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quinta-feira, 29 de junho de 2017

Pontos equidistantes do centro e de algum lado de um quadrado

Nesta postagem, vamos determinar o conjunto de pontos que estão a uma mesma distância do centro e de algum lado de um quadrado.

CONSTRUÇÃO 1


Vamos considerar um triângulo qualquer com vértices $A,B$ e $C$. Vamos determinar os conjunto de pontos que são equidistantes do ponto $C$ e do lado $\overline{AB}$.

Sendo $s$ a reta determinada pelos ponto $A$ e $B$, os pontos que estão a uma mesma distância do ponto $C$ e da reta $s$ são pontos pertencentes a parábola $\phi$ que tem foco no ponto $C$ e reta diretriz $s$.  Para limitar os pontos equidistantes de $C$ e do segmento $\overline{AB}$, é só limitar a parábola nos pontos $A'$ e $B'$ que são as interseções entre as perpendiculares de $s$, nos pontos $A$ e $B$, respectivamente, e a parábola $\phi$.

CONSTRUÇÃO 2
Vamos determinar o conjunto de pontos que estão a uma mesma distância do centro $C$ e de algum lado do quadrado $PQRS$.
Traçando as diagonais, dividiremos o quadrado $PQRS$ em quatro triângulos congruentes, $\triangle PCS, \triangle PCQ, \triangle QCR$ e $\triangle RCS$, ver figura a seguir.
Dessa forma, o ponto $C$ é vértice de todos os triângulos que compõe o quadrado $PQRS$ e, cada triângulo, possui um dos lados do quadrado. Vamos observar apenas $\triangle PCS$. Os pontos internos estão mais próximos do lado $\overline{PS}$ do que qualquer um dos outros três lados do quadrado ao contrário dos pontos externos ao triângulo, que estão mais próximos de algum dos outros três lados do quadrado do que do lado $\overline{PS}$. Por esta razão e pela Construção 1, os pontos equidistantes de $\overline{PS}$ e de $C$ são os pontos da parábola que tem foco em $C$ e diretriz $\overline{PS}$ e que são internos a $\triangle PCS$. 
De forma análoga, podemos encontrar os outros pontos que estão mais próximos de algum dos outros três lados do quadrado e de $C$.

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