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Exercícios sobre a distância entre ponto e reta (com gabarito resolvido e explicado)

Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática e Física

Pratique exercícios sobre a distância entre um ponto e uma reta no plano cartesiano.

Questão 1

Calcule a distância entre o ponto P(3, -2) e a reta r de equação 4x - 3y + 2 = 0.

A) 3

B) 20

C) 4

D) 1,6

E) 9,3

Gabarito explicado

Aplicando a fórmula:

d igual a numerador linha vertical A x com 0 subscrito mais B y com 0 subscrito mais C linha vertical sobre denominador raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz fim da fração

temos,

numerador linha vertical 4 parêntese esquerdo 3 parêntese direito menos 3 parêntese esquerdo menos 2 parêntese direito mais 2 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 4 ao quadrado mais parêntese esquerdo menos 3 parêntese direito ao quadrado fim da raiz fim da fração igual a numerador linha vertical 12 mais 6 mais 2 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 25 fim da fração igual a 20 sobre 5 igual a 4

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Questão 2

Um ponto A possui coordenadas (k, 0), ou seja, pertence ao eixo das abscissas. Sabe-se que a distância do ponto A à reta s, de equação 3x + 4y - 12 = 0, é exatamente igual a 3 unidades.

Com base nessas informações, determine os possíveis valores para a coordenada k.

A) 9 e –1

B) 9 e 1

C) 3 e –3

D) 7 e –5

E) 15 e –15

Gabarito explicado

Utilizamos a fórmula da distância entre ponto e reta, substituindo os valores conhecidos (d igual a 3 vírgula espaço x com 0 subscrito igual a k vírgula espaço y com 0 subscrito igual a 0):

d igual a numerador linha vertical A x com 0 subscrito mais B y com 0 subscrito mais C linha vertical sobre denominador raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz fim da fração3 igual a numerador linha vertical 3 parêntese esquerdo k parêntese direito mais 4 parêntese esquerdo 0 parêntese direito menos 12 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 3 ao quadrado mais 4 ao quadrado fim da raiz fim da fração3 igual a numerador linha vertical 3 k menos 12 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 9 mais 16 fim da raiz fim da fração3 igual a numerador linha vertical 3 k menos 12 linha vertical sobre denominador 5 fim da fração

Multiplicando cruzado:

linha vertical 3 k espaço menos espaço 12 linha vertical espaço igual a espaço 15

Temos uma equação modular que se desdobra em dois casos:

3 k espaço menos espaço 12 espaço igual a espaço 153 k espaço igual a espaço 15 espaço mais espaço 123 k espaço igual a espaço 27k espaço igual a espaço 27 sobre 3k espaço igual a espaço 9

ou

3 k espaço menos espaço 12 espaço igual a espaço menos 153 k espaço igual a espaço menos 15 espaço mais espaço 123 k espaço igual a espaço menos 3k espaço igual a espaço menos 3 sobre 3k espaço igual a espaço menos 1

Questão 3

Determine a distância entre o ponto P(2, 6) e a reta r de equação geral:

3x + 4y - 10 = 0

A) 2

B) 4

C) 5

D) 10

E) 20

Gabarito explicado

Utilizamos a fórmula da distância de ponto a reta:

d igual a numerador linha vertical A x com 0 subscrito mais B y com 0 subscrito mais C linha vertical sobre denominador raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz fim da fração

Substituindo os valores da reta (A=3, B=4, C=-10) e do ponto (x=2, y=6):

Numerador:

|3(2) + 4(6) - 10| =

|6 + 24 - 10| =

|20| = 20

Denominador:

raiz quadrada de 3 ao quadrado mais 4 ao quadrado fim da raiz igual a raiz quadrada de 9 mais 16 fim da raiz igual a raiz quadrada de 25 igual a 5

Cálculo Final:

d igual a 20 sobre 5 igual a 4

Questão 4

Em um sistema de monitoramento costeiro, a tela do radar é representada por um plano cartesiano. Um navio cargueiro se desloca em linha reta obedecendo à equação 3x + 4y - 7 = 0. Um farol, que serve como referência para evitar colisões, está localizado nas coordenadas fixas F(2, 4).

Considerando que as unidades do plano estão em quilômetros, a menor distância possível que o navio chegará do farol durante seu trajeto é de:

A) 15 km

B) 5 km

C) 3 km

D) 2,6 km

E) 1 km

Gabarito explicado

O conceito de "menor distância" entre um ponto e uma reta refere-se à distância perpendicular. Portanto, aplicamos a fórmula da distância de ponto a reta.

Dados:

Ponto F parêntese esquerdo x com 0 subscrito vírgula y com 0 subscrito parêntese direito igual a parêntese esquerdo 2 vírgula 4 parêntese direito

Equação da reta: 3 x espaço mais espaço 4 y espaço menos espaço 7 espaço igual a espaço 0 espaço parêntese esquerdo A igual a 3 vírgula espaço B igual a 4 vírgula espaço C igual a menos 7 parêntese direito

Cálculo do Numerador (linha vertical A x com 0 subscrito mais B y com 0 subscrito mais C linha vertical):

linha vertical 3 parêntese esquerdo 2 parêntese direito espaço mais espaço 4 parêntese esquerdo 4 parêntese direito espaço menos espaço 7 linha vertical espaço igual a espaçolinha vertical 6 espaço mais espaço 16 espaço menos espaço 7 linha vertical espaço igual a espaçolinha vertical 15 linha vertical espaço igual a espaço 15

Cálculo do Denominador (raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz):

raiz quadrada de 3 ao quadrado mais 4 ao quadrado fim da raiz igual a raiz quadrada de 9 mais 16 fim da raiz igual a raiz quadrada de 25 igual a 5

Cálculo Final:

d igual a 15 sobre 5 igual a 3

Questão 5

Determine a distância entre a origem do sistema cartesiano, o ponto O(0,0), e a reta r definida pela equação geral:

5x - 12y + 26 = 0

A) 2

B) 13

C) 26

D) 0

E) 1

Gabarito explicado

A fórmula da distância de um ponto P parêntese esquerdo x com 0 subscrito vírgula y com 0 subscrito parêntese direito a uma reta Ax + By + C = 0 é:

d igual a numerador linha vertical A x com 0 subscrito mais B y com 0 subscrito mais C linha vertical sobre denominador raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz fim da fração

Como o ponto é a origem (0,0), os termos Ax e By se anulam. A fórmula se simplifica para:

d igual a numerador linha vertical C linha vertical sobre denominador raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz fim da fração

Substituindo os dados da equação (A = 5, B = -12, C = 26):

d igual a numerador linha vertical 26 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 5 ao quadrado mais parêntese esquerdo menos 12 parêntese direito ao quadrado fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador 26 sobre denominador raiz quadrada de 25 mais 144 fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador 26 sobre denominador raiz quadrada de 169 fim da fraçãod igual a 26 sobre 13d espaço igual a espaço 2

Questão 6

Um triângulo tem os vértices nos pontos P(2, 3), Q(-1, 4) e R(3, -2).

Calcule a medida da altura do triângulo relativa ao lado PQ.

a) √ 2 unidades de comprimento

b) 5 √ 2 unidades de comprimento

c) 3 √ 2 unidades de comprimento

d) numerador 7 raiz quadrada de 10 sobre denominador 5 fim da fração unidades de comprimento

e) numerador 5 raiz quadrada de 3 sobre denominador 2 fim da fração unidades de comprimento

Gabarito explicado

Passo 1: Equação da reta PQ.

Coeficiente angular:

m espaço igual a espaço numerador parêntese esquerdo 4 menos 3 parêntese direito sobre denominador parêntese esquerdo menos 1 menos 2 parêntese direito fim da fração igual a espaço numerador 1 sobre denominador parêntese esquerdo menos 3 parêntese direito fim da fração igual a menos 1 terço

Passo 2: Equação da reta suporte de PQ.

y espaço menos espaço 3 espaço igual a espaço menos 1 terço parêntese esquerdo x espaço menos espaço 2 parêntese direito espaçoy espaço menos espaço 3 espaço igual a menos x sobre 3 mais 2 sobre 3y espaço menos espaço 3 espaço igual a menos numerador x mais 2 sobre denominador 3 fim da fração3 parêntese esquerdo y espaço menos espaço 3 parêntese direito espaço igual a menos x mais 23 y menos 9 igual a menos x mais 2x mais 3 y menos 9 menos 2 igual a 0bold italic x negrito mais negrito 3 bold italic y negrito menos negrito 11 negrito igual a negrito 0

Passo 2: Distância de R(3, -2) até a reta x + 3y - 11 = 0.

Temos A = 1, B = 3 e C = -11

Substituindo na fórmula:

d igual a numerador linha vertical 1.3 mais 3. parêntese esquerdo menos 2 parêntese direito espaço menos 11 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 1 ao quadrado mais 3 ao quadrado fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador linha vertical 3 espaço menos espaço 6 espaço menos 11 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 1 mais 10 fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador linha vertical 3 espaço menos espaço 6 espaço menos 11 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 1 mais 9 fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador 14 sobre denominador raiz quadrada de 10 fim da fraçãod igual a numerador 14 sobre denominador raiz quadrada de 10 fim da fração. numerador raiz quadrada de 10 sobre denominador raiz quadrada de 10 fim da fraçãod igual a numerador 14 raiz quadrada de 10 sobre denominador 10 fim da fraçãod igual a numerador 7 raiz quadrada de 10 sobre denominador 5 fim da fração

Questão 7

Considere duas retas paralelas, r e s, representadas no plano cartesiano pelas equações gerais abaixo:

r: 3x + 4y - 12 = 0

s: 3x + 4y + 13 = 0

Sabendo que a distância entre duas retas paralelas é constante, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da distância entre r e s.

A) 1

B) 5

C) 10

D) 25

E) 0,2

Gabarito explicado

A distância entre duas retas paralelas é igual à distância entre um ponto de uma das retas, até o outra.

Cálculo das coordenadas de P da reta r:

O P pode ser qualquer um, basta utilizar a equação da reta r e escolher um x qualquer.

r: 3x + 4y - 12 = 0

Para x = 8:

3.8 + 4y - 12 = 0
24 + 4y - 12 = 0
4y = -24 + 12
4y = -12
y = -12/4
y = -3

As coordenadas do ponto P são (8, -3).

Cálculo da distância de P à reta s:

P(8, -3) e s: 3x + 4y + 13 = 0

Assim, A = 3, B = 4 e C = 13

Substituindo na fórmula:

d igual a numerador linha vertical A x mais B y mais C linha vertical sobre denominador raiz quadrada de A ao quadrado mais B ao quadrado fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador linha vertical 3.8 mais 4. parêntese esquerdo menos 3 parêntese direito mais 13 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 3 ao quadrado mais 4 ao quadrado fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador linha vertical 24 espaço menos espaço 12 mais 13 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 3 ao quadrado mais 4 ao quadrado fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador linha vertical 12 mais 13 linha vertical sobre denominador raiz quadrada de 9 mais 16 fim da raiz fim da fraçãod igual a numerador 25 sobre denominador raiz quadrada de 25 fim da fraçãod igual a 25 sobre 5d igual a 5

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Rafael C. Asth
Rafael C. Asth
Professor de Matemática licenciado, pós-graduado em Ensino da Matemática e da Física e Estatística. Atua como professor desde 2006 e cria conteúdos educacionais online desde 2021.