Fascio di circonferenze secanti


E' il caso classico: in questo caso le due circonferenze di base hanno due punti comuni fra loro.
Vediamo un esercizio completo
Dato il fascio di circonferenze:
(1+k)x2 + (1+k)y2 + 4(1-2k)x + 2(k-1)y -4(5+7k) = 0
trovare i punti base del fascio e controllare che la retta dei centri e' perpendicolare all'asse radicale delle due circonferenze

Prima separiamo i termini contenenti il parametro da queli non contenenti il parametro
x2 + kx2 + y2 +ky2 + 4x -8kx + 2ky -2y -20 -28k = 0
x2 + y2 + 4x -2y -20 + k(x2 + y2 -8x + 2y -28) = 0
Abbiamo quindi le due circonferenze di base
  • x2 + y2 + 4x -2y -20 = 0
  • x2 + y2 -8x + 2y -28 = 0
Per trovare i punti base del fascio sostituiamo una delle due equazioni con l'asse radicale per avere un sistema piu' facile da risolvere
Calcolo l'asse radicale sottraendo fra loro le due equazioni membro a membro
x2 + y2 + 4x -2y -20 =0
x2 + y2 -8x + 2y -28 = 0

            12x -4y + 8 = 0

Posso dividere per 4 ed ottengo l'equazione dell'asse radicale
3x -y + 2 = 0
Quindi, per trovare i punti comuni (punti base del fascio) risolvo il sistema

3x -y + 2 = 0
x2 + y2 + 4x -2y -20 =0
       Calcoli

e trovo come risultato
A(-2;-4) B(1;5)

Troviamo ora i centri delle due circonferenze e, quindi, la retta dei centri
  • Prima circonferenza
    x2 + y2 + 4x -2y -20 = 0
    troviamo il centro C1(-a/2;-b/2)
    essendo a = 4 e b = -2
    C1(-2;1)
  • Seconda circonferenza
    x2 + y2 -8x + 2y -28 = 0
    troviamo il centro C2(-a/2;-b/2)
    essendo a = -8 e b = 2
    C1(4;-1)
Ora, per trovare la retta dei centri applichiamo la formula della retta per due punti
y - y1

y2 - y1
= x - x1

x2 - x1
Ho x1 = -2   y1 = 1   x2 = 4   y2 = -1
y - 1

-1 -1
= x - (-2)

4 - (-2)
y - 1

-2
= x + 2

6
6y -6 = -2x - 4
2x + 6y -2 = 0

divido per 2
x + 3y -1 = 0
la pongo in forma esplicita
y = -1/3 x + 1/3
la confronto con la forma esplicita dell'asse radicale
y = 3x + 2
essendo i coefficienti angolari -1/3 e 3 uno inverso ed opposto dell'altro le due rette sono perpendicolari fra loro come dovevamo verificare

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