Equação reduzida da circunferência exercícios resolvidos

Em uma circunferência de centro C e raio r, a equação reduzida pode ser obtida calculando a distância entre o centro C e um ponto P da circunferência.

Aplicando a fórmula da distância entre dois pontos, pode-se verificar que a equação reduzida da circunferência é dada por:

Desenvolvendo os quadrados da equação reduzida, encontramos a equação geral da circunferência:

Para saber mais sobre esse assunto, confira uma lista de exercícios sobre a circunferência!

Lista de exercícios sobre a circunferência

Questão 1. Determine a equação reduzida e a equação geral de uma circunferência de centro (5, 3) e raio 2.

Questão 2. Os pontos (2, 3) e (-4, 1) pertencem à circunferência de centro (-2, 3) e raio 4?

Questão 3. Determine o centro e o raio de uma circunferência que possui a seguinte equação geral:

Questão 4. Determine o centro e o raio da circunferência que possui a seguinte equação geral:

Questão 5. Encontre a equação da circunferência de centro (3,1) e que passa pelo ponto (-3,4)

Questão 6. Encontre a equação da circunferência cujo centro é o ponto de interseção entre as retas x + 4y = 7 e 3x + y = -1 e o raio é igual a 3.

Resolução da questão 1

Temos centro (5, 3) e raio 2, ou seja, a = 5, b = 3 e r = 2.

Vamos substituir os valores de a, b e r para determinar a equação reduzida:

Para obter a equação geral, vamos desenvolver os quadrados:

Resolução da questão 2

Para saber se os pontos pertencem ou não à circunferência, precisamos da sua equação.

Então, vamos verificar qual é a equação de uma circunferência de centro (-2, 3) e raio 4.

Temos a = -2, b = 3 e r = 4, assim, a equação reduzida é:

Se um ponto (x, y) pertence a essa circunferência, ele deve satisfazer a sua equação, isto é, quando substituímos os valores de x e y no lado esquerdo da equação, o resultado deve ser igual a 16.

Vamos substituir cada um dos pontos dados em .

Ponto (2,3) ⇒ x = 2 e y = 3

Como o resultado é igual a 16, então, o ponto (2,3) pertence à circunferência.

Ponto (-4,1) ⇒ x = -4 e y = 1

Como o resultado é diferente de 16, então, o ponto (-4,1) não pertence à circunferência.

Resolução da questão 3

Com a equação reduzida, o centro e raio são facilmente determinados.

Então, vamos encontrar a equação reduzida dessa circunferência partindo de sua equação geral.

A equação geral é:

Vamos completar os trinômios quadrados perfeitos para obter os termos  e  da equação reduzida:

Portanto, o centro é o ponto (1, -2) e o raio é 3.

Resolução da questão 4

Vamos determinar a equação reduzida, partindo da equação geral:

Portanto, o centro é o ponto (2, -1) e o raio é √5.

Resolução da questão 5

Temos o centro da circunferência e falta o raio para determinarmos a equação da circunferência.

Devemos lembrar que o raio de uma circunferência é a distância entre o centro e qualquer ponto da circunferência.

Assim, sabendo que o centro é (3,1) e o ponto (-3,4) pertence à circunferência, o raio corresponde a distância entre os pontos (3,1) e (-3, 4).

Pela fórmula da distância entre dois pontos, temos que:

Assim, a equação reduzida da circunferência é:

Resolução da questão 6

O ponto de intersecção entre as retas x + 4y = 7 e 3x + y = -1 corresponde a solução do sistema de equações:

x + 4y = 7 ⇒ x = 7 – 4y

Substituindo x por (7 – 4y) na segunda equação:

3x + y = -1 ⇒ 3. (7 – 4y) + y = -1 ⇒ 21 – 12y + y = -1

⇒ -11y = -1 – 21  ⇒ -11y = -22  ⇒ y = 22/11

 ⇒ y = 2

Então:

x = 7 – 4y ⇒ x = 7 – 4.2  ⇒ x = -1

Portanto, o ponto de intersecção é o ponto (-1, 2).

Sabendo que esse é o centro da circunferência e que o raio é 3, a equação da circunferência é:

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Teste os seus conhecimentos: Faça exercícios sobre Equação Normal da Circunferência e veja a resolução comentada.

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Determine a equação da circunferência que possui centro em C(3, 6) e raio 4.

O centro de uma circunferência é determinado pelo ponto médio do segmento PQ, sendo P(4, 6) e Q(2, 10). Considerando que o raio dessa circunferência é 7, determine sua equação.

(PUC-SP)

O ponto P(3, b) pertence à circunferência de centro no ponto C(0, 3) e raio 5. Calcule valor da coordenada b. 

(FEI-SP)

Determine a equação da circunferência com centro no ponto C(2, 1) e que passa pelo ponto A(1, 1). 

A equação da circunferência de centro C(a, b) e raio r, com r > 0, é (x – a)² + (y – b)² = r².
Portanto:

A equação da circunferência com coordenados do centro (3, 6) e raio medindo 4 é dada por:

(x – 3)² + (x – 6)² = 16


Temos por (x – a)² + (y – b)² = r², que a circunferência de centro C(0 ,3) e raio 5, possui como representação a equação (x – 0)² + (y – 3)² = 5² ou x² + (y – 3)² = 25.

Considerando que o ponto P(3, b) pertença à circunferência, então:

x² + (y – 3)² = 25 3² + (b – 3)² = 25 9 + (b – 3)² = 25 (b – 3)² = 25 – 9

(b – 3)² = 16

b – 3 = 4 ou b – 3 = – 4 b = 4 + 3 ou b = –4 + 3

A coordenada b pode assumir os valores 7 ou –1.

A equação reduzida da circunferência é utilizada para representar de forma algébrica o comportamento da circunferência no plano cartesiano. A circunferência é o conjunto de pontos que estão a uma mesma distância do seu centro. A equação reduzida da circunferência é estudada na geometria analítica, que busca representar, de forma algébrica, os objetos geométricos.

Para encontrar a equação reduzida de uma circunferência qualquer, é necessário que a medida do raio e as coordenadas do centro da circunferência sejam conhecidas, pois a fórmula da equação reduzida da circunferência é (x – a)² + (y – b)² = r², em que (a, b) é a coordenada do centro da circunferência  e r é o comprimento do seu raio.

Leia também: Equação reduzida da reta — a maneira de representar a reta de forma algébrica

Qual é a fórmula da equação reduzida da circunferência?

Sabemos que a circunferência é formada pelo conjunto de pontos que estão a uma mesma distância de determinado ponto. Essa distância fixa é conhecida como raio, e o ponto é conhecido como centro da circunferência. Quando representamos a circunferência no plano cartesiano, determinamos as coordenadas do seu centro C(a, b) e também o comprimento do seu raio.

Circunferência de centro C(a, b).

Por definição, sabemos que os pontos da circunferência estão a uma mesa distância do centro C, e que essa distância é igual ao raio r. Então temos que:

dPC = r

Entretanto, as coordenadas do ponto C são (a, b) e o ponto P é um ponto da circunferência qualquer com coordenadas (x, y). Utilizando a fórmula de distância entre dois pontos, temos que:

\(\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2=dPC²\)

A distância entre os dois pontos é igual ao raio, então é possível deduzir a equação reduzida da circunferência, que é:

\(\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2=r²\)

Para determinar a equação reduzida da circunferência, basta substituir na fórmula da equação reduzida da circunferência os valores encontrados para as coordenadas do centro e o valor do raio. Então precisamos dos valores de C(a, b) e r.

Exemplo:

Determine a equação reduzida da circunferência de centro C(1, 2) e raio r = 8.

Resolução:

Temos que a = 1, b = 2 e r = 8. Substituindo na equação, temos que:

\(\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2=r^2\)

\(\left(x-1\right)^2+\left(y-2\right)^2=8^2\)

Resolvendo a potência de 8², encontraremos a equação reduzida da circunferência:

\(\left(x-1\right)^2+\left(y-2\right)^2=64\)

Exemplo 2:

Determine a equação reduzida da circunferência representada no plano cartesiano:

Resolução:

Sabemos que a coordenada do ponto C é (-1, 1), e, analisando a distância do ponto C ao ponto P, temos duas unidades, ou seja, r = 2. Então a equação reduzida dessa circunferência é:

\(\left(x-\left(-1\right)\right)^2+\left(y-1\right)^2=2^2\)

\(\left(x+1\right)^2+\left(y-1\right)^2=4\)

Importante: Podemos também encontrar o centro e o raio da circunferência por meio da sua equação, como nos exemplos a seguir:

(x – 2)² + (y – 1)² = 9

Essa é a equação reduzida da circunferência de centro C(2, 1).

Sabemos também que r² = 9, então \(r=\sqrt9\), logo, o raio da circunferência é r = 3.

(x + 1)² + (y – 4)² = 144

Essa é a equação reduzida da circunferência de centro C(-1, 4).

Temos que r² = 144, então o raio é \(r=\sqrt{144}\), logo, r = 12.

x² + y² = 16

Essa é a equação reduzida da circunferência de centro C(0, 0).

Temos r² = 16, então \(r=\sqrt{16}\), logo, r = 4.

Saiba mais: Posição relativa entre ponto e circunferência — as possíveis posições de um ponto em relação a uma circunferência

Exercícios resolvidos sobre equação reduzida da circunferência

Questão 1

Uma circunferência tem raio medindo 10 e centro C(0, 2). Nessas condições, podemos afirmar que a equação reduzida dessa circunferência é:

A) (x – 2)² + (y – 2)² = 10

B) x² + y² = 10

C) x² + (y – 2)² = 100

D) (x – 2)² + y² = 100

E) x² + 2y² = 100

Resolução:

Alternativa C

Substituindo o valor do raio e do centro na equação da circunferência, temos que:

\(\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2=r^2\)

a = 0, b = 2 e r = 10

\(\left(x-0\right)^2+\left(y-2\right)^2={10}^2\)

Então a equação reduzida dessa circunferência é:

\(x^2+\left(y-2\right)^2=100\)

Questão 2

(Enem) A figura mostra uma criança brincando em um balanço no parque. A corda que prende o assento do balanço ao topo do suporte mede 2 metros. A criança toma cuidado para não sofrer um acidente, então se balança de modo que a corda não chegue a alcançar a posição horizontal.

A curva determinada pela trajetória do assento do balanço é parte do gráfico da função:

A) \( f\left(x\right)=-\sqrt{2-x}\)

B) \( f\left(x\right)=\sqrt{2-x^2}\)

C) \( f\left(x\right)=x^2-2\)

D) \( f\left(x\right)=-\sqrt{4-x^2}\)

E) \( f\left(x\right)=\sqrt{4-x^2}\)

Resolução:

Alternativa D

Sabemos que o centro dessa circunferência é o ponto C(0, 0), que é o centro do suporte, além disso, que o seu raio é igual a 2, então sua equação seria:

\(\left(x-0\right)^2+\left(y-0\right)^2=2^2\)

\(x^2+y^2=4\)

Seja y = f(x), vamos isolar essa variável:

\(f\left(x\right)^2=4-x^2\)

\(f\left(x\right)=\pm\sqrt{4-x^2}\)

Note que a curva descreve só a parte de baixo da circunferência, que é a parte negativa, então temos que:

\(f\left(x\right)=-\sqrt{4-x^2}\)

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