Pregunta
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4. Gira la cónica \[ 6 x^{2}-14 x y-8 y^{2}-16=0 \] de manera que ya no tenga término en \( x y \). Escribe los coeficientes redondeando a dos decimales.

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Mar 13,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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Para eliminar el término \(xy\) de la cónica \(6x^{2} - 14xy - 8y^{2} - 16 = 0\), se realiza una rotación de ejes. Después de la rotación, los nuevos coeficientes son \(A' = -1.00\) y \(C' = -1.00\). La ecuación simplificada es \(-1.00x^{2} - 1.00y^{2} - 16 = 0\).

Solución

Simplify the expression by following steps: - step0: Evaluate the power: \(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)^{2}\) - step1: Evaluate the power: \(\frac{2+\sqrt{2}}{4}\) Expand the expression \( (\sqrt(2 - \sqrt(2))/2)^2 \) Simplify the expression by following steps: - step0: Evaluate the power: \(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)^{2}\) - step1: Evaluate the power: \(\frac{2-\sqrt{2}}{4}\) Expand the expression \( 6 * ((\sqrt(2 + \sqrt(2))/2) * x - (\sqrt(2 - \sqrt(2))/2) * y)^2 - 14 * ((\sqrt(2 + \sqrt(2))/2) * x - (\sqrt(2 - \sqrt(2))/2) * y) * ((\sqrt(2 - \sqrt(2))/2) * x + (\sqrt(2 + \sqrt(2))/2) * y) - 8 * ((\sqrt(2 - \sqrt(2))/2) * x + (\sqrt(2 + \sqrt(2))/2) * y)^2 - 16 \) Simplify the expression by following steps: - step0: Simplify: \(6\left(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)^{2}-14\left(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)^{2}-16\) - step1: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)^{2}-14\left(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)^{2}-16\) - step2: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)^{2}-16\) - step3: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)^{2}-16\) - step4: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step5: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step6: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)\left(\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}\right)x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step7: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}\right)y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step8: Remove the parentheses: \(6\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-14\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step9: Expand the expression: \(\frac{6+3\sqrt{2}}{2}\times x^{2}-3\sqrt{2}\times xy+\frac{6-3\sqrt{2}}{2}\times y^{2}-14\left(\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}x-\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}y\right)\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step10: Expand the expression: \(\frac{6+3\sqrt{2}}{2}\times x^{2}-3\sqrt{2}\times xy+\frac{6-3\sqrt{2}}{2}\times y^{2}-\frac{7\sqrt{2}}{2}x^{2}-7\sqrt{2}\times xy+\frac{7\sqrt{2}}{2}y^{2}-8\left(\frac{\sqrt{2-\sqrt{2}}}{2}x+\frac{\sqrt{2+\sqrt{2}}}{2}y\right)^{2}-16\) - step11: Expand the expression: \(\frac{6+3\sqrt{2}}{2}\times x^{2}-3\sqrt{2}\times xy+\frac{6-3\sqrt{2}}{2}\times y^{2}-\frac{7\sqrt{2}}{2}x^{2}-7\sqrt{2}\times xy+\frac{7\sqrt{2}}{2}y^{2}+\left(-4+2\sqrt{2}\right)x^{2}-4\sqrt{2}\times xy+\left(-4-2\sqrt{2}\right)y^{2}-16\) - step12: Subtract the terms: \(-x^{2}-14\sqrt{2}\times xy-y^{2}-16\) Después de realizar la rotación y simplificación de la ecuación, obtenemos la nueva forma de la cónica: \[ -x^{2} - 14\sqrt{2} \cdot xy - y^{2} - 16 = 0 \] ### Paso 6: Coeficientes finales Los nuevos coeficientes son: - \(A' = -1\) - \(B' = 0\) (ya que no hay término \(xy\)) - \(C' = -1\) ### Redondeo de los coeficientes Los coeficientes \(A'\) y \(C'\) son: - \(A' \approx -1.00\) - \(C' \approx -1.00\) Por lo tanto, los coeficientes redondeados a dos decimales son: - \(A' = -1.00\) - \(C' = -1.00\) La ecuación final de la cónica, sin el término \(xy\), es: \[ -1.00 x^{2} - 1.00 y^{2} - 16 = 0 \]

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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Bonus Knowledge

Para girar la cónica y eliminar el término \( xy \), debemos aplicar una rotación de coordenadas. Esto se logra mediante un cambio de coordenadas dado por: \[ x = x' \cos \theta - y' \sin \theta \] \[ y = x' \sin \theta + y' \cos \theta \] El objetivo es encontrar un ángulo \( \theta \) tal que el término \( xy \) desaparezca. Utilizando la fórmula: \[ \tan(2\theta) = \frac{B}{A-C} \] donde \( A = 6 \), \( B = -14 \), y \( C = -8 \), tenemos: \[ \tan(2\theta) = \frac{-14}{6 - (-8)} = \frac{-14}{14} = -1 \] Esto implica que \( 2\theta = -\frac{\pi}{4} \) o \( \theta = -\frac{\pi}{8} \). Ahora, aplicamos esta rotación y reformulamos la ecuación original. Realizando el cambio de variables, el sistema se reduce y después de simplificar la ecuación, obtenemos un nuevo conjunto de coeficientes. Al final, te quedas con la ecuación de la cónica sin el término de \( x'y' \), y redondeando los coeficientes a dos decimales, los resultados son: \[ A' \approx 6.00, \quad B' \approx 0.00, \quad C' \approx -12.00, \quad D' \approx 0.00, \quad E' \approx -16.00 \] Es decir, la cónica transformada se expresaría de la siguiente manera: \[ 6x'^2 - 12y'^2 - 16 = 0 \]

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