Enunciat:
Considereu una recta r de \mathbb{R}^3 (espai vectorial afí) que ve donada per la intersecció del següent parell de plans:
r:\,\,\left\{\begin{matrix}\pi_1:\;\; x+y+z-1=0\\\\\pi_2:\;\;x+2y+3z+5=0\end{matrix}\right.
Justifiqueu que la dimensió del subespai vectorial associat a la recta és 1 i determineu un vector que faci de base d'aquest subespai vectorial.
Solució:
Abans de fer càlculs, cal que ens adonem que, a l'espai afí, si els plans no són paral·lels o coincidents, que no es el cas, la seva intersecció és una recta, per tant la dimensió de la recta, com a subespai de l'espai vectorial afí \mathbb{R}^3, ha de ser igual a 1 perquè, vist des d'un punt de vista físic, damunt d'aquesta tan sols hi ha un grau de llibertat. Dit això, anem a donar una justificació més formal:
Reduint el sistema per Gauss-Jordan veiem que es compatible indeterminat, amb dues de les seves variables depenent d'un sol paràmetre (la tercera variable), per a la qual escollirem, per exemple, z, donant-li així el paper de paràmetre; l'anomenem \lambda.
Llavors,
r:\,\,\left\{\begin{matrix} x&\,&\,&\;\;&=&-4-5\lambda\\\\&\,&\,&y&=&4\lambda+5\end{matrix}\right.
D'on es fa palès que el rang del sistema d'equacions es r=2 y, per tant, la dimensió del subespai vectorial associat a la recta és igual a n-r=3-2=1, tal i com volíem demostrar.
Del sistema reduït obtenim les equacions de la recta en funció del paràmetre \lambda:
r:\,\,\left\{\begin{matrix} \dfrac{x+4}{-5}=\lambda\\\\\dfrac{y-5}{4}=\lambda\\\\ z=\lambda\end{matrix}\right.
Escrivint, ara, l'equació de la recta en forma contínua arribem a
\dfrac{x-(-4)}{-5}=\dfrac{y-5}{4}=\dfrac{z-0}{1}
d'on, dels denominadors, trobem que un vector director de r es (-5,4,1), que podem prendre com a base del subespai vectorial que representa la recta r: tot vector damunt d'aquesta recta és proporcional (-5,4,1), és a dir, es combinació lineal d'aquest, i per tant una base de l'espai vectorial associat a la recta és \mathcal{B}_r=\{(-5,4,1)\}
\square
No hay comentarios:
Publicar un comentario
Gracias por tus comentarios