Matemática, perguntado por lucipires8, 8 meses atrás

Determine a menor distância do ponto P(2, 1, −1) ao plano 4x − 3y + z = 56
e de o ponto do plano em que essa distância é mínima.

Soluções para a tarefa

Respondido por lordjh
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Resposta:

d = sqrt (104)

Explicação passo-a-passo:

Resposta:

2*sqrt(26)

Explicação passo-a-passo:

Temos:

P(2,1,-1);

4x-3y+z= 56

A função a ser minimizada é a distância de um ponto (M) até o ponto P:

d(xyz) = sqrt ((x-2)²+(x-1)²+(z+1)²)

Minimizar a função da distância, é mesma coisa que minimizar o quadrado da função distância:

f(xyz) = ( (x - 2)²+(x - 1)²+(z +1 )² ) = d²

Então vamos minimizar essa função para os pontos restritos ao plano dado.

grad f(x,y,z) = [ 2*(x-2), 2*(y-1), 2*(z+1) ]

4x-3y+z-56 = 0   (i)

g(x,y,z) = 4x-3y+z-56

grad g(x,y,z) = [4, -3, 1]

grad f(x,y,z) = L * ( grad g(x,y,z) )

.:

2*(x-2) = 4*L  .:  x = 2L+2  (ii)

2*(y-1) = -3*L  .:  y = ((-3/2) *L) + 1  (iii)

2*(z+1) = L  .:  z = (L/2) - 1  (iv)

ii, iii, iv em i:

4*(2L+2) -3 * (((-3/2)*L) + 1) + (L/2) - 1 = 56

[8L + 8 + (9*L)/2 -3 + L/2 -1 = 56] (*2)

26*L = 104

.: L = 4 (o que elas chamam de lâmbida, ou a letra q vc quiser)

De ii, iii e iv em L:

x = 10

y = -5

z = 1

.: Ponto que minimiza a função, ponto (M):

M(x,y,z) = (10, -5, 1)

A menor distância entre os pontos será dada por:

= f(x,y,z) = ((x-2)²+(x-1)²+(z+1)²)

Calculando em relação à M, teremos:

f(10, -5, 1) = 64 + 36 + 4 = 104

d² = 104

d = sqrt (104)

ou

d = 2*sqrt(26)

ou

d = 10,1980

Escolhe o resultado q ela queira aí.

Obs.: "sqrt" é raiz, ou elevado à meio, "grad" é o gradiente (derivadas parciais em cada variável (dx, dy, dz)), "L" é o lâmbida.

Fiquei com preguiça de achar os símbolos, se alguem quiser reescrever bença pra você.

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