Relazione geometrica tra 2 rette al variare di una variabile
Salve,
sto provando a risolvere il seguente esercizio:
Data la retta [tex]s[/tex] in forma parametrica scalare:
[tex]x=2u\\
y=-2u\\
z= u-1[/tex]
e la retta [tex]r[/tex] in forma cartesiana:
[tex]x-tz+2=0\\
x+y=0[/tex]
Dire per quali valori di [tex]t[/tex] la retta [tex]r[/tex]:
a)è sghemba con s
b)è parallela con s
c)per ogni valore di t per cui le 2 rette sono incidenti determinare il loro punto in comune
L'unico punto su cui sono abbastanza sicuro è il punto b.
Il verso di s è determinato dai coefficienti del parametro u, quindi è [tex]vs=[2,\;-2,\;1][/tex]
Il verso di r è determinato calcolando il prodotto vettoriale tra i 2 vettori ortogonali ai 2 piani (calcolando il determinanete con il metodo di Sarrus di cui evito i passaggi):
[tex]vr=[1,\;0,\;-t]\;x\;[1,\;1,\;0]=[t,\;-t,\;1][/tex]
Quindi r e s sono parallele solo per [tex]t=2[/tex]
Siete d'accordo fino a qua?
Sono bloccato sul punto a.
Ora sappiamo che per [tex]t=2[/tex] le 2 rette sono parallele (quindi complanari e non sghembe).
L'unica altra condizione che penso bisogni controllare è se le 2 rette siano incidenti in qualche punto (perché in caso lo fossero allora sono complanari). Come fare?
Ho provato a sostituire i valori di s in r:
[tex]2u-t(u-1)+2=0\\
2u-2u=0[/tex]
ma non si può risolvere il sistema.
Ho anche provato a convertire r in forma parametrica e fare il confronto parametro per parametro:
[tex]s(x)=r(x)\\
s(y)=r(y)\\
s(z)=r(z)[/tex]
ma di nuovo, mi sembra che ci sia un'incognita di troppo.
Questi 2 approcci penso che funzionerebbero per un t fissato.
Avete qualche consiglio?
Grazie in anticipo.
sto provando a risolvere il seguente esercizio:
Data la retta [tex]s[/tex] in forma parametrica scalare:
[tex]x=2u\\
y=-2u\\
z= u-1[/tex]
e la retta [tex]r[/tex] in forma cartesiana:
[tex]x-tz+2=0\\
x+y=0[/tex]
Dire per quali valori di [tex]t[/tex] la retta [tex]r[/tex]:
a)è sghemba con s
b)è parallela con s
c)per ogni valore di t per cui le 2 rette sono incidenti determinare il loro punto in comune
L'unico punto su cui sono abbastanza sicuro è il punto b.
Il verso di s è determinato dai coefficienti del parametro u, quindi è [tex]vs=[2,\;-2,\;1][/tex]
Il verso di r è determinato calcolando il prodotto vettoriale tra i 2 vettori ortogonali ai 2 piani (calcolando il determinanete con il metodo di Sarrus di cui evito i passaggi):
[tex]vr=[1,\;0,\;-t]\;x\;[1,\;1,\;0]=[t,\;-t,\;1][/tex]
Quindi r e s sono parallele solo per [tex]t=2[/tex]
Siete d'accordo fino a qua?
Sono bloccato sul punto a.
Ora sappiamo che per [tex]t=2[/tex] le 2 rette sono parallele (quindi complanari e non sghembe).
L'unica altra condizione che penso bisogni controllare è se le 2 rette siano incidenti in qualche punto (perché in caso lo fossero allora sono complanari). Come fare?
Ho provato a sostituire i valori di s in r:
[tex]2u-t(u-1)+2=0\\
2u-2u=0[/tex]
ma non si può risolvere il sistema.
Ho anche provato a convertire r in forma parametrica e fare il confronto parametro per parametro:
[tex]s(x)=r(x)\\
s(y)=r(y)\\
s(z)=r(z)[/tex]
ma di nuovo, mi sembra che ci sia un'incognita di troppo.
Questi 2 approcci penso che funzionerebbero per un t fissato.
Avete qualche consiglio?
Grazie in anticipo.
Risposte
Se si sommano le prime due equazioni della retta s si ha l'equazione $x+y=0$
Entrambe le rette r ed s appartengono allora al piano $x+y=0$ e quindi sono complanari quale che sia t.
Si conclude che le rette possono essere parallele (o incidenti) per qualche valore particolare di t ma non sghembe.
Entrambe le rette r ed s appartengono allora al piano $x+y=0$ e quindi sono complanari quale che sia t.
Si conclude che le rette possono essere parallele (o incidenti) per qualche valore particolare di t ma non sghembe.
Un metodo ...popolare è prendere due punti P,Q su s e due punti P',Q' su r.Si costruscono i vettori:
$Q-P,P'-P , Q'-P$ e poi si scrive la matrice 3x3 che ha per colonne le componenti di questi vettori: se il det di tale matrice è diverso da zero allora le due rette sono sghembe. Altrimenti sono complanari.
Nel tuo caso puoi scegliere i punti come segue:
su s: $P(0,0,-1),Q(2,-2,0)$
su r: $P'(1,-1,3/t),Q'(0,0,2/t)$
Fatti i vari calcoli, dovresti trovare che il det della matrice è sempre nullo e quindi che le due rette sono sempre complanari per qualsiasi valore di t.
A tale risultato si perviene anche con un'osservazioni sulle equazioni delle 2 rette che semplifica di parecchio il procedimento.
$Q-P,P'-P , Q'-P$ e poi si scrive la matrice 3x3 che ha per colonne le componenti di questi vettori: se il det di tale matrice è diverso da zero allora le due rette sono sghembe. Altrimenti sono complanari.
Nel tuo caso puoi scegliere i punti come segue:
su s: $P(0,0,-1),Q(2,-2,0)$
su r: $P'(1,-1,3/t),Q'(0,0,2/t)$
Fatti i vari calcoli, dovresti trovare che il det della matrice è sempre nullo e quindi che le due rette sono sempre complanari per qualsiasi valore di t.
A tale risultato si perviene anche con un'osservazioni sulle equazioni delle 2 rette che semplifica di parecchio il procedimento.