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Prova 2 gabarito, Provas de Aquacultura

gabarito prova de cálculo vetorial

Tipologia: Provas

2012

Compartilhado em 27/05/2012

marcos-morais-13
marcos-morais-13 🇧🇷

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bg1
Universidade Federal Fluminense
Faculdade Federal de Rio das Ostras
Departamento de Ciˆ
encia e Tecnologia (RCT)
Gabarito da 2aProva Geometria Anal´ıtica e alculo Vetorial
09/06 20:00 - 22:00
Quest˜ao 1 (4 pontos):
Solu¸ao: Sabemos que o volume do paralelep´ıpedo procurado ´e dado pelo odulo do pro-
duto misto entre os vetores
AB = (2,0,3),
AC = (1,2,4) e
AD = (1, x 1,5).
Com isso,
15 = |(
AB,
AC,
AD)|=|−37+11x| 11x37 = 15 ou 11x37 = 15 x=52
11 ou x= 2.
Quest˜ao 2 (3 pontos):
Solu¸ao: Note que fazendo x=ttemos as seguintes equa¸oes param´etricas para a reta r:
x=t
y= 3 2t
z= 2t.
Consequentemente,
vr= (2,4,4) ´e um vetor diretor de rePr= (0,3,0) ´e um ponto
de r. Por outro lado sabemos que
vs= (1,2,2) ´e um vetor diretor de sePs= (1,1,3) ´e
um ponto de s. Note que
vr=2
vs, portanto as retas ao paralelas. Neste caso, sabemos
que os vetores
PsPr,Proj
vs
PsPre
PsPrProj
vs
PsPrformam um triˆangulo retˆangulo, onde
a norma deste ´ultimo ´e a distˆancia entre as duas retas, que denotaremos por d, e
PsPr´e a
hipotenusa . Usando o Teorema de Pit´agoras, temos que
d=qk
PsPrk2 k Proj
vs
PsPrk2.
Com isso, observe que
k
PsPrk2= 14,
kProj
vs
PsPrk2=|
PsPr·
vs|2
k
vsk2=1.
Logo, d=13.
Quest˜ao 3 (3 pontos):
Solu¸ao:
a) Sabemos que P0= (1 + t, 1+2t, 1 + t) para algum tReP0satisfaz a equa¸ao do
plano π, da´ı,
4(1 + t)(1 + 2t) + (1 + t) = 3 t=1
5.
E portanto, P0=4
5,3
5,4
5.
pf2

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Universidade Federal Fluminense Faculdade Federal de Rio das Ostras Departamento de Ciˆencia e Tecnologia (RCT) Gabarito da 2 a^ Prova – Geometria Anal´ıtica e C´alculo Vetorial 09/06 – 20:00 - 22:

Quest˜ao 1 (4 pontos):

Solu¸c˜ao: Sabemos que o volume do paralelep´ıpedo procurado ´e dado pelo m´odulo do pro-

duto misto entre os vetores

AB = (2, 0 , −3),

AC = (− 1 , 2 , −4) e

AD = (− 1 , x − 1 , −5). Com isso,

AB,

AC,

AD)| = |−37+11x| ⇒ 11 x−37 = 15 ou 11x−37 = − 15 ⇒ x =

ou x = 2.

Quest˜ao 2 (3 pontos):

Solu¸c˜ao: Note que fazendo x = t temos as seguintes equa¸c˜oes param´etricas para a reta r:

  

x = t y = 3 − 2 t z = 2t. Consequentemente, −→v (^) r = (− 2 , 4 , −4) ´e um vetor diretor de r e Pr = (0, 3 , 0) ´e um ponto de r. Por outro lado sabemos que −→v (^) s = (1, − 2 , 2) ´e um vetor diretor de s e Ps = (− 1 , 1 , −3) ´e um ponto de s. Note que −→v (^) r = − 2 −→v (^) s, portanto as retas s˜ao paralelas. Neste caso, sabemos

que os vetores

PsPr, Proj −→vs

PsPr e

PsPr − Proj −→vs

PsPr formam um triˆangulo retˆangulo, onde

a norma deste ´ultimo ´e a distˆancia entre as duas retas, que denotaremos por d, e

PsPr ´e a hipotenusa. Usando o Teorema de Pit´agoras, temos que

d =

PsPr‖^2 − ‖ Proj −→vs

PsPr‖^2.

Com isso, observe que

PsPr‖^2 = 14,

‖ Proj −→vs

PsPr‖^2 =

PsPr · −→vs |^2 ‖−→vs ‖^2

Logo, d =

Quest˜ao 3 (3 pontos):

Solu¸c˜ao: a) Sabemos que P 0 = (1 + t, 1 + 2t, 1 + t) para algum t ∈ R e P 0 satisfaz a equa¸c˜ao do plano π, da´ı,

−4(1 + t) − (1 + 2t) + (1 + t) = 3 ⇒ t =

E portanto, P 0 =

5 ,^

3 5 ,^

4 5

b) Denote por α o plano normal a r contendo P 0. Como α ´e normal a r, o vetor normal

a α ´e o vetor diretor de r, ou seja,

N = (1, 2 , 1). Portanto a equa¸c˜ao do plano ´e da forma

α : x + 2y + z = d.

Para encontrar d basta substituir P 0 nesta equa¸c˜ao assim obtendo

α : x + 2y + z =

Por fim, denote por β o ˆangulo entre α e π. Neste caso, como

Nπ = (− 4 , − 1 , 1) ´e o vetor normal a π, sabemos que

cos β =

Nπ ·

N |

Nπ‖‖

N ‖

Logo, β = arccos 6 √^53.