Estudi de les Equacions de Rectes i Plans en l'Espai

Apunts sobre les equacions de rectes i plans a l'espai, incloent equacions vectorials, paramètriques, contínues i generals, així com la relació entre elles i la geometria a l'espai.

Matemàtiques II · Selectivitat (PAU Catalunya)

19 pàgines · 13 temes · 130 flashcards · 84 preguntes tipus test

Índex

  1. 1. Equacions de Rectes i Plans · p. 1
  2. 2. La recta · p. 2-4
  3. 3. Equacions paramètriques · p. 3
  4. 4. Equacions contínues · p. 3-4
  5. 5. El pla · p. 5-8
  6. 6. Equació vectorial · p. 5-6
  7. 7. Equacions paramètriques del pla · p. 6
  8. 8. Equació general o cartesiana · p. 6-7
  9. 9. Equació canònica · p. 7-8
  10. 10. Recta determinada per dos plans · p. 13-14
  11. 11. Feix de plans · p. 16-17
  12. 12. La geometria analítica · p. 18
  13. 13. Activitats finals · p. 19

1. Equacions de Rectes i Plans

Flashcards

Què necessitem per definir una recta en l'espai?
Un punt i un vector director.
Què necessitem per definir un pla en l'espai?
Tres punts no alineats.
Com es defineix un pla amb un punt i dos vectors?
Un punt i dos vectors linealment independents.
Com es defineix una recta amb dos plans?
Dos plans no paral·lels.

Preguntes tipus test

  1. Què es necessita per definir una recta a partir de dos punts P i Q?
    • a) Només el punt P.
    • b) El punt P i el vector u = PQ.
    • c) Només el vector u = PQ.
    • d) Un pla perpendicular a P.

    Resposta: b) El punt P i el vector u = PQ.. Per definir una recta a partir de dos punts P i Q, necessitem un punt P i el vector u = PQ que determina la direcció de la recta.

  2. Quina és una forma de definir un pla?
    • a) Dos punts alineats.
    • b) Una recta i un punt fora d'aquesta recta.
    • c) Tres punts no alineats.
    • d) Dos plans paral·lels.

    Resposta: c) Tres punts no alineats.. Un pla es pot definir a partir de tres punts que no estiguin alineats.

  3. Si tenim dos plans π₁ i π₂ que no són paral·lels, què determinen?
    • a) Un punt.
    • b) Una recta.
    • c) Un altre pla.
    • d) L'espai sencer.

    Resposta: b) Una recta.. Dos plans que no són paral·lels es tallen en una recta.

2. La recta

Flashcards

Què és un vector director d'una recta?
És un vector que indica la direcció de la recta.
Què representa l'equació d'una recta?
La relació que han de verificar les coordenades de tots els punts de la recta.
Quina informació necessitem per definir una recta a l'espai?
Un punt i un vector director.
Com s'anomenen les equacions on aïllem el paràmetre λ?
Equacions contínues de la recta.

Preguntes tipus test

  1. Quina és la condició que han de verificar les coordenades d'un punt perquè pertanyi a una recta?
    • a) Han de satisfer l'equació vectorial de la recta.
    • b) Han de ser múltiples del vector director de la recta.
    • c) Han de ser iguals a les coordenades del punt conegut de la recta.
    • d) Han de sumar zero.

    Resposta: a) Han de satisfer l'equació vectorial de la recta.. L'equació d'una recta estableix la relació que han de complir les coordenades de tots i cadascun dels punts que pertanyen a la recta. Aquesta relació es defineix a través de l'equació vectorial.

  2. Si tenim l'equació vectorial d'una recta, què podem determinar directament?
    • a) Només un punt de la recta.
    • b) Un punt i un vector director de la recta.
    • c) Només el vector director de la recta.
    • d) L'angle que forma la recta amb l'eix X.

    Resposta: b) Un punt i un vector director de la recta.. L'equació vectorial d'una recta ens proporciona directament un punt per on passa la recta i un vector que indica la direcció de la recta.

  3. Quina informació addicional proporciona l'equació paramètrica d'una recta respecte a l'equació vectorial?
    • a) L'equació paramètrica proporciona més punts concrets de la recta.
    • b) L'equació paramètrica no proporciona informació addicional.
    • c) L'equació paramètrica permet calcular la distància al origen.
    • d) L'equació paramètrica ens dona directament les coordenades del punt mig de la recta.

    Resposta: b) L'equació paramètrica no proporciona informació addicional.. Tant l'equació vectorial com les equacions paramètriques proporcionen la mateixa informació: un punt de la recta i un vector director.

3. Equacions paramètriques

Flashcards

Què són les equacions paramètriques d'una recta?
Una forma d'expressar les coordenades de cada punt d'una recta en termes d'un paràmetre.
Què representa (x₀, y₀, z₀) a les equacions paramètriques?
Un punt conegut per on passa la recta.
Què representa (u₁, u₂, u₃) a les equacions paramètriques?
El vector director de la recta.
Quin és el paper del paràmetre λ en les equacions paramètriques?
Permet generar tots els punts de la recta en variar el seu valor.

Preguntes tipus test

  1. Què representen x₀, y₀, i z₀ a les equacions paramètriques d'una recta?
    • a) Les components d'un vector perpendicular a la recta.
    • b) Les coordenades d'un punt per on passa la recta.
    • c) Els angles que forma la recta amb els eixos.
    • d) La distància de la recta a l'origen.

    Resposta: b) Les coordenades d'un punt per on passa la recta.. A les equacions paramètriques, x₀, y₀, i z₀ representen les coordenades d'un punt específic per on passa la recta a l'espai.

  2. Què representen u₁, u₂ i u₃ a les equacions paramètriques d'una recta?
    • a) Les coordenades d'un punt a l'infinit.
    • b) Les components d'un vector director de la recta.
    • c) Els moments d'inèrcia de la recta.
    • d) Les unitats imaginàries en la recta.

    Resposta: b) Les components d'un vector director de la recta.. u₁, u₂ i u₃ representen les components del vector director de la recta, indicant la direcció en què s'estén la recta a l'espai.

  3. Quin paper juga el paràmetre λ a les equacions paramètriques d'una recta?
    • a) Determina la curvatura de la recta.
    • b) Escala les components del vector director per generar tots els punts de la recta.
    • c) Defineix el pendent de la recta en cada punt.
    • d) Representa una constant universal de proporcionalitat.

    Resposta: b) Escala les components del vector director per generar tots els punts de la recta.. El paràmetre λ escala les components del vector director, permetent generar tots els punts al llarg de la recta a mesura que λ varia.

4. Equacions contínues

Flashcards

Què representen x₀, y₀, i z₀ en les equacions contínues d'una recta?
Les coordenades d'un punt conegut de la recta.
Què representen u₁, u₂, i u₃ en les equacions contínues d'una recta?
Les components del vector director de la recta.
Com s'obtenen les equacions contínues a partir de les equacions paramètriques?
Aïllant el paràmetre λ de cadascuna de les equacions paramètriques.
Quina condició s'ha de complir perquè un punt pertanyi a una recta expressada en forma d'equacions contínues?
Les coordenades del punt han de satisfer la igualtat entre les tres expressions de les equacions contínues.

Preguntes tipus test

  1. Quines equacions s'obtenen en aïllar λ de les equacions paramètriques?
    • a) Equacions vectorials
    • b) Equacions contínues
    • c) Equacions paramètriques
    • d) Equacions implícites

    Resposta: b) Equacions contínues. Aïllar λ de les equacions paramètriques resulta en les equacions contínues de la recta.

  2. Què representen les variables x, y, i z en les equacions contínues d'una recta?
    • a) Un punt conegut de la recta
    • b) Un vector director de la recta
    • c) Un punt genèric de la recta
    • d) El valor del paràmetre λ

    Resposta: c) Un punt genèric de la recta. Les variables x, y, i z representen les coordenades d'un punt qualsevol que pertany a la recta.

  3. Què indiquen els denominadors en les equacions contínues d'una recta?
    • a) Les coordenades d'un punt de la recta
    • b) Les components del vector director de la recta
    • c) El valor del paràmetre λ
    • d) Les distàncies als eixos de coordenades

    Resposta: b) Les components del vector director de la recta. Els denominadors corresponen a les components del vector director de la recta, proporcionant la direcció de la recta en l'espai.

5. El pla

Flashcards

Què es necessita per determinar un pla?
La seva orientació i un punt.
Com s'expressa l'orientació d'un pla?
Mitjançant dos vectors no paral·lels (linealment independents).
Què és l'equació d'un pla?
La relació que han de verificar les coordenades (x, y, z) de tots els punts del pla.
Què determinen els punts P i X en l'equació vectorial d'un pla?
Els vectors posició p = OP i x = OX, respectivament.

Preguntes tipus test

  1. Què necessitem per expressar l'orientació d'un pla?
    • a) Un vector paral·lel.
    • b) Dos vectors paral·lels.
    • c) Dos vectors no paral·lels.
    • d) Un punt i un vector.

    Resposta: c) Dos vectors no paral·lels.. Per expressar l'orientació d'un pla, necessitem dos vectors que no siguin paral·lels, és a dir, dos vectors linealment independents.

  2. Quina és la relació que han de verificar les coordenades de tots els punts d'un pla?
    • a) L'equació vectorial del pla.
    • b) L'equació paramètrica del pla.
    • c) L'equació general del pla.
    • d) L'equació d'un pla.

    Resposta: d) L'equació d'un pla.. L'equació d'un pla és la relació que han de verificar les coordenades (x, y, z) de tots i cadascun dels punts del pla.

  3. Què determinen els vectors linealment independents en l'equació vectorial d'un pla?
    • a) Un punt genèric del pla.
    • b) L'orientació del pla.
    • c) La posició del pla respecte a l'origen.
    • d) La normal al pla.

    Resposta: b) L'orientació del pla.. En l'equació vectorial d'un pla, els vectors linealment independents determinen l'orientació del pla.

6. Equació vectorial

Flashcards

Què necessitem per determinar un pla?
Un punt i dos vectors no paral·lels.
Què expressa l'equació vectorial d'un pla?
La relació que han de verificar les coordenades de tots i cadascun dels punts del pla.
En l'equació vectorial x = p + λu + μv, què representen u i v?
Dos vectors linealment independents que determinen l'orientació del pla.
Com s'anomenen les expressions que permeten expressar les coordenades d'un punt en funció de paràmetres?
Equacions paramètriques del pla.

Preguntes tipus test

  1. Quina és la condició essencial perquè dos vectors determinin l'orientació d'un pla?
    • a) Han de ser paral·lels.
    • b) Han de ser perpendiculars.
    • c) Han de ser linealment independents.
    • d) Han de tenir la mateixa magnitud.

    Resposta: c) Han de ser linealment independents.. Per a determinar l'orientació d'un pla, els dos vectors han de ser linealment independents, és a dir, no han de ser paral·lels ni múltiples l'un de l'altre.

  2. Què representa l'equació vectorial d'un pla?
    • a) Una recta en l'espai.
    • b) Un punt específic en el pla.
    • c) La relació que han de complir les coordenades de tots els punts del pla.
    • d) Un vector perpendicular al pla.

    Resposta: c) La relació que han de complir les coordenades de tots els punts del pla.. L'equació vectorial d'un pla expressa la condició que han de satisfer les coordenades (x, y, z) per a pertànyer al pla.

  3. En l'equació vectorial d'un pla, x = p + λu + μv, què representen λ i μ?
    • a) Vectors directors del pla.
    • b) Punts concrets del pla.
    • c) Escalars que permeten combinar els vectors u i v.
    • d) Les coordenades del punt P.

    Resposta: c) Escalars que permeten combinar els vectors u i v.. λ i μ són escalars que multipliquen els vectors directors u i v, permetent generar qualsevol punt del pla a partir del punt P.

7. Equacions paramètriques del pla

Flashcards

Què són les equacions paramètriques d'un pla?
Expressions que descriuen els punts d'un pla en funció de paràmetres.
Quins elements es necessiten per definir les equacions paramètriques d'un pla?
Un punt del pla i dos vectors linealment independents.
Com s'obté un punt del pla a partir de les equacions paramètriques?
Donant valors als paràmetres λ i μ.
Què passa si els vectors directors d'un pla són linealment dependents?
No defineixen un pla, sinó una recta.

Preguntes tipus test

  1. Què representen els paràmetres λ i μ en les equacions paramètriques del pla?
    • a) Valors fixos que defineixen un punt específic del pla.
    • b) Variables que, en variar, permeten obtenir diferents punts del pla.
    • c) Constants que determinen la distància del pla a l'origen.
    • d) Angles que defineixen l'orientació del pla respecte als eixos.

    Resposta: b) Variables que, en variar, permeten obtenir diferents punts del pla.. Els paràmetres λ i μ són variables que, en prendre diferents valors, permeten generar les coordenades de diferents punts que pertanyen al pla.

  2. Quina condició han de complir els vectors ū i v per tal que l'expressió amb ells defineixi un pla?
    • a) Ser ortogonals entre si.
    • b) Ser linealment dependents.
    • c) Ser paral·lels entre si.
    • d) Ser linealment independents.

    Resposta: d) Ser linealment independents.. Perquè els vectors ū i v defineixin un pla, han de ser linealment independents. Si fossin dependents, determinarien una recta en lloc d'un pla.

  3. Com s'anomenen les expressions que permeten descriure un pla utilitzant paràmetres?
    • a) Equacions cartesianes del pla.
    • b) Equacions paramètriques del pla.
    • c) Equacions vectorials del pla.
    • d) Equacions normals del pla.

    Resposta: b) Equacions paramètriques del pla.. Aquestes expressions s'anomenen equacions paramètriques del pla, ja que utilitzen paràmetres per definir les coordenades dels punts del pla.

8. Equació general o cartesiana

Flashcards

Quina és l'equació general d'un pla?
Ax + By + Cz + D = 0
Com s'anomenen les equacions que expressen les coordenades d'un punt en funció de paràmetres?
Equacions paramètriques
Què representa D(x-p, ū, v) = 0?
Que els vectors x-p, ū i v són linealment dependents.
Què són λ i μ en les equacions paramètriques?
Paràmetres que poden prendre qualsevol valor real

Preguntes tipus test

  1. Quina és la forma general de l'equació cartesiana d'un pla?
    • a) Ax + By + Cz + D = 0
    • b) x = x₀ + λu₁ + μv₁
    • c) D(x-p, ū, v) = 0
    • d) x/l + y/m + z/n = 1

    Resposta: a) Ax + By + Cz + D = 0. L'equació cartesiana d'un pla té la forma Ax + By + Cz + D = 0, on A, B, C són els coeficients de les variables i D és una constant.

  2. Què representen λ i μ en les equacions paramètriques d'un pla?
    • a) Constants específiques
    • b) Variables independents que poden prendre qualsevol valor real
    • c) Coordenades del vector normal al pla
    • d) Punts concrets del pla

    Resposta: b) Variables independents que poden prendre qualsevol valor real. En les equacions paramètriques d'un pla, λ i μ són paràmetres que poden prendre qualsevol valor real, permetent així generar tots els punts del pla.

  3. Què indica que D(x-p, ū, v) = 0?
    • a) Que el punt x és l'origen de coordenades.
    • b) Que els vectors x-p, ū i v són linealment dependents.
    • c) Que els vectors ū i v són ortogonals.
    • d) Que el pla és paral·lel a l'eix z.

    Resposta: b) Que els vectors x-p, ū i v són linealment dependents.. L'expressió D(x-p, ū, v) = 0 indica que el vector x-p és combinació lineal dels vectors ū i v, o equivalentment, que els tres vectors són linealment dependents.

9. Equació canònica

Flashcards

Què és l'equació canònica d'un pla?
Una expressió de la forma x/l + y/m + z/n = 1, on l, m i n són els punts de tall amb els eixos.
Quina condició han de complir A, B i C per poder obtenir l'equació canònica?
Han de ser diferents de zero.
Què representen l, m i n en l'equació canònica?
Els punts d'intersecció del pla amb els eixos X, Y i Z, respectivament.
Com s'obté l'equació canònica a partir de l'equació general?
Dividint tots els termes de l'equació general per -D.

Preguntes tipus test

  1. Quina condició han de complir els coeficients de l'equació general d'un pla per poder expressar-lo en forma canònica?
    • a) Han de ser tots iguals a zero.
    • b) Han de ser tots diferents de zero.
    • c) N'hi ha prou amb que un sigui diferent de zero.
    • d) Han de ser tots positius.

    Resposta: b) Han de ser tots diferents de zero.. Per poder dividir tots els termes de l'equació general per -D i obtenir l'equació canònica, cap dels coeficients (A, B, C) pot ser zero.

  2. En l'equació canònica d'un pla, quin significat tenen els valors l, m i n?
    • a) Són les components d'un vector normal al pla.
    • b) Són els angles que forma el pla amb els eixos coordenats.
    • c) Són les distàncies de l'origen als punts d'intersecció del pla amb els eixos.
    • d) Són les coordenades del centre d'una esfera tangent al pla.

    Resposta: c) Són les distàncies de l'origen als punts d'intersecció del pla amb els eixos.. Els valors l, m i n representen les coordenades dels punts on el pla talla els eixos X, Y i Z, respectivament. Per tant, indiquen la distància de l'origen a aquests punts d'intersecció.

  3. Si tenim un pla definit per l'equació canònica x/l + y/m + z/n = 1, quin punt pertany segur al pla?
    • a) (l, m, n)
    • b) (0, 0, 0)
    • c) (l, 0, 0)
    • d) (1, 1, 1)

    Resposta: c) (l, 0, 0). El punt (l, 0, 0) pertany al pla perquè si substituïm aquestes coordenades a l'equació canònica, obtenim l/l + 0/m + 0/n = 1 + 0 + 0 = 1, que satisfà l'equació del pla.

10. Recta determinada per dos plans

Flashcards

Què determina la intersecció de dos plans no paral·lels?
Una recta.
Com han de ser els vectors normals de dos plans paral·lels?
Linealment dependents.
Què indica la proporcionalitat entre els components dels vectors normals de dos plans?
Que els plans són paral·lels.
Com es troba l'equació vectorial d'una recta donada per la intersecció de dos plans?
Resolent el sistema d'equacions dels plans.

Preguntes tipus test

  1. Quina condició han de complir dos plans per determinar una recta?
    • a) Ser coincidents
    • b) Ser paral·lels
    • c) Ser perpendiculars
    • d) No ser paral·lels

    Resposta: d) No ser paral·lels. Perquè dos plans determinin una recta, han de ser no paral·lels. Si fossin paral·lels o coincidents, no determinarien una recta.

  2. Què indica que els vectors normals de dos plans siguin linealment dependents?
    • a) Els plans són perpendiculars.
    • b) Els plans són paral·lels.
    • c) Els plans s'intersecten en un angle agut.
    • d) Els plans s'intersecten en un angle obtús.

    Resposta: b) Els plans són paral·lels.. Si els vectors normals de dos plans són linealment dependents, això vol dir que són múltiples l'un de l'altre, i per tant, els plans són paral·lels.

  3. Com es resol un sistema d'equacions per trobar l'equació vectorial d'una recta definida per la intersecció de dos plans?
    • a) Substituint una variable per un paràmetre.
    • b) Eliminant una de les equacions.
    • c) Igualant els coeficients de les variables.
    • d) Calculant el determinant de la matriu de coeficients.

    Resposta: a) Substituint una variable per un paràmetre.. Per resoldre un sistema d'equacions i trobar l'equació vectorial d'una recta, es passa una de les variables a l'altre membre com a paràmetre, ja que el sistema és compatible indeterminat amb un grau de llibertat.

11. Feix de plans

Flashcards

Què és un feix de plans?
Conjunt de plans que contenen una recta.
Com s'obté l'expressió d'un feix de plans a partir de dos plans que determinen una recta?
Com a combinació lineal de les equacions dels dos plans.
Quin és el vector associat a cada pla del feix?
Perpendicular a la recta que defineix el feix.
Com es relaciona el vector associat a un pla del feix amb els vectors normals dels plans que determinen la recta?
És una combinació lineal dels vectors normals.

Preguntes tipus test

  1. Què és un feix de plans?
    • a) Un conjunt de punts que formen una recta.
    • b) Un conjunt de plans que contenen una recta.
    • c) Un conjunt de vectors perpendiculars a un pla.
    • d) Un conjunt de plans paral·lels entre si.

    Resposta: b) Un conjunt de plans que contenen una recta.. Un feix de plans és el conjunt de tots els plans que comparteixen una mateixa recta en l'espai.

  2. Si tenim dos plans que determinen una recta, com podem obtenir tots els plans del feix?
    • a) Calculant el producte vectorial dels seus vectors normals.
    • b) Fent la combinació lineal de les seves equacions.
    • c) Trobant un pla perpendicular a ambdós.
    • d) Calculant la distància entre els dos plans.

    Resposta: b) Fent la combinació lineal de les seves equacions.. Es pot expressar qualsevol pla del feix com una combinació lineal dels dos plans que defineixen la recta.

  3. Si tenim la recta r definida per la intersecció de dos plans π₁ i π₂, quin vector és perpendicular a tots els plans del feix?
    • a) El vector suma dels vectors normals de π₁ i π₂.
    • b) El vector diferència dels vectors normals de π₁ i π₂.
    • c) Qualsevol combinació lineal dels vectors normals de π₁ i π₂.
    • d) El vector resultant del producte vectorial dels vectors normals de π₁ i π₂.

    Resposta: c) Qualsevol combinació lineal dels vectors normals de π₁ i π₂.. Com que el vector associat a cada pla del feix és perpendicular a la recta, aquest vector es pot obtenir com a combinació lineal dels vectors normals dels plans que determinen la recta.

12. La geometria analítica

Flashcards

Qui va ser René Descartes?
Matemàtic i filòsof francès, creador de la geometria analítica.
Quin llibre famós de Descartes conté 'La Geometria'?
Discurs del Mètode.
Com es descriu l'obra de Descartes en relació amb l'àlgebra i la geometria?
Aplicació de l'àlgebra a la geometria o traducció de les operacions algebraiques al llenguatge de la geometria.
Quin símbol arcaic utilitzava Descartes en lloc del signe igual (=)?
x

Preguntes tipus test

  1. Qui és considerat el creador de la geometria analítica?
    • a) Pierre de Fermat
    • b) René Descartes
    • c) Isaac Newton
    • d) Gottfried Leibniz

    Resposta: b) René Descartes. René Descartes és àmpliament reconegut com el creador de la geometria analítica.

  2. En quin dels seus tractats Descartes dóna a conèixer la geometria cartesiana?
    • a) Meditacions Metafísiques
    • b) Principis de la Filosofia
    • c) Discurs del Mètode
    • d) Les Passions de l'Ànima

    Resposta: c) Discurs del Mètode. En el 'Discurs del Mètode', Descartes inclou un apèndix titulat 'La Geometria' on presenta la geometria cartesiana.

  3. Quin és un dels aspectes que diferencia la geometria analítica de Fermat de la de Descartes?
    • a) Fermat utilitzava l'eix d'ordenades perpendicular a l'eix d'abscisses
    • b) Descartes considerava les incògnites com a nombres
    • c) Fermat no va treballar amb geometries de més de dues dimensions
    • d) Descartes no va utilitzar símbols algebraics

    Resposta: a) Fermat utilitzava l'eix d'ordenades perpendicular a l'eix d'abscisses. La geometria analítica de Fermat es diferencia de la de Descartes en què Fermat pren l'eix d'ordenades generalment perpendicular a l'eix d'abscisses, cosa que no feia Descartes.

13. Activitats finals

Flashcards

Quina és la condició per a que tres punts defineixin un pla?
Que no estiguin alineats.
Quina és la forma general de l'equació d'un pla?
Ax + By + Cz + D = 0
Si el pla d'equació Ax + By + Cz + D = 0 conté l'eix OZ, què val D?
D = 0
Com es determinen els vectors orientadors d'un pla?
A partir de les equacions paramètriques del pla.

I 78 flashcards i 48 preguntes més al document.

Més apunts de Matemàtiques II

Exàmens, temes i apunts de Matemàtiques II

Exámenes oficiales en PDF y soluciones: examenselectivitat.cat