da gugo82 » 15/04/2020, 14:40
Questo problema, ovviamente, si può risolvere anche con considerazioni puramente geometriche.
Innanzitutto, osserva che esiste un unico piano $pi$ perpendicolare ad $r$ che passa per $P$; detto $Q$ il punto di intersezione di $pi$ con $r$, hai $"dist"(P,r)=overline(PQ)$.
Dunque, per calcolare la distanza punto-retta $"dist"(P,r)$ ti serve:
- determinare l'equazione del piano $pi$ passante per $P$ e perpendicolare ad $r$,
- determinare il punto di intersezione $Q$ di $pi$ ed $r$,
- calcolare la distanza $overline(PQ)$.
Vediamo...
- Visto che $r:\{ (x - z = 1),(y = 2z):}$, puoi calcolare il vettore direzionale $mathbf(v)=(l,m,n)$ di $r$ passando alla forma parametrica: scegliendo di porre $z=t$, otteniamo:
$r:\{(x = 1 + t), (y = 2t), (z = t):}$
e le componenti del vettore direzionale $mathbf(v)$ sono i coefficienti del parametro nelle tre equazioni precedenti, i.e. $l=1$, $m=2$, $n=1$.
Il generico piano $pi$ che passa per $P=(1,1,2)$ ha equazione del tipo:
$pi: a(x-x_P) + b(y - y_P) + c(z - z_0) = 0 <=> a(x-1) + b(y-1) + c(z-2) = 0$
in cui i coefficienti $a$, $b$ e $c$ sono le componenti di un vettore $mathbf(n)$ perpendicolare al piano $pi$; visto che vogliamo \(\pi \perp r\), possiamo prendere $mathbf(n) = mathbf(v)$ (cioè possiamo prendere come vettore perpendicolare a $pi$ proprio il vettore direzionale di $r$) e perciò scegliere i coefficienti $a=l=1$, $b=m=2$ e $c=n=1$; pertanto il piano $pi$ che cerchiamo ha equazione:
$pi: 1(x-1) + 2(y-1) + 1(z-2) = 0 <=> x + 2y + z = 5$.
- Per determinare il punto di intersezione di $pi$ ed $r$ basta risolvere il sistema di tre equazioni in tre incognite che si ottiene mettendo insieme le due equazioni di $r$ con quella di $pi$, cioè:
$\{(x - z = 1), (y = 2z), ( x + 2y + z = 5):} <=> \{(x = 1 + z), (y = 2z), ( 1 + z + 4z + z = 5):} <=> \{(x = 5/3), (y = 4/3), (z = 2/3):}$;
dunque $Q=(5/3, 4/3, 2/3)$.
- Infine:
$"dist"(P,r)=overline(PQ) = sqrt((1-5/3)^2 + (1-4/3)^2 + (2-2/3)^2) = sqrt(4/9 + 1/9 + 16/9) = sqrt(7/3) =sqrt(21)/3$
è la distanza cercata.
Sono sempre stato, e mi ritengo ancora un dilettante. Cioè una persona che si diletta, che cerca sempre di provare piacere e di regalare il piacere agli altri, che scopre ogni volta quello che fa come se fosse la prima volta. (Freak Antoni)