)
de la circunferencia circunscrita a dicho triángulo. Sugerencia: Ver propiedades de los triángulos, página 6.
6) Las coordenadas de los vértices de un triángulo son: ; y . Hallar las
coorde-(
)
P 5, 12 Q 5, - 12
(
)
R -13, 0(
)
nadas del centro de la circunferencia circunscrita a dicho trián-gulo. Sugerencia: Ver propiedades de los triángulos, página 6. 7) L a e c u a c i ó n d e u n a c i r c u n f e r e n c i a
es
(
x - 2 + y - 6) (
2)
2 = 25. Hallar la ecuación de la recta tan-gente a dicha circunferencia en el punto P 5, 2(
)
. Ver figura 4.11.P(5, 2) C
8) La ecuación de una circunferencia es x2 + (y + 2)2 = 100. Encontrar
la ecuación de la recta que es tangente a dicha circunferencia en el punto P(- 8, 4).
9) La ecuación de una circunferencia es x2 + y2 - 4x - 12y + 15 = 0 .
Encontrar la ecuación de la recta que es tangente a dicha circunferen-cia en el punto P(- 2, 9).
10) La ecuación de una circunferencia es x + y - 2x - 168 = 02 2 . Calcular la ecuación de la recta que es tangente a dicha circunferen-cia en el punto P 11, -5
(
)
.11) Los extremos de uno de los diámetros de una circunferencia son los puntos P -12, 14
(
)
y Q 6, -10(
)
. Hallar la ecuación de dicha circunferencia (ver figura 4.12).12) Los extremos de uno de sus diámetros de una circunferencia son los puntos P -8, 11
(
)
y Q -2, -3(
)
. Hallar la ecuación de dicha circunferencia.13) Las coordenadas de los tres vértices de un triángulo son: ; y . Hallar la ecuación de la
(
)
P 2, 5 Q -12, 7
(
)
R -3, -5(
)
circunferencia que tiene su centro en el vértice P y es tangente al lado QR (ver figura 4.13).
14) Las coordenadas de los vértices de un triángulo son: P 4, 0
(
)
; y . Hallar la ecuación de lacircunferen-(
)
Q -3, 17 R -13, -7
(
)
cia que tiene su centro en el vértice P y es tangente al lado QR. 15) Hallar la ecuación de la circunferencia cuyo centro está sobre el eje
Y y pasa por los puntos P 9, -9
(
)
y Q 12, 12(
)
. Ver figura 4.14.16) Hallar la ecuación de la circunferencia cuyo centro está sobre el eje
X y pasa por los puntos P 0, 3
(
)
y Q 7, -4(
)
.17) Hallar la ecuación de la circunferencia que pasa por el punto y que es tangente a la recta en
(
)
Q 9, -5 5x + 12y + 184 = 0
el punto P(- 8, - 12) (ver figura 4.15).
18) Hallar la ecuación de la circunferencia que pasa por el punto y que es tangente a la recta en el
(
)
Q 2, 7 4x - 3y + 38 = 0 punto P(- 5, 6). P(-12, 14) Q(6, -10) figura 4.12 Q(-12, 7) P(2, 5) R(-3, -5) figura 4.13 C P(9, -9) Q(12, 12) figura 4.14 Q(9, -5) P(-8, -12) 5x + 1 2y + 1 84 = 0 figura 4.1519) Hallar la ecuación de la circunferencia que es tangente a las rectas 3x - 4y + 61 = 0 y 3x + 4y - 31 = 0 y tie-ne por radio r = 10, (ver figura 4.16).
20) Hallar la ecuación de la circunferencia que es tangente a las dos rectas 3x - 4y - 18 = 0 y 3x + 4y + 24 = 0 y cuyo radio es r = 5.
21) Comprobar que la circunferencia cuya ecuación es es tangente exterior con
2 2
x + y + 18x - 6y + 65 = 0
la circunferencia de ecuación x + y - 30y + 125 = 02 2 . Ver figura 4.17.
22) Hallar la ecuación de la circunferencia cuyo radio es y que es tangente interior en el punto
r = 25
a otra circunferencia cuya ecuación es
(
)
P -57, 29
. Ver figura 4.18.
(
)
2(
)
2x - 3 + y - 4 = 4225
23) Las coordenadas de los vértices de un triángulo son , y . Hallar la ecuación
(
)
P -2, - 2 Q - 5, 2
(
)
R 4, 6(
)
de la circunferencia que tiene por diámetro al lado AC. 24) En el triángulo del problema anterior, hallar la ecuación de
la circunferencia que tiene por diámetro a la mediana al lado AC. 3x - 4 y + 61 = 0 3x + 4y - 31 = 0 r = 10 figura 4.16 figura 4.17 P(-57, 29) r = 25 r = 65 C(3, 4) figura 4.18
