Retta passante per un punto ed ortogonale ad un'altra retta
Salve ragazzi, ho questo esercizio che non riesco a capire, ecco il testo:
Si consideri una retta r ortogonale al piano $\pi: 2x + y - z + 2 = 0 $ e passante per il punto P(0,0,1).
Determinare equazioni cartesiane della retta s passante per l'origine, incidente r ed ortogonale ad essa.
Ecco come l'ho risolto:
Innanzitutto trovare la retta r è un gioco da ragazzi, basta unire il vettore del piano e il punto:
$ r: {(x = 2t), (y = t), (z = 1 - t) :}$
Da queste equazioni ricaviamo t = 1 -z e la sostituiamo alle altre due
$ r: {(x = 2 - 2z), (y = 1 - z):}$
Ordiniamo
$ r: {(x + 2z - 2 = 0), (y + z - 2 = 0):}$
Attraverso queste due equazioni cartesiane possiamo scrivere il fascio di rette, in modo da ricavare il piano contenente la retta r e passante per l'origine:
$
\phi: x + 2z - 2 + \alpha y + \alpha z - \alpha 2 = 0;
$
$
\phi: x + \alpha y + (2+ \alpha )z -2 - \alpha 2 = 0;
$
Affinché passi per l'origine dobbiamo imporre il termine noto uguale a 0, dunque $\alpha = -1 $
$
\phi: x - y + z = 0;
$
Questo è il piano contenente r e passante per l'origine, se consideriamo il vettore direttore di $\phi$ e la direzione della retta r, ci accorgiamo che formano un angolo di 90 gradi e sono entrambi ortogonali al vettore s che cerchiamo (e si può vedere con la regola della mano destra), dunque facciamo il prodotto vettoriale tra i due vettori:
$ Vr x \phi = (2, 1, -1)x(1, -1, 1) = (0, -3, -3) $
Adesso non ci resta altro che trovare una retta passante per l'origine con vettore (0, -3, -3):
$ s: {(x = 0), (y = -3t), (z = -3t) :}$
passando ad equazioni cartesiane:
$ s: {(x = 0), (y = z) :}$
E questo è il mio risultato. Invece il risultato doveva essere il seguente:
$ s: {(2x + y - z = 0), (x - y + z = 0) :}$
Insomma, non ci sono andato nemmeno vicino.
Dove ho sbagliato?
Si consideri una retta r ortogonale al piano $\pi: 2x + y - z + 2 = 0 $ e passante per il punto P(0,0,1).
Determinare equazioni cartesiane della retta s passante per l'origine, incidente r ed ortogonale ad essa.
Ecco come l'ho risolto:
Innanzitutto trovare la retta r è un gioco da ragazzi, basta unire il vettore del piano e il punto:
$ r: {(x = 2t), (y = t), (z = 1 - t) :}$
Da queste equazioni ricaviamo t = 1 -z e la sostituiamo alle altre due
$ r: {(x = 2 - 2z), (y = 1 - z):}$
Ordiniamo
$ r: {(x + 2z - 2 = 0), (y + z - 2 = 0):}$
Attraverso queste due equazioni cartesiane possiamo scrivere il fascio di rette, in modo da ricavare il piano contenente la retta r e passante per l'origine:
$
\phi: x + 2z - 2 + \alpha y + \alpha z - \alpha 2 = 0;
$
$
\phi: x + \alpha y + (2+ \alpha )z -2 - \alpha 2 = 0;
$
Affinché passi per l'origine dobbiamo imporre il termine noto uguale a 0, dunque $\alpha = -1 $
$
\phi: x - y + z = 0;
$
Questo è il piano contenente r e passante per l'origine, se consideriamo il vettore direttore di $\phi$ e la direzione della retta r, ci accorgiamo che formano un angolo di 90 gradi e sono entrambi ortogonali al vettore s che cerchiamo (e si può vedere con la regola della mano destra), dunque facciamo il prodotto vettoriale tra i due vettori:
$ Vr x \phi = (2, 1, -1)x(1, -1, 1) = (0, -3, -3) $
Adesso non ci resta altro che trovare una retta passante per l'origine con vettore (0, -3, -3):
$ s: {(x = 0), (y = -3t), (z = -3t) :}$
passando ad equazioni cartesiane:
$ s: {(x = 0), (y = z) :}$
E questo è il mio risultato. Invece il risultato doveva essere il seguente:
$ s: {(2x + y - z = 0), (x - y + z = 0) :}$
Insomma, non ci sono andato nemmeno vicino.
Dove ho sbagliato?
Risposte
Mi rispondo da solo, di solito quando posto un esercizio in un forum mi accorgo di cose che, anche stando mezz'ora a fissare il foglio, non mi accorgerei.
Risolvendo il primo sistema forse ci si accorge che è simile al primo, basta moltiplicare la seconda equazione del secondo sistema per -1, poi effettuare la somma e si ottiene x = 0; si sostituisce ad una delle due equazioni e si ottiene y = z;
E' corretto? Non avevo mai risolto esercizi così, il professore proponeva un altro metodo, ero strasicuro ci fosse un errore nel metodo
Risolvendo il primo sistema forse ci si accorge che è simile al primo, basta moltiplicare la seconda equazione del secondo sistema per -1, poi effettuare la somma e si ottiene x = 0; si sostituisce ad una delle due equazioni e si ottiene y = z;
E' corretto? Non avevo mai risolto esercizi così, il professore proponeva un altro metodo, ero strasicuro ci fosse un errore nel metodo
Salve! Forse non sono la persona più esperta per dare suggerimenti, ma ecco qui i miei due penny.
Ho provato a fare un disegno con Geogebra, ed effettivamente la retta presentata come soluzione del problema (s) non incide nemmeno r.
Possibile che la soluzione sia invece:
\(\displaystyle s: \begin{cases} 2x+y-z=0 \\ x-y+z=1 \end{cases} \) ?
Come procedimento ho semplicemente preso il piano parallelo a \(\displaystyle \pi \) e passante per l'origine e l'ho intersecato alla retta data. La retta s cercata passa quindi per O e il punto appena trovato \(\displaystyle (\frac{1}{3}, \frac{1}{6}, \frac{5}{6} ) \).
Ho provato a fare un disegno con Geogebra, ed effettivamente la retta presentata come soluzione del problema (s) non incide nemmeno r.
Possibile che la soluzione sia invece:
\(\displaystyle s: \begin{cases} 2x+y-z=0 \\ x-y+z=1 \end{cases} \) ?
Come procedimento ho semplicemente preso il piano parallelo a \(\displaystyle \pi \) e passante per l'origine e l'ho intersecato alla retta data. La retta s cercata passa quindi per O e il punto appena trovato \(\displaystyle (\frac{1}{3}, \frac{1}{6}, \frac{5}{6} ) \).