Matematik

Kugle og tangentplan

05. februar 2014 af funked (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej SP

I opgaven skal jeg bestemme hvilke punkter på en linje gennem punkt A og B der er centrum for en kugle med r=6 og med et tangentplan.

planet: x+2y+2z-25=0

A(21,16,17)

B(31,22,24)

Jeg er kommet så langt at jeg har forstået cirklen der kan ligge på linjen har en tangent på begge sider af planet, men mit problem er at jeg ikke ved, hvordan jeg skal starte med at regne hvilke punkter de kan ligge på?


Brugbart svar (0)

Svar #1
05. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

For at kunne være centrum for en kugle med radius r = 6, skal punktet have afstanden 6 fra tangentplanen. Opstil en parameterfremstilling for linien gennem A og B. Indsæt et punkt på denne linie givet ved parameteren t i punkt-plan-afstandsformlen for den givne plan. Bestem de værdier af t, for hvilke afstanden er lig med 6.


Svar #2
05. februar 2014 af funked (Slettet)

Ok, hvis jeg har forstået det rigtigt.

tangentplanet: x+2y+2z-25=0 --> normalvektor=(1, 2, 2) som bliver min r-vektor i parameterfremstillingen.

Linje AB= (31-31, 22-16, 24-17)=(10, 6, 7)

(x,y,z)=(10, 6, 7) + t(1, 2, 2)

x=10 + t

y=6 + 2t

z=7+ 2t

10+t+2(6+2t)+2(7+2t)-25=0

10+t+12+4t+14+4t-25=0

9t+11=0

t=11/9 

som jeg så kan indsætte i parameterfremstillingen og udregne min (x,y,z)???


Brugbart svar (1)

Svar #3
05. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#2

Parameterfremstillingen for linien gennem A og B er ikke korrekt. En retningsvektor er vektoren AB , så en parameterfremstilling er

(x,y,z) = (21, 16, 7) + t·AB  = (21, 16, 7) + t·[10, 6, 7]

Det indsættes så i plan-punkt-afstandsformlen med den opgivne plan x + 2y + 2z - 25 = 0.


Svar #4
05. februar 2014 af funked (Slettet)

Ja, er desværre rimelig god til at blande n-vektor og r-vektor sammen...

Efter jeg har brugt den korrekte parameterfremstilling og indsat det i planets ligning kommer jeg frem til at       t= -31/18

x= 21+10*(-31/18) = 34/9

y= 16+6*(-31/18) = 17/3

z= 17+7*(-31/18) = 89/18

Er lidt i tvivl om hvilken formel du mener, men brugte:                                                                           dist(P, alpha)= ( 34/9 + (2*17)/3 + (2*89)/18 )/kvadratrod(1^2+2^2+2^2)=0 er det for at kontrollere at den tangere eller??


Brugbart svar (1)

Svar #5
05. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#4

En parameterfremstilling for linien er

(x,y,z) = (1, 4, 3) + t·[10, 6, 7]

der så indsættes i punkt-plan-afstandsformlen

|x + 2y + 2z -25| / √(12 + 22 + 22) = 6 ,

dvs

|1+10t + 2(4+6t) + 2(3+7t) -25|/9 = 6 .

Løs nu denne ligning i t.


Svar #6
05. februar 2014 af funked (Slettet)

Ok, nu føler jeg virkelig ikke at jeg forstå noget... Hvor kommer de (1, 4, 3) fra?

Når jeg løser overstående ligning får jeg t = 39/36 = 13/12, men burde det ikke være √(9) hvor det i så fald bliver t = 1/12? 


Brugbart svar (1)

Svar #7
05. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#6

Jo, du har ret, det skal være

|1+10t + 2(4+6t) + 2(3+7t) -25|/3 = 6 .

Punktet (1, 4, 3) kommer fra OA - 2·AB . Det var for at få simplere tal at regne med. Man finder så

|36t -10| = 18 ,

der har to forskellige løsnnger.


Svar #8
05. februar 2014 af funked (Slettet)

Ja havde glemt de -25 ?? :)

Nu får jeg t = 7/9 og t = -2/9 der så skal skal indsættes i parameterfremstillingen, hvor jeg så får 2 forskellige koordinatsæt som er mit færdige resultat.


Brugbart svar (1)

Svar #9
05. februar 2014 af Andersen11 (Slettet)

#8

Ja, netop. Husk at indsætte i den parameterfremstilling, der blev benyttet til løsning af ligningen.


Svar #10
05. februar 2014 af funked (Slettet)

Tusind tak for hjælpen, havde aldrig fået det løst uden din hjælp.


Skriv et svar til: Kugle og tangentplan

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.