Enunciado

Determine equação da reta que passa por A = ( - 1,2 , - 3 ) , é ortogonal ao vetor ( 6 ,   - 2 ,   - 3 ) e intercepta a reta x - 1 3 = y + 1 2 = z - 3 - 5 .

Passo 1

A reta que queremos tem ponto inicial A = ( - 1,2 , - 3 ) e vetor diretor v → = ( l , m , n ) , que precisamos determinar, sabendo que ele é ortogonal ao vetor ( 6 ,   - 2 ,   - 3 ) e que a reta intercepta a reta x - 1 3 = y + 1 2 = z - 3 - 5 . Assim, a reta que queremos tem equações paramétricas dadas por

s : x = - 1 + λ l ,   y = 2 + λ m ,   z = - 3 + λ n

Vamos usar a condição de ortogonalidade:

( l , m , n ) ⋅ ( 6 ,   - 2 ,   - 3 ) = 0 ⇒ 6 l - 2 m - 3 n = 0 ⇒ l = 1 3 m + 1 2 n

Então, temos

s : x = - 1 + λ ( 1 3 m + 1 2 n ) ,   y = 2 + λ m ,   z = - 3 + λ n

Passo 2

A reta x - 1 3 = y + 1 2 = z - 3 - 5 possui as seguintes equações paramétricas:

x = 1 + 3 γ ,   y = 2 γ - 1 ,   z = 3 - 5 γ

A reta s intercepta a reta acima, ou seja, vamos considerar que a intercessão ocorre quando λ = 1 , pois em λ = 0 a reta se encontra no ponto A = ( - 1,2 , - 3 ) . Logo,

1 + 3 γ = - 1 + ( 1 3 m + 1 2 n )

2 γ - 1 = 2 + m

3 - 5 γ = - 3 + n

Vamos somar as três equações:

1 + 3 γ + 2 γ - 1 + 3 - 5 γ = - 1 + ( 1 3 m + 1 2 n ) + 2 + m - 3 + n

⇒ 3 = - 2 + m ( 1 3 + 1 ) + n ( 1 2 + 1 )

⇒ 5 = 4 3 m + 3 2 n

⇒ 4 3 m = 5 - 3 2 n

⇒ m = 3 4 ( 5 - 3 2 n )

⇒ m = 15 4 - 9 8 n

Agora, vamos substituir m = 15 4 - 9 8 n na primeira equação:

1 + 3 γ = - 1 + ( 1 3 m + 1 2 n ) ⇒ 3 γ = - 2 + 1 3 ( 15 4 - 9 8 n ) + 1 2 n

⇒ 3 γ = - 3 4 + 1 8 n ⇒ n = 24 γ + 6

Substituindo n = 24 γ + 6 na terceira equação:

3 - 5 γ = - 3 + n ⇒ 3 - 5 γ = - 3 + 24 γ + 6

⇒ 24 γ = - 5 γ

⇒ γ = 0

Finalmente, podemos usar γ = 0 nas duas últimas equações:

2 γ - 1 = 2 + m ⇒ m = - 1 - 2 ⇒ m   =   - 3

3 - 5 γ = - 3 + n ⇒ n = 6

e substituir m   =   - 3 e n = 6 nas equações paramétricas da reta s :

s : x = - 1 + 2 λ ;   y = 2 - 3 λ ;   z = - 3 + 6 λ

Resposta

x = - 1 + 2 λ

y = 2 - 3 λ

z = - 3 + 6 λ