Şekildeki gibi düzlemler dik kesişmiyorlarsa, aralarında oluşan açılardan biri dar diğeri geniş açı olacaktır. Oluşan dar açıya bu iki düzlem arasındaki açı denir. Şekilde bu açının ölçüsü \(\theta\) olarak verilmiştir. Şimdi bu ölçüyü nasıl hesaplayacağımıza gelelim.
Bu şeklin üç boyutlu Cabri versiyonu için tıklayın!
Şekildeki gibi kesişen düzlemlerin normal vektörlerini çizersek normal vektörleri arasında kalan açı ile düzlemler arasında kalan açının aslında bütünler açılar olduğunu görebiliriz. Bu nedenle düzlemler arasındaki açının ölçüsünü hesaplamak aslında normal vektörleri arasındaki açının ölçüsünü hesaplamakla aynı şeydir. Yani şekle göre
Örnek 1
\(E_1:2x-y+2z-3=0\) düzlemi ile \(E_2: 4x+3y+5z-1=0\) düzlemi arasındaki açının ölçüsü kaç derecedir?
Çözüm
Düzlemler arasındaki açının ölçüsüne \(\theta\) diyelim. \(\overrightarrow{N_1}=(2,-1,2)\) ve \(\overrightarrow{N_2}=(4,3,5)\) olduğundan $$cos\theta=\dfrac{|<\overrightarrow{N_1},\overrightarrow{N_2}>|}{||\overrightarrow{N_1}||||\overrightarrow{N_2}||}=\dfrac{|2.4-1.3+2.5|}{\sqrt{2^2+1^2+2^2}\sqrt{4^2+3^2+5^2}}=\dfrac{1}{\sqrt{2}}$$ olur.
O halde \(\theta=45^{\circ}\) bulunur.
Örnek 2
\(E_1:x-4y+z=3\) düzlemi ile \(E_2:kx+y-5z=3\) düzlemi birbirine dik olduğuna göre \(k\) kaçtır?
Çözüm
Düzlemler birbirine dik olduğuna göre aralarındaki açının ölçüsü \(90^{\circ}\) dir. Yani normal vektörleri de birbirine diktir. Vektörlerde diklik koşulu gereği iç çarpımları \(0\) olmalıdır. İlk düzlem için \(\overrightarrow{N_1}=(1,-4,1)\), ikinci düzlem için \(\overrightarrow{N_2}=(k,1,-5)\) dir. O halde $$<\overrightarrow{N_1},\overrightarrow{N_2}>=0 \Rightarrow 1.k-4.1+1.(-5)=0 \Rightarrow k=9$$ bulunur.
Örnek 3
\(E_1:3x+4y-5z=1\) düzlemi ile \(E_2:-x+ky=10\) düzlemi arasındaki açının ölçüsü \(60^{\circ}\) olduğuna göre \(k\) gerçek sayısının alabileceği değerlerin çarpımı kaçtır?
Çözüm
İlk düzlem için \(\overrightarrow{N_1}=(3,4,-5)\), ikinci düzlem için \(\overrightarrow{N_2}=(-1,k,0)\) dır. O halde $$cos60^{\circ}=\dfrac{|4k-3|}{5\sqrt{2(k^2+1)}}\Rightarrow \dfrac{1}{2}=\dfrac{|4k-3|}{5\sqrt{2(k^2+1)}}$$ olur. Her iki tarafında karesini alıp gerekli düzenlemeyi yaparsak $$7k^2-48k-7=0$$ denklemi elde edilir. Bu denklemden \(k=7\) veya \(k=-\dfrac{1}{7}\) bulunur. Çarpımları da \(-1\) yapar. Elde ettiğimiz denklemin köklerinin gerçek olduğunu tespit ettikten sonra(?)Δ>0 olmalı kökler çarpımı formülünden de bu cevabı bulabilirdik.
Yorumlar
RSS beslemesi, bu iletideki yorumlar için