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Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto

Da Naturamatematica @naturmatematica
Risolviamo il seguente problema:Una circonferenza taglia l'asse delle ascisse nei punti di ascissa -1 e 4 e passa per il punto A(3;2). Determina l'equazione della circonferenza e l'equazione della retta tangente ad essa nel punto A.Risoluzione:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoNotiamo subito che in questo problema abbiamo già tre condizioni per poter determinare l'equazione della circonferenza. Essa infatti passa per il punto A(3;2) e dovendo passare anche per i punti di ascissa -1 e 4 dell'asse x, possiamo denominarli come B(-1;0) e D(4;0). Se imponiamo il passaggio della generica circonferenza per questi 3 punti, possiamo ottenere 3 equazioni in 3 incognite, che corrispondono proprio ai coefficienti a, b e c della generica equazione:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoImponiamo il passaggio per B(-1;0):Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoImponiamo il passaggio per D(4;0):Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoE infine con A(3;2):Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoMettiamo a sistema le 3 equazioni per ottenere i valori di a, b e c:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoRisolviamolo (salto qualche passaggio):Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoProblema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoProblema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoQuindi l'equazione sarà:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoAdesso determiniamo l'equazione della retta tangente alla circonferenza nel punto A(3;2). Innanzitutto, tale retta dovrà appartenere al fascio proprio di rette di centro A(3;2), per cui l'equazione di tale fascio in forma implicita sarà (per questa parte del problema vedi anche questo post):Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoSiccome la tangente è perpendicolare al raggio nel punto di contatto, allora possiamo ottenere il valore di m imponendo la condizione secondo cui la distanza della tangente dal centro della circonferenza sia uguale al raggio. Determiniamo pertanto le coordinate del centro C e la lunghezza del raggio r della circonferenza:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoProblema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoIl centro ha coordinate C(3/2;0). Determiniamo la lunghezza del raggio:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoImponiamo ora che la distanza del centro C dalla tangente sia uguale al raggio, con la formula della distanza di un punto da una retta:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un puntoSostituiamo i valori e risolviamo rispetto a m:
Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto
Eleviamo ambo i membri al quadrato:
Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto
Otteniamo:
Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto
Risolviamo l'equazione di secondo grado rispetto a m ed otteniamo due radici reali e coincidenti:
Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto
E l'equazione della retta quindi sarà, in forma implicita:Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto
Problema svolto: determinare l'equazione di una circonferenza noti 3 suoi punti e l'equazione di una retta tangente ad essa in un punto

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