Problemas de geometría lineal y espacio afín

Nivel: Secundaria

1
Nivel
Secundaria
Dificultad
3
 

Hallar la ecuación del plano que pasa por el punto y es perpendicular a la recta

(1)
Solución disponible
Ghiret
 
2
Nivel
Secundaria
Dificultad
4
 

Dados los puntos A(1,2,3), B(-1,2,0) y C(2,3,-1), hallar:

1.La distancia de A a B,

2.El ángulo ACB.

Solución disponible
Ghiret
 
3
Nivel
Secundaria
Dificultad
4
 

Hallar las coordenadas de un vector paralelo a los dos planos, y .

Solución disponible
Ghiret
 
4
Nivel
Secundaria
Dificultad
4
 

¿Son coplanarios los puntos A(1,2,-1), B(3,0,2), C(1,-1,0) y D(0,2,-1)?

2 soluciones disponibles
pod
 

Tomamos uno de los cuatro puntos como origen, por ejemplo D. Una vez fijado el origen, los otros tres puntos definen otros tantos tres vectores,

(1)

Estos tres vectores definen una matriz,

(2)

Si el rango de esta matriz es 1, entonces los cuatro puntos están alineados. Si el rango es 2, son coplanares. Si es tres, no son coplanares.

Podemos comprobar fácilmente que el rango es, como mínimo, dos considerando el menor

(3)

Nos queda únicamenmte comprobar si el rango de la matriz puede ser tres, calculando el determinante total,

(4)

Por lo tanto, el rango de la matriz es tres, y los vectores no son coplanarios.

Ghiret
 
5
Nivel
Secundaria
Dificultad
5
 

Dados los planos

(1)

hallar la ecuación de la recta que pasa por el punto y es paralela a los dos planos.

Solución disponible
Ghiret
 
6
Nivel
Secundaria
Dificultad
6
 

Hallar el simétrico , del punto respecto del plano .

2 soluciones disponibles
pod
 

Llamaremos R a la recta perpendicular al plano que pasa por el punto A. De la ecuación del plano , sabemos que su vector perpendicular es (2, -1, -1), por lo que la recta R se puede escribir como

(1)

El punto de intersección entre la recta R y el plano , que llamaremos , se obtiene substituyendo los valores de , y en la ecuación del plano:

(2)

simplificando,

(3)

con lo que el punto de intersección se encuentra en . Substituyendo en (1), tenemos

(4)

El vector que une los puntos O' y A se obtiene simplemente restando,

(5)

Por simetría, el vector que une el punto con será . Por tanto,

(6)
Ghiret
 

Dados el punto y el plano . El punto simétrico, de respecto de será el punto que cumpla

(1)

donde es el punto de intersección entre el plano y la recta , perpendicular a éste y que pasa por . Matemáticamente:

(2)
(3)

Si expresamos de forma continua

(4)

Y ahora resolvemos dos de las tres igualdades, podemos expresar como intersección de dos planos

(5)

Así podemos reescribir (5.2) como . Para calcular ahora las coordenadas de no tenemos, pues, más que resolver el siguiente sistema, que es compatible determinado:

[ERROR DE LaTeX. Error: 4 ]
(6)

Donde , y . Lo resolveremos mediante la REGLA DE CRAMER, por lo que:

(7)

Así, tenemos que . Si ahora utilizamos este resultado en (1), obtenemos las coordenadas del punto simétrico :

(8)

En partircular para el caso dado,

[ERROR DE LaTeX. Error: 4 ]
(9)
(10)

Por lo tanto,

(11)

Entonces tenemos que

(12)
7
Nivel
Secundaria
Dificultad
8
 

Hallar la ecuación de la recta , proyección de la recta

(1)

sobre el plano .

2 soluciones disponibles
pod
 
Ghiret
 
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