Question
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3. Num referencial ortonormado \( O x y z \), os planos de equações \( 5 x-(k-3) y+1=0 \) e \( z+2 y+k x=3 \) são perpendiculares, sendo \( k \in \mathbb{R} \). Qual é o valor de \( k \) ? \( \begin{array}{llll}\text { (A) }-2 & \text { (B) } 2 & \text { (C) } \frac{11}{2} & \text { (D) }-\frac{1}{2}\end{array} \)

Ask by Gardner Dunn. in Portugal
Jan 23,2025

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Answer

O valor de \( k \) é \(-2\).

Solution

Para que os planos sejam perpendiculares, os vetores normais aos planos devem ser perpendiculares, ou seja, o produto escalar deles deve ser zero. Vamos identificar os vetores normais dos planos dados: 1. **Primeiro plano**: \(5x - (k - 3)y + 1 = 0\) O vetor normal é \( \mathbf{n}_1 = (5, -(k - 3), 0) \). 2. **Segundo plano**: \(z + 2y + kx = 3\) O vetor normal é \( \mathbf{n}_2 = (k, 2, 1) \). Para que os planos sejam perpendiculares: \[ \mathbf{n}_1 \cdot \mathbf{n}_2 = 0 \] Calculando o produto escalar: \[ 5k + [-(k - 3)] \cdot 2 + 0 \cdot 1 = 0 \] \[ 5k - 2(k - 3) = 0 \] \[ 5k - 2k + 6 = 0 \] \[ 3k + 6 = 0 \] \[ 3k = -6 \] \[ k = -2 \] **Resposta correta:** (A) \(-2\)

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Para que os planos sejam perpendiculares, o produto escalar dos seus vetores normais deve ser zero. Os vetores normais podem ser extraídos das equações dos planos. O primeiro plano \( 5x - (k-3)y + 1 = 0 \) tem o vetor normal \( \mathbf{n_1} = (5, -(k-3), 0) \) e o segundo plano \( z + 2y + kx - 3 = 0 \) tem o vetor normal \( \mathbf{n_2} = (k, 2, 1) \). Calculando o produto escalar: \[ \mathbf{n_1} \cdot \mathbf{n_2} = 5k + (-(k-3) \cdot 2) + 0 \cdot 1 = 5k - 2(k - 3) = 5k - 2k + 6 = 3k + 6 \] Para que os planos sejam perpendiculares: \[ 3k + 6 = 0 \implies 3k = -6 \implies k = -2 \] Portanto, o valor de \( k \) é \(-2\). A resposta correta é (A) -2.

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