Enunciado

Encontre equações das esferas com centro em ( 2 , - 3,6 ) que toquem (a) o plano x y , (b) o plano y z e (c) o plano x z .

Passo 1

  1. Perceba que um ponto no plano x y possui a coordenada z igual a 0 , então vamos escolher como ponto nesse plano o ponto ( 2 , - 3,0 ) , que é justamente a projeção do centro nesse plano.
  2. Agora para encontrarmos o raio dessa esfera podemos calcular a distância entre o centro e o ponto escolhido:

    r = 2 - 2 + - 3 + 3 2 + 0 - 6 2 = 6

    Show! Temos o centro e o raio da esfera, aí fica de boas montar a equação:

    x - 2 2 + y + 3 2 + z - 6 2 = 36

    Passo 2

  3. Um ponto no plano y z tem a coordenada x igual a 0 , então podemos escolher o ponto ( 0 , - 3,6 ) , nesse plano. Então para encontrar o raio da esfera, basta ver qual a distância desse ponto até o centro da esfera. Mas perceba que ele é a projeção do centro no plano y z , e assim como no item (a), podemos dizer que a distândia entre esse dois pontos é simplesmente a diferença entre as coordenadas x deles. Então
  4. r = 2 - 0 = 2

    Com essa informação, e conhecendo nosso centro, ficamos com a esfera:

    x - 2 2 + y + 3 2 + z - 6 2 = 4

    Passo 3

  5. Um ponto no plano x z tem a coordenada y igual a 0 , então podemos escolher o ponto ( 2 , 0 , 6 ) , nesse plano. Então para encontrar o raio da esfera, basta ver qual a distância desse ponto até o centro da esfera. Mas perceba que ele é a projeção do centro no plano x z , e assim como nos itens (a) e (b), podemos dizer que a distândia entre esse dois pontos é simplesmente a diferença entre as coordenadas y deles. Então

r = 0 - ( - 3 ) = 3

Assim, podemos achar a esfera:

x - 2 2 + y + 3 2 + z - 6 2 = 9

Resposta

  1. x - 2 2 + y + 3 2 + z - 6 2 = 36
  2. x - 2 2 + y + 3 2 + z - 6 2 = 4
  3. x - 2 2 + y + 3 2 + z - 6 2 = 9
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