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4 - 17 Unidad 4 Elipse, Circunferencia y sus ecuaciones cartesianas ECUACIÓN ORDINARIA DE UNA ELIPSE VERTICAL CON CENTRO FUERA DEL ORIGEN Si colocamos la elipse en un sistema de coordenadas, de manera que el eje focal sea paralelo al eje Y, tendremos lo que llamaremos una elipse vertical, con estas características: Las coordenadas de A y A’ son: A(h - b, k) y A´(h+b, k). Por tanto la longitud del eje menor de la elipse es AA’ = 2b La relación entre las constantes de la elipse es a2 = b2 + c2; b es la longitud del semieje menor. Para las constantes que la caracterizan: a b y a c. Cada lado recto de la elipse mide a b 22 . Esta elipse conserva todas las características propias de la curva que ya co- nocemos, como: longitud de sus ejes, lado recto, distancia focal y excentricidad. Sólo ha cambiado la posición de los ejes, focos y vértices. Para obtener la ecuación ordinaria de la elipse vertical con centro fuera del origen, partimos nuevamente de la condición geométrica que define a la elipse: V´ V´ F F´ C A A’ El eje focal es vertical, paralelo al eje Y. El centro de la elipse tiene coorde- nadas C(h, k). Las coordenadas de los focos son F(h, k+c) y F´ (h, k - c) La distancia focal es FF´ =2c La constante a nuevamente es la distancia del centro a uno de los vérti- ces. Las coordenadas de los vértices son V(h, k+a) y V´(h, k - a) El eje mayor mide 2a La excentricidad es Unidad 4 Elipse, Circunferencia y sus ecuaciones cartesianas 4 - 18 ´PF PF 2a Suponemos que existe al menos un punto P(x, y) que cumple tal condición y efectuando un desarrollo similar al que realizamos para llegar a la ecuación ordi- naria de la elipse horizontal, arribaríamos a la ecuación ordinaria de la elipse ver- tical, que es: 2 2 2 2 1 x h y k b a ………………………………………….. (3) Escrita también en la forma 2 22 2 1a x h b y k …………………….. (4) Solución: La ecuación corresponde a una elipse ver- tical (3) pues 64 > 25 La longitud del lado recto es 22 50 25 8 4 b a y la excentricidad 39 0.78 8 c e a La gráfica puede bosquejarse localizando en el sistema de coordenadas car- tesianas los vértices, focos, los extremos del eje menor. Sobre cada foco encon- Ejemplo 1 Se tiene la ecuación Determinar qué tipo de elipse es, las coordenadas del centro, sus focos, sus vértices, longitud del lado recto, excentri- cidad y bosquejar su gráfica. El centro está en C(0, 3), los focos son y Los vértices son 4 - 19 Unidad 4 Elipse, Circunferencia y sus ecuaciones cartesianas trar los extremos del lado recto. De esta manera tendremos ocho puntos que pue- den darnos una idea aproximada de la curva, cuidando de redondear suavemente el trazo, de manera que la curva no tenga puntas ni quiebres bruscos. Y se vería así: Ejemplo 2 Considerar la ecuación 2 2 2 2 1 4 9 x y Determinar qué tipo de elipse es, las coordenadas del centro, sus focos, sus vértices, longitud del lado recto, excentricidad y bosquejar su gráfica. Solución: Nuevamente la ecuación corresponde a una elipse vertical con centro en 2, 2C . 2 29, 3; 4, 2a a b b con lo que 9 4 5 2.23c Los focos son 2, 2 2.23 2, 0.23 , ´ 2, 2 2.23 ´ 2, 4.23 F F F F Los vértices son V(-2, -2+4)=V(-2, 2) y V´(-2, -2-4)=V´(-2,-6) La longitud del lado recto es 22 2(4) 8 3 3 b a y la excentricidad 5 3 c e a La gráfica puede bosquejarse localizando en el sistema de coordenadas car- tesianas los vértices, focos, los extremos del eje menor. Sobre cada foco encon- trar los extremos del lado recto. De esta manera tendremos ocho puntos que pue- den darnos una idea aproximada de la curva, cuidando de redondear suavemente el trazo, de manera que la curva no tenga puntas ni quiebres bruscos. -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 Unidad 4 Elipse, Circunferencia y sus ecuaciones cartesianas 4 - 20 Y se vería así Ejercicio 1 1. Obtener elementos faltantes, lado recto y la ecuación de la elipse si es horizontal, tiene su centro C(2, -4), un foco en F(- 2,-4) y su excentricidad es 1 2 e . Para cada una de las siguientes ecuaciones, encontrar las coordenadas del centro de la elipse, de los vértices y focos, así como las longitudes de los ejes y del lado recto, el valor de la excentricidad y bosquejar su gráfica. 2. 1 49 )2( 36 )5( 22 yx 3. 1 7 )4( 16 )1( 22 yx Obtener la ecuación ordinaria de la elipse que cumple las condiciones dadas en cada inciso: 3. Sus focos están en los puntos (5,4) y (-5,4) y la longitud de su eje menor es 6 unidades. 4. Sus vértices son los puntos (2,1) y (8,1) y cada lado recto mide 3 2 . 5. Sus focos son (-3,2) y (-3,-6) y su excentricidad es 2 1 . 6. Su centro es el punto (2,-1), uno de sus vértices es (2,3) y uno de los focos es (2,0). 7. Tiene sus vértices en (2,3) y (-4,3) y un foco en (0,3). -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 -5 -4 -3 -2 -1 0
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