El ángulo que forman una recta, , y un plano, , es el ángulo formado por con su proyección ortogonal sobre .
El ángulo que forman una recta y un plano es igual al complementario del ángulo agudo que forman el vector director, , de la recta y el vector normal, , del plano. Es decir, si
entonces
Por lo tanto
Nota: Si la recta y el plano son perpendiculares, el vector director de la recta y el vector normal del plano tienen la misma dirección y, por lo tanto, sus componentes son proporcionales, esto es,
Ejemplos:
1 Determinar el ángulo que forman la recta
y el plano
Solución: Tenemos que el vector director es cuyas componentes corresponden a los denominadores de las variables en la ecuación simétrica de la recta. Por otro lado, el vector normal es cuyas componentes corresponden a los coeficientes que acompañan a las variables en la ecuación del plano. Para calcular el ángulo seguimos la fórmula de arriba
Por lo tanto
2 Hallar el ángulo que forman la recta
y el plano
Solución: Como el vector director tomamos al vector resultante de efectuar el producto cruz de los vectores
que corresponden a los coeficientes de las variables de la ecuación de la recta. Así, tenemos que
Como vector normal tomamos al vector
Por lo tanto
Así,
3Obtener el ángulo formado por el plano y la recta siguientes:
Solución: Comenzamos parametrizando a la recta de la siguiente manera. Sea entonces
De esta ecuación obtenemos el vector director:
Como vector normal tomamos al vector
Por lo tanto tenemos que
Finalmente,
Apuntes es una plataforma dirigida al estudio y la práctica de las matemáticas a través de la teoría y ejercicios interactivos que ponemos a vuestra disposición. Esta información está disponible para todo aquel/aquella que quiera profundizar en el aprendizaje de esta ciencia. Será un placer ayudaros en caso de que tengáis dudas frente algún problema, sin embargo, no realizamos un ejercicio que nos presentéis de 0 sin que hayáis si quiera intentado resolverlo. Ánimo, todo esfuerzo tiene su recompensa.
No me queda claro por qué el área de un paralelogramo con los vectores ā y ē es |ā x ē| en vez de ser |ā|·|ē| que sería el módulo (longitud) de uno por el módulo (longitud) del otro.
Para entenderlo recordemos cómo se calcula el área del paralelogramo es base por altura, para la base se toma el módulo de uno de los vectores pero para altura se toma la proyección del otro vector en el eje vertical lo que implica la función seno y ya multiplicados dan una de las definiciones del producto cruz, en el artículo “https://www.superprof.es/apuntes/escolar/matematicas/analitica/distancias/areas-y-volumenes.html#tema_area-del-paralelogramo” se la imagen de lo que explique.