1. **Enunciado do problema:**
Temos uma circunferência com centro $C(-4,0)$ e uma reta $t$ dada por $y = -5x + 6$, que é tangente à circunferência no ponto $T$. Queremos:
3.1. Mostrar que $T = (1,1)$.
3.2. Encontrar a equação da reta $CT$.
3.3. Escrever a equação vetorial da reta $t'$, paralela a $t$ e tangente à circunferência.
3.4. Apresentar uma condição para os pontos do 1.º quadrante que pertencem à região limitada pela circunferência e pela reta $t$, incluindo a fronteira.
2. **Mostrar que $T = (1,1)$:**
Sabemos que $T$ está na reta $t$, então substituímos $x=1$ em $y = -5x + 6$:
$$y = -5(1) + 6 = -5 + 6 = 1$$
Logo, $T = (1,1)$ está na reta $t$.
Além disso, $T$ é ponto de tangência, então a distância do centro $C(-4,0)$ até $T$ é o raio $r$ da circunferência.
Calculamos o raio:
$$r = \sqrt{(1 - (-4))^2 + (1 - 0)^2} = \sqrt{5^2 + 1^2} = \sqrt{25 + 1} = \sqrt{26}$$
Assim, a circunferência tem raio $r = \sqrt{26}$ e passa por $T$, confirmando que $T$ está na circunferência e na reta $t$.
3. **Equação da reta $CT$:**
O vetor diretor da reta $CT$ é dado por:
$$\overrightarrow{CT} = (1 - (-4), 1 - 0) = (5, 1)$$
A equação reduzida da reta que passa por $C(-4,0)$ com vetor diretor $(5,1)$ é:
$$y - 0 = \frac{1}{5}(x - (-4))$$
$$y = \frac{1}{5}(x + 4)$$
4. **Equação vetorial da reta $t'$ paralela a $t$ e tangente à circunferência:**
A reta $t$ tem coeficiente angular $m = -5$, então $t'$ também tem $m = -5$.
A equação geral de $t'$ é:
$$y = -5x + b$$
Para que $t'$ seja tangente à circunferência de centro $C(-4,0)$ e raio $r = \sqrt{26}$, a distância do centro à reta deve ser igual a $r$.
A distância do ponto $C(x_0,y_0)$ à reta $Ax + By + C = 0$ é:
$$d = \frac{|Ax_0 + By_0 + C|}{\sqrt{A^2 + B^2}}$$
Reescrevendo $y = -5x + b$ em forma geral:
$$5x + y - b = 0$$
Calculamos a distância:
$$d = \frac{|5(-4) + 1(0) - b|}{\sqrt{5^2 + 1^2}} = \frac{| -20 - b|}{\sqrt{26}}$$
Igualando à $r = \sqrt{26}$:
$$\frac{| -20 - b|}{\sqrt{26}} = \sqrt{26}$$
Multiplicando ambos os lados por $\sqrt{26}$:
$$| -20 - b| = 26$$
Temos duas soluções:
$$-20 - b = 26 \Rightarrow b = -46$$
ou
$$-20 - b = -26 \Rightarrow b = 6$$
Como $b=6$ corresponde à reta $t$ original, a outra reta tangente paralela é:
$$y = -5x - 46$$
A equação vetorial da reta $t'$ pode ser escrita como:
$$\vec{r} = \vec{r_0} + \lambda \vec{v}$$
onde $\vec{v} = (1, -5)$ (vetor diretor) e $\vec{r_0}$ é um ponto qualquer da reta $t'$. Por exemplo, para $x=0$, $y = -46$, então:
$$\vec{r} = (0, -46) + \lambda (1, -5)$$
5. **Condição para os pontos do 1.º quadrante na região limitada pela circunferência e reta $t$ (incluindo fronteira):**
- A circunferência é dada por:
$$ (x + 4)^2 + y^2 \leq 26 $$
- A reta $t$ é:
$$ y \leq -5x + 6 $$
- O 1.º quadrante é definido por:
$$ x \geq 0, \quad y \geq 0 $$
Portanto, a condição que caracteriza os pontos do 1.º quadrante na região limitada é:
$$ x \geq 0, \quad y \geq 0, \quad (x + 4)^2 + y^2 \leq 26, \quad y \leq -5x + 6 $$
Reta Tangente 2488D8
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