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Geometría analítica: recta paralela a un plano

Estoy tratando de averiguar cómo resolver este problema de Geometría analítica de la espacio :


Tengo un línea descrito por el sistema: $$\begin{cases} 2x-y+z-1 &=0\\ 5x+3y-8& =0 \end{cases}$$

y tengo que verifique si esta línea es en paralelo o no a lo siguiente avión :

$x-y+z+10=0$


Intenté que el ecuaciones reducidas de la línea y luego intercambiar el $z$ y $y$ He obtenido en el ecuación del plano .

Resuelta la ecuación con variable $x$ pero entonces obtuve 3 soluciones que no parecen ser el verdadero punto de intersección entre la recta y el plano.


¿Alguna idea de cómo debo resolver este problema?

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Student Puntos 6

Las respuestas dadas son más cortas, pero también se podría proceder de la siguiente manera: se da una recta (dos ecuaciones) y un plano (una ecuación) y en $\mathbb{R}^3$ sólo hay tres posibilidades: la recta es paralela al plano y no forma parte de él, la recta interseca al plano o la recta es paralela al plano y forma parte de él.

Observando sus ecuaciones, podemos considerarlas como un sistema de ecuaciones. Estos sistemas no tienen ninguna, una o infinitas soluciones. Esto corresponde a las situaciones anteriores que he descrito. Utilizando este enfoque, encontramos el siguiente sistema de ecuaciones: $$\begin{cases} 2x - y + z &= 1\\ 5x + 3y &= 8\\ x - y +z &= -10 \end{cases}$$ que puedes poner en una matriz aumentada y reducir filas. Esto le da la siguiente solución: $(x;y;z) = (11; -15,66666 ; -35,66666)$ (donde utilicé $;$ para separar las coordenadas y $,$ para indicar las partes decimales). Por lo tanto, encontramos una solución, y por lo tanto la línea debe intersecar el plano.

Para mostrarte que la línea se interseca, la he trazado en GeoGebra usando la opción 3D y he encontrado un punto de intersección $A$ con las coordenadas que he mencionado: enter image description here

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Student Puntos 6

Otro enfoque (sin utilizar matrices):

Permítanme describir primero algunas cosas más generales. Supongamos que tenemos un avión en $\mathbb{R}^3$ entonces contiene al menos algún punto $P = (x_0, y_0, z_0)$ . Consideremos otro punto arbitrario $Q = (x,y,z)$ entonces $Q$ es un punto del plano si el vector $$\vec{PQ} = Q - P = (x-x_0, y-y_0, z-z_0)$$ es un vector situado en el plano. Supongamos que tenemos un vector $$\vec{n} = (a,b,c)$$ que es normal a este plano. Esto significa que para cualquier vector en el plano, debemos tener que $\vec{n}$ es ortogonal a ella (por definición del vector normal). Hemos descrito todos los vectores posibles en el plano (véase la expresión de $\vec{PQ}$ por lo que la ecuación del plano viene dada por $$a(x-x_0) + b(y-y_0) + c(z - z_0) = 0. \quad \quad\quad\quad\quad(1)$$ ¿De dónde viene esta expresión? Bien, dos vectores $(x_1, x_2, x_3)$ y $(y_1, y_2, y_3)$ son ortogonales si y sólo si $$x_1y_1 + x_2y_2 + x_3y_3 = 0 $$ por lo que debido a nuestra descripción de los vectores $\vec{PQ}$ en el plano y la definición de vector normal, encontramos la ecuación en la fórmula (1).

Pasemos ahora a tu recta: vamos a encontrar la dirección de la misma aplicando el mismo truco que para el plano: buscamos un vector que esté en esta recta y lo hacemos encontrando dos puntos en la recta y calculando el vector correspondiente. Puedes comprobar que los puntos $K= (1,1,0)$ y $L= (-2,6,11)$ son puntos de la línea. Los he encontrado fijando $z = 0$ y luego probando algunos $x$ para encontrar valores $y$ -valores. Por lo tanto, el vector $$\vec{KL} = L - K = (-3, 5, 11)$$ es un vector en la línea que tienes.

Ahora miramos si este vector es ortogonal a la normal de nuestro plano. Debido a la fórmula (1), la normal viene dada por $(1,-1,1)$ (comparando la ecuación del plano que te dan con la ecuación de la fórmula (1)). Si la normal es ortogonal al vector de la recta, entonces la recta debe ser paralela al plano. Si no, la recta intersecará al plano. Calculamos el producto interior y encontramos $$1 \cdot (-3) + (-1) \cdot 5 + 1 \cdot 11 = -3 -5 + 11 = 3 \neq 0$$ por lo que el vector sobre la recta no es perpendicular a la normal del plano. Por tanto, la recta intersecará al plano.

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Lissome Puntos 31

Sugerencia La línea de intersección se encuentra en ambos planos, por lo que su dirección es perpendicular a las normales de ambos planos.

El producto cruzado te da la dirección de esta línea. Comprueba si esta dirección es ortogonal al vector normal del tercer plano.

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Tenemos desde el plano el vector $$[1;-1;1]$$ y de la recta $$[-3/11;8/11;1]$$ y el producto punto da cero, la recta es paralela al plano

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