Uzayda iki doğrunun ortak dikme doğrusunun denklemi Uzayda verilen d 1 ve d aykırı doğrularının ikisine birden dik olan doğruya ortak dikme doğrusu denir... olmak üzere bu iki doğru denkleminde değilse doğrular paralel değildir. Bu durumda düzlemsel ise kesişirler düzlemsel değillerse aykırı doğrulardır.,, ve,, sırasıyla d 1 ve d doğruları üzerinde bir nokta ve doğruların doğrultman vektörleri,,,, olmak üzere eğer 0 ise öü vektörüne dik olup d 1 ve d doğruları düzlemsel olur. 0 ise öü öü dik olmadığından d 1 ve d doğruları düzlemsel değildir. Şekildeki AB ve CD doğruları düzlemseldir. Doğrultman vektörlerinin vektörel çarpımı olan vektör z ekseni üzerindedir. Doğrular üzerinde alınan A ve D noktalarının oluşturduğu vektörü için 0 olduğu açıktır. Zira Oz ekseni ile [AD] diktir.
Şekildeki AB ve CD doğruları düzlemsel değildir.bu doğruların doğrultman vektörlerinin vektörle çarpımı olan vektörün [AD] doru parçasına dik olmadığı görülmektedir. Bu doğrular aykırı doğrulardır. Bu işlemi biraz daha pratikleştirelim: olmak üzere,,,,,, Determinantının değeri sıfır ise doğrular düzlemsel, sıfırdan farklı ise doğrular aykırıdır. Şimdi aykırı iki doğrunun ortak dikmesinin denklemini bulmaya çalışalım.
.. doğrularının doğrultman vektörleri,,,, olmak üzere olsun. Bu iki doğrunun ortak dikmesi vektörünün doğrulutusunda olacaktır.,, ve,, noktaları doğrular üzerinde olmak üzere buna göre ortak dikme doğrusu A noktasından geçen ve vektörüne paralel olan düzlemle B noktasından geçen ve vektörlerine paralel olan düzlemin arakesit doğrusu olacaktır. A B d 1 d d Şekildeki d 1 ve d doğrularının ortak dikme doğrusu d doğrusudur. Yukarıdak açıklama gereğince d doğrusu A dan geçen ve vektörüne paralel olan 0 düzlemi ile B noktasından geçen ve vektörlerine paralel olan 0 düzleminin arakesit doğrusudur. Örnek: d 1. x y = 3, z = 0 doğrusu ile d.. x z=4, y = 1 doğrusunun ortak dikme doğrusunun denklemini bulalım Çözüm: d 1 doğrusunun bir noktası A(3,0,0) ve doğrultman vektörü,1,0, d doğrusunu geçtiği bir nokta B(4,1,0) ve doğrultman vektörü,0,1 dir. vektörünü bulalım
0 1,, 1 0 vektörüdür. A dan geçen ve vektörlerine paralel olan düzlemin denklemi 0 dan dan x 4y + 5z 6 = 0 olarak bulunur. 3 1 0 1 0 B en geçen ve vektörlerine paralel olan düzlemin denklemi 0 dan dan x + 5y 4z 13 = 0 şeklinde bulunur. 4 1 0 0 1 Bu iki düzlemin arakesit doğrusunun denklemini yazalım. Bu doğru her iki doğruya da dik olacağından doğrultman vektörü,, vektörüdür. Düzlem denklemlerinden iki düzlemin bir ortak noktasını bulmak için iki düzlem denklemini ortak çözelim. z yi parametre olarak alalım. Bu denklem sisteminden 4 6 5 5 13 4 1 18 8 41 1 olur. Buradan iki düzlemin arakesit doğrusunun denklemi; veya 1 1 1 olarak bulunur..
İki Doğrunun Birbirine En Yakın Noktaları: d 1 ve d doğrularının birbirlerine en yakın noktaları bu doğrularla ortak dikme doğrusunun kesişme noktalarıdır. Bunu bulmak için şekildeki d doğrusu ile d 1 ve d doğrularının kesişme noktalarının bulunması yeterlidir. Örnek: d 1. x y = 3, z = 0 ile d.. x z=4, y = 1 doğrularının en yakın noktalarının koordinatlarını bulalım Çözüm: Bu iki doğrunun ortak dikme doğrusunun denklemi olduğundan d 1 üzerindeki nokta : Bu noktada z = 0 dır eşitliğinde x = y + 3 yazılır ve içler dışlar çarpımı yapılırsa içler dışlar çarpımı yapılırsa 41 41 y ve x olarak bulunur yanı d 1 üzerindeki nokta,,0 noktasıdır. d üzerindeki nokt: Bu noktada y=1 dir. denkleminde yerine yazılırsa 1 40 40 olur. Buradan z ve x bulunur. Yani d üzerindeki nokta,1, noktasıdır. 41 Yani bu iki doğru üzerindeki en yakın noktalar,,0 ve 40,1, noktalarıdır.
İki Doğru Arasındaki En Kısa Uzaklık: Bu iki doğru arasındaki en kısa uzaklık yukarıda bulunan iki nokta arasındaki uzaklık olarak hesaplanabilir. Buna göre bu iki nokta arasındaki uzaklık 41 40 1 4 4 1 0 81 81 81 81 3 olarak bulunur. Bu iki doğru arasındaki uzaklık aslında d 1 ve d doğruları üzerinde alınan A ve B noktalarını birleştiren AB nün bu iki doğrunun doğrultman vektörleri üzerindeki dik iz düşümünün uzunluğudur. Bu ise AB v1 xv vxv ile hesaplanır. d 1 üzerindeki nokta A(3,0,0) ve d üzerindeki nokta B(4,1,0) olsun AB 1,1, 0 vektörüdür. vxv 1 n,, yukarıda bulunmuştur. Buna göre bu iki doğru arasındaki en kısa uzaklık olarak bulunur. Biraz da Türev: 1 1,1,0 1,, 1 3 d 1. x y = 3, z = 0 ile d.. x z=4, y = 1 doğrularının en yakın noktalarının koordinatlarını bulalım Çözüm: Uzayda bir A noktasının doğrultman vektörü u olan bir d doğrusuna uzaklığı d üzerinde bir ABxu nokta B olmak üzere olduğunu biliyoruz. Buna göre u d 1 üzerinde bir nokta A(y + 3, y, 0) olsun. Bu noktanın d doğrusuna uzaklığı en küçük olacak şekilde y sayısını bulursak sorumuz çözülmüş olacak. d doğrusu üzerinde bir nokta x = 0 için z = olup B(0, 1, ) dir. Bu doğrunun doğrultman vektörü ise u,0,1 vektörüdür. AB y 3,1 y, olduğundan A noktasının d doğrusuna uzaklığını bulmak için ABxu vektörünü bulalım.
e1 e e3 ABxu y 3 1y y e1y e y e3 y, y, y 0 1 olarak bulunur. A noktasının d doğrusuna uzaklığı ABxu yyy y 4y6 f( y) u 0 5 olur. Bu fonksiyonun türevi alınır ve sıfıra eşitlenirse olur. Bu değerler d 1 de yerine yazılırsa 41 noktası,,0 18y 14 = 0 ve y 41 x ve d 1 doğrusunun d doğrusuna en yakın noktası olarak bulunur. Bulunan y değeri f(y) de yerine yazılırsa 14 6 4 8 54 5 5 ABxu 3 1 f u 5 5 5 5 3 olarak bulunur.