Ejercicios resueltos parabolas

parabolas

1. LA ELIPSE
EJERCICIOS
RESUELTOS

Colegio Sor Juana Inés de la Cruz
Sección Preparatoria
Matemáticas III
Bloque VII
Ing. Jonathan Quiroga Tinoco

2. La ecuación de la curva es del tipo ,
para la cual se necesita tener el valor de b, el
semieje menor. Puesto que se conocen a y c,
b se determina de la expresión que las
relaciona:

1. Para encontrar la ecuación de la elipse con centro en el
origen, un foco en el punto (0, 3) y semieje mayor igual
a 5, por las coordenadas del foco se sabe que el eje focal es
el eje y, y que la distancia del centro al foco es c = 3.
Además, a = 5.

1
2
2
2
2
=+
a
y
b
x
222
cab −=
222
35−=b
16
2
=b
1
2516
22
=+
yx

3. 2. Se pueden determinar todos los elementos que
caracterizan a la elipse del ejemplo anterior y
representarla en el plano coordenado:

Centro: C(0, 0)
Eje focal: eje y
Vértices: V(0, 5) y V’(0, –5)
Focos: F(0, 3), F’(0, –3)
Distancia focal: 2c = 6
Longitud del eje mayor: 2a = 10
Longitud del eje menor: 2b = 8
Longitud de cada lado recto:



Excentricidad:



()
5
32
5
162
=2
2b
a
=
22
3
= < 1
5
cab
e
aa
−
==

4. GRÁFICA EJEMPLO 2

5. 3. La ecuación de la elipse con vértices V(4, 0) y V’(–4, 0)
y excentricidad ¾ se puede obtener de la siguiente
manera:

Por los vértices se sabe que es una elipse con
centro en el origen, que su eje focal es el eje x,
y que a = 4.
Por la definición de la excentricidad:
por lo tanto, , y c = 3.

Entonces

La ecuación es

a
c
e=
44
3c
=
222
cab −= 734
222
=−=b
1
716
22
=+
yx

6. 4. Para la elipse cuyo eje mayor coincide con el eje x y
pasa por los puntos (4, 3) y (6, 2), al considerar la
fórmula

Como los puntos deben satisfacer la ecuación, se tiene:
Para (4, 3):


Para (6, 2):


Éste es un sistema de ecuaciones con dos incógnitas: a
y b. Para resolverlo se puede despejar b
2
de las dos
ecuaciones e igualar los valores para determinar el
valor de a
2
:


1
2
2
2
2
=+
b
y
a
x
1
34
2
2
2
2
=+
ba
22
16 9
1..................... (1)
ab
+=


1
26
2
2
2
2
=+
ba
22
36 4
1..................... (2)
ab
+=

7. Cont….ejemplo 4.
De (1): De (2):







1
916
22
=+
ba
2222
916 baab =+
( )
222
916 aab −=−
22
2
22
99
... (3)
16 16
aa
b
aa
=−=
−−

1
436
22
=+
ba
2222
436 baab =+
( )
222
436 aab −=−
22
2
22
44
... (4)
36 36
aa
b
aa
=−=
−−

8. Cont….ejemplo 4.
Igualando (3) y (4):


Este valor se sustituye, por ejemplo, en (4):


La ecuación de la elipse es:

Para definir sus elementos se requiere conocer el valor de c.


36
4
16
9
2
2
2
2
−
=
− a
a
a
a ( )( )
22
936416aa−=−
22
9324464aaaa−=−
02605
2
=−a
52
5
260
2
==a
()
3652
524
36
4
2
2
2
−
=
−
=
a
a
b 13
16
208
2
==b
1
1352
22
=+
yx
222
cab −=
22
bac −= 391352 =−=c

9. Cont….ejemplo 4.
Los elementos de la elipse son:

Centro: C(0, 0)
Eje focal: Eje x
Vértices: V( , 0) y V’( , 0)
Focos: F( , 0), F’( , 0)
Distancia focal:
Longitud del eje mayor:
Longitud del eje menor:
Longitud de cada lado recto:



Excentricidad:




52 52−
39 39−
2c =2 39
2a = 2 52
2b = 2 13
2
2b
a
=
2
1
52
26
=
a
ba
a
c
e
22
−
==
39
52
=

10. Cont….ejemplo 4. GRÁFICA
V'(- 52 , 0)
V( 52 , 0)
(39,0)F
F'( 39,0)−

11. 5. Para la elipse cuyos vértices son V(6, 4) y V’(–2, 4) y
sus focos los puntos F(5, 4) y F’(–1, 4), encontrar su
ecuación, elementos y gráfica.

Como los vértices y los focos tienen la misma
ordenada, la elipse tiene su eje mayor paralelo al
eje x, de manera que la fórmula a utilizar es:


El centro de la elipse está en el punto medio de los
vértices (y de los focos) por lo tanto sus
coordenadas son

()()
1
2
2
2
2
=
−
+
−
b
ky
a
hx
12
2
xx
x
+
==
()
2
2
26
=
−+

12. Cont…..ejemplo 5
• La distancia del centro a cualquiera de los
vértices es el valor de a, de modo que:
• Y c es la distancia del centro a cualquiera de los
focos:
• Para determinar la ecuación es necesario conocer
el valor de b:
12
2
yy
y
+
==
4
2
44
=
+

426=−=a
325=−=c
222
cab −= 7916
2
=−=b
7=b

13. Para
x = 0








y
1
= 6.3 y
2
= – 1.7




(0, 6.3)
(0, –1.7)
Para
x = 4



y
1
= 6.3 y
2
= – 1.7


(4, 6.3)
(4, –1.7)
Para
x = 2






y
1
= 6.65 y
2
= 1.35



(2, 6.65)
(2, 1.35)
()()
22
02 4
1
16 7
y−−
+= ()
4
1
1
7
4
2
−=
−y 3
4
=
4
21
168
2
=+−yy
043324
2
=+−yy
2
218±
=y
()()
22
42 4
1
16 7
y−−
+=
()
1
7
4
16
4
2
=
−
+
y
()()
22
22 4
1
16 7
y−−
+=
()
2
40
1
16 7
y−
+=
()
2
4
1
7
y−
=
2
8167yy−+=
47y=±

14. Cont…ejemplo 5. GRÁFICA

15. 6. Para la elipse cuyos vértices son los puntos (–3, 7) y (–3, –1)
y la longitud de cada lado recto es 2 encontrar la ecuación, sus
elementos y su gráfica
Como los vértices tienen la misma abscisa la
elipse es vertical ya que el eje mayor, y el focal,
son paralelos al eje y. La ecuación que le
corresponde es:

El centro es el punto medio del eje mayor
Su abscisa es la misma de los vértices y su
ordenada es


()()
1
2
2
2
2
=
−
+
−
a
ky
b
hx
'VV
12
2
yy
y
+
==
()
3
2
17
=
−+
C(-3, 3)→

16. Cont…..ejemplo 6.
La longitud de su eje mayor es la distancia entre
sus vértices:
Como la longitud de cada uno de sus lados rectos
es 2, se tiene:


y la longitud de su eje menor es 2b = 4
La ecuación de esta elipse es:

Para determinar las coordenadas de los focos se
calcula el valor de c a partir de la expresión:




a = 4→()8172 =−−=a
2
2
= 2
b
a
()422
2
=b 4
2
8
2
==b
2=b


()()
1
16
3
4
3
22
=
−
+
+ yx
222
cba +=

17. Cont….ejemplo 6.
• Por lo tanto, los focos son los puntos:
• su excentricidad es:
222
bac −=
12416
2
=−=c 3212==c
( )3, 3 2 3F−+
( )'3,323F−−

2
3
4
32
===
a
c
e

18. Cont…ejemplo 6. GRÁFICA

19. 7. Encontrar la ecuación de la elipse que tiene centro en (1, 2),
uno de los focos es (6, 2) y pasa por el punto (4, 6),

Como el centro y el foco tienen la misma ordenada,
el eje focal y el eje mayor son paralelos al eje x. Por
tanto, la ecuación que corresponde a esta curva es:


Al sustituir las coordenadas del centro (h, k) = (1, 2):


Hay que determinar a
2
y b
2
.



()()
1
2
2
2
2
=
−
+
−
b
ky
a
hx
()()
1
21
2
2
2
2
=
−
+
−
b
y
a
x

20. Cont….ejemplo 7.
Como el punto (4, 6) pertenece a la elipse, satisface
su ecuación:

Para obtener una ecuación con una sola incógnita,
se hace la sustitución
()()
1
2614
2
2
2
2
=
−
+
−
ba
1
169
22
=+
ba
222
bac=−

21. Cont…ejemplo 7.
Para determinar su gráfica se localizan los
vértices, los focos y el centro, y se sabe que su eje
mayor mide 2a = 2(4) = 8 y su eje menor,
de manera que los puntos de intersección de la
elipse con su eje menor son

Cada uno de sus lados rectos mide:



Otros puntos de la elipse, con valores aproximados
de la ordenada, son:

2b = 2 7
( )2, 4 2 7B + ( )'2,4 2 7B −
2
2b
a
=
5.3
4
14
=

22. 8) Encuentra la ecuación de la elipse con focos F(0,
3) y F’(0, –3), y cada uno de sus lados rectos igual a
9.
Como los focos tienen la misma abscisa, el eje focal
es el eje y. El centro se encuentra en el punto
medio entre ellos: C(0, 0).

• La distancia c es:
• El lado recto es:
330=−=c
222
bac=−
9
22
−=ab
,

9
2
2
==
a
b
LR

23. • Sustituyendo:
• El valor negativo de a no se considera puesto
que a es una longitud. Por tanto a = 6.
( )
9
92
2
=
−
a
a
01892
2
=−−aa ()()()()
()22
182499
2
−−−±−−
=a
4
159
4
144819 ±
=
+±
=a
6
4
24
1 ==a
2
3
4
6
2 −=−=a

24. • La ecuación de la elipse es:

9
22
−=ab
27936
2
=−=b
1
3627
22
=+
yx

25. 9) Los focos de una elipse son los puntos
F(3, 8) y F’(3, 2) y la longitud de su eje
menor es 8. Encuentra la ecuación de la
elipse, las coordenadas de sus vértices y su
excentricidad.
• El eje focal es paralelo al eje y.
• El centro tiene la misma abscisa que los focos:
h = 3.
 La distancia entre los focos es:
k = 2 + c = 2 + 3 = 5 → C(3, 5)
  2b = 8 b = 4

82
3
2
c
−
==
222
cba += 25916
2
=+=a

26. • Ecuación de la elipse:
• Vértices: V(h, k + a) = (3, 5 + 5) = (3, 10);
V’(h, k – a) = (3, 5 – 5) = (3, 0)
• Excentricidad:

()()
1
25
5
16
3
22
=
−
+
− yx
c
e
a
==5
3

27. 10) Encuentra la ecuación del lugar
geométrico de los puntos cuya distancia al
punto (4, 0) es igual a la mitad de su
distancia a la recta x – 16 = 0 e interpreta el
resultado.

• Distancia de un punto (x, y) al punto (4, 0):
• Distancia del mismo punto (x, y) a la recta x –
16 = 0:
1
d= ()()
22
04 −+− yx
2
d=
2
1
16
+
−x

28. El lugar geométrico descrito es una elipse horizontal
con centro en el origen, eje mayor igual a 2(8) = 16 y
eje menor igual a

12
1
2
dd= ()
2
2
4xy−+=
( )
1
16
2
x−
() ( )
22
21
416
4
xyx−+=−
( )25632
4
1
168
222
+−=++− xxyxx
21
864
4
xx=−+

223
48
4
xy+=
()
22
3
1
448 48
xy
+= 1
4864
22
=+
yx
482

29. 11) Un arco con forma de semi-elipse tiene una
altura máxima de 45m y un claro de 150m.
Encuentra la longitud de dos soportes verticales
situados de manera que dividan en claro en tres
espacios iguales.
Si el eje x es la base del arco (el eje focal de la
elipse) y el origen es su punto medio, la
ecuación es del tipo , con el

semieje mayor, a = 75 y el semieje menor, b = 45.
Para que el claro se divida en tres partes
iguales, la distancia de los soportes a cada
vértice y entre ellos debe ser de 50m.

1
2
2
2
2
=+
b
y
a
x

30. • La ecuación es:
1
20255625
22
=+
yx

31. Para determinar la altura de los soportes, se
hace x = 25 en la ecuación y se despeja el valor
de y:








Puesto que y es una longitud (la altura de los
postes), se toma sólo la raíz positiva.


()
2
2
25
1
5625 2025
y±
+= 1
20255625
625
2
=+
y
1
20259
1
2
=+
y
9
8
2025
2
=
y
1800
9
16200
2
==y
230=y