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Alinhamento de três pontos

Há um alinhamento de três pontos quando todos eles pertencem a mesma reta, o que consequentemente a nos diz que a razão entre seus intervalos deve ser igual, o que nos indica uma mesma inclinação como veremos mais a frente, esses pontos são então chamados de colineares.

alinhamento de três pontos, gráfico

Os 3 pontos da figura pertencem a mesma reta e podemos comprovar fazendo as seguintes operações.

\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}=\frac{y_3-y_2}{x_3-x_2}=\frac{y_3-y_1}{x_3-x_1}

Basta dois pontos para que possamos formar uma reta, sendo assim, a inclinação ou taxa de variação deve ser igual para quaisquer dois pontos pertencentes a reta.

Uma outra maneira de averiguar se um terceiro ponto pode ser colinear a outros dois é escrevendo a equação da reta.

(y-y_0)=\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1}(x-x_0)

Depois de montada essa equação podemos substituir os valores de y0 e x0 pelas coordenadas de qualquer ponto da reta e então formar a equação da reta. Agora basta conferir se o terceiro ponto se encaixa.

A terceira e última maneira que trataremos nesse tópico é através do uso de matrizes.

Há uma linearidade entre essas coordenadas e podemos dizer que uma matriz formada pelas coordenadas de pontos da mesma reta, tem suas colunas proporcionais de modo que sua determinante deve ser igual a 0.

\begin{vmatrix}x_3 & y_3 & 1 \\x_2 & y_2 & 1\\x_1 & y_1 & 1\end{vmatrix}=0
alinhamento de três pontos, regra de sarrus

Provaremos a sentença usando a regra de Sarrus para calcular a determinante de uma matriz 3×3.

Agora através do conhecimento da equação da reta, podemos relacionar cada termo positivo a seu respectivo negativo ao dizer que:

A partir disso podemos zerar a equação.

Exemplo: Pontos da reta y = 2x

\begin{vmatrix}4& 8& 1 \\ 2& 4 & 1\\1 & 2 & 1\end{vmatrix}\begin{matrix}4 & 8 \\ 2 & 4\\ 1 & 2\end{matrix}
4 \cdot 4 + 8 \cdot 1 + 2 \cdot 2-1 \cdot 4-2 \cdot 4-2 \cdot 8
=16+8+4-4-8-16=0

Tridimensional

O mesmo vale para um plano tridimensional, basta substituir a terceira colunas pelas coordenadas do eixo z, ou seja, o terceiro eixo, como abaixo:

Referências

FILHO, Benigno Barreto ; SILVA, Claudio Xavier. Matemática aula por aula. 2. ed. São Paulo: FTD, 2005:

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