4. Angles entre elements de l'espai

Angle entre dues rectes

L'angle entre dues rectes és el menor angle que formen.                      

       


I és igual  al'angle més petit format pels seus vectors director.

L'angle α l'obtenim a partir dels seus vectors directors.            

   v amb fletxa dreta a sobre vector director r
   u amb fletxa dreta a sobre vector director s  

                               alfa igual a r c espai cos espai fracció numerador obre barra vertical u amb fletxa dreta a sobre per v amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical entre denominador obre barra vertical u amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical per obre barra vertical v amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical fi fracció

   És adir, si sabem les components dels vectors directors v amb fletxa dreta a sobre parèntesi esquerre v subíndex 1 coma v subíndex 2 coma v subíndex 3 parèntesi dret u amb fletxa dreta a sobre parèntesi esquerre u subíndex 1 coma u subíndex 2 coma u subíndex 3 parèntesi dret,
 
 calculem el cosinus de l'angle que formen: 

                cos espai alfa igual fracció numerador obre barra vertical u amb fletxa dreta a sobre per v amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical entre denominador obre barra vertical u amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical per obre barra vertical v amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical fi fracció igual fracció numerador obre barra vertical u subíndex 1 per v subíndex 1 més u subíndex 2 per v subíndex 2 més u subíndex 3 per v subíndex 3 tanca barra vertical entre denominador arrel quadrada de u subíndex 1 al quadrat més u subíndex 2 al quadrat més u subíndex 3 al quadrat fi arrel per arrel quadrada de v subíndex 1 al quadrat més v subíndex 2 al quadrat més v subíndex 3 al quadrat fi arrel fi fracció         

       i un cop sabem el valor del cosinus de l'angle, amb la funció arcsinus, trobem l'angle.  

       Observació: agafem el mòdul del producte escalar per obtenir l'angle amb cosinus positiu, és a dir, el menor angle que formen. 

Exemple    

   Trobeu l'angle que formen les rectes 

       r dos punts espai espai fracció numerador x menys 2 entre denominador 2 fi fracció igual fracció numerador y més 1 entre denominador 1 fi fracció igual fracció z entre 1 espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai s dos punts fracció numerador x més 1 entre denominador menys 1 fi fracció igual fracció y entre 2 igual fracció z entre 1

   Vectors directors: 

                        u parèntesi esquerre 2 coma 1 coma 1 parèntesi dret espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai v parèntesi esquerre menys 1 coma 2 coma 1 parèntesi dret

   cos espai alfa igual fracció numerador obre barra vertical 2 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret més 1 per 2 més 1 per 1 tanca barra vertical entre denominador arrel quadrada de 2 al quadrat més 1 al quadrat més 1 al quadrat fi arrel per arrel quadrada de parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret al quadrat més 2 al quadrat més 1 al quadrat fi arrel fi fracció igual fracció numerador obre barra vertical 1 tanca barra vertical entre denominador arrel quadrada de 6 per arrel quadrada de 6 fi fracció igual fracció 1 entre 6

   

   Busqueu l'angle en la calculadora amb la funció inversa del cosinus, la funció arccosinus.

   (fixeu-vos si teniu la calculadora en graus centígrads o radians)

    alfa igual a r c espai cos espai fracció 1 entre 6 igual negreta 80 negreta coma negreta 41 negreta º 

   

Angle entre dos plans

L'angle format per dos plans és l'angle menor determinat pels seus vectors normals. 

n amb fletxa dreta a sobre subíndex 1 vector normal pla majúscula pi subíndex 1
n amb fletxa dreta a sobre subíndex 2 vector normal  pla majúscula pi subíndex 2

                               alfa igual a r c espai cos espai fracció numerador obre barra vertical pila n subíndex 1 amb fletxa dreta a sobre per pila n subíndex 2 amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical entre denominador obre barra vertical pila n subíndex 1 amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical per obre barra vertical pila n subíndex 2 amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical fi fracció

Exemple

Troba l'angle format pels plans:  

      normal pi subíndex 1 dos punts espai espai 2 normal x menys normal y més normal z menys 1 igual 0 espai espai espai espai espai espai espai espai espai normal pi subíndex 2 dos punts espai espai menys normal x menys normal z més 3 igual 0 espai espai espai espai espai espai

Els vectors normals són: 

    n subíndex 1 parèntesi esquerre 2 coma menys 1 coma 1 parèntesi dret
n subíndex 2 parèntesi esquerre menys 1 coma 0 coma menys 1 parèntesi dret

    cos espai alfa igual fracció numerador obre barra vertical 2 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret per 0 més 1 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret tanca barra vertical entre denominador arrel quadrada de 2 al quadrat més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret al quadrat més 1 al quadrat fi arrel per arrel quadrada de parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret al quadrat més 0 al quadrat més parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret al quadrat fi arrel fi fracció igual fracció numerador obre barra vertical menys 3 tanca barra vertical entre denominador arrel quadrada de 6 per arrel quadrada de 2 fi fracció

cos espai alfa igual fracció numerador 3 entre denominador arrel quadrada de 12 fi fracció igual fracció numerador 3 entre denominador 2 arrel quadrada de 3 fi fracció igual fracció numerador arrel quadrada de 3 entre denominador 4 fi fracció

             alfa igual a r c espai cos espai fracció numerador arrel quadrada de 3 entre denominador 2 fi fracció igual negreta 30 negreta º    


Angle entre recta i pla

L'angle que formen una recta i un pla és l'angle format per la recta i la seva projecció ortogonal (perpendicular) sobre el pla. 

        

v amb fletxa dreta a sobre vector director de la recta r

n amb fletxa dreta a sobre vector normal del pla majúscula pi

           alfa igual a r c espai sin espai fracció numerador obre barra vertical v amb fletxa dreta a sobre per n amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical entre denominador obre barra vertical v amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical per obre barra vertical n amb fletxa dreta a sobre tanca barra vertical fi fracció