Autor Tema: Hallar vector perpendicular a un plano

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12 Junio, 2013, 06:47 pm
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MikeRob

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Hola a todos.

Tengo tres puntos en un espacio tridimensional, he hallado la ecuación del plano al que pertenecen dichos puntos y ahora necesito calcular un vector perpendicular a este plano que pase por uno de los puntos (en principio da igual cual).
No he conseguido encontrar ningún sitio donde me quede claro cómo resolverlo.

He escaneado un dibujillo que he hecho para que quede más claro.
A,B y C son los puntos que tengo localizados, ahora necesito hallar X. La distancia a la que se encuentra X del plano no importa, eso lo tengo calculado por otra parte. Así que principalmente es eso, cómo sacar un vector perpendicular al plano que pase (por ejemplo) por C.



Muchas gracias de antemano.

12 Junio, 2013, 06:59 pm
Respuesta #1

aladan

  • Lathi
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Hola MikeRob

Bienvenido al foro.

Si, como dices,  tienes la ecuación del plano esta será de la forma

                            \( ax+by+cz+d=0 \)

ahora si repasas la teoría podrás comprobar que el vector \( \bar{n}(a,b,c) \) es perpendicular a ese plano.

Conviene que dediques unos minutos a las reglas del foro, la forma en que has pegado la imagen las  infringe.

Saludos
Siempre a vuestra disposición

12 Junio, 2013, 07:15 pm
Respuesta #2

Luis Fuentes

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Hola

 Añado a lo dicho por aladan, que no tiene demasiado sentido que busques un vector perpendicular al plano que pase por \( C \).

 En la forma usual en la que se trabaja en geometría afín, los vectores son libres, es decir no fijamos ningún punto como su origen.

 Entonces mi sensación es que en realidad buscas un punto \( X \), de manera que el vector que lo une con \( C \) sea perpendicular al plano.

 Por supuesto que para ello se necesita más información de la que das explícitamente (aunque si dices tener: la distancia de \( X \) al plano).

Saludos.

13 Junio, 2013, 12:52 am
Respuesta #3

feriva

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Otra forma de buscar un vector normal es hallar primeramente un vector del plano; para ello basta que restes dos cualesquiera de esos puntos; por ejemplo:

\( v=A-C=(a_{1},a_{2},a_{3})-(c_{1},c_{2},c_{3})=(a_{1}-c_{1},a_{2}-c_{2},a_{3}-c_{3}) \)

El vector que multiplicado escalarmente por éste dé cero es perpendicular al vector "v":

\( v \perp=(x,y,z)\Rightarrow \)

\( (a_{1}-c_{1},a_{2}-c_{2},a_{3}-c_{3})\circ(x,y,z)=x(a_{1}-c_{1})+y(a_{2}-c_{2})+z(a_{3}-c_{3})=0 \)

(y aquí tienes que buscar uno que no sea combinación lineal de otro vector del plano, y ése sería perpendicular al plano; por si tienes la ecuación, lo más rápido es que uses los coeficientes como te ha dicho Aladan).

Por otra parte, si consideras que el punto de corte de los ejes cartesianos es \( (0,0,0) \) por ejemplo, y quieres encontrar las coordenadas del punto “p” (que tú llamas equis en el dibujo) haces:

\( t(x,y,z)+(c_{1},c_{2},c_{3})=(p_{1},p_{2},p_{3}) \)

Si quieres que "p" esté a una distancia determinada, pues antes de esto igualas el módulo del vector a esa distancia para hallar "t".


Saludos.

13 Junio, 2013, 09:20 am
Respuesta #4

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Otra forma de buscar un vector normal es hallar primeramente un vector del plano; para ello basta que restes dos cualesquiera de esos puntos; por ejemplo:

\( v=A-C=(a_{1},a_{2},a_{3})-(c_{1},c_{2},c_{3})=(a_{1}-c_{1},a_{2}-c_{2},a_{3}-c_{3}) \)

El vector que multiplicado escalarmente por éste dé cero es perpendicular al vector "v":

\( v \perp=(x,y,z)\Rightarrow \)

\( (a_{1}-c_{1},a_{2}-c_{2},a_{3}-c_{3})\circ(x,y,z)=x(a_{1}-c_{1})+y(a_{2}-c_{2})+z(a_{3}-c_{3})=0 \)

(y aquí tienes que buscar uno que no sea combinación lineal de otro vector del plano, y ése sería perpendicular al plano; por si tienes la ecuación, lo más rápido es que uses los coeficientes como te ha dicho Aladan).

No; esto no está bien. Así conseguimos un vector perpendicular a un lado del triángulo y que no esté en el plano que contiene al mismo; pero hay infinitos vectores en esas condiciones y solo los que están en una dirección precisa son realmente perpendiculares al plano.

Saludos.

13 Junio, 2013, 10:26 am
Respuesta #5

feriva

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No; esto no está bien. Así conseguimos un vector perpendicular a un lado del triángulo y que no esté en el plano que contiene al mismo; pero hay infinitos vectores en esas condiciones y solo los que están en una dirección precisa son realmente perpendiculares al plano.

Saludos.

Hola, el_manco. Ya, es más complicado; voy a exlicarlo del todo y me dices si estoy en lo cierto.

Tomando, por ejemplo, los vectores del plano

\( A-C=v \)

\( A-B=w \)

que son LI

y exigiéndoles

\( u\circ v=0 \)

\( u\circ w=0 \)

Entonces \( u \) sí sería normal al plano; ¿es así o puede existir algo que no veo?

Saludos.

13 Junio, 2013, 10:29 am
Respuesta #6

Luis Fuentes

  • el_manco
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Hola

Tomando, por ejemplo, los vectores del plano

\( A-C=v \)

\( A-B=w \)

que son LI

y exigiéndoles

\( u\circ v=0 \)

\( u\circ w=0 \)

Entonces \( u \) sí sería normal al plano; ¿es así o puede existir algo que no veo?

Si, esto SI es correcto.

Saludos.

13 Junio, 2013, 10:45 am
Respuesta #7

feriva

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