diff options
Diffstat (limited to 'aalg/n1.lyx')
| -rw-r--r-- | aalg/n1.lyx | 3205 |
1 files changed, 3205 insertions, 0 deletions
diff --git a/aalg/n1.lyx b/aalg/n1.lyx new file mode 100644 index 0000000..613776c --- /dev/null +++ b/aalg/n1.lyx @@ -0,0 +1,3205 @@ +#LyX 2.3 created this file. For more info see http://www.lyx.org/ +\lyxformat 544 +\begin_document +\begin_header +\save_transient_properties true +\origin unavailable +\textclass book +\begin_preamble +\usepackage{tikz} +\end_preamble +\use_default_options true +\maintain_unincluded_children false +\language spanish +\language_package default +\inputencoding auto +\fontencoding global +\font_roman "default" "default" +\font_sans "default" "default" +\font_typewriter "default" "default" +\font_math "auto" "auto" +\font_default_family default +\use_non_tex_fonts false +\font_sc false +\font_osf false +\font_sf_scale 100 100 +\font_tt_scale 100 100 +\use_microtype false +\use_dash_ligatures true +\graphics default +\default_output_format default +\output_sync 0 +\bibtex_command default +\index_command default +\paperfontsize default +\spacing single +\use_hyperref false +\papersize default +\use_geometry false +\use_package amsmath 1 +\use_package amssymb 1 +\use_package cancel 1 +\use_package esint 1 +\use_package mathdots 1 +\use_package mathtools 1 +\use_package mhchem 1 +\use_package stackrel 1 +\use_package stmaryrd 1 +\use_package undertilde 1 +\cite_engine basic +\cite_engine_type default +\biblio_style plain +\use_bibtopic false +\use_indices false +\paperorientation portrait +\suppress_date false +\justification true +\use_refstyle 1 +\use_minted 0 +\index Index +\shortcut idx +\color #008000 +\end_index +\secnumdepth 3 +\tocdepth 3 +\paragraph_separation indent +\paragraph_indentation default +\is_math_indent 0 +\math_numbering_side default +\quotes_style french +\dynamic_quotes 0 +\papercolumns 1 +\papersides 1 +\paperpagestyle default +\tracking_changes false +\output_changes false +\html_math_output 0 +\html_css_as_file 0 +\html_be_strict false +\end_header + +\begin_body + +\begin_layout Standard +Un +\series bold +doble cono recto +\series default + es la figura obtenida al girar una recta +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + alrededor de una recta +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + +, llamada +\series bold +eje +\series default +, que la corta en un solo punto, el +\series bold +vértice +\series default +. + La recta +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + y las que se obtienen al girar +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + alrededor del eje se llaman +\series bold +generatrices +\series default +. + Una ( +\series bold +sección +\series default +) +\series bold + cónica +\series default + es la intersección de un doble cono recto con un plano que lo corta. + Secciones cónicas +\series bold +no degeneradas +\series default +: +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Circunferencia +\series default +: El plano es perpendicular al eje y no pasa por el vértice. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Elipse +\series default +: El plano forma un ángulo con el eje mayor al que este forma con una generatriz +, sin ser perpendicular, y no pasa por el vértice. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Parábola +\series default +: El plano es paralelo a una generatriz y no pasa por el vértice. +\end_layout + +\begin_layout Itemize + +\series bold +Hipérbola +\series default +: El plano forma un ángulo con el eje menor al que este forma con una ge +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +- +\end_layout + +\end_inset + +ne +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +- +\end_layout + +\end_inset + +ra +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +- +\end_layout + +\end_inset + +triz, y no pasa por el vértice. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Float figure +wide false +sideways false +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{center} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +begin{tikzpicture} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + +% Cone +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (-2,-4) -- (3,6) (2,-4) -- (-3,6); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[domain=-3:3] plot ( +\backslash +x, {6+0.2*sqrt(9- +\backslash +x* +\backslash +x)}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[domain=-3:3] plot ( +\backslash +x, {6-0.2*sqrt(9- +\backslash +x* +\backslash +x)}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[domain=-2:2] plot ( +\backslash +x, {-4+0.2*sqrt(4- +\backslash +x* +\backslash +x)}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[domain=-2:2] plot ( +\backslash +x, {-4-0.2*sqrt(4- +\backslash +x* +\backslash +x)}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + +% Circumference +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (-0.75,1) -- (0.75,1); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[->] (3,1) node[right]{Circunferencia} -- (0.875,1); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[orange,domain=-0.5:0.5] plot ( +\backslash +x, {1+0.2*sqrt(0.25- +\backslash +x* +\backslash +x)}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[orange,domain=-0.5:0.5] plot ( +\backslash +x, {1-0.2*sqrt(0.25- +\backslash +x* +\backslash +x)}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + +% Ellipse +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (-0.9736067977499789,1.38819660112501) -- (1.473606797749979,2.61180339887499); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[->] (3,2) node[right]{Elipse} -- (1,2); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[green,domain=-0.75:1.25] plot ( +\backslash +x, {1.875+0.5* +\backslash +x+0.2*sqrt(1-( +\backslash +x-0.25)*( +\backslash +x-0.25))}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[green,domain=-0.75:1.25] plot ( +\backslash +x, {1.875+0.5* +\backslash +x-0.2*sqrt(1-( +\backslash +x-0.25)*( +\backslash +x-0.25))}); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + +% Parabola +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (-0.6118033988749895,-0.7763932022500211) -- (1,-4); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[->] (3,-2.5) node[right]{Parábola} -- (1.125,-2.5); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[red,domain=-0.5:1] plot ( +\backslash +x, {-2* +\backslash +x-2+0.2*sqrt(2* +\backslash +x+1)});%1.183493515728975 +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[red,domain=-0.5:1] plot ( +\backslash +x, {-2* +\backslash +x-2-0.2*sqrt(2* +\backslash +x+1)});%0.8365064842710254 +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + +% Hyperbola +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw (-1, -4) -- (-2, 6); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[->] (3,4.75) node[right]{Hipérbola} -- (-1.3125,4.75); +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[purple,domain=-2:-1.75] plot ( +\backslash +x, {-10* +\backslash +x-14+0.2*sqrt(24* +\backslash +x* +\backslash +x+70* +\backslash +x+49)});%-1.960007140870476 +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[purple,domain=-2:-1.75] plot ( +\backslash +x, {-10* +\backslash +x-14-0.2*sqrt(24* +\backslash +x* +\backslash +x+70* +\backslash +x+49)});%-2.050493666883967 +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[purple,domain=-1.166:-1] plot ( +\backslash +x, {-10* +\backslash +x-14+0.2*sqrt(24* +\backslash +x* +\backslash +x+70* +\backslash +x+49)});%-0.9604664856861941 +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +draw[purple,domain=-1.166:-1] plot ( +\backslash +x, {-10* +\backslash +x-14-0.2*sqrt(24* +\backslash +x* +\backslash +x+70* +\backslash +x+49)});%-1.030648215444662 +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{tikzpicture} +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +end{center} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Caption Standard + +\begin_layout Plain Layout +Secciones cónicas no degeneradas. +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Secciones cónicas +\series bold +degeneradas +\series default +: Cuando el plano pasa por el vértice, obtenemos un punto si el ángulo del + plano con el eje es mayor al del eje con la generatriz, una recta si es + igual y un par de rectas que se cortan si es menor. +\end_layout + +\begin_layout Section +Circunferencia +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una circunferencia es el lugar geométrico de los puntos del plano a la misma + distancia, llamada +\series bold +radio +\series default +, a un punto fijo, el +\series bold +centro +\series default +. + +\series bold +Demostración: +\series default + Sean +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + el eje del cono, +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + la generatriz +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + + el vértice y +\begin_inset Formula $O\neq V$ +\end_inset + + el punto de corte de +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + con el plano perpendicular. + Si +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + están en la circunferencia, se corresponden con un giro de centro +\begin_inset Formula $V$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{VA}\Vert=\Vert\overrightarrow{VB}\Vert$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OA}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{VA}\Vert^{2}-\Vert\overrightarrow{VO}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{VB}\Vert^{2}-\Vert\overrightarrow{VO}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{OB}\Vert^{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Fijado un sistema de referencia ortonormal, la ecuación de la circunferencia + +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + de centro +\begin_inset Formula $O=(a,b)$ +\end_inset + + y radio +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + +, que denotamos +\begin_inset Formula ${\cal C}(O,r)$ +\end_inset + +, es +\begin_inset Formula $(x-a)^{2}+(y-b)^{2}=r^{2}$ +\end_inset + +, que podemos desarrollar como +\begin_inset Formula $x^{2}+y^{2}-2ax-2by+a^{2}+b^{2}-r^{2}=0$ +\end_inset + +. + Situando el origen de coordenadas en +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + +, obtenemos la +\series bold +ecuación reducida de la circunferencia +\series default +: +\begin_inset Formula +\[ +x^{2}+y^{2}=r^{2} +\] + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Las +\series bold +ecuaciones paramétricas +\series default + de un cierto objeto +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + son las componentes de una aplicación biyectiva +\begin_inset Formula $p:I\rightarrow{\cal C}$ +\end_inset + + donde +\begin_inset Formula $I$ +\end_inset + + es un intervalo de +\begin_inset Formula $\mathbb{R}$ +\end_inset + +. + Para las circunferencias, tenemos +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & r\cos t\\ +y & = & r\sin t +\end{array}\right. & \text{ con } & t\in[0,2\pi) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Dadas dos circunferencias +\begin_inset Formula ${\cal C}(O,r)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula ${\cal C}(O',r')$ +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $r<r'$ +\end_inset + +, sea +\begin_inset Formula $d:=\Vert\overrightarrow{OO'}\Vert\neq0$ +\end_inset + +, estas se cortan en dos puntos si +\begin_inset Formula $r-r'<d<r+r'$ +\end_inset + + y en uno si +\begin_inset Formula $d=r-r'$ +\end_inset + + ó +\begin_inset Formula $d=r+r'$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración: +\series default + Sean +\begin_inset Formula ${\cal C}:={\cal C}(O,r)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula ${\cal D}:={\cal C}(O',r')$ +\end_inset + +, la ecuación de +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + en un cierto referencial ortonormal es +\begin_inset Formula $x^{2}+y^{2}=r^{2}$ +\end_inset + +, y rotando este referencial, obtenemos uno con +\begin_inset Formula ${\cal C}\equiv x^{2}+y^{2}=r^{2}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula ${\cal D}\equiv(x-d)^{2}+y^{2}=r'^{2}$ +\end_inset + +. + Así, si +\begin_inset Formula $P=(x,y)\in{\cal {\cal C}}\cap{\cal D}$ +\end_inset + +, restando la ecuación de +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + a la de +\begin_inset Formula ${\cal D}$ +\end_inset + + obtenemos que +\begin_inset Formula $-2dx+d^{2}=r'^{2}-r^{2}$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $x=\frac{d^{2}+r^{2}-r'^{2}}{2d}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $y=\pm\sqrt{r^{2}-x^{2}}=\pm\sqrt{r^{2}-\left(\frac{d^{2}+r^{2}-r'^{2}}{2d}\right)^{2}}$ +\end_inset + +. + Esta última ecuación tiene solución cuando +\begin_inset Formula +\begin{multline*} +|r|\geq\left|\frac{d^{2}+r^{2}-r'^{2}}{2d}\right|\overset{r\geq r'}{\iff}r\geq\frac{d^{2}+r^{2}-r'^{2}}{2d}\iff2dr\geq d^{2}+r^{2}-r'^{2}\iff\\ +\iff r'^{2}\geq(d-r)^{2}\iff r'\geq|d-r|\iff r'\geq d-r,r-d\iff r-r'\leq d\leq r+r' +\end{multline*} + +\end_inset + +Vemos de forma análoga que esta solución es única cuando +\begin_inset Formula $d\in\{r-r',r+r'\}$ +\end_inset + +, y de lo contrario es doble. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Un punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + pertenece a la circunferencia en que +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + son diametralmente opuestos si y sólo si +\begin_inset Formula $\overrightarrow{AP}\bot\overrightarrow{BP}$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración: +\series default + Sea +\begin_inset Formula ${\cal C}(O,r)$ +\end_inset + + esta circunferencia, +\begin_inset Formula +\begin{multline*} +\Vert\overrightarrow{OP}\Vert^{2}=(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{AP})\cdot(\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{BP})=\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{BP}+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP}=\\ +=-r^{2}+\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{BP}-\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP}=-r^{2}+\overrightarrow{OA}\cdot(\overrightarrow{BP}-\overrightarrow{AP})+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP}=\\ +=-r^{2}+\overrightarrow{OA}\cdot(\overrightarrow{BO}+\overrightarrow{OA})+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP}=-r^{2}+2r^{2}+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP}=r^{2}+\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP} +\end{multline*} + +\end_inset + +luego +\begin_inset Formula $P\in{\cal C}(O,r)\iff\Vert\overrightarrow{OP}\Vert^{2}=r^{2}\iff\overrightarrow{AP}\cdot\overrightarrow{BP}=0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una recta es +\series bold +tangente +\series default + a una circunferencia si la corta en un único punto, y +\series bold +secante +\series default + si la corta en dos puntos. + Sea +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + un punto exterior a la circunferencia +\begin_inset Formula ${\cal C}:={\cal C}(O,r)$ +\end_inset + + ( +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OP}\Vert>r$ +\end_inset + +), existen dos y solo dos tangentes a +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + por +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + +, y si +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + son los puntos de tangencia, +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PA}\Vert=\Vert\overrightarrow{PB}\Vert$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\overrightarrow{OA}\bot\overrightarrow{PA}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard + +\series bold +Demostración: +\series default + Sea +\begin_inset Formula $M:=\frac{O+P}{2}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula ${\cal D}:={\cal C}(M,\Vert\overrightarrow{MO}\Vert)$ +\end_inset + +, sabemos que +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula ${\cal D}$ +\end_inset + + se cortan en dos puntos +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + +. + Como +\begin_inset Formula $O,P,A\in{\cal D}$ +\end_inset + + siendo +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + diametralmente opuestos, tenemos +\begin_inset Formula $\overrightarrow{OA}\bot\overrightarrow{PA}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $PA$ +\end_inset + + es tangente a +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + en +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +, porque cualquier otro punto +\begin_inset Formula $A'\in PA$ +\end_inset + + cumple +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OA'}\Vert=\sqrt{\Vert\overrightarrow{OA}\Vert^{2}+\Vert\overrightarrow{AA'}\Vert^{2}}>\Vert\overrightarrow{OA}\Vert$ +\end_inset + +, y por tanto +\begin_inset Formula $A'\notin{\cal C}$ +\end_inset + +. + Por el mismo argumento, +\begin_inset Formula $PB$ +\end_inset + + es tangente a +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + +. + Además, por ser +\begin_inset Formula $\overrightarrow{OA}\bot\overrightarrow{PA}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\overrightarrow{OB}\bot\overrightarrow{PB}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PA}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{OP}\Vert^{2}-\Vert\overrightarrow{OA}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{OP}\Vert^{2}-r^{2}=\Vert\overrightarrow{OP}\Vert^{2}-\Vert\overrightarrow{OB}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{PB}\Vert^{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Finalmente, supongamos que existe una tercera recta que pasa por +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + y es tangente a +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + en un punto +\begin_inset Formula $D$ +\end_inset + +. + Sea +\begin_inset Formula $Q$ +\end_inset + + el punto de +\begin_inset Formula $PD$ +\end_inset + + tal que +\begin_inset Formula $QM\bot PD$ +\end_inset + +, tenemos que +\begin_inset Formula $\min\{\Vert\overrightarrow{P'M}\Vert\}_{P'\in PD}=\Vert\overrightarrow{QM}\Vert$ +\end_inset + +, y para cualquier otro punto +\begin_inset Formula $Q'\in PD$ +\end_inset + + se tiene +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{Q'M}\Vert>\Vert\overrightarrow{QM}\Vert$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $PM\bot PD\iff\min\{\Vert\overrightarrow{P'M}\Vert\}_{P'\in PD}=\Vert\overrightarrow{PM}\Vert$ +\end_inset + +. + Si +\begin_inset Formula $PD$ +\end_inset + + es perpendicular a +\begin_inset Formula $PM$ +\end_inset + +, también lo es a +\begin_inset Formula $PO$ +\end_inset + +, luego para un punto +\begin_inset Formula $P'\in PD$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{P'O}\Vert>\Vert\overrightarrow{PO}\Vert>r$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $PD$ +\end_inset + + no corta a +\begin_inset Formula ${\cal C}\#$ +\end_inset + +. + Si por el contrario +\begin_inset Formula $Q\neq P$ +\end_inset + +, tomando +\begin_inset Formula $P'\neq P$ +\end_inset + + como la simetría de +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + sobre la recta +\begin_inset Formula $QM$ +\end_inset + + es fácil ver que +\begin_inset Formula $P'\in PD\cap{\cal D}$ +\end_inset + +, y como +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + + son diametralmente opuestos en +\begin_inset Formula ${\cal D}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $PP'\bot OP'$ +\end_inset + +. + Así, si +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OP'}\Vert>r$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OD}\Vert\geq\Vert\overrightarrow{OP'}\Vert>r\#$ +\end_inset + +, y si +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OP'}\Vert<r$ +\end_inset + +, tomando la simetría de +\begin_inset Formula $D\in{\cal C}$ +\end_inset + + sobre la recta +\begin_inset Formula $OP'$ +\end_inset + + obtenemos un punto +\begin_inset Formula $D'\in{\cal C}\cap PD$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $PD$ +\end_inset + + es secante +\begin_inset Formula $\#$ +\end_inset + +. +\begin_inset Foot +status open + +\begin_layout Plain Layout +Si alguien tiene una demostración más corta o procesable de que no hay tercera + recta, que me lo diga, por favor. +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Por tres puntos no alineados +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + + pasa una única circunferencia. + +\series bold +Demostración: +\series default + Sea +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + una circunferencia que pasa por +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $C$ +\end_inset + +. + Necesariamente el centro, +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + +, debe estar en las mediatrices de +\begin_inset Formula $AC$ +\end_inset + + y de +\begin_inset Formula $AB$ +\end_inset + +, que llamaremos +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $m'$ +\end_inset + + respectivamente. + La intersección de estas es un único punto, pues de lo contrario estas + serían paralelas y por tanto +\begin_inset Formula $AB$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $AC$ +\end_inset + + lo serían también entre sí, pero como tienen un punto +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + en común, los tres puntos estarían alineados. + Así, podemos tomar +\begin_inset Formula $\{O\}:=m\cap m'$ +\end_inset + + y entonces +\begin_inset Formula ${\cal C}(O,\overrightarrow{OA})$ +\end_inset + + sería la única circunferencia que pasa por los tres puntos. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Sea +\begin_inset Formula ${\cal C}\equiv ax^{2}+bxy+cy^{2}+dx+ey+f=0$ +\end_inset + + (por ejemplo, una circunferencia) y +\begin_inset Formula $\ell\nsubseteq{\cal C}$ +\end_inset + + una recta, entonces +\begin_inset Formula $|\ell\cap{\cal C}|\leq2$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Tras un cambio de coordenadas ortonormal tal que +\begin_inset Formula $\ell\equiv y=0$ +\end_inset + +, tenemos +\begin_inset Formula +\[ +\left\{ \begin{array}{rrcl} +{\cal C}: & a'x^{2}+b'xy+c'y^{2}+d'x+e'y+f' & = & 0\\ +\ell: & y & = & 0 +\end{array}\right.\iff a'x^{2}+d'x+f'=0 +\] + +\end_inset + +que al ser una ecuación de segundo grado, tiene a lo sumo 2 soluciones salvo + si +\begin_inset Formula $a'=d'=f'=0$ +\end_inset + +, pero entonces sería +\begin_inset Formula ${\cal C}\equiv b'xy+c'y^{2}+e'y=0$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\ell\subseteq{\cal C}\#$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +La elipse +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una elipse es el lugar geométrico de los puntos del plano cuya suma de distancia +s a dos puntos fijos, llamados +\series bold +focos +\series default +, es constante. + +\begin_inset Note Comment +status open + +\begin_layout Plain Layout + +\series bold +Demostración +\series default +: Sean dos esferas inscritas en el cono y tangentes a la sección del cono + que nos da la elipse +\begin_inset Foot +status open + +\begin_layout Plain Layout +Queda demostrar que estas son únicas. +\end_layout + +\end_inset + +, si +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'$ +\end_inset + + son los puntos de tangencia, dado un punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + arbitrario de la elipse, si +\begin_inset Formula $A_{P}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B_{P}$ +\end_inset + + son puntos de las esferas (huecas) que contienen respectivamente a +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'$ +\end_inset + + y que están alineados con +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + y el vértice del cono, entonces +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{PB_{P}}\Vert$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF}\Vert=\Vert\overrightarrow{PA_{P}}\Vert$ +\end_inset + +, pues todas las tangentes a una esfera dese un mismo punto ( +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + +) tienen la misma longitud +\begin_inset Foot +status open + +\begin_layout Plain Layout +También hay que probar esto último. +\end_layout + +\end_inset + +. + Entonces +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF}\Vert+\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{A_{P}B_{P}}\Vert$ +\end_inset + +, pero +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{A_{P}B_{P}}\Vert$ +\end_inset + + no depende del punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + +, pues +\begin_inset Formula $A_{P}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B_{P}$ +\end_inset + + mantienen distancia constante con el vértice del cono por estar en la intersecc +ión del cono y la esfera que es una circunferencia perpendicular al eje + del cono +\begin_inset Foot +status open + +\begin_layout Plain Layout +Lo cual hay que demostrar también. +\end_layout + +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Si +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'$ +\end_inset + + son los focos de la elipse, la recta +\begin_inset Formula $FF'$ +\end_inset + + es el +\series bold +eje principal +\series default +, la mediatriz del segmento +\begin_inset Formula $FF'$ +\end_inset + +, el +\series bold +eje secundario +\series default +, y su intersección es el +\series bold +centro +\series default + +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + +. + Los +\series bold +vértices +\series default + son los puntos de la elipse que intersecan con el eje principal ( +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $A'$ +\end_inset + +) o el secundario ( +\begin_inset Formula $B$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $B'$ +\end_inset + +). + Llamamos +\series bold +semidistancia focal +\series default + a +\begin_inset Formula $c:=\Vert\overrightarrow{OF}\Vert$ +\end_inset + +, +\series bold +distancia focal +\series default + a +\begin_inset Formula $2c$ +\end_inset + +, +\series bold +semieje principal +\series default + a +\begin_inset Formula $a:=\Vert\overrightarrow{OA}\Vert$ +\end_inset + + y +\series bold +semieje secundario +\series default + a +\begin_inset Formula $b:=\Vert\overrightarrow{OB}\Vert$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Para todo punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + de la elipse, +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF}\Vert+\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=2a$ +\end_inset + +, pues +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{AF}\Vert+\Vert\overrightarrow{AF}\Vert+\Vert\overrightarrow{FF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{AF}\Vert+\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F}\Vert+\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert+\Vert\overrightarrow{F'F}\Vert+\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert$ +\end_inset + +, con lo que +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{AF}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert$ +\end_inset + + y entonces +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF}\Vert+\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{AF}\Vert+\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert+\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert=\Vert\overrightarrow{AA'}\Vert=2a$ +\end_inset + +. + De aquí que +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{BF}\Vert=a$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $a^{2}=\Vert\overrightarrow{BF}\Vert^{2}=\Vert\overrightarrow{BO}\Vert^{2}+\Vert\overrightarrow{OF}\Vert^{2}=b^{2}+c^{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Llamamos +\series bold +excentricidad +\series default + de la elipse a +\begin_inset Formula $\epsilon:=\frac{c}{a}$ +\end_inset + +, y tenemos que +\begin_inset Formula $b=a\sqrt{1-\epsilon^{2}}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $0\leq\epsilon<1$ +\end_inset + +, si bien cuando +\begin_inset Formula $\epsilon=0$ +\end_inset + + entonces +\begin_inset Formula $F=F'$ +\end_inset + + y tenemos una circunferencia. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una +\series bold +ecuación reducida de la elipse +\series default + es +\begin_inset Formula +\[ +\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1 +\] + +\end_inset + +siendo +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + el semieje mayor y +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + el menor. + En efecto, en cierto referencial ortonormal la elipse tiene focos +\begin_inset Formula $F=(c,0)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'=(-c,0)$ +\end_inset + +, y para un punto +\begin_inset Formula $P(x,y)$ +\end_inset + + en la elipse, +\begin_inset Formula $2a=\Vert\overrightarrow{PF}\Vert+\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=\sqrt{(x-c)^{2}+y^{2}}+\sqrt{(x+c)^{2}+y^{2}}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $4a^{2}+x^{2}+2cx+c^{2}+y^{2}-4a\sqrt{(x+c)^{2}+y^{2}}=x^{2}-2cx+c^{2}+y^{2}$ +\end_inset + +, y simplificando, +\begin_inset Formula $a^{2}+cx=a\sqrt{(x+c)^{2}+y^{2}}$ +\end_inset + + y de aquí, elevando al cuadrado y simplificando, +\begin_inset Formula $a^{2}y^{2}+b^{2}x^{2}=a^{2}b^{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Unas +\series bold +ecuaciones paramétricas +\series default + de esta elipse son +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & a\cos t\\ +y & = & b\sin t +\end{array}\right. & \text{ con } & t\in[0,2\pi) +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Decimos que una recta es +\series bold +tangente +\series default + a una elipse si la corta en un único punto y +\series bold +secante +\series default + si la corta en dos puntos. + La +\series bold +propiedad focal de la elipse +\series default + dice que, dado un punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + de una elipse de focos +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'$ +\end_inset + +, la recta bisectriz del ángulo entre +\begin_inset Formula $-\overrightarrow{PF}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PF'}$ +\end_inset + + es tangente a la elipse. + +\series bold +Demostración: +\series default + Sea +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + dicha recta, basta ver que cualquier otro punto +\begin_inset Formula $P'\in\ell$ +\end_inset + + no está en la elipse. + Sea +\begin_inset Formula $G:=s_{\ell}(F)$ +\end_inset + + (el simétrico), entonces +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + está en el segmento +\begin_inset Formula $F'G$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{F'P}\Vert+\Vert\overrightarrow{FP}\Vert=\Vert\overrightarrow{F'P}\Vert+\Vert\overrightarrow{GP}\Vert=\Vert\overrightarrow{F'G}\Vert<\Vert\overrightarrow{F'P'}\Vert+\Vert\overrightarrow{P'G}\Vert=\Vert\overrightarrow{F'P'}\Vert+\Vert\overrightarrow{P'F}\Vert$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +La recta tangente a la elipse +\begin_inset Formula ${\cal C}\equiv\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + + por el punto +\begin_inset Formula $P(x_{0},y_{0})$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula $\ell\equiv\frac{x_{0}x}{a^{2}}+\frac{y_{0}y}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +. + En particular, la tangente a la circunferencia +\begin_inset Formula ${\cal C}\equiv x^{2}+y^{2}=r^{2}$ +\end_inset + + por +\begin_inset Formula $P\in{\cal C}$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula $\ell\equiv x_{0}x+y_{0}y=r^{2}$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Sea +\begin_inset Formula +\[ +\ell\equiv\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & x_{0}+ut\\ +y & = & y_{0}+vt +\end{array}\right. +\] + +\end_inset + +Los puntos de +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + que están en la elipse satisfacen +\begin_inset Formula $\frac{(x_{0}+ut)^{2}}{a^{2}}+\frac{(y_{0}+vt)^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +, y operando obtenemos +\begin_inset Formula $\left(\frac{2ux_{0}}{a^{2}}+\frac{2vy_{0}}{b^{2}}\right)t+\left(\frac{u^{2}}{a^{2}}+\frac{v^{2}}{b^{2}}\right)t^{2}=1-\frac{x_{0}^{2}}{a^{2}}-\frac{y_{0}^{2}}{b^{2}}=0$ +\end_inset + +, que se cumple para +\begin_inset Formula $t\in\left\{ 0,-\frac{2\left(\frac{ux_{0}}{a^{2}}+\frac{vy_{0}}{b^{2}}\right)}{\frac{u^{2}}{a^{2}}+\frac{v^{2}}{b^{2}}}\right\} $ +\end_inset + +. + Estos dos valores son iguales si y sólo si +\begin_inset Formula $\frac{ux_{0}}{a^{2}}+\frac{vy_{0}}{b^{2}}=0$ +\end_inset + +, con lo que +\begin_inset Formula $\frac{x_{0}}{a^{2}}(x-x_{0})+\frac{y_{0}}{b^{2}}(y-y_{0})=0$ +\end_inset + + o, equivalentemente, +\begin_inset Formula $\frac{x_{0}x}{a^{2}}+\frac{y_{0}y}{b^{2}}=\frac{x_{0}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{0}^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +La hipérbola +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una hipérbola es el lugar geométrico de los puntos del plano cuya diferencia + de distancias a dos puntos fijos distintos, llamados +\series bold +focos +\series default +, es constante en valor absoluto. + Si los focos son +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'$ +\end_inset + +, llamamos +\series bold +eje principal +\series default + a la recta +\begin_inset Formula $FF'$ +\end_inset + +, +\series bold +eje secundario +\series default + a la mediatriz del segmento +\begin_inset Formula $FF'$ +\end_inset + + y +\series bold +centro +\series default + a donde intersecan ambos ejes. + Los +\series bold +vértices +\series default + de la hipérbola son los sus puntos de corte con el eje principal. + Llamamos +\series bold +semidistancia focal +\series default + a +\begin_inset Formula $c:=\Vert\overrightarrow{OF}\Vert$ +\end_inset + +, +\series bold +distancia focal +\series default + a +\begin_inset Formula $2c$ +\end_inset + +, +\series bold +semieje principal +\series default + a +\begin_inset Formula $a:=\Vert\overrightarrow{OA}\Vert$ +\end_inset + + y +\series bold +semieje secundario +\series default + a +\begin_inset Formula $b:=\sqrt{c^{2}-a^{2}}$ +\end_inset + +. + Una hipérbola es +\series bold +equilátera +\series default + si +\begin_inset Formula $a=b$ +\end_inset + +. + Llamamos +\series bold +excentricidad +\series default + a +\begin_inset Formula $\epsilon:=\frac{c}{a}>1$ +\end_inset + +, y tenemos que +\begin_inset Formula $b=a\sqrt{\epsilon^{2}-1}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Todo punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + de la hipérbola +\begin_inset Formula ${\cal H}$ +\end_inset + + cumple +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF}\Vert-\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=\pm2a$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Sabemos que +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{AA'}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F}\Vert-\Vert\overrightarrow{AF}\Vert=\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert$ +\end_inset + +, y que +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{AF}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F}\Vert-\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert$ +\end_inset + +. + Sustituyendo +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert$ +\end_inset + + en la segunda ecuación, nos queda +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert+\Vert\overrightarrow{A'F}\Vert-2\Vert\overrightarrow{AF}\Vert=\Vert\overrightarrow{A'F}\Vert-\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert=\Vert\overrightarrow{AF}\Vert$ +\end_inset + +, lo que significa que +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{OA'}\Vert=\Vert\overrightarrow{OF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert=\Vert\overrightarrow{OF}\Vert-\Vert\overrightarrow{AF}\Vert=\Vert\overrightarrow{OA}\Vert=a$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{AA'}\Vert=2a$ +\end_inset + +. + Así, dado un punto +\begin_inset Formula $P\in{\cal H}$ +\end_inset + + arbitrario, se tiene +\begin_inset Formula $|\Vert\overrightarrow{PF}\Vert-\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert|=\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{AF}\Vert=\Vert\overrightarrow{AF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{A'F'}\Vert=\Vert\overrightarrow{AA'}\Vert=2a$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una +\series bold +ecuación reducida de la hipérbola +\series default + de semieje principal +\begin_inset Formula $a$ +\end_inset + + y secundario +\begin_inset Formula $b$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula +\[ +\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1 +\] + +\end_inset + +En efecto, si tomamos el referencial ortonormal en el que +\begin_inset Formula $F=(c,0)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'=(-c,0)$ +\end_inset + +, tenemos +\begin_inset Formula $\pm2a=\Vert\overrightarrow{PF}\Vert-\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert=\sqrt{(x-c)^{2}+y^{2}}-\sqrt{(x+c)^{2}+y^{2}}$ +\end_inset + +, es decir, +\begin_inset Formula $4a^{2}+(x+c)^{2}+y^{2}\pm4a\sqrt{(x+c)^{2}+y^{2}}=(x-c)^{2}+y^{2}$ +\end_inset + +, y simplificando, +\begin_inset Formula $a^{2}+cx=\pm a\sqrt{(x+c)^{2}+y^{2}}$ +\end_inset + +. + Elevando al cuadrado y simplificando, nos queda que +\begin_inset Formula $b^{2}x^{2}-a^{2}y^{2}=a^{2}b^{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Unas ecuaciones paramétricas para esta hipérbola son +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & a\cosh t\\ +y & = & b\sinh t +\end{array}\right. & \text{ con } & t\in\mathbb{R} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +sremember{FUVR1} +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\cosh(x)=\frac{e^{x}+e^{-x}}{2} & \sinh(x)=\frac{e^{x}-e^{-x}}{2} & \cosh^{2}(x)-\sinh^{2}(x)=1 +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +eremember +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una recta +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + es una +\series bold +asíntota +\series default + de la hipérbola +\begin_inset Formula ${\cal H}$ +\end_inset + + si +\begin_inset Formula $\ell\cap{\cal H}=\emptyset$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $d(\ell,{\cal H})=0$ +\end_inset + +, es +\series bold + asintótica +\series default + si es paralela a una asíntota, y es +\series bold +tangente +\series default + si corta a la hipérbola en un único punto sin ser asintótica. + Las rectas +\begin_inset Formula $y=\pm\frac{b}{a}x$ +\end_inset + + son las (únicas) asíntotas de la hipérbola dada por la ecuación reducida. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\implies]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Si +\begin_inset Formula $\ell\equiv y=\pm\frac{b}{a}x$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $(x,y)\in{\cal H}\cap\ell\iff\left(\frac{x}{a}\right)^{2}-\left(\frac{\pm\frac{b}{a}x}{b}\right)^{2}=1$ +\end_inset + +, pero +\begin_inset Formula $\left(\frac{x}{a}\right)^{2}-\left(\frac{\pm\frac{b}{a}x}{b}\right)^{2}=\left(\frac{x}{a}\right)^{2}-\left(\frac{x}{a}\right)^{2}=0$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $\ell\cap{\cal H}=\emptyset$ +\end_inset + +. + Ahora bien, dado +\begin_inset Formula $t\in\mathbb{R}$ +\end_inset + +, el punto +\begin_inset Formula $P:=(a\cosh t,b\sinh t)\in{\cal H}$ +\end_inset + + está en la misma abscisa que +\begin_inset Formula $Q:=(a\cosh t,b\cosh t)\in\ell$ +\end_inset + +, con lo que +\begin_inset Formula $d(P,Q)=b(\cosh t-\sinh t)=be^{-t}$ +\end_inset + +, que tiende a 0 cuando +\begin_inset Formula $t$ +\end_inset + + tiende a +\begin_inset Formula $+\infty$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $d(\ell,{\cal H})=0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\impliedby]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + + +\begin_inset Formula $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1\iff y=\pm b\sqrt{\frac{x^{2}}{a^{2}}-1}=\pm\frac{b}{a}\sqrt{x^{2}-a^{2}}$ +\end_inset + +. + Así, una recta de la forma +\begin_inset Formula $\ell\equiv x=r$ +\end_inset + + intersecará con +\begin_inset Formula ${\cal H}$ +\end_inset + + en +\begin_inset Formula $(r,\pm\sqrt{r^{2}-a^{2}})$ +\end_inset + + si +\begin_inset Formula $|r|\geq|a|$ +\end_inset + +. + De lo contrario, observamos que todo punto +\begin_inset Formula $P(x,y)\in{\cal H}$ +\end_inset + + cumple +\begin_inset Formula $|x|\geq a$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $d(P,\ell)^{2}=(x-r)^{2}$ +\end_inset + +, pero como +\begin_inset Formula $|x|\geq|a|>|r|$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula $|x|\neq|r|$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $x\neq r$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $(x-r)^{2}>0$ +\end_inset + +. +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Si +\begin_inset Formula $\ell\equiv y=mx+n$ +\end_inset + + para ciertos +\begin_inset Formula $m,n\in\mathbb{R}$ +\end_inset + +, vemos que para que sea +\begin_inset Formula $d(\ell,{\cal H})=0$ +\end_inset + + pero +\begin_inset Formula $\ell\cap{\cal H}=\emptyset$ +\end_inset + +, la distancia 0 debe tenerse como un límite. + De lo contrario, dada la función +\begin_inset Formula $h:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{R}$ +\end_inset + + definida por +\begin_inset Formula $h(t):=d((a\cosh t,b\sinh t),\ell)$ +\end_inset + +, debería haber un +\begin_inset Formula $c\in\mathbb{R}$ +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $\lim_{t\rightarrow c}h(c)=0$ +\end_inset + +, pero por ser +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + continua se tendría +\begin_inset Formula $h(c)=0$ +\end_inset + +, con lo que +\begin_inset Formula $d(c,\ell)=0$ +\end_inset + + y si ahora definimos +\begin_inset Formula $g_{c}:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{R}$ +\end_inset + + como +\begin_inset Formula $g_{c}(t):=d((a\cosh c,b\sinh c),mt+n)$ +\end_inset + +, por el mismo argumento existiría un +\begin_inset Formula $d\in\mathbb{R}$ +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $d((\cosh c,\sinh c),md+n)=0$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $\ell\cap{\cal H}\neq\emptyset\#$ +\end_inset + +. + +\begin_inset Newline newline +\end_inset + +Centrémonos ahora en el +\begin_inset Quotes fld +\end_inset + +hemisferio norte +\begin_inset Quotes frd +\end_inset + + de la hipérbola ( +\begin_inset Formula $\{(x,y)\in{\cal H}:y\geq0\}$ +\end_inset + +), dado por +\begin_inset Formula $y=\frac{b}{a}\sqrt{x^{2}-a^{2}}$ +\end_inset + +. + Si definimos la función +\begin_inset Formula $f:(-\infty,-a]\cup[a,+\infty)\rightarrow\mathbb{R}$ +\end_inset + + como +\begin_inset Formula $f(x):=mx+n-\frac{b}{a}\sqrt{x^{2}-a^{2}}$ +\end_inset + +, tenemos que +\begin_inset Formula $\lim_{x\rightarrow+\infty}f(x)$ +\end_inset + + ó +\begin_inset Formula $\lim_{x\rightarrow-\infty}f(x)$ +\end_inset + + debe ser 0 para que +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + sea una asíntota en el hemisferio norte de +\begin_inset Formula ${\cal H}$ +\end_inset + +. + Ahora bien, +\begin_inset Formula $\lim_{x\rightarrow+\infty}mx+n-\frac{b}{a}\sqrt{x^{2}-a^{2}}$ +\end_inset + + converge si y sólo si +\begin_inset Formula $m=\frac{b}{a}$ +\end_inset + +, y en este caso converge a +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + +, por lo que debe ser +\begin_inset Formula $m=\frac{b}{a}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $n=0$ +\end_inset + +. + Para el +\begin_inset Formula $\lim_{x\rightarrow-\infty}f(x)$ +\end_inset + + nos encontramos con lo mismo pero con +\begin_inset Formula $m=-\frac{b}{a}$ +\end_inset + +. + El hemisferio sur se hace de forma análoga, tomando +\begin_inset Formula $\hat{f}(x):=mx+n+\frac{b}{a}\sqrt{x^{2}-a^{2}}$ +\end_inset + +, y las condiciones que deben cumplir +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset + + son las mismas. +\end_layout + +\begin_layout Standard +La +\series bold +propiedad focal de la hipérbola +\series default + afirma que dado un punto +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + de una hipérbola de focos +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F'$ +\end_inset + +, la recta bisectriz del ángulo entre +\begin_inset Formula $-\overrightarrow{PF}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PF'}$ +\end_inset + + es tangente a la elipse en +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Sea +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + dicha recta y +\begin_inset Formula $E:=s_{\ell}(F)$ +\end_inset + +, se tiene que +\begin_inset Formula $E\in PF'$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert=|\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{PE}\Vert|=|\Vert\overrightarrow{PF'}\Vert-\Vert\overrightarrow{PF}\Vert|=2a$ +\end_inset + +. + Sea +\begin_inset Formula $P\neq P'\in\ell$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{P'E}\Vert<\Vert\overrightarrow{P'F'}\Vert+\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert<\Vert\overrightarrow{P'E}\Vert+2\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert$ +\end_inset + +, por lo que restando +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{P'E}\Vert+\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert$ +\end_inset + +, nos queda +\begin_inset Formula $-\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert<\Vert\overrightarrow{P'F'}\Vert-\Vert\overrightarrow{P'E}\Vert<\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert$ +\end_inset + + y por tanto +\begin_inset Formula $|\Vert\overrightarrow{P'F'}\Vert-\Vert\overrightarrow{P'E}\Vert|<\Vert\overrightarrow{EF'}\Vert=2a$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $P'$ +\end_inset + + no está en la hipérbola. + Queda ver que +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + no es asintótica. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Note Comment +status open + +\begin_layout Plain Layout + Para ello vemos que la hipérbola divide al plano en 3 regiones abiertas + conexas y definimos +\begin_inset Formula $f(Q):=\Vert\overrightarrow{QF}\Vert-\Vert\overrightarrow{QF'}\Vert$ +\end_inset + +. + Se tiene que +\begin_inset Formula $f(Q)=\pm2a$ +\end_inset + + en los puntos de la hipérbola, +\begin_inset Formula $f(Q)<-2a$ +\end_inset + + en la región que contiene un foco, +\begin_inset Formula $f(Q)>2a$ +\end_inset + + en la región del otro y +\begin_inset Formula $|f(Q)|<2a$ +\end_inset + + en el medio. + Hemos visto que en +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + se tiene +\begin_inset Formula $-2a\leq f\leq2a$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + nunca cruza a ninguna de las regiones que contiene un foco y por tanto + no puede ser una recta asintótica +\begin_inset Foot +status open + +\begin_layout Plain Layout +Habría que demostrar esto último. +\end_layout + +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +La recta tangente a la hipérbola +\begin_inset Formula ${\cal H}\equiv\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + + en el punto +\begin_inset Formula $P(x_{0},y_{0})$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula $\ell\equiv\frac{x_{0}x}{a^{2}}-\frac{y_{0}y}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Sea +\begin_inset Formula +\[ +\ell\equiv\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & x_{0}+ut\\ +y & = & y_{0}+vt +\end{array}\right. +\] + +\end_inset + +Los puntos de +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + en la hipérbola satisfacen +\begin_inset Formula $\frac{(x_{0}+ut)^{2}}{a^{2}}-\frac{(y_{0}+vt)^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +, y operando, +\begin_inset Formula $\left(\frac{2ux_{0}}{a^{2}}-\frac{2vy_{0}}{b^{2}}\right)t+\left(\frac{u^{2}}{a^{2}}-\frac{v^{2}}{b^{2}}\right)t^{2}=1-\frac{x_{0}^{2}}{a^{2}}+\frac{y_{0}^{2}}{b^{2}}=0$ +\end_inset + +, lo que se cumple para +\begin_inset Formula $t\in\left\{ 0,-\frac{2\left(\frac{ux_{0}}{a^{2}}-\frac{vy_{0}}{b^{2}}\right)}{\frac{u^{2}}{a^{2}}-\frac{v^{2}}{b^{2}}}\right\} $ +\end_inset + +. + Estos dos valores son iguales si y sólo si +\begin_inset Formula $\frac{ux_{0}}{a^{2}}=\frac{vy_{0}}{b^{2}}$ +\end_inset + +, con lo que +\begin_inset Formula $\frac{x_{0}}{a^{2}}(x-x_{0})=\frac{y_{0}}{b^{2}}(y-y_{0})$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\frac{x_{0}x}{a^{2}}-\frac{y_{0}y}{b^{2}}=\frac{x_{0}^{2}}{a^{2}}-\frac{y_{0}^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +La parábola +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una parábola es el lugar de los puntos del plano que equidistan de un punto + llamado +\series bold +foco +\series default + ( +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +), y una recta llamada +\series bold +directriz +\series default + ( +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + +). + La perpendicular a +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + + por +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + es el +\series bold +eje +\series default + ( +\series bold +principal +\series default +) de la parábola y el punto en que la parábola interseca con el eje es el + +\series bold +vértice +\series default +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una ecuación reducida de la parábola con +\begin_inset Formula $d(F,l)=:p$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula +\[ +y^{2}=2px +\] + +\end_inset + +En efecto, si tomamos un referencial ortonormal en el que +\begin_inset Formula $x=0$ +\end_inset + + sea el eje de la parábola, el origen sea el vértice, +\begin_inset Formula $F=(\frac{p}{2},0)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $l\equiv x=-\frac{p}{2}$ +\end_inset + +, sea +\begin_inset Formula $P(x,y)$ +\end_inset + + un punto +\begin_inset Quotes fld +\end_inset + +genérico +\begin_inset Quotes frd +\end_inset + + de la parábola, entonces +\begin_inset Formula $\sqrt{(x-\frac{p}{2})^{2}+y^{2}}=\Vert\overrightarrow{PF}\Vert=d(P,l)=x+\frac{p}{2}$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $x^{2}-px+\frac{p^{2}}{4}+y^{2}=x^{2}+px+\frac{p^{2}}{4}$ +\end_inset + + e +\begin_inset Formula $y^{2}=2px$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Unas ecuaciones paramétricas son +\begin_inset Formula +\begin{eqnarray*} +\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & \frac{t^{2}}{2p}\\ +y & = & t +\end{array}\right. & \text{ con } & t\in\mathbb{R} +\end{eqnarray*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +Una recta es +\series bold +tangente +\series default + a una parábola si la corta en un solo punto sin ser paralela al eje. + La +\series bold +propiedad focal de la parábola +\series default + afirma que si +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + es un punto de la parábola de directriz +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + + y foco +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + es la intersección de +\begin_inset Formula $l$ +\end_inset + + con su perpendicular por +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + + entonces la recta bisectriz del ángulo entre +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PF}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PA}$ +\end_inset + + es tangente a la parábola en +\begin_inset Formula $P$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Sea +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + la bisectriz y +\begin_inset Formula $P\neq P'\in r$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{P'F}\Vert=\Vert\overrightarrow{P'A}\Vert>d(P',l)$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula $P'$ +\end_inset + + no está en la parábola. + Queda ver que +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + no es paralela al eje. + Si lo fuese, el ángulo entre +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PA}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $r$ +\end_inset + + sería 0 y por tanto también lo sería aquel entre +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PA}$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PF}$ +\end_inset + + con lo que +\begin_inset Formula $\overrightarrow{PA}=\lambda\overrightarrow{PF}$ +\end_inset + + para cierto +\begin_inset Formula $\lambda>0$ +\end_inset + +, que debe ser 1 porque +\begin_inset Formula $\Vert\overrightarrow{PF}\Vert=\Vert\overrightarrow{PA}\Vert=|\lambda|\Vert\overrightarrow{PF}\Vert$ +\end_inset + +, pero entonces +\begin_inset Formula $F=A\in l\#$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +La recta tangente a la parábola +\begin_inset Formula $y^{2}=2px$ +\end_inset + + en +\begin_inset Formula $P(x_{0},y_{0})$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula $\ell\equiv y_{0}y-px=px_{0}$ +\end_inset + +. + +\series bold +Demostración +\series default +: Sea +\begin_inset Formula +\[ +\ell\equiv\left\{ \begin{array}{rcl} +x & = & x_{0}+ut\\ +y & = & y_{0}+vt +\end{array}\right. +\] + +\end_inset + +Los puntos de +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + en la parábola satisfacen +\begin_inset Formula $(y_{0}+vt)^{2}=2p(x_{0}+ut)$ +\end_inset + +, y operando, +\begin_inset Formula $(2y_{0}v-2pu)t+v^{2}t^{2}=2px_{0}-y_{0}^{2}=0$ +\end_inset + +, lo que se cumple para +\begin_inset Formula $t\in\left\{ 0,\frac{2(pu-y_{0}v)}{v^{2}}\right\} $ +\end_inset + +. + Si +\begin_inset Formula $v=0$ +\end_inset + +, la recta es paralela al eje y no tangente; de lo contrario los dos valores + son iguales si y sólo si +\begin_inset Formula $pu=y_{0}v$ +\end_inset + +, con lo que +\begin_inset Formula $p(x-x_{0})=y_{0}(y-y_{0})$ +\end_inset + + e +\begin_inset Formula $y_{0}y-px=y_{0}^{2}-px_{0}=0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +Definición alternativa de las cónicas +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula ${\cal C}$ +\end_inset + + es una cónica no degenerada distinta de una circunferencia si y sólo si + existen +\begin_inset Formula $\epsilon>0$ +\end_inset + +, una recta +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + y un punto +\begin_inset Formula $F\notin\ell$ +\end_inset + + tales que +\begin_inset Formula $\frac{d(P,F)}{d(P,\ell)}=\epsilon$ +\end_inset + +, en cuyo caso +\begin_inset Formula $\epsilon<1$ +\end_inset + + para una elipse, +\begin_inset Formula $\epsilon=1$ +\end_inset + + para una parábola y +\begin_inset Formula $\epsilon>1$ +\end_inset + + para una hipérbola. + Llamamos a +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + la +\series bold +directriz del foco +\series default + +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y a +\begin_inset Formula $p:=d(F,\ell)$ +\end_inset + + el +\series bold +parámetro focal +\series default +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\impliedby]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Sea +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + + el punto de intersección entre +\begin_inset Formula $\ell$ +\end_inset + + y su perpendicular por +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + +, y tomamos un referencial ortonormal con origen +\begin_inset Formula $O$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\ell\equiv x=0$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $F=(p,0)$ +\end_inset + + siendo +\begin_inset Formula $p>0$ +\end_inset + + la distancia focal. + Vemos que +\begin_inset Formula $\frac{d(P,F)}{d(P,\ell)}=\epsilon\iff(x-p)^{2}+y^{2}=\epsilon^{2}x^{2}\iff(1-\epsilon^{2})x^{2}+y^{2}-2px+p^{2}=0$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Itemize +Si +\begin_inset Formula $\epsilon<1$ +\end_inset + +, entonces +\begin_inset Formula $1-\epsilon^{2}>0$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula +\begin{multline*} +0=(1-\epsilon)^{2}\left(x^{2}-\frac{2p}{1-\epsilon^{2}}x\right)+y^{2}+p^{2}=\\ +=(1-\epsilon)^{2}\left(\left(x-\frac{p}{1-\epsilon^{2}}\right)^{2}-\frac{p^{2}}{(1-\epsilon^{2})^{2}}\right)+y^{2}+p^{2}\implies\\ +\implies(1-\epsilon^{2})\left(x-\frac{p}{1-\epsilon^{2}}\right)^{2}+y^{2}=\frac{p^{2}}{1-\epsilon^{2}}-p^{2}=\frac{p^{2}\epsilon^{2}}{1-\epsilon^{2}}\implies\\ +\left.\stackrel[y':=y]{x':=x-\frac{p}{1-\epsilon^{2}}}{}\right\} \implies(1-\epsilon^{2})x'^{2}+y'^{2}=\frac{p^{2}\epsilon^{2}}{1-\epsilon^{2}}\implies\frac{(1-\epsilon^{2})^{2}}{\epsilon^{2}p^{2}}x'^{2}+\frac{1-\epsilon^{2}}{\epsilon^{2}p^{2}}y'^{2}=1\implies\\ +\left.\stackrel[b:=\frac{\epsilon p}{\sqrt{1-\epsilon^{2}}}]{a:=\frac{\epsilon p}{1-\epsilon^{2}}}{}\right\} \implies\frac{x'^{2}}{a^{2}}+\frac{y'^{2}}{b^{2}}=1 +\end{multline*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Itemize +Si +\begin_inset Formula $\epsilon=1$ +\end_inset + +, nos queda +\begin_inset Formula $y^{2}-2px+p^{2}=0\iff y^{2}=2p(x-\frac{p}{2})\stackrel[y':=y]{x':=x-\frac{p}{2}}{\implies}y'^{2}=2px'$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +Si +\begin_inset Formula $\epsilon>1$ +\end_inset + +, cambiando el signo a la ecuación de arriba nos queda +\begin_inset Formula $(\epsilon^{2}-1)x^{2}-y^{2}+2px-p^{2}=0$ +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $\epsilon^{2}-1>0$ +\end_inset + +, luego +\begin_inset Formula +\begin{multline*} +(\epsilon^{2}-1)\left(x+\frac{p}{\epsilon^{2}-1}\right)^{2}-y^{2}=p^{2}-\frac{p^{2}}{\epsilon^{2}-1}=\frac{p^{2}\epsilon^{2}}{\epsilon^{2}-1}\implies\\ +\left.\stackrel[y':=y]{x':=x+\frac{p}{\epsilon^{2}-1}}{}\right\} \implies(\epsilon^{2}-1)x'^{2}-y'^{2}=\frac{p^{2}\epsilon^{2}}{\epsilon^{2}-1}\implies\frac{(\epsilon^{2}-1)^{2}}{p^{2}\epsilon^{2}}x'^{2}-\frac{\epsilon^{2}-1}{p^{2}\epsilon^{2}}y'^{2}=1\implies\\ +\left.\stackrel[b:=\frac{\epsilon p}{\sqrt{\epsilon^{2}-1}}]{a:=\frac{\epsilon p}{\epsilon^{2}-1}}{}\right\} \implies\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1 +\end{multline*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\implies]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Las cuentas son aproximadamente las de la otra implicación pero al revés. + Así, para una elipse +\begin_inset Formula $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + + o una hipérbola +\begin_inset Formula $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ +\end_inset + +, tomamos +\begin_inset Formula $\epsilon=\frac{c}{a}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $F=(c,0)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\ell\equiv x=\frac{a^{2}}{c}$ +\end_inset + +, mientras que para una parábola +\begin_inset Formula $y^{2}=2px$ +\end_inset + +, tomamos +\begin_inset Formula $\epsilon=1$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $F=(\frac{p}{2},0)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\ell\equiv x=-\frac{p}{2}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Si +\begin_inset Formula $F=(p,0)$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $\ell\equiv x=0$ +\end_inset + +, la distancia entre +\begin_inset Formula $F$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $Q:=(p,p\epsilon)$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $\lambda:=d(F,Q)=p\epsilon$ +\end_inset + +, se llama +\series bold +semilado recto +\series default + de la cónica. + La ecuación de una cónica de excentricidad +\begin_inset Formula $\epsilon$ +\end_inset + +, foco +\begin_inset Formula $F=(s,t)$ +\end_inset + + y directriz +\begin_inset Formula $\ell\equiv ux+vy+w=0$ +\end_inset + + se puede escribir como +\begin_inset Formula +\[ +(x-s)^{2}+(y-t)^{2}=(lx+my+n)^{2} +\] + +\end_inset + + con +\begin_inset Formula $k:=\frac{\epsilon}{\sqrt{u^{2}+v^{2}}}$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $l:=ku$ +\end_inset + +, +\begin_inset Formula $m:=kv$ +\end_inset + + y +\begin_inset Formula $n:=kw$ +\end_inset + +, la +\series bold +ecuación focal de la cónica +\series default +, pues +\begin_inset Formula +\begin{multline*} +\frac{d(P,F)}{d(P,\ell)}=\epsilon\iff d(P,F)^{2}=\epsilon^{2}d(P,\ell)^{2}\iff\\ +\iff(x-s)^{2}+(y-t)^{2}=\epsilon^{2}\frac{(ux+vy+w)^{2}}{u^{2}+v^{2}}=(lx+my+n)^{2} +\end{multline*} + +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +sremember{GAE} +\end_layout + +\end_inset + +La distancia de un punto +\begin_inset Formula $Q=(q_{1},\dots,q_{n})$ +\end_inset + + a un hiperplano +\begin_inset Formula ${\cal H}$ +\end_inset + + de ecuación +\begin_inset Formula $a_{1}x_{1}+\dots+a_{n}x_{n}+b=0$ +\end_inset + + es +\begin_inset Formula $d(Q,{\cal H})=\frac{|a_{1}q_{1}+\dots+a_{n}q_{n}+b|}{\Vert(a_{1},\dots,a_{n})\Vert}$ +\end_inset + +. +\begin_inset ERT +status open + +\begin_layout Plain Layout + + +\backslash +eremember +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_body +\end_document |
