Liceo Scientifico “G. Castelnuovo” – Firenze Classe IV Sez. E-F
Prof. Franco Fusier – Rev. 10/2011 1
I gruppo di esercizi (Problemi di geometria analitica con discussione)
Problema n. 1
Data l’ellisse 1
16
² 25
² + y =
x , inscrivere al suo interno un rettangolo (con i lati paralleli agli assi cartesiani) di perimetro pari a k .
Nota: scegliere il punto rappresentativo del rettangolo P x y e identificare immediatamente ( ; ) l’arco di appartenenza. Si ottiene un fascio di rette improprio.
Equazione del fascio di rette:
4 x + 4 y − = k 0
1 sol. per
k ∈ [ 16; 20 [
; 2 sol. perk ∈ 20; 4 41 Problema n. 2
Data la parabola x = y
2− 16 , inscrivere nella regione finita di piano delimitata dalla parabola e dall’asse delle ordinate un rettangolo (con i lati paralleli agli assi cartesiani) di perimetro pari a 2 k .
Nota: scegliere il punto rappresentativo del rettangolo P x y ( ; ) e identificare immediatamente l’arco di appartenenza. Nella valutazione delle distanze occorre tener conto del segno della coordinata considerata (si opera nel secondo o nel terzo quadrante). Si ottiene un fascio di rette improprio.
Equazione del fascio di rette (P è posto nel II quadrante):
x − 2 y + = k 0
1 sol. per
k ∈ [ 8;16 [
; 2 sol. perk ∈ [ 16;17 ]
Problema n. 3
Data l’ellisse 1
16
² 25
² + y =
x , determinare sull’arco AB giacente nel primo quadrante un punto P tale che sia
uguale a k ∈ R
0+la somma delle sue distanze dalla retta r:3x+4y=0 e dalla retta s ad essa perpendicolare e passante per il vertice di ascissa positiva dell’ellisse.
Nota: studiare subito i segni degli argomenti dei due valori assoluti che compaiono nel calcolo delle distanze (uno è sempre positivo mentre l’altro non lo è mai), in modo da semplificare immediatamente l’equazione del fascio di rette.
s:4x-3y-20=0
Equazione del fascio di rette:
-x+7y+20-5k=0 1 sol. per
∈ 5
; 48 3 k
Problema n. 4
Data l’ellisse 1
16
² 25
² + y =
x , determinare sull’arco AB giacente nel primo quadrante un punto P tale che sia
uguale a k ∈ R
0+la somma delle sue distanze dalla retta r:4x+3y=0 e dall’asse delle ascisse.
Nota: studiare subito i segni degli argomenti dei due valori assoluti che compaiono nel calcolo delle distanze ( gli argomenti sono, per tutti i punti dell’arco considerato, sempre maggiori o uguali a zero → l’equazione del fascio si semplifica); i calcoli per la determinazione della retta tangente possono coinvolgere anche numeri “grandi”.
1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla
circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro
Liceo Scientifico “G. Castelnuovo” – Firenze Classe IV Sez. E-F
Prof. Franco Fusier – Rev. 10/2011 2
Equazione del fascio di rette: 4
x+8y-5k=0
1 sol. per
∈ 5
; 32 4
k ; 2 sol. per
∈
5 89
; 4 5 k 32
Problema n. 5
Tracciare il grafico della curva C :
5 5
7 8
−
= − x
y x . Successivamente determinare l’equazione della parabola
che ha per direttrice l’asintoto verticale della curva C e per vertice il punto di C di ordinata nulla.
Sul ramo di parabola contenuto nel primo quadrante determinare un punto P (x, y) in modo che risulti h
y hx + = .
Nota: si ottiene un fascio di rette proprio.
8
² 7 2 +
−
= y x
1 sol. per
∈ 4
; 7 0
h ; 2 sol. per
∈ ; 1 4 h 7
Problema n. 6
Determinare l’equazione della parabola avente vertice V (-1, -9) e passante per B (2, 0).
Indicato con A l’altro punto di intersezione della parabola con l’asse x , determinare sull’arco AB un punto P tale che PH = k PK , essendo PH la distanza di P dalla retta r : 3 x − 4 y + 15 = 0 e PK la distanza dalla retta s : x − 3 = 0 .
Nota: si ottiene un fascio di rette proprio.
8
2
+ 2 −
= x x
y ; A ( − 4 ; 0 )
1 sol. per
∈
5
; 21 35
k 3 ; 2 sol. per k = 21 5
Problema n. 7
1) Determinare l’equazione dell’ellisse, con i fuochi sull’asse x , avente eccentricità 2
= 3
e e passante
per il punto
2 , 7 3
Q .
2) Detti A e B i vertici aventi, rispettivamente, ascissa e ordinata negative, determinare sull’arco AB il punto P per il quale è massima l’area del quadrilatero APBO , essendo O l’origine degli assi cartesiani.
Nota: il quadrilatero ABPO può essere scomposto, per la determinazione dell’area, in un triangolo e in un trapezio.
16 4
22
+ y =
x
max area = 4 2 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla
circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro
Liceo Scientifico “G. Castelnuovo” – Firenze Classe IV Sez. E-F
Prof. Franco Fusier – Rev. 10/2011 3
Problema n. 8
1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2 x + 1 nel punto A ( 1 ; 3 ) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza C
1del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di C
1 con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO ² + PB ² = k OB ² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza C
1e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro massimo.
Nota: nella risposta relativa alla terza domanda si ottiene un secondo fascio di circonferenze, che hanno tutte centro nel punto ( 11 ; 0 ) ; la relativa condizione di tangenza può essere imposta senza effettuare calcoli (basta un attento esame della figura).
x²+y²-2x-6y+10+k(2x-y+1)=0, il centro del fascio si trova nel punto ( 11 ; − 2 ) k=-10; C
1: x²+y²-22x+4y=0
Equazione del secondo fascio di circonferenze (concentriche):
B ( 22 ; 0 ) ; x²+y²-22x+242(1-k)=0
2 sol. per
−
∈ ; 1
121 5 10 k 125
Equazione del fascio di rette: posto
2 p = h , − 4 x + 2 y + 44 − h = 0
;max perimetro = 46 Nota: la retta che determina il rettangolo con il massimo perimetro è l’asse radicale del fascio e il relativo punto di tangenza è A ( 1 ; 3 ) .
Problema n. 9
1) Determinare l’equazione dell’iperbole I avente i fuochi sull’asse delle x , passante per Q ( 7; 6 ) e
avente per asintoti le rette 1 y = ± 2 2 x .
2) Indicati con A e B i punti d’intersezione tra l’iperbole I e la retta r : x = 3 , determinare il rettangolo R di perimetro massimo inscritto nella regione finita di piano delimitata da I e da r , avente due vertici su r e gli altri due su I .
3) Determinare il volume del cilindro generato da una rotazione di 180° attorno all’asse x del rettangolo trovato al punto 2).
Equazione dell’iperbole:
x
2− 8 y
2= 1 ; Perimetro massimo = 6 − 2 ; Volume = (3 2) 8
π −
II gruppo di esercizi (Problemi simulazione esame di Stato)
Problema n. 10
Si consideri la seguente relazione tra le variabili reali x e y :
a y x
1 1 1 + =
dove a è un parametro reale positivo.
1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro 1) Determinare l’equazione del fascio di circonferenze tangenti alla retta y = 2x +1 nel punto A(1;3) . 2) Determinare l’equazione della circonferenza 1 C del fascio passante per l’origine.
3) Detto B l’interiore punto d’intersezione di 1 C con l’asse delle ascisse, determinare sull’arco OB il punto P per il quale si ha PO² + PB² = kOB² .
4) Inscrivere nella regione finita di piano appartenente al primo quadrante e delimitata dalla
circonferenza 1 C e dall’asse delle x il rettangolo avente lati paralleli agli assi cartesiani e perimetro
Liceo Scientifico “G. Castelnuovo” – Firenze Classe IV Sez. E-F
Prof. Franco Fusier – Rev. 10/2011 4