Determinació geomètrica d'un pla
- Un pla p ve
determinat per un punt P, que ens el situa,
i un parell de vectors
i ,
que ens donen dues direccions linealment independents (els dos vectors
no poden ser paral·lels) dins del pla. Aquests vectors s’anomenen vectors
directors del pla. Els tres elements anteriors, un punt i dos vectors,
defineixen de forma geomètrica el pla.

Exercici 1:
Obre la ,
dibuixa els eixos de coordenades, el punt P=(2,0,0), i amb origen en
aquest punt els vectors =(2,0,0), =(-2,2,0)
(cal calcular els extrems). Després, imagina com ha de ser el
pla definit pels elements anteriors. Finalment, dibuixa'l. .
Equacions del pla
Per
trobar una equació que ens relacioni qualsevol punt del pla Q=(x,y,z)
amb els tres elements geomètrics anteriors sumem el vector de posició
del punt P: ,
amb el vector
que ens porta des de P fins Q:


Però el vector ,
que està situat dins del pla, es pot expressar com una combinació
lineal dels dos vectors directors del pla en la forma:

Combinant les dues expressions anteriors
arribem a l’equació:

Si aquesta equació l’escrivim en
components, tenim:

equació que s’anomena equació
vectorial del pla. l i m
s'anomenen paràmetres del pla.
Si en l’expressió anterior separem
la igualtat per components obtindrem les equacions:

que són les equacions paramètriques
del pla.
L’expressió vista anteriorment
ens diu que els tres vectors
són linealment dependents; per tant, el determinant format per
aquests tres vectors serà zero:

Calculant l’anterior determinant obtenim
una equació que tindrà la forma:

Equació que s’anomena equació
implícita o general del pla.
En aquesta equació ja no tenim de
forma explícita ni els vectors directors del pla ni un punt.
Podem, però,
de l’equació anterior treure un vector amb els coeficients de
les variables:

Aquest vector és un vector perpendicular
al pla com podem comprovar fent el producte escalar amb els vectors
directors del pla. Anomenem a aquest vector normal al pla.

Per recuperar un punt qualsevol del pla
donem un valor qualsevol a dues de les variables i, llavors, calculem
la variable que resta a partir de l’equació implícita
del pla.
Exercici 2:
Obre la ,
dibuixa els eixos de coordenades, el punt P=(3,-2,1), i el vector =(-1,2,-3)
a partir del punt P (cal calcular els extrems). Després, imagina
com ha de ser el pla que passa per P i té com
a vector normal. Finalment, dibuixa'l. .
  
|