PUCRIO, Álgebra Linear I, G4-2017.1, Questão 1
Considere o plano de equação e os pontos ) e
(a) Encontre uma equação paramétrica para a reta que passa pelos pontos e .
(b) Calcule a distância entre o plano e o ponto .
(c) Encontre a equação cartesiana do plano que contém os pontos e e é ortogonal ao plano .
Passo 1
a)Para achar a equação paramétrica de uma reta, precisamos de um ponto e um vetor diretor.
Vou escolher como meu ponto o e para achar o vetor diretor, vou subtrair um ponto do outro. Isso porque um vetor é uma extremidade menos uma origem. Como escolhi o como ponto, ele vai ser minha origem:
Assim minha equação paramétrica vai ser:
Passo 2
b) Para calcular essa distância, preciso conhecer a reta que contém esse ponto e é ortogonal ao plano.
A reta ortogonal à vai ser aquela gerada pelo vetor cujas coordenadas são os coeficientes de e .
Então o vetor diretor vai ser:
Como a reta precisa conter, sua equação paramétrica vai ser:
Passo 3
Precisamos agora, achar o vetor que vai de até a intercessão do plano com essa reta que achamos. Esse segundo ponto vamos achar substituindo na equação :
Substituindo esse valor em, nosso ponto vai ser , e o vetor:
E por fim, vamos achar o módulo dele para medir seu comprimento e portanto essa distância:
Passo 4
c) Bom, se meu plano contém os pontos e , posso dizer que ele contém a reta que achamos na letra a)!
Posso dizer também, que o vetor diretor da reta também vai ser um vetor diretor do plano . Mas, para achar a equação paramétrica do plano, preciso de 2 vetores diretores, então, temos que pensar em como achar o outro!
Se esse plano é ortogonal à , a reta ortogonal a que achamos na letra b) também vai pertencer ao nosso plano novo e consequentemente o vetor que gera ela também!
Mas, para esse outro vetor ser diretor junto com o primeiro, eles precisam ser , vamos analisar:
Conseguimos ver que não são múltiplos um do outro, portanto, são e são vetores diretores de . A equação paramétrica vai ser:
Passo 5
Beleza, mas o enunciado pediu pra gente a equação cartesiana, então vamos achá-la:
E por fim, acho
Resposta
a)
b)
c)