Determine o ângulo entre as retas r1 e r2 de equações

Questão

Determine o ângulo entre as retas r1 e r2 de equações

Imagem 1

r1:{x=9+ty=4+3tz=12+8tr2:{x=5+6ty=4−2tz=−1+tr_1:\begin{cases}x=9+t\\y=4+3t\\z=12+8t\end{cases}\qquad r_2:\begin{cases}x=5+6t\\y=4-2t\\z=-1+t\end{cases}

Alternativas

A) 89,92°

Resposta certa

B) 81,65°

C) 77,12°

D) 56,65°

Explicação

Pelas equações paramétricas, os vetores diretores são

  • Para r1:  x=9+t,  y=4+3t,  z=12+8t⇒v⃗1=(1,3,8)r_1: \; x=9+t,\; y=4+3t,\; z=12+8t \Rightarrow \vec v_1=(1,3,8).
  • Para r2:  x=5+6t,  y=4−2t,  z=−1+t⇒v⃗2=(6,−2,1)r_2: \; x=5+6t,\; y=4-2t,\; z=-1+t \Rightarrow \vec v_2=(6,-2,1).

O ângulo θ\theta entre as retas é o ângulo entre os vetores diretores:

cos⁡θ=∣v⃗1⋅v⃗2∣∥v⃗1∥ ∥v⃗2∥.\cos\theta=\frac{|\vec v_1\cdot \vec v_2|}{\|\vec v_1\|\,\|\vec v_2\|}.

Produto escalar:

v⃗1⋅v⃗2=1⋅6+3⋅(−2)+8⋅1=6−6+8=8.\vec v_1\cdot \vec v_2 = 1\cdot 6 + 3\cdot(-2) + 8\cdot 1 = 6-6+8=8.

Normas:

∥v⃗1∥=12+32+82=74,∥v⃗2∥=62+(−2)2+12=41.\|\vec v_1\|=\sqrt{1^2+3^2+8^2}=\sqrt{74},\qquad \|\vec v_2\|=\sqrt{6^2+(-2)^2+1^2}=\sqrt{41}.

Logo,

cos⁡θ=874 41=83034≈0,1452.\cos\theta=\frac{8}{\sqrt{74}\,\sqrt{41}}=\frac{8}{\sqrt{3034}}\approx 0{,}1452.

Então,

θ≈arccos⁡(0,1452)≈81,65∘.\theta\approx \arccos(0{,}1452)\approx 81{,}65^\circ.
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