Enunciado

Determine equações da reta por A = ( 1 , - 2 , - 6 ) e perpendicular à reta x - 2 3 = y + 1 - 2   =   z - 1 4 .

Passo 1

E aí, gente? Bora lá para mais uma resolução?

Ainda não temos o vetor diretor da reta, que vamos dizer que é v → = ( l . m . n ) , mas temos o ponto inicial A = ( 1 , - 2 , - 6 ) . Então, por enquanto, temos as seguintes equações da reta:

t :   x = 1 + t l ,   y = - 2 + t m ,   z = - 6 + t n

Agora, vamos usar a condição da reta ser perpendicular a x - 2 3 = y + 1 - 2   =   z - 1 4 . Isso quer dizer que v → = ( l . m . n ) é perpendicular ao vetor diretor da segunda reta. Para determinar esse vetor diretor, é só a gente encontrar as equações paramétricas da reta

s :   x - 2 3 = y + 1 - 2   =   z - 1 4 = s ⇒ x = 3 s + 2 ,   y = - 2 s - 1 ,   z = 4 s + 1

Então, o vetor diretor dessa reta é u → = ( 3 , - 2,4 ) . Assim, pela ortogonalidade, obtemos

u → ⋅ v → = 0 ⇒ ( 3 , - 2,4 ) ⋅ ( l , m , n ) = 0 ⇒ 3 l - 2 m + 4 n = 0

⇒ m = 3 2 l + 2 n

Assim, temos até o momento

x = 1 + t l ,   y = - 2 + t ( 3 2 l + 2 n ) ,   z = - 6 + t n

Passo 2

Ainda temos que determinar l , n . Mas, sabemos que em algum momento a reta t toca a reta s . Como, para t = 0 , temos o ponto A = ( 1 , - 2 , - 6 ) , podemos assumir que t = 1 ocorre a interseção das duas retas. Nesse ponto, teremos

1 + l = 3 s + 2

- 2 + 3 2 l + 2 n = - 2 s - 1 ⇒ 3 2 l + 2 n = - 2 s + 1

- 6 + n =   4 s + 1

Vamos multiplicar a segunda equação por 2 e somar com a terceira:

2 ( 3 2 l + 2 n ) - 6 + n = - 4 s + 2 + 4 s + 1

⇒ 3 l + 5   n = 9

⇒ l = 3 - 5 3 n

Agora, substituímos l = 3 - 5 3 n na primeira equação

1 + l = 3 s + 2 ⇒ 1 + 3 - 5 3 n = 3 s + 2

⇒ 2 - 5 3 n = 3 s

⇒ 6 - 5 n = 9 s

⇒ n = 6 5 - 9 5 s

Por fim, vamos substituir o resultado acima na terceira equação e achar qual o valor para s

- 7 + n = 4 s ⇒ - 7 + 6 5 - 9 5 s = 4 s

⇒ - 7 + 6 5 = 9 5 s + 4 s

⇒ 29 5 s = - 29 5

⇒ s = - 1

Assim,

n = 6 5 - 9 5 s = 6 5 + 9 5 = 3

l = 3 - 5 3 n = 3 - 5 = - 2

Passo 3

Com isso, obtemos

x = 1 - 2 t ,   y = - 2 + 3 t ,   z = - 6 + 3 t

Essa equação paramétrica é equivalente a

x = 1 + 2 t ,   y = - 2 - 3 t ,   z = - 6 - 3 t

Para ver isso, podemos reescrever a primeira equação na forma simétrica:

x = 1 - 2 t ,   y = - 2 + 3 t ,   z = - 6 + 3 t

x - 1 - 2 = y + 2 3 = z + 6 3 = t

Agora, multiplicamos tudo por - 1 :

x - 1 2 = y + 2 - 3 = z + 6 - 3 = - t ≡ t '

Que nos dá justamente,

x = 1 + 2 t ' ,   y = - 2 - 3 t ' ,   z = - 6 - 3 t '

Resposta

x = 1 + 2 t ,   y = - 2 - 3 t ,   z = - 6 - 3 t