USP – Álgebra Linear – P2 2021 – Questão 14
Assuma orientado e considere coordenadas de pontos dadas em relação a um sistema de coordenadas fixado em de base ortonormal e positiva.
Seja . As retas
E
São reversas se, e somente se, é diferente de
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Passo 1
E aíí gente, belezura? Vamos lá falar sobre retas reversas?
Temos duas equações de retas. Uma equação vetorial de :
E uma equação de que é definida como a intersecção entre 2 planos:
E aí queremos saber qual valor o NÃO pode ser, pra que assim as retas sejam reversas
Só pra lembrar. Se temos uma reta com vetor diretor , uma reta com vetor diretor e um vetor que liga 2 pontos dessas retas. Se o produto misto entre esses 3 vetores for diferente de , as retas são reversas, fechou?
Ah, o produto misto é calculado colocando os 3 vetores nas linhas de uma matriz e calculando o determinante.
Então vamos ver para quais valores de esse determinante vai ser diferente de 😉
Vamos começar encontrando os vetores diretores das retas
Passo 2
A reta tem essa equação vetorial:
Onde é um ponto por onde ela passa e é o seu vetor diretor. Então já temos que
Já a reta é dada assim
Ela é a intersecção do plano com o plano . Quando uma reta é a intersecção de dois planos, o vetor diretor dela vai ser ortogonal aos vetores normais desses planos. Ou seja, podemos dizer que (lembrando que o produto vetorial sempre resulta em um vetor ortogonal aos outros dois)
e são os vetores normais dos 2 planos que definem a reta . Os vetores normais são dados pelo que está multiplicando , então:
Ebaa, então vamos encontrar :
O produto vetorial é dado por esse determinante:
Calculando o determinante:
Ou seja, o vetor diretor da reta vai ser:
Passo 3
Já temos o vetor diretor de e o de . Agora precisamos de um ponto de cada uma dessas retas para formarmos o vetor
Bom, para está tranquilo:
Um ponto que a reta passa é o ponto
Agora para , vamos ter que refletir na equação dessa reta:
Assumindo , temos
Então, o ponto pertence à reta
Logo, o vetor que tinha ficado faltando vai ser
Showw, agora é só calcular o produto misto 😊
Passo 4
Temos e
Para que as retas sejam reversas, o produto misto desses 3 vetores tem que ser diferente de . Vamos ver para quais valores de isso acontece.
Calculando o determinante:
Então, para que o determinante seja diferente de , precisamos ter
E isso fará com que as retas sejam reversas 😊
A alternativa correta é a letra A!
Resposta
a) 3