Estaba trabajando en una pregunta de geometría y tomé una ruta muy larga para obtener una respuesta. Encontré una solución que funcionó, usé el discriminante pero no entiendo cómo. La pregunta era esta:
El círculo C tiene ecuación . Las rectas L1 y L2 son tangentes a la circunferencia en los puntos P y Q respectivamente. Se cortan en el punto R . Encuentra las ecuaciones de las rectas L1 y L2, dando tus respuestas en la forma .
Comencé dibujando el diagrama y recorrí una ruta muy larga que implicó usar a Pitágoras varias veces para encontrar varias magnitudes de distancias, estableciendo que el centro del círculo, , forma un cuadrado con P, Q y R. A partir de esto, calculé la pendiente de la línea desde el centro hasta R, encontré la pendiente de la línea perpendicular a ella y finalmente pude calcular las coordenadas de la puntos P y Q. Solo desde aquí pude terminarlo y trabajar las ecuaciones de las tangentes en P y Q.
Sin embargo, esto tomó alrededor de 30 minutos, y cuando miré las soluciones trabajadas vi el siguiente método mucho más conciso:
Las ecuaciones de las rectas L1 y L2 son ambas .
Sustituyendo en la ecuación del círculo, expandir y factorizar da:
Hay una solución, así que usando el discriminante :
Que se expande y factoriza para dar:
por lo tanto o
Realmente no entiendo conceptualmente por qué podemos usar el discriminante en esta situación, y realmente agradecería que alguien explicara lo que realmente sucede cuando decimos "hay una solución, por lo que usar el discriminante..."
¡Gracias de antemano!
Todo se reduce al hecho de que una línea tangente a un círculo (o cualquier cónica, para el caso), se cruza con el círculo exactamente en un punto. Entonces, estás buscando líneas a través de que intersecan el círculo en exactamente un punto. Sustituyendo en la ecuación del círculo se obtiene una ecuación cuadrática en el -coordenadas de los puntos de intersección. Queremos que esta ecuación tenga exactamente una solución, lo que significa que la cuadrática debe tener una raíz doble, y eso sucede cuando su discriminante desaparece.
Debe tener un poco de cuidado al usar este método. Si solo hay una única solución para , eso también podría significar que ambos puntos de intersección tienen el mismo -coordinar. Sin embargo, eso no puede suceder aquí, porque significaría que la línea es vertical, pero no puedes representar una línea vertical con una ecuación de la forma .
usuario65203