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Studio della Retta in R3
In R3 la retta può essere individuata con:
- Passaggio per 2 punti
- Passaggio per 1 punto + 1 vettore
- Intersezione tra 2 piani
Equazione della generica retta
par. vet.
- (x y z) = (x0 y0 z0) + t (vx vy vz)
- P = P0 + t V
- V = vettore che indica la direzione della retta
- Ho infiniti modi per esprimere una retta in R3 perché basta cambiare il punto di applicazione (sempre appartenente a r) e il vettore (sempre // a v).
- Come faccio a capire se 2 rette coincidono?
- Metodo 1:
- 1) Quando U e V sono paralleli. Se U//V ⇒ ∃k R: U = kV
- 2) Guarda se uno dei due punti di applicazione appartiene all'altra retta
- Metodo 2:
- Se P0 + Q0 ⇒ se fP0 ∃ allora le rette S e r coincidono fQ0≥r
- Metodo 3:
- Se le due rette coincidono, allora per ogni diversi valori del parametro t individuano gli stessi punti
Esempio:
- r(x) = (3 -4) + t (2 5)
- s(x) = (7 6) + t' (-4 -10)
(Metodo 1)
- 2·k = -4
- 5·k = -10
k = -2 ⇒ r // s
- Metodo 2:
- Ho verificato ∃ che P0 ∃ S
- Q0 ∃ R?
7 = 3 + 2t
6 = -4 + 5t
t = 2
R ≡ S
- Metodo 3:
- (3 -4) + t(2 5) = (7 6) + t'(-4 -10)
3 + 2t = 7 = -4t'
-4 + 5t = 6 = -10t'
∃ t, t'
R ≡ S
Es. Con scrivere l’equazione della retta s passante per A parallela a
R
x
y
z
1
- 1
4
3
1
6
t
- 3
- 2
- 4
x
y
z
- 1
1
2
- 3
- 2
- 4
- Posizioni delle rette in R3
- R // S o R = S
k
k \neq V
- Incidenti
k V
k V
- Schemi
k = V
Determinazione dei punti di intersezione tra due rette
- 2
3
5
3
5
1
4
- 2
2
- 1
2
2
- 2 + 3t
4 - t
3 + 5t
- 2 + 2t
5 - t
2 + t
Non ha soluzione
Ha soluzione
Unica
Rette incidenti
Infinite
Rette coincidenti
Se 3k: k V = [retts // parallele]
Se 3k: k V = [retts schemi]
Esercizio:
X₁ - 3X₂ - 5X₃ = 1 X₁ + X₂ - 4X₃ = 5 2X₁ - 10X₂ - 11X₃ = 0
1 -3 -5 | 1 0 4 -4 | 4 0 0 -2 | 2
RIGA IMPOSSIBILE: 0X₁ + 0X₂ + 0X₃ = 2
Interpretazione geometrica
- 3 piani che non si intersecano e quindi paralleli
Esercizio:
X₁ + 2X₂ + 3X₃ = 1 3X₁ + 3X₂ + 7X₃ = 3 3X₁ + 3X₂ + 7X₃ = 1
1 2 3 | 1 3 3 7 | 3 3 3 7 | 1
Pivoti di X₁
1 2 3 | 1 0 -3 2 | 0 0 0 1 | 1
- Pivoti di X₂
- Pivoti di X₃
X₁ = 2 (2/3) + 3(X₂) = 1 → X₂ = 2/3 -3X₂ - 2(1) = 0 → X₂ = 2/3 X₃ = 1
- Quando appaiono i pivoti di tutte le variabili il sistema ha 1 sola soluzione: i 3 piani hanno 1 punto in comune
Esercizio:
X₁ - 3X₂ - 5X₃ = 0 X₁ - 2X₂ - 4X₃ = 3 2X₁ - 7X₂ - 11X₃ = 3
1 -3 -5 | 0 1 -2 -4 | 3 2 -7 -11 | 3
- Vincolo sovrabbondante: può essere costruito come combinazione lineare degli altri due
0 0 0 | 3
- RIGA INDETERMINATA: in quanto due piani precedenti non sono paralleli
É qua la retta soluzione scritta in forma implicita
Se voglio esplicitarla prendo la variabile senza pivot sulla colonna dei termini noti e la sostituisco con t parametro
X₁ - 3X₂ = 5t X₂ = 3 - k X₃ = t
X₁ = 9 - 2t X₂ = 3 - 6 X₃ = t
- retta passante per P( 03 ) con coefficiente t( -2 ⁄ 4 )
V = {(x, y, z) ∈ ℝ3 t.c. x - 2y + z = 0}
1) Trovare la dimensione e una base
Controllo se V è un sottospazio vettoriale: piano passante per O→OK!
Osservazione: la base canonica di ℝ3 è e1 (1, 0, 0) e2 (0, 1, 0) e3 (0, 0, 1)
una qualunque combinazione a1e1 + b2e2 + e3 genera l’ipotenusa
x - 2y + zdove trova 2 vettori linearmente indipendenti, quando è considerato come parametri e li annullate uno alla volta. (per qualunque e il)
y z = 0: x - 2y0 = zSe y = 0: x = y x
Selezionare 2 vettori seguendo lunga questa direzione altri{v1 e v2} genera V?
Il generico vettore generatoV ∈ V = [2b - c1]c è t[c1],2quindi sono generatori:[b1]c[2b0] cQuindi sono una BASE di Vche ha dimensione 2.
Esame: V = {(x, y, z) ∈ ℝ3 t.c. x - 2y + 3z = 0, x + 2y + z = 0}1) base e dimensione
è una retta passante perorigine, quindi mi basta trovare un vettore di essa per ottenere la base:
x - 2y + 3z ex + 2y + z = 0 o x + 2y + 3z = 0 x
2x + 3y + 3z = 0 xyz(+ 5z - 2 = 0 o) 3y
FetoBase [xy][t