Considera las rectas r≡x+1=y−a=−z y s≡⎩⎨⎧x=5+2λy=−3z=2−λ
a) Calcula a para que r y s se corten. Determina dicho punto de corte.b) Halla la ecuación del plano que pasa por P(8,−7,2) y que contiene a la recta s.
RectasPlanosPunto de corte
a) Calcula a para que r y s se corten. Determina dicho punto de corte.
Primero, expresamos ambas rectas en su forma paramétrica.Recta r≡x+1=y−a=−z:
1x+1=1y−a=−1z=μ
De donde obtenemos la ecuación paramétrica de r:
r≡⎩⎨⎧x=−1+μy=a+μz=−μ
Un punto de la recta r es R0(−1,a,0) y su vector director es vr=(1,1,−1).Recta s≡⎩⎨⎧x=5+2λy=−3z=2−λUn punto de la recta s es S0(5,−3,2) y su vector director es vs=(2,0,−1).Para que las rectas r y s se corten, debe existir un punto en común, es decir, deben coincidir sus coordenadas para ciertos valores de μ y λ:
⎩⎨⎧−1+μ=5+2λ(1)a+μ=−3(2)−μ=2−λ(3)
De la ecuación (3) despejamos λ en función de μ:
λ=2+μ
Sustituimos esta expresión de λ en la ecuación (1):
−1+μ=5+2(2+μ)
−1+μ=5+4+2μ
−1+μ=9+2μ
−10=μ
Ahora, sustituimos el valor de μ en la expresión de λ:
λ=2+(−10)=−8
Finalmente, sustituimos el valor de μ en la ecuación (2) para encontrar a:
a+(−10)=−3
a−10=−3
a=7
Para que las rectas se corten, el valor de a debe ser 7.Para encontrar el punto de corte, sustituimos λ=−8 en las ecuaciones paramétricas de la recta s (también se podría usar μ=−10 y a=7 en r):
⎩⎨⎧x=5+2(−8)=5−16=−11y=−3z=2−(−8)=2+8=10
El punto de corte es Q(−11,−3,10).
b) Halla la ecuación del plano que pasa por P(8,−7,2) y que contiene a la recta s.
El plano que contiene a la recta s debe contener un punto de s (por ejemplo, S0(5,−3,2)) y su vector director vs=(2,0,−1). Además, el plano debe pasar por el punto P(8,−7,2).Podemos formar un segundo vector director del plano uniendo el punto S0 con el punto P:
S0P=P−S0=(8−5,−7−(−3),2−2)=(3,−4,0)
Así, el plano queda definido por el punto S0(5,−3,2) y los vectores directores vs=(2,0,−1) y S0P=(3,−4,0). La ecuación general del plano se obtiene igualando a cero el determinante formado por un vector genérico (x−x0,y−y0,z−z0) y los dos vectores directores.