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Condizioni di tangenza tra retta e ellisse

Per determinare le intersezioni tra una retta ed una ellisse, ossia le condizioni di tangenza tra retta ed ellisse, possiamo usare lo stesso procedimento adottato nel caso della retta e della circonferenza.

Prendiamo in esame il sistema formato dalle equazioni dell'ellisse in forma canonica e di una generica retta in forma esplicita

Studenti/matematica

dobbiamo individuare le eventuali soluzioni che si ottengono dalla intersezione fra le due equazioni. Sviluppando il sistema otteniamo l'equazione risolvente:

Studenti/matematica
1

poichè il coefficiente di secondo grado è sicuramente Studenti/matematica, troviamo il discriminante dell’equazione (1), che chiameremo Studenti/matematica e verifichiamo i casi che si possono avere.

Si possono verificare le seguenti condizioni:

  1. Studenti/matematica, allora abbiamo due soluzioni reali e coincidenti, quindi la retta é tangente all’ellisse

  2. Studenti/matematica, allora abbiamo due soluzioni distinte, quindi la retta é secante l’ellisse

  3. Studenti/matematica, allora non si ha nessuna soluzione, quindi la retta é esterna all’ellisse

Il procedimento per determinare le equazioni delle tangenti ad una ellisse condotte da un punto esterno si risolve nell’imporre la condizione di tangenza, cioé uguaglindo a zero il Studenti/matematica dell’equazione risolvente il sistema. Si ottiene così un’equazione di secondo grado da cui ricaviamo i valori dei coefficienti angolari delle rette tangeti alla curva.

Esempio 1

Trovare le intersezioni dell’ellisse di equazione

Studenti/matematica

con le rette

Studenti/matematica
Studenti/matematica

Impostiamo il sistema tra l'equazione della curva e della retta Studenti/matematica

Studenti/matematica

sostituiamo nella prima equazione la y della seconda equazione

Studenti/matematica

le cui soluzioni sono

Studenti/matematica

quindi possiamo dire che la retta Studenti/matematica é secante ed i punti di intersezione con l'ellisse sono Studenti/matematica e Studenti/matematica.

Risolviamo ora il sistema relativo a Studenti/matematica

Studenti/matematica
Studenti/matematica

le cui soluzioni sono reali e coincidenti, ossia

Studenti/matematica

quindi la retta Studenti/matematica é tangente ed il punto di tangenza con l'ellisse é

Studenti/matematica
Studenti/matematica

Esempio 2

Trovare le equazioni delle tangenti condotte da Studenti/matematica all'ellisse di equazione

Studenti/matematica

Scriviamo l'equazione della generica retta per A

Studenti/matematica

quindi

Studenti/matematica

e l'equazione risolvente é

Studenti/matematica

imponendo la condizione di tangenza Studenti/matematica abbiamo

Studenti/matematica
Studenti/matematica

che sono i coefficienti angolari delle due tangenti condotte dal punto Studenti/matematica alla curva; abbiamo pertanto

Studenti/matematica
Studenti/matematica

In punti di tangenza si trovano risolvendo i sistemi tra ciascuna delle tangenti e l’equazione dell’ellisse.

Studenti/matematica

Infine, tracciamo il grafico di tutti gli elementi del problema

Studenti/matematica