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As QUESTÃO: Determine, se possível, a equação geral do plano que contém o ponto A(1,2,1) e a reta interseção do plano com o plano yoz. RESOLUÇÃO 1) Atribuir outros pontos para este plano. Sendo assim temos: A(1, 2, 1), B(0, 0, 1) e C(0, 0, 5). Os pontos B e C, são pontos que pertencem ao plano y0z e x=0. 2) Achar os vetores: AB = B-A = (-1, -2, 0) e AC= C-A = (-1, -2, 4) 3) Veriicar se são linearmente independentes: AB= a x AC → (-1, -2, 0) = a x (-1, -2, 4). Neste caso, a = 1, a = 1 e a = 0. São linearmente independentes. 4) Veriicar a norma: AB x AC = det . Não pode ser nulo, pois, são linearmente independentes. Logo AB x AC = -8i+4j+0K → Norma (-8, 4, 0) 5) Achar d: : -8x+4y+d = 0. Substituir o ponto A(1, 2, 1) na equação. -8.(1)+4.(2)+d=0. Sendo assim, d=0. 6) Encontrar a equação geral do plano: : -8x+4y=0. Alguém pode me informar se estes procedimentos estão corretos? Como faço para achar a equação da reta interseção do plano com o plano yoz? Estabelecer a equação geral do plano paralelo ao plano Pi: 2x - 3y -z + 5 = 0 e que contem o ponto C=(4,-2,1). a(x - x1) + b(y - y1) + c(z - z1) = 0 2(x - 4) + (-3)(y - (-2)) + (-1)(z - 1)=0 2x - 8 -3y - 6 +z +1 = 0 2x - 3y - z -8 -6 +1 = 0 2x -3y - z -13 =0 Isolando z= 2x - 3y – 13 Determine a equação geral do plano que passa pelo ponto médio do segmento de extremos A (5,-1,4) e B(-1,-7,1), e seja perpendicular a ele. Ponto médio de BA , Pm Pm= ((5-1)/2 , (-1-7)/2 , (4+1)/2) ou Pm=(2,-4, 5/2) Vetor na direçao BA , v ou BA=v =( -1-5,-7+1,1-4)=(-6,-6,-3) Vetor pertencente ao plano BA v=(-6,-6,-3) ; ponto do plano perpendicular a Pn , Pv=(x.y,z) ; vetor u na direçao do plano perpendicular ao primeiro plano passando por Pn u= (x-2,y+4,z- 5/2); como u e v são perpendiculares então , uv=0 (x-2,y+4,z-5/2)(6,6,3)=0 6x-12+6y+24+3z-15/2= 0 12x-24 +12y+48+6z-15=0 12x+12y+6z+9=0 4x+4y+2z+3=0 Resp, 4x+4y+2z+3=0 Dado o plano x+y+z-1=0 ache suas equações vetorial e paramétricas.? Para achar as equações vetoriais e paramétricas de um plano precisamos de dois vetores base do plano, ou seja, dois vetores paralelos ao plano e não paralelos entre si. Possuindo a equação do plano conseguimos encontrar os ininitos pontos do plano. Como fazemos isso? Arbritamos dois valores quaisquer para duas variáveis (um para cada) encontramos o valor da outra variável. Por exemplo: Ponto A: x = 0 y = 0 z = 1 - x -y z = 1 - 0 -0 z = 1 A (0,0,1) Ponto B x = 0 z = 0 y = 1 - x - z y = 1 - 0 - 0 y = 1 B(0,1,0) Ponto C: y = 0 z= 0 x = 1 - y - z x = 1 - 0 - 0 C(1,0,0) Temos 3 pontos pertencentes ao plano ( pontos A,B e C) e com eles somos capazes de formar os dois vetores base do plano. Eles podem ser, por exemplo AB e AC (assim como poderiam ser AB e BC ou BA E CA): AB = (0,1,-1) AC - (1,0,-1) Conhecido um ponto pertencente ao plano e dois vetores base do plano somos capazes de encontrar as equações vetorial e paramétrica do plano. Equação vetorial: (x,y,z) = ( 0,0,1) + h(0,1,-1) +t(1,0,-1) Onde : (0,0,1) corresponde ao ponto A (mas qualquer outro ponto pertencente ao plano poderia ter sido utilizado) (0,1,-1) e (1,0,-1) são vetores base do plano, nesse caso AB e AC h e t : são parâmetros. Equação paramétrica: Resolvendo a equação vetorial e isolando x,y e z encontramos a equação paramétrica do plano: x = t y = h z = 1 - h –t Dada a equação geral do plano Pi: 3x -2y -z -6 = 0, determinar um sistema de equações paramétricas de Pi.? Exemplo Dado o plano pi cuja equação geral é 3x -2y - z - 6 = 0 , determine a equação paramétrica deste plano. Solução: Primeiro isolamos uma das variáveis em função das outras duas. Para facilitar os cálculos isolamos z : z = x - 2 y - 6 Portanto, isso signiica que escolhemos x e y como variáveis livres. Atribuindo a elas valores arbitrários, digamos x = t e y = s , obtemos a equação paramétrica do plano pi : pi : x = t , y = s e z = t - 2y – 6 Sendo x = 1 + h - 2t y = 1 - t z = 4 + 2h - 2t ; as equações paramétricas de um plano (pi), obter uma equação geral do plano. eq(3)-2.eq(1): ...z=4+2h-2t -2x=-2-2h+4t ------------------- z-2x=2+2t........eq(4) Da eq(2), tiramos: t=1-y. Substituindo em eq(4), temos: z-2x=2+2-2y 2x-2y-z=-4 2x-2y-z+4=0 Resposta....2x-2y-z+4=0 Seja o plano0 3x+y-z-4=0. O valor de K para que o Plani1: Kx-4y+4z-7=0, seja paralelo ao planno0 dado. planos paralelos apresentam uma mesma direção e as coordenadas indica dependência linear entre os vetores k/3 =-4/1 = 4/-1 , logo k = -12 Determinar valor de alfa para que os pontos A(α,1,9) B(2,3,4) C(-4,-1,6) e D(0,2,4) sejam coplanares V=B-C = (6,4,-2) U=D-C= (4,3,-2) N = i j k 6 4 -2 = -2i +4j + 2k N(-2,4,2) 4 3 2 -2x + 4y +2z +d = 0 substitui com o ponto d -2.0 +4.2 + 2.4 + d = 0 d=-16 -2x + 4y +2z -16 = 0 substitui com o ponto a -2α +4.1 +2.9-16=0 α=3 *Forme os vetores AB=(7-a , 2+1, 1-5) = (7-a, 3 , -4) AC=(-1-a , -3+1,-1-5) =(-1-a, -2,-6) AD=(1-a, +1,3-5) ...... =(1-a,1, -2 ) Se det M= 0 os pontos são coplanares, então M= l 7-a 3 -4 l l-1-a -2 -6 l l1-a 1 -2 l Resolvendo pela primeira coluna detM=(7-a) .(4+6) -(-1-a) ( -6+4) +(1-a)(-18 -8) = (7-a) .(10) +(1+a) ( -2) +(1-a)(-26) = 70 -10a -2-2a-26+26a= 14a=-42 a= - 3 ... se a = -3 detM= 0 Resp a= - 3 Determinar a equação geral pelo seguinte caso. O plano passa por A(2,0,-2) e é paralelo aos vetores u=i-j+k e v=2i+3j. Mas, essa pergunta é de matemática e não de física ; w = u x v /..i....j....k../ /.1...-1...1../ => 2j + 3k + 2k - 3i => (-3, 2, 5) /.2....3...0../ Equação vetorial do plano: (x - 2, y, z + 2) . (-3, 2, 5) = 0 -3x + 6 + 2y + 5z + 10 = 0 -3x + 2y + 5z + 16 = 0; É a nossa equação geral. Escreva a equação geral do plano das retas paralelas: r: x-2/2=y-3/1-z-4/3 s: (x,y,z=(- 1,3,2)+(4,2,6)? r: (x - 2)/2 = (y - 3)/1 = (z - 4)/3 s: (x,y,z) = (-1,3,2) + λ(4,2,6) Podemos escrever s também na sua forma simétrica: s: (x,y,z) = (-1,3,2) + (4λ,2λ,6λ) s: (x,y,z) = (-1 + 4λ, 3 + 2λ, 2 + 6λ) x = -1 + 4λ ⇒ λ = (x + 1)/4 y = 3 + 2λ ⇒ λ = (y - 3)/2 z = 2 + 6λ ⇒ λ = (z - 2)/6 Agora, podemos escrever as equações de "r" e de "s" na forma simétrica: r: (x - 2)/2 = (y - 3)/1 = (z - 4)/3 s : (x + 1)/4 = (y - 3)/2 = (z - 2)/6 Vamos começar a resolver o problema agora. Se arbitrarmos dois pontos, A e B, um em "r" e o outro em "s", o segmentos de reta AB, que unirá as retas "r" e "s", pertencerá ao plano π formado pelas retas "r" e "s". Arbitraremos uma das três coordenadas do ponto A e do ponto B e deduziremos as outras duas. A escolha é totalmente arbitrária, mas vamos escolher, sempre que possível, valores "zero", para facilidade de cálculo. Escolha de um ponto A ∈ r Escolhamos (x,y,z) = (0,y,z). Como A∈r, vamos substituir esses valores nas equações de r: (0 - 2)/2 = (y - 3)/1 ⇒ y = 2 (2 - 3)/1 = (z - 4)/3 ⇒ z = 1 A(0,2,1) Escolha de um ponto B ∈ s Escolhamos (x,y,z) = (0,y,z). Como B∈s, vamos substituir esses valores nas equações de s: (0 + 1)/4 = (y - 3)/2 ⇒ y = 7/2 (7/2 - 3)/2 = (z - 2)/6 ⇒ z = 8 B(0,7/2,8) Estão aí dois pontos, A e B, com A∈r e B ∈ s. Podemos achar um vetor AB diretor da reta que passa pelo segmento AB: AB = B - A = (0-0, 7/2-2, 8-1) = (0, 1/2, 7) Um vetor, u, também diretor da reta que passa pelo segmento de reta AB, é: u = 2AB = 2(0, 1/2, 7) u = (0, 1, 14) (I) Agora, tomemos um vetor diretor de uma das duas retas, "r" ou "s". Como a reta "s" já está escrita na forma paramétrica, a descoberta de um vetor diretor é imediata: o vetor (4, 2, 6) é um vetor diretor de "s". Claro que v = (2, 1, 3) também é um vetor diretor de "s". Portanto, temos dois vetores, u e v, paralelos ao plano cuja equação queremos encontrar. Sabe-se que o produto vetorial de u por v é um vetor n, normal ao plano π: n = u∧v ......i......j.....k n = 0....1....14 ......2....1.....3 n = - 11i+ 28j - 2k n = (-11, 28, -2) Sabe-se que, se um vetor n = (a, b, c) é normal a um plano π,então a equação desse plano será: π: ax + by + cz + d = 0 (II) Ou seja, se o vetor n = (-11, 28, -2) é normal a um plano π, a equação desse plano será: - 11x + 28y - 2z + d = 0 (III) Falta achar d? Moleza!!! É só substituir qualquer ponto que pertença ao plano π (o ponto A, por exemplo) na equação (III): A(0, 2, 1) ∈ π, então: - 11(0) + 28(2) - 2(1) + d = 0 56 - 2 + d = 0 d = - 54 Substituindo d = - 54 na equação (III), temos, inalmente, a equação de π: π : - 11x + 28y - 2z - 54 = 0 O plano contem os pontos A(1,-2,2) e B(-3,1,-2) e é perpendicular ao plano 2x+y-z+8=0 como calculo isso? -Reta perpendicular ao plano que passa por A: (x-1)/2=(y+2)/1=(z-2)/(-1) x-y+z-5=0 -Reta perpendicular ao plano que passa por B: (x+3)/2=(y-1)/1=(z+2)/(-1) x-y+z+6=0 -Elegendo um ponto C pertencente a uma das retas perpendiculares ao plano, como, por exemplo, C(2,-2,1) que pertence a reta x-y+z-5=0, o plano que passa por A, B e C é: | (x-2)......(y+2).......(z-1) | | (1-2)......(-2+2)......(2-1) | = 0 | (-3-2).....(1+2)......(-2-1) | 3x-6+3y+6+5y+10+3z-3=0 3x+8y+3z+7=0 Resposta:...3x+8y+3z+7=0 Sendo x=1+h-2t ; y=1-t ; z=4+2h-2t,equações paramétrica de um plano, obter a equação geral? Isolando t na 2ª equação: t=1-y Substituindo t na 3ª equação e isolando h: z=4+2h-2(1-y) => z=4+2h-2+2y => z=2+2h+2y => h=(z-2-2y)/2 Substituindo t e h na 1ª equação: x=1+(z-2-2y)/2 -2(1-y) multiplicando a equação em ambos os lados por 2: 2x=2 + z-2-2y - 4(1-y) 2x= z-2y -4 +4y 2x= z +2y -4 2x-2y-z+4=0 Obter a equação geral de um plano pelo seguinte caso. O plano passa pelos pontos A(2,1,2) B(1,-1,4) e é perpendicular ao plano xOy. vamos la vetor diretor = B-A = (1,-2,2) plano alfa = (2,1,2)+t(1,-2,2) = x= 2+t y= 1-2t z= 2+2t com t E R okkk Determinar a equação geral do plano que contém os pares de retas: r: x = z ;y = -3 e s: {x= -t ; y=1 ; z=2-t? Observe: Solução: ....{ x = z r : { ....{ y = - 3 e .....{ x = 0 - 1.t s : { y = 1 + 0.t .....{ z = 2 - 1.t Devemos encontrar um ponto de r e um ponto de s , pois sabemos que ambos pertencerá ao plano, temos que: A( 1 , - 3 , 1 ) Є r e Є π₁ B( 0 , 1 , 2 ) Є s e Є π₁ Por outro lado; ▬► AB = B - A = ( 0 , 1 , 2 ) - ( 1 , - 3 , 1 ) ▬► AB = ( - 1 , 4 , 1 ) = ( a , b , c ) , vetor diretor do plano π₁. Podemos concluir que o vetor dirtor da reta s ( - 1 , 0 , - 1 ) = ( d , e , f ) Є π₁, já que a mesma está contida nele. Adotando o ponto B( 0 , 1 , 2 ) = B( x₀ , y₀ , z₀ ), temos que: │x - x₀.....y - y₀.....z - z₀│ │...a... ..... .b....... ....c...│ = 0 │...d.... ......e...... .....f....│ │x - 0.....y - 1....z - 2│ │- 1... .... .0... ...- 1..│ = 0 │- 1...... ...4... .....1..│ ...- 1....... ... .... ...1 │..x.. .....y - 1....z - 2│ │- 1... .... .0... ...- 1..│ = 0 │- 1...... ...4... .....1..│ ... ..x.. ...... ....z - 2 - 4z + 8 + y - 1 + y - 1 + 4x = 0 4x + 2y - 4z + 6 = 0 : 2 R ─────► π₁: 2x + y - 2z + 3 = 0 **Determine a equação geral do plano que contém o ponto A e a reta interseção do planos pi1 e p2? A(2,0,1) pi1: 2x - 3y - 5z = 0 e pi2: x - y = 0 2x-3y-5z+A·(x-y)=0 com 2·2-3·0-5·1 + A(2-0)=0 --> 4-5+2A=0 --> A=1/2 --> (2+1/2)·x + (-3-1/2)·y - 5z=0 --> 5/2·x-7/2·y-5z=0 --> Plano: 5x-7y-10z=0 Determinar a equaçao do plano? Mediador do segmento de extremos A ( 1,-2,6) e B( 3 ,0 ,0) O plano mediador de um segmento é perpendicular ao mesmo, no seu ponto médio . Calculo do ponto médio P do segmento xm=(1+3)/2=4/2=2 ym=(-2+0)/2=-2/2=-1 zm=(6+0)/2=6/2=3 logo P(2, -1,3) vetor AB=u=(3-1,0+2,0-6)=(2,2,-6) u=(2,2,-6) Um vetor v do plano perpendicular a u , tome um x , y, z do plano e combine com as coordenadas de P, ou v=(x-2,y+1,z-3) O sabe-se que produto escalar u.v=0 , fornece a equação do plano mediador portanto (2,2,-6).(x-2,y+1,z-3)=0 2x-4+2y+2-6z+18=0 2x+2y-6z+16=0 x+y-3z+8=0 ou x+y-3z=-8 Resp: x+y-3z+8=0 ou x+y-3z=-8 Prova, o ponto médio Pertence ao plano encontrado então suas coordenadas tem que satisfazer a equação do plano senão vejamos P(2, -1,3) aplicado em x+y-3z=-8; 2-1-3.3= 2-10=-8 , de acordo Determinar a equação geral do plano paralelo ao plano 2x-3y-z+5=0 e que contém o ponto a(1,2,3)? Observe: 1ª Maneira: Como o plano π a ser encontrado é paralelo ao plano 2x - 3y - z + 5 = 0 , logo ele terá o mesmo vetor normal ao plano ( 2 ).x + ( - 3 ).y + ( - 1 ).z + 5 = 0 , já que o vetor normal é ortogonal ao plano dado e ao plano a ser encontrado, daí; → n = ( 2 , - 3 , - 1 ) Logo; ......... ....▬►.→ X Є π ⇔ AX . n = 0 . Então , pondo X = ( x , y , z ) , vem; X Є π ⇔ [ ( x , y , z ) - ( 1 , 2 , 3 ) ].( 2 , - 3 , - 1 ) = 0 ( x - 1 , y - 2 , z - 3 ).( 2 , - 3 , - 1 ) = 0 2.( x - 1 ) - 3.( y - 2 ) - 1.( z - 3 ) = 0 2x - 2 - 3y + 6 - z + 3 = 0 2x - 3y - z + 7 = 0 Portanto; R ▬▬▬▬►π : 2x - 3y - z + 7 = 0 2ª Maneira: Como o plano π a ser procurado possui vetor normal n = ( 2 , - 3 , - 1 ) , já que os planos são paralelos , então a sua equação geral é da forma : 2x - 3y - z = d. Como passa por A( 1 , 2 , 3 ), temos: 2x - 3y - z = d ⇒ 2.1 - 3.2 - 1.3 = d ⇒ d = 2 - 6 - 3 ⇒ d = - 7 Daí; 2x - 3y - z = - 7 Portanto; R ▬▬▬▬►π : 2x - 3y - z + 7 = 0 Dado os pontos A (3,-1,2) e R dada x=t y=2-t z= 3+2t? Determinar a equação geral do plano que contém o ponto e a reta dados. Ola Passarei os principais pontos e você faz os cálculos; Dados: --> O ponto: A (3,-1,2) -->A reta r: x=t y=2-t z= 3+2t Determinar a equaçao geral do plano contendo o ponto A e a reta r Soluçao (passo 1) Escrevendo a equaçao vetorial da reta r (obtenho isto a partir das informaçoes dadas) B = (0,2,3) + t (1,-1,2) Dai temos o vetor diretor da reta r (primeiro vetor diretor) v=(1,-1,2) e o ponto de origem da reta r: P(0,2,3) (passo 2) Faça um desenho montrando a reta r e o ponto A, ponto A nao pertence a r; visualize tbem o veto v e o ponto P (passo 3) Vamos agora obter o segundo vetor diretor do plano: u = PA = A - P = (3,-1,2) - (0,2,3) = (3,-3,-1) (passo 4) A equaçao vetorial do plano eh dada por: X = P + a u + b v com "a" e "b" sendo parametros reais. Dai (x,y,z) = (0,2,3) + a (3,-3,-1) + b (1,-1,2) Uma observaçao a partir da equaçao acima podemos escrever X - P = a u + b v ==> PX = a u + b v logo PX = X - P = (x-0, y-2,z-3) (passo 5) Os vetores u, v e PX sao Linearmente Dependentes (veriique isto), logo a equaçao geral do plano é calculada pelo seguinte determinante: det[PX, u, v] = 0 ***aqui neste editor é impossivel representar uma matriz bem como o seu determinante, dai represente cada vetor numa linha; em seguida calcule o determinante (faça isto) det[ (x-0, y-2,z-3), (3,-3,-1) , (1,-1,2) ]=0 Obtenha equaçao geral: x+y=0 Dado o ponto P(5,2,3) e o plano pi: 2x+y+z-3=0, determinar:? a) Equações Paramétricas da reta que passa por P e é perpendicular a pi (Eu iz) b)A projeção ortogonal de P sobre o plano pi c)O ponto P' simétrico de P em relação a pi d) A distância de P ao plano pi. a) Vamos encontrar pontos que pertencem a pi: Sejam A(0,2,1), B(0,1,2) e C(2,-1,0). Todos satizfazem 2x+y+z-3=0 Logo podemos escrever dois vetores diretores LI de pi como sendo (B-A) = (0,-1,1) (C-A) = (2,-3,-1) Seja r a reta que passa por P e é perpendicular a pi. Seja u = (a,b,c) um vetor diretor de r. Por perpendicularidade devemos ter: 1) u.(B-A) = 0 → (a,b,c).(0,-1,1) = 0 → b = c (i) 2) u.(C-A) = 0 → (a,b,c).(2,-3,-1) = 0 → 2a - 3b - c = 0 2a = 3b + c = 4c → a = 2c (ii) De (i) e (ii): (a,b,c) = (2c,c,c) Para c = 1 icamos com u = (2,1,1) e a equação paramétrica ica: (x,y,z) = (5,2,3) + t(2,1,1) = (5+2t,2+t,3+t) x = 5 + 2t y = 2 + t z = 3 + t b) Para um ponto Q(a,b,c) pertencente ao plano, devemos ter (P-Q) perpendicular a (B-A) = (0,- 1,1) e a (C-A) = (2,-3,-1). Dessa forma Q será a projeção ortogonal de P sobre pi. (P-Q) = (5-a, 2-b, 3-c) Por perpendicularidade devemos ter: 1)(P-Q).(B-A) =0 → (5-a, 2-b, 3-c).(0,-1,1) = 0 b - 2 + 3 - c = 0 → b = c - 1 (I) 2)(P-Q).(C-A) = 0 → (5-a, 2-b, 3-c).(2,-3,-1) = 0 10 - 2a + 3b - 6 + c - 3 = 0 -2a + 3b + c = -1 -2a + 3c - 3 + c = -1 -2a = -4c + 2 a = 2c - 1 (II) De (I) e (II): Q = (a,b,c) = (2c-1,c-1,c) Mas Q pertence ao plano, logo, 2(2c-1) + (c-1) + c - 3 = 0 4c - 2 + c - 1 + c - 3 = 0 c = 1 Logo Q = (1,0,1) c) Temos que (P-Q) = (5,2,3) - (1,0,1) = (4,2,2) O ponto P' pode ser encontrado fazendo-se Q - (P-Q). Logo, P' = Q - (P-Q) = (1,0,1) - (4,2,2) = (-3,-2,-1) d) A distância de P a pi é a magnitude do vetor (P-Q) = (4,2,2). Logo, d² = 4² + 2² + 2² d² = 16 + 8 d² = 24 d = 2√6 Determine, se possível, a equação geral do plano que contém o ponto A(1,2,1) e a reta interseção do plano com o plano yoz. RESOLUÇÃO 1) Atribuir outros pontos para este plano. Sendo assim temos: A(1, 2, 1), B(0, 0, 1) e C(0, 0, 5). Os pontos B e C, são pontos que pertencem ao plano y0z e x=0. 2) Achar os vetores: AB = B-A = (-1, -2, 0) e AC= C-A = (-1, -2, 4) 3) Veriicar se são linearmente independentes: AB= a x AC → (-1, -2, 0) = a x (-1, -2, 4). Neste caso, a = 1, a = 1 e a = 0. São linearmente independentes. 4) Veriicar a norma: AB x AC = det . Não pode ser nulo, pois, são linearmente independentes. Logo AB x AC = -8i+4j+0K → Norma (-8, 4, 0) 5) Achar d: : -8x+4y+d = 0. Substituir o ponto A(1, 2, 1) na equação. -8.(1)+4.(2)+d=0. Sendo assim, d=0. 6) Encontrar a equação geral do plano: : -8x+4y=0. Alguém pode me informar se estes procedimentos estão corretos? Como faço para achar a equação da reta interseção do plano com o plano yoz? Determinar a equação geral do plano que contém o ponto e a reta dados:? A(3,-2,-1) e r: x+2y+z-1=0; 2x+y-z+7=0 Observe: A( 3 , - 2 - 1 ) ....{ x + 2y + z - 1 = 0 r : { ....{ 2x + y - z + 7 = 0 Solução: Devemos encontrar dois pontos pertencentes a reta "r" , pois sabemos que ambos pertencerá ao plano, temos que: Fazendo z = 0 , substituindo na reta r,vem; { x + 2y + 0 - 1 = 0 { 2x + y - 0 + 7 = 0 { x + 2y = 1......x ( - 2 ) { 2x + y = - 7 {- 2x - 4y = - 2 { 2x + y = - 7 ▬▬▬▬▬▬▬ ......- 3y = - 9 ⇒ y = 3 Substituindo y = 3 em x + 2y = 1, vem: x + 2y = 1 ⇒ x + 2.3 = 1 ⇒ x = 1 - 6 ⇒ x = - 5 Daí, temos o ponto B( - 5 , 3 , 0 ) Є r e Є π₁. Obs. Para encontrar o outro ponto, basta fazer z = 1 seguindo o mesmo processo acima icará como exercício para você, chegando ao ponto C( - 4 , 2 , 1 ) Є r e Є π₁. Por outro lado; ▬► AB = B - A = ( - 5 , 3 , 0 ) - ( 3 , - 2 , - 1 ) ▬► AB = ( - 8 , 5 , 1 ) = ( a , b , c ) , vetor diretor do plano π₁. ▬► AC = C - A = ( - 4 , 2 , 1 ) - ( 3 , - 2 , - 1 ) ▬► AC = ( - 7 , 4 , 2 ) = ( d , e , f ) , vetor diretor do plano π₁. Adotando o ponto B( - 5 , 3 , 0 ) = B( x₀ , y₀ , z₀ ), temos que: │x - x₀.....y - y₀.....z - z₀│ │...a... ..... .b....... ....c...│ = 0 │...d.... ......e...... .....f....│ │x - (-5).....y - 3....z - 0│ │..- 8.... .... .5... .... 1..│ = 0 │..- 7...... ....4... .....2..│ ....- 7....... ...........2 │x + 5.....y - 3.... ..z│ │.- 8.... ... .5... .... 1│ = 0 │.- 7..........4... .....2│ ...x + 5...... .........z - 8.4.z + ( x + 5 ).5.2 - 7.( y - 3 ).1 - [ - 8.( y - 3 ).2 - 7.5.z + ( x + 5 ).4.1 ] = 0 - 32z + 10x + 50 - 7y + 21 - ( - 16y + 48 - 35z + 4x + 20 ) = 10x - 4x + 16y - 7y + 35z - 32z + 50 + 21 - 48 - 20 = 0 6x + 9y + 3z + 3 = 0 : 3 Portanto; R ─────► π₁: 2x + 3y + z + 1 = 0 DETERMINAR A EQUACAO GERAL DO PLANO QUE CONTEM O PONTO E A RETA DADOS: A(1,-2,1) E O EIXO DOS X Observe: Solução: A( - 3 , 0 , 4 ) Є π₁ Ora, como o plano contém o eixo dos "x" , logo fornece dois pontos, são eles B( 1 , 0 , 0 ) e C( - 2 , 0 , 0 ), obviamente ambos contidos no plano. Daí; ▬► AB = B - A = ( 1 , 0 , 0 ) - ( 1 , - 2 , 1 ) ▬► AB = ( 0 , 2 , - 1 ) = ( a , b , c ) , vetor diretor do plano π₁. e ▬► AC = C - A = ( - 2 , 0 , 0 ) - ( 1 , - 2 , 1 ) ▬► AC = ( - 3 , 2 , - 1 ) = ( d , e , f ) , vetor diretor do plano π₁. Adotando o ponto B( 1 , 0 , 0 ) = B( x₀ , y₀ , z₀ ), temos que: │x - x₀.....y - y₀.....z - z₀│ │...a... ..... .b....... ....c...│ = 0 │...d.... ......e...... .....f....│ │x - 1....y + 0....z - 0│ │..0... .... .2... ...- 1..│ = 0 │- 3...... ...2... ...- 1..│ .. .- 3... ......- 1 │x - 1.....y......z│ │...0... . .2....- 1│ = 0 │- 3........2....- 1│ ..x - 1..... .....z - 2x + 2 + 3y + 6z + 2x - 2 = 0 3y + 6z = 0 : 3 y + 2z = 0 R ─────► π₁: y + 2z = 0 Encontrar uma equação geral do plano determinado por esta retas? r1: 3x-y-z=0 8x-2y-3z+1=0 r2: x-3y+z+3=0 3x-y-z+5=0 r1: Da primeira equação tiramos que z = 3x - y (i) Substituindo (i) na segunda equação, temos: 8x - 2y - 3(3x - y) + 1 = 0 x - y = 1 → x = y + 1 (ii) Assim: (x,y,z) = (y + 1, y, 3(y+1) - y) = (y+1, y, 2y+3) = (1,0,3) + y(1,1,2) Logo u = (1,1,2) é um vetor diretor do plano e A(1,0,3) pertence ao plano r2: Da primeira equação: z = -x + 3y - 3 (iii) Substituindo (iii) na segunda equação: 3x - y - (-x + 3y - 3) + 5 = 0 4x - 4y = -8 → x = y - 2 (iv) Logo, (x,y,z) = (y-2, y, -(y-2) + 3y - 3) = (y-2, y, 2y-1) (x,y,z) = (-2,0,-1) + y(1,1,2) Portanto, B(-2,0,-1) pertence ao plano. O vetor (A-B) será, portanto, um vetor diretor do plano: (A-B) = (1,0,3)-(-2,0,-1) = (3,0,4) Como (A-B) e u são LI, podemos escrever a seguinte equação de plano: (x,y,z) = (1,0,3) + α(3,0,4) + ß(1,1,2) com α,ß reais para chegarmos à equação geral do plano, basta notarmos que o produto vetorial de (A-B) e u deve ser perpendicular ao plano e, portanto (A-B)∧u deve ser perpendicular a (x-1,y,z-3), que é um vetor do plano. (A-B)∧u = | i j k| |3 0 4| = -4i - 2j + 3k = (-4,-2,3) |1 1 2| Mas (A-B)∧u deve ser ortogonal a (x-1,y,z-3), logo [(A-B)∧u].(x-1,y,z-3) = 0 (-4,-2,3).(x-1,y,z-3) = 0 -4x + 4 - 2y + 3z - 9 = 0 4x + 2y - 3z + 5 = 0 Determinar a equação geral do plano que contém o ponto e a reta dados:? (Questão 01) A(3,-1,2) e r: x = t y = 2 - t z = 3 + 2t (Questão 02) A(1,-2,1) e o eixo dos z A = (3, - 1, 2) e a reta r x = t y = 2 - t z = 3 + 2t r passa por P = (0, 2, 3)→ P - A = u = (- 3, 3, 1) é um vetor do plano v = (1, - 1, 2) é o vetor diretor da reta r →uxv = n |i j k| |-3 3 1| = 7i + 7j + 0k = (1, 1, 0) |1 -1 2| tomo esse n = (1, 1, 0) que é proporcional à (7,7,0) logo a eq. do plano será: x + y + 0z + d = 0 substituindo A nessa eq. 3 + (- 1) + 0 + d = 0→ d = - 2 x + y - 2 = 0 2) A = (1, - 2, 1) e o eixo dos z A origem (0, 0, 0) pertence à reta z, eixo dos z, A - O = (1, - 2, 1) = u, vetor pertencente ao plano e v = (0, 0, 1) é o vetor diretorda reta,eixo dos z uxv = n |i j k| |1 -2 1| = - 2i - j + 0k = (2, 1, 0) |0 0 1| 2x + y + 0z + d = 0 0 + 0 + 0 + d =0→ d = 0 2x + y = 0 obs: resposta dada está errada (x + y = 0) para veriicar isso basta substituir A dado na equação Determinar a equação geral do plano que contem o ponto e a reta dados: A(3,-1,2) e r: x=t ; y=2-t; z=3+2t Observe: Solução: ....{ x = 0 + 1.t r : { y = 2 - 3.t ....{ z = 3 + 2.t A( 3 , - 1 , 2 ) Є π₁e B( 0 , 2 , 3 ) Є r e a π₁também, já que a reta está contida no plano. Por outro lado; ▬► AB = B - A = ( 0 , 2 , 3 ) - ( 3 , - 1 , 2 ) ▬► AB = ( - 3 , 3 , 1 ) = ( a , b , c ) , vetor diretor do plano Є π₁. Como a reta está contida no plano, logo o seu vetor diretor ( 1 , - 3 , 2 ) = ( d , e , f ) Є π₁. Adotando o ponto A( 3 , - 1 , 2 ) = A( x₀ , y₀ , z₀ ), temos que: │x - x₀.....y - y₀.....z - z₀│ │...a... ..... .b....... ....c...│ = 0 │...d.... ......e...... .....f....│ │x - 3.....y + 1....z - 2│ │.- 3... .... .3... .....1..│ = 0 │.. 1... ...- 3... ......2..│ ... ...1.. ....... .......2 │x - 3.....y + 1....z - 2│ │.- 3... .... .3... .....1..│ = 0 │.. 1... ...- 3... ......2..│ ...x - 3... ...... ...z - 2 9z - 18 + 6x - 18 + y + 1 - ( - 6y - 6 + 3z - 6 - 3x + 9 ) = 0 6x + 3x + y + 6y + 9z - 3z - 35 + 3 = 0 9x + 7y + 6z - 32 = 0 R ─────► π₁: 9x + 7y + 6z - 32 = 0 Determinar a equação geral do plano perpendicular a reta r{x=2y-3, z=-y+1} e que contem o ponto A(1,2,3);? Em x=2y-3, z=-y+1Encontre dois pontos da reta r ou se x=1 ,, 1=2y-3, ,,,,,, 2y=4..... y= 2 z=-2+1,,,,,,, z= -1...................................... P1(1, 2, -1) se x=3 ,, 3=2y-3, ,,,,,, 2y=6..... y= 3 z=-3+1,,,,,,, z= -2...................................... P2(3, 3, -2) logo um vetor v na direçao da reta r é v=(2, 1, -1) Um vetor u do plano , lembrando que A(1,2,3); pertence ao plano , é u=(x-1,y-2,z-3) como sao perpendiculares entao o produto escalar uv= 0 ..... entao (x-1,y-2,z-3) (2, 1, -1)=0 2x-2+y-2-z+3=0 2x+y-z-1=0 Resp 2x+y-z-1=0 Como determinar a equação geral do plano perpendicular a reta r: x= 2+2t y= 1-3t z= 4t? E que tenha o ponto A(-1,2,3). A reta r tem como vetor diretor (2, -3, 4). Um plano tem a equação: ax + by + cz + d = 0 a, b, e c são exatamente as coordenadas do vetor perpedicular ao plano, então, valem 2, -3 e 4 respectivamente Tendo a equação: 2x -3y + 4z + d = 0 e sabendo que o ponto (-1,2,-3) pertence a ele 2*(-1) -3*2 +4*(-3) + d = 0 -2 -6 -12 = -d d = -20 A equação é: 2x -3y + 4z -20 = 0 1)Determinar a equação geral do plano. Dados: R:{x= 2+t ; y=1-t ; z=3+2t ; e é perpendicular ao plano: pi=2x+2y-3z=0 2)Determinar a equação geral do plano. Dados: R1{x=1+2t ; y=-2+3t ; z=3-t; R2{x=1-2t ; y=-2-y ; z=3+2t 1) determinar a equação geral do plano que contém a reta r; {x = 2 + t, y = 1 - t, z = 3 + 2t} e que é perpendicular ao plano pi: 2x + 2y - 3z = 0 r pertence ao plano à ser determinado → v = (1, -1, 2) é o vetor diretor da reta e n = (2, 2, - 3) normal à pi também pertence ao plano →vxn = n1 (normal ao plano) |i j k| |1 - 1 2 | = - i + 7j + 4k = (- 1, 7, 4) = n1 |2 2 -3| - x + 7y + 4z + d = 0; P = (2, 1, 3) - 2 + 7 + 12 + d = 0 d + 17 = 0 → d = - 17 - x + 7y + 4z - 17 = 0 2)determinar o plano dados r1:{x = 1 + 2t, y = - 2 + 3t, z = 3 - t} P = (1, - 2, 3) e u = (2, 3, - 1) r2: {x = 1 - 2t, y = - 2 - t, z = 3 + 2t} Q = (1, - 2, 3) e v = (- 2, - 1, 2) As retas são concorrentes, pois tem um ponto em comum P = Q → uxv = n |i j k| |2 3 -1| = 5i - 2j + 4k = (5, - 2, 4) = n |-2 -1 2| 5x - 2y + 4z + d = 0; P = (1, - 2, 3) 5 + 4 + 12 + d = 0 d + 21 = 0 → d = - 21 5x - 2y + 4z - 21 = 0 Determinar a equacao geral do plano que contem o ponto e a reta dados:? A( 1 2 1) e a reta interseção do plano pi = x-2y+z-3=0 com o plano y0z Observe: A( 1 , 2 , 1 ) e r : π ∩ y0z. Solução: y0z ⇒ x = 0 , daí; 0 - 2y + z - 3 = 0 ⇒ - 2y + z = 3 Logo; ....{ - 2y + z = 3 r : { ....{ x = 0 Basta, encontrarmos dois pontos da reta "r", temos que : B( 0 , - 1 , 1 ) Є r C( 0 , 1 , 5 ) Є r Então; ▬► AB = B - A = ( 0 , - 1 , 1 ) - ( 1 , 2 , 1 ) ▬► AB = ( - 1 , - 3 , 0 ) = ( d , e , f ) Ainda; ▬► AC = C - A = ( 0 , 1 , 5 ) - ( 1 , 2 , 1 ) ▬► AC = ( - 1 , - 1 , 4 ) = ( a , b , c ) Adotando o ponto A( 1 , 2 , 1 ) = A( x₀ , y₀ , z₀ ), temos que: │x - x₀.....y - y₀.....z - z₀│ │...a... ..... .b....... ....c...│ = 0 │...d.... ......e...... .....f....│ │x - 1.....y - 2.....z - 1│ │.- 1... ...- 1.... .....4..│ = 0 │.- 1... ...- 3... ......0..│ .... ..- 1...... ...... .0 │x - 1.....y - 2.....z - 1│ │.- 1... ...- 1.... .....4..│ = 0 │.- 1... ...- 3... ......0..│ ... x - 1.. ....... .z - 1 3z - 3 - 4y + 8 - z + 1 + 12x - 12 = 0 12x - 4y + 2z - 6 = 0 : 2 R ─────► π₁: 6x - 2y + z - 3 = 0 Determinar a equação geral do plano "Pi" onde as retas r e s estão contidas nesse plano: r: x = t y = 2t + 1 z = -3t - 2 s: x = -1 +2t y = +4t z = 3 - 6t Achar 1 vetor em cada reta, que será vetor do plano "Pi" produto vetorial destes 2 será um vetor normal do plano. Encontarando 2 pontos em r, faz t = ?, construindo um vetor com 2 pontos. para t = 0, A = (0, 1, -2) para t = 1, B = (1, 3, -5) ......... vetor AB = B - A = (1, 2, -3) Encontarando 2 pontos em s, faz t = ?, construindo um vetor com 2 pontos. para t = 0, C = (-1, 0, 3) para t = 1, D = (1, 4, -3) ......... vetor CD = D - C = (2, 4, -6) Os vetores são paralelos, então retas paralelas, portanto temos que pegar um vetor formado por 1 ponto de cada reta para fazer o produto vetorial e achar um vetor normal. vetor CA = A - C = (1, 1, -5) Produto vetorial entre os 2 vetores (NÃO MULTIPLOS), será um vetor ortogonal a ambos, portanto normal a um plano que os contenham, AB ^ CA = i .. j .. k 1 . 2 . -3 1 . 1 . -5 = -10i - 3j + k - 2k + 5j + 3i = (-7, 2, -1) O vetor normal tem coodenadas a, b, c, onde ax + by + cz + d = 0, é a equação do plano d encontra-se substituindo um ponto qq do plano, como "Pi" contem as retas r e s, terá tb os pontos de r e s. -7x + 2y - z + d = 0, substituindo o ponto C = (-1, 0, 3), pode ser qq ponto, teste! -7*(-1) + 2*0 - 3 + d = 0 ....... d = -4 Eq geral do plano -7x + 2y - z - 4 = 0 ou seus múltiplos, exemplo 7x - 2y + z + 4 = 0 • Determine a equação geral do Plano pi que passa por A(-1,2,-1) e é paralelo ás retas r1 : y = x ... Z = 1 -3x . e Reta r2 = .. r2: 2x = y = 3z Observe: Determine a equação geral do plano π que passa por A( - 1 , 2 , - 1 ) e é paralelo as retas ......{ y = x r₁: { ......{ z = 1 - 3x e r₂: 2x = y = 3z Solução: r₁: ( x , y , z ) = ( x , x , 1 - 3x ) = ( 0 , 0 , 1 ) + ( x , x , - 3x ) r₁: ( x , y , z ) = ( 0 , 0 , 1 ) + x.( 1 , 1 , - 3 ) Logo, o vetor diretor de r₁v = ( 1 , 1 , - 3 ) Є π ( pois o mesmo é paralelo a reta r₁). Podemos escrever a reta r₂: 2x = y = 3z como : r₂: x/( 1/2 ) = y/1 = z/( 1/3 ) Logo, o vetor diretor de r₂u = ( 1/2 , 1 , 1/3 ) Є π ( pois o mesmo é paralelo a reta r₂). Daí; │x - x₀.... y - y₀.....z - z₀│ │...a.... ......b..... ......c....│ = 0 │...d..... .....e...... .....f.....│ Como π passa por A( - 1 , 2 , - 1 ) = A( x₀ , y₀ , z₀ ) ; u = ( 1/2 , 1 , 1/3 ) = ( a , b , c ) e v = ( 1 , 1 , - 3 ) = ( d , e ,f ) , vem : │x + 1.... y - 2.....z + 1│ │.1/2.... .....1..... ..1/3..│ = 0 │...1..... .....1...... .- 3..│ .......1.... ........ ..- 3 │x + 1.... y - 2.....z + 1│ │.1/2.... .....1..... ..1/3..│ = 0 │...1..... .....1...... .- 3..│ .....x + 1.... ......z + 1 (1/2).1.(z+1) + (x+1).1.(- 3) + 1.(y-2).(1/3) - [ (1/2).(y-2).(-3) + 1.1.(z+1) + (x+1).1.(1/3) ] = 0 [ (z + 1)/2 ] - 3x - 3 + [ ( y - 2 )/3 ] - { [ ( - 3y + 6 )/2 ] + z + 1 + [ ( x + 1 )/3 ] } = 0 [ ( - x - 1 + y - 2 )/3 ] + [ ( 3y - 6 + z + 1 )/2 ] - 3x - 3 - z - 1 = 0 [ ( - x + y - 3 )/3 ] + [ ( 3y + z - 5 )/2 ] - 3x - z - 4 = 0 ( - 2x + 2y - 6 + 9y + 3z - 15 - 18x - 6z - 24 )/6 = 0 - 20x + 11y - 3z - 45 = 0 ⇒ 20x - 11y + 3z + 45 = 0 Portanto; R ───────► π : 20x - 11y + 3z + 45 = 0 Determinar a equação geral do plano que contém os seguintes pares de retas {x = -3+t {y = -t {z = 4 e { x+2/2 = y-1/-2; z = 0 Observe: Solução: ....{ x = - 3 + 1.t r : { y = 0 - 1.t ....{ z = 4 + 0.t e .....{ ( x + 2 )/2 = ( y - 1 )/- 2 s : { .....{ z = 0 Devemos encontrar um ponto de r e um ponto de s , pois sabemos que ambos pertencerá ao plano, já que as mesmas estão contidas no plano, vem; A( - 3 , 0 , 4 ) Є r e Є π₁ Ainda; ( x + 2 )/2 = ( y - 1 )/- 2 ⇒ x + 2 = [ 2.( y - 1 ) ]/- 2 ⇒ x + 2 = - ( y - 1 ) ⇒ x + 2 = 1 - y ⇒ x = - 1 - y Fazendo x = 0 , temos; x = - 1 - y ⇒ 0 = - 1 - y ⇒ y = - 1 Como z = 0 , temos o seguinte ponto B( 0 , - 1 , 0 ) Є s e Є π₁. Por outro lado; ▬► AB = B - A = ( 0 , - 1 , 0 ) - ( - 3 , 0 , 4 ) ▬► AB = ( 3 , - 1 , - 4 ) = ( a , b , c ) , vetor diretor do plano π₁. Podemos concluir que o vetor diretor da reta "r" ( 1 , - 1 , 0 ) = ( d , e , f ) é também vetor diretor do plano π₁, já que a mesma está contida nele. Adotando o ponto B( 0 , - 1 , 0 ) = B( x₀ , y₀ , z₀ ), temos que: │x - x₀.....y - y₀.....z - z₀│ │...a... ..... .b....... ....c...│ = 0 │...d.... ......e...... .....f....│ │x - 0....y + 1....z - 0│ │..3... ....- 1... ...- 4..│ = 0 │..1...... .- 1... .....0..│ ... 1... ...... ......0 │x.......y + 1.......z│ │3... ....- 1... ....- 4│ = 0 │1...... .- 1... ......0│ ....x.... ..... .... .z - 3z - 4y - 4 + z - 4x = 0 - 4x - 4y - 2z - 4 = 0 : ( - 2 ) 2x + 2y + z + 2 =0 R ─────► π₁: 2x + 2y + z + 2 = 0 Determinar uma equação geral para o plano que? Contém as retas: r: x= - 3+t y = -t z=4 e s: x = -2 + 2n y = 1 - 2n z=0 A(1,-1,0) g(-1,-1,4) A^B=(-4,-4,-2) -4x-4y-2z+D=0 8-4+D=0 ==>D=-4 -4x-4y-2z-4=0 2x + 2y + z + 2 = 0 Determinar a equação geral do plano que contém o ponto A(4,1,0) e é perpendicular aos planos alfa: 2x - y - 4z - 6 =0 e Beta: x + y + 2z - 3 = 0 Ora, como os planos α e β ´´não são paralelos``, pois as suas normas não são múltiplas entre si, logo eles se cortam, ver igura: http://img18.imageshack.us/img18/7239/pl… Resolução: α: 2x - y - 4z = 6 e β: x + y + 2z = 3 Vamos encontrar o vetor normal de α e β, respectivamente,temos: → n = (2 , - 1 , - 4) → N = (1 , 1 , 2) Como o plano θ é perpendicular aos planos α e β, logo os vetores normais de α e β são os ´´vetores diretores( u e v )`` do plano θ, então; →...→ u = n = ( a , b , c ) = (2 , - 1 , - 4) →...→ v = N = ( d , e , f ) = (1 , 1 , 2) A = ( xo , yo , zo ) → w = ( x - xo , y - yo , z - zo ) = ( x - 4 , y - 1 , z - 0 ) .........→..→....→ Como u , v e w são linearmente dependentes, vem; |x - 4....y - 1 ....z - 0| |a...........b..........c..| = 0 |d...........e..........f...| http://img18.imageshack.us/img18/7239/planosrcapi.jpg .......1.............2 |x - 4....y - 1....z | |2.........- 1......- 4| = 0 |1...........1........2| ..x - 4.............z 2.1.z + (x - 4).(-1).2 + 1(y-1).(-4) - [ 2.(y-1).2 + 1.(-1).z + (x-4).1.(-4)] = 0 2z - 2x + 8 - 4y + 4 - ( 4y - 4 - z - 4x + 16 ) = 0 - 2x + 4x - 4y - 4y + 2z + z + 12 - 12 = 0 2x - 8y + 3z = 0 ▬►equação geral do plano R ▬▬► θ : 2x - 8y + 3z = 0 DETLHES: Para provar , basta você multiplicar as normas de θ e α e igualar a zero e multiplicar as normas θ e β e igualar a zero se zerar é por que é verdadeiro, certo? →..→ m. n = 0 ▬► (2 , - 8, 3 ).(2 , - 1 , - 4) = 0 ► 4 + 8 - 12 = 0 , ok! →..→ m. n = 0 ▬► (2 , - 8 , 3).(1 , 1 , 2) = 0 ►2 - 8 + 6 = 0 , ok Se fosse para encontrar a equação paramétrica, teríamos { x = xo + αa + βd { y = yo + αb + βe { z = zo + αc + βf Obs. O plano α não é perpendicular ao plano β, o desenho não icou perfeito... Determinar a equação geral do plano que é paralelo ao eixo dos z e que contém os pontos A (0,3,1) e B(2,0,-1). Resposta: 3x+2y-6=0 2)Determinar a equação geral do plano que contém os seguintes pares de retas: 2) r: x = z ;y = -3 e {x= -t s:{y= 1 {z= 2 - t Resposta: 2x + y - 2z + 3 = 0 1) A(0, 3, 1) B(2, 0, -1) Como o plano é paralelo ao eixo Z então pode-se deduzir um outro ponto a partir do ponto A ou B. Como B(2, 0, -1) -> C(2, 0, z), onde z pode ser qualquer número. Para facilitar os cálculos vamos fazer z=0 Assim C(2, 0, 0) 3 Pontos distintos é suiciente para determinar um plano. Equação geral do plano: ax + by + cz + d = 0 onde (a,b,c) é um vetor normal ao plano e d= -(ax0 + by0 + cz0) Cálculo do vetor Normal Vetor AB = B - A = (2, 0, -1) - (0, 3, 1) = (2, -3, -2) Vetor AC = C - A = (2, 0, 0) - (0, 3, 1) = (2, -3, -1) N = Produto interno entre AB e AC AC x AB = (2, -3, -1) x (2, -3, -2) = (3, 2, 0) Deste modo: a = 3 b = 2 c = 0 Cálculo de 'd', sendo (x0, y0, x0) = C(2, 0, 0) d= -(ax0 + by0 + cz0) d= -(3.x0 + 2.y0 + 0.z0) d= -(3.2 + 2.0 + 0.0) d= -6 Assim: ax + by + cz + d = 0 3x + 2y + 0z - 6 = 0 3x + 2y - 6 = 0 Resp: A eq do plano é: 3x + 2y - 6 = 0 Que passa pelo ponto médio do segmento de extremos A(5,-1,4) e B(-1,-7,1) e seja perpendicular a ele. ponto médio de AB Pm=((5-1)/2 , (-1-7)/2 , (4+1)/2 ) Pm=(2 , -4 , 5/2) Um vetor PmB =v na direção AB v=(-1-2 , -7+4 , 1-5/2) v=( -3 , -3 , -3/2) Um vetor u , que pertence ao plano que passa por Pm= (2 , -4 , 5/2) e P(x,y,z), logo u=(x-2,y+4,z-5/2) O produto escalar de dois vetores perpendiculares é nulo. Se u e v sao perpendiculares, entao o produto escalr uv= 0 # logo (x-2,y+4,z-5/2)=( -3 , -3 , -3/2)=0,,, ou -3x+6-3y-12-3z/2+15/4=0,, multiplicando por -4 vem que 12x+12y+6z-24+48-15=0 12x+12y+6z+9=0,, dividindo por 3 ica 4x+4y+2z+3=0 ,,, que é a equaçao do plano procurado Resp 4x+4y+2z+3=0 Prova se passa por Pm=(2 , -4 , 5/2) entao substituindo teremos que ter 0 4.2+4 .-4+2 .5/2+3= 8 -16+5+3= -8 +8= 0 ,,, de acordo Como determinar a equaçao geral do plano paralelo ao eixo do x e que contem os pontos A(0,3,1) e B(2,0,1)? Um plano é paralelo ao eixo x, quando suas coordenadas são (x, 0, 0). primeiro vamos calcular o vetor AB, que chamarei de v(AB); v(AB) = B - A = (2, -3, 0) Calcular o ponto médio PM PM = A+B/2 = (1, 3/2, 1) Agora só utilizar a expressão x-x1/a = y-y1/b = z-z1/c Só que (x1, y1, z1) são as coordenadas do ponto PM Só que (a, b, c) são as coordenadas do v(AB) Paralelo ao eixo x, a =0 Como a coordenada c do vetor v(AB) é nula isso signiica q o plano tbm é paralelo a eixo z. Assim, a minha expressão ica simplicada: y-y1/b = 0 (y - 3/2)/2 = 0 y - 3/2 = 0 y = 3/2 ou 2y - 3 =0 podem ser a equação geral do plano ou seja, O plano é perpendicular ao y porque o plano é paralelo ao eixos x e z, x0z. Dadas as retas r: x-2/2 = y/2 =z e s: x-2 = y=z obtenha uma equaçao geral para o plano determinado por r e s? Para que tantos cálculos para resolver essa questão,veja uma maneira bem simples e eiciente. basta pegar (2, 0 ,0) da primeira reta ou (2 , 0 , 0) da segunda reta perceba que são os mesmos. e os valores (2, 2 ,1) reta r e (1 , 1 ,1) reta s( esses valores são os denominadores, da reta r e da reta s respectivamente,ok). montando o determinante(fórmula). |x-2´´´´y-0´´´´z-0| |2´´´´´´2´´´´´´´´1´´| =0 |1´´´´´´1´´´´´´´´1´´| |x-2´´´´y´´´´z| |2´´´´´´2´´´´´1| =0 |1´´´´´´1´´´´´1| 2z+2x-4+y-2y-2z-x+2=0 ---> x - y - 2 = 0---> x - y = 2 ( basta isso, não deu trabalho nenhum não é mesmo) O plano contem os pontos A(1,-2,2) e B(-3,1,-2) e é perpendicular ao plano 2x+y- z+8=0 como calculo isso? O problema pede uma equação geral do plano! r: x = 2 + t y = 1 - t z = 3 + 2t (x, y, z) = (2, 1, 3) + t(1, -1, 2) pi: 2x + 2y - 3z = 0 (2, 2, -3) . (x - 0, y - 0, z - 0) = 0 precisamos encontrar o vetor normal ao plano. temos que (1, -1, 2) aponta em alguma direção no plano e que (2, 2, -3) também. assim, o nosso vetor desejado é simultaneamente perpendicular a ambos, basta fazer o produto vetorial: /..i...j....k./ /.1..-1...2./ = 3i + 4j + 2k + 2k - 4i + 3j => (-1, 7, 4) /.2...2..-3./ agora precisamos de um ponto pertencente ao plano, basta pegar um ponto da reta r ;) por exemplo: (2, 1, 3) assim: (x - 2, y - 1, z - 3) . (-1, 7, 4) = 0 -x + 2 + 7y - 7 + 4z - 12 = 0 - x + 7y + 4z - 17 = 0 temos que a equação geral do plano é: >>>>> [x - 7y - 4z + 17 = 0] <<<<<<< Mostre que as retas são paralelas e determine uma equação do plano que elas determinam!? Mostre que as retas x=2+t , y=3+2t , z=4-t e x=3-t , y=4-2t , z=t são paralelas e determine uma equação do plano que elas determinam! O vetor diretor da reta x = 2+1t y = 3+2t z = 4-1t é (1,2,-1) (você viu por que? Esses são os números que estão na frente do t) O vetor diretor da reta x = 3-1t y = 4-2t z = 1t é (-1,-2,1), que é extatamente o vetor anterior vezes -1. Ora, multiplicar o vetor por -1 não muda a sua direção (apenas o seu sentido). Isso signiica que ambas as retas estão na mesma direção. Logo, são paralelas. Para traçar um plano, precisamos de 3 pontos que não estejam na mesma reta. Vamos pegar dois pontos da primeira reta e um ponto da segunda. Podemos ter quaisquer pontos. Por isso, vamos simpliicar e fazer t=0 (em ambas as retas) e t=1 (só na primeira). Teremos então 3 pontos: t=0 na primeira reta: A(2,3,4) t=0 na segunda reta: B(3,4,1) t=1 na primeira reta: C(3,5,3) Um plano é descrito pelo seu vetor normal. Para calcular o vetor normal no plano que passa por 3 pontos, calculamos 2 vetores a partir desses 3 pontos e, a seguir, calculamos o produto vetorial desses 2 vetores. O vetor obtido pelo produto vetorial será normal ao plano que contém os pontos. Assim, vemos calcular os vetores AB e AC, por exemplo: AB = B - A = (3,4,1) - (2,3,4) = (1,1,-3) AC =C - A = (3,5,3) - (2,3,4) = (1,2,-1) O produto vetorial de AB e AC se calcula pelo determinante | i j k| |1 1 -3| |1 2 - 1| que é igual a 5i-2j+1k, que corresponde ao vetor (5,-2,1). Este é o vetor normal do plano que parra pelos pontos A, B e C (e contém as duas retas acima). O plano cujo vetor normal é (5,-2,1) é o plano 5x-2y+1z=d onde d é uma constante a ser determinada. Por que isso? Por que existem vários planos que são perpendiculares a um mesmo vetor (são todos planos paralelos). Para saber qual desses planos queremos, precisamos especiicar um ponto que esteja contido nesse plano (isso é suiciente para distinguir o plano, pois nenhum plano paralelo a ele passa por esse ponto). Podemos escolher qualquer ponto que esteja no plano (ou seja, qualquer ponto de qualquer uma das retas do enunciado). Vamos, por exemplo, escolher o ponto A=(2,3,4) Substituindo esse ponto na equação do plano, 5x-2y+1z=d, temos 10 - 6 + 4 = d d = 8 Assim, a equação do plano determinado pelas retas é 5x-2y+1z=8 Determine uma equação geral do plano.? Dadas as retas concorrentes de equações r: X = (1,-2,1) +t(1,3,3) e s: X = (2,1,0)+t'(1,3,-1) e (1,3,-1) note que eles pertencem ao plano procurado,pois duas retas concorretes determinam um plano, agora e so montar o determinante; (x-2,,,y-1,,z-0) (1,,,,,,3,,,,,,,3) =0 (1,,,,,,3,,,,,,-1) é só calcular o valor do determinante e encontrara a equação geral do plano... Determinar a equação geral do plano que contém os seguintes pares de retas: r: x = z ;y = -3 e x= -t s:y= 1 z= 2 – t A equação vetorial é X = (0,0, -3) + p(1,1,-3) + q(-1,1,-1) faça X = (a,b,c) logo os vetores (a,b,c + 3), (1,1,-3) e (-1,1,-1) são coplanares então o determinante da matriz formada por estes vetores é igual a zero Dados o ponto A=(1,0,2) e as retas r e s de equações: r : P=(0,-4,2)+t(3-2,0) e s : x+6=y=(z-2)/5 , pede-se: a)A equação geral do plano "pi" que contém as retas r e s. b)As equações paramétricas da reta r ortogonal ao plano "pi" e que contém o ponto A. c)A interseção da reta r com o plano "pi" . A reta r é representada por uma equação paramétrica ( de parâmetro t ) : P = (x,y,z) = (0,-4,2) + t .(3,-2,0) Desenvolvendo , temos : x = 3t y = -4 -2t z = 2 Logo , (0,-4,2) E r (E---> pertence) ( 3,-2,0) é um vetor diretor de r (// r ) A reta s é representada pela equação normal ou simétrica : ( x + 6 )/1 = y/1 = ( z - 2 )/5 Logo , (-6,0,2) E s ( 1,1,5 ) é um vetor diretor de s (// s ) Deinidas as retas r e s , vamos as perguntas : a ) Um plano em R³ pode ser deinido por sua equação cartesiana : Ax + By + Cz + D = 0 , onde : (A,B,C) é um vetor normal ao plano (ortogonal) Observe que as retas r e s devem ser perpendiculares ao vetor (A,B,C), pois elas pertencem ao plano . Então : (3,-2,0) e (1,1,5 ) são normais à ( A,B,C ) Encontrando o produto vetorial entre r e s , encontraremos a direção do vetor (A,B,C). r x s --> é o valor do determinante cuja 1ª linha é i , j , k , 2ª linha é 3 , -2 , 0 e 3ª linha é 1 , 1 , 5 . Resolvendo esse determinate você encontrará : r x s = ( -10,-15,5 ) = 5( -2,-3,1) Portanto , (A,B,C) = ( -2,-3,1) Plano "pi": -2x -3y +1z + D = 0 Para encontrarmos D , basta substituímos um dos pontos dados de r ou s : ( 0,-4,2) E "pi" -2.0 - 3.(-4) + 1.2 + D = 0 12 + 2 + D = 0 D = - 14 Finalmente a equação do plano "pi" : -2x - 3y + z - 14 = 0 ou 2x + 3y - z + 14 = 0 b ) As equações paramétricas da reta ortogonal ao plano "pi" têm vetor diretor (2,3,-1) e passam por (1,0,2) , então , r : x = 1 + 2t y = 3t z = 2 - t c ) Basta substituímos os valores encontrados acima na equação do plano "pi" ; 2.(1 + 2t) + 3.(3t) - (2-t) + 14 = 0 2 + 4t + 9t - 2 + t + 14 = 0 14t = -14 t = -1 Portanto a intersecção desejada (I) : X = 1 + 2.(-1) = 1-2 = -1 Y = 3.(-1) = -3 Z = 2 - (-1) = 3 I = ( -1,-3,3) OBS : Eu considerei a reta r do ítem b , e não do enunciado lá de cima , ok ? Determine a eq. geral do plano que contem o ponto A(3, -2, -1) e a reta r 3x - y + z - 3 =0 ; x +3y + 2z + 4 =0 eq. geral do plano: ax+by+cz=d. 1) Determinar a,b,c Acho que seu enunciado tem um problema... r é a reta que é intersecção dos planos α: 3x-y+z-3=0 β: x+3y+2z+4=0 fazendo x=λ -y+z-3=-3λ 3y+2z+4=-λ 5z-9+4=-10λ 5z=5-10λ => z=1-2λ -y+1-2λ=-3λ -y=-1-λ=> y=1+λ Portanto: r: (x,y,z)= (λ,1+λ, 1-2λ) = (0,1, 1) + (λ,λ, -2λ) = (0,1, 1) + λ(1,1, -2) fazendo v=(1,1, -2) e u=A- (0,1, 1) = (3, -2, -2) - (0,1, 1) = (3,-3,-3) o vetor w=vxu nos dará os coeicientes (a,b,c) w= u x u | i j k | | 1 1 -2 | = (-3-6)i-(-3+6)j+(-3-3)k= -9i-3j-6k = (-9, -3, -6) | 3 -3 -3 | Então, (a,b,c) pode ser qualquer vetor paralelo a (-9,-3,-6) (a,b,c) = (3,1,2) 3x+y+2z=d Para determinar d, basta substituir por A: 3.3+1.-2+2.-1=d 9-2+-2=d 5=d =============================== Equação geral 3x+y+2z+5=0 Determine a equação do plano: que passa pelo ponto (6,0,-2) e contem a reta x=4-2t y=3+5t z=7+4t Vetor diretor n = (-2,5,4) O plano tem como equação na forma de π = -2x + 5y + 4z + d = 0 e como o ponto (6,0,-2) pertence À reta, substituímos na equação para achar d : π = -2(6) + 5(0) + 4(-2) + d = 0 π = -12 - 8 + d = 0 d = 20 achamos d, logo, a equação deste plano é π = -2x + 5y + 4z + 20 = 0 Sejam dados dois planos π1:2x-5y-9z+9=0 e π2: x-2y-4z+3=0..? a)Determine equações paramétricas para a reta r interseção dos planos π1 e π2. b)Encontre uma equação geral do plano π que contém a reta r e que passa pela origem O=(0,0,0) π1:2x-5y-9z+9=0 e π2: x-2y-4z+3=0.. 2x-5y-9z+9=0. . -2x+4y+8z -6=0... . . -y-z+3= . . . .y = 3-w.; z=w x-2(3-w)-4w+3=0 x-6+2w-4w+3=0 x = 2w+3 r = 2w+3, 3-w, w <======= (a) Plano tt Seja tt : ax+by+cy=0 três pontos de tt : (0, 0, 0); (3. 3, 0) e (6, 0, 3) resolver o sistema: 3a+3b=0 6a+3c=0. . . .a=1, b=-1 c= -2 tt : x-y-2z = 0 <======= (b) Dar a equação dos planos que passa pelos pontos A (-1,1,7) e B (2,4,5) e é paralelo ao vetor v = (2,1,1)? Está aqui bem explicadinho! Dados os pontos A e B que pertencem ao plano, eu consigo achar dois vetores que também pertencem ao plano. v1 = (3, 3, -2) e v2 = (-3, -3, 2) Note que apesar de serem invertidos eles são paralelos. O mesmo acontecerá com as normais logo abaixo. Como o plano é paralelo ao vetor v = (2, 1, 1), eu posso airmar que v1 e v2 também são paralelos ao vetor v. Logo, através do produto vetorial eu tenho dois vetores normais ao plano. n1 = (-5, 7, 3) n2 = (5, -7, -3) Portando a equação do plano ica assim: Lembre-se que a equação geral do plano é a(x - x1) + b(y - y1) + c(z - z1) = 0 onde: (a, b, c) é um vetor normal ao plano e (x1, y1, z1) é um ponto pertencente ao plano. com n1 = (-5, 7, 3) e A(-1, 1, 7) temos -5(x + 1) + 7(y - 1) + 3(z - 7) = 0 -5x - 5 + 7y - 7 + 3z - 21 = 0 -5x + 7y + 3z - 33 = 0 (eq. do plano) com n1 = (-5, 7, 3) e B(2, 4, 5) temos -5(x - 2) + 7(y - 4) + 3(z - 5) = 0 -5x + 10 + 7y - 28 + 3z - 15 = 0 -5x + 7y + 3z - 33 = 0 (eq. do plano) com n2 = (5, -7, -3) e A(-1, 1, 7) temos 5(x + 1) - 7(y - 1) - 3(z - 7) = 0 5x + 5 - 7y + 7 - 3z + 21 = 0 5x - 7y - 3z + 33 = 0 (eq. do plano) com n2 = (5, -7, -3) e B(2, 4, 5) temos 5(x - 2) - 7(y - 4) - 3(z - 5) = 0 5x - 10 - 7y + 28 - 3z + 15 = 0 5x - 7y - 3z + 33 = 0 (eq. do plano) Apesar das equações escritas com n1 e n2 terem os sinais trocados, elas descrevem o mesmo plano. Determinar uma equação geral para o plano que? É perpendicular ao plano 2x + y - z + 8 = 0 e contém os pontos A(1;-2; 2) e B(-3; 1;-2). AB=(-4,+3,-4) C.......(2,1,-1) AB^C=(1,-12,-10) x-12y-10z+D=0 1+24-20+D=0 D=-5 x - 12y - 10z - 5 = 0 Dado o plano x+y+z-1=0 ache suas equaçoes vetorial e paramétricas.? Para achar as equações vetoriais e parametricas de um plano precisamos de dois vetores base do plano, ou seja, dois vetores paralelos ao plano e nao paralelos entre si. Possuindo a equação do plano conseguimos encontrar os ininitos pontos do plano. Como fazemos isso? Arbritamos dois valores quaisquer para duas variáveis (um para cada) encontramos o valor da outra variável.Por exemplo: Ponto A: x = 0 y = 0 z = 1 - x -y z = 1 - 0 -0 z = 1 A (0,0,1) Ponto B x = 0 z = 0 y = 1 - x - z y = 1 - 0 - 0 y = 1 B(0,1,0) Ponto C: y = 0 z= 0 x = 1 - y - z x = 1 - 0 - 0 C(1,0,0) Temos 3 pontos pertencentes ao plano ( pontos A,B e C) e com eles somos capazes de formar os dois vetores base do plano. Eles podem ser, por exemplo AB e AC (assim como poderiam ser AB e BC ou BA E CA): AB = (0,1,-1) AC - (1,0,-1) Conhecido um ponto pertencente ao plano e dois vetores base do plano somos capazes de encontrar as equações vetorial e parametrica do plano. Equação vetorial: (x,y,z) = ( 0,0,1) + h(0,1,-1) +t(1,0,-1) Onde : (0,0,1) corresponde ao ponto A (mas qualquer outro ponto pertencente ao plano poderia ter sido utilizado) (0,1,-1) e (1,0,-1) sao vetores base do plano, nesse caso AB e AC h e t : sao parametros. Equação parametrica: Resolvendo a equação vetorial e isolando x,y e z encontramos a equação paramétrica do plano: x = t y = h z = 1 - h –t Estabelecer equações gerais dos planos bissetores dos ângulos formados pelos planos xOz e yOz? Plano xOz: É o plano que percorre os eixos x e z. Para qualquer par (x,z), teremos sempre y = 0. Logo a equação do plano xOz é y = 0, visto que x e z não interferem. Plano yOz: É o plano que percorre os eixos y e z. Para quaisquer y e z, sempre teremos x = 0. Logo a equação do plano yOz é x = 0. O ângulo formado pelos planos xOz e yOz é evidentemente 90º e ambos percorrem o eixo z. Assim sendo, os planos bissetores formarão ângulo de 45º com respeito a Oxy. Como ambos os planos bissetores percorrem Oz, esta variável não aparecerá na equação do plano. Assim podemos reduzir o problema a achar as retas que cortam o plano cartesiano fazendo ângulo de 45º com respeito aos eixos coordenados. As retas serão, naturalmente y = x e y = -x Como Oz não interfere, as equações dos planos serão: x - y = 0 e x + y = 0 Qual a equação do plano perpendicular à reta r:(x,y,z) = (2 - t, 4t, t - 3),passando pela origem? (x,y,z) = (2 - t, 4t, t - 3) (x,y,z) = (2,0,-3) + t (-1,4,1) Um vector director da recta é (-1,4,1) , que então tem que ser perpendicular ao plano , e como o plano passa na origem será (x,y,z).(-1,4,1) = 0 (produto escalar) -x+4y+z = 0 Determine a equação geral do plano que passa pelo ponto médio do segmento de extremos A (5,-1,4) e B(-1,-7,1), e seja perpendicular a ele. Ponto médio de BA , Pm Pm= ((5-1)/2 , (-1-7)/2 , (4+1)/2) ou Pm=(2,-4, 5/2) Vetor na direçao BA , v ou BA=v =( -1-5,-7+1,1-4)=(-6,-6,-3) vetor pertencente ao plano BA v=(-6,-6,-3) ponto do plano perpendicular a Pn , Pv=(x.y,z) vetor u na direçao do plano perpendicular ao primeiro plano passando por Pn u= (x-2,y+4,z- 5/2) como u e v sao perpendiculares entao uv=0 (x-2,y+4,z-5/2)(6,6,3)=0 6x-12+6y+24+3z-15/2= 0 12x-24 +12y+48+6z-15=0 12x+12y+6z+9=0 4x+4y+2z+3=0 Resp 4x+4y+2z+3=0 Sendo x=1+h-2t ; y=1-t ; z=4+2h-2t,equações paramétrica de um plano, obter a equação geral? Isolando t na 2ª equação: t=1-y Substituindo t na 3ª equação e isolando h: z=4+2h-2(1-y) => z=4+2h-2+2y => z=2+2h+2y => h=(z-2-2y)/2 Substituindo t e h na 1ª equação: x=1+(z-2-2y)/2 -2(1-y) multiplicando a equação em ambos os lados por 2: 2x=2 + z-2-2y - 4(1-y) 2x= z-2y -4 +4y 2x= z +2y -4 2x-2y-z+4=0 Determine o valor de a (alfa) para que os pontos A(a,1,9) B(2,3,4) C(-4,-1,6) D(0,2,4) sejam coplanares.? vamos achar os vetores CD,BD e AD e impor que eles sejam linearmente dependentes, isto é eles podem ser escritos como combinação linear um dos outros, isto nos garantirá que os vetores são coplanares, logo os pontos extremos dele também o serão. AD = (a,-1,5) BD = (2,1,0) CD = (-4,-3,2) o determinante tem que ser nulo: | a -1 5| | 2 1. 0| = 0 |-4 -3 2| 2a - 30 + 20 + 4 = 0 2a = 6 a = 3 Determinar a equação geral pelo seguinte caso. O plano passa por A(2,0,-2) e é paralelo aos vetores u=i-j+k e v=2i+3j. man, essa pergunta é de matemática e não de física x( w = u x v /..i....j....k../ /.1...-1...1../ => 2j + 3k + 2k - 3i => (-3, 2, 5) /.2....3...0../ equação vetorial do plano: (x - 2, y, z + 2) . (-3, 2, 5) = 0 -3x + 6 + 2y + 5z + 10 = 0 -3x + 2y + 5z + 16 = 0 é a nossa equação geral Determinar as equações das seguintes retas:? a) reta que passa por A (1,-2,4) b) reta que passa por B (3,2,1) e é perpendicular ao plano xOz. C) reta que passa por A (2,3,4) e é ortogonal ao mesmo tempo aos eixos x e dos y. d) reta que passa por A(4,-1,2) e tem direção do vetor i-j e) Reta que passa pelos pontos M(2,-3,4) e N (2,-1,3) Boa noite amiga. Eu iz essa questão hoje mesmo aqui. E, coincididamente eu vi que você perguntou aqui. Então estou te respondendo! Se a reta é paralela a x, logo ela tem a mesma direção que x. (0,0,1) p=a+tv x=1+t porém x=0 entao aqui se anula tudo e só ica y e z y= -2+0t z=4+0t b: perpendicular a x0z v=(0,1,0) Aí é só fazer a fórmula p=a+tv x=3+0t z=1+0t c: tem direção z. Por que é ortogonal a x e y ao mesmo tempo. v=(0,0,1) x=2+0t y=3+0t d: i-j = i v=(1,0,0) x= 4+t y=-1 z=2 e: Passa pelo ponto m e n. v=mn = (0,2,-1) aí é só pegar um ponto. x=2+0t y=-3+2t z=4-t se quiser deixar como a resposta. Use a fórmula paramétrica. (y+3)/2=(z-4)/-1 essa ou a resposta do livro. As duas estão certas! Abraço! Espero ter ajudado! Escreva a equação geral do plano das retas paralelas: r: x-2/2=y-3/1-z-4/3 s: (x,y,z=(- 1,3,2)+(4,2,6)? r: (x - 2)/2 = (y - 3)/1 = (z - 4)/3 s: (x,y,z) = (-1,3,2) + λ(4,2,6) Podemos escrever s também na sua forma simétrica: s: (x,y,z) = (-1,3,2) + (4λ,2λ,6λ) s: (x,y,z) = (-1 + 4λ, 3 + 2λ, 2 + 6λ) x = -1 + 4λ ⇒ λ = (x + 1)/4 y = 3 + 2λ ⇒ λ = (y - 3)/2 z = 2 + 6λ ⇒ λ = (z - 2)/6 Agora, podemos escrever as equações de "r" e de "s" na forma simétrica: r: (x - 2)/2 = (y - 3)/1 = (z - 4)/3 s : (x + 1)/4 = (y - 3)/2 = (z - 2)/6 Vamos começar a resolver o problema agora. Se arbitrarmos dois pontos, A e B, um em "r" e o outro em "s", o segmentos de reta AB, que unirá as retas "r" e "s", pertencerá ao plano π formado pelas retas "r" e "s". Arbitraremos uma das três coordenadas do ponto A e do ponto B e deduziremos as outras duas. A escolha é totalmente arbitrária, mas vamos escolher, sempre que possível, valores "zero", para facilidade de cálculo. Escolha de um ponto A ∈ r Escolhamos (x,y,z) = (0,y,z). Como A∈r, vamos substituir esses valores nas equações de r: (0 - 2)/2 = (y - 3)/1 ⇒ y = 2 (2 - 3)/1 = (z - 4)/3 ⇒ z = 1 A(0,2,1) Escolha de um ponto B ∈ s Escolhamos (x,y,z) = (0,y,z). Como B∈s, vamos substituir esses valores nas equações de s: (0 + 1)/4 = (y - 3)/2 ⇒ y = 7/2 (7/2 - 3)/2 = (z - 2)/6 ⇒ z = 8 B(0,7/2,8) Estão aí dois pontos, A e B, com A∈r e B ∈ s. Podemos achar um vetor AB diretor da reta que passa pelo segmento AB: AB = B - A = (0-0, 7/2-2, 8-1) = (0, 1/2, 7) Um vetor, u, também diretor da reta que passa pelo segmento de reta AB, é: u = 2AB = 2(0, 1/2, 7) u = (0, 1, 14) (I) Agora, tomemos um vetor diretor de uma das duas retas, "r" ou "s". Como a reta "s" já está escrita na forma paramétrica, a descoberta de um vetor diretor é imediata: o vetor (4, 2, 6) é um vetor diretor de "s". Claro que v = (2, 1, 3) também é um vetor diretor de "s". Portanto, temos dois vetores, u e v, paralelos ao plano cuja equação queremos encontrar. Sabe-se que o produto vetorial de u por v é um vetor n, normal ao plano π: n = u∧v ......i......j.....k n = 0....1....14 ......2....1.....3 n = - 11i + 28j - 2k n = (-11, 28, -2) Sabe-se que, se um vetor n = (a, b, c) é normal a um plano π,então a equação desse plano será: π: ax + by + cz + d = 0 (II) Ou seja, se o vetor n = (-11, 28, -2) é normal a um plano π, a equação desse plano será: - 11x + 28y - 2z + d = 0 (III) Falta achar d? Moleza!!! É só substituir qualquer ponto que pertença ao plano π (o ponto A, por exemplo) na equação (III): A(0, 2, 1) ∈ π, então: - 11(0) + 28(2) - 2(1) + d = 0 56 - 2 + d = 0 d = - 54 Substituindo d = - 54 na equação (III), temos, inalmente, a equação de π: π : - 11x + 28y -2z - 54 = 0 1)Determinar a equação geral do plano que é paralelo ao eixo dos z e que contém os pontos A (0,3,1) e B(2,0,-1). Resposta: 3x+2y-6=0 2)Determinar a equação geral do plano que contém os seguintes pares de retas: 2) r: x = z ;y = -3 e {x= -t s:{y= 1 {z= 2 - t Resposta: 2x + y - 2z + 3 = 0 1) A(0, 3, 1) B(2, 0, -1) Como o plano é paralelo ao eixo Z então pode-se deduzir um outro ponto a partir do ponto A ou B. Como B(2, 0, -1) -> C(2, 0, z), onde z pode ser qualquer número. Para facilitar os cálculos vamos fazer z=0 Assim C(2, 0, 0) 3 Pontos distintos é suiciente para determinar um plano. Equação geral do plano: ax + by + cz + d = 0 onde (a,b,c) é um vetor normal ao plano e d= -(ax0 + by0 + cz0) Cálculo do vetor Normal Vetor AB = B - A = (2, 0, -1) - (0, 3, 1) = (2, -3, -2) Vetor AC = C - A = (2, 0, 0) - (0, 3, 1) = (2, -3, -1) N = Produto interno entre AB e AC AC x AB = (2, -3, -1) x (2, -3, -2) = (3, 2, 0) Deste modo: a = 3 b = 2 c = 0 Cálculo de 'd', sendo (x0, y0, x0) = C(2, 0, 0) d= -(ax0 + by0 + cz0) d= -(3.x0 + 2.y0 + 0.z0) d= -(3.2 + 2.0 + 0.0) d= -6 Assim: ax + by + cz + d = 0 3x + 2y + 0z - 6 = 0 3x + 2y - 6 = 0 Resp: A eq do plano é: 3x + 2y - 6 = 0 Obter a equação geral de um plano pelo seguinte caso. O plano passa pelos pontos A(2,1,2) B(1,-1,4) e é perpendicular ao plano xOy. vetor diretor = B-A = (1,-2,2) plano alfa = (2,1,2)+t(1,-2,2) = x= 2+t y= 1-2t z= 2+2t com t E R Determinar a equação geral do plano paralelo ao eixo dos x e que contém os planos A(-2,0,2) e B(0,-2,1)? Resposta y- 2Z + 4 = 0 Equação geral do plano paralelo ao eixo dos x e que contém os pontos A(-2,0,2) e B(0,-2,1): A(-2,0,2) e vetores: AB(2,-2,-1) e v(1,0,0) ==> n= ABxv=(0,-1,2) ==> Plano 0·(x+2)-1·(y-0)+2·(z-2)=0 --> -y+2z-4=0 --> y-2z+4=0 Determine a equação geral do plano que contém o ponto A e a reta interseção do planos pi1 e p2? A(2,0,1) pi1: 2x - 3y - 5z = 0 e pi2: x - y = 0 Daniel, segue uma forma mais fácil de fazer Primeiro vc resolve o sistema: 2X-3Y-5Z=0 X-Y=0 (multiplica por -3) ai vai ica 2X-3Y-5Z=0 -3X+3Y=0 ( CORTA OS Y) SOMA AS EQUAÇÕES SOMA DAS EQUAÇÕES: -X-5Z=0 X=5Z SUBSTITUII NA ESQUAÇÃO AGORA -5Z-Y=0 Y=-5Z AGORA VC TEM X=5Z Y=-5Z VC TIRA O VETOR E O PONTO DESSA RETA V(5,-5,1) B(0,0,0) VERIFICA A DISTANCIA ENTRE OS PONTOS AB= (-2,0,-1) E JOGA NA MATRIZ I J K 5 -5 1 -2 0 -1 ACHA O DETERMINANTE E VC VAI ACHAR = (-5I,-7J,-10K) JOGA NA EQUAÇÃO DO PLANO 5(X-2)-7(Y-0)-10(Z-1) QUE VAI DAR 5X-7Y-10Z=0 Determinar a equação geral do plano que é paralelo ao eixo dos z e que contém os pontos A (0,3,1) e B(2,0,-1). Resposta: 3x+2y-6=0 A(0, 3, 1) B(2, 0, -1) Como o plano é paralelo ao eixo Z então pode-se deduzir um outro ponto a partir do ponto A ou B. Como B(2, 0, -1) -> C(2, 0, z), onde z pode ser qualquer número. Para facilitar os cálculos vamos fazer z=0 Assim C(2, 0, 0) 3 Pontos distintos é suiciente para determinar um plano. Equação geral do plano: ax + by + cz + d = 0 onde (a,b,c) é um vetor normal ao plano e d= -(ax0 + by0 + cz0) Cálculo do vetor Normal Vetor AB = B - A = (2, 0, -1) - (0, 3, 1) = (2, -3, -2) Vetor AC = C - A = (2, 0, 0) - (0, 3, 1) = (2, -3, -1) N = Produto interno entre AB e AC AC x AB = (2, -3, -1) x (2, -3, -2) = (3, 2, 0) Deste modo: a = 3 b = 2 c = 0 Cálculo de 'd', sendo (x0, y0, x0) = C(2, 0, 0) d= -(ax0 + by0 + cz0) d= -(3.x0 + 2.y0 + 0.z0) d= -(3.2 + 2.0 + 0.0) d= -6 Assim: ax + by + cz + d = 0 3x + 2y + 0z - 6 = 0 3x + 2y - 6 = 0 Resp: A eq do plano é: 3x + 2y - 6 = 0 Melhor resposta - Escolhida por votação Observe: Como o plano é paralelo ao eixo dos ´´z`` , então v = ( 0 , 0 , 1 ) é um vetor diretor que pertence ao plano, ok? Por outro lado, já que o plano contém os pontos A(0 , 3 , 1) e B(2 , 0, -1), disso podemos extrair outro vetor diretor e adotarmos um ponto para o plano, podemos escolher tanto o ponto A como o ponto B, temos: ▬► AB = B - A = ( 2 , 0 , -1 ) - ( 0 , 3 , 1 ) = ( 2 , - 3 , - 2 ) Escolhendo o ponto A =( 0 , 3 , 1 ) , podemos montar o determinante,ica; ...2...................1 │x - 0....y - 3.......z - 1│ │0............0...........1..│ = 0 │2..........- 3..........- 2.│ ..x-0..................1 ...2.....................1 │x.........y - 3.......z - 1│ │0............0...........1..│ = 0 │2..........- 3..........- 2.│ ....x...................1 0.(-3).1 + x.0.(-2) + (2).(y - 3).1 - [ 0.(y - 3).1 + 2.0.(z - 1) + x.(-3).1 ] = 0 0 + 0 + 2y - 6 - ( 0 + 0 - 3x ) = 0 3x + 2y - 6 = 0 R ▬▬▬▬►π : 3x + 2y - 6 = 0 Determinar a equação geral do plano perpendicular ao eixo dos y e que contém o ponto A(3, 4, -1).? Ax+By+Cz+D=0 (A,B,C) é o vetor perpendicular ao plano (A,B,C)=(0,1,0) 0*x+1*y+0*z+D=0 y+D=0 ponto A(3,4,-1) 4+D=0 ==>D=-4 Eq. y-4=0 Determine a equação geral do plano que contém o ponto A e a reta interseção do planos pi1 e p2? A(2,0,1) pi1: 2x - 3y - 5z = 0 e pi2: x - y = 0 Primeiro vc resolve o sistema: 2X-3Y-5Z=0 X-Y=0 (multiplica por -3) ai vai ica 2X-3Y-5Z=0 -3X+3Y=0 ( CORTA OS Y) SOMA AS EQUAÇÕES SOMA DAS EQUAÇÕES: -X-5Z=0 X=5Z SUBSTITUII NA ESQUAÇÃO AGORA -5Z-Y=0 Y=-5Z AGORA VC TEM X=5Z Y=-5Z VC TIRA O VETOR E O PONTO DESSA RETA V(5,-5,1) B(0,0,0) VERIFICA A DISTANCIA ENTRE OS PONTOS AB= (-2,0,-1) E JOGA NA MATRIZ I J K 5 -5 1 -2 0 -1 ACHA O DETERMINANTE E VC VAI ACHAR = (-5I,-7J,-10K) JOGA NA EQUAÇÃO DO PLANO 5(X-2)-7(Y-0)-10(Z-1) QUE VAI DAR 5X-7Y-10Z=0 Estabeleça a equação reduzida na variável x e da reta interseção dos planos: pi1=3x-y+2z-1=0 e pi2=x+2y-3z-4=0? π1: 3x - y + 2z - 1 = 0 π2: x + 2y - 3z - 4 = 0 Sabe-se que: o vetor n1 = (3,-1,2) é normal ao plano π1: 3x - y + 2z - 1 = 0; e o vetor n2 = (1,2,-3) é normal ao plano π2: x + 2y - 3z - 4 = 0. Sabe-se, também, que o produto vetorial n1∧n2 é um vetor paralelo à reta interseção dos planos π1 e π2 (Esse será o vetor diretor da reta que queremos): ..............i.....j....k n1∧n2 = 3...-1....2 .............1....2...-3 n1∧n2 = - i + 11j + 7k v = - i + 11j + 7k Agora, que já sabemos o vetor diretor da reta, basta acharmos um ponto dessa reta para podermos resolver a questão. Arbitremos um valor de x nos planos π1 e π2 e deduzamos os valores correspondentes de y e de z. Por exemplo, arbitremos x = 0: π1: 3(0) - y + 2z - 1 = 0 π2: 0 + 2y - 3z - 4 = 0 - y + 2z - 1 = 0 2y - 3z - 4 = 0 -2y + 4z - 2 = 0 2y - 3z - 4 = 0 z - 6 = 0 z = 6 Substituindo z = 6 em - y + 2z - 1 = 0, temos: - y + 2(6) - 1 = 0 - y + 12 - 1 = 0 y = 11 Assim o ponto P(0,11,6) é um ponto que pertence à interseção de π1 e π2 e, portanto, é um ponto da reta interseção dos dois planos. Se temos um ponto da reta, P(0,11,6), e o seu vetor diretor, v = - i + 11j + 7k, as equações paramétricas da reta podem ser escritas: x = 0 - t = - t y = 11 + 11.t z = 6 + 7.t Mas o cara não quer as equações paramétricas. Ele quer as equações reduzidas na variável x, ou seja, ele quer que escrevamos y e z em função de x. Da primeira equação paramétrica, temos que x = - t, ou seja, t = - x. Pois bem, substituamos esse valor de t na segunda e na terceira equações paramétricas: y = 11 + 11.(-x) z = 6 + 7.(-x) Finalmente, aqui estão as equações reduzidas na varavel x da reta interseção dos planos π1 e π2: y = - 11x + 11 z = - 7x + 6. Estabelecer as equações reduzidas (variável independente x) da reta determinada pelos pares de pontos:? A (1,-2, 3) B (3,-1,-1) AB= (2,1,-4) --> (x-1)/2= (y+2)/1 = (z-3)/(-4) --> (x-1)/2= (y+2)/1 e (x-1)/2= (z-3)/(-4) --> x-1 = 2y + 4 e -2x+2= z-3 --> { y= -5/2 + 1/2·x e z= 5- 2x } Dada a equação geral do plano Pi: 3x -2y -z -6 = 0, determinar um sistema de equações paramétricas de Pi.? Dado o plano pi cuja equação geral é 3x -2y - z - 6 = 0 , determine a equação paramétrica deste plano. Solução: Primeiro isolamos uma das variáveis em função das outras duas. Para facilitar os cálculos isolamos z : z = x - 2 y - 6 Portanto, isso signiica que escolhemos x e y como variáveis livres. Atribuindo a elas valores arbitrários, digamos x = te y = s , obtemos a equação paramétrica do plano pi : pi : x = t , y = s e z = t - 2y – 6 Determine a intersecção da reta x = -y e z = 5 com o plano y = 2x - z + 1 Para determinares intersecções junta sempre as equações e resolve o sistema. x=-y z=5 y=2x-z+1 Substituindo x e z na última equação vem y=2(-y)-5+1 y = -2y-4 3y = -4 y = -4/3 logo x=-y=-(-4/3) = 4/3 A intersecção da recta com o plano é o ponto (4/3,-4/3,5) Calcule o ponto de interseção entre a reta e o plano abaixo:? ......... {x= t r........ {y=-3+2t ......... {z=2-t pi= 2x+4y-z-4=0 E só substituir os valores de X,Y e Z da reta no plano icando assim 2t + 4(-3+2t) - (2-t) - 4 = 0 2t - 12 + 8t - 2 + t - 4 = 0 11t - 18 = 0 t = 18 / 11 agora que temos o valor de t e só substituir na reta r como t = 18/11 X = 18/11 Y = -3 + 2*18/11 Y = -3 + 32/11 Y = - 1/11 Z = 2 - 18/11 Z = 4/11 Determine o ponto de interseção da reta r com o plano pi.? r: x=2y-3=2z-3/3 e pi: 2x-y+3z-9=0 resp.(1,2,3) Vc tem que montar um sistema e resolve-lo achando os resultados de (X,Y,Z) = (1,2,3) a resposta que vc deu. Segue X= 2y-3 2y=x+3 y=x+3/2 Agora vc substitui o valor de Y achado na equação de cima X=2(X+3/2) X=4X+3 4X-X+3=0 X=3/3 X=1 Joga na outra equação e acha Y agora 1=2Y-3 1+3=2Y Y=2 Agora acha Z 2.2 - 3 = 2Z-3/3 3=2Z-3 2Z=3+3 Z=6/2 Z=3 PARA TER CERTEZA QUE ACHOU O RESULTADO VC JOGA O RESULTADO NO PLANO 2.1 - 2+3.3 -9 =0 SE DER 0 VC ACERTOU! Determinar os pontos de interseção de plano "pi": 2x + 4y - z - 4 = 0; com os eixos coordenados e, também, a reta interseção deste plano com o plano xOy. 2x+4y-z=4 --> x/2 +y/1-z/4=1 Pontos A(2,0,0) , B(0,1,0) e C(0,0,-4) reta: {2x+4y-z=4, z=0} em paramétricas {x=2+2t, y=-t, z=0 com t€R Determine o ponto dado pela interseção da reta e do plano especiicados? reta x=3-t y=2+t z=5t plano x-y+2z=9 demorei muito para responde, mas espero que minha resposta seja a melhor acho esse exercicio sera assim como se trata d´interseção então sera reta x=3-t y=2+t z=5t plano x-y+2z=9 3-t -2-t +10t=9 t=1 se t=1 então reta x=3-t=2 y=2+t=3 z=5t=5 então o ponto sera (2 ,3 ,5) Determine a equação da reta que é interseção dos planos 2x-y+4z-1=0 e 3x+y- 2z+5=0? Assim 2x-y+4z-1=0 3x+y-2z+5=0,,, multiplique esta por 2 ia assim o sistema 2x-y+4z-1=0 6x+2y-4z+5=0,, somando ica 8x+y+4=0 y=-8x-4 ,, levando para a primeira ica 2x+8x -4+4z+5=0 4z=-10x-1 z=-5x/2-1/4 Resp y=-8x-4 e z=-5x/2-1/4 são as equações reduzidas da reta procurada Como fazer? Geometria analítica: Determinar no eixo das ordenadas, um ponto equidistante de A(1,1,4) e B(-6,6,4)? Equidistante signiica que vc tem que achar um ponto que tenha a mesma distância para A e para B. Vamos vamos chamar esse ponto de P. Com isso observamos que a distancia de AP é igual à distância de PB. AP=PB, vamos imaginar que AB seja um vetor. Pegue AP=PB e substitua os pontos que vc já tem. AP=PB P-A=B-P P-(1,1,4)=(-6,6,4)-P 2P=(1,1,4)+(-6,6,4) 2P=(-5,7,8) P=(-5,7,8)/2 P=(-5/2,7/2,4) O eixo das ordenadas é o eixo do x, o resultado é -5/2. Espero que esta seja a resposta certa. Bjnhos Determine o ponto (P), do eixo das abscissas, que é equidistante dos pontos A(- 1,2) e B(5,2? Se o ponto P é equidistante dos pontos A e B, AP = PB e P é o ponto médio de AB. Então: Xa+Xb/2 = Xp => -1+5/2=2 => Xp=2. Mas como o P está no eixo das abscissas, seu y é 0. Portanto: P(2,0) Determine o ponto equidistante de a(4,1), b(5,0) e c=(1,2).? A forma mais simples de encontrar o ponto (x,y) equidistante de a(4,1), b(5,0) e c=(1,2) é: 1. ponto médio de AB: Mab (9/2;1/2) Basta fazer a média de 4 e 5, depois a média de 1 e 0. 2. reta suporte de AB (reta que passa por AB): y = -x + 5 Inclinação = -1 (coeiciente de x) 3. reta perpendicular passando por Mab A inclinação desta reta vezes a inclinação da anterior deve ser -1 para que as duas sejam perpendiculares. Então a inclinação desta é -1/-1 = 1, ou seja a reta é do tipo y = x + C Tem que passar por Mab. Então 1/2 = 9/2 + C ==> C = -4 A reta é y = x - 4 4. ponto médio de AC: Mac (5/2;3/2) Basta fazer a média de 4 e 1, depois a média de 1 e 2. 5. reta suporte de AC (reta que passa por AC): x + 3y - 7 = 0 Ou y = -x/3 + 7/3 Inclinação = -1/3 (coeiciente de x) 6. reta perpendicular passando por Mac A inclinação desta reta vezes a inclinação da anterior deve ser -1 para que as duas sejam perpendiculares. Então a inclinação desta é -1/(-1/3) = 3, ou seja a reta é do tipo y = 3x + D Tem que passar por Mac. Então 3/2 = 5/2 + D ==> D = 1 A reta é y = 3x + 1 7. Poderíamos fazer o mesmo para os pontos B e C, mas isso não é necessário. Duas mediatrizes são suicientes para determinar o ponto, que é o encontro das duas retas: y = x - 4 y = 3x + 1 x - 4 = 3x + 1 ==> 2x = -5 ==> x = -5/2 y = x - 4 = (-5/2) -4 = -13/2 O ponto procurado é (-5/2 ; -13/2)
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