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Circunferencia: ejercicios resueltos paso a paso

Todos sus puntos están a la misma distancia (el radio) del centro: aplicando la fórmula de distancia se obtiene la ecuación canónica. Acá tenés 6 ejemplos resueltos, con cada paso explicado y verificado.

Conceptos clave

Ecuación de la circunferencia

Todos sus puntos están a la misma distancia (el radio) del centro: aplicando la fórmula de distancia se obtiene la ecuación canónica.

Completar cuadrados

Sumamos y restamos el número que convierte una parte de la expresión en un trinomio cuadrado perfecto, para escribirla como (x + k)².

Método de reducción

Multiplicamos las ecuaciones por números convenientes para que, al sumarlas, una incógnita se cancele.

Punto medio

Cada coordenada del punto medio es el promedio de las coordenadas de los extremos.

Recta tangente

La tangente toca a la curva en un solo punto de esa zona y tiene su misma inclinación: su pendiente es la derivada en ese punto (en una circunferencia, es perpendicular al radio).

Fórmula resolvente

Sale de completar cuadrados en ax² + bx + c = 0. El discriminante b² − 4ac dice cuántas soluciones reales hay: positivo, dos; cero, una; negativo, ninguna.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: centro (2, -3) y radio 5

Método: Centro y radio

  1. Anotamos los datos

    Conocemos el centro y el radio.

  2. Escribimos la ecuación

    Forma canónica: , con centro (h ; k) y radio r. Si desarrollamos los cuadrados, obtenemos la forma general.

    -4-22468-8-6-4-22C (2; -3)
  3. Verificamos

    Reemplazamos los puntos de la circunferencia en la ecuación general: tiene que dar 0.

Resultado

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Ejemplo 2:

Método: Completar cuadrados

  1. Escribimos la ecuación

    Está en forma general (o la llevamos a esa forma): x² + y² + Dx + Ey + F = 0.

  2. Completamos cuadrados

    Agrupamos los términos con x y los términos con y. A cada grupo le sumamos el cuadrado de la mitad del coeficiente lineal (y lo sumamos también del otro lado) para formar trinomios cuadrados perfectos.

  3. Leemos centro y radio

    De la forma canónica leemos el centro (cambiando los signos de adentro de los paréntesis) y el radio (la raíz del segundo miembro).

    -3-2-11234567-8-7-6-5-4-3-2-112C (2; -3)
  4. Verificamos

    Volvemos a desarrollar la forma canónica: tiene que dar la ecuación general original.

Resultado

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Ejemplo 3: circunferencia que pasa por (1, 1), (5, 1) y (3, 5)

Método: Sistema de ecuaciones

  1. Planteamos el sistema

    Buscamos D, E y F de la forma general x² + y² + Dx + Ey + F = 0. Cada punto tiene que cumplirla: reemplazamos y queda un sistema de 3 ecuaciones.

  2. Resolvemos el sistema

    Lo resolvemos por reducción (o con cualquier método de sistemas).

  3. Obtenemos centro y radio

    De la forma general: , y .

  4. Escribimos la ecuación

    Forma canónica: , con centro (h ; k) y radio r. Si desarrollamos los cuadrados, obtenemos la forma general.

    12345612345C (3; 2,5)A (1; 1)B (5; 1)C (3; 5)
  5. Verificamos

    Reemplazamos los puntos de la circunferencia en la ecuación general: tiene que dar 0.

Resultado

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Ejemplo 4: diámetro de extremos (1, 2) y (7, 10)

Método: Extremos de un diámetro

  1. Calculamos centro y radio

    El centro es el punto medio del diámetro y el radio es la mitad de su longitud.

  2. Escribimos la ecuación

    Forma canónica: , con centro (h ; k) y radio r. Si desarrollamos los cuadrados, obtenemos la forma general.

    -224681024681012C (4; 6)A (1; 2)B (7; 10)
  3. Verificamos

    Reemplazamos los puntos de la circunferencia en la ecuación general: tiene que dar 0.

Resultado

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Ejemplo 5: tangente a x^2 + y^2 = 25 en (3, 4)

Método: Tangente perpendicular al radio

  1. Escribimos la ecuación

    Está en forma general (o la llevamos a esa forma): x² + y² + Dx + Ey + F = 0.

  2. Completamos cuadrados

    Agrupamos los términos con x y los términos con y. A cada grupo le sumamos el cuadrado de la mitad del coeficiente lineal (y lo sumamos también del otro lado) para formar trinomios cuadrados perfectos.

  3. Usamos que la tangente es perpendicular al radio

    El radio que va del centro al punto de tangencia es perpendicular a la tangente. El vector (x₀ − h ; y₀ − k) es perpendicular a la recta buscada.

    -6-4-2246810-6-4-22468CT (3; 4)
  4. Verificamos

    La distancia del centro a la tangente tiene que ser igual al radio.

Resultado

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Ejemplo 6: intersección de x^2 + y^2 = 25 y x + y = 7

Método: Intersección recta-circunferencia (sustitución)

  1. Escribimos la ecuación

    Está en forma general (o la llevamos a esa forma): x² + y² + Dx + Ey + F = 0.

  2. Completamos cuadrados

    Agrupamos los términos con x y los términos con y. A cada grupo le sumamos el cuadrado de la mitad del coeficiente lineal (y lo sumamos también del otro lado) para formar trinomios cuadrados perfectos.

  3. Despejamos de la recta y reemplazamos

    Los puntos de corte cumplen las dos ecuaciones. Despejamos y de la recta y lo reemplazamos en la circunferencia.

  4. Resolvemos la cuadrática

    El discriminante dice cuántos cortes hay: dos (secante), uno (tangente) o ninguno (exterior).

  5. Calculamos los puntos

    Reemplazamos cada valor en la recta para obtener la otra coordenada. Hay dos puntos: la recta es secante.

    -6-4-22468-6-4-22468(4; 3)(3; 4)
  6. Verificamos

    Cada punto tiene que cumplir la ecuación de la circunferencia y la de la recta.

Resultado

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