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2) Dadas las rectas \( 3 x+y-1=0 \) y \( 2 x+m y-8=0 \), determinar \( m \) para que formen un ángulo de \( 45^{\circ} \).

Ask by Smith Daniel. in Mexico
Feb 26,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

Los valores de \( m \) que hacen que las rectas formen un ángulo de 45° son \( m = 4 \) y \( m = -1 \).

Solution

Para determinar los valores de m de modo que las rectas   3x + y – 1 = 0      (1)   2x + m y – 8 = 0     (2) formen un ángulo de 45°, se procede de la siguiente manera: 1. Hallamos las pendientes de ambas rectas.  • Para la recta (1), despejamos y:   3x + y – 1 = 0 ⟹ y = –3x + 1   Por lo tanto, la pendiente m₁ = –3.  • Para la recta (2), despejamos y:   2x + m y – 8 = 0 ⟹ m y = 8 – 2x ⟹ y = (8 – 2x)/m = –(2/m)x + (8/m)   Así, la pendiente m₂ = –2/m. 2. El ángulo θ entre dos rectas cuya pendiente son m₁ y m₂ se obtiene con:   tan(θ) = |(m₂ – m₁) / (1 + m₁·m₂)| Dado que queremos que θ = 45° y tan(45°) = 1, tenemos:   |(m₂ – m₁) / (1 + m₁·m₂)| = 1 Sustituyendo m₁ = –3 y m₂ = –2/m:   |((–2/m) – (–3)) / (1 + (–3)(–2/m))| = 1   ⟹ |((–2/m) + 3) / (1 + 6/m)| = 1 3. Procedemos eliminando el valor absoluto, considerando las dos posibilidades:  Caso A:   ((3 – 2/m) / (1 + 6/m)) = 1   Multiplicamos ambos lados por (1 + 6/m):   3 – 2/m = 1 + 6/m   Multiplicamos por m (m ≠ 0) para eliminar el denominador:   3m – 2 = m + 6   Simplificamos:   3m – m = 6 + 2 ⟹ 2m = 8 ⟹ m = 4  Caso B:   ((3 – 2/m) / (1 + 6/m)) = –1   Multiplicamos ambos lados por (1 + 6/m):   3 – 2/m = –(1 + 6/m) = –1 – 6/m   Multiplicamos por m:   3m – 2 = –m – 6   Simplificamos:   3m + m = –6 + 2 ⟹ 4m = –4 ⟹ m = –1 4. Verificación final:  • Para m = 4, m₂ = –2/4 = –0.5. Aplicamos la fórmula del ángulo:   tan(θ) = |((–0.5) – (–3)) / (1 + (–3)(–0.5))| = |(2.5) / (1 + 1.5)| = 2.5/2.5 = 1.  • Para m = –1, m₂ = –2/(–1) = 2. Entonces:   tan(θ) = |(2 – (–3)) / (1 + (–3)(2))| = |5 / (1 – 6)| = 5/5 = 1. En ambos casos se cumple que tan(θ) = 1, es decir, θ = 45°. Respuesta: Los valores de m son m = 4 y m = –1.

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The Deep Dive

Para que las dos rectas formen un ángulo de \( 45^{\circ} \), podemos usar la fórmula relacionada con las pendientes \( m_1 \) y \( m_2 \) de las rectas. La condición es que: \[ \tan(\theta) = \left| \frac{m_1 - m_2}{1 + m_1 m_2} \right| = 1 \] Esto implica que \( |m_1 - m_2| = |1 + m_1 m_2| \). Primero, despejamos la pendiente de la primera recta \( 3x + y - 1 = 0 \): Reescribiéndola en forma pendiente-intersección: \[ y = -3x + 1 \] Así, la pendiente de la primera recta (\( m_1 \)) es \( -3 \). Para la segunda recta \( 2x + my - 8 = 0 \): Reescribiéndola: \[ my = -2x + 8 \quad \Rightarrow \quad y = -\frac{2}{m} x + \frac{8}{m} \] Por lo tanto, la pendiente de la segunda recta (\( m_2 \)) es \( -\frac{2}{m} \). Ahora, aplicamos la condición que hemos mencionado: \[ |-3 - \left(-\frac{2}{m}\right)| = |1 + \left(-3\right)\left(-\frac{2}{m}\right)| \] Simplificamos: \[ |-3 + \frac{2}{m}| = |1 + \frac{6}{m}| \] Descomponemos en dos casos por el valor absoluto. **Caso 1:** \[ -3 + \frac{2}{m} = 1 + \frac{6}{m} \] Resolviendo esta ecuación: \[ -3 - 1 = \frac{6}{m} - \frac{2}{m} \] \[ -4 = \frac{4}{m} \quad \Rightarrow \quad m = -1 \] **Caso 2:** \[ -3 + \frac{2}{m} = -(1 + \frac{6}{m}) \] Resolviendo esta ecuación: \[ -3 + \frac{2}{m} = -1 - \frac{6}{m} \] \[ -3 + 1 = -\frac{6}{m} - \frac{2}{m} \] \[ -2 = -\frac{8}{m} \quad \Rightarrow \quad m = 4 \] Los valores que hace que las rectas formen un ángulo de \( 45^{\circ} \) son \( m = -1 \) y \( m = 4 \).

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