Matemáticas IIFácil2 pts

Rectas y planos

Extremadura · 2022 · Junio
Enunciado
Dada la recta rr definida porx−12=y+13=z−21\frac{x - 1}{2} = \frac{y + 1}{3} = \frac{z - 2}{1}a) (1 punto) Hallar la ecuación del plano que pasa por el origen y contiene a rr.

b) (1 punto) Hallar la ecuación del plano que pasa por el origen y es perpendicular a rr.
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Resultado
a) 7x−3y−5z=0b) 2x+3y+z=0\boxed{\text{a) } 7x - 3y - 5z = 0 \qquad \text{b) } 2x + 3y + z = 0}
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Estrategia

De la ecuación continua se leen un punto A=(1,−1,2)A = (1, -1, 2) y el vector director u⃗=(2,3,1)\vec u = (2, 3, 1).
  • En a) el plano queda determinado por el origen y dos vectores directores: u⃗\vec u y OA→\overrightarrow{OA} (que no son paralelos, porque el origen no está en rr). Su vector normal es el producto vectorial de ambos.
  • En b) un plano perpendicular a rr tiene a u⃗\vec u como vector normal; basta con imponer que pase por el origen.
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Desarrollo

Leemos de la continua: A=(1,−1,2)∈rA = (1, -1, 2) \in r y u⃗=(2,3,1)\vec u = (2, 3, 1).

a) El origen no está en rr: 0−12=−12\frac{0 - 1}{2} = -\frac{1}{2} y 0+13=13\frac{0 + 1}{3} = \frac{1}{3} no coinciden. Así que OA→=(1,−1,2)\overrightarrow{OA} = (1, -1, 2) y u⃗=(2,3,1)\vec u = (2, 3, 1) son dos vectores no paralelos contenidos en el plano buscado, y el plano es el que pasa por OO con esos dos vectores:∣xyz1−12231∣=0\begin{vmatrix} x & y & z \\ 1 & -1 & 2 \\ 2 & 3 & 1 \end{vmatrix} = 0Desarrollando por la primera fila:x(−1−6)−y(1−4)+z(3+2)=−7x+3y+5z=0x(-1 - 6) - y(1 - 4) + z(3 + 2) = -7x + 3y + 5z = 0es decir,π1≡7x−3y−5z=0\pi_1 \equiv 7x - 3y - 5z = 0Comprobación. OO: 0=00 = 0 ✓. A=(1,−1,2)A = (1, -1, 2): 7+3−10=07 + 3 - 10 = 0 ✓. Otro punto de rr, A+u⃗=(3,2,3)A + \vec u = (3, 2, 3): 21−6−15=021 - 6 - 15 = 0 ✓. Como contiene dos puntos de rr, contiene toda la recta.

b) Si el plano es perpendicular a rr, el director de rr es su vector normal: n⃗=u⃗=(2,3,1)\vec n = \vec u = (2, 3, 1). El plano es 2x+3y+z+D=02x + 3y + z + D = 0 y, como pasa por el origen, D=0D = 0:π2≡2x+3y+z=0\pi_2 \equiv 2x + 3y + z = 0
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

No confundas los dos papeles del vector director: en a) u⃗\vec u está dentro del plano (es uno de sus vectores directores) y en b) es perpendicular al plano (es su normal).

Al acabar a), sustituye un punto de la recta en el plano: si da cero, contiene la recta. Cuesta diez segundos y detecta un signo cambiado en el producto vectorial.
Paso 1 de 3
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