Unidade 3 – Estudo do plano 3.12 Distância entre ponto e plano Considere o plano de equação ax + by + cz + d = 0 e o ponto P(xo, yo, zo). A distância do ponto P até o plano é dada pela distância de P ao pé da perpendicular ao plano traçada por P. P(xo,yo,zo) d(P,) ax + by +cz + d = 0 Será demonstrado no final da aula, que essa distância pode ser calculada analiticamente pela seguinte fórmula: d(P, ) | ax o by o cz o d | a2 b2 c 2 Observe que nesta fórmula o numerador é o módulo do número obtido pela substituição das variáveis x, y e z pelas coordenadas do ponto P, e o denominador é a norma do vetor normal ao plano. Exemplo. Calcular a distância do ponto P(- 4, 2, 5) ao plano : 2x + y + 2z + 8 = 0. 3.13 Distância entre dois planos paralelos Para calcularmos a distância entre dois planos paralelos, basta escolhermos um ponto em um dos planos e calcular a distância desse ponto até o outro plano. 1 P d(1,2) = d(P,2) 2 Exemplo. Calcule a distância entre os planos 1 : 2x – 2y + z – 5 = 0 e 2 : 4x – 4y + 2z + 14 = 0. 1 Unidade 3 – Estudo do plano 3.14 Distância entre reta e plano Considere um plano e uma reta r // . Para calcularmos a distância dessa reta até o plano , basta escolhermos um ponto na reta r e calcular a distância desse ponto até o plano . P r d(r,) = d(P,) x 3t 1 Exemplo. Calcule a distância da reta r : y 2 t 1 , t R até o plano : x + 2y + z + 3 = 0. zt Observação. Demonstração da fórmula que fornece a distância entre ponto e plano. BP n P n d(P,) = || AP || e cos B || AP || d(P,) A || AP || = || BP ||.cos (1) || BP || | n.BP | Mas como é o ângulo entre os vetores n e BP , temos cos (2) || n || . || BP || Substituindo (2) em (1) segue que: || AP || = || BP ||. | n.BP | || n || . || BP || = | n.BP | (3) || n || Assim, lembrando que n = (a,b,c) e que BP = (xo – x, yo – y, zo – z) segue de (3) que: d(P, ) | ax o by o cz o d | a2 b2 c 2 2