Resoluções

     

        

Órbita da Terra


   2a = 14957000 km <=> a = 7478500 km

   Excentricidade da elipse: 0.0167 

  
  Distância focal: 2c = 249781.9

   Uma distância possível a que a Terra fica do Sol é, por exemplo, 
a
- c = 7353609.1 km. Esta distância corresponde à situação em que a Terra se encontra no vértice mais à esquerda e o Sol se encontra no foco mais à esquerda.


      

Igreja


   Consideremos que o semi-eixo maior da elipse é a = 15,o semi-eixo menor é b = 6 e o centro da elipse é (0,0).

   Nestas condições, a equação da elipse é:

   Substituindo na equação x por 10 (a 5 metros de uma das paredes laterais) obtemos:

    

   Portanto, a altura da Igreja a cinco metros de uma das paredes laterais é 10 (altura das paredes laterais) + 4.472, ou seja, 14.472 metros.



Sputnik

   Temos que a distância máxima é 383 milhas, a distância mínima é 132 milhas, e o raio da terra é 4000 milhas. Temos 132 + 4000 + 4000 + 383 = 8515, que corresponde ao eixo maior da elipse, ou seja,
                    
  
Atendendo aos dados do problema, Sabemos que c = 4383 - a.

   Portanto, 
   Nestas condições temos 


 


A ponte e o barco


   Fixemos um referencial de tal modo que o centro da elipse seja: C=(0,0), o semi-eixo maior (a) seja 25 e o semi-eixo menor (b) seja 18. Nestas condições, a equação da elipse será:                     

   Substituindo y por 10 obtém-se: 

              
   As colunas vão ficar, deste modo, à distância de 41.6 metros uma da outra.



O arco da ponte
       

    Uma equação da parábola que contém o arco AOB:

      A expressão analítica da parábola cujo eixo de simetria é o eixo das abcissas e que tem a concavidade voltada para baixo é:

      Sabemos que A=(-40, -120) e B=(40,-120).

      Substituindo na expressão analítica da parábola obtém-se:

      Portanto,

    As coordenadas dos pontos da parábola cuja distância ao solo é 90 metros:

      Os pontos vão ser da forma: P1= (x1, -30) e P2= (x2, -30), dado que 120-90 = 30.

      Substituindo na equação, obtém-se: 

      Portanto P1 = (20, -30) e P2 = (-20, -30).

    A altura do poste [AS], sabendo que ST é a tangente à parábola com declive 1:
      A equação da parábola é:
      Derivando, obtemos:

      O declive da recta tangente à parábola no ponto T é a derivada da função neste ponto. Vamos ver quando é que a derivada é 1.     

      Substituindo na equação da parábola, obtém-se: 

      Portanto, 

     A equação da recta ST é: y-y1=m(x-x1), sendo m o declive da recta tangente e (x1,y1) um ponto de ST (vamos considerar o ponto T). Ou seja,

  Temos que S pertence à recta ST e que a abcissa deste ponto é –40. Substituindo na equação da recta ST, obtemos:

      Portanto,
      Deste modo, a altura do poste [AS] é:  




Os cabos da ponte

   A equação da parábola que tem a forma dos cabos tem a seguinte expressão analítica:

   Substituindo na equação os dados que são dados no enunciado obtém-se:

   Portanto, 


 
O colector solar
      

   A equação da parábola do enunciado é da forma 
sendo p a distância do foco à directriz.

Temos que 2.4 metros são 240 cm, e 

   Fixemos um referencial tal que o vértice da parábola do 
enunciado seja 

     Nestas condições temos A=(-120,40) e B=(120,40)
   Como a parábola contém o ponto
B, substituímos na equação da parábola x e y pelos valores correspondentes à abcissa e à ordenada de B:

                 

   Portanto,

Sabemos que o foco de uma parábola é

   No caso deste problema temos F=(0,90). Portanto, a distância do foco ao vértice é:

 


          


A distância entre os pilares
        

   Escolhemos um referencial tal que

e
      A equação da parábola do enunciado é da forma
para que o vértice da parábola seja V=(0,80).
      Sabemos que e

    Substituindo na expressão analítica da parábola obtém-se:

                        
      Portanto,

   Queremos achar os pontos cuja ordenada é 40:


      Substituindo na equação obtemos:

    
 

     
      Portanto, a distância entre os pilares é


metros