num cubo são conhecidos 4 de seus vértices: p1 = (2, 2, 0), p2 = (2, 4, 0), p3 = (0, 4, 0) e p4 = (2, 2, 2). determine os pontos onde a reta r : (x−1)/0 = (y−2)/2 = (z−2)/−1 fura o cubo.
A reta r esta descrita na forma simétrica:
r: (x-x1)/a = (y-y1)/b = (z-z1)/c
Para que um ponto B de coordenadas B =(x, y, z) pertença a reta a igualdade acima deve ser atendida.
Onde um ponto A, que pertence a reta r, de coordenadadas A = (x1, y1, z1) e um vetor v com a mesma direção de r, de coordenadas v= aî + bĵ + ck.
Na questão acima r esta em um plano paralelo ao yOz, pois o vetor v não possui a componente no eixo das abscissas.
v = 0î + 2ĵ -1k
O ponto A = ( 1, 2, 2)
Para este caso em especifico, escrevendo a equação paramétrica da reta r:
x = 1 + 0t
y = 2+ 2t
z = 2 - 1t
A equação simetrica tem origem na paramétrica em que t é colocado em evidência:
t = (y-2)/2
t = (z-2)/-1
Igualando:
(y-2)/2 = (z-2)/-1
Reescrendo:
y + 2z = 6 ou,
z = (6 - y)/2 ou ainda,
y = 6 - 2z
Portanto para um ponto P pertencer a reta r o mesmo deve possuir as coordenadas:
P = ( 1, 6 -2z, z)
Que é o caso do ponto A:
A = ( 1, 2, (6-2)/2)
(Desenhe o cubo)
O ponto A pertence a face mais próxima da origem e paralela ao plano xOz. Como o vetor diretor de r é descendete, plano yOz, r também é descendente. Existem duas opções:
r interceptar a face inferior (base do cubo) onde z=0
r interceptar a 2ª face lateral( paralela a xOz), onde y=4
Isto ocorre pois r está no plano paralelo ao yOz e o cubo tem suas faces paralelas aos planos formados entre as bases normais.
Testando a 1ª opção z=0:
Para que um ponto pertença a reta r:
y = 6- 2z;
y = 6;
Logo em z=0 o a reta já "furou" o cubo, pois o valor máximo no eixo y do cubo é 4, ymáx = 4;
Testando a 2ª opção, y =4 ,
Para que um ponto pertença a reta r:
z = (6 - y)/2
z= 1
Logo, o ponto de saída do furo no cubo é B = ( 1, 4, 1). O ponto de entrada do furo é
A = (1,2,2).
Resp: Entrada do furo A= (1, 2, 2) ----- Saída do furo B = (1,4,1);
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