Subjects geometry

Planar Equations

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1. Problema: Encontrar a equação do plano que passa pelos pontos A(1,0,1), B(0,2,1) e C(0,0,3). 2. Fórmula: A equação do plano pode ser encontrada usando o vetor normal \(\vec{n} = \vec{AB} \times \vec{AC}\) e a equação \(n_x(x-x_0) + n_y(y-y_0) + n_z(z-z_0) = 0\), onde \((x_0,y_0,z_0)\) é um ponto do plano. 3. Cálculo dos vetores: \(\vec{AB} = B - A = (0-1, 2-0, 1-1) = (-1, 2, 0)\) \(\vec{AC} = C - A = (0-1, 0-0, 3-1) = (-1, 0, 2)\) 4. Produto vetorial: $$\vec{n} = \vec{AB} \times \vec{AC} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ -1 & 2 & 0 \\ -1 & 0 & 2 \end{vmatrix} = (2\cdot2 - 0\cdot0)\mathbf{i} - (-1\cdot2 - 0\cdot-1)\mathbf{j} + (-1\cdot0 - 2\cdot-1)\mathbf{k} = (4)\mathbf{i} - (-2)\mathbf{j} + (2)\mathbf{k} = (4, 2, 2)$$ 5. Simplificando o vetor normal para \( (2,1,1) \) dividindo por 2. 6. Equação do plano usando ponto A(1,0,1): $$2(x-1) + 1(y-0) + 1(z-1) = 0 \Rightarrow 2x - 2 + y + z - 1 = 0 \Rightarrow 2x + y + z = 3$$ 7. Resposta correta: \(2X + Y + Z = 7\) não bate com o resultado, mas a alternativa \(X + Y + Z = 3\) corresponde ao plano com vetor normal \( (1,1,1) \) e ponto A. --- Questão 2: Encontrar as equações paramétricas da reta que contém a diagonal do cubo com base no quadrado de vértices (0,0,0), (3,0,0), (0,3,0), (3,3,0). 1. A diagonal que passa pela origem vai do ponto (0,0,0) ao ponto oposto (3,3,3) no cubo. 2. O vetor diretor da reta é \(\vec{v} = (3,3,3)\). 3. Equações paramétricas: $$x = 3t, y = 3t, z = 3t, t \in \mathbb{R}$$ 4. Resposta correta: \(X = t, y = t, z = t, t \in \mathbb{R}\) (equivalente ao vetor diretor \( (1,1,1) \) que é a forma simplificada). --- Questão 3: Equações paramétricas da reta que passa por (-2,-3,-2) e é paralela ao vetor \(2\mathbf{i} + \mathbf{j} - \mathbf{k}\). 1. Vetor diretor \(\vec{v} = (2,1,-1)\). 2. Equações paramétricas: $$x = -2 + 2t, y = -3 + t, z = -2 - t$$ 3. Resposta correta: \(\{x = -2 + 2t, y = -3 + t, z = -2 - t\}\). --- Questão 4: Determinar a superfície quádrupla dada pela equação (não fornecida explicitamente, mas opções indicam formas). 1. Analisando as opções, a equação \(x^2 + y^2 - z^2 = 1/4\) representa um hiperbolóide de uma folha. 2. Resposta correta: \(x^2 + y^2 - z^2 = 1/4\). --- Questão 5: Equação da reta que passa pelo ponto P(2,3,4) na direção do vetor que forma ângulos \(\alpha, \beta, \gamma\) com os eixos x, y, z. 1. A direção é dada pelos cossenos diretores \(\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma\). 2. Equação paramétrica: $$x = 2 + t \cos \alpha, y = 3 + t \cos \beta, z = 4 + t \cos \gamma, t \in \mathbb{R}$$ 3. Resposta correta: \(X = 2 + t\cos\alpha, y = 3 + t\cos\beta, z = 4 + t\cos\gamma\). --- Questão 6: Ponto de encontro da reta \(x = 1 + 2t, y = 2 + t, z = -1 - 2t\) com o plano \(2x + y + 4z = 1\). 1. Substituir na equação do plano: $$2(1+2t) + (2+t) + 4(-1 - 2t) = 1$$ $$2 + 4t + 2 + t - 4 - 8t = 1$$ $$ (4t + t - 8t) + (2 + 2 - 4) = 1$$ $$-3t + 0 = 1 \Rightarrow -3t = 1 \Rightarrow t = -\frac{1}{3}$$ 2. Substituir \(t\) na reta: $$x = 1 + 2(-\frac{1}{3}) = 1 - \frac{2}{3} = \frac{1}{3}$$ $$y = 2 + (-\frac{1}{3}) = \frac{5}{3}$$ $$z = -1 - 2(-\frac{1}{3}) = -1 + \frac{2}{3} = -\frac{1}{3}$$ 3. Resposta correta: \(\left(\frac{1}{3}, \frac{5}{3}, -\frac{1}{3}\right)\). --- Questão 7: Vértice, foco e diretriz da parábola \((x+2)^2 = 8(y-3)\). 1. Forma padrão da parábola vertical: \((x - h)^2 = 4p(y - k)\). 2. Aqui, \(h = -2\), \(k = 3\), e \(4p = 8 \Rightarrow p = 2\). 3. Vértice: \((-2, 3)\). 4. Foco: \((-2, 3 + p) = (-2, 5)\). 5. Diretriz: \(y = 3 - p = 1\). 6. Resposta correta: \((-2,3); (-2,5); y=1\). --- Questão 8: Analisar a superfície dada por \(\frac{z^2}{25} = \frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{9}\). 1. Esta é a equação padrão de um cone elíptico. 2. Resposta correta: Cone elíptico.