Ficha nº4 – Vetores no espaço, retas e superfície esférica


Ficha nº4

Vetores no espaço, retas e superfície esférica

10.º ano – Matemática A – Tema 6 (Vetores no plano e no espaço)


📝 15 exercícios, do mais fácil ao mais difícil

5 fáceis6 médios4 difíceis

Tenta resolver cada exercício antes de abrir a Resolução.

🟢 Nível fácil

1Fácil Dados u→(1,2,−1) e v→(3,0,2), calcule u→+v→ e 2u→−v→.

Resolução

u→+v→=(4,2,1); 2u→−v→=(2,4,−2)−(3,0,2)=(−1,4,−4).

2Fácil Calcule a norma do vetor w→(2,−1,2).

Resolução

‖w→‖=4+1+4=3.

3Fácil Dados A(1,0,2) e B(4,2,−1), determine as coordenadas de AB→.

Resolução

AB→=B−A=(3,2,−3).

4Fácil Os vetores (2,−4,6) e (−1,2,−3) são colineares? Justifique.

Resolução

Sim: (2,−4,6)=−2×(−1,2,−3).

5Fácil Escreva uma equação vetorial da reta que passa em A(1,2,3) e tem a direção de v→(2,0,−1).

Resolução

(x,y,z)=(1,2,3)+k(2,0,−1),k∈ℝ.

🟠 Nível médio

6Médio Determine o ponto médio de [AB], com A(1,−2,4) e B(3,2,0).

Resolução

M=(2,0,2).

7Médio Verifique se o ponto P(5,2,1) pertence à reta (x,y,z)=(1,2,3)+k(2,0,−1).

Resolução

(5,2,1)=(1+2k,2,3−k): da 1.ª coordenada k=2; da 3.ª, 3−2=1 ✔; a 2.ª é 2 ✔.

Pertence (para k=2).

8Médio Determine o ponto de interseção da reta do exercício anterior com o plano xOy.

Resolução

No plano xOy, z=0: 3−k=0⇔k=3.

(7,2,0)

9Médio Determine o vetor unitário com a mesma direção e sentido de w→(2,−1,2).

Resolução

w→‖w→‖=(23,−13,23).

10Médio Escreva a equação da superfície esférica de centro C(1,−2,0) e raio 4.

Resolução

(x−1)2+(y+2)2+z2=16.

11Médio Determine k de modo que u→(k,2,−4) e v→(3,−1,2) sejam colineares.

Resolução

u→=λv→: da 2.ª coordenada, 2=−λ, logo λ=−2. Da 3.ª: −4=−2×2 ✔. Da 1.ª: k=−2×3=−6.

k=−6

🔴 Nível difícil

12Difícil [ABCD] é um paralelogramo com A(1,0,0), B(3,1,2) e C(4,3,3). Determine D.

Resolução

Num paralelogramo [ABCD], AD→=BC→=(1,2,1).

D=A+BC→=(2,2,1).

13Difícil O ponto P(3,1,2) é interior, exterior ou pertence à superfície esférica (x−1)2+y2+(z−2)2=9? Justifique.

Resolução

Distância de P ao centro (1,0,2): 4+1+0=5≈2,24<3.

P é interior à superfície esférica.

14Difícil Determine os pontos de interseção da reta (x,y,z)=k(1,1,1) com a superfície esférica x2+y2+z2=12.

Resolução

k2+k2+k2=12⇔k2=4⇔k=2∨k=−2.

(2,2,2) e (−2,−2,−2).

15Difícil Determine um vetor colinear com a→(3,0,−4), de sentido contrário ao de a→ e com norma 10.

Resolução

‖a→‖=5. O vetor pedido é −2a→.

(−6,0,8)

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