1) a menor distância entre um ponto Q e um plano p é a definição entre o ponto e o plano. Ela é a projeção ortogonal do ponto ao plano e pode ser calculado pela seguinte fórmula:
dQp = |ax0+by0+cz0+d|/raiz(a²+b²+c²),
Onde a, b, c e d são os coeficientes da equação do plano p e x0, y0 e z0 são as coordenadas do ponto Q. Substituindo os valores:
dQp = |1.3+2.1-1.4-2|/raiz(1²+2²+(-1)²)
dQp = |3+2-4-2|/raiz(1+4+1) = 1/raiz6 = raiz6/6
2) Área Total: A = 2xy+2yz+2xz, logo:
2(x+y)z = A-2xy
z = (A-2xy)/2(x+y)
Volume = xyz, onde x, y e z são as dimensões do paralelepípedo. Subtituindo z:
V = xy(A-2xy)/2(x+y)
Derivando em relação à x e igualando a zero:
V = (Axy-2x²y²)/2(x+y)
Derivando em relação à x e igualando a zero:
V' = [(2x+2y)(Ay-4xy²)-(Axy-2x²y²)(2y+2)]/
4(x+y)² = 0
V' = 2Axy-8x²y²+2Ay²-8xy3-2Axy²-2Axy+4x²y3+4x²y² = 0
V' = -4x²y²+2Ay²-8xy3-2Axy²+4x²y3 = 0
Dividindo por 2y² dos 2 lados:
-2x²+A-4xy-Ax+2x²y = 0 (i)
Derivando em relação à y e igualando a zero:
V' = [(2x+2y)(Ax-4x²y)-(Axy-2x²y²)(2x+2)]/
4(x+y)² = 0
Seguindo os mesmos passos chegamos a:
-2y²+A-4xy-Ay+2xy²= 0 (ii)
Igualando (i) e (ii)
2x²+A-4xy-Ax+2x²y = -2y²+A-4xy-Ay+2xy²
Rearranjando a expressão e simplificando os termos:
2(x²-y²) + (x-y)A + 2xy(y-x) = 0.
A única possibilidade desta solução é fazendo x =y.
Seguindo mesmo raciocínio inicial em relação à x e y podemos concluir que x = y = z, ou seja, o paralelepípedo em questão é um cubo.