Enunciado

Ache equações da única reta r , contida no plano π :   x + y + z - 2 = 0 , que é perpendicular a s , s { x - 2 = y - 2 = z - 2 2 . Ache o plano que contém s e é perpendicular a π .

Passo 1

E aí, gente? Vamos para mais uma resolução? Então, vem comigo!

Como a reta r está contida no plano π :   x + y + z - 2 = 0 , então o vetor diretor da reta v → = ( a , b , c ) é perpendicular ao vetor normal do plano n → = ( 1,1 , 1 ) :

v → ⋅ n → = 0 ⇒ ( a , b , c ) ⋅ ( 1,1 , 1 ) = 0 ⇒ a + b + c = 0

Além disso, a reta r também é perpendicular a reta

s { x - 2 = y - 2 = z - 2 2 = t ⇒ x = t + 2 ,   y = t + 2 ,   z = 2 t + 2

que tem vetor diretor u → = ( 1,1 , 2 ) . Então

v → ⋅ u → = 0 ⇒ ( a , b , c ) ⋅ ( 1,1 , 2 ) = 0 ⇒ a + b + 2 c = 0

Passo 2

Subtraindo as duas equações do Passo 1, obtemos c = 0 . Agora, voltando a qualquer uma delas, ficamos com a = - b . Assim, v → = ( a , - a , 0 ) = a ( 1 , - 1,0 ) . Aqui, a gente pode usar o velho truque de pegar só ( 1 , - 1,0 ) como vetor diretor e o ponto P = ( t + 2 , t + 2 ,   2 t + 2 ) t = - 1 = ( 1,1 , 0 ) como ponto inicial:

r { x = 1 + t ,   y = 1 - t , z = 0

A gente escolheu o ponto P = ( 1,1 , 0 ) porque é justamente em t = - 1 que a reta s intercepta o plano π :

π :   x + y + z - 2 = 0 ⇒   π :   t + 2 + t + 2 + 2 t + 2 - 2 = 0

⇒ 4 t + 4 = 0

⇒ t = - 1

Então, esse é um ponto do plano π .

Passo 3

Como o plano π contém a reta s e essa reta é perpendicular a r , então o vetor normal de π é igual ao vetor diretor de r : n → = v → = ( 1 , - 1,0 ) . Ou seja, temos um ponto do tipo:

α :   x - y + d = 0

Além disso, nós sabemos P = ( 1,1 , 0 ) pertence a reta s , que está contida em α . Ou seja, P = ( 1,1 , 0 )   está contido em α e deve satisfazer a equação do plano:

α :   1 - 1 + d = 0 ⇒ d = 0

⇒ α :   x - y = 0

Resposta

r { x = 1 + t ,   y = 1 - t , z = 0 ;   x - y = 0