Paralelismo e perpendicularidade de retas
Numa cidade, duas ruas podem seguir a mesma direção (são paralelas) ou cruzar-se em ângulo reto (são perpendiculares). Será possível saber qual é o caso sem desenhar o mapa? Vais ver que basta olhar para um número de cada reta: o declive.
O declive e o vetor diretor
Uma reta também fica caracterizada por um vetor diretor $\vec{u} = (u_1, u_2)$, isto é, um vetor com a direção da reta. Avançar $u_1$ na horizontal e $u_2$ na vertical leva-nos de um ponto da reta a outro ponto da reta. Por isso, se $u_1 \neq 0$:
$$m = \frac{u_2}{u_1}$$Por exemplo, a reta de vetor diretor $(3, -1)$ tem declive $-\dfrac{1}{3}$.
Calcule o declive da reta que passa pelos pontos $A(2, -1)$ e $B(5, 8)$, e deduza a partir dele qual seria o declive de qualquer reta perpendicular à mesma.
Calcule o declive da reta que passa pelos pontos $A(2, -1)$ e $B(5, 8)$, e deduza a partir dele qual seria o declive de qualquer reta perpendicular à mesma.
Um vetor diretor da reta $r$ é $\vec{v} = (3, -1)$. Escreve um vetor diretor para uma reta que seja paralela a $r$ e outro para uma reta que seja perpendicular a $r$.
Um vetor diretor da reta $r$ é $\vec{v} = (3, -1)$. Escreve um vetor diretor para uma reta que seja paralela a $r$ e outro para uma reta que seja perpendicular a $r$.
Retas paralelas
Dadas as retas $r: y = -2x + 5$ e $s: y = \frac{1}{2}x - 3$, indique fundamentadamente se são paralelas, perpendiculares ou secantes não perpendiculares.
Dadas as retas $r: y = -2x + 5$ e $s: y = \frac{1}{2}x - 3$, indique fundamentadamente se são paralelas, perpendiculares ou secantes não perpendiculares.
Determine a equação reduzida da reta que é paralela a $y = -3x + 2$ e que passa pelo ponto $P(0, 5)$.
Determine a equação reduzida da reta que é paralela a $y = -3x + 2$ e que passa pelo ponto $P(0, 5)$.
Escreve a equação geral da reta que é paralela ao eixo das abcissas (eixo Ox) e passa pelo ponto $Q(-3, 8)$.
Escreve a equação geral da reta que é paralela ao eixo das abcissas (eixo Ox) e passa pelo ponto $Q(-3, 8)$.
Retas perpendiculares
Se $\vec{u} = (u_1, u_2)$ é um vetor diretor de $r$, rodar $\vec{u}$ um quarto de volta (90°) dá o vetor $(-u_2, u_1)$. Este vetor tem a direção de qualquer reta perpendicular a $r$. Por exemplo, a reta de vetor diretor $(3, -1)$ é perpendicular à reta de vetor diretor $(1, 3)$.
Escreve o declive de uma reta que seja paralela e o declive de uma reta que seja perpendicular à reta de equação $y = 4x - 7$.
Escreve o declive de uma reta que seja paralela e o declive de uma reta que seja perpendicular à reta de equação $y = 4x - 7$.
Determine a equação reduzida da reta perpendicular a $y = \frac{2}{5}x - 1$ que passa pelo ponto $A(4, 2)$.
Determine a equação reduzida da reta perpendicular a $y = \frac{2}{5}x - 1$ que passa pelo ponto $A(4, 2)$.
O Marcos tem de determinar a equação reduzida da reta $s$, perpendicular à reta $r: y = -\dfrac{3}{4}x + 2$, que passa pelo ponto $P(0, -5)$. No seu teste escreve o…
O Marcos tem de determinar a equação reduzida da reta $s$, perpendicular à reta $r: y = -\dfrac{3}{4}x + 2$, que passa pelo ponto $P(0, -5)$. No seu teste escreve o seguinte:
«Como é perpendicular, mudo o sinal do declive, por isso $m_s = \dfrac{3}{4}$. Como interseta o eixo das ordenadas em $-5$, a reta é $y = \dfrac{3}{4}x - 5$».
- a) Identifica e explica fundamentadamente o erro conceptual do Marcos. Apoia-te no significado geométrico do declive (deslocamento horizontal e elevação) para justificar por que razão a sua reta não forma um ângulo de $90^\circ$ com $r$.
- b) Corrige a resolução e escreve a equação reduzida correta da reta $s$.
Outras formas da equação da reta
Os exercícios podem dar a reta de várias formas. Todas dão o declive ou um vetor diretor.
Para comparar duas retas dadas na forma geral, passa-as a declive:
-
paralelas se $-\dfrac{A_r}{B_r} = -\dfrac{A_s}{B_s}$;
-
perpendiculares se $\dfrac{A_r}{B_r} \cdot \dfrac{A_s}{B_s} = -1$.
Verifique analiticamente se as retas dadas na forma geral $r: 3x - 6y + 2 = 0$ e $s: x - 2y - 5 = 0$ são paralelas.
Verifique analiticamente se as retas dadas na forma geral $r: 3x - 6y + 2 = 0$ e $s: x - 2y - 5 = 0$ são paralelas.
Calcule o valor do parâmetro $k$ para que a reta $kx - 3y + 6 = 0$ seja paralela à reta que une os pontos $A(1, 2)$ e $B(4, 11)$.
Calcule o valor do parâmetro $k$ para que a reta $kx - 3y + 6 = 0$ seja paralela à reta que une os pontos $A(1, 2)$ e $B(4, 11)$.
Dois aviões voam à mesma altitude. A rota do primeiro avião é dada pelas equações paramétricas $x = 1 + 5t$, $y = -2 - 3t$. A rota do segundo avião é paralela à do…
Dois aviões voam à mesma altitude. A rota do primeiro avião é dada pelas equações paramétricas $x = 1 + 5t$, $y = -2 - 3t$. A rota do segundo avião é paralela à do primeiro e passa pela torre de controlo $T(0, 0)$. Escreva as equações paramétricas da rota do segundo avião.
A mediatriz de um segmento
A mediatriz de um segmento $[AB]$ é o conjunto dos pontos equidistantes de $A$ e de $B$: $d(P, A) = d(P, B)$. Já sabes do 9.º ano que é uma reta perpendicular a $[AB]$ que passa pelo seu ponto médio. Este facto dá-nos um método rápido para a escrever.
Determine a equação reduzida da mediatriz do segmento de extremos $A(-2, 3)$ e $B(4, 1)$. (Lembre-se de que a mediatriz é a reta perpendicular ao segmento que passa pelo…
Determine a equação reduzida da mediatriz do segmento de extremos $A(-2, 3)$ e $B(4, 1)$. (Lembre-se de que a mediatriz é a reta perpendicular ao segmento que passa pelo seu ponto médio).
Dois repetidores de telecomunicações situam-se nas coordenadas $A(-2, -1)$ e $B(4, 3)$. Para distribuir a cobertura de forma equilibrada, os técnicos devem traçar a…
Dois repetidores de telecomunicações situam-se nas coordenadas $A(-2, -1)$ e $B(4, 3)$. Para distribuir a cobertura de forma equilibrada, os técnicos devem traçar a mediatriz do segmento $AB$.
- a) Antes de realizar qualquer cálculo algébrico:
-
Deduz fundamentadamente se o declive do segmento $AB$ é positivo ou negativo e, a partir dele, que sinal deve ter o declive da mediatriz.
-
Determina mentalmente em que quadrante estará o ponto médio do segmento $AB$ e estima se a ordenada na origem da mediatriz será positiva ou negativa.
- b) Realiza os cálculos analíticos: calcula as coordenadas do ponto médio de $AB$, o declive da mediatriz e escreve a sua equação na forma geral ($Ax + By + C = 0$).
- c) Verifica se os valores calculados na alínea b confirmam as estimativas que fizeste na alínea a e fundamenta por que razão o resultado é geometricamente coerente.
Aplicações: distâncias, projeções e alturas
A reta perpendicular dá o caminho mais curto de um ponto a uma reta. O seu pé é a projeção ortogonal do ponto sobre a reta. Para a obter:
-
calcula o declive da reta dada e o da perpendicular;
-
escreve a equação da perpendicular pelo ponto;
-
resolve o sistema formado pelas duas retas para encontrar o ponto de interseção;
-
se precisares da distância, calcula a distância entre o ponto e a projeção.
O mesmo método serve para o ortocentro de um triângulo: a altura relativa a um lado é a reta perpendicular a esse lado que passa pelo vértice oposto. Escreves duas alturas e a sua interseção é o ortocentro.
No mapa de uma cidade, a Rua Augusta segue a trajetória da reta $2x + 5y - 10 = 0$. A Rua Garrett é perpendicular a ela e passa por uma praça situada nas coordenadas…
No mapa de uma cidade, a Rua Augusta segue a trajetória da reta $2x + 5y - 10 = 0$. A Rua Garrett é perpendicular a ela e passa por uma praça situada nas coordenadas $P(-2, 3)$. Determine a equação geral da Rua Garrett.
Um barco navega em linha reta seguindo a trajetória $r: 3x + 4y - 24 = 0$. Um farol encontra-se situado no ponto $F(7, 7)$. Calcule a distância mais curta do farol à…
Um barco navega em linha reta seguindo a trajetória $r: 3x + 4y - 24 = 0$. Um farol encontra-se situado no ponto $F(7, 7)$. Calcule a distância mais curta do farol à trajetória do barco. (Dica: determine a reta perpendicular a $r$ que passa por $F$, determine o ponto de interseção e calcule a distância entre ambos os pontos).
Calcule as coordenadas exatas do ortocentro (ponto de interseção das três alturas) do triângulo de vértices $A(-2, 1)$, $B(4, 3)$ e $C(2, -5)$.
Calcule as coordenadas exatas do ortocentro (ponto de interseção das três alturas) do triângulo de vértices $A(-2, 1)$, $B(4, 3)$ e $C(2, -5)$.