Sean los puntos A(3,−1,1), B(1,3,−3) y C(−2,−2,1).
a) Calcula el área del triángulo de vértices A,B y C.b) Halla los puntos D pertenecientes al eje OZ para que el tetraedro de vértices A,B,C y D tenga un volumen de 20 unidades cúbicas.
Área de un triánguloVolumen de un tetraedroPuntos en el espacio
a) Calcula el área del triángulo de vértices A,B y C.
El área de un triángulo de vértices A, B y C se puede calcular mediante la mitad del módulo del producto vectorial de los vectores AB y AC:
Aˊrea=21∣AB×AC∣
Primero, determinamos los vectores AB y AC a partir de las coordenadas de los puntos A(3,−1,1), B(1,3,−3) y C(−2,−2,1):
b) Halla los puntos D pertenecientes al eje OZ para que el tetraedro de vértices A,B,C y D tenga un volumen de 20 unidades cúbicas.
Un punto D perteneciente al eje OZ tiene coordenadas de la forma D(0,0,z). El volumen de un tetraedro se define como un sexto del valor absoluto del producto mixto de los vectores AB, AC y AD:
V=61∣[AB,AC,AD]∣
Calculamos el vector AD:
AD=(0−3,0−(−1),z−1)=(−3,1,z−1)
El producto mixto [AB,AC,AD] se puede calcular como el producto escalar del vector (AB×AC), ya obtenido anteriormente, por el vector AD:
Esto genera dos posibles ecuaciones:1) 10+22z=120⟹22z=110⟹z=5. El primer punto es D1(0,0,5).2) 10+22z=−120⟹22z=−130⟹z=−22130=−1165. El segundo punto es D2(0,0,−1165).