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Determinar el círculo de intersección del plano y la esfera

Posterior a de nuestra extensa compilación de información dimos con la solución este atasco que presentan muchos los lectores. Te ofrecemos la respuesta y deseamos resultarte de gran apoyo.

Solución:

$ newcommand Vec[1] mathbf # 1 $Generalidades: Sea $ S $ la esfera en $ mathbf R ^ 3 $ con centro $ Vec c _ 0 = (x_ 0, y_ 0, z_ 0) $ y radio $ R> 0 $, y sea $ P $ el plano con la ecuación $ Ax + By + Cz = D $, de modo que $ Vec n = (A, B, C) $ es un vector normal de $ P $.

Si $ Vec p _ 0 $ es un punto arbitrario en $ P $, el firmado la distancia desde el centro de la esfera $ Vec c _ 0 $ al plano $ P $ es $$ rho = frac ( Vec c _ 0 – Vec p _ 0) cdot Vec n Vec n = frac Ax_ 0 + By_ 0 + Cz_ 0 – D sqrt A ^ 2 + B ^ 2 + C ^ 2. $$

La intersección $ S cap P $ es un círculo si y solo si $ -R < rho

Una esfera y un plano que se cruzan en un círculo.


Ahora considere el ejemplo específico $$ S = (x, y, z): x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2 = 4 , qquad P = (x, y, z): x – z sqrt 3 = 0 . $$ El centro de $ S $ es el origen, que se encuentra en $ P $, por lo que la intersección es un círculo de radio $ 2 $, el mismo radio que $ S $.

Cuando sustituye $ x = z sqrt 3 $ o $ z = x / sqrt 3 $ en la ecuación de $ S $, obtiene la ecuación de un cilindro con sección transversal elíptica (como se indica en el OP ). Sin embargo, debes además retenga la ecuación de $ P $ en su sistema. Es decir, cada uno de los siguientes pares de ecuaciones define el mismo círculo en el espacio: begin align * x – z sqrt 3 & = 0, & x – z sqrt 3 & = 0, & x – z sqrt 3 & = 0, \ x ^ 2 + y ^ 2 + z ^ 2 & = 4; & tfrac 4 3 x ^ 2 + y ^ 2 & = 4; & y ^ 2 + 4z ^ 2 & = 4. end align * Estos pueden no “parecer” círculos a primera vista, pero eso se debe a que el círculo no es paralelo a un plano de coordenadas; en su lugar, proyecta “sombras” elípticas en los planos $ (x, y) $ – y $ (y, z) $ -.

Tenga en cuenta que un círculo en el espacio no tiene una sola ecuación en el sentido que está preguntando.

Si haces scroll puedes encontrar las interpretaciones de otros desarrolladores, tú asimismo tienes el poder insertar el tuyo si dominas el tema.

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