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> Solo para valientes, Geometría 2, Nivel Medio
Zorrón Papá
mensaje Mar 8 2009, 09:51 AM
Publicado: #1


Matemático
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TEX: % MathType!MTEF!2!1!+-<br />% feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLn<br />% hiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr<br />% 4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq-Jc9<br />% vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0-yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr-x<br />% fr-xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGceaqabeaacaqGtb<br />% GaaeyzaiaabggacaqGGaGaamyqaiabg2da9maabmaabaGaaGimaiaa<br />% cYcacaaIWaaacaGLOaGaayzkaaGaaeiiaiaabMhacaqGGaGaamOqai<br />% abg2da9maabmaabaGaaG4maiaacYcacaaIWaaacaGLOaGaayzkaaGa<br />% aeOlaiaabccacaqGfbGaaeOBaiaabogacaqG1bGaaeyzaiaab6gaca<br />% qG0bGaaeOCaiaabwgacaqGGaGaaeiBaiaabggacaqGGaGaaeyzaiaa<br />% bogacaqG1bGaaeyyaiaabogacaqGPbGaae48aiaab6gacaqGGaGaae<br />% izaiaabwgacaqGSbGaaeiiaiaabYgacaqG1bGaae4zaiaabggacaqG<br />% YbGaaeiiaiaabEgacaqGLbGaae4Baiaab2gacaqGPdGaaeiDaiaabk<br />% hacaqGPbGaae4yaiaab+gacaqGGaGaaeizaiaabwgacaqGGaGaaeiD<br />% aiaab+gacaqGKbGaae4BaiaabohacaqGGaGaaeiBaiaab+gacaqGZb<br />% GaaeiiaaqaaiaabchacaqG1bGaaeOBaiaabshacaqGVbGaae4Caiaa<br />% bccacaWGqbGaeyypa0ZaaeWaaeaacaWG4bGaaiilaiaadMhaaiaawI<br />% cacaGLPaaacaqGGaGaaeizaiaabwgacaqGSbGaaeiiaiaabchacaqG<br />% SbGaaeyyaiaab6gacaqGVbGaaeiiaiaabshacaqGHbGaaeiBaiaabw<br />% gacaqGZbGaaeiiaiaabghacaqG1bGaaeyzaiaabQdacaqGGaGaeyii<br />% IaTaamiuaiaadgeacaWGcbGaeyypa0ZaaSaaaeaacaaIXaaabaGaaG<br />% OmaaaacqGHGic0caWGqbGaamOqaiaadgeaaaaa!A3D9!<br />\[<br />\begin{gathered}<br />  {\text{Sea }}A = \left( {0,0} \right){\text{ y }}B = \left( {3,0} \right){\text{. Encuentre la ecuaci\'on del lugar geom\'etrico de todos los }} \hfill \\<br />  {\text{puntos }}P = \left( {x,y} \right){\text{ del plano tales que: }}\angle PAB = \frac{1}<br />{2}\angle PBA \hfill \\ <br />\end{gathered} <br />\]<br />


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Estudiante de primer año de Ingeniería Comercial en la Universidad Autónoma de Chile
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Laðeralus
mensaje Oct 4 2013, 12:47 AM
Publicado: #2


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TEX: <br />Se acuerdo a las coordenadas $A,B,P$, se obtienen los siguientes vectores directores:<br />\[ \overrightarrow{AB} = (1,0)  \hspace{2mm}  \overrightarrow{AP} = (x,y) \hspace{2mm}  \overrightarrow{BA} = (-1,0) \hspace{2mm}  \overrightarrow{BP} = (x-3,y)  \]<br /><br />Sea $\alpha$ el ángulo formado por los vectores $\overrightarrow{AB}$ y $\overrightarrow{AP}$.<br />Sea $\beta$ el ángulo formado por los vectores $\overrightarrow{BA}$ y $\overrightarrow{BP}$.<br /><br />Entonces,<br />\[ \cos(\alpha) = \frac{(1,0)\cdot(x,y)}{ \| (1,0) \| \cdot \| (x,y) \|} = \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \]<br />y<br />\[ \cos(\beta) = \frac{(-1,0) \cdot (x-3,y)}{\| (-1,0) \| \cdot \| (x-3,y) \|} = \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \]<br /><br />Se sabe que $\alpha = 2\beta$. De aquí, se deduce que<br />\begin{align*}<br />   \cos(\alpha) &= \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \\<br />   \cos(2\beta) &= \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \\<br />   2\cos^2(\beta) - 1 &= \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \\<br />   2\cdot \frac{(3-x)^2}{(x-y)^2+y^2} - 1 &= \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \\<br />   \frac{(x-3)^2-y^2}{(x-3)^2+y^2} &= \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}}<br />\end{align*}<br />

Intentanto esbozar al ojímetro las condiciones de esta curva, tengo la tincada que es como la 'aleta' de una pseudo-hipérbola que se abre hacia la izquierda.

Mensaje modificado por Laðeralus el Oct 4 2013, 03:19 AM
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mensaje Oct 4 2013, 11:06 AM
Publicado: #3


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de hecho no estas tan alejado:

Considere el triangulo PAB con TEX:  $\angle PAB=\alpha=\frac 12 \angle PBA$. podemos usar la cotangente de TEX: $\alpha$ (debido a que la tangente es inapropiada en este caso TEX:  $\alpha=45$)
el cual vale TEX: $\cot \alpha = x/y$. para el angulo PBA tenemos que

TEX:  $$\cot 2\alpha= \frac{3-x}y$$

y por la formula del angulo doble:

TEX: $$\cot 2\alpha=\frac{\cot^2 \alpha-1}{2\cot \alpha}=\frac{(\frac xy)^2-1}{2(\frac xy)}=\frac{x^2-y^2}{2xy}=\frac{3-x}y$$
Multiplicando por y (distinto de 0):
TEX: $$ \frac{x^2-y^2}{2x}=3-x$$<br />$$\therefore x^2-y^2=6x-2x^2$$<br />$$3x^2-6x-y^2=0$$
el cual claramente es una hiperbola horizontal. los elementos de ella se deducen facilmente notando que TEX: $3x^2-6x-y^2=3(x-1)^2-y^2-3$, por lo que la ecuacion particular:

TEX: $$(x-1)^2-\frac{y^2}3=1$$

representa una hiperbola cuyo radio real es 1 y radio imaginario esTEX:  $\sqrt{3}$.

el caso patologico es cuando y=0 ya que evidentemente todo el eje x cumple tal aseveracion... en este caso seria la hiperbola mencionada + el eje x.

saludos
claudio.


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Claudio Henriquez Tapia
Ingeniero Civil Matemático UTFSM y Prof. DMAT UTFSM
Candidato a Doctor en Estadística UC. Campus San Joaquin
Si todo sale bien, estaría defendiendo en Julio 2024.

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Kaissa
mensaje Oct 4 2013, 11:11 AM
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Este resultado es general y puede ver una demostración geométrica (sin uso de coordenadas) en el libro de Yaglom "Transformaciones geométricas"


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Laðeralus
mensaje Oct 4 2013, 11:45 AM
Publicado: #5


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CITA(Kaissa @ Oct 4 2013, 11:11 AM) *
Este resultado es general y puede ver una demostración geométrica (sin uso de coordenadas) en el libro de Yaglom "Transformaciones geométricas"


No lo puedo encontrar sad.gif

¿Te refieres a que hay una familia de hipérbolas que cumplen eso?
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Kaissa
mensaje Oct 4 2013, 12:39 PM
Publicado: #6


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CITA(Laðeralus @ Oct 4 2013, 11:45 AM) *
No lo puedo encontrar sad.gif

¿Te refieres a que hay una familia de hipérbolas que cumplen eso?


No, me refiero a que el LG de los puntos tales que forman un ángulo doble que otro respecto de dos ptos fijos en el plano, es una hipérbola y me parece mucho (no recuerdo con exactitud) es una de las hipérbolas con nombre (como la de Kiepert).
Aunque eso es materia de cónicas que yo sinceramente recién comienzo a leer.


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mensaje Oct 4 2013, 01:00 PM
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CITA(Kaissa @ Oct 4 2013, 12:39 PM) *
No, me refiero a que el LG de los puntos tales que forman un ángulo doble que otro respecto de dos ptos fijos en el plano, es una hipérbola y me parece mucho (no recuerdo con exactitud) es una de las hipérbolas con nombre (como la de Kiepert).
Aunque eso es materia de cónicas que yo sinceramente recién comienzo a leer.

y todo gracias a propiedades del angulo doble... con lo que hice no hubo mucha cosa con las coordenadas en todo caso, fue bastante geometrico. es esa la demostracion que saldria en el libro o es mas con topicos mas profundos o cuasi-olimpicos?

en todo caso.. ahora que lo pienso, para y=0 no puede ser todo el eje x... porque fuera del trazo el angulo PAB o PBA seria de 180... no de 0, tiene que ser solo el trazo [0,3] + la hiperbola.

aunque creo que lo sabes, no te parece que el LG que mencionas deberia contener tambien el trazo que une los puntos fijos tambien? pareceria el simbolo del quake 1 o 2 ajajaj.

saludos.


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Claudio Henriquez Tapia
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Laðeralus
mensaje Oct 4 2013, 03:21 PM
Publicado: #8


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¡¡Ahhh, ya descubrí mi error!!
Es ultra idiota.

El lugar geométrico que tu obtuve fue la misma hipérbola que calculaste tu, solo que la mía estaba centrada 1 unidad más a la derecha. Eso me pasó porque cometí el siguiente error.

Mi error fue cuando dije:

TEX: <br />Se tiene que $\alpha = 2\beta$<br />

Era al revés pozo2005_bylaope.gif pozo2005_bylaope.gif pozo2005_bylaope.gif
Tenía que decir:

TEX: <br />Se tiene que $\beta = 2\alpha$<br />

Corrigiendo mi error, aquí va:


TEX: <br />De acuerdo a las coordenadas $A,B,P$, se obtienen los siguientes vectores directores:<br />\[ \overrightarrow{AB} = (1,0)  \hspace{2mm}  \overrightarrow{AP} = (x,y) \hspace{2mm}  \overrightarrow{BA} = (-1,0) \hspace{2mm}  \overrightarrow{BP} = (x-3,y)  \]<br /><br />Sea $\alpha$ el ángulo formado por los vectores $\overrightarrow{AB}$ y $\overrightarrow{AP}$.<br />Sea $\beta$ el ángulo formado por los vectores $\overrightarrow{BA}$ y $\overrightarrow{BP}$.<br /><br />Entonces,<br />\[ \cos(\alpha) = \frac{(1,0)\cdot(x,y)}{ \| (1,0) \| \cdot \| (x,y) \|} = \frac{x}{\sqrt{x^2+y^2}} \]<br />y<br />\[ \cos(\beta) = \frac{(-1,0) \cdot (x-3,y)}{\| (-1,0) \| \cdot \| (x-3,y) \|} = \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \]<br /><br />Se sabe que $\beta = 2\alpha$. De aquí, se deduce que<br />\begin{align*}<br />   \cos(\beta) &= \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \\<br />   \cos(2\alpha) &= \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \\<br />   2\cos^2(\beta) - 1 &= \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \\<br />   \cdot \frac{2x^2}{x^2+y^2} - 1 &= \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \\<br />   \frac{x^2-y^2}{x^2+y^2} &= \frac{3-x}{\sqrt{(x-3)^2+y^2}} \\<br />   (x-1)^2 - \frac{y^2}{3} &= 1<br />\end{align*}<br />


El último paso se justifica elevando al cuadrado y reducir.

Mensaje modificado por Laðeralus el Oct 4 2013, 03:40 PM
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