A+ A A-
Bu dersimizde aynı doğru boyunca kesişen yani arakesit doğruları ortak olan düzlemlerin genel ve özel denklemlerini inceleyeceğiz.  
Video burada görüntülenecektir.
Yukarıdaki videoda olduğu gibi arakesitleri tek bir doğru olan sınırsız sayıda düzlem çizilebilir. Bu biçimde tek bir doğru etrafında kümelenecek olan düzlemlere düzlem demeti denir. 

Düzlemin Normal Vektörü

Şekildeki gibi \(E_1\) ve \(E_2\) düzlemlerinin denklemleri verilmişken, arakesit doğrusundan geçen herhangi bir \(E\) düzleminin de denklemini ifade edebilecek bir genel denklem yazılabilir.

$$E_1:A_1x+B_1y+C_1z+D_1=0$$ ve 

$$E_2:A_2x+B_2y+C_2z+D_2=0$$

olsun. Bu durumda bir \(k\in R\) için

$$A_1x+B_1y+C_1z+D_1+k(A_2x+B_2y+C_2z+D_2)=0$$

denklemine \(E_1\) ve \(E_2\) düzlemlerinin belirttiği düzlem demetinin denklemi denir. Burada \(k\) ile çarpılan denklemin \(E_2\) olması şart değildir. Diğeri de olabilirdi.

Denklemin elde edilişi için tıklayın!

Herkesin ilgisini çekmeyeceği için isteğe bağlı olsun diye bu biçimde yazıyı gizledim. Gelelim bu denklemin nasıl elde edildiğine:

Düzlemin Normal Vektörü

Öncelikle şekildeki gibi düzlemlerin arakesiti üzerinde bir \(A(x_0,y_0,z_0)\) noktası alalım ve düzlemlerin \(\overrightarrow{N_1}=(A_1,B_1,C_1)\) ve \(\overrightarrow{N_2}=(A_2,B_2,C_2)\) nü bu noktaya taşıyalım. Benzer biçimde düzlem demetini temsilen \(E\) düzlemi üzerinde bir \(P(x,y,z)\) noktası alalım ve bu düzlemin normal vektörü \(\overrightarrow{N}\) nü de \(A\) noktasına taşıyalım. Bu durumda bu üç vektör lineer bağımlı olacaktır. Çünkü \(A\) noktasından geçen ve arakesit doğrusuna dik olan tek bir düzlem vardır ve bu vektörler bu düzlem üzerindedir. O halde bir \(k_1\in R\) ve \(k_2\in R\) için

$$\overrightarrow{N}=k_1.\overrightarrow{N_1}+k_2.\overrightarrow{N_2}\quad (1)$$ olacaktır.

Ayrıca \(\overrightarrow{N}\perp \overrightarrow{AP}\) olacağından $$<\overrightarrow{AP},\overrightarrow{N}>=0$$ olmalıdır. Bu eşitlikte \((1)\) de elde ettiğimiz eşitliği yerine yazarsak

$$<\overrightarrow{AP},k_1.\overrightarrow{N_1}+k_2.\overrightarrow{N_2}>=k_1<\overrightarrow{AP},\overrightarrow{N_1}>+k_2.<\overrightarrow{AP},\overrightarrow{N_2}>=0 \quad (2)$$ elde edilir. Bu arada \(\overrightarrow{AP}=(x-x_0,y-y_0,z-z_0)\) dır. Şimdi \((2)\) de bu koordinatları ve normal vektörlerinin koordinatlarını yerine yazıp iç çarpımı alırsak

$$\begin{matrix}k_1[A_1x+B_1y+C_1z-(A_1x_0+B_1y_0+C_1z_0)]+\\\\k_2[A_2x+B_2y+C_2z-(A_2x_0+B_2y_0+C_2z_0)]=0 \quad (3)\end{matrix}$$ olur. \(A(x_0,y_0,z_0)\) noktası her iki düzleme de ait olduğundan, koordinatları düzlem denklemlerinde yerine yazılırsa $$A_1x_0+B_1y_0+C_1z_0=-D_1$$ ve $$A_2x_0+B_2y_0+C_2z_0=-D_2$$ olduğu görülür. O halde bu eşitlikleri \((3)\) de yerine yazarsak

$$k_1[A_1x+B_1y+C_1z+D_1]+k_2[A_2x+B_2y+C_2z+D_2]=0$$ elde edilir. Eşitliğin her iki tarafını da \(k_1\) e bölüp \(\dfrac{k_2}{k_1}=k\) dersek

$$\begin{matrix}A_1x+B_1y+C_1z+D_1+\dfrac{k_2}{k_1}(A_2x+B_2y+C_2z+D_2)=0\\\\ \Rightarrow A_1x+B_1y+C_1z+D_1+k(A_2x+B_2y+C_2z+D_2)=0 \end{matrix}$$ elde edilir.

Örnek 1

\(R^3\) te denklemleri \(E_1:x-2y+z-2=0\) ve \(E_2:3x-y-z-4=0\) olan düzlemlerin arakesit doğrusundan ve \(A(1,0,0)\) noktasından geçen düzlemin denklemini bulunuz.

Çözüm

Verilen düzlemlerin arakesit doğrusundan geçen her düzlem bu doğrunun belirteceği düzlem demeti içindedir. Bu düzleme \(E\) dersek, bir \(k\in R\) için:

$$E:x-2y+z-2+k(3x-y-z-4)=0$$ olacaktır. Verilen \(A(1,0,0)\) noktası bu düzleme ait olduğundan denklemi sağlamalıdır. O halde yerine yazalım:

$$1-2+k(3-4)=0\Rightarrow k=-1$$ bulunur. Şimdi bu değeri yerine yazıp \(E\) düzleminin denklemini elde edelim.

$$E:x-2y+z-2+(-1)(3x-y-z-4)=0\Rightarrow E:-2x-y+2z+2=0$$ bulunur.

Video burada görüntülenecektir.
Son Düzenlenme
Öğeyi Oyla
(6 oy)

Yorum ekle


Güvenlik kodu
Yenile

Giriş veya Kayıt

GİRİŞ