2つの平面の交線
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2020.03.24____

平行な2つの平面とそれらと平行でない1つの平面がある。
このとき、平面と平面の交線は2つあるが、それらは平行である。


以上のことを、例を用いて確かめてみよう。

< 用意する3つの平面 >
   点(1,2,3)を通り、ベクトル(1,−1,−1)に直交する平面A:
      (χ−1)−(y−2)−(z−3)= 0
   点(2,2,1)を通り、ベクトル(1,−1,−1)に直交する平面B:
      (χ−2)−(y−2)−(z−1)= 0
   点(−1,−1,1)を通り、ベクトル(2,1,4)に直交する平面C:
      2(χ+1)+(y+1)+4(z−1)= 0

   * ベクトル(1,−1,−1)と ベクトル(2,1,4)の内積は −3 ですので、
    この2つのベクトルは直交していないことが分かります。
     2つの平行な平面をそれらに直交する平面で切断した断面の直線が平行であることは
    イメージしやすいので、 この例ではそれ以外の場合にしています。

平面Aと平面Cの交線を求める
   χ−y−z = −4   ・・・・
   2χ+y+4z = 1   ・・・・
   辺々計算: より
      χ+z = −1 →→ χ = −z−1
   辺々計算: 2×より
      y+2z = 3 →→ y = −2z+3
   z=t と置くと、
      
   したがって、平面Aと平面Cの交線は、
        点(−1,3,0)を通り、方向ベクトル(−1,−2,1)を持つことが分かる。

平面Bと平面Cの交線を求める
   χ−y−z = −1   ・・・・
   2χ+y+4z = 1   ・・・・
   辺々計算: より
      χ+z = 0 →→ χ = −z
   辺々計算: 2×より
      y+2z = 1 →→ y = −2z+1
   z=t と置くと、
      
   したがって、平面Bと平面Cの交線は、
        点(0,1,0)を通り、方向ベクトル(−1,−2,1)を持つことが分かる。

というわけで、平面Aと平面Cの交線 と 平面Bと平面Cの交線 とは平行であることが分かった。