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CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS 4.2 CÓNICAS Se denomina sección cónica (o simplemente cónica) a todas las curvas resultantes de las diferentes intersecciones entre un cono y un plano; si dicho plano no pasa por el vértice, se obtienen las cónicas propiamente dichas. Se clasifican en cuatro tipos: circunferencia, elipse, parábola e hipérbola. La elipse, parábola e hipérbola con curvas de segundo grado por satisfacer ecuaciones de la forma ax2 + 2hxy + by2 + 2gx + 2fy + c = 0 sin embargo es importante mencionar que hay curvas de segundo grado que no son secciones cónicas. Casos de la ecuación general: en función de los valores de los parámetros, se tendrá: h2 ab : hipérbola h2 = ab : parábola h2 ab: elipse a = b y h = 0 : Circunferencia a = C y Z : 0 : triangular https://es.wikipedia.org/wiki/Elipse https://es.wikipedia.org/wiki/Par%C3%A1bola_(matem%C3%A1tica) https://es.wikipedia.org/wiki/Hip%C3%A9rbola CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS 4.2.2 PARÁBOLA DEFINICIÓN: Es el lugar geométrico de los puntos del plano que equidistan de un punto fijo, llamado foco y de una recta fija del mismo plano llamada directriz. ELEMENTOS DE LA PARÁBOLA: Foco: el foco F es el punto fijo. Los puntos de la parábola equidistan del foco y la directriz. Directriz: es la recta fija D. Los puntos de la parábola equidistan de la directriz y el foco. Radio vector: es el segmento R que une el foco con cada uno de los puntos de la parábola. Es igual al segmento perpendicular a la directriz desde el punto correspondiente. Eje: es la recta E perpendicular a la directriz que pasa por el foco y el vértice. Es el eje de simetría de la parábola. https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/vertice-parabola/ CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS Parámetro: p es la distancia entre el foco y el punto más próximo de la directriz. Es importante el signo que lleve el parámetro en la ecuación. En las parábolas verticales, cuando p lleva signo positivo la parábola se abre hacia arriba. Cuando el signo de p es negativo, la parábola se abre hacia abajo. Igualmente, en las parábolas horizontales, cuando el signo que lleva p es positivo, se abre hacia la derecha y cuando el signo que lleva p es negativo, la parábola se abre a la izquierda. (Algunos autores llaman parámetro a la distancia entre foco y vértice). Vértice: es el punto V de la intersección del eje y la parábola. Distancia focal: distancia entre el foco F y el vértice V. Es igual a p/2. Puntos interiores y exteriores: la parábola divide el plano en dos regiones. Los puntos que están en la región del foco se llaman puntos interiores (I), mientras que los otros son los exteriores (J). Cuerda: segmento que une dos puntos cualesquiera de la parábola. Cuerda focal: una cuerda que pasa por el foco F. Lado recto: cuerda focal paralela a la directriz D y, por tanto, perpendicular al eje E. Su longitud es dos veces el módulo del parámetro (2p, pues se ven en la figura dos cuadrados unidos iguales de lado p). (Debe recordarse que entre foco, vértice y directriz, el vértice V está siempre en el centro. El orden es F – V – D o D – V – F). https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/vertice-parabola/ https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/vertice-parabola/ https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/vertice-parabola/ CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS ECUACIÓN DE LA PARÁBOLA Vertical Con Vértice en el origen Con Vértice en (h, k) El signo negativo aplica cuando abre hacia abajo. Horizontal Con Vértice en el origen Con Vértice en (h, k) El signo negativo aplica cuando abre a la izquierda. Lado Recto Discriminante B2 - 4AC = 0 Semiejes a = semieje mayor b = semieje menor c = semieje focal Excentricidad CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS 4.2.3 ELIPSE DEFINICIÓN: Es una cónica, consecuencia de la intersección de un cono con un plano oblicuo que no corta la base. ELEMENTOS DE LA ELIPSE: Focos: son los puntos fijos F1 y F2 que generan la elipse. La suma de las dos distancias de cualquier punto de la elipse a los dos focos (d1 y d2) es constante. Distancia focal (2c): distancia entre los dos focos. F1F2=2c, donde c es la semidistancia focal. Centro: es el punto medio de los dos focos (O). Semieje mayor: longitud del segmento OI o OK (a). La longitud es mayor a la del semieje menor. La suma de las distancias de cualquier punto de la elipse a los focos es constante y ésta es igual a dos veces el semieje mayor: d1 + d2 = 2a (La constante de la elipse es precisamente la longitud 2a). Eje focal o principal: es la recta que pasa por los focos, el centro y también por dos vértices. Es uno de los ejes de simetría de la elipse. En él está el segmento 2a. https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/conicas/ https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/cono/ CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS Vértices: son los puntos resultantes de la intersección de la elipse con la recta que pasa por los focos (eje focal), F1F2, y su perpendicular que pasa por el centro (eje normal). Es decir, son los puntos I, J, K y L. Radios vectores: los radios vectores de cualquier punto de la elipse (P=(x,y)) son los dos segmentos que lo unen con los dos focos. PF1 y PF2 (en el dibujo, d1 y d2). Lado recto (LR): es el segmento perpendicular al eje principal que, pasando por un foco, une dos puntos de la elipse. Su longitud es: LR = 2b2 a Semieje menor: longitud del segmento OJ o OL (b). Ambos semiejes cumplen que: a2 = b2 + c2 Como vemos en el dibujo, esta relación cumple el Teorema de Pitágoras. Eje normal o secundario: es la recta que pasa por el centro de la elipse y es perpendicular al eje focal. Es el segundo de los ejes de simetría de la elipse. En él está el segmento 2b. El eje principal y el eje normal son los dos ejes de simetría de la elipse. https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/teorema-pitagoras/ https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/recta/ CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS ECUACIÓN DE LA ELÍPSE Vertical Con centro en el origen Con centro en (h, k) Horizontal Con centro en el origen Con centro en (h, k) Lado Recto Relación entre a, b y c Discriminante B 2 - 4AC 0 Semiejes a = semieje mayor b = semieje menor c = semieje focal Excentricidad CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS 4.2.4 HIPÉRBOLA DEFINICIÓN: Es una cónica, siendo la intersección del cono con un plano que no pase por su vértice y que forme un ángulo con el eje del cono menor que el ángulo que forma con el eje generatriz g del cono. ELEMENTOS DE LA HIPÉRBOLA: Focos: son los dos puntos fijos (F1 y F2). Radio vector: es la distancia R de un punto de la hipérbola (P) a cualquiera de los focos. Eje focal: es el eje de simetría E que une a los dosfocos. También se llama eje transverso. Eje no transverso: es la mediatriz T del eje focal. Centro: es el punto medio O de los dos focos. También se puede definir como la intersección del eje focal y el transverso. Vértices: son los dos puntos de intersección del eje focal con la hipérbola (V1 y V2). https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/conicas/ https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/cono/ CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS Distancia focal: es la distancia 2c entre focos. También se denota como F1F2. Eje real: es la distancia 2a entre vértices. Eje imaginario: es la distancia 2b de los puntos B1 y B2. Los puntos B1 y B2 se generan como vemos en las relaciones entre semiejes. Así pues, existe una relación entre los semiejes y la distancia focal: c2 = a2+b2 Asíntotas: son las líneas rectas (A1 y A2) que se aproximan a la hipérbola en el infinito. Puntos interiores y exteriores: la hipérbola divide el plano en tres regiones. Dos regiones que contienen un foco cada una y otra región sin ningún foco. Los puntos contenidos en las regiones con un foco se llaman interiores (I) y los otros exteriores (Ex). Tangentes de la hipérbola: sobre cada punto Pi de ambas ramas de la misma. Cada tangente es la bisectriz de los dos radios vectores del punto Pi. Circunferencia principal (CP): su radio r=a y su centro en O. Es el lugar geométrico de las proyecciones de un foco sobre las tangentes. Directrices de la hipérbola: son dos rectas paralelas al eje transverso (D1 y D2). Su distancia a cada una es a/e (e es la excentricidad de la hipérbola). Pasan por las intersecciones de la circunferencia principal con las asíntotas (A1 y A2). https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/hiperbola/#relaciones-semiejes https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/hiperbola/#relaciones-semiejes https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/asintotas-hiperbola/ https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/excentricidad-hiperbola/ CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS La hipérbola vertical tiene el eje focal vertical, paralelo al eje de ordenadas Y. La hipérbola horizontal tiene el eje focal horizontal, paralelo al eje de las abscisas X. La hipérbola equilátera es la que tiene sus asíntotas (A1 y A2) perpendiculares entre sí, o, dicho de otra manera, cuando forman un ángulo con cada eje de 45º. Las semiejes de la hipérbola (a y b) se relacionan con la distancia focal (c) por la siguiente fórmula: c2 = a2 + b2 CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS ECUACIÓN DE LA HIPÉRBOLA Con centro en el origen Con centro en (h, k) Vertical Con centro en el origen Con centro en (h, k) Horizontal Lado Recto Relación entre a, b y c Discriminante B2 - 4AC 0 Semiejes a = semieje mayor b = semieje menor c = semieje focal Excentricidad CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS Parábola CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS Elipse CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS Hipérbola CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS 5 “BENITO JUÁREZ” CURSO DE PREPARACION PARA EL INGRESOA NIVEL SUPERIOR MATEMÁTICAS https://www.universoformulas.com/matematicas/geometria/hiperbola/ Geometría Analítica; Lehmann, Charles; Edit. Limusa
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