Enunciado

A B C D é um paralelograma de diagonais A C ̄ e B D ̄ . Sendo P o ponto de interseção das diagonais e, dados B P → = ( 0 , - 1,2 ) e A C →   =   ( - 2,2 , 2 ) , pedem-se:

  1. a área do triângulo B D C ;
  2. a distância do ponto P à reta A B .

Passo 1

  1. Galera, geralmente nesse tipo de questão se calcula o produto vetorial dos vetores que definem os lados do triângulo. O módulo do vetor resultante, dividido por dois, dá a área do triângulo. Então, precisamos determinar C B → e C D → , por exemplo. Como P o ponto de interseção das diagonais então, ele é ponto médio de A C ̄ e B D ̄ . Sendo assim,
  2. P D →   =   B P → = 1 2 B D →

    A P → = P C → = 1 2 A C →

    Daí, obtemos

    C B → = C P → + P B → = - P C → - B P → = - 1 2 A C → - B P → = - 1 2   ( - 2,2 , 2 ) - ( 0 , - 1,2 )

    C B → = ( 1 , - 1 , - 1 ) - ( 0 , - 1,2 ) = ( 1,0 , - 3 )

    C D → = C P → + P D → = - 1 2 A C → + B P → = ( 1 , - 1 , - 1 ) + ( 0 , - 1,2 ) = ( 1 , - 2,1 )

    Agora, vamos calcular o produto vetorial C B → ∧ C D → :

    ⎜                 i →                                   j →                                   k   → ⎜

    ⎜               1                                 0                   - 3     ⎜ = ( 0 - 6 ) i → - ( 1 + 3 ) j → + ( - 2 - 0 ) k → = ( - 6 , - 4 , - 2 )

    ⎜               1                   - 2                                 1     ⎜

    Assim, a área do triângulo B D C é dada por

    A = 1 2 | C B → ∧ C D → | = 4 + 16 + 36 2 = 56 2 = 2 14 2 = 14

    Passo 2

  3. Para descobrir a distância do ponto P à reta A B , vamos considerar o triângulo A P B . A altura do triângulo, h , é justamente a distância que queremos calcular e o comprimento da base é | A B → | . Assim, temos a área do triângulo dada A P B por

A = 1 2 h | A B → | ⇒ h = 2 A | A B → |

Então, precisamos tanto da área quanto de | A B → | . Mas, sabemos que a área de um triângulo pode ser calculada usando A = 1 2 | A B → ∧ B P → | . Em todo caso, precisamos determinar o vetor A B → . Mas, pela propriedade do paralelogramo de que seus lados opostos são iguais, então

A B → = D C → = - C D → = - ( 1 , - 2,1 ) = ( - 1,2 , - 1 )

| A B → | = 1 + 4 + 1 = 6

Relembrando que B P → = ( 0 , - 1,2 ) , podemos calcular A B → ∧ B P → :

⎜                 i →                                       j →                         k   →     ⎜

⎜ - 1                                   2             - 1       ⎜ = ( 4 - 1 ) i → - ( - 2 - 0 ) j → + ( 1 - 0 ) k → = ( 3,2 , 1 )

⎜                 0                   - 1                           2       ⎜

Assim, a área é dada por

A = 1 2 | A B → ∧ B P → | = 9 + 4 + 1 2 = 14 2

Agora que temos o valor da área e de | A B → | , podemos obter a distância do ponto P à reta A B :

h = 2 A | A B → | = 2 14 2 6 = 14 6 = 7 3

Por enquanto é só. Te vejo na próxima!

Resposta

  1. 14   ;
  2. 7 3   .