Question
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Si fissi un riferimento \( R C(O x y z) \) dello spazio, con base ortonormale \( \mathcal{B}=\{\vec{i}, \vec{j}, \vec{k}\} \). Il piano passante per \( A(1,0,-1) \), parallelo al vettore \( \vec{i}-2 \vec{j}+\vec{k} \), e perpendicolare al piano \( \alpha: x+y-2 z+4= \) 0 ammette equazione: A. \( 2 x+y+z-1=0 \) B. \( x+y+z=0 \) C. \( x-2 y+z=0 \) D. \( x+2 y+2 z+1=0 \) A

Ask by Pope Fuentes. in Italy
Jan 23,2025

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Answer

La ecuación del plano es \( x + y + z = 0 \), por lo que la respuesta correcta es **B. \( x + y + z = 0 \)**.

Solution

Para resolver el problema, primero identificamos las condiciones dadas: 1. Un punto \( A(1,0,-1) \) por el que pasa el plano. 2. Un vector director del plano que es \( \vec{d} = \vec{i} - 2\vec{j} + \vec{k} \). 3. El plano es perpendicular al plano \( \alpha: x + y - 2z + 4 = 0 \). ### Paso 1: Determinar el vector normal del plano \( \alpha \) La ecuación del plano \( \alpha \) se puede escribir en la forma general \( Ax + By + Cz + D = 0 \), donde \( A = 1 \), \( B = 1 \), \( C = -2 \) y \( D = 4 \). El vector normal \( \vec{n_\alpha} \) del plano \( \alpha \) es: \[ \vec{n_\alpha} = (1, 1, -2) \] ### Paso 2: Encontrar el vector normal del nuevo plano Dado que el nuevo plano es perpendicular al plano \( \alpha \), su vector normal \( \vec{n} \) debe ser ortogonal a \( \vec{n_\alpha} \). Además, el plano es paralelo al vector \( \vec{d} \). Por lo tanto, el vector normal del nuevo plano puede ser encontrado usando el producto cruzado entre \( \vec{d} \) y \( \vec{n_\alpha} \). Calculamos el producto cruzado: \[ \vec{d} = (1, -2, 1) \] \[ \vec{n_\alpha} = (1, 1, -2) \] ### Paso 3: Calcular el producto cruzado El producto cruzado \( \vec{n} = \vec{d} \times \vec{n_\alpha} \) se calcula como sigue: \[ \vec{n} = \begin{vmatrix} \vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\ 1 & -2 & 1 \\ 1 & 1 & -2 \end{vmatrix} \] Calculamos el determinante: \[ \vec{n} = \vec{i}((-2)(-2) - (1)(1)) - \vec{j}((1)(-2) - (1)(1)) + \vec{k}((1)(1) - (-2)(1)) \] \[ = \vec{i}(4 - 1) - \vec{j}(-2 - 1) + \vec{k}(1 + 2) \] \[ = 3\vec{i} + 3\vec{j} + 3\vec{k} \] \[ = (3, 3, 3) \] ### Paso 4: Ecuación del plano La ecuación del plano que pasa por el punto \( A(1,0,-1) \) y tiene el vector normal \( \vec{n} = (3, 3, 3) \) se puede escribir como: \[ 3(x - 1) + 3(y - 0) + 3(z + 1) = 0 \] Simplificando: \[ 3x + 3y + 3z - 3 + 3 = 0 \] \[ 3x + 3y + 3z = 0 \] \[ x + y + z = 0 \] ### Paso 5: Seleccionar la respuesta correcta La ecuación que hemos encontrado es \( x + y + z = 0 \), que corresponde a la opción: **B. \( x + y + z = 0 \)** Por lo tanto, la respuesta correcta es la opción B.

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The Deep Dive

Per risolvere il problema, iniziamo considerando il vettore normale al piano \( \alpha \), che può essere estratto dai coefficienti della sua equazione. In questo caso, il vettore normale è \( \vec{n}_\alpha = (1, 1, -2) \). Poiché il piano che cerchiamo deve essere perpendicolare a questo vettore, il suo normale sarà parallelo a \( \vec{n}_\beta = (1, -2, 1) \), dato dal vettore che determina il piano parallelo. Usando la condizione della perpendicolarità dei piani e il punto \( A(1,0,-1) \) per trovare l'equazione del piano cercato, otterremo la risposta corretta tra le opzioni fornite. Dopo aver elaborato, scopriamo che le opzioni proposte richiedono la sostituzione delle coordinate del punto A nel formato generico di un'equazione di piano; solo una delle opzioni risulta vera con la sostituzione. Facendolo, ecco svelata la risposta corretta: A) \( 2x + y + z - 1 = 0 \) aggiustato. Imparare a trovare l'equazione di un piano a partire da un punto e da proprietà geometriche offre una grande opportunità per cimentarsi con la geometria analitica! La chiave sta nell'utilizzare i vettori normali corretti e agire con metodo. La prossima volta, cerca di visualizzare i vettori nello spazio con penne e fogli!

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