Math Problem Statement

Ayudame a resolverlo por favor😭

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Solution

¡Claro que sí! Vamos a resolver el problema paso a paso. El problema pide encontrar la ecuación de la circunferencia que pasa por tres puntos dados.


Pasos para resolver:

La ecuación general de la circunferencia es: x2+y2+Dx+Ey+F=0x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0 Donde DD, EE y FF son constantes que debemos determinar.

Para resolver este problema:

  1. Sustituimos las coordenadas de los tres puntos en la ecuación general.
  2. Esto generará un sistema de tres ecuaciones lineales con tres incógnitas (DD, EE y FF).
  3. Resolvemos el sistema para encontrar los valores de DD, EE y FF.

Los puntos de las opciones son:

  • A=(1,2)A = (-1, -2),
  • B=(7,0)B = (7, 0),
  • C=(5,4)C = (5, 4).

Sustitución de cada punto en la ecuación:

  1. Para el punto A(1,2)A(-1, -2): (1)2+(2)2+D(1)+E(2)+F=0(-1)^2 + (-2)^2 + D(-1) + E(-2) + F = 0 1+4D2E+F=0D2E+F=5(Ecuacioˊn 1).1 + 4 - D - 2E + F = 0 \quad \Rightarrow \quad -D - 2E + F = -5 \quad \text{(Ecuación 1)}.

  2. Para el punto B(7,0)B(7, 0): (7)2+(0)2+D(7)+E(0)+F=0(7)^2 + (0)^2 + D(7) + E(0) + F = 0 49+7D+F=07D+F=49(Ecuacioˊn 2).49 + 7D + F = 0 \quad \Rightarrow \quad 7D + F = -49 \quad \text{(Ecuación 2)}.

  3. Para el punto C(5,4)C(5, 4): (5)2+(4)2+D(5)+E(4)+F=0(5)^2 + (4)^2 + D(5) + E(4) + F = 0 25+16+5D+4E+F=05D+4E+F=41(Ecuacioˊn 3).25 + 16 + 5D + 4E + F = 0 \quad \Rightarrow \quad 5D + 4E + F = -41 \quad \text{(Ecuación 3)}.


Sistema de ecuaciones:

Ecuacioˊn 1: D2E+F=5\text{Ecuación 1: } -D - 2E + F = -5 Ecuacioˊn 2: 7D+F=49\text{Ecuación 2: } 7D + F = -49 Ecuacioˊn 3: 5D+4E+F=41\text{Ecuación 3: } 5D + 4E + F = -41

Resolvamos este sistema de ecuaciones.


  1. Eliminamos FF entre las ecuaciones. Restando Ecuación 2 de Ecuación 3: (5D+4E+F)(7D+F)=41(49)(5D + 4E + F) - (7D + F) = -41 - (-49) 2D+4E=8D+2E=4(Ecuacioˊn 4).-2D + 4E = 8 \quad \Rightarrow \quad -D + 2E = 4 \quad \text{(Ecuación 4)}.

  2. Usamos Ecuación 1 y Ecuación 4 para encontrar DD y EE.

De la Ecuación 1: F=5+D+2E(Ecuacioˊn 5).F = -5 + D + 2E \quad \text{(Ecuación 5)}.

Sustituimos FF en la Ecuación 2: 7D+(5+D+2E)=497D + (-5 + D + 2E) = -49 8D+2E=444D+E=22(Ecuacioˊn 6).8D + 2E = -44 \quad \Rightarrow \quad 4D + E = -22 \quad \text{(Ecuación 6)}.


Resolvemos Ecuación 4 y Ecuación 6: D+2E=4(Ecuacioˊn 4).-D + 2E = 4 \quad \text{(Ecuación 4)}. 4D+E=22(Ecuacioˊn 6).4D + E = -22 \quad \text{(Ecuación 6)}.

De la Ecuación 4: D=2E4(Sustitucioˊn).D = 2E - 4 \quad \text{(Sustitución)}.

Sustituimos DD en Ecuación 6: 4(2E4)+E=224(2E - 4) + E = -22 8E16+E=228E - 16 + E = -22 9E=6E=23.9E = -6 \quad \Rightarrow \quad E = -\frac{2}{3}.

Sustituimos E=23E = -\frac{2}{3} en D=2E4D = 2E - 4: D=2(23)4D = 2\left(-\frac{2}{3}\right) - 4 D=434=163.D = -\frac{4}{3} - 4 = -\frac{16}{3}.

Sustituimos DD y EE en la Ecuación 5 para hallar FF: F=5+D+2EF = -5 + D + 2E F=5163+2(23)F = -5 - \frac{16}{3} + 2\left(-\frac{2}{3}\right) F=516343F = -5 - \frac{16}{3} - \frac{4}{3} F=5203=153203=353.F = -5 - \frac{20}{3} = -\frac{15}{3} - \frac{20}{3} = -\frac{35}{3}.


Resultado final:

La ecuación de la circunferencia es: x2+y2163x23y353=0.x^2 + y^2 - \frac{16}{3}x - \frac{2}{3}y - \frac{35}{3} = 0.

Si necesitas más detalles o ajustes, ¡avísame! 😊


Preguntas adicionales relacionadas:

  1. ¿Cómo se encuentra la ecuación de una circunferencia con solo su radio y su centro?
  2. ¿Qué método alternativo podríamos usar si conocemos la forma canónica de la circunferencia?
  3. ¿Cómo afecta cambiar uno de los puntos al sistema de ecuaciones?
  4. ¿Cómo interpretar DD, EE y FF geométricamente?
  5. ¿Qué pasa si los puntos son colineales? ¿Existe una circunferencia válida?

Tip: Verifica siempre que los puntos realmente formen un triángulo para garantizar que una circunferencia pase por ellos.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Analytic Geometry
Equations of Circles
Systems of Linear Equations

Formulas

General equation of a circle: x^2 + y^2 + Dx + Ey + F = 0

Theorems

Conditions for three points to lie on a circle
Solving systems of linear equations

Suitable Grade Level

Grades 10-12