Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Paulo Boulos - Geometria Analítica - Ed: 3º - Capítulo 16.Exercício - Ex. 21
Obtenha um plano , paralelo a , que satisfaz a condição especificada em cada caso (o sistema de coordenadas é ortogonal).
a) intercepta o eixo em um ponto que dista do ponto .
b) intercepta os eixos coordenados nos vértices de um triângulo de área .
Passo 1
Antes de qualquer coisa, como os planos que vamos encontrar são paralelos a , eles têm uma equação geral dada por
Então o nosso objetivo nos dois casos é encontrar um ponto do nosso plano para aí encontrarmos ok?
Passo 2
a) O eixo é uma reta que passa pela origem e tem vetor diretor , ou seja:
Queremos saber qual o ponto dessa reta que o nosso plano passa, o que sabemos sobre esse ponto?
Primeiro, esse ponto pode ser escrito de forma genérica pela equação da reta:
E segundo, esse ponto dista do ponto , então, pela fórmula de distância entre pontos:
Elevando os dois lados ao quadrado:
Passo 3
Substituindo no ponto , temos duas alternativas de ponto:
Então, vamos ter também duas opções de plano, substituindo na equação do plano :
E agora o ponto :
Logo, as opções de plano aqui são
Aí embaixo temos em roxo os dois planos que encontramos, em azul o plano do enunciado e em rosa os pontos de intersecção dos planos com o eixo :)
Passo 4
b) Os vértices do triângulo que temos são dados por não é? Porque eles estão nos eixos coordenados.
Além disso, esses 3 vértices também passam pelo plano , então substituindo cada um desses pontos no plano, temos as relações:
Beleza, encontramos uma relação entre os vértices e o valor de que queremos encontrar hehe
Passo 5
Então os nossos vértices do triângulo são:
Sabemos que a área desse triângulo é dada por né?
Então:
Logo:
Calculando o módulo do vetor:
Passo 6
O enunciado nos diz que a área do triângulo é
Como encontramos dois valores para , temos duas alternativas de planos:
Aí embaixo, em azul temos o plano do enunciado, em roxo temos o plano e o triângulo que ele forma com os eixos coordenados :)
Resposta
a)
b)