4 svar
194 visningar
Andreas Wartel är nöjd med hjälpen
Andreas Wartel 52
Postad: 7 aug 2022 22:26 Redigerad: 7 aug 2022 22:28

Skärningspunkt mellan plan

Från punkten P=(2, -3, 1)P= (2,\ -3, \ 1) dras normalerna till de båda planen Π1ochΠ2\Pi_1 och \Pi_2 som har ekvationerna x-y+5z=4x - y + 5 z=4 och y-2z=7y - 2z =7. Ett plan Π3\Pi_3 innehåller de båda normalerna. Bestäm skärningspunkten mellan Π1,Π2\Pi_1, \Pi_2 och Π3\Pi_3. (ON-system.)

 

Jag tänker först att jag kan hitta två vektorer i Π3\Pi_3 genom att utgå ifrån P=(2,-3,1)P=(2,-3,1) och gå en gång i normalernas riktningar så att vi får (2,-3,1)+(1,-1,5)=(3,-4,6)(2,-3,1)+(1,-1,5)=(3,-4,6) och (2,-3,1)+(0,1,-2)=(2,-2,-1)(2,-3,1)+(0,1,-2)=(2,-2,-1). För att sedan bestämma planets ekvation börjar jag med att finna vektorprodukten (3,-4,6)×(2,-2,-1)=(16,15,2)(3,-4,6)\times(2,-2,-1)=(16,15,2) med vilken jag kan bestämma planet genom att ta skalärprodukten med en punkt, (x,y,z)-P(x,y,z)-P, så att 16(x-2)+15(y+3)+2(z-1)=16x+15y+2z+1116(x-2)+15(y+3)+2(z-1)=16x+15y+2z +11.

Tänker jag rätt att jag sedan ska lösa ekvaionssystemet för de tre planen:

16x+15y+2z=-1116x+15y+2z=-11, x-y+5z=4x - y + 5 z=4 och y-2z=7y - 2z =7?

D4NIEL Online 2566
Postad: 8 aug 2022 00:38 Redigerad: 8 aug 2022 00:45

Jag tror att du blandar ihop punkter i rummet med vektorer. Vidare är det inte säkert att du hamnar i något av de andra planen när du "går en gång i normalens riktning".

 

En normal till planet Π1\Pi_1 är n1=(1,-1,5)\mathbf{n}_1=(1,-1,5)

En normal till planet Π2\Pi_2 är n2=(0,1,-2)\mathbf{n}_2=(0,1,-2)

En normal till planet Π3\Pi_3 är n3=n1×n2\mathbf{n}_3=\mathbf{n}_1 \times \mathbf{n}_2.

En punkt i planet Π3\Pi_3 är P=(2,-3,1)P=(2,-3,1)

Bestäm ekvationen för planet Π3\Pi_3 (Du har dess normal och en punkt i planet)

Sätt ihop de tre ekvationerna för planen och Gaussa för att hitta skärningspunkten.

Andreas Wartel 52
Postad: 8 aug 2022 15:42 Redigerad: 8 aug 2022 15:53

Tack för svar! Ja, det stämmer nog att jag blandar ihop punkter och vektorer.

Stämmer det att jag ömsesidigt kan tänka på tex P=(2,-3,1)P=(2,-3,1) som en punkt och en vektor?

Jag inser genom ditt svar att jag direkt kan hitta en normal till Π3\Pi_{3} genom n1×n2n_{1}\times n_{2} istället för mitt krångliga sätt. Men jag förstår ändå inte varför inte mitt sätt ändå också borde ge en normal till Π3\Pi_{3}

Om jag så att säga ritar Π1\Pi_{1} och Π2\Pi_{2}:s normaler från punkten P=(2,-3,1)P=(2,-3,1) borde jag väl få två fina vektorer, (2,−3,1)+(1,−1,5)=(3,−4,6) och (2,−3,1)+(0,1,−2)=(2,−2,−1), som ligger i just planet Π3\Pi_{3}, och kryssprodukten för dessa borde ge mig en normal till Π3\Pi_{3}?

Fast jag tror att jag nu inser själv att det ger mig fel vektorer. Här någonstans blandar jag ihop punkter och vektorer. Min tanke rent visuellt är att jag vill "fästa" normalerna för Π1\Pi_{1} och Π2\Pi_{2} på punkten PP. Men det gör jag ju inte genom (2,−3,1)+(1,−1,5)=(3,−4,6) och (2,−3,1)+(0,1,−2)=(2,−2,−1)? Och jag behöver inte ens det förrän jag räknar ut planet Π3\Pi_{3}:s ekvation?

D4NIEL Online 2566
Postad: 8 aug 2022 19:51 Redigerad: 8 aug 2022 20:15
Andreas Wartel skrev:

Min tanke rent visuellt är att jag vill "fästa" normalerna för Π1\Pi_{1} och Π2\Pi_{2} på punkten PP. Men det gör jag ju inte genom (2,−3,1)+(1,−1,5)=(3,−4,6) och (2,−3,1)+(0,1,−2)=(2,−2,−1)? Och jag behöver inte ens det förrän jag räknar ut planet Π3\Pi_{3}:s ekvation?

Just det. Använd att punkten (2,-3,1)(2,-3,1) ligger i planet Π3\Pi_3 först när du har fått fram dess normalvektor.

Tänk på en vektor bara består av två saker, en storlek (längd) och en riktning.

Det som händer när du lägger ihop en vektor med en punkt är att du hamnar i en ny punkt på avståndet av vektorns längd från den gamla punkten i vektorns riktning. Denna nya punkt är alltså en punkt och inte en vektor.

 

 

Och så överkursen:

För att komplicera det hela finns det saker vi kallar vektorer men som egentligen består av ett informationspar (x;v)(\mathbf{x};\mathbf{v}), där xn\mathbf{x}\in\mathbb{R}^n beskriver en punkt och vn\mathbf{v}\in\mathbb{R}^n beskriver en vektor.

En sådan konstruktion är "lägesvektorn" som har en bestämd startpunkt x=0\mathbf{x}=\mathbf{0} och en vektor rp\mathbf{r_p}. Lite slarvigt skriver man bara r\mathbf{r} men menar r=(0,rp)\mathbf{r}=(\mathbf{0}, \mathbf{r_p}). Vi ser det som att r\mathbf{r} är en vektor med utgångspunkt i origo.

Man kallar ett sådant informationspar för "tangentvektor" och kan visa att mängden av alla tangentvektorer för någon punkt xn\mathbf{x}\in\mathbb{R}^n genererar ett vektorrum. Detta rum kallas tangentrummet till n\mathbb{R}^n i punkten x\mathbf{x} och betecknas Tx(n)\mathfrak{T}_{\mathbf{x}}(\mathbb{R}^n).

När du lägger ihop lägesvektorn med en godtycklig vektor försöker du egentligen genomföra operationen (x;v)+(0;rp)(\mathbf{x};\mathbf{v})+(\mathbf{0};\mathbf{r}_p) vilket inte är tillåtet då x0\mathbf{x}\neq \mathbf{0}. Slutligen om x=0\mathbf{x}=\mathbf{0} får du alltså en ny lägesvektor, inte en vektor.

Andreas Wartel 52
Postad: 9 aug 2022 12:54

Tack! Matte är stört...fascinerande!

Svara Avbryt
Close