Considere as retas r:X=(1,1,0)+λ(0,1,1) e s:x−12=y=z e o plano π:x−y+z=2. Sejam A=s∩π, B=r∩Oxz e C=r∩Oxy. Calcule a área do triangulo ABC:
Primeiro vamos determinar as coordenadas dos vértices, começando pelo A, determinando o cruzamento da reta s com o plano \(\pi\). Para um ponto geral do plano, temos:
\(A = (x,y,2-x+y)\)
Aplicando à equação da reta, temos o seguinte sistema de equações:
\(\left\{\begin{align} x &= y+12\\ y &= z=2-x+y\Rightarrow x=2 \end{align}\right.\)
Substituindo a segunda na primeira:
\(2=y+12\Rightarrow y=-10\)
Então temos o ponto A:
\(A=(2,-10,2-2-10)=(2,-10,-10)\)
Para o vértice B, temos a intersecção da reta r com o plano Oxz:
\(X=(1,1,0)+\lambda(0,1,1)=(x,0,z)=B\)
que nos dá o seguinte sistema de equações:
\(\left\{\begin{align} x &= 1\\ 0 &= 1+\lambda\Rightarrow \lambda=-1\\ z&=\lambda=-1 \end{align}\right.\)
Logo, temos:
\(B=(1,0,-1)\)
Para o vértice C, temos a intersecção da reta r com o plano Oxy:
\(X=(1,1,0)+\lambda(0,1,1)=(x,y,0)=C\)
que nos dá o seguinte sistema de equações:
\(\left\{\begin{align} x &= 1\\ y &= 1+\lambda\\ 0&=\lambda \end{align}\right.\)
Logo, temos:
\(C=(1,1,0)\)
Pelo módulo do produto vetorial dos lados, podemos calcular a área do triângulo:
\(Ar = {1\over2}||\vec{CA}\times\vec{CB}||\)
Para os vetores, temos:
\(\vec{CA}=A-C=(2-1,-10-1,-10-0)=(1,-11,-10)\\ \vec{CB}=B-C=(1-1,0-1,-1-0)=(0,-1,-1)\)
Voltando para a fórmula da área:
\(Ar = {1\over2}\left\vert\left\vert\begin{vmatrix}\hat{x}&\hat{y}&\hat{z}\\1&-11&-10\\0&-1&-1\end{vmatrix}\right\vert\right\vert\)
Calculando o determinante, temos:
\(Ar = {1\over2}\left\vert\left\vert(1,1,-1)\right\vert\right\vert\)
Calculando a norma do vetor, temos:
\(Ar = {1\over2}\sqrt{1^2+1^2+(-1)^2}\)
Temos, portanto:
\(\boxed{Ar = {\sqrt{3}\over2}}\)
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