El eje OX representa la banda de una mesa de billar. Una bola que está situada en el punto A(1,6) tiene que tocar la bola situada al punto B(5,2) después de rebotar en la banda (cuando la bola de billar rebota en la banda, los ángulos de la figura son iguales).
Determinad:
a) El punto exacto P donde la bola debería de topar con la banda.
b)La ecuación de la trayectoria inicial que tiene que seguir la bola.
c) la ecuación de la trayectoria que sigue la bola después de haber topado con la banda, hasta tocar la bola en el punto B.
d) El ángulo entre las trayectorias AP y PB
Me dan esta gráfica
Puedes plantear las coordenadas del punto: P(x,0).
Luego, observa que el ángulo de inclinación de la recta AP es: a = 180° - α, por lo que su pendiente queda: m1 = tana = - tanα;
luego planteas la pendiente con las coordenadas de los puntos A y P: (6 - 0)/(1 - x) = 6/(1 - x) = - tanα, de donde despejas: tanα = - 6/(1 - x) (1).
Luego, observa que el ángulo de inclinación de la recta PB es β, por lo que su pendiente queda: m2 = tanβ.
luego planteas la pendiente con las coordenadas de los puntos P y b: (2 - 0)/(5 - x) = 2/(5 - x) = tanβ (2).
Luego, tienes en el enunciado que los ángulos α y β tienen medidas iguales, por lo que puedes plantear:
tanα = tanβ, sustituyes las expresiones señaladas (1) (2) y queda:
- 6/(1 - x) = 2/(5 - x), haces pasajes de divisores como factores y queda:
- 6(5 - x) = 2(1 - x), distribuyes en ambos miembros y queda:
- 30 + 6x = 2 - 2x, haces pasajes de términos y queda:
8x = 32, haces pasaje de factor como divisor y queda:
x = 4, de donde tienes que el punto tiene coordenadas: P(4,0).
La pendiente de la recta AP queda: m1 = 6/(1 - 4) = 6/(-3) = - 2, y su ecuación queda:
y - 6 = - 2(x -1), cuya forma explícita es: y = - 2x + 8.
La pendiente de la recta PB queda: m2 = 2/(5 - 4) = 2/1 = 2, y su ecuación queda:
y - 2 = 2(x - 5), cuya forma explícita es: y = 2x - 8.
Si tomamos las inclinaciones de las rectas AP y PB con respecto al semieje OX positivo, tienes:
Para la recta AP: m1 = - 2, de donde tienes: θ1 = arctan(-2) ≅ - 63,43°,
para la recta PB: m2 = 2, de donde tienes: θ1 = arctan(2) ≅ 63,43°;
luego, tienes para el ángulo que forman las trayectorias: θ = θ2 - θ1 ≅ 63,43°- 63,43° = 126,86°.
Si piden la medida del ángulo formado por las rectas AP y PB, con vértice en el punto P que se ve en el gráfico, tienes:
φ ≅ 180° - 63,43°- 63,43° = 180° - 126,86° = 53,14°.
Espero haberte ayudado.

