Kahe tasandi vastastikune asend

  • Tasandite normaalvektorite võrdlemine
  • Tasandite ühtimine ja paralleelsus
  • Tasandite lõikumine
  • Ristuvad tasandid

Asend

Kaks tasandit võivad olla paralleelsed, ühtivad või lõikuvad ehk mitteparalleelsed. Kui tasandid on ühtivad, siis on tegemist ühe ja sama tasandiga.

α ja β on lõikuvad tasandid
γ ja δ on paralleelsed tasandid
ε ja λ on ühtivad tasandid

Tasandi asendi ruumis määrab selle normaalvektor. Seega saab kahe tasandi vastastikuse asendi üle otsustada nende normaalvektorite järgi.

Ühtimine ja paralleelsus

  • Kui kaks tasandit on paralleelsed, siis nende normaalvektorid on samasihilised ehk kollineaarsed.
  • Ühtivate tasandite normaalvektorid on samuti kollineaarsed. Lisaks sellele rahuldavad tasandite võrrandeid ühed ja samad punktid.
Ühtivad tasandid
Paralleelsed tasandid
Selgitused

Olgu kahe tasandi võrrandid

α: a1x + b1y + c1z + d1 = 0 ja

β: a2x + b2y + c2z + d2 = 0.

Normaalvektorite kollineaarsusest järeldub, et nende vastavad koordinaadid on võrdelised, st 

a1a2=b1b2=c1c2=k.

Olgu punkt P(x0; y0; z0) tasandite ühine punkt, siis

α: a1x0 + b1y0 + c1z0 + d1 = 0 ja

β: a2x0 + b2y0 + c2z0 + d2 = 0. 

Korrutame teise võrrandi võrdeteguriga k, saame

β: ka2x0 +kb2y0 + kc2z0 + kd2 = 0. Võrdlus tasandi esimese võrrandiga näitab, et ka vabaliikmed on võrdelised sama võrdeteguriga k.

Kaks tasandit on ühtivad parajasti siis, kui nende võrrandite kõik vastavad kordajad ja ka vabaliikmed on võrdelised.

a1a2 = b1b2 = c1c2 = d1d2 =k

Märka

Kaks tasandit on ühtivad ka siis, kui nende normaalvektorid on kollineaarsed ja leidub punkt, mis rahuldab mõlema tasandi võrrandit.

  1. α: 2x y + z – 3 = 0 ja β: 6x – 3y + 3z + 4 = 0
    1. Kontrollime, kas normaalvektorid on kollineaarsed.
      26=-1-3=13  kollineaarsed, seega tagatud on 
    2. Kontrollime vabaliikmeid  -3413 .  Määratud on 
  1. α: 2x y + z – 3 = 0 ja γ: 6x – 3y + 3z – 9 = 0
    1. Tasand γ erineb tasandist β vabaliikme poolest.

Vastus

  1. Tasandid α ja β on paralleelsed.
  2. Tasandid α ja γ on 
      • 4x + 8y + 12z – 5 = 0
      • 3x – 2y z + 12 = 0
      • 21x + 14y + 7x = 0
      • 6x + 12y + 18z – 7,5 = 0
      • 1,5x y – 0,5z – 6 = 0
      • –2x – 4y – 6z + 2,5 = 0

      Lõikumine

      Kaks tasandit on lõikuvad parajasti siis, kui nende normaalvektorid on mittekollineaarsed.

      n1n2

      Märka

      Ristumine on lõikumise erijuht. Kui tasandid ristuvad, siis ristuvad ka nende normaalvektorid. Ristuvate vektorite skalaarkorrutis on 0.

      n1n2   ja  n1·n2=0  

      α: 2x + 3yz + 1 = 0

      β: 2x – 3y + 1 = 0

      • paralleelsed
      • ühtivad
      • lõikuvad
      • ristuvad

      α: 2x + 3yz + 1 = 0

      β: 3x – 2y + 1 = 0

      • paralleelsed
      • ühtivad
      • lõikuvad
      • ristuvad

      α: 2x + 3yz + 1 = 0

      β: 4x + 6y + 2z + 1 = 0

      • paralleelsed
      • ühtivad
      • lõikuvad
      • ristuvad

      α: 2x + 3yz + 1 = 0

      β: –6x – 9y + 3z – 3 = 0

      • paralleelsed
      • ühtivad
      • lõikuvad
      • ristuvad

      Harjuta ja treeni

      Märka

      Ristuvad tasandid. Ristumine on lõikumise erijuht

      α:  mx+ym+2z-5=0  ja
      β: + my + (m + 1)z + 1 = 0 

      1. Ristumine
        Normaalvektorite  on 0.
        See avaldis taandub võrrandiks 
         = 0,
        seega m.
      2. Paralleelsus
      • m = 1
      • m = –1
      • m = 0
      • paralleelsust ei saa tekkida

      Paralleelsete tasandite normaalvektorid on .
      Seega sobivad otsitava võrrandiga tasandi normaalvektoriks 

      • (1; 3; 4),
      • (4; –3; 1),
      • (–4; 3; –1),
      • (–3; 4; 1).

      Vastus

       = 0

      Kui tasand on risti sirgega AB, siis  AB  on selle tasandi .
      Seega sobivad tasandi normaalvektoriks vektorid

      • (1; 0; 0),
      • (2; 1; 1),
      • (4; 1; –3),
      • (–2; –1; –1).

      Vastus

       = 0

      Tasandite asendid

      Tasandite normaalvektorid on n=a1;b1;c1 ja 

      m=a2;b2;c2.

      • a1a2=b1b2=c1c2=k   tasandid.
      • a1a2 = b1b2 = c1c2 = d1d2 =k   tasandid.
      • a1a2b1b2c1c2d1d2  tasandid.
      • a1a2b1b2=c1c2  tasandid.
      • a1a2=b1b2c1c2   tasandid.