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12.12.14

Pontos equidistantes de uma circunferência e de uma reta que a interseta. (2)


Vamos nesta entrada prosseguir o trabalho iniciado nas entradas anteriores, construindo o lugar geométrico dos pontos equidistantes de uma circunferência \;(O, \; r)\; e de uma reta\;a\; que a interseta.


Na nossa construção,
\;\; \fbox{n=1}:\;\; é dada a circunferência \;(O, \; r)\; e uma reta \;a\; que a interseta em \;B, \;C\;.
Fazendo variar os valor de \;n\; no cursor \;\fbox{n=}\;, pode seguir os passos da resolução do problema de construção do lugar geométrico dos pontos equidistantes de \;a\; e de \;(O, \;r).\; Usando os pontos \;A \; e \;T\; pode variar a posição da reta \;a\;
\;\; \fbox{n=2}:\;\; A reta definida por \;A\, e \;O\; interseta a circunferência no ponto \;T\; que é o ponto da circunferência mais próximo de \;a.\; A distância de \;a\; à circunferência é, pois, \;AT= r-AO\; e o ponto médio do segmento \;AT\; é equidistante de \;a\; e de \;(O, \;r)\; e, por isso, é um ponto do lugar geométrico que procuramos. Para determinar outros pontos \;Q\; equidistantes de \;a\; e de \;(O, \;r)\; tomamos um ponto \;D\; variável da circunferência e a tangente em \;D\; perpendicular a \;DA\; que contém os segmentos de reta cujos comprimentos são distâncias de pontos à circunferência. Os pontos \;Q\; equidistantes da circunferência e da reta encontram-se como interseções de \;a\; com as bissetrizes dos ângulos \;D\hat{G}A\; das tangentes nos ponto \;D\; com a reta \;\;a\;.

© geometrias, 11 de Dezembro de 2014, Criado com GeoGebra




\;\; \fbox{n=3}:\;\; Quando o ponto \;D\; percorre o arco \;BTC\; da circunferência, os pontos \;Q\; do semiplano determinado pela reta \;a\; e pelo ponto \;T\; percorrem um arco de parábola de foco \;O\; e diretriz \;d_1\; determinada de modo análogo ao usado na entrada anterior.
\;\; \fbox{n=4}:\;\; Para determinar outros pontos \;P\; equidistantes de \;a\; e da circunferência, procedemos de modo inteiramente análogo usando um ponto \;E\; do arco \;CEB\; da circunferência no outro dos semi-planos definidos pela reta \;a\; .
\;\; \fbox{n=5}:\;\; E de modo análogo, vimos que quando \;E\; percorre o arco da circunferência, \;P\; percorre um arco de parábola de foco \;O\; e diretriz \,d_2\;
Claro que estas duas parábolas (que se intersetam nos pontos \;B, \;C\; e em que a reta \;a\; interseta \;(O, \;r)\; de que apresentámos um arco de cada) constituem o lugar geométrico dos pontos equidistantes da circunferência e da reta \;a\; que a intersete em dois pontos distintos. Separámos os arcos para \;D\; e \;E\; para simplificar a figura.
\;\; \fbox{n=6}:\;\; Poderá verificar o que atrás afirmamos seguindo a animação de um ponto \;M\; que percorre a circunferência, para o qual se determinam pontos das duas bissetrizes do ângulo formado pela tangente em \;M\;, perpendicular a \;OM,\; e a reta \;a\;. Para cada ponto \;M\; estão determinados sobre essas bissetrizes dois pontos equidistantes de \;a\; e de \;(O, \;r)\;. Estes pontos estão sobre as duas parábolas referidas.
Deslocando \;A\; até que este coincida com \;T\; pode ver que o lugar geométrico é formado por uma reta que passa por \;O\; pelo ponto de tangência da reta com a circunferência e por uma parábola
Se a reta \;a\; passa por \;O\; o lugar geométrico é constituído por duas parábolas que se intersetam nos extremos de um diâmetro da circunferência.

8.12.14

Pontos equidistantes de uma reta e de uma circunferência (1)


Vamos nesta entrada prosseguir o trabalho iniciado nas entradas anteriores, construindo o lugar geométrico dos pontos equidistantes de uma circunferência \;(O, \; r)\; e de uma reta \;a\; que não interseta essa circunferência.


Na nossa construção,
  1. é dada a circunferência \;(O, \; r)\; e uma reta \;a\; que a não interseta;
  2. a reta perpendicular a \;a\, tirada por \;O\; interseta a circunferência no ponto \;B_0\; que é o ponto da circunferência mais próximo de \;a.\; A distância de \;A_0\; à circunferência é, pois, \;A_0B_0= r-A_0O,\;, já que \;A_0\; é exterior à circunferência, e o ponto \;P_0,\; médio do segmento \;A_0B_0\; é equidistante de \;A_0\; e de \;(O, \;r)\; e, por isso, é um ponto do lugar geométrico que procuramos;


  3. © geometrias, 8 de Dezembro de 2014, Criado com GeoGebra




  4. para determinar outros pontos \;P\; equidistantes de \;a\; e da circunferência, lembremo-nos que a distância de pontos \; P\; à circunferência é medida sobre a reta \;PO\;. Tomando um ponto \;B\; da circunferência, variável, a existir cada um dos pontos \;P\; que procuramos, estará sobre alguma reta \;BO,\; com \;B\; a percorrer a circunferência. Como a distância \;PB\; de \;P\; à circunferência terá de ser igual a \;PA, \; \;P\; terá de ser um ponto da bissetriz do ângulo formado pela tangente em \;B\; e por \;a\;, para cada \;B\; da circunferência;
  5. como sabemos para cada ponto \;B,\; há um ponto \;P\; para o qual \;AP= PB,\; sendo \;AP \perp a, \; e sobre a reta \;AP\; há um ponto \;U\; tal que \;AU=r\; ou \;PU = PO.\; \;PU\; é a distância de \;P\; à reta \;d\; paralela a \;a\; e que dela dista \;r, \; como se pode ver na nossa figura.
  6. Os pontos \;P\; equidistantes de \;a\; e de ;(O, \;r)\; são equidistantes de \;O\; e de \;d\;, isto é, estão sobre uma parábola de diretriz \;d\; e de foco \;O.\;

    1. Clicando sobre o botão \;\fbox{|>}\; poderá ver a curva que o ponto \;P\; percorre.
      Na nossa construção, consideramos a reta \;a\; não secante nem tangente à circunferência \;(O, \;r)\; e os pontos \;B\; da circunferência tais que \; \angle A_0Ô B \leq \displaystyle \frac{\pi}{2} .\, Veremos outras construções com outras restrições em próximas entradas.