Matemáticas IIFácilProblema · 2,5 pts

Determinantes

También trata: Rectas y planos
Castilla-La Mancha · 2024 · Julio
Enunciado
a) [1,25 puntos] Sea el determinante ∣xyzabc321∣=1\begin{vmatrix} x & y & z \\ a & b & c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix} = 1. Calcula razonadamente el valor del siguiente determinante: ∣x+ay+bz+c2a2b2c321∣\begin{vmatrix} x + a & y + b & z + c \\ 2a & 2b & 2c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix}.

b) [1,25 puntos] Obtén la ecuación de la recta que es paralela a la recta x−11=y−11=z−2\dfrac{x - 1}{1} = \dfrac{y - 1}{1} = \dfrac{z}{-2} y contiene al punto A(0,1,0)A(0, 1, 0).
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Resultado
a) ∣x+ay+bz+c2a2b2c321∣=2\boxed{\text{a) } \begin{vmatrix} x+a & y+b & z+c \\ 2a & 2b & 2c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix} = 2}b) r≡x1=y−11=z−2\boxed{\text{b) } r \equiv \frac{x}{1} = \frac{y-1}{1} = \frac{z}{-2}}
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Estrategia

a) No se conocen x,y,z,a,b,cx, y, z, a, b, c, así que no se puede calcular el determinante «a mano»: hay que transformarlo en el conocido usando las propiedades de los determinantes (sacar un factor común de una fila, descomponer una fila que es suma, restar a una fila un múltiplo de otra, filas proporcionales).

b) Dos rectas paralelas comparten vector director. Se lee el director de la recta dada en su forma continua (los denominadores) y se escribe la recta que pasa por AA con ese vector.
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Desarrollo

a) Paso 1: saco el factor 2 de la segunda fila. Un factor común de una fila sale multiplicando al determinante:∣x+ay+bz+c2a2b2c321∣=2∣x+ay+bz+cabc321∣\begin{vmatrix} x + a & y + b & z + c \\ 2a & 2b & 2c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix} = 2\begin{vmatrix} x + a & y + b & z + c \\ a & b & c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix}Paso 2: descompongo la primera fila, que es una suma. Si una fila es suma de dos, el determinante es la suma de los dos determinantes:2∣x+ay+bz+cabc321∣=2(∣xyzabc321∣+∣abcabc321∣)2\begin{vmatrix} x + a & y + b & z + c \\ a & b & c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix} = 2\left(\begin{vmatrix} x & y & z \\ a & b & c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix} + \begin{vmatrix} a & b & c \\ a & b & c \\ 3 & 2 & 1 \end{vmatrix}\right)Paso 3. El primer determinante vale 1 (dato) y el segundo vale 0 porque tiene dos filas iguales:=2 (1+0)=2= 2\,(1 + 0) = 2(Otra forma: restar a la primera fila la segunda fila de la matriz ya simplificada no cambia el determinante: F1−F2F_1 - F_2 convierte (x+a, y+b, z+c)(x + a,\ y + b,\ z + c) en (x,y,z)(x, y, z).)

b) La recta s≡x−11=y−11=z−2s \equiv \dfrac{x - 1}{1} = \dfrac{y - 1}{1} = \dfrac{z}{-2} pasa por (1,1,0)(1, 1, 0) y tiene vector director u⃗=(1,1,−2)\vec{u} = (1, 1, -2). La recta pedida es paralela a ss, así que tiene el mismo director, y pasa por A(0,1,0)A(0, 1, 0):r≡x1=y−11=z−2r \equiv \frac{x}{1} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z}{-2}o en paramétricas: x=λ, y=1+λ, z=−2λx = \lambda,\ y = 1 + \lambda,\ z = -2\lambda, con λ∈R\lambda \in \mathbb{R}.

Además, AA no está en ss (sustituyendo: 0−11=−1\frac{0 - 1}{1} = -1 pero 1−11=0\frac{1 - 1}{1} = 0), así que rr es paralela y distinta de ss, no la misma recta.
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Consejo

En a) piden «razonadamente»: cada paso debe nombrar la propiedad que usas (factor común de una fila, fila suma de dos, dos filas iguales). Dar solo el 2 sin justificar puntúa muy poco.

El 2 multiplica una sola fila, así que sale una sola vez: no es 232^3. Eso solo pasa con ∣2A∣|2A|, donde se multiplican las tres filas.
Paso 1 de 3
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