Vindskeive linjer med parameterframstilling

Del 2, alle hjelpemidler

Vindskeive linjer med parameterframstilling

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

En rett linje l er gitt ved parameterframstillingen

l:{x=5−2ty=3+tz=4+2t
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Linjen l skjærer xy-planet i punktet A og xz-planet i punktet B.

Regn ut avstanden mellom A og B.

En annen rett linje m er gitt ved parameterframstillingen

m:{x=sy=1−sz=1+s
Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Vis at linjene l og m ikke er parallelle.

To linjer i rommet som verken er parallelle eller skjærer hverandre, er vindskeive. For vindskeive linjer gjelder denne setningen:

Når to linjer l og m er vindskeive, fins det et punkt P på l og et punkt Q på m slik at PQ→ står vinkelrett på både l og m. Avstanden mellom l og m er definert som |PQ→|.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Vi lar P være et tilfeldig valgt punkt på l og Q et tilfeldig valgt punkt på m.

Vis at vi kan skrive PQ→=[s+2t−5,−s−t−2,s−2t−3]

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Finn koordinatene til P og Q når PQ→ står vinkelrett på både l og m.

Hjelpemiddelkrav: Kalkulator

Finn avstanden mellom linjene l og m.

Fasit

|AB|=3

Retningsvektorene er ikke parallelle

Vist ved utregning

P=(5,3,4),Q=(2,−1,3)

|PQ|=26≈5,10

LøsningsforslagKI-generert

Linjen l har parameterframstilling

l:{x=5−2ty=3+tz=4+2t

Linjen skjærer xy-planet der z=0:

4+2t=0⇒t=−2

Dette gir punktet

A=(5−2⋅(−2),3+(−2),0)=(9,1,0)

Linjen skjærer xz-planet der y=0:

3+t=0⇒t=−3

Dette gir punktet

B=(5−2⋅(−3),0,4+2⋅(−3))=(11,0,−2)

Avstanden mellom A og B blir

|AB|=(11−9)2+(0−1)2+(−2−0)2=4+1+4=9=3

Kontrollert numerisk i GeoGebra CAS, se linje 3 i utklippet under.

Svar: |AB|=3

Retningsvektoren til l leses av koeffisientene til t:

v→l=[−2,1,2]

Retningsvektoren til m leses av koeffisientene til s:

v→m=[1,−1,1]

To vektorer er parallelle bare hvis den ene er et tall ganger den andre. Vi sjekker forholdet mellom komponentene:

−21=−2,1−1=−1

Siden −2≠−1, er ikke v→l og v→m proporsjonale.

Konklusjon: Linjene l og m er ikke parallelle.

Et vilkårlig punkt P på l og et vilkårlig punkt Q på m har koordinater

P=(5−2t,3+t,4+2t),Q=(s,1−s,1+s)

Vektoren PQ→ finner vi ved Q−P, komponentvis:

PQ→=[s−(5−2t),(1−s)−(3+t),(1+s)−(4+2t)]

Vi forenkler hver komponent:

x-komponent:s−5+2t=s+2t−5
y-komponent:1−s−3−t=−s−t−2
z-komponent:1+s−4−2t=s−2t−3

Dette gir

PQ→=[s+2t−5,−s−t−2,s−2t−3]

som skulle vises.

PQ→ skal stå vinkelrett på både l og m, altså på retningsvektorene v→l=[−2,1,2] og v→m=[1,−1,1]. Da må skalarproduktene være null.

Vinkelrett på l:

PQ→⋅v→l=−2(s+2t−5)+1(−s−t−2)+2(s−2t−3)=0
−2s−4t+10−s−t−2+2s−4t−6=0
−s−9t+2=0⇒s+9t=2(1)

Vinkelrett på m:

PQ→⋅v→m=1(s+2t−5)−1(−s−t−2)+1(s−2t−3)=0
s+2t−5+s+t+2+s−2t−3=0
3s+t−6=0⇒3s+t=6(2)

Vi løser likningssystemet (1) og (2) i GeoGebra CAS, se linje 1 i utklippet:

Løslikningssystem({s+9t=2,3s+t=6},{s,t})

CAS-utregning

Dette gir s=2 og t=0.

Setter vi inn i parameterframstillingene, får vi

P=(5−2⋅0,3+0,4+2⋅0)=(5,3,4)
Q=(2,1−2,1+2)=(2,−1,3)

Svar: P=(5,3,4),Q=(2,−1,3)

Avstanden mellom de vindskeive linjene er lengden av PQ→:

|PQ|=(2−5)2+(−1−3)2+(3−4)2=9+16+1=26

Se linje 2 i CAS-utklippet over, der samme verdi er kontrollert numerisk: 26≈5,09902.

Svar: |PQ|=26≈5,10

Forstå oppgaven med en KI

Du får en ferdig tekst du limer inn i den KI-chatboten du bruker. Teksten inneholder oppgaven og en instruks om at chatboten skal hjelpe deg å tenke selv — stille spørsmål, gi ett hint av gangen og la deg gjøre regningen.

Anbefalt. Chatboten får beskjed om å bruke det til å veilede deg riktig vei — ikke til å røpe svaret. Du kan slå det av hvis du vil være helt sikker på at ingenting lekker.

Hva du bør vite
  • Ingenting sendes herfra. Teksten kopieres bare til utklippstavla på enheten din. Det du limer inn i en chatbot, går til den tjenesten — og de har sine egne regler for hva de lagrer.
  • Ikke lim inn personopplysninger — navn, skole eller noe annet om deg selv eller andre. Oppgaveteksten holder.
  • KI kan ta feil, også i matematikk. Sjekk alltid mot løsningsforslaget her på siden.
  • Er du usikker på om du har lov til å bruke KI på skolearbeidet ditt, spør læreren din først.

Tastatursnarveier

Navigasjon

⌘K / Ctrl+K
Åpne søk
G F
Gå til Fag
G E
Gå til Eksamener
G T
Gå til Temaer
G K
Gå til Kompetansemål
G H
Hjem
?
Vis snarveier

I oppgave

←/→ · J/K
Forrige / neste oppgave
0
Marker som ikke prøvd
1
Marker som prøvd
2
Marker som trenger hjelp
3
Marker som ferdig
S
Vis / skjul løsningsforslag
A
Legg til i liste
N
Skriv notat
Esc
Tilbake / avslutt