Retas e planos
Equações vetoriais, paramétricas e cartesianas de retas e planos, posições relativas e distâncias.
Equações de retas e planos
- Reta: , , . Com uma componente de nula, a coordenada fica fixa; não divides por zero na cartesiana.
- No plano, tem normal .
- Em , plano , ; se passa por , . Com direções independentes , também , com normal .
Três pontos não alinhados dão normal . Dois planos de normais independentes intersetam-se numa reta de direção ; resolve as equações para um ponto.
Posições relativas
Para duas retas e no espaço:
| Direções | Teste | Posição |
|---|---|---|
| Proporcionais | Um ponto de uma pertence à outra | Coincidentes |
| Proporcionais | Nenhum ponto comum | Paralelas distintas |
| Independentes | Sistema conjunto com solução | Concorrentes |
| Independentes | Sistema conjunto sem solução | Enviesadas |
Com direções independentes, também testa concorrência; se for não nulo, são enviesadas.
Para reta e plano, substitui em : dá um único ponto; com significa reta contida; com , paralelismo sem interseção.
Planos de normais proporcionais são coincidentes ou paralelos distintos; compara também os termos independentes com o mesmo fator de proporcionalidade.
Projeções, distâncias e reflexão
As direções e normais abaixo são não nulas. Para um ponto e o plano :
é o ponto mais próximo e o refletido é .
Para a reta :
Em , a mesma distância é . Entre retas de direções independentes:
Para os pontos mais próximos, resolve , com . Entre retas paralelas, usa a distância de um ponto de uma à outra. Entre planos paralelos, usa um ponto de um até ao outro.
Ângulos menores
Para retas, e para planos usando as normais:
Entre uma reta de direção e um plano de normal :
O seno aparece porque o ângulo com o plano é complementar do ângulo com a normal.