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PAU Matemáticas II Septiembre 2016 A 2 - Contenido educativo
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Vamos a resolver el problema de la PAU de Madrid de la convocatoria de septiembre de 2016, modelo A, ejercicio 2, que tiene este enunciado.
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Nos dan dos rectas, una en formato de corte de dos planos y otra en formato paramétrico, y nos hacen una serie de preguntas.
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Para contestar dichas preguntas nos interesa, lo primero de todo, calcular la recta R en formato paramétrico.
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paramétrico. Para ello, lo que hacemos es calcular un punto que pertenezca a la recta
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R, dando un valor a la X, sustituyendo las dos ecuaciones de los dos planos y resolviendo,
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que nos queda Y3, YZ0. Así que el punto 1, 3, 0 es un punto de la recta R. Para calcular
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el vector director de la recta R, hacemos el producto vectorial de los dos vectores
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perpendiculares a cada uno de los planos, es decir, formados por sus coeficientes.
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Aunque aquí nos lo hace GeoGebra, nosotros lo que haremos será construir la matriz IJK
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1, 0, menos 2, que son los coeficientes, y 1, 1, 1, que son los coeficientes del segundo plano,
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y calcular el determinante de dicha matriz, que nos da 2, menos 3, 1, como obviamente nos había dicho ya GeoGebra.
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Ahora lo que vamos a hacer es pintar ese vector y la recta, así que esa es la recta R, podemos ocultar el vector.
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Vamos pues ya a contestar a la pregunta del apartado A, vamos a obtener la recta que pasa por el punto P105, vamos a pintar P,
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y que corta perpendicularmente a R
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para eso necesitamos un paso previo
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que es calcular el plano perpendicular a la recta R
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que pasa por 1, 0, 5
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como quiero la ecuación de un plano
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y además tengo el vector perpendicular
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2, menos 3, 1 que hemos sacado en el apartado anterior
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pues simplemente escribo la ecuación normal del plano
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haciendo que pase por el punto 1, 0, 5
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que es P
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me sale este plano
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que si le pinto, pues se ve claramente en el dibujo, que es perpendicular a la recta y que pasa por P.
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Ahora lo que vamos a hacer es la intersección de dicho plano con la recta para obtener un punto Q que estará aquí.
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Para eso cogemos ahí dos maneras.
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Una manera es, como nos dan la recta R en forma de dos planos, le añadimos como tercer plano el que acabamos de calcular, el azul del dibujo, y resolvemos por Cramer.
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Nos sale 3, 0, 1, que serían las coordenadas de este punto.
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La otra manera es coger la recta R en formato paramétrico y sustituirla en el plano azul que hemos calculado.
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Nos saldrá una ecuación en lambda que si la resolvemos nos da lambda igual a 1 y si ahora sustituimos en la recta pues nos sale obviamente 3, 0, 1.
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igual que cuando hicimos Cramer en el sistema de tres ecuaciones.
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Pintamos el punto Q y que obviamente vemos que está sobre la recta R y en el plano que queríamos
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y ahora ya simplemente trazaremos el punto, el vector PQ que sería el 2, 0, menos 4
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y con el punto P y el vector 2, 0, menos 4, pues tenemos la recta 1 más 2 lambda, 0, 5 menos 4 lambda, que es la respuesta al apartado A.
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pasa por el punto P y corta perpendicularmente a R
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como vamos a ver si pintamos el plano
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el ángulo pues se ve ahí claramente que alfa es 90
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el que forma la recta negra y la recta azul
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lo que vamos a hacer ahora pues es ya para hacer el apartado B
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ocultar todas estas cosas
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el ángulo, el plano, la recta, el vector PQ
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y los puntos P y Q
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ya podemos pasar al siguiente apartado
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para eso vamos a pintar la recta S
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lo primero, tenemos el punto B
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que sería 2, 1, 0
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y el vector V
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1, menos 3, 1
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los coeficientes de los lambda
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y ya podemos pintar la recta roja
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se ve fácilmente
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que las dos rectas se cruzan
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¿de acuerdo?
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R y S son esas dos rectas
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vamos a hacer ahora el plano
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que contiene a la recta R
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y es paralelo a S
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para ello
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pues lo que vamos a hacer
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es el determinante
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en la primera fila ponemos
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X menos un punto por el que queremos que pase
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yo he cogido el punto A
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obviamente
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que pertenece a R
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1, 3, 0
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y los vectores directores de R y de S.
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Entonces, porque tiene que contener a R y tiene que ser paralelo a S.
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Y me sale este plano, menos y menos 3Z más 3 igual a 0.
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Le pintamos y vemos que contiene a la recta roja, ahí lo vemos bien,
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y es paralelo a la recta, contiene la recta azul, perdón, y es paralelo a la recta roja, ahí es donde se vería perfectamente, ¿de acuerdo?
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Bueno, pues entonces esa es la respuesta al apartado b, menos i menos 3z más 3 igual a 0.
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Y por último vamos a ocultar el plano este B y por último vamos a hallar la distancia entre dos rectas que se cruzan.
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Para hallar la distancia entre dos rectas que se cruzan, simplemente voy a hacer la fórmula conocida en la que primero voy a construir el vector AB, 1-2, 0, y con los vectores U y V forman entre los tres un paralelepípedo, podríamos intentar acercarnos,
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forman entre los tres un paralelepípedo que tiene de área el determinante,
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estamos haciendo el producto mixto, de los vectores AB, el vector U y el vector V.
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Ese producto mixto me da 2.
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Ahora, para calcular la base del paralelepípedo y que al dividirme de la altura,
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que es la distancia entre dos rectas que se cruzan, pues calculamos el determinante con la matriz IJK, el vector U y el vector V,
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que por cierto ya lo habíamos hecho aquí, por eso me da 0, menos 1, menos 3, que son los coeficientes del plano que hicimos en el apartado B.
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calculamos la longitud de ese vector
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y me da raíz de 10
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así que finalmente la distancia entre las dos rectas que se cruzan
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será simplemente 2 entre raíz de 10
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que racionalizado da raíz de 10 partido por 5
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y en decimal 0,63
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que por cierto si utilizamos la instrucción de GeoGebra
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distancia entre dos rectas
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pues nos da exactamente el mismo valor
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lo que nos confirma que lo hemos hecho bien
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y ya hemos terminado el ejercicio
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- Autor/es:
- Pablo J. Triviño Rodríguez
- Subido por:
- Pablo Jesus T.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
- Visualizaciones:
- 264
- Fecha:
- 25 de marzo de 2017 - 18:33
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES CARMEN CONDE
- Duración:
- 08′ 23″
- Relación de aspecto:
- 1.82:1
- Resolución:
- 1920x1056 píxeles
- Tamaño:
- 48.56 MBytes