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Una explicación intuitiva sobre la familia de círculos.

Cuando buscamos una circunferencia que pasa por el punto de intersección de dos circunferencias $S_1$ y $S_2$ representamos la familia de familia de círculo como $S_1+kS_2=0$ donde $k$ es una constante real. cuando necesitamos una circunferencia que pase por el punto de intersección de $S_1$ y línea $L$ lo representamos como $S_1+kL=0$ . mi pregunta es por que funciona escribirlo asi, que hace $k$ exactamente quiere decir allí. Entiendo que cuando hablamos de un par de rectas que se cruzan encontramos familia de rectas $L_1$ y $L_2$ por $L_1+kL_2=0$ . Escribir familia de rectas me parece perfectamente lógico porque representa la combinación lineal de vectores en el espacio vectorial o simplemente estamos representando el tramo de los dos vectores. Pero no entiendo muy bien por qué ocurre lo mismo con los círculos. Realmente no puedo imaginar círculos en un espacio vectorial o su combinación lineal. Lo que busco es una explicación intuitiva para los dos casos que he mencionado, aunque los dos casos se pueden demostrar simplemente diciendo que el lugar geométrico de la combinación se satisface con el círculo intersecante, con lo cual estoy de acuerdo y también se puede demostrar rigurosamente. Pero necesito una explicación visual de ello, quiero saber realmente por qué funciona. ¡Sería genial si alguien pudiera explicarlo!

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billythekid Puntos 156

La ecuación general de un círculo en el plano en cartesiano cartesianas es $$ f(x,y) := a(x^2+y^2) + bx + cy + d = 0 $$ donde $\,a,b,c,d\,$ son constantes reales. La superficie $\, z = f(x,y) \,$ es un paraboloide de revolución. La intersección de esta superficie con el plano $\,z=0\,$ es un círculo en ese plano. Si $\,g(x,y) := bx + cy + d,\,$ entonces la superficie $\, z = g(x,y)\,$ es un plano y el intersección de éste con el plano $\,z=0\,$ es una línea en ese plano. Así, si denotamos $$ S:=f(x,y),\quad L:= g(x,y), $$ entonces $\, S+L=0 \,$ es también la misma ecuación de del círculo.

Una forma equivalente de pensar en esto es que $\ S=-L \,$ representa la intersección parboloide $\,z = S\,$ y el plano $\,z = -L.\,$ Por tanto, lo mismo ocurre si sustituimos $\,L\,$ con $\,kL\,$ donde $\,k\ne 1.\,$ Ahora la ecuación $\, kL = 0\,$ representa la misma línea, pero el plano $\, z = kL\,$ representa otro plano que pasa por la misma línea pero con pendiente. Así, $\, S + kL = 0\,$ es la ecuación de otro círculo que representa la intersección del paraboloide y un plano variable.

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