← Módulo

Aula 456 — Posições relativas entre dois planos

50 min

Objetivo geral

Classificar analiticamente a posição relativa entre dois planos, comparando seus vetores normais.

Objetivos específicos

  • Verificar se os vetores normais são colineares (planos paralelos ou coincidentes) ou não (planos secantes).
  • Se colineares, verificar se os termos independentes são proporcionais na mesma razão (coincidentes) ou não (paralelos distintos).
  • Se não colineares, reconhecer que a intersecção é sempre uma reta.
  • Relacionar essa classificação analítica com a já vista geometricamente no Módulo 23.

Conhecimentos prévios

  • Posições relativas entre planos, Módulo 23, Aula 358.
  • Colinearidade de vetores, Módulo 25, Aula 409.

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_MatAula456_Apresentacao.pptx.
  • Quadro/lousa e material de escrita.
  • GeoGebra 3D Calculator, para visualizar pontos, retas e planos no espaço.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: se os vetores normais de dois planos são colineares, os planos são sempre a mesma coisa (coincidentes)?

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Escrever dois planos com normais colineares mas equações completas diferentes (2x+2y+2z-6=0 e x+y+z-10=0) e perguntar se são o mesmo plano. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): achar que normais colineares já garantem planos coincidentes — normais colineares garantem só que os planos são PARALELOS (mesma orientação); para serem coincidentes, é preciso também que os termos independentes sigam a mesma proporção dos coeficientes — aqui, (2,2,2,-6) não é múltiplo de (1,1,1,-10), são paralelos DISTINTOS.

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: normais colineares (n1=k·n2) indicam planos paralelos. Para saber se são coincidentes, verifica-se se TODOS os coeficientes (incluindo o termo independente) seguem a mesma proporção k. Se não, são paralelos distintos. Se as normais não são colineares, os planos são secantes (intersecção é uma reta). Resolvendo a pergunta do Momento 2: não sempre — normais colineares só garantem paralelismo; (2,2,2,-6) não é 2×(1,1,1,-10) [seria (2,2,2,-20)], então são paralelos distintos, não coincidentes.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: verificar coletivamente que 2x+2y+2z-6=0 e x+y+z-10=0 têm normais colineares (2,2,2)=2×(1,1,1)) mas termos independentes não proporcionais (-6≠2×(-10)=-20) — paralelos distintos. Em duplas: verificar que 2x+2y+2z-6=0 e 4x+4y+4z-12=0 são coincidentes (4,4,4,-12)=2×(2,2,2,-6)).

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: não sempre — normais colineares garantem só paralelismo; para coincidência, os termos independentes também precisam seguir a mesma proporção.

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. O que indica que dois planos são paralelos (não necessariamente coincidentes)?

Gabarito: Seus vetores normais serem colineares (um é múltiplo escalar do outro).

2. Além das normais colineares, o que mais é preciso verificar para saber se são coincidentes?

Gabarito: Se o termo independente também segue a mesma proporção dos coeficientes da normal.

3. 2x+2y+2z-6=0 e x+y+z-10=0 são paralelos distintos ou coincidentes?

Gabarito: Paralelos distintos — normais colineares, mas -6≠2×(-10).

4. 2x+2y+2z-6=0 e 4x+4y+4z-12=0 são coincidentes?

Gabarito: Sim — (4,4,4,-12) é exatamente 2×(2,2,2,-6).

5. Encontre o erro: "vetores normais colineares já garantem que os planos são coincidentes."

Gabarito: Errado: normais colineares garantem só paralelismo; coincidência exige também que o termo independente siga a mesma proporção.