Autor Tema: Distancia entre dos rectas

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22 Octubre, 2024, 03:58 am
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S.S

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Hola a todos. Tengo lo sigueinte:

Consideremos una primera recta que pasa por el punto  \( A=(x,y,z) \)  y que tiene como  vector director  \( u=(\xi,\eta,\zeta) \) y una segunda recta que pasa por el punto \( B=(x+\Delta x,y+\Delta y,z+\Delta z) \) con  vector director  \( v=(\xi+\Delta \xi,\eta+\Delta \eta,\zeta+\Delta \zeta) \).

Si uno considera la distancia entre estas dos lineas rectas en cualquiera de sus puntos,  la distancia entre estas rectas es medida como el tamaño del segmento de recta que es perpendicular a ambas rectas,  sea \( q \) el tamaño de aquel segmento, la abcisa de el punto donde este segmento interseca a la primera linea recta \( R \)  y los cosenos de los angulos por \( \kappa^{\prime},\lambda^{\prime}, \mu^{\prime}  \) tenemos por geometria analitica lo siguiente

\( q \kappa^{\prime}=\Delta x - R \xi +\frac{(R- P)(\xi +\Delta \xi)}{\cos \varepsilon} \)

donde \(  \cos \varepsilon \) es el ángulo entre las dos rectas y \(  P= \xi \Delta x  + \eta \Delta y + \zeta \Delta z   \).

 La cuestion es   que no estoy consiguiendo obtener esta expresión. ¿Pueden darme alguna luz?  Gracias de antemano.

\(   \)

22 Octubre, 2024, 10:13 am
Respuesta #1

ani_pascual

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Hola:
...
Consideremos una primera recta que pasa por el punto  \( A=(x,y,z) \)  y que tiene como  vector director  \( u=(\xi,\eta,\zeta) \) y una segunda recta que pasa por el punto \( B=(x+\Delta x,y+\Delta y,z+\Delta z) \) con  vector director  \( v=(\xi+\Delta \xi,\eta+\Delta \eta,\zeta+\Delta \zeta) \).

Si uno considera la distancia entre estas dos lineas rectas en cualquiera de sus puntos,  la distancia entre estas rectas es medida como el tamaño del segmento de recta que es perpendicular a ambas rectas,  sea \( q \) el tamaño de aquel segmento, la abcisa de el punto donde este segmento interseca a la primera linea recta \( R \)  y los cosenos de los angulos por \( \kappa^{\prime},\lambda^{\prime}, \mu^{\prime}  \) tenemos por geometria analitica lo siguiente

\( q \kappa^{\prime}=\Delta x - R \xi +\frac{(R- P)(\xi +\Delta \xi)}{\cos \varepsilon} \)

donde \(  \cos \varepsilon \) es el ángulo entre las dos rectas y \(  P= \xi \Delta x  + \eta \Delta y + \zeta \Delta z   \).

 La cuestion es   que no estoy consiguiendo obtener esta expresión. ¿Pueden darme alguna luz?  Gracias de antemano.

\(   \)
Las rectas, \( r \) y \( s \) se cruzan y su distancia se puede calcular mediante la fórmula
\( d(r,s)=\dfrac{|[\vec{u},\vec{v},\vec{AB}]|}{|\vec{u}\times\vec{v}|} \) donde el numerador representa el valor absoluto del producto mixto de tres vectores y el denominador el módulo del producto vectorial de dos vectores, que son respectivamente, el volumen del paralelepípedo que forman los tres vectores y el área de su base.
Saludos

22 Octubre, 2024, 10:22 am
Respuesta #2

Luis Fuentes

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Hola

Las rectas, \( r \) y \( s \) se cruzan y su distancia se puede calcular mediante la fórmula
\( d(r,s)=\dfrac{|[\vec{u},\vec{v},\vec{AB}]|}{|\vec{u}\times\vec{v}|} \) donde el numerador representa el valor absoluto del producto mixto de tres vectores y el denominador el módulo del producto vectorial de dos vectores, que son respectivamente, el volumen del paralelepípedo que forman los tres vectores y el área de su base.
Saludos

Pero no creo que S.S. esté preguntando exactamente por eso (aunque si le puede ser útil). El presenta una relación entre la distancia, los datos de las rectas y los "cosenos de los ángulos" \( \kappa^{\prime},\lambda^{\prime}, \mu^{\prime} \).

Pero es ahí donde está mi duda de la notación. ¿A qué ángulos y que cosenos te refieres? Sospecho que es a los cosenos directores de algún vector, ¿pero de cuál en el contexto del problema?.

Saludos.

22 Octubre, 2024, 02:20 pm
Respuesta #3

S.S

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Hola ani_pascual y Luis. Gracias por las respuestas.

La verdad esta pregunta viene del paper que anexo, es la ecuación (11) de la página (3).

En principio pensé que era usar lo que ani_pascual  comenta pero me confundi porque en el parrafo anteior a la ecuacion (1) se define un \( p \) y luego aparece este \( q \) que realmente no sé cual es la diferencia, y ahi quede confuso.

pdta: Ya habia preguntado algo relacionado a este texto hace mucho tiempo en este hilo https://foro.rinconmatematico.com/index.php?topic=123451.msg499780#msg499780 y esta parte me la salté creyendo que salia igual, pero he vuelto para intentar dar una mejor  lectura y me di cuenta de que no sé relamente de donde sale y la diferencia de \( p \) y \( q \).

Gracias de nuevo.

23 Octubre, 2024, 12:55 pm
Respuesta #4

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

 En la página (3) aparecen estas tres fórmulas:

\( (*) \left\{
\begin{array}{l}
{q \kappa^{\prime}=\Delta x - R \xi +\frac{(R- P)(\xi +\Delta \xi)}{\cos \varepsilon}}\\
{q \lambda^{\prime}=\Delta y - R \eta +\frac{(R- P)(\eta +\Delta \eta)}{\cos \varepsilon}}\\
{q \mu^{\prime}=\Delta z - R \zeta +\frac{(R- P)(\zeta +\Delta \zeta)}{\cos \varepsilon}}\\
\end{array}\right. \)

Ahora con la notación que te indiqué en el otro hilo al que haces referencia:

Citar
Tienes una recta que pasa por el punto \( A=(x,y,z) \) y tal que los cosenos de los ángulos que forma con los ejes son respectivamente \( \xi,\eta,\zeta \) y por tanto su vector director unitario es \( u=(\xi,\eta,\zeta) \).

Y otra recta que pasa por el punto \( B=(x+\Delta x,y+\Delta y,z+\Delta z) \) y tal que los cosenos de los ángulos que forma con los ejes son respectivamente \( \xi+\Delta xi,\eta+\Delta \eta,\zeta+\Delta \zeta \) y por tanto su vector director unitario es \( v=(\xi+\Delta \xi,\eta+\Delta \eta,\zeta+\Delta \zeta) \).

 Tienes que:

\( P= \xi \Delta x  + \eta \Delta y + \zeta \Delta z=(B-A)\cdot u \)

 y dado que \( q \) es la longitud del vector \( w \) que minimiza la distancia entre las dos rectas (uniendo un punto de cada uno de ellas) y \( (\kappa',\lambda',\mu') \) los cosenos directores tal vector entonces \( (q\kappa',q\lambda',q\mu')=w \) es el vector \( w \).

 Tal vector une un punto de la primera recta \( A+Ru \) con uno de la segunda \( B+Sv \) y por tanto:

\( w=(B+Sv)-(A+Ru)=(B-A)-Ru+Sv \) (**)

 Por otra formas las fórmulas (*) con esta notación equivalen a:

\( w=(B-A)-Ru+\dfrac{R- (B-A)\cdot u}{\cos \varepsilon}v \)

 Así que lo que hay que probar es que \( S=\dfrac{R- (B-A)\cdot u}{\cos \varepsilon} \). (***)

 Pero si en \( w \) multiplicamos escalarmente por \( u \) y dado que \( w\cdot u=0 \) (por ser perpendiculares):

\( 0=(B-A)u-Ru\cdot u+Sv\cdot u \)

 donde:

 \( u\cdot u=\|u\|^2=1 \)
 \( v\cdot u=\|u\|\|v\|cos(\varepsilon)=1\cdot 1\cdot cos(\varepsilon) \)

 y despejando \( S \) queda justamente (***).

 Lo único que no me queda claro es la interpretación de \( R \):

Citar
la abcisa de el punto donde este segmento interseca a la primera linea recta \( R \)


 Eso no lo veo.

Saludos.

23 Octubre, 2024, 05:48 pm
Respuesta #5

ani_pascual

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Hola:
....
 Lo único que no me queda claro es la interpretación de \( R \):

Citar
la abcisa de el punto donde este segmento interseca a la primera linea recta \( R \)


 Eso no lo veo.
...
Quizás sea una errata y \( R \), en vez de "abscisa",  se refiere al valor del parámetro para el que \( A+Ru \) es el punto de corte entre la primera recta y la única recta perpendicular a ambas, tal y como has probado.
Saludos

23 Octubre, 2024, 08:29 pm
Respuesta #6

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Quizás sea una errata y \( R \), en vez de "abscisa",  se refiere al valor del parámetro para el que \( A+Ru \) es el punto de corte entre la primera recta y la única recta perpendicular a ambas, tal y como has probado.

Si. Viendo lo que pone en el párrafo del artículo donde se fija la notación:



\( A \) es el punto inicial del "rayo", los puntos sobre él son de la forma \( A+Ru \) y dado que \( u \) es unitario, \( R \) es precisamente la distancia a ese punto inicial \( A \) y es a lo que llama abcisa.

Saludos.

24 Octubre, 2024, 03:33 pm
Respuesta #7

S.S

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Hola Luis y ani_pascual.  Gracias por las respuestas.

Queda claro como se obtien las expresiones, lo que no me queda del todo claro es porque en  un principio a la distancia entre dos rectas se le llamo \( p \) y luego \( q \). Creo que la diferencia de la primera con la segunda es que la segunda fija un punto en la segunda recta y desde ahi hace la medición, la medición estandar de un punto a una recta, mientras que la segunda mide el único vector normal que existe entre ellas.

24 Octubre, 2024, 04:21 pm
Respuesta #8

ani_pascual

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Hola:
...
Queda claro como se obtien las expresiones, lo que no me queda del todo claro es porque en  un principio a la distancia entre dos rectas se le llamo \( p \) y luego \( q \). Creo que la diferencia de la primera con la segunda es que la segunda fija un punto en la segunda recta y desde ahi hace la medición, la medición estandar de un punto a una recta, mientras que la segunda mide el único vector normal que existe entre ellas.
Me parece que la distancia entre las rectas viene dada por \( q \); en cambio el número \( P \) es el producto escalar \( \vec{AB}\cdot \vec{u} \) que lo has definido en el primer mensaje. \( P=\xi\Delta x+\eta\Delta y+\zeta \Delta z \)
Saludos

24 Octubre, 2024, 05:31 pm
Respuesta #9

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Me parece que la distancia entre las rectas viene dada por \( q \); en cambio el número \( P \) es el producto escalar \( \vec{AB}\cdot \vec{u} \) que lo has definido en el primer mensaje. \( P=\xi\Delta x+\eta\Delta y+\zeta \Delta z \)
Saludos

No, S.S. se refiere a \( p,q \) ambas en minúsculas según aparece en el artículo que adjuntó. Yo no veo ninguna diferencia. En ambos casos se refiere a la mínima distancia entre dos rectas; en un caso habla de rayos del mismo sistema y en el otro de dos rectas, pero sea como sea se refiere para los dos a las distancia mínima.

Saludos.