a)
Tienes el vector: v = <1,0,-2>,
y puedes plantear la expresión de un vector perpendicular a él: p = ,
y observa que debe cumplirse la condición de perpendicularidad entre vectores:
v ∗ p = 0, sustituyes las expresiones de los vectores, y queda:
<1,0,-2> ∗ = 0, desarrollas el producto escalar, y queda:
1*x + 0*y - 2*z = 0, cancelas el término nulo, y queda:
x - 2*z = 0, sumas 2*z en ambos miembros, y queda:
x = 2*z (1);
luego, sustituyes la expresión señalada (1) en la expresión del vector perpendicular, y queda:
p = < 2*z , y , z > (2),
que es la expresión general de los vectores perpendiculares al vector v.
Luego, observa la expresión del vector perpendicular señalada (2), y tienes dos casos:
1°)
z = 0 e y ≠ 0, reemplazas en la expresión señalada (2) y el vector perpendicular queda expresado:
p1 = < 0 , y , 0 >;
luego, planteas la expresión del módulo de este vector, y queda:
|p1| = √(y2) = |y|;
y luego puedes plantear:
|y| = √(5),
y tienes dos opciones:
A) y = -√(5), y la expresión del vector queda: pA = < 0 ,-√(5), 0 >;
B) y = √(5), y la expresión del vector queda: pB = < 0 ,√(5), 0 >.
2°)
z ≠ 0 e y = 0, reemplazas en la expresión señalada (2) y el vector perpendicular queda expresado:
p2 = < 2*z , 0 , z >;
luego, planteas la expresión del módulo de este vector, y queda:
|p2| = √( (2*z)2 + z2 ) = √(5*z2 ) = √(5)*|z|;
y luego puedes plantear:
√(5)*|z| = √(5),
divides en ambos miembros por √(5), y queda:
|z| = 1;
y luego, tienes dos opciones:
C) z = -1, y la expresión del vector queda: pC = < -2 , 0 , -1 >;
D) y = 1, y la expresión del vector queda: pD = < 2 , 0 , 1 >.
Luego, tienes que las expresiones remarcadas corresponden a vectores que tienen alguna componente igual a cero y son perpendiculares al vector v.
Espero haberte ayudado.
b)
Plantea la expresión del vector buscado: w = <x,y,z>;
luego, planteas la expresión de su módulo, y queda:
√(x2 + y2 + z2) = √(6),
elevas al cuadrado en ambos miembros, y queda:
x2 + y2 + z2 = 6 (1).
Luego, planteas el producto vectorial que tienes en tu enunciado:
v x w = <2,-3,1>,
sustituyes las expresiones de los vectores en el primer miembro, y queda:
<1,0,-2> x <x,y,z> = <2,-3,1>,
desarrollas el producto vectorial en el primer miembro, y queda:
< 2*y , -2*x-z , y > = < 2 , -3 , 1 >;
luego, por igualdad entre vectores, tienes el sistema de ecuaciones:
2*y = 2, aquí divides por 2 en ambos miembros, y queda: y = 1,
-2*x - z = -3, aquí sumas 2*x en ambos miembros, y queda: -z = 2*x - 3,
luego multiplicas por -1 en todos los términos de la ecuación, y queda: x = -2*x + 3 (2),
y = 1;
luego, sustituyes las expresiones remarcadas y la expresión señalada (2) en la ecuación señalada (1), y queda:
x2 + 12 + (-2*x+3)2 = 6, resuelves el segundo término, desarrollas el binomio elevado al cuadrado, y queda:
x2 + 1 + 4*x2 - 12*x + 9 = 6, haces pasaje de término, reduces términos semejantes, y queda:
5*x2 - 12*x + 4 = 0,
que es una ecuación polinómica cuadrática cuyas soluciones son:
A)
x = 2, que al sustituir en la expresión señalada (2) queda: z = -1,
y la expresión del vector buscado queda: wA = < 2 , 1 , -1 >;
B)
x = 2/5, que al sustituir en la expresión señalada (2) queda: z = 11/5,
y la expresión del vector buscado queda: wB = < 2/5 , 1 , 11/5 >.
Espero haberte ayudado.