Observa que el vector director de la recta r es: u = <0,1,0>
a) Planteamos la ecuación del plano que contiene a P(0,0,2) y es perpendicular a r, por lo que su vector normal es: u = <0,1,0>, y su ecuación vectorial queda (indicamos producto escalar como o):
<0,1,0> o <x-0,y-0,z-2> = 0, resolvemos el producto escalar y la ecuación del plano perpendicular a r que pasa por P queda:
y = 0.
Luego, planteamos la intersección entre la recta r y el plano cuya ecuación hemos determinado, mediante el sistema de ecuaciones que contiene las ecuaciones de la recta y del plano:
x = 2
z = 0
y = 0
cuya solución es el punto: Q(2,0,0).
Por último, planteamos la distancia entre la recta r y el punto P como la distancia entre el punto Q y el punto P, la calculas y queda:
dist(r,P) = dist(Q,P) = V(8).
b) Planteamos el vector QX = <x-2,y-0,z-0> = <x-2,y,z>
Luego, a partir de la condición: OX es ortogonal a r, tenemos que OX es ortogonal a u, planteamos el producto escalar y queda:
<0,1,0> o <x-2,y,z> = 0, desarrollamos el producto escalar y queda la ecuación:
y = 0,
que nos indica que la curva está incluida en el plano coordenado XZ, cuya ecuación cartesiana es y = 0.
Luego, a partir de la condición: OX es ortogonal a sX (observa que los vectores directores son: v = PX = <x,y,z-2>, planteamos el producto escalar y queda:
<x-2,y,z> o <x,y,z-2> = 0, desarrollamos el producto escalar y queda la ecuación:
x(x-2) + y^2 + z(z-2) = 0,
que es la ecuación de una superficie que contiene a la curva.
Por lo tanto, el sistema de ecuaciones cartesianas que contiene a la curva es:
y = 0
x(x-2) + y^2 + z(z-2) = 0
Observa que podemos sustituir en la segunda ecuación, cancelar término nulo, y el sistema de ecuaciones que corresponde a la curva queda:
y = 0
x(x-2) + z(z-2) = 0
Observa ahora que si distribuimos, la segunda ecuación queda:
x^2 -2x + z^2 - 2z = 0, luego completamos desarrollos de binomios elevados al cuadrado, agrupamos y queda:
(x^2 - 2x + 1) + (z^2 - 2z + 1) = 1 + 1, que al factorizar en los agrupamientos y resolver a la derecha queda:
(x- 1)^2 + (z - 1)^2 = 2, que es la ecuación de un cilindro circular recto con eje paralelo al eje OX, con radio: R = V(2).
Por lo tanto, la curva buscada resulta ser la intersección del plano XZ con el cilindro, resulta ser una circunferencia, y queda descrita finalmente por el sistema de ecuaciones:
y = 0
(x- 1)^2 + (z - 1)^2 = 2
Espero haberte ayudado.