Uploaded by Nohemi Arellano

2.1 Rectas

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Producto vectorial:
Si se conocen las componentes de los vectores se calcula
desarrollando el determinante y el resultado es un vector.
Ecuación vectorial de la recta
(necesitamos un vector director y un punto)
šæ = š‘‹ ∈ ā„ : š‘‹ = š‘”š‘£āƒ— + š‘¤, š‘” ∈ ā„
Ršžšœš­šš šžš§ ā„šŸ
š‘‹ = š‘š‘¢š‘›š‘”š‘œ š‘‘š‘’ š‘™š‘Ž š‘Ÿš‘’š‘š‘”š‘Ž š‘‘š‘’ š‘š‘œš‘œš‘Ÿš‘‘š‘’š‘›š‘Žš‘‘š‘Žš‘  (š‘„, š‘¦)
š‘” = š‘š‘Žš‘Ÿáš‘šš‘’š‘”š‘Ÿš‘œ
š‘£āƒ— = š‘£š‘’š‘š‘”š‘œš‘Ÿ š‘‘š‘–š‘Ÿš‘’š‘š‘”š‘œš‘Ÿ š‘‘š‘’ š‘š‘œš‘œš‘Ÿš‘‘š‘’š‘›š‘Žš‘‘š‘Žš‘  (š‘£ , š‘£ )
El vector resultante del producto
vectorial es perpendicular a los dos
vectores que lo generan.
Se utiliza también para calcular el vector
Normal a un plano
š‘¢ × š‘£āƒ— =
š‘¤ = š‘š‘¢š‘›š‘”š‘œ š‘š‘œš‘Ÿ š‘’š‘™ š‘žš‘¢š‘’ š‘š‘Žš‘ š‘Ž š‘™š‘Ž š‘Ÿš‘’š‘š‘”š‘Ž (š‘¤ , š‘¤ )
Relación entre rectas:
Rectas paralelas:
Sus vectores directores son múltiplos (Fácil de identificar)
š‘¦
š‘§
− š‘§
š‘¦
šš¤āƒ— −
š‘„
š‘§
− š‘§
cos 90° = 0
š‘¢. š‘£ = 0
šš„āƒ— +
š‘„
š‘¦
š‘¢ × š‘£āƒ— = š‘¢ . š‘£āƒ— sin šœƒ
sin 0° = 0
Vectores paralelos
Rectas perpendiculares: el producto escalar
de sus vectores directores es igual a cero
š‘¢. š‘£āƒ— = š‘¢ . š‘£āƒ— . cos šœƒ
š‘„
−š‘—
š‘¦
š‘¦
š‘˜
š‘§
š‘§
− š‘¦
*el producto vectorial de dos vectores paralelos es nulo
*no es conmutativo / al conmutarlo cambia el signo de
las coordenadas (sentido opuesto)
Módulo del producto vectorial:
š‘¢ = š‘˜ š‘£āƒ—
Su producto vectorial es igual a cero (Sirve para comprobar)
š‘¢ × š‘£āƒ— = 0
šš¤āƒ—
š‘¢ × š‘£āƒ— = š‘„
š‘„
Vectores perpendiculares
š‘¢ × š‘£āƒ— = 0
sin 90° = 1
š‘¢ × š‘£āƒ— = š‘¢ . š‘£āƒ—
š‘„
š‘˜
Origen y extremo del vector
director que fue trasladado
y
2
-2
2
12
x
š‘ƒ4 = šœ† −2,3 + 2,2 = 12, −13
š‘ƒ5 = šœ† −2,3 + 2,2 = 2, −1
š‘ƒ4 = −2šœ†, 3šœ† + 2,2 = 12, −13
š‘ƒ5 = −2šœ†, 3šœ† + 2,2 = 2, −1
š‘ƒ4 = (−2šœ† + 2, 3šœ† + 2) = 12, −13
š‘ƒ5 = (−2šœ† + 2, 3šœ† + 2) = 2, −1
−2šœ† + 2 = 12
−2šœ† + 2 = 2
šœ† = −5
-13
šœ†šœ‡āƒ— + š‘ = š‘„, š‘¦
2 + 3šœ† = −13
šœ† = −5
Tiene solución:
SI pertenece
šœ†=0
2 + 3šœ† = −1
šœ† = −1
No tiene solución:
No pertenece
Origen y extremo del vector
director que fue trasladado
z
Análisis de la ecuación vectorial
šœ† −1,1,1 + 3, −3, −3 = (š‘„, š‘¦, š‘§)
−šœ†, šœ†, šœ† + 3, −3, −3 = (š‘„, š‘¦, š‘§)
−šœ† + 3, šœ† − 3, šœ† − 3 = (š‘„, š‘¦, š‘§)
−šœ† + 3 = x
-1
1
-1
-2
y
-3
2
3
x
šœ†−3=y
šœ†−3=z
En este caso todos los puntos que pertenecen
a la recta tienen coordenadas “y” y “z”
iguales. X tiene igual valor y signo contrario.
P4 y P5 no cumplen con éste criterio, entonces
NO pertenecen.(Cálculos que lo comprueban
en la siguiente página)
š‘„, š‘¦, š‘§ =, š‘ƒ + šœ†šœ‡āƒ—
š‘ƒ4 = 3,4,0 = (3, −3, −3) + šœ†(−1,1,1)
š‘ƒ5 =
š‘ƒ4 = 3,4,0 = (3 − šœ†, −3 + šœ†, −3 + šœ†)
3−šœ† =3
šœ†=0
−3 + šœ† = 4
šœ†=7
š‘ƒ5 =
2 2 2
, ,
= (3, −3, −3) + šœ†(−1,1,1)
3 3 3
2 2 2
, ,
= (3 − šœ†, −3 + šœ†, −3 + šœ†)
3 3 3
2
2
−3
+
šœ†
=
3−šœ† =
3
3
NO pertenece
šœ†=
7
3
šœ†=
NO pertenece
11
3
šœ‡āƒ— = š‘„ − š‘ƒāƒ—
šœ‡āƒ— = −1, −3 − 1, −4
El vector director se puede
obtener restando los dos puntos
š‘„, š‘¦ = šœ†šœ‡āƒ— + š‘
šœ‡āƒ— = −2,1
š‘„, š‘¦ = šœ† −2,1 + 1, −4
Rectas paralelas tienen el mismo vector
director (iguales o múltiplos)
y
7
6
5
4
Rectas perpendiculares tienen vectores
directores perpendiculares (A,B)→(-B,A)
(se invierten las coordenadas y se le
cambia a una de ellas el signo)
3
2
1
-4 -3 -2 -1
-1
-2
-3
-4
1 2 3 4 5
x
Obtener la Ecuación vectorial de la recta
a partir de la implícita
Ecuación Implícita
š‘Žš‘„ + š‘š‘¦ = š‘
Despejar x
š‘„=
−š‘š‘¦ + š‘
š‘Ž
−š‘š‘¦ + š‘
š‘„, š‘¦ =
,š‘¦
š‘Ž
š‘
š‘
š‘„, š‘¦ = − š‘¦ + , š‘¦ + 0
š‘Ž
š‘Ž
š‘
š‘
š‘„, š‘¦ = − š‘¦, š‘¦ + , 0
š‘Ž
š‘Ž
š‘
š‘
š‘„, š‘¦ = š‘¦ − , 1 + , 0
š‘Ž
š‘Ž
š‘
š‘
š‘„, š‘¦ = š‘Ž š‘¦ − , 1 + , 0
š‘Ž
š‘Ž
š‘„, š‘¦ = š‘¦ −š‘, š‘Ž + š‘, 0
Puede ser
cualquier
letra como šœ†
Parámetro: š‘” = š‘¦
š‘Žš‘„ + š‘š‘¦ = š‘
Ecuación vectorial
š‘æ = š’• −š’ƒ, š’‚ + š’„, šŸŽ
Puede ser cualquier punto que
pertenezca a la recta
Ecuación vectorial
š‘‹ = š‘”š‘£āƒ— + š‘¤
(š‘„, š‘¦) = š‘”(š‘£ , š‘£ ) + (š‘¤ , š‘¤ )
Distributiva por “t”
(š‘„, š‘¦) = (š‘”š‘£ , š‘”š‘£ ) + (š‘¤ , š‘¤ )
Suma de vectores
(š‘„, š‘¦) = (š‘”š‘£ + š‘¤ , š‘”š‘£ + š‘¤ )
Separación de términos:
š‘„ = š‘”š‘£ + š‘¤
š‘¦ = š‘”š‘£ + š‘¤
Ecuación Paramétrica
(no olvidar el corchete)
š‘¦−š‘¤
š‘„−š‘¤
=
š‘£
š‘£
š‘£ š‘„−š‘¤
Al despejar “t” de
cada una e igualar:
Ecuación Continua
Producto cruzado
=š‘£ š‘¦−š‘¤
Distributiva
š‘£ š‘„−š‘£ š‘¤ =š‘£ š‘¦−š‘£ š‘¤
š‘£ š‘„−š‘£ š‘¦ =š‘£ š‘¤ −š‘£ š‘¤
š‘Žš‘„ + š‘š‘¦ = š‘
Ecuación Implícita
Coordenadas del vector normal
(perpendicular a L)
š‘ = š‘Ž, š‘ = (š‘£ , −š‘£ )
Opuesto e inverso del š‘£āƒ—
Ršžšœš­šš šžš§ ā„šŸ‘
Ecuación vectorial de la recta šæ = š‘‹ ∈ ā„ : š‘‹ = š‘”š‘£āƒ— + š‘¤, š‘” ∈ ā„
(necesitamos un vector director y un punto)
š‘‹ = š‘š‘¢š‘›š‘”š‘œ š‘‘š‘’ š‘™š‘Ž š‘Ÿš‘’š‘š‘”š‘Ž š‘‘š‘’ š‘š‘œš‘œš‘Ÿš‘‘š‘’š‘›š‘Žš‘‘š‘Žš‘  (š‘„, š‘¦, š‘§)
š‘” = š‘š‘Žš‘Ÿáš‘šš‘’š‘”š‘Ÿš‘œ
Para ir de la ecuación continua a la vectorial:
š‘¦−š‘¤
š‘„−š‘¤
š‘§−š‘¤
=
=
š‘£
š‘£
š‘£
š‘£āƒ— = š‘£š‘’š‘š‘”š‘œš‘Ÿ š‘‘š‘–š‘Ÿš‘’š‘š‘”š‘œš‘Ÿ š‘‘š‘’ š‘š‘œš‘œš‘Ÿš‘‘š‘’š‘›š‘Žš‘‘š‘Žš‘  (š‘£ , š‘£ , š‘£ )
š‘¤ = š‘š‘¢š‘›š‘”š‘œ š‘š‘œš‘Ÿ š‘’š‘™ š‘žš‘¢š‘’ š‘š‘Žš‘ š‘Ž š‘™š‘Ž š‘Ÿš‘’š‘š‘”š‘Ž (š‘¤ , š‘¤ , š‘¤ )
š‘‹ = š‘”š‘£āƒ— + š‘¤
(š‘„, š‘¦, š‘§) = š‘”(š‘£ , š‘£ , š‘£ ) + (š‘¤ , š‘¤ , š‘¤ ) Ecuación vectorial
(š‘„, š‘¦, š‘§) = š‘”(š‘£ , š‘£ , š‘£ ) + (š‘¤ , š‘¤ , š‘¤ )
(š‘„, š‘¦, š‘§) = (š‘”š‘£ , š‘”š‘£ , š‘”š‘£ ) + (š‘¤ , š‘¤ , š‘¤ )
(š‘„, š‘¦, š‘§) = (š‘”š‘£ + š‘¤ , š‘”š‘£ + š‘¤ , š‘”š‘£ + š‘¤ )
š‘„ = š‘”š‘£ + š‘¤
š‘¦ = š‘”š‘£ + š‘¤
š‘§ = š‘”š‘£ + š‘¤
Ecuación Paramétrica
(no olvidar el corchete)
š‘¦−š‘¤
š‘„−š‘¤
š‘§−š‘¤
=
=
š‘£
š‘£
š‘£
Al despejar “t” de
cada una e igualar:
Ecuación Continua
Para verificar si un punto pertenece a una recta conviene
usar la ecuación paramétrica.
Sustituir x. y. z respectivamente
Despejar el parámetro de cada ecuación
Si t da igual para todas pertenece
Si t da diferente no pertenece
1) Ordenar la
ecuación implícita:
š‘Žš‘„ + š‘š‘¦ = š‘
2) Identificar el
vector Normal:
š‘ = š‘Ž, š‘
3) Establecer el
vector director:
š‘¢ = −š‘, š‘Ž ó
š‘¢ = š‘, −š‘Ž
4) Identificar o
calcular un
punto de la
recta:
š‘‹ ∈ ā„ : š‘‹ = šœ†š‘¢ + š‘ƒ
š‘– 2š‘„ + š‘¦ = 1
š‘–š‘– 2š‘„ − 3š‘¦ = 5
š‘–š‘–š‘– 0š‘„ + š‘¦ = −2
š‘–š‘£) š‘„ + 0š‘¦ =3
š‘ = 0,1
š‘ = 1,0
š‘ = 2,1
š‘ = 2, −3
š‘¢ = −1,2
š‘¢ = 3,2
š‘¢ = −1,0
š‘¢ = 0,1
Dar un valor cualquiera
a “y” y calcular “x”
š‘ƒ = 1, −2
š‘ƒ = 3,1
Dar un valor cualquiera
a “x” y calcular “y”
š‘– š‘¦ = −2 šŸ‘ + 1
š‘¦ = −5
š‘ƒ = 3, −5
š‘‹ = šœ† −1,2 + (3, −5)
š‘–š‘– 2š‘„ − 3 −šŸ = 5
š‘„=1
š‘ƒ = 1, −1
š‘‹ = šœ† 3,2 + (1, −1)
X →Cualquier número
y=-2 (función constante)
š‘‹ = šœ† −1,0 + (1, −2)
x = 3(Constante)
y→ Cualquier número
š‘‹ = šœ† 0,1 + (3,1)
š“š‘„ + šµš‘¦ + š¶ = 0
2š‘„ − 3š‘¦ + š¶ = 0
2š‘„ − 3š‘¦ + š¶ = 0
2š‘„ − 3š‘¦ + 1 = 0
2−3 + š¶ = 0
-1 + š¶ = 0
š¶ =1
š“š‘„ + šµš‘¦ + š¶ = 0
0š‘„ − 2š‘¦ + š¶ = 0
−2š‘¦ + 6 = 0
š“š‘„ + šµš‘¦ + š¶ = 0
-1š‘„ + 0š‘¦ + š¶ = 0
0š‘„ − 2š‘¦ + š¶ = 0
-2(3) + š¶ = 0
-6 + š¶ = 0
š¶ =6
-š‘„ + 0š‘¦ + š¶ = 0
-2 + š¶ = 0
š¶ =2
−š‘„ + 2 = 0
z
x
y
4
El vector director se puede
obtener restando los dos puntos
z
š‘„, š‘¦, š‘§ = šœ†šœ‡āƒ— + š‘
3
Cualquiera de los dos puntos
2
šœ‡āƒ— = š‘„ − š‘ƒ
1
-3
-2
-1
1
-1
-2
y
šœ‡āƒ— = −1, 3,1 − −2,3,4
-3
2
3
x
šœ‡āƒ— = 1,0, −3
La coordenada y=0 en el vector director
indica que el plano es paralelo al plano (x,z)
š‘„, š‘¦ = šœ† 1,0, −3 + −2,3,4
El vector director está sobre el eje z: (0,0,1)
Al graficarlas son una misma recta
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