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Dada la curva con ecuación \( 4 \cdot x^{2}+x-y^{2}+y-3=0 \) determinar la recta tangente y la recta norm \( (-1,1) \) escribe lo que se te pide en cada caso: \( \frac{d y}{d x}=\square \) Escribe el resultado de la derivada anterior de manera implicita. \( \left.\frac{d y}{d x}\right|_{(-1,1)}=\square \) Escribe la recta tangente y normal en forma pendiente ordenada (es decir de la forma \( y=m \cdot x+b \) ) los espacios correspondientes: recta tangente: recta normal:

Ask by Donnelly Norris. in Mexico
Mar 10,2025

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Answer

Pour la courbe \( 4x^2 + x - y^2 + y - 3 = 0 \) et le point \( (-1,1) \): 1. La dérivée implicite est \( \frac{dy}{dx} = \frac{-(8x+1)}{1-2y} \). 2. À \( (-1,1) \), \( \frac{dy}{dx} = -7 \). 3. La droite tangente est \( y = -7x - 6 \). 4. La droite normale est \( y = \frac{1}{7}x + \frac{8}{7} \).

Solution

Soit la courbe d'équation \[ 4x^2 + x - y^2 + y - 3 = 0. \] 1. Pour trouver \(\frac{dy}{dx}\), on dérive implicitement par rapport à \(x\) : \[ \frac{d}{dx}(4x^2) + \frac{d}{dx}(x) - \frac{d}{dx}(y^2) + \frac{d}{dx}(y) - \frac{d}{dx}(3)=0. \] Ce qui donne : \[ 8x + 1 - 2y\frac{dy}{dx} + \frac{dy}{dx} = 0. \] On regroupe les termes en \(\frac{dy}{dx}\) : \[ 8x + 1 + \frac{dy}{dx}(1 - 2y) = 0. \] D'où : \[ \frac{dy}{dx}(1-2y) = - (8x+1), \] et donc, \[ \frac{dy}{dx}=\frac{-(8x+1)}{1-2y}. \] 2. L'expression de la dérivée de manière implicite est : \[ \boxed{\frac{dy}{dx}=\frac{-(8x+1)}{1-2y}}. \] 3. Pour le point \( (-1,1) \), on calcule : \[ \left.\frac{dy}{dx}\right|_{(-1,1)} = \frac{-\bigl(8\cdot (-1)+1\bigr)}{1-2\cdot 1} = \frac{-(-8+1)}{-1} = \frac{-(-7)}{-1} = \frac{7}{-1} = -7. \] On a donc : \[ \boxed{\left.\frac{dy}{dx}\right|_{(-1,1)}=-7}. \] 4. La tangente passant par \( (-1,1) \) a pour pente \( m_t=-7 \). La forme point-pente donne : \[ y - 1 = -7(x+1). \] On écrit la droite tangente en forme « pente–ordonnée à l'origine » : \[ y = -7x - 7 + 1 = -7x - 6. \] Ainsi, la droite tangente est : \[ \boxed{y=-7x-6}. \] 5. La normale étant perpendiculaire à la tangente, sa pente \( m_n \) est l'inverse opposé de \( m_t \) : \[ m_n = -\frac{1}{m_t} = -\frac{1}{-7} = \frac{1}{7}. \] La droite normale passant par \( (-1,1) \) est : \[ y - 1 = \frac{1}{7}(x+1). \] On la met en forme \( y = m \cdot x + b \) : \[ y = \frac{1}{7}x + \frac{1}{7} + 1 = \frac{1}{7}x + \frac{8}{7}. \] Ainsi, la droite normale est : \[ \boxed{y=\frac{1}{7}x+\frac{8}{7}}. \]

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Extra Insights

Para encontrar la pendiente de la recta tangente, primero derivamos implícitamente la ecuación \( 4 \cdot x^{2} + x - y^{2} + y - 3 = 0 \). Al derivar, obtenemos: \[ 8x + 1 - 2y\frac{dy}{dx} + \frac{dy}{dx} = 0 \] Simplificando, tenemos: \[ \frac{dy}{dx}(1 - 2y) = -8x - 1 \] Despejando \(\frac{dy}{dx}\): \[ \frac{dy}{dx} = \frac{-8x - 1}{1 - 2y} \] Ahora, evaluamos en el punto \((-1, 1)\): \[ \left.\frac{dy}{dx}\right|_{(-1,1)} = \frac{-8(-1) - 1}{1 - 2(1)} = \frac{8 - 1}{1 - 2} = \frac{7}{-1} = -7 \] Ahora podemos escribir la recta tangente y la recta normal. Para la recta tangente usamos la forma \( y - y_0 = m(x - x_0) \), entonces: 1. Para la recta tangente: \( y - 1 = -7(x + 1) \) Desarrollando esto, obtenemos: \( y = -7x - 7 + 1 \) \( y = -7x - 6 \) 2. Para la recta normal, dado que es perpendicular, su pendiente será \( \frac{1}{7} \): \( y - 1 = \frac{1}{7}(x + 1) \) Desarrollando esto, se obtiene: \( y = \frac{1}{7}x + \frac{1}{7} + 1 \) \( y = \frac{1}{7}x + \frac{8}{7} \) Por lo tanto, completamos los espacios: \(\frac{dy}{dx} = \frac{-8x - 1}{1 - 2y}\) \(\left.\frac{dy}{dx}\right|_{(-1,1)} = -7\) Recta tangente: \(y = -7x - 6\) Recta normal: \(y = \frac{1}{7}x + \frac{8}{7}\)

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