Algebra Esempi

$(1, 2, 3)$ , $(2, 5, 6)$ , $(2, 9, 7)$ , $(3, 3, 3)$

Passaggio 1

Dati i punti $C = (2, 9, 7)$ e $D = (3, 3, 3)$ , trova un piano contenente i punti $A = (1, 2, 3)$ e $B = (2, 5, 6)$ che sia parallelo alla retta $CD$ .

$A = (1, 2, 3)$

$B = (2, 5, 6)$

$C = (2, 9, 7)$

$D = (3, 3, 3)$

Passaggio 2

Innanzitutto, calcola il vettore direzionale della retta passante per i punti $C$ e $D$ . Ciò può essere effettuato prendendo il valori delle coordinate del punto $C$ e sottraendole dal punto $D$ .

$V_{C D} = < x_{D} - x_{C}, y_{D} - y_{C}, z_{D} - z_{C} >$

Passaggio 3

Sostituisci i valori $x$ , $y$ e $z$ quindi semplifica per ottenere il vettore direttore $V_{CD}$ per la retta $CD$ .

$V_{CD} = ⟨ 1, - 6, - 4 ⟩$

Passaggio 4

Calcola il vettore direttore di una retta attraverso i punti $A$ e $B$ usando lo stesso metodo.

$V_{A B} = < x_{B} - x_{A}, y_{B} - y_{A}, z_{B} - z_{A} >$

Passaggio 5

Sostituisci i valori $x$ , $y$ e $z$ quindi semplifica per ottenere il vettore direttore $V_{AB}$ per la retta $AB$ .

$V_{AB} = ⟨ 1, 3, 3 ⟩$

Passaggio 6

Il piano della soluzione conterrà una retta che a sua volta contiene i punti $A$ e $B$ e il vettore direttore $V_{A B}$ . Per far sì che questo piano sia parallelo alla retta $C D$ , trova il vettore normale del piano, che è anche ortogonale al vettore direttore della retta $C D$ . Calcola il vettore normale trovando il prodotto vettoriale $V_{A B}$ x $V_{C D}$ attraverso il determinante della matrice $[\begin{array}{c} i & j & k \\ x_{B} - x_{A} & y_{B} - y_{A} & z_{B} - z_{A} \\ x_{D} - x_{C} & y_{D} - y_{C} & z_{D} - z_{C} \end{array}]$ .

$[\begin{array}{c} i & j & k \\ 1 & 3 & 3 \\ 1 & - 6 & - 4 \end{array}]$

Passaggio 7

Calcola il determinante.

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Passaggio 7.1

Scegli la riga o la colonna con il maggior numero di elementi $0$ . Se non ci sono elementi $0$ scegli una qualsiasi riga o colonna. Moltiplica ogni elemento nella riga $1$ per il proprio cofattore e somma.

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Passaggio 7.1.1

Considera il grafico dei segni corrispondente.

$| \begin{array}{c} + & - & + \\ - & + & - \\ + & - & + \end{array} |$

Passaggio 7.1.2

Il cofattore è il minore con il segno cambiato se, sul grafico dei segni, agli indici è assegnata una posizione $-$ .

Passaggio 7.1.3

Il minore per $a_{11}$ è il determinante con riga $1$ e colonna $1$ eliminate.

$| \begin{array}{c} 3 & 3 \\ - 6 & - 4 \end{array} |$

Passaggio 7.1.4

Moltiplica l'elemento $a_{11}$ per il suo cofattore.

$i | \begin{array}{c} 3 & 3 \\ - 6 & - 4 \end{array} |$

Passaggio 7.1.5

Il minore per $a_{12}$ è il determinante con riga $1$ e colonna $2$ eliminate.

$| \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} |$

Passaggio 7.1.6

Moltiplica l'elemento $a_{12}$ per il suo cofattore.

$- | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j$

Passaggio 7.1.7

Il minore per $a_{13}$ è il determinante con riga $1$ e colonna $3$ eliminate.

$| \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} |$

Passaggio 7.1.8

Moltiplica l'elemento $a_{13}$ per il suo cofattore.

$| \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.1.9

Somma i termini.

$i | \begin{array}{c} 3 & 3 \\ - 6 & - 4 \end{array} | - | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.2

Calcola $| \begin{array}{c} 3 & 3 \\ - 6 & - 4 \end{array} |$ .

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Passaggio 7.2.1

È possibile trovare il determinante di una matrice $2 \times 2$ usando la formula $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$i (3 \cdot - 4 - (- 6 \cdot 3)) - | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.2.2

Semplifica il determinante.

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Passaggio 7.2.2.1

Semplifica ciascun termine.

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Passaggio 7.2.2.1.1

Moltiplica $3$ per $- 4$ .

$i (- 12 - (- 6 \cdot 3)) - | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.2.2.1.2

Moltiplica $- (- 6 \cdot 3)$ .

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Passaggio 7.2.2.1.2.1

Moltiplica $- 6$ per $3$ .

$i (- 12 - - 18) - | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.2.2.1.2.2

Moltiplica $- 1$ per $- 18$ .

$i (- 12 + 18) - | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.2.2.2

Somma $- 12$ e $18$ .

$i \cdot 6 - | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} | j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.3

Calcola $| \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 4 \end{array} |$ .

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Passaggio 7.3.1

È possibile trovare il determinante di una matrice $2 \times 2$ usando la formula $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$i \cdot 6 - (1 \cdot - 4 - 1 \cdot 3) j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.3.2

Semplifica il determinante.

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Passaggio 7.3.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 7.3.2.1.1

Moltiplica $- 4$ per $1$ .

$i \cdot 6 - (- 4 - 1 \cdot 3) j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.3.2.1.2

Moltiplica $- 1$ per $3$ .

$i \cdot 6 - (- 4 - 3) j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.3.2.2

Sottrai $3$ da $- 4$ .

$i \cdot 6 - - 7 j + | \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} | k$

Passaggio 7.4

Calcola $| \begin{array}{c} 1 & 3 \\ 1 & - 6 \end{array} |$ .

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Passaggio 7.4.1

È possibile trovare il determinante di una matrice $2 \times 2$ usando la formula $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ .

$i \cdot 6 - - 7 j + (1 \cdot - 6 - 1 \cdot 3) k$

Passaggio 7.4.2

Semplifica il determinante.

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Passaggio 7.4.2.1

Semplifica ciascun termine.

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Passaggio 7.4.2.1.1

Moltiplica $- 6$ per $1$ .

$i \cdot 6 - - 7 j + (- 6 - 1 \cdot 3) k$

Passaggio 7.4.2.1.2

Moltiplica $- 1$ per $3$ .

$i \cdot 6 - - 7 j + (- 6 - 3) k$

Passaggio 7.4.2.2

Sottrai $3$ da $- 6$ .

$i \cdot 6 - - 7 j - 9 k$

Passaggio 7.5

Semplifica ciascun termine.

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Passaggio 7.5.1

Sposta $6$ alla sinistra di $i$ .

$6 \cdot i - - 7 j - 9 k$

Passaggio 7.5.2

Moltiplica $- 1$ per $- 7$ .

$6 i + 7 j - 9 k$

Passaggio 8

Risolvi l'espressione $(6) x + (7) y + (- 9) z$ al punto $A$ poiché si trova sul piano. Questo è usato per calcolare la costante nell'equazione per il piano.

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Passaggio 8.1

Semplifica ciascun termine.

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Passaggio 8.1.1

Moltiplica $6$ per $1$ .

$6 + (7) \cdot 2 + (- 9) \cdot 3$

Passaggio 8.1.2

Moltiplica $7$ per $2$ .

$6 + 14 + (- 9) \cdot 3$

Passaggio 8.1.3

Moltiplica $- 9$ per $3$ .

$6 + 14 - 27$

Passaggio 8.2

Semplifica aggiungendo e sottraendo.

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Passaggio 8.2.1

Somma $6$ e $14$ .

$20 - 27$

Passaggio 8.2.2

Sottrai $27$ da $20$ .

$- 7$

Passaggio 9

Aggiungi la costante per trovare l'equazione del piano $(6) x + (7) y + (- 9) z = - 7$ .

$(6) x + (7) y + (- 9) z = - 7$

Passaggio 10

Moltiplica $- 9$ per $z$ .

$6 x + 7 y - 9 z = - 7$

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