a) Calcula, si existe, el punto de intersección de π y r.b) Dado el punto Q(2,6,3), halla su simétrico respecto del plano π.
SimetríaPlanosIntersección
a) Calcula, si existe, el punto de intersección de π y r.
Primero, expresamos la recta r en sus ecuaciones paramétricas. Dada la expresión x=3y=z−1, podemos igualar cada parte a un parámetro λ:
x=λ⇒x=λ
3y=λ⇒y=3λ
z−1=λ⇒z=1+λ
Sustituimos estas expresiones en la ecuación del plano π≡x+y−z=2 para encontrar el valor de λ en el punto de intersección:
\lambda + (3\lambda) - (1 + \lambda) = 2
λ+3λ−1−λ=2
3λ−1=2
3λ=3
λ=1
Ahora, sustituimos el valor de λ=1 en las ecuaciones paramétricas de la recta para obtener las coordenadas del punto de intersección P:
x=1
y=3(1)=3
z=1+1=2
El punto de intersección es P(1,3,2).
b) Dado el punto Q(2,6,3), halla su simétrico respecto del plano π.
Para hallar el punto simétrico Q′(x′,y′,z′) de Q respecto del plano π, seguimos estos pasos:1. Hallamos la recta s que pasa por Q y es perpendicular al plano π. El vector normal del plano nπ=(1,1,−1) es el vector director de esta recta.
s≡⎩⎨⎧x=2+μy=6+μz=3−μ
2. Calculamos el punto de intersección M de la recta s con el plano π. Este punto es la proyección de Q sobre el plano.Sustituimos las ecuaciones de la recta s en la ecuación del plano π≡x+y−z=2:
(2+μ)+(6+μ)−(3−μ)=2
2+μ+6+μ−3+μ=2
3μ+5=2
3μ=−3
μ=−1
Sustituimos μ=−1 en las ecuaciones paramétricas de la recta s para encontrar el punto M:
xM=2+(−1)=1
yM=6+(−1)=5
zM=3−(−1)=4
El punto de proyección es M(1,5,4).3. El punto M es el punto medio del segmento QQ′, donde Q′(x′,y′,z′) es el punto simétrico.
M=(2xQ+x′,2yQ+y′,2zQ+z′)
(1,5,4)=(22+x′,26+y′,23+z′)
Igualamos las coordenadas:
1=22+x′⇒2=2+x′⇒x′=0
5=26+y′⇒10=6+y′⇒y′=4
4=23+z′⇒8=3+z′⇒z′=5
El punto simétrico de Q respecto del plano π es Q′(0,4,5).