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

Ask by Valdez Marshall. in Italy
Jan 23,2025

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Answer

La ecuación del plano es \( x + y + z = 0 \).

Solution

Vamos a determinar la ecuación del plano \( P \) que pasa por el punto \( A(1,0,-1) \), es paralelo al vector \( \vec{v} = \vec{i} - 2\vec{j} + \vec{k} \) y es perpendicular al plano \( \alpha: x + y - 2z + 4 = 0 \). 1. **Normal del plano \( \alpha \):** El vector normal al plano \( \alpha \) es \( \vec{n}_\alpha = (1, 1, -2) \). 2. **Condiciones para el plano \( P \):** - **Perpendicularidad a \( \alpha \):** El vector normal al plano \( P \) (denotado como \( \vec{n}_P \)) debe ser perpendicular a \( \vec{n}_\alpha \), es decir, \( \vec{n}_P \cdot \vec{n}_\alpha = 0 \). - **Paralelismo al vector \( \vec{v} \):** El vector \( \vec{v} \) debe estar contenido en el plano \( P \), lo que implica que \( \vec{v} \) es perpendicular a \( \vec{n}_P \), es decir, \( \vec{n}_P \cdot \vec{v} = 0 \). 3. **Determinar \( \vec{n}_P \):** \( \vec{n}_P \) debe ser perpendicular a ambos \( \vec{n}_\alpha \) y \( \vec{v} \). Por lo tanto, \( \vec{n}_P \) es paralelo al producto vectorial \( \vec{n}_\alpha \times \vec{v} \): \[ \vec{n}_P = \vec{n}_\alpha \times \vec{v} = (1, 1, -2) \times (1, -2, 1) = (-3, -3, -3) \propto (1, 1, 1) \] 4. **Ecuación del plano \( P \):** Usando \( \vec{n}_P = (1, 1, 1) \) y el punto \( A(1,0,-1) \): \[ 1(x - 1) + 1(y - 0) + 1(z + 1) = 0 \implies x + y + z = 0 \] **Respuesta correcta:** **B.** \( x + y + z = 0 \)

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Beyond the Answer

Per trovare l'equazione del piano che passa per il punto \( A(1,0,-1) \) e che è parallelo al vettore \( \vec{v} = \vec{i} - 2\vec{j} + \vec{k} \), dobbiamo anche considerare che il piano deve essere perpendicolare al piano \( \alpha: x + y - 2z + 4 = 0 \), il cui normale è rappresentato dal vettore \( \vec{n}_{\alpha} = (1, 1, -2) \). Pertanto, l'equazione del piano cercato avrà la forma \( (x - 1) + (y - 0) + (z + 1) = 0 \), impiegando le condizioni di parallelismo e perpendicolarità. In alternativa, possiamo comporre questi vettori per ottenere un normale per il nostro piano, utilizzando il prodotto vettoriale per combinare \( \vec{v} \) e \( \vec{n}_{\alpha} \). Infine, risolvendo ci aiuterà a trovare la forma corretta, verificando quale delle opzioni coincide. L'opzione corretta tra le fornite è **C. \( x - 2y + z = 0 \)**, in quanto essa rappresenta l’equazione del piano per i criteri richiesti. Nel mondo reale, l'analisi della geometria degli spazi tridimensionali è fondamentale per progettisti e ingegneri, sia in architettura che in realizzazioni di software di modellazione 3D. La comprensione della relazione tra piani e schieramenti di oggetti consente di ottimizzare spazi e offrire soluzioni creative. Inoltre, una delle comuni trappole in geometria analitica è scambiare il parallelo con il perpendicolare. È facile confondersi tra le condizioni di colinearità e ortogonalità dei vettori, quindi è sempre utile tracciarli o visualizzarli per evitare errori di calcolo in equazioni di piano.

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