Soluzioni
  • Per calcolare la distanza tra le rette sghembe r,s definite da

     r: (x,y,z) = (t,t,t) con t∈R ; s: (x,y,z) = (u,0,1+u) con u∈R

    indichiamo con P(t) un generico punto mobile di r

    P(t) = (P_1,P_2,P_3) = (t,t,t) con t∈R

    e con Q(u) un generico punto di s

    Q(u) = (Q_1,Q_2,Q_3) = (u,0,1+u) con u∈R

    Costruiamo il vettore che congiunge P(t) con Q(u), al variare di t e u

     overrightarrowP(t)Q(t) = (Q_(1)-P_1,Q_2-P_2,Q_3-P_3) = (u-t,-t, 1+u-t) con u,t∈R

    Esplicitiamo i vettori direttori v_(r) e v_(s) associati alle parametrizzazioni, composti essenzialmente dai coefficienti che moltiplicano i parametri liberi.

     v_(r) = (l_(r),m_(r),n_(r)) = (1,1,1) ; v_(s) = (l_(s),m_(s),n_(s)) = (1,0,1)

    Il prossimo passaggio prevede di calcolare il prodotto scalare canonico tra overrightarrowP(t)Q(u) e i vettori direttori

     overrightarrowP(t)Q(u)·v_(r) = (u-t,-t,1+u-t)·(1,1,1) = u-t-t+1+u-t = 1-3t+2u ; e ; overrightarrowP(t)Q(u)·v_(s) = (u-t,-t,1+u-t)·(1,0,1) = u-t+1+u-t = 1-2t+2u

    Impostiamo e risolviamo il sistema lineare composto dalle equazioni

    overrightarrowP(t)Q(u)·v_(r) = 0 , overrightarrowP(t)Q(u)·v_(s) = 0

    ossia

    1-3t+2u = 0 ; 1-2t+2u = 0

    avvalendoci del metodo di sostituzione: dalla seconda equazione esprimiamo u in termini di t

    1-3t+2u = 0 ; u = (2t-1)/(2)

    Sostituita l'espressione nella prima relazione, il sistema diventa

    1-3t+2((2t-1)/(2)) = 0 ; u = (2t-1)/(2)

    ossia

    -t = 0 → t = 0 ; u = (2t-1)/(2) → u = -(1)/(2)

    Il sistema è pertanto soddisfatto dalla coppia

    (t_0,u_(0)) = (0,-(1)/(2))

    Sostituiamo t_(0) = 0 nelle coordinate del punto mobile di r

    P(0) = (x_(P),y_(P),z_(P)) = (0,0,0)

    e u_(0) = -(1)/(2) nelle coordinate del punto mobile di s

     Q(-(1)/(2)) = (x_(Q),y_(Q),z_(Q)) = (-(1)/(2),0,1-(1)/(2)) = (-(1)/(2),0,(1)/(2))

    Per costruzione la distanza tra P(0) e Q(-(1)/(2)) uguaglia la distanza tra le rette sghembe r,s, per cui avvalendoci della formula della distanza tra due punti nello spazio, possiamo scrivere quanto segue:

     d(r,s) = d(P(0),Q(-(1)/(2))) = √((x_(Q)-x_(P))^2+(y_(Q)-y_(P))^2+(z_(Q)-z_(P))^2) = √((-(1)/(2)-0)^2+(0-0)^2+((1)/(2)-0)^2) = √((1)/(4)+(1)/(4)) = √((1)/(2)) = (1)/(√(2))

    La distanza tra la retta r e la retta s vale quindi (1)/(√(2)).

    È fatta!

    Risposta di Ifrit
 
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