No plano cartesiano Oxy, a circunferência C tem centro no ponto P = (2, 1), e a reta t é tangente a C no ponto Q = (–1,5).

a) Determine o raio da circunferência C.

b) Encontre uma equação para a reta t.

c) Calcule a área do triângulo PQR, sendo R o ponto de interseção de t com o eixo Ox.

a) Como P = (2, 1) é o centro de «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨script¨»C«/mi»«/math» e Q = (–1, 5) é ponto de «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨script¨»C«/mi»«/math», o raio r da circunferência é igual à distância entre P e Q.
Assim,

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»r«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«msqrt»«mo»(«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»1«/mn»«msup»«mo»)«/mo»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»(«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»5«/mn»«msup»«mo»)«/mo»«mn»2«/mn»«/msup»«/msqrt»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi mathvariant=¨normal¨»r«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»5«/mn»«/math»

Resposta: 5

b) Como t é tangente à circunferência em Q, tem-se que «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»t«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x022A5;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mover»«mi»PQ«/mi»«mo»§#x02194;«/mo»«/mover»«/math».
Desse modo, sendo mt e mPQ os coeficientes angulares de t e «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mover»«mi»PQ«/mi»«mo»§#x02194;«/mo»«/mover»«/math», respectivamente, tem-se:
«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mtable columnalign=¨right center left¨»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»m«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»t«/mi»«/msub»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000B7;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»m«/mi»«mi»PQ«/mi»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»-«/mo»«mn»1«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»m«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»t«/mi»«/msub»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000B7;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»5«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»1«/mn»«/mrow»«mrow»«mo»-«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»2«/mn»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mo»-«/mo»«mn»1«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«msub»«mi mathvariant=¨normal¨»m«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»t«/mi»«/msub»«/mtd»«mtd»«mo»=«/mo»«/mtd»«mtd»«mfrac»«mn»3«/mn»«mn»4«/mn»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/math»

Assim, a reta t é dada pela equação

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»y«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»3«/mn»«mn»4«/mn»«/mfrac»«mo»(«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»)«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x02234;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»x«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»4«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»y«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»23«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»0«/mn»«/math»

Resposta: 3x – 4y + 23 = 0

c) O ponto R é um ponto de t que tem a forma (a, 0) com a ∈ ℝ, pois R pertence ao eixo 0x.

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»Assim«/mi»«mo»,«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»3«/mn»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000B7;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»0«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»23«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»0«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x02234;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»a«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»23«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«mspace linebreak=¨newline¨/»«mi»ou«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»seja«/mi»«mo»,«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»R«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfenced»«mrow»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»23«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«mo»,«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»0«/mn»«/mrow»«/mfenced»«mo».«/mo»«/math»

Desse modo, a área A do triângulo PQR é dada por:

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»A«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«mo»|«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»D«/mi»«mo»|«/mo»«mo»,«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»em«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi»que«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»D«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfenced open=¨|¨ close=¨|¨»«mtable»«mtr»«mtd»«mn»2«/mn»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»-«/mo»«mn»1«/mn»«/mtd»«mtd»«mn»5«/mn»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»-«/mo»«mfrac»«mn»23«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«/mtd»«mtd»«mn»0«/mn»«/mtd»«mtd»«mn»1«/mn»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/mfenced»«/math»

Calculando o determinante D, vem:

«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»D«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»10«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»-«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»23«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»115«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»+«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»125«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«/math»

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«math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»A«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»1«/mn»«mn»2«/mn»«/mfrac»«mfenced open=¨|¨ close=¨|¨»«mfrac»«mn»125«/mn»«mn»3«/mn»«/mfrac»«/mfenced»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x02234;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»A«/mi»«mo»§#x000A0;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#x000A0;«/mo»«mfrac»«mn»125«/mn»«mn»6«/mn»«/mfrac»«/math»

Resposta: «math style=¨font-family:Tahoma¨ xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfrac»«mn»125«/mn»«mn»6«/mn»«/mfrac»«/math»