Ache a distäncia de um ponto D a um plano que passa pelos pontos não-alinhados , conhecendo .
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para encontrar a distância do ponto D até um plano . Esse plano passa pelos pontos , e , que não estão alinhados. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de vetores, produto vetorial (ou cruzado) e produto escalar. Basicamente, vamos calcular um vetor normal ao plano e depois usar esse vetor para encontrar a distância.
Passo 2
Primeiro, vamos entender como encontrar um vetor normal ao plano . Como passa pelos pontos , e , podemos usar os vetores e para isso. O produto vetorial desses dois vetores nos dá um vetor que é perpendicular ao plano, ou seja, um vetor normal.
Então, calculamos:
Aqui, é o vetor normal ao plano.
Passo 3
Agora que temos o vetor normal , podemos usar a fórmula da distância de um ponto a um plano. A fórmula geral para a distância do ponto D ao plano é:
Vamos entender os componentes dessa fórmula:
é o produto escalar entre o vetor normal e o vetor que vai de A até D.
é a norma (ou módulo) do vetor normal, que basicamente nos dá o tamanho desse vetor.
Passo 4
Vamos detalhar cada parte da fórmula:
Produto Escalar (): Esse produto nos dá uma medida de quão “alinhado” está o vetor com o vetor normal . O valor absoluto desse produto nos dá a magnitude dessa projeção, que é essencial para calcular a distância.
Norma do Vetor Normal (): Calculamos a norma do vetor normal para normalizar a distância, garantindo que a distância seja uma medida real, independente da magnitude de .
Passo 5
Agora, juntando tudo:
Calcule o vetor normal ao plano usando o produto vetorial:
Calcule o produto escalar entre o vetor normal e :