PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 8 (Matemática) da 2ª fase do IME 2018
Considere a elipse abaixo, onde DD' é uma corda passando pelo seu centro, MM' uma corda focal e o eixo maior da elipse é 2a. Prove que:

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Resolução comentada
Demonstração.
Coloque a elipse com centro na origem e eixo maior no eixo x:
As duas cordas têm a mesma direção (\cos\theta,\ \sen\theta), pois são paralelas. Defina
1) A corda DD' (pelo centro).
Os pontos da reta são t(\cos\theta,\ \sen\theta). Substituindo na elipse, t^2K=1, logo t=\pm 1/\sqrt K. Os pontos D e D' são simétricos em relação ao centro, então
2) A corda focal MM'.
Os pontos da reta por F são (c+r\cos\theta,\ r\sen\theta), onde r é a distância orientada a partir de F. Substituindo na elipse:
Desenvolvendo e usando \dfrac{c^2}{a^2}-1=-\dfrac{b^2}{a^2}:
Sejam r_1 e r_2 as raízes, que correspondem a M e M'. Então MM'=|r_1-r_2|, e
Como \dfrac{b^2K}{a^2}=\dfrac{b^2\cos^2\theta}{a^4}+\dfrac{\sen^2\theta}{a^2} e b^2+c^2=a^2, o parêntese vale
Portanto MM'^2=\dfrac{4}{a^2K^2}, ou seja,
3) Conclusão.
Logo DD'^2=MM'\cdot 2a. \blacksquare
Assunto: Cônicas e lugares geométricos.
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Fonte: IME 2ª fase 2018 · Matemática. Prova oficial ↗