Parábola

Foco, diretriz e eixo

Extraia parâmetros com sinais corretos e identifique a orientação.

Definição e elementos

Parábola é o lugar dos pontos P equidistantes de um foco F e de uma reta diretriz. O vértice V está sobre o eixo de simetria, no ponto médio entre F e o pé da perpendicular de F à diretriz.

O parâmetro p≠0 é orientado. As distâncias do vértice ao foco e à diretriz valem |p|.

Parábola vertical com foco e diretrizParábola aberta para cima, vértice, foco, diretriz, eixo de simetria e ponto P equidistante do foco e da diretriz.diretrizVFPPF = distância de P à diretriz

Formas canônicas e orientação

vertical: (x−h)²=4p(y−k)
horizontal: (y−k)²=4p(x−h)
Orientação da parábola
EixoSinalAbertura
verticalp>0para cima
verticalp<0para baixo
horizontalp>0para a direita
horizontalp<0para a esquerda

Coordenadas dos elementos

Vertical: V=(h,k), F=(h,k+p), diretriz y=k−p e eixo x=h.

Horizontal: V=(h,k), F=(h+p,k), diretriz x=h−p e eixo y=k.

A diretriz é uma reta, não um ponto. O sinal de p desloca foco e diretriz para lados opostos do vértice.

Lado reto

É a corda perpendicular ao eixo que passa pelo foco; seu comprimento é |4p|.

Vertical: extremos (h±2p,k+p). Horizontal: (h+p,k±2p). A ordem dos sinais não altera o conjunto de extremos.

Relação com a função quadrática

y=a(x−h)²+k,   a=1/(4p),   p=1/(4a)

Para y=ax²+bx+c, com a≠0:

h=−b/(2a),   k=−Δ/(4a)

Todo gráfico de função quadrática real é uma parábola vertical. Parábolas horizontais são cônicas, mas não representam y como função de x em todo o seu domínio.

Completar quadrados

Exemplo 1: x²−6x−8y+1=0.

(x−3)²−9−8y+1=0 ⇒ (x−3)²=8(y+1).

V=(3,−1), p=2, F=(3,1), diretriz y=−3.

Exemplo 2: y²+4y+12x−8=0.

(y+2)²−4+12x−8=0 ⇒ (y+2)²=−12(x−1).

V=(1,−2), p=−3, F=(−2,−2), diretriz x=4.

Construção da equação

Vértice e foco determinam p pela diferença orientada. Vértice e diretriz determinam p pelo lado oposto. Com foco e diretriz, o vértice é o ponto médio, sobre o eixo, entre o foco e o pé da perpendicular.

F=(0,2), diretriz y=−2: V=(0,0), p=2 e x²=8y.

Propriedade refletora

Raios paralelos ao eixo refletem em direção ao foco; reciprocamente, raios que partem do foco refletem paralelamente ao eixo. Essa propriedade explica antenas e refletores parabólicos.

Reflexão na parábolaRaios verticais paralelos ao eixo atingem a parábola e seguem para o foco.Fraios paralelos ao eixo → foco

Pegadinhas e degeneração

  • Confundir p com 4p.
  • Trocar foco e diretriz ou o sentido do sinal.
  • Usar fórmula vertical numa parábola horizontal.
  • Completar quadrados sem compensar o termo adicionado.
  • Se p=0, a forma canônica degenera e não descreve uma parábola.

Questões resolvidas

1. Vertical

(x−2)²=8(y+1).

V=(2,−1), p=2, F=(2,1), diretriz y=−3, lado reto 8.

2. Horizontal

(y+3)²=−12(x−1).

V=(1,−3), p=−3, F=(−2,−3), diretriz x=4, lado reto 12.

3. Função quadrática

y=2x²−8x+5.

y=2(x−2)²−3; V=(2,−3), p=1/8, F=(2,−23/8).

4. Forma geral

x²−6x−8y+1=0.

(x−3)²=8(y+1); V=(3,−1), F=(3,1), diretriz y=−3.

5. Foco e diretriz

F=(0,2), diretriz y=−2.

V=(0,0), p=2; equação x²=8y.

Exercícios

Fácil

1. (x−1)²=12(y+2) abre:

A) para baixoB) para cimaC) à direitaD) à esquerda
Fácil

2. O foco de (y+2)²=−8(x−1) é:

A) (−1,−2)B) (3,−2)C) (1,−4)D) (−2,1)
Médio

3. O comprimento do lado reto de x²=−16y é:

A) 4B) 8C) 64D) 16
Médio

4. Um refletor tem perfil y=(x−2)²/8−3. Foco e diretriz são:

A) F=(2,−5), y=−1B) F=(4,−3), x=0C) F=(2,−1), y=−5D) F=(2,1), y=−7
Médio

5. x²−4x−8y+12=0 tem foco:

A) (2,−1)B) (2,3)C) (4,1)D) (2,−3)
Difícil

6. (x−k)²=4p(y−1) passa por (k+4,3), e seu foco pertence a y=x. Então:

A) k=3, p=2B) k=2, p=3C) k=3, p=1/2D) k=−3, p=2
Difícil

7. F=(2,−1) e diretriz x=6 determinam:

A) (y+1)²=8(x−4)B) (x−4)²=−8(y+1)C) (y+1)²=−8(x−4)D) (y−1)²=−8(x−4)
Difícil

8. y=ax²+bx+c tem vértice (2,−1) e foco (2,0). O par (função, lado reto) é:

A) y=x²−4x+3; 1B) y=(x−2)²−1; 4C) y=x²/4+x; 4D) y=x²/4−x; 4

Gabarito comentado:

1-B: 4p=12, então p=3>0.

2-A: 4p=−8, p=−2; F=(1−2,−2).

3-D: |4p|=16.

4-C: a=1/8, p=2; F=(2,−1) e diretriz y=−5.

5-B: (x−2)²=8(y−1); p=2 e F=(2,3).

6-A: 16=8p dá p=2; foco (k,3) em y=x dá k=3.

7-C: V=(4,−1), p=−2; (y+1)²=−8(x−4).

8-D: p=1, a=1/4; y=(x−2)²/4−1=x²/4−x, e |4p|=4.

Resumo final

  • Parábola: distância ao foco igual à distância à diretriz.
  • p≠0, e |p| mede as duas distâncias a partir do vértice.
  • 4p determina abertura e lado reto.
  • O vértice fica entre foco e diretriz, sobre o eixo.
  • Parábola horizontal não é y=f(x) globalmente.