Geometría Euclideana
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Capıtulo 4
El Espacio Afın
Introduccion:
El espacio afın, es un trio de la forma (V,X, ·), en donde:
1. V es el espacio vectorial sobre el cuerpo K
2. X es el conjunto de puntos
3. · es la aplicacion definida como:
· : V ×X → X(−→v , x) −→v · x
En donde la aplicacion (·) debe cumplir con:
a) (∀−→v ,−→w ∈ V ) (∀x ∈ X) ((−→v +−→w ) · x = −→v · (−→w · x))
−→v
x
−→w
x x · −→w−→w
−→v ·(−→w · x
)
−→v(−→v +
−→w) · x
b) (∀x ∈ X)(−→0 · x = x
)
c) (∀x, y ∈ X) (∃! −→xy ∈ V ) (−→xy · x = y)
−→xy
x
y
82
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 83
Propiedad 4.1 Sea (V,X, ·) un espacio afın, entonces
1. (∀x ∈ X) (∀−→v ∈ V )(−−−−−→x (−→v · x) = −→v
)
2. (∀x, y ∈ X) (∀−→v ∈ V )(−−−−−−→(−→v · x) · y = −→xy −−→v
)
3. (∀−→v ∈ V ) (∀x, y ∈ X)(−−−−−−−−−−→(−→v · x) (−→v · y) = −→xy
)
Demostracion:
1. Sean x ∈ X, −→v ∈ V −−−−−→x (−→v · x) · x = −→v · x
Por unicidad son iguales
−−−−−→x (−→v · x) = −→v
2. Sean x, y ∈ X, −→v ∈ V
(−→xy −−→v ) (−→v · x) = −→xy · (−−→v · (−→v · x))= −→xy · ((−−→v +−→v ) · x)= −→xy ·
(−→0 · x
)
(−→xy −−→v ) (−→v · x) = −→xy · xLuego (−→xy −−→v ) (−→v · x) = y, entonces
−→xy −−→v =−−−−−→(−→v · x) y
Analogamente se define
−−−−−−→y · (v · x) = −→v +−→yx
3. Sean −→v ∈ V, x, y ∈ X
−→w =−−−−−−−−−−→(−→v · x) (−→v · y)
−→w · (−→v · x) =−−−−−−−−−−→(−→v · x) (−→v · y) · (−→v · x)
−→w · (−→v · x) = −→v · y−−→v · (−→w · (−→v · x)) = −−→v · (−→v · y)(−−→v +−→w +−→v ) · x = (−−→v +−→v ) · y
−→x · x = y−→w = −→xy
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 84
4.1. Espacio Afın Vectorial
Propiedad 4.2 Sea V un K- espacio vectorial, X = V y
· : V × V → V(−→v ,−→w ) −→v · −→w = −→v +−→w
entonces (V, V, ·) es un espacio afın.
Demostracion: Veamos si · cumple con las propiedades anteriores
1. (∀−→v ,−→w ,−→x ∈ V ) (−→v · (−→w · −→x ) = (−→v +−→w ) · −→x )
Sean −→v ,−→w ,−→x ∈ V ,
−→v · (−→w · −→x ) = −→v · (−→w +−→x )= −→v + (−→w +−→x )= (−→v +−→w ) +−→x= (−→v +−→w ) · −→x
2. (∀−→v ∈ V )(−→0 · −→v = −→v
)
Sea −→v ∈ V , −→0 · −→v =
−→0 +−→v
= −→v
3. (∀−→x ,−→y ∈ V ) (∃! −→w ∈ V )(−→w · −→x = −→y )
Sean −→x ,−→y ∈ V , −→u · −→x = −→y−→u +−→x = −→y
−→u = −→y −−→xAdemas si (−→y −−→x ) ∈ V
(−→y −−→x ) · −→x = −→y −−→x +−→x= −→y
Luego al tomar V = X , entonces (V,X, ·) es un espacio afın.
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 85
4.2. Aplicaciones en el Espacio Afın
Sea (V,X, ·) un espacio afın y la funcion
t−→a : X → Xx t−→a (x) =
−→a · x
Se dice que t−→a es una traslacion en la direccion del vector −→a , en el conjuntoX .
Teorema 4.1 t−→a es una funcion biyectiva.
Demostracion
i. t−→a es inyectiva, sean x, y ∈ X por demostrar t−→a (x) = t−→a (y), entonces x =y Para ello veamos
t−→a (x) = t−→a (y)−→a · x = −→a · y−−→a · (−→a · x) = −−→a · (−→a · y)−→
0 · x =−→0 · y
x = y
∴ t−→a es inyectiva
ii. t−→a es epiyectiva, por demostrar que Rec (t−→a ) = X
La primera contencion es evidente que Rec (t−→a ) ⊆ X , basta demostrarque Rec (t−→a ) ⊇ X .
Dado x ∈ Xt−→a (−−→a · x) = −→a (−−→a · x)
= (−→a + (−−→a )) · x=
−→0 · x
= x
Luego t−→a es epiyectiva, de este modo t−→a es biyectiva.Notacion:
T (X) = {t−→a | −→a ∈ V }
Propiedad 4.3 Sea (V,X, ·) un espacio afın, entonces
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 86
T (X) es un grupo, llamado el grupo de las traslaciones del espacio afın.
Demostracion: Consideremos las aplicacion, que ademas cumple con:
T (X) ∼= (V,+)t−→a ↔ −→at−1−→a
↔ −−→at−→a ◦ t−→
b↔ t−→a +
−→b
Ademas por unicidad tenemos t−→a (x) = t−→b(x) se tiene que −→a =
−→b .
4.3. Subespacio Afın
Sea (V,X, ·) un espacio afın y U ≤ V . Se define S(x0,U) = {−→u · x0 | −→u ∈ U}en donde S(x0,U) se denomina subespacio afın.
R
R
〈(1,4)〉
〈(1,4)〉+(1,10)
(1, 10)
X = R2
S ((1, 10) , 〈(1, 4)〉)
Notacion:
1. Se dice que S(x0,U) se denomina recta afın si y solo si dim U = 1
2. Se dice que S(x0,U) se denomina plano afın si y solo si dim U = 2
3. Se dice que S(x0,U) es hiperplano afın si y solo si dim U = dim V − 1
4. dim (S(x0,U)) := dim UEjemplo 4.1 En V = X = R4 espacio afın. Sea π : 2x+ 3y − 4z + w = 6.Exprese π en terminos de subespacios afın.
Solucion: Sea (x, y, z, w) ∈ π, luego tenemos w = 6 − 2x − 3y + 4z, reem-plazando obtenemos,
(x, y, z)= (x, y, z, 6− 2x− 3y + 4z)= (x, 0, 0,−2x) + (0, y, 0,−3y) + (0, 0, z, 4z) + (0, 0, 0, 6)= x(1, 0, 0,−2) + y(0, 1, 0,−3) + z(0, 0, 1, 4) + (0, 0, 0, 6)
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 87
Denotemos
x0 = (0, 0, 0, 6), U = 〈(1, 0, 0,−2), (0, 1, 0,−3), (0, 0, 1, 4)〉
Luego
S (x0, U) = (0, 0, 0, 6) + 〈(1, 0, 0,−2), (0, 1, 0,−3), (0, 0, 1, 4)〉
Teorema 4.2 Sean (V,X, ·) un espacio afın y S(x0,U) un subespacio afın,entonces U = { −→xy | x, y ∈ S(x0,U) }
Demostracion: Sean (V,X, ·) un espacio afın y S(x0,U) un subespacio afın
x0
−→u2 · x0
−→u2
−→u · x0
−→u1
−→u1 · x0
−→u
1. Veamos primero U ⊆ { −→xy | x, y ∈ S(x0,U) }.Sea −→u ∈ U , luego −→u · x0, x0 ∈ S(x0,U) ya que −→u · x0 = −→u · x0 y launicidad tenemos −−−−−−−→
x0 (−→u · x0) =
−→ude este modo se tiene
U ⊆ { −→xy / x, y ∈ S(x0,U) } .
2. Para la otra contencion { −→xy | x, y ∈ S(x0,U) } ⊆ U .Sean x, y ∈ S(x0,U), por demostrar −→xy ∈ U .Como x, y ∈ S(x0,U) se tiene que
x = −→u1 · x0
y = −→u2 · x0
Con −→u1,−→u2 ∈ U .
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 88
Sea
−→xy =−−−−−−−−−−−−→(−→u1 · x0) (−→u2 · x0) = −→w /−→u1 · x0−−−−−−−−−−→−→u1 · x0 · −→u2 · x0 · −→u1 · x0 = −→w · (−→u1 · x0)−→u2 · x0 = (−→w +−→u1) · x0 /−−→u2
x0 = (−−→u2 +−→w +−→u1) · x0Por unicidad
−−→u2 +−→w +−→u1 =
−→0
−→w = −→u2 −−→u1
con −→u2 −−→u1 ∈ U , luego −→w ∈ U .
Teorema 4.3 Sean (V,X, ·) un espacio afın,x, y ∈ X y U ,W < V , enton-ces S(x,U) = S(w,W) si y solo si U = W ∧ S(x,U) ∩ S(w,W) 6= ∅
Demostracion: Supongamos que U = W ∧ S(x,U) ∩ S(w,W) 6= ∅, pordemostrar que S(x,U) = S(w,W).Sea z ∈ S(x,U) ∩ S(w,U), entonces z = −→u1 · x y z = −→u2 · w si y solo six = −−→u1 · z y w = −−→u2 · z respectivamente.Veamos ahora una contencion S(x,U) ⊆ S(w,U).Sea t ∈ S(x,U)
t = −→u3 · xt = −→u3 · (−−→u1 · z)t = (−→u3 −−→u1) · zt = (−→u3 −−→u1) · (−→u2 · w)t = (−→u3 −−→u1 +
−→u2) · wLuego t ∈ S(w,U), ya que (−→u3 −−→u1 +
−→u2) ∈ U .Analogamente para S(w,U) ⊆ S(x,U), con lo cual se establece que
S(x,U) = S(w,U)
Ahora supongamos que S(x,U) = S(w,W), por demostrar U = W yS(x,U) ∩ S(w,W) 6= ∅Por teorema anterior
U = {−→zw ∈ V | z, w ∈ S(x,U)}= {−→zw ∈ V | z, w ∈ S(w,W)}= W
Ademas S(x,U) = S(w,W), se tiene entonces que S(x,U) ∩ S(w,W) 6= ∅.
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 89
4.4. Sistema de Coordenadas
Sean (V,X, ·) un espacio afın, x0 ∈ X y B una base ordenada del espaciovectorial V .Se dice que (x0, B) es un sistema de coordenada de X y las coordenada dex ∈ X respecto al sistema de coordenadas (x0, B), estan dadas por:
[x](x0,B) = [−→x0x]B
Ejemplo 4.2 En espacio vectorial afın real, es decir, V = X = R2. Seanx0 = (1, 1) y B = {(1, 0), (0, 1)}.Determine las coordenadas del punto [(3, 5)](X0,B)
Solucion:
[(3, 5)](x0,B) = [−−−−−−−→(1, 1)(3, 5)]B
= [−−−−−−−−−→(3, 5)− (1, 1)]B
= [−−−→(2, 4)]B
[(3, 5)](x0,B) =
(
24
)
X
Y
1 2 3 4
1
2
3
4
5
6
0X
Y
1 2 3 4
1
2
3
4
5
6
0
X′
Y ′
1 2 3
1
2
3
4
5
0
Ejemplo 4.3 Sea (V,X) un espacio afın, x0 ∈ X y B = {−→a1 ,−→a2 ,−→a3 , · · · ,−→an}base de V .Determine las coordenadas de
[(−→a1 +−→a2 +−→a3 + · · ·+−→an) · x0](x0,B)
Solucion: Sea
[(−→a1 +−→a2 +−→a3 + · · ·+−→an) · x0](x0,B)
= [−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−→x0(
−→a1 +−→a2 +−→a3 + · · ·+−→an) · x0](B)
= [−→a1 +−→a2 +−→a3 + · · ·+−→an]B= [−→a1 ]B + [−→a2 ]B + [−→a3 ]B + · · ·+ [−→an]B
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 90
[(−→a1 +−→a2 +−→a3 + · · ·+−→an) · x0](x0,B)
=
10...0
+
01...0
+ . . .+
00...1
[(−→a1 + −→a2 + −→a3 + · · ·+ −→an) · x0](x0,B) =
11...1
Teorema 4.4 Sean (V,X) un espacio afın, x0 ∈ X y B base de V tal que
[−→v ]B =
α1
α2...αn
y [x](x0,B) =
β1
β2...βn
, entonces [−→v · x](x0,B) =
α1 + β1
α2 + β2...
αn + βn
Demostracion:
[−→v · x](x0,B) =[−−−−−−−→X0 (
−→v · x)]
B
= [−→v +−→x0x]B= [−→v ]B + [−→x0x]B= [−→v ]B + [x](x0,B)
De este modo se tiene
[−→v · x](x0,B) =
α1 + β1
α2 + β2...
αn + βn
Ejemplo 4.4 Sean (V,X, ·) un espacio afın, x0, x, y ∈ X y B una base deV tales que
[x](x0,B) =
x1
x2...xn
y [y](x0,B) =
y1y2...yn
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 91
Calcule [−→xy]B
Solucion: Si −→xy = −→xx0 +−→x0y = −−→x0x+−→x0y, entonces:
[−→xy]B = [−−→x0x+−→x0y]B= −[−→x0x]B + [−→x0y]B= −[−→x ](x0,B) + [−→y ](x0,B)
[−→xy]B =
y1 − x1
y2 − x2...
yn − xn
4.5. Ecuacion de la Recta
Sean (V,X, ·) espacio afın, x0 ∈ X y B base ordenada de V . Ademas sea luna recta afın tal que l = S(x, 〈−→v 〉).Si y ∈ l, entonces existe t ∈ K tal que y = (t−→v ) · x
[y](x0,B) = [(t−→v ) · x](x0,B)
= [−−−−−−−−→x0 ((t
−→v ) · x)]B= [t−→v ]B + [x](x0,B)
= t · [−→v ]B + [x](x0,B)
Supongamos que
[−→v ]B =
x1
x2...xn
, [y](x0,B) =
y1y2...yn
y [x](x0,B) =
a1a2...an
entonces tenemos Ecuacion parametrica de la recta
[l](x0,B) :
y1 = t · x1 + a1y2 = t · x2 + a2... =
...yn = t · xn + an
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 92
Despejando el parametro t, obtenemos la Ecuacion Cartesiana
l :y1 − a1
x1
=y2 − a2
x2
= · · · = yn − anxn
Ejemplo 4.5 Sea V = X = R3, B = {(1, 0, 0), (1, 1, 0), (1, 1, 1)} base orde-nada de V , x0 = (1, 2, 3) y l = S ((2, 1, 0), 〈(2, 3, 1)〉).Determine la ecuacion parametrica y cartesiana de [l](x0,B)
Solucion:
Si −→x ∈ l, entonces −→x = (2, 1, 0) + α(2, 3, 1)
[−→x ](x0,B) = [(2, 1, 0) + α(2, 3, 1)](x0,B)
= [(2, 1, 0)](x0,B) + α[(2, 3, 1)]B
= [−−−−−−−−−−−→((1, 2, 3) (2, 1, 0)]B + α[(2, 3, 1)]B
= [(1,−1,−3)]B + α[(2, 3, 1)]B
[−→x ](x0,B) =
22−3
+ α
−121
del cual se concluye la ecuacion parametrica
l :
x1 = −α + 2x2 = 2α+ 2x3 = α− 3
y la ecuacion cartesiana es
l : 2− x =y − 2
2= z + 3
Definicion 4.1 Sea (V,X) un espacio afın tal que dim V = n y U ≤ V .
1. Se dice que U es un hiperplano vectorial si y solo si
dim U = n− 1 = dim V − 1.
2. Se dice que S(x0,U) es un hiperplano afın si y solo si U es un hiperplanovectorial.
Ejemplo 4.6 Sean V = X = R3 y H = S ((0, 0, 1), 〈(1, 2, 3), (−1, 0, 1)〉)Determine si H es un hiperplano afın
Solucion:
dim (〈(1, 2, 3), (−1, 0, 1)〉) = 2, entonces H es un hiperplano afın
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 93
4.6. Formas Lineales
Sea (V,X) un espacio afın y f : V → K, entonces f es una forma lineal (ftransformacion lineal) si y solo si
(∀α, β ∈ K) (∀−→v1 ,−→v2 ∈ V ) (f(α−→v1 + β−→v2) = α · f(−→v1) + β · f(−→v2))
Ejemplo 4.7 Determine si las siguientes funciones son formas lineales
f : R4 → R(x, y, z, w) 2x+ y − w
f : R3 → R(x, y, z) x
Teorema 4.5 Si f es una forma lineal no nula sobre el espacio afın (V,X),entonces Ker f = {−→v ∈ V | f(−→v ) = 0} es un hiperplano.
Demostracion: Como f es no nula, entonces existe α ∈ K∗ y −→v ∈ V talesque f(−→v ) = α).Despejando y operando obtenemos que
f(−→v ) = α / · 1α, α 6= 0
1αf(−→v ) = 1
f(
1α· −→v
)
= 1 / · β , β ∈ K
f(
β
α· −→v
)
= β
todo elemento tiene preimagen, es decir
f es epiyectiva
Por teorema de algebra lineal, tenemos la siguiente igualdad
dim V = dim (ker f) + dim (Im f)
Supongamos dim V = n y como f es epiyectiva, entonces dim (Im f) = 1,entonces n = dim (Ker f) + 1, luego dim (Ker f) = n− 1
Ker f es un hiperplano.
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 94
Teorema 4.6 Sea U ≤ V y U hiperplano, entonces existe una forma linealf , tal que Ker f = U .
Demostracion:
Si dim V = n, entonces dim U = n − 1 y SeaB = {−→v1 ,−→v2 , . . . ,−−→vn−1} base de USea −→w ∈ V tal que −→w 6∈ U , entonces V = U+〈−→w 〉
U
−→w
Sea −→v ∈ V , entonces existen unicos −→u ∈ U y α ∈ K tales que
−→v = −→u + α−→w
Por lo anterior, se obtiene la funcion
f : V → K−→v f(−→v ) = f(−→u + α−→w ) = α
que claramente es u forma lineal y Ker f = U .Observacion: El teorema anterior, nos permite determinar la ecuacion car-tesiana de un hiperplano vectorial.Con las notaciones anteriores B = {−→w1,
−→w2, . . . ,−→wn} otra base de V . Si −→v ∈
Ker f entonces
−→v = x1−→w1 + x2
−→w2 + · · ·+ xn−→wn
luego
f(−→v ) = x1 · f(−→w1) + x2 · −→w2 + · · ·+ xn · f(−→wn)= α1 · x1 + α2 · x2 + · · ·+ αn · xn
0 = α1 · x1 + α2 · x2 + · · ·+ αn · xn
esta ultima, es la forma general de la ecuacion cartesiana de un hiperplanovectorial con respecto a la base B.
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 95
4.7. Ecuacion de un Hiperplano Afın
Sea S(x0,U) un hiperplano afın y (x0, B) un sistema de coordenadas en X .Supongamos
[x1](x0,B) =
a1a2...an
y [x](x0,B)
x1
x2...xn
Sea x ∈ S(x0,U), entonces
[−→x1x]B = [−−→x1x0 +−→x0x]B
= [−→x0x]B − [−−→x0x1]B= [x](x0,B) − [x1](x0,B)
finalmente
[−→u ]B =
x1 − a1x2 − a2
...xn − an
Como −→u ∈ U y U es hiperplano, entonces tenemos que existe αi ∈ K, talque
α1 · (x1 − a1) + α2 · (x2 − a2) + · · ·+ αn · (xn − an) = 0α1 · x1 − α1 · a1 + α2 · x2 − α2 · a2 + · · ·+ αn · xn − αn · an = 0
Despejando obtenemos
α1 · x1 + α2 · x2 + · · ·+ αn · xn = α1 · a1 + α2 · a2 + . . .+ αn · an
Ecuacion hiperplano afın
α1 · x1 + α2 · x2 + · · ·+ αn · xn = d
Ejemplo 4.8 Sea V = X = R3. Si B = {(1, 1, 0), (1, 0, 1)(1, 0, 0)} baseordenada de R3, S1 = S ((1, 1, 1), 〈(2, 1, 3), (0, 1,−1)〉) y x0 = (1, 2, 3).Determine la ecuacion de [S1](x0,B).
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 96
Solucion:
Sea (x, y, z) ∈ S1, entonces (x, y, z) = (1, 1, 1)+α(2, 1, 3)+β(0, 1,−1),luego:
[(x, y, z)](x0,B) = [(1, 1, 1)](x0,B) + α[(2, 1, 3)]B + β[(0, 1,−1)]B
= [−−−−−−−−−−→(1, 2, 3)(1, 1, 1)]B + α[(2, 1, 3)]B + β[(0, 1,−1)]B
= [(0,−1,−2)]B + α[(2, 1, 3)]B + β[(0, 1,−1)]B
[(x, y, z)](x0,B) =
−1−23
+ α
13−2
+ β
1−10
de otro modo
[(x, y, z)](x0,B) =
−1 + α + β−2 + 3α− β
3− 2α
Por lo tantox1 = −1 + α + βy1 = −2 + 3α− βz1 = 3− 2α
del cual se concluye que la ecuacion de la recta es
x1 + y1 + 2z1 = 3.
4.8. Paralelismo de un Espacio Afın
Sea (V,X) un espacio afın, S1 = S(x,U) y S2 = S(y,W) subespacios afines.Diremos que S1 ‖ S2 si la dim S1 = dim S2 y direccion S1 igual a la direccionS2.
Ejemplo 4.9 Determine si S1 y S2 son paralelos donde
S1 = {(x, y, z) ∈ R3 / x+ 2y + z = 1}S2 = {(x, y, z) ∈ R3 / x+ 2y + z = −7}
Solucion:
S1 : x = 1− 2y − z, entonces
(x, y, z) = (1− 2y − z, y, z)(x, y, z) = (1, 0, 0) + (−2y, y, 0) + (−z, 0, z)(x, y, z) = (1, 0, 0) + y(−2, 1, 0) + z(−1, 0, 1)
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 97
entoncesS1 = S ((1, 0, 0), 〈(−2, 1, 0), (−1, 0, 1)〉)
AnalogamenteS2 = S ((7, 0, 0) 〈(−2, 1, 0), (−1, 0, 1)〉)
Luego S1 ‖ S2
Teorema 4.7 Sea (V,X) espacio afın, S1 = S(x0,U) subespacio afın y seat−→a ∈ T (X) traslacion, entonces t−→a (S1) = S(−→a · x,U)
Demostracion:
S(x,U) = {−→u · x | −→u ∈ U}t−→a (S(x,U)) = {t−→a (−→u · x) | −→u ∈ U}
= {−→a · (−→u · x) | −→u ∈ U}= {−→u · (−→a · x) | −→u ∈ U}= S(−→a · x,U)
Teorema 4.8 Sean (V,X) un espacio afın, S1, S2 subespacio afines tal quedim S1 = dim S2, entonces
S1 ‖ S2, si y solo si (∃ t traslacion | t(S1) = S2)
Demostracion: Supongamos S1 ‖ S2, por demostrar que existe t traslaciontal que t(S1) = S2
Ya que U = W, tenemos
S1 = S(x,U) = S(x,W)S2 = S(y,W) = S(y,U)
Sea −→v = −→xy, luego t−→v (x) = y y por lo tanto
t−→v (S(x,U)) = S(−→v · x,U) = S(y,W)
Ahora supongamos que existe t traslacion tal que t(S1) = S2, por demostrarS1 ‖ S2.Sea S1 = S(x,U) y t−→v (S1) = t−→v (S(x,U)) = S(−→v · x,U) = S2, luego ambostienen la misma direccion por lo tanto S1 ‖ S2
Teorema 4.9 Sea (V,X) un espacio afın, S1 y S2 hiperplanos afines, enton-ces
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CAPITULO 4. EL ESPACIO AFIN 98
S1 ‖ S2, si y solo si S1 = S2 ∨ S1 ∩ S2 = ∅
Demostracion:
Supongamos S1 ‖ S2, por demostracion S1 = S2 ∨ S1 ∩ S2 = ∅
i) Si S1 ∩ S2 = ∅ listo
ii) Ahora S1 ∩ S2 6= ∅, entonces existe z ∈ X tal que z ∈ S1 ∩ S2 comoS1 ∩ S2. entonces
S1 = S(x,U) = S(z,U)S2 = S(y,U) = S(z,U)
Por lo tanto S1 = S2
Ahora supongamos S1 = S2 ∨ S1 ∩ S2 = ∅, por demostrar S1 ‖ S2.
i) Si S1 = S2, entonces S1 ‖ S2 listo
ii) Caso S1 ∩ S2 = ∅, por absurdo
Supongamos que S1∩S2 = ∅ ∧ S1 6 ‖ S2, S1 = S(x,U), y S2 = S(y,W).Como U ,W son hiperplanos distintos se tiene que V = U +W.−→xy ∈ V , existe −→u ∈ U ,−→w ∈ W
−→xy = −→u +−→w(−→u +−→w ) · x = y /−−→w
−→u · x = −−→w · yde donde −→u · y = −−→w · x ∈ S1 ∩ S2 6= ∅ Por lo tanto
S1 ‖ S2.