Math Problem Statement

Encuentre la ecuación del plano que pasa por los puntos P 5 (1, 2, 1), Q 5 (22, 3, 21) y R 5 (1, 0, 4).

Solution

Para encontrar la ecuación del plano que pasa por tres puntos dados P(1,2,1)P(1, 2, 1), Q(22,3,21)Q(22, 3, 21), y R(1,0,4)R(1, 0, 4), seguiremos los siguientes pasos:

Paso 1: Encuentra dos vectores en el plano

Calculamos dos vectores que pertenezcan al plano, usando los puntos dados. Por ejemplo, los vectores PQ\overrightarrow{PQ} y PR\overrightarrow{PR}.

  • PQ=QP=(221,32,211)=(21,1,22)\overrightarrow{PQ} = Q - P = (22 - 1, 3 - 2, -21 - 1) = (21, 1, -22)
  • PR=RP=(11,02,41)=(0,2,3)\overrightarrow{PR} = R - P = (1 - 1, 0 - 2, 4 - 1) = (0, -2, 3)

Paso 2: Calcula el producto cruzado de los dos vectores

El producto cruzado de PQ\overrightarrow{PQ} y PR\overrightarrow{PR} nos da un vector normal al plano, que usaremos para definir su ecuación. Calculamos el producto cruzado:

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Analytic Geometry
Planes in 3D Space
Vectors
Cross Product

Formulas

Vector subtraction: \overrightarrow{AB} = B - A
Cross product: \overrightarrow{n} = \overrightarrow{PQ} \times \overrightarrow{PR}
Equation of a plane: Ax + By + Cz + D = 0

Theorems

Cross product theorem: The cross product of two vectors in 3D gives a vector perpendicular to both, which is used as the normal vector to define a plane.

Suitable Grade Level

Grades 10-12