Matemáticas IIFácil2,5 pts

Rectas y planos

También trata: Áreas, volúmenes y distancias
Extremadura · 2026 · Junio
Enunciado
a) (1 punto) Sean los puntos A(1,3,−2)A(1, 3, -2) y B(3,−1,2)B(3, -1, 2), calcular la ecuación del plano perpendicular al vector AB→\overrightarrow{AB} y que pasa por el punto que divide el segmento ABAB en dos partes iguales.

b) (0,75 puntos) Calcular la distancia del punto AA al plano π: 2x−y+2z−4=0\pi:\ 2x - y + 2z - 4 = 0.

c) (0,75 puntos) Obtener la ecuación del plano paralelo al plano π\pi y que pase por el punto BB.
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Resultado
a) x−2y+2z=0\boxed{\text{a)}\ x - 2y + 2z = 0}b) d(A,π)=3 u\boxed{\text{b)}\ d(A, \pi) = 3\ \text{u}}c) 2x−y+2z−11=0\boxed{\text{c)}\ 2x - y + 2z - 11 = 0}
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Estrategia

Para escribir un plano basta un vector normal y un punto. En a) el normal es el propio AB→\overrightarrow{AB} (el plano es perpendicular a él) y el punto es el punto medio de ABAB: es el plano mediador del segmento. En b) se aplica la fórmula de la distancia de un punto a un plano. En c) un plano paralelo a π\pi tiene el mismo vector normal, así que solo cambia el término independiente, que se ajusta para que pase por BB.
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Desarrollo

a) El vector normal del plano esAB→=B−A=(3−1, −1−3, 2−(−2))=(2, −4, 4)\overrightarrow{AB} = B - A = (3 - 1,\ -1 - 3,\ 2 - (-2)) = (2,\ -4,\ 4)y podemos tomar el proporcional n⃗=(1,−2,2)\vec n = (1, -2, 2). El punto que divide ABAB en dos partes iguales es el punto medio:M=(1+32, 3+(−1)2, −2+22)=(2, 1, 0)M = \left(\frac{1 + 3}{2},\ \frac{3 + (-1)}{2},\ \frac{-2 + 2}{2}\right) = (2,\ 1,\ 0)Ecuación del plano que pasa por MM con normal n⃗\vec n:1 (x−2)−2 (y−1)+2 (z−0)=0  ⟹  x−2y+2z=01\,(x - 2) - 2\,(y - 1) + 2\,(z - 0) = 0 \;\Longrightarrow\; x - 2y + 2z = 0Comprobación. MM cumple 2−2+0=02 - 2 + 0 = 0 ✓. Además, es el plano mediador de ABAB: AA y BB quedan a la misma distancia, ∣1−6−4∣3=3\frac{|1 - 6 - 4|}{3} = 3 y ∣3+2+4∣3=3\frac{|3 + 2 + 4|}{3} = 3, a lados opuestos (uno da −9-9 y el otro +9+9).

b) La distancia de un punto P(x0,y0,z0)P(x_0, y_0, z_0) al plano ax+by+cz+d=0ax + by + cz + d = 0 esd(P,π)=∣ax0+by0+cz0+d∣a2+b2+c2d(P, \pi) = \frac{|a x_0 + b y_0 + c z_0 + d|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}}Con A(1,3,−2)A(1, 3, -2) y π: 2x−y+2z−4=0\pi:\ 2x - y + 2z - 4 = 0:d(A,π)=∣2⋅1−3+2⋅(−2)−4∣22+(−1)2+22=∣2−3−4−4∣9=93=3 ud(A, \pi) = \frac{|2 \cdot 1 - 3 + 2 \cdot (-2) - 4|}{\sqrt{2^2 + (-1)^2 + 2^2}} = \frac{|2 - 3 - 4 - 4|}{\sqrt{9}} = \frac{9}{3} = 3\ \text{u}c) Un plano paralelo a π\pi tiene su mismo vector normal (2,−1,2)(2, -1, 2), así que es de la formaπ′: 2x−y+2z+D=0\pi':\ 2x - y + 2z + D = 0Imponemos que pase por B(3,−1,2)B(3, -1, 2):2⋅3−(−1)+2⋅2+D=0  ⟹  6+1+4+D=0  ⟹  D=−112 \cdot 3 - (-1) + 2 \cdot 2 + D = 0 \;\Longrightarrow\; 6 + 1 + 4 + D = 0 \;\Longrightarrow\; D = -11π′: 2x−y+2z−11=0\pi':\ 2x - y + 2z - 11 = 0Comprobación. BB: 6+1+4−11=06 + 1 + 4 - 11 = 0 ✓. Los coeficientes de xx, yy, zz coinciden con los de π\pi pero el término independiente no (−11≠−4-11 \neq -4): son paralelos y distintos ✓.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

En b), no te olvides del valor absoluto del numerador ni de la raíz del denominador: la distancia nunca es negativa, y dividir entre 99 en vez de entre 9=3\sqrt{9} = 3 es un despiste muy frecuente.

En c), un plano paralelo se escribe copiando aa, bb y cc y dejando el término independiente como incógnita. Es más rápido y más seguro que buscar dos vectores directores.
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