Calcolo distanza AB e punto medio.

Es. 129 pag. 199

Considera i punti A(a+2; 1) e B(3; b-1), con a e b numeri reali. Determina a e b in modo che la distanza AB sia uguale a 1 e che il punto medio M del segmento AB abbia ordinata \frac{1}{2}. Trova poi i punti C sull’asse y la cui distanza da A è 3\sqrt{10}

Per la soluzione del problema calcoliamo la distanza tra i due punti AB ottenendo una equazione nelle incognite a e b e la poniamo = 1; calcoliamo poi il punto medio M di AB (ci basta solo l’ordinata yB) e la poniamo  =\frac{1}{2}; a questo punto si tratta di risolvere un sistema di equazioni in due incognite a e b.

Dalla formula per il calcolo della distanza fra due punti avremo:

\overline{AB} = \sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2}

\overline{AB} = \sqrt{(3-(a+2))^2+(b-1-1))^2}

\overline{AB} = \sqrt{(1-a)^2+(b-2)^2}

Dovendo essere AB = 1 avremo:

 \sqrt{(1-a)^2+(b-2)^2}=1

Calcolo adesso l’ordinata del punto medio di AB

y_M=\frac{y_A+y_B}{2}

y_M=\frac{b-1+1}{2}

Dovendo essere il punto medio situato sulla retta  y=\frac{1}{2} la sua ordinata sarà sempre Y_M=\frac{1}{2} per cui possiamo scrivere:

\frac{b}{2}=\frac{1}{2}

Mettiamo ora a sistema le due equazioni ottenute:

\begin{cases}\sqrt{(1-a)^2+(b-2)^2}=1 \\\frac{b}{2}=\frac{1}{2}\end{cases}

Calcoliamo b dalla 2^ equazione del sistema poi eleviamo al quadrato ambo i membri della 1^ equazione, sostituiamo b e calcoliamo a:

\frac{b}{2}=\frac{1}{2}  moltiplichiamo ambo i membri per 2:

b=1

 \sqrt{(1-a)^2+(b-2)^2}=1 eleviamo ambo i membri al quadrato:

 (1-a)^2+(b-2)^2=1

 1+a^2-2a+b^2+4-4b=1

 a^2+b^2-2a-4b+4=0  sostituiamo b=1:

 a^2+1-2a-4+4=0

 a^2-2a+1=0

calcolo il Delta quarti: \frac{\Delta}{4}=\(\frac{b}{2}\)^2-ac

\frac{\Delta}{4}=\frac{1-1}{1}=0

x_{1/2}=\frac{-\frac{b}{2}\pm\sqrt{\frac{\Delta}{4}}}{a}

x_{1/2}=\frac{-\frac{-2}{2}\pm 0}{1}=1

quindi a=1 e b=1 per cui sostutuendo avremo:

A(a+2; 1)    A(3; 1)

B(3; b-1)  →  B(3; 0)

A questo punto dobbiamo trovare i punti C che stanno sull’asse y e hanno coordinate C(0; y).

Deve quindi essere  AC = 3\sqrt{10} ovvero AC^2 = (3\sqrt{10})^2 \Rightarrow AC^2 =90 abbiamo cioè utilizzato la formula per il calcolo della distanza AC ponendo il risultato = 3\sqrt{10} elevando al quadrato ambo i membri:

(x_C - x_A)^2 + (y_C - y_A)^2 = 90 dove A(3; 1) e C(0; y) per cui avremo:

9 + (y - 1)^2 - 90 = 0

y^2 - 2y - 80 = 0

L’equazione precedente rappresenta un trinomio del tipo y^2 +Sy +P = 0 dove S e P rappresentano rispettivamente la somma ed il prodotto delle due soluzioni y1 e y2 e questi due numeri che ci danno come somma S = –2 e come prodotto P = –80 sono +8 e 10 infatti S = +8 –10 = –2 mentre P = 8(–10) = –80 per cui l’equazione precedente può essere scritta come il seguente prodotto:

(y + 8)(y - 10) = 0

y_{C1} = - 8

y_{C2} = 10

per cui avremo:

C1(0; -8)

C2(0; 10)

Nota: gli esercizi sono tratti dal libro Matematica Blu 2.0 vol 3 – Zanichelli Editore

 

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