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jueves, 23 de noviembre de 2017

Espacio euclídeo. Plano bisector de dos planos secantes

ENUNCIADO. Determínense los planos bisectores del par de planos secantes \pi\equiv x+y+z-1=0 y \pi'\equiv x-y+z+1=0

SOLUCIÓN. Un plano bisector \pi_b es divide el ángulo diedro que forman dos planos secantes en dos ángulos iguales. En realidad, hay dos planos bisectores ( y no sólo uno ), siendo éstos perpendiculares.

Consideremos un punto cualquiera P de \pi_b, entonces deberá cumplirse que d(P,\pi)=d(P,\pi'), por consiguiente \dfrac{\left|x+y+z-1\right|}{\left|\sqrt{1^2+1^2+1^2}\right|}=\dfrac{\left|x-y+z+1\right|}{\left|\sqrt{1^2+(-1)^2+1^2}\right|}
esto es \dfrac{\left|x+y+z-1\right|}{\left|\sqrt{3}\right|}=\dfrac{\left|x-y+z+1\right|}{\left|\sqrt{3}\right|}

y por tanto
\left|x+y+z-1\right|=\left|x-y+z+1\right| \Leftrightarrow

  \Leftrightarrow \left\{\begin{matrix}x+y+z-1=x-y+z+1 \Leftrightarrow y=1 \\ \\ x+y+z-1=-x+y-z-1 \Leftrightarrow x+z=0\end{matrix}\right.

Así pues, los planos bisectores son \pi_{b_1}\equiv y=1 y \pi_{b_2}\equiv x+z=0

Observación: Comprobemos que son perpendiculares. El vector característico de \pi_{b_1} es (0,1,0), y el vector característico de \pi_{b_2} es (1,0,1), y como \langle (0,1,0)\,,\,(1,0,1)\rangle = 0\cdot 1 + 1\cdot 0+0\cdot 1 =0, dichos planos son, en efecto, perpendiculares uno con respecto al otro.
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