Clase 12 RD Sharma Solutions – Capítulo 29 El avión – Ejercicio 29.15 | Serie 1

Pregunta 1. Encuentra la imagen del punto (0, 0, 0) en el plano 3x + 4y – 6z + 1 = 0.

Solución: 

De acuerdo con la pregunta que tenemos

Plano = 3x + 4y – 6z + 1 = 0

La recta que pasa por el origen y es perpendicular al plano está dada por

\frac{x}{3}=\frac{y}{4}=\frac{z}{-6}=r

Entonces, sea la imagen de (0, 0, 0) = (3r, 4r, -6r) 

El punto medio de (0, 0, 0) y (3r, 4r, -6r) se encuentra en el plano dado

3(3r/2) + 2(4r) – 3(-6y) + 1 = 0

30,5 años = -1

r = -2/61

Entonces, la imagen es (-6/61, -8/61, 12/61) 

Pregunta 2. Encuentra el reflejo del punto (1, 2, -1) en el plano 3x – 5y + 4z = 5

Solución: 

Según la pregunta tenemos que encontrar el reflejo de 

el punto P(1, 2, -1) en el plano 3x – 5y + 4z = 5

Entonces, sea Q = reflejo del punto P 

R = punto medio de PQ.

Entonces, R se encuentra en el plano 3x – 5y + 4z = 5.

Ahora, las relaciones de dirección de PQ son proporcionales a 3, -5, 4 y 

PQ está pasando por (1, 2, -1).

Entonces, la ecuación de PQ es,

\frac{x-1}{3}=\frac{y-2}{-5}=\frac{z+1}{4}=λ

Sea Q (3)

Las coordenadas de R son = \left(\frac{3λ+1+1}{2},\frac{-5λ+2+2}{2},\frac{4λ-1-1}{2}\right)=\left(\frac{3λ+2}{2},\frac{-5λ+4}{2},\frac{4λ-2}{2}\right)

Dado que R se encuentra en el plano dado, es decir, 3x – 5y + 4z = 5

Por lo tanto, 3\left(\frac{3λ+2}{2}\right)-5\left(-\frac{5λ+4}{2}\right)+4\left(\frac{4λ-2}{2}\right)=5

9

= ((48/25)+1, (-16/5)+2, (64/25)-1)

= (73/25, -6/5, 39/25)

Por lo tanto, la reflexión del punto (1, 2, -1) = (73/25, -6/5, 39/25)

Pregunta 3. Halla las coordenadas del pie de la perpendicular trazada desde el punto (5, 4, 2) hasta la recta  \frac{x+1}{2}=\frac{y-3}{3}=\frac{z-1}{-1} . De aquí o de lo contrario deducir la longitud de la perpendicular.

Solución: 

Según la pregunta tenemos que encontrar el pie de la perpendicular, digamos Q,

trazada desde el punto P(5, 4, 2) hasta la línea \frac{x+1}{2}=\frac{y-3}{3}=\frac{z-1}{-1}=λ

Entonces, supongamos Q = (2) -Ecuación (1)

Relación de dirección de la línea PQ son = (2)

Aquí, la línea PQ es perpendicular a la línea dada AB

Asi que, 

un 1 un 2 + segundo 1 segundo 2 + do 1 do 2 = 0

(2)(2) + (3)(3) + (-)(-1) = 0

4

fórmula de distancia 

= \sqrt{(5-1)^2+(4-6)^2+(2-0)^2}\\ = \sqrt{16+4+4}\\

= √24

= 2√6

Entonces, el pie de la perpendicular es (1, 6, 0)

La longitud de la perpendicular es 2√6 unidades.

Pregunta 4. Encuentra la imagen del punto con vector de posición  3\hat{i}+\hat{j}+2\hat{k}  en el plano  \vec{r}.(2\hat{i}-\hat{j}+\hat{k})=4  . Halla también el vector de posición del pie de la perpendicular y la ecuación de la recta perpendicular que pasa por  3\hat{i}+\hat{j}+2\hat{k}  .

Solución:

De acuerdo a la pregunta tenemos que encontrar la imagen del punto P(3, 1, 2) 

en el plano  \vec{r}.(2\hat{i}-\hat{j}+\hat{k})=4  o 2x – y + z = 4.

Sea Q la imagen del punto P.

Asi que,

Las relaciones de dirección de la normal al punto = 2, -1, 1

Las relaciones de dirección de la línea PQ perpendicular a 2, -1, 1 y

PQ está pasando por (3, 1, 2)

Entonces la ecuación de PQ es

\frac{x-3}{2}=\frac{y-1}{-1}=\frac{z-2}{1}=λ       

El punto general sobre la recta PQ es = (2

(2

\left(\frac{2λ+3+3}{2},\frac{-λ+1+1}{2},\frac{λ+2+2}{2}\right)=\left(\frac{2λ+6}{2},\frac{-λ+2}{2},\frac{λ+4}{2}\right)

Como R se encuentra en el plano 2x – y + z = 4, obtenemos

2\left(\frac{2λ+6}{2}\right)-\left(\frac{-λ+2}{2}\right)+\left(\frac{λ+4}{2}\right)=4

4

Imagen de P = Q(2 (-1) + 3, – (-1) + 1, -1 + 2)

Imagen de P = (1, 2, 1)

La ecuación de la recta perpendicular que pasa por  3\hat{i}+\hat{j}+2\hat{k}  es

\vec{r}=3\hat{i}+\hat{j}+2\hat{k}+λ(2\hat{i}-\hat{j}+\hat{k})

El vector de posición del punto de la imagen es

3\hat{i}+\hat{j}+2\hat{k}+λ(2\hat{i}-\hat{j}+\hat{k})=(3+2λ)\hat{i}+(1-λ)\hat{j}+(2+k)\hat{k}

El vector de posición del pie de la perpendicular es

\frac{[(3+2λ)\hat{i}+(1-λ)\hat{j}+(2+k)\hat{k}]+[3\hat{i}+\hat{j}+2\hat{k}]}{2}

=(3+λ)\hat{i}+(1-\frac{λ}{2})\hat{j}+(2+\frac{λ}{2})\hat{k}

Poniendo

2\hat{i}+\frac{3}{2}\hat{j}+\frac{3}{2}\hat{k}

Pregunta 5. Encuentra las coordenadas del pie de la perpendicular desde el punto (1, 1, 2) al plano 2x – 2y + 4z + 5 = 0. Además, encuentra la longitud de la perpendicular.

Solución:

Según la pregunta que tenemos,

Plano = 2x – 2y + 4z + 5 = 0 -Ecuación(1)

Punto = (1, 1, 2)

y encuentra las coordenadas del pie de la perpendicular

= \left|\frac{2-2+8+5}{\sqrt{1+1+4}}\right|=\frac{13}{\sqrt{6}}  

Supongamos que el pie de la perpendicular = (x, y, z). 

Entonces, los DR son proporcionales

\frac{x-1}{2}=\frac{y-1}{-2}=\frac{z-2}{4}=k

x = 2k + 1

y = -2k + 1

z = 4k + 2

Sustituye (x, y, z) = (2k + 1, -2k + 1, 4k + 2) en la ecuación (1), obtenemos

2x – 2y + 4z + 5 = 0

4k + 2 + 4k – 2 + 16k + 8 + 5 = 0

24k = -13

k = -13/24

Entonces, las coordenadas del pie de la perpendicular (x, y, z) = (-1/12, 5/3, -1/6)

Pregunta 6. Encuentra la distancia del punto (1, -2, 3) desde el plano x – y + z + 5 medido a lo largo de una línea paralela a \frac{x}{2}=\frac{y}{3}=\frac{z}{-6}

Solución: 

De acuerdo con la pregunta, tenemos que encontrar la distancia del punto P(1, -2, 3) 

desde el plano x – y + z = 5 medido 

paralela a la línea AB, \frac{x}{2}=\frac{y}{3}=\frac{z}{-6}

Supongamos Q = Punto medio de la recta que une P con el plano.

Tenemos, PQ paralela a la línea AB

Por lo tanto, la ecuación de PQ es,

\frac{x-x_1}{a}=\frac{y-y_1}{b}=\frac{z-z_1}{c}\\ \frac{x-1}{2}=\frac{y+2}{3}=\frac{z-3}{-6}=λ\\

El punto general sobre la recta PQ = (2)

Supongamos que las coordenadas de Q = (2)

Por lo tanto, Q se encuentra en el plano x – y + z = 5

(2) – (3) + (-6) = 5

2

Coordenada de Q = (2, 3, -6) -Ecuación(1)

Ahora, encontramos la distancia entre (1, -2, 3) y el plano = PQ

=\sqrt{(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2+(z_1-z_2)^2}\\ =\sqrt{(1-\frac{9}{7})^2+(-2+\frac{11}{7})^2+(3-\frac{15}{7})^2}\\ =\sqrt{\frac{4}{49}+\frac{9}{49}+\frac{36}{49}}\\ =\sqrt{\frac{49}{49}}

= 1

Por lo tanto, la distancia requerida es 1 unidad.

Pregunta 7. Encuentra las coordenadas del pie la perpendicular desde el punto (2, 3, 7) al plano 3x – y – z = 7. Además, encuentra la longitud de la perpendicular.

Solución:

Supongamos que Q sea el pie de la perpendicular.

Ahora, las relaciones de dirección del plano normal son 3, -1, -1

\frac{x-x_1}{a}=\frac{y-y_1}{b}=\frac{z-z_1}{c}\\ \frac{x-2}{3}=\frac{y-3}{-1}=\frac{z-7}{-1}=λ

El punto general en la línea PQ

= (3

El punto Q se encuentra en el plano 3x – y – z = 7

De este modo,

3(3) – (-) – (-) = 7

9

Q = (3(1) + 2, -(1) + 3, -(1) + 7)

P = (5, 2, 6)

Encuentre la longitud de la perpendicular PQ

=\sqrt{(x_1-x_2)^2 + (y_1-y_2)^2 + (z_1-z_2)^2}\\ =\sqrt{(2-5)^2+(3-2)^2+(7-6)^2}\\ =\sqrt{9+1+1}\\

= √11

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por yashchuahan y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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