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Geometría en el espacio 2018 Baleares

Puntos de una recta en planos coordenados y posición relativa

3. Determina los puntos A, B y C de la recta $x - 12 = \frac{y+6}{2} = \frac{z-6}{3}$ que están en los planos coordenados (6 puntos) y determina cuál de estos tres puntos, A, B, C, está situado entre los otros dos. (4 puntos)
Paso 1
Obtener las ecuaciones paramétricas de la recta
Para encontrar los puntos de la recta en los planos coordenados, lo más sencillo es expresar la recta en su forma paramétrica. Dada la recta en forma continua: $$\frac{x - 12}{1} = \frac{y + 6}{2} = \frac{z - 6}{3}$$ Igualamos cada fracción a un parámetro $\lambda$: $$x - 12 = \lambda \implies x = 12 + \lambda$$ $$\frac{y + 6}{2} = \lambda \implies y = -6 + 2\lambda$$ $$\frac{z - 6}{3} = \lambda \implies z = 6 + 3\lambda$$ Las ecuaciones paramétricas son: $$\begin{cases} x = 12 + \lambda \\ y = -6 + 2\lambda \\ z = 6 + 3\lambda \end{cases}$$ 💡 **Tip:** Las ecuaciones paramétricas permiten identificar cualquier punto de la recta simplemente variando el valor de $\lambda$.
Paso 2
Intersección con el plano coordenado YZ (x = 0)
Un punto está en el plano $YZ$ cuando su coordenada $x$ es igual a cero. Sustituimos $x = 0$ en la ecuación paramétrica: $$12 + \lambda = 0 \implies \lambda_A = -12$$ Calculamos las demás coordenadas para este valor de $\lambda$: $$y = -6 + 2(-12) = -6 - 24 = -30$$ $$z = 6 + 3(-12) = 6 - 36 = -30$$ Llamamos a este punto **$A$**: $$\boxed{A(0, -30, -30)}$$
Paso 3
Intersección con el plano coordenado XZ (y = 0)
Un punto está en el plano $XZ$ cuando su coordenada $y$ es igual a cero. Sustituimos $y = 0$ en la ecuación paramétrica: $$-6 + 2\lambda = 0 \implies 2\lambda = 6 \implies \lambda_B = 3$$ Calculamos las demás coordenadas para este valor de $\lambda$: $$x = 12 + 3 = 15$$ $$z = 6 + 3(3) = 6 + 9 = 15$$ Llamamos a este punto **$B$**: $$\boxed{B(15, 0, 15)}$$
Paso 4
Intersección con el plano coordenado XY (z = 0)
Un punto está en el plano $XY$ cuando su coordenada $z$ es igual a cero. Sustituimos $z = 0$ en la ecuación paramétrica: $$6 + 3\lambda = 0 \implies 3\lambda = -6 \implies \lambda_C = -2$$ Calculamos las demás coordenadas para este valor de $\lambda$: $$x = 12 + (-2) = 10$$ $$y = -6 + 2(-2) = -6 - 4 = -10$$ Llamamos a este punto **$C$**: $$\boxed{C(10, -10, 0)}$$
Paso 5
Determinar cuál de los puntos está situado entre los otros dos
Para saber qué punto está entre los otros dos en una recta, podemos comparar los valores del parámetro $\lambda$ obtenidos para cada punto, ya que la recta se recorre de forma lineal según este parámetro. Los valores de $\lambda$ encontrados son: - Para el punto $A$: $\lambda_A = -12$ - Para el punto $B$: $\lambda_B = 3$ - Para el punto $C$: $\lambda_C = -2$ Ordenamos los valores de menor a mayor: $$-12 < -2 < 3$$ $$\lambda_A < \lambda_C < \lambda_B$$ Como el valor del parámetro correspondiente al punto $C$ se encuentra entre los valores de los parámetros de $A$ y $B$, concluimos que el punto **$C$** está situado entre $A$ y $B$. 💡 **Tip:** También se podría comprobar calculando las distancias entre los puntos, pero el uso del parámetro es mucho más directo y elegante en geometría analítica. ✅ **Resultado final:** $$\boxed{\text{El punto } C(10, -10, 0) \text{ está situado entre } A \text{ y } B}$$
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