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Exercícios sobre cônicas (com gabarito explicado)

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

As cônicas são figuras geométricas formadas pela interseção de um cone duplo com um plano. Existem três tipos principais de cônicas: parábolas, elipses e hipérboles.

Pratique sobre esse importante tema da geometria analítica com estes exercícios resolvidos.

Questão 1

Considere as afirmações abaixo sobre uma elipse. Assinale a única alternativa correta:

a) O eixo maior de uma elipse sempre é horizontal.

b) O foco de uma elipse está sempre localizado em um de seus vértices.

c) A soma das distâncias de qualquer ponto da elipse até seus focos é constante.

d) A excentricidade (e) de uma elipse é um número entre 0 e

e) Uma elipse possui três focos, independentemente de sua forma.

Gabarito explicado

Análise das afirmações:

a) Falso. O eixo maior pode ser horizontal ou vertical, dependendo da posição dos focos.
b) Falso. Os focos estão localizados ao longo do eixo maior, mas não coincidem com os vértices.
c) Verdadeiro. Essa é a propriedade fundamental da elipse: a soma das distâncias de qualquer ponto da elipse aos dois focos é sempre constante e igual ao comprimento do eixo maior.
d) Falso. A excentricidade de uma elipse é um número entre 0 e 1.
e) Falso. Uma elipse possui exatamente dois focos.

Questão 2

Considere as seguintes afirmações sobre a hipérbole na geometria analítica. Assinale a alternativa correta:

a) A soma das distâncias de qualquer ponto da hipérbole até seus focos é constante.

b) A excentricidade de uma hipérbole é sempre menor que 1.

c) Os vértices de uma hipérbole estão localizados no eixo maior.

d) A diferença das distâncias de qualquer ponto da hipérbole até seus focos é constante.

e) A hipérbole possui apenas um eixo de simetria.

Gabarito explicado

Análise das afirmações:
a) Falso. Essa propriedade é exclusiva da elipse.
b) Falso. A excentricidade de uma hipérbole é sempre maior que 1.
c) Falso. O eixo que contém os vértices é chamado de eixo real, não "eixo maior".
d) Verdadeiro. Essa é a propriedade fundamental da hipérbole: a diferença das distâncias de qualquer ponto da hipérbole até seus focos é sempre constante.
e) Falso. A hipérbole possui dois eixos de simetria (eixo real e eixo imaginário).

Questão 3

Considere as afirmações abaixo a respeito das parábolas na geometria analítica e marque a alternativa correta:

a) A soma das distâncias de qualquer ponto da parábola a dois focos é constante.

b) A parábola sempre possui dois eixos de simetria.

c) A distância de qualquer ponto da parábola ao foco é igual à distância perpendicular do foco à diretriz.

d) A parábola não possui vértice, mas apenas foco e diretriz.

e) A excentricidade de uma parábola é sempre maior que 1.

Gabarito explicado

Análise das alternativas:
a) Falso. Essa propriedade é característica da elipse. A parábola possui 1 foco.
b) Falso. A parábola possui apenas um eixo de simetria.
c) Verdadeiro. Essa é a definição fundamental de parábola: o conjunto dos pontos equidistantes do foco e da diretriz.
d) Falso. A parábola possui vértice, foco e diretriz.
e) Falso. A excentricidade da parábola é exatamente 1.

Questão 4

Obtenha a equação reduzida da parábola P de vértice V (3, 4), foco F(3, 6) e diretriz r: y = 2.

a) (y-4)² = 4(x-3)

b) (x-3)² = 4(y-4)

c) (y-4)² = -8(x-3)

d) (x-3)² = 8(y-4)

e) (x-3)² = -8(y-4)

Gabarito explicado

Posição da parábola:

  • O foco e o vértice têm mesma abscissa (x=3), indicando que a parábola é vertical, paralela ao eixo y.
  • Como o foco está acima do vértice (y=6), a parábola abre para cima.

Cálculo de p (distância entre a reta diretriz e o foco).

p = 6 - 2 = 4

Para parábolas verticais com concavidade para cima a equação reduzida é:

parêntese esquerdo reto x menos reto x com 0 subscrito parêntese direito ao quadrado igual a 2 reto p parêntese esquerdo reto y menos reto y com 0 subscrito parêntese direito

Substituindo V (3, 4) e p = 4:

parêntese esquerdo reto x menos 3 parêntese direito ao quadrado igual a 2.4 parêntese esquerdo reto y menos 4 parêntese direitonegrito parêntese esquerdo negrito x negrito menos negrito 3 negrito parêntese direito à potência de negrito 2 negrito igual a negrito 8 negrito parêntese esquerdo negrito y negrito menos negrito 4 negrito parêntese direito

Questão 5

Determine a equação reduzida da hipérbole de centro C(2,3), vértice A2(5,3), e foco F2(6,3).

a) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 2 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 7 menos ligadura parêntese esquerdo reto y menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 9 igual a 1

b) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 2 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 9 menos ligadura parêntese esquerdo reto y menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 7 igual a 1

c) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 9 menos ligadura parêntese esquerdo reto y menos 2 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 7 igual a 1

d) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 2 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 9 mais ligadura parêntese esquerdo reto y menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 7 igual a 1

e) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 7 menos ligadura parêntese esquerdo reto y menos 2 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 9 igual a 1

Gabarito explicado

Dados:

  • C(2,3)
  • A2(5,3)
  • F2(6,3)

Observações:

O centro, vértice e foco possuem a mesma ordenada (y=3), por isso, o eixo real deve ser paralelo ao eixo x e, a equação é:

abre parênteses reto x menos reto x com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto a ao quadrado menos abre parênteses reto y menos reto y com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto b ao quadrado igual a 1

Temos que a distância do semieixo real (a) é:

a = 5 - 2 = 3 (x do A2 menos x do C)

A semi distância focal é (c) é:

c = 6 - 2 = 4 (x do F2 menos x C)

A medida b do semieixo imaginário é obtido da seguinte relação:

reto c ao quadrado igual a reto a ao quadrado mais reto b ao quadrado

Isolando b:

reto c ao quadrado menos reto a ao quadrado igual a reto b ao quadrado

Substituindo os valores:

4 ao quadrado menos 3 ao quadrado igual a reto b ao quadrado16 menos 9 igual a reto b ao quadrado7 igual a reto b ao quadradoraiz quadrada de 7 igual a reto b

Substituindo os valores na equação da hipérbole:

Error converting from MathML to accessible text.

Logo, a opção correta é a b.

Questão 6

Determine a equação reduzida da elipse de centro C(3,4), vértice A2(7,4), e extremo do eixo menor B1(3,6).

a) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 4 mais ligadura parêntese esquerdo reto y menos 4 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 16 igual a 1

b) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 4 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 16 mais ligadura parêntese esquerdo reto y menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 4 igual a 1

c) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 16 mais ligadura parêntese esquerdo reto y menos 4 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 4 igual a 1

d) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 16 menos ligadura parêntese esquerdo reto y menos 4 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 4 igual a 1

e) ligadura parêntese esquerdo reto x menos 3 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 4 menos ligadura parêntese esquerdo reto y menos 4 ligadura parêntese direito ao quadrado sobre 16 igual a 1

Gabarito explicado

Dados:

  • C(3,4)
  • A2(7,4)
  • B1(3,6)

Observações:

  1. O vértice A2 e o centro C possuem a mesma ordenada, y = 4. Assim, o eixo maior é paralelo ao eixo x.
  2. a é a distância entre o centro C e o vértice A2;
  3. b é a distância entre o centro C e B1.

A equação da elipse paralela ao eixo x das abscissas é:

abre parênteses reto x menos reto x com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto a ao quadrado mais abre parênteses reto y menos reto y com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto b ao quadrado igual a 1

As coordenadas abre parênteses reto x com 0 subscrito vírgula espaço reto y com 0 subscrito fecha parênteses representam a abscissa x = 3 e ordenada y = 4 do vértice.

Cálculo de a:

Subtraímos as abscissas de A2 e C.

a igual a 7 menos 3a igual a 4

Cálculo de b:

Subtraímos as ordenadas de B1 e C.

b igual a 6 menos 4b igual a 2

Substituindo os valores na equação da elipse:

abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre 4 ao quadrado mais abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre 2 ao quadrado igual a 1começar estilo negrito ligadura parêntese esquerdo x menos 3 ligadura parêntese direito fim do estilo à potência de negrito 2 sobre negrito 16 negrito mais começar estilo negrito ligadura parêntese esquerdo y menos 4 ligadura parêntese direito fim do estilo à potência de negrito 2 sobre negrito 4 negrito igual a negrito 1

Logo, a resposta correta é a opção c.

Questão 7

Determine a equação reduzida da hipérbole cujo centro é C(3,4), e um dos focos é F1(0,4). Considere que a hipérbole possui o eixo maior horizontal.

a) numerador abre parênteses reto x menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 5 vírgula 76 fim da fração menos numerador abre parênteses reto y menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 3 vírgula 24 fim da fração igual a 1

b) numerador abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 5 vírgula 76 fim da fração menos numerador abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 3 vírgula 24 fim da fração igual a 1

c) numerador abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 3 vírgula 24 fim da fração menos numerador abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 5 vírgula 76 fim da fração igual a 1

d) abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre 3 menos abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre 4 igual a 1

e) abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre 3 mais abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre 4 igual a 1

Gabarito explicado

A equação reduzida de uma hipérbole com eixo maior horizontal é:

abre parênteses reto x menos reto x com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto a ao quadrado menos abre parênteses reto y menos reto y com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto b ao quadrado igual a 1

Onde:

  • x0 e y0 são as coordenadas do centro.
  • a é o semieixo real;
  • b é o semieixo imaginário;
  • c é a semi distância focal.

Medida de c:

c = 3 - 0 = 3

A excentricidade é dada por:

e igual a c sobre a

Substituindo o valor fornecido pelo enunciado e isolando a:

reto a igual a reto c sobre reto ereto a igual a numerador 3 sobre denominador 1 vírgula 25 fim da fraçãoreto a igual a 2 vírgula 4

Para encontrar b², utilizamos a relação reto c ao quadrado igual a reto a ao quadrado mais espaço reto b ao quadrado.

Isolando b e substituindo os valores:

reto c ao quadrado menos reto a ao quadrado igual a reto b ao quadrado3 ao quadrado menos 2 vírgula 4 ao quadrado igual a reto b ao quadrado9 menos 5 vírgula 76 igual a reto b ao quadrado3 vírgula 24 igual a reto b ao quadrado

Substituindo os valores na equação:

abre parênteses reto x menos reto x com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto a ao quadrado menos abre parênteses reto y menos reto y com 0 subscrito fecha parênteses ao quadrado sobre reto b ao quadrado igual a 1numerador abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 2 vírgula 4 ao quadrado fim da fração menos numerador abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 3 vírgula 24 fim da fração igual a 1numerador abre parênteses reto x menos 3 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 5 vírgula 76 fim da fração menos numerador abre parênteses reto y menos 4 fecha parênteses ao quadrado sobre denominador 3 vírgula 24 fim da fração igual a 1

Questão 8

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Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.