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Resumen: Rectas en el espacio - Resumen de estudio · Formatom
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Rectas en el espacio - Resumen de estudio
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Rectas en el Espacio: Resumen de Estudio
1. ¿Qué es una recta en el espacio?
Es como un hilo infinito y totalmente recto que vive en el mundo tridimensional.
Imagínala como el borde largo del techo o como un rayo láser cruzando la habitación.
Trabajamos en
R
3
\mathbb{R}^3
R
3
: necesitas tres números (largo, ancho y alto).
Cada punto es una ubicación exacta y se escribe
P
(
x
,
y
,
z
)
P(x,y,z)
P
(
x
,
y
,
z
)
.
2. Los 2 datos que fijan una recta
Punto conocido
P
0
(
x
0
,
y
0
,
z
0
)
P_0(x_0,y_0,z_0)
P
0
(
x
0
,
y
0
,
z
:
sitio fijo por donde pasa, como clavar un alfiler para sujetar el hilo.
3. Las tres formas de escribir la misma recta
Vectorial:
r
⃗
=
r
⃗
0
+
t
d
⃗
\vec{r} = \vec{r}_0 + t \vec{d}
r
=
r
4. Si te dan dos puntos
Es el caso más común.
Si tienes
A
A
A
y
B
B
B
, la flecha que va de uno al otro ya es la dirección.
Usa
A
B
→
=
B
−
A
\overrightarrow{AB} = B - A
A
B
=
, resta coordenada a coordenada.
5. Posiciones relativas de dos rectas
En el plano solo pueden ser paralelas o cortarse. En el espacio hay una opción más.
Dos vectores son proporcionales cuando uno es el otro multiplicado por un número. Ejemplo:
d
⃗
1
(
1
,
1
,
2
)
\vec{d}_1(1,1,2)
d
1
(
1
,
1
,
2
)
y
.
6. Ejemplo modelo que debes dominar
Recta
L
L
L
que pasa por
P
(
1
,
0
,
2
)
P(1,0,2)
P
(
1
,
0
,
2
)
y
Q
(
3
,
2
,
6
)
Q(3,2,6)
Q
(
3
,
2
,
6
)
. Comprueba si
R
(
5
,
4
,
10
)
R(5,4,10)
pertenece a
.
7. En resumen para el examen
Una recta queda fija con un punto
P
0
P_0
P
0
y un vector director
d
⃗
\vec{d}
d
.
Su ecuación madre es
r
⃗
con
, de ahí salen la paramétrica y la continua.
Comentarios
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0
)
Vector director
d
⃗
(
a
,
b
,
c
)
\vec{d}(a,b,c)
d
(
a
,
b
,
c
)
:
flecha que marca la dirección, solo importa hacia dónde apunta, no su largo.
a
a
a
,
b
b
b
y
c
c
c
son sus componentes.
Parámetro
t
∈
R
t \in \mathbb{R}
t
∈
R
:
te deja caminar sobre la recta:
Si
t
t
t
es positivo avanzas en el sentido de
d
⃗
\vec{d}
d
.
Si
t
t
t
es negativo retrocedes.
Con
t
∈
R
t \in \mathbb{R}
t
∈
R
recorres toda la recta.
Receta: empieza en
P
0
P_0
P
0
y avanza
t
t
t
veces en la dirección de
d
⃗
\vec{d}
d
.
0
+
t
d
Es la idea madre.
r
⃗
(
x
,
y
,
z
)
\vec{r}(x,y,z)
r
(
x
,
y
,
z
)
es cualquier punto y
r
⃗
0
(
x
0
,
y
0
,
z
0
)
\vec{r}_0(x_0,y_0,z_0)
r
0
(
x
0
,
y
0
,
z
0
)
es el punto fijo.
Paramétrica:
x
=
x
0
+
t
a
x = x_0 + t a
x
=
x
0
+
t
a
y
=
y
0
+
t
b
y = y_0 + t b
y
=
y
0
+
t
b
z
=
z
0
+
t
c
z = z_0 + t c
z
=
z
0
+
t
c
Ideal para comprobar si un punto está en la recta.
Continua:
x
−
x
0
a
=
y
−
y
0
b
=
z
−
z
0
c
\frac{x-x_0}{a} = \frac{y-y_0}{b} = \frac{z-z_0}{c}
a
x
−
x
0
=
b
y
−
y
0
=
c
z
−
z
0
No usa
t
t
t
y muestra todo compacto.
Solo vale si
a
a
a
,
b
b
b
y
c
c
c
son distintos de cero.
Ojo con los ceros:
si por ejemplo
b
=
0
b = 0
b
=
0
, no puedes dividir entre cero. Se escribe
y
=
y
0
y = y_0
y
=
y
0
aparte y solo igualas las otras dos fracciones.
B
−
A
Después elige
A
A
A
o
B
B
B
como tu
P
0
P_0
P
0
y ya tienes la recta.
d
⃗
2
(
2
,
2
,
4
)
\vec{d}_2(2,2,4)
d
2
(
2
,
2
,
4
)
Lista clave:
Coincidentes:
vectores proporcionales y comparten un punto. Se tocan en todos los puntos, es la misma recta.
Paralelas distintas:
vectores proporcionales, pero sin puntos en común. No se tocan.
Secantes:
vectores no proporcionales y se cortan. Se tocan en un solo punto.
Cruzadas o alabeadas:
vectores no proporcionales y no se cortan. No se tocan, pasan una cerca de la otra, como en un paso a desnivel.
La gran novedad son las cruzadas: no son paralelas y aun así nunca se tocan. Piensa en el cable de un poste que pasa por encima de una avenida.
R
(
5
,
4
,
10
)
L
L
L
Dirección:
d
⃗
=
P
Q
→
=
(
2
,
2
,
4
)
\vec{d} = \overrightarrow{PQ} = (2,2,4)
d
=
P
Q
=
(
2
,
2
,
4
)
, simplificado a
(
1
,
1
,
2
)
(1,1,2)
(
1
,
1
,
2
)
porque apunta igual.
Punto fijo:
P
(
1
,
0
,
2
)
P(1,0,2)
P
(
1
,
0
,
2
)
.
Paramétricas:
x
=
1
+
t
x = 1 + t
x
=
1
+
t
,
y
=
t
y = t
y
=
t
,
z
=
2
+
2
t
z = 2 + 2t
z
=
2
+
2
t
.
Continua:
x
−
1
1
=
y
1
=
z
−
2
2
\frac{x-1}{1} = \frac{y}{1} = \frac{z-2}{2}
1
x
−
1
=
1
y
.
Comprobación:
5
−
1
1
=
4
\frac{5-1}{1} = 4
1
5
−
1
=
4
,
4
1
=
4
\frac{4}{1} = 4
1
,
. Coinciden,
sí pertenece y corresponde a
.
Clave: un punto está en la recta si cumple su ecuación con un mismo
t
t
t
.
=
r
⃗
0
+
t
d
⃗
\vec{r} = \vec{r}_0 + t \vec{d}
r
=
r
0
+
t
d
t
∈
R
t \in \mathbb{R}
t
∈
R
Si te dan
A
A
A
y
B
B
B
, usa
A
B
→
=
B
−
A
\overrightarrow{AB} = B - A
A
B
=
B
−
A
como director.
Dos rectas pueden ser coincidentes, paralelas, secantes o cruzadas. Las cruzadas solo existen en 3D: no son paralelas y no se tocan.
=
2
z
−
2
4
=
4
10
−
2
2
=
4
\frac{10-2}{2} = 4
2
10
−
2
=
4
R
R
R
t
=
4
t = 4
t
=
4