Lugar geométrico del centro de la circunferencia de radio aaa, que siempre corta ejes de coordenadas

Si los ejes son rectangulares, demuestre que el lugar geométrico del centro del círculo de radio a , que siempre interseca los ejes de coordenadas es

X a 2 y 2 z 2 + y a 2 z 2 X 2 + z a 2 X 2 y 2 = a 2

Deje que el círculo interseque los ejes en ( X 1 , 0 , 0 ) , ( 0 , y 1 , 0 ) , ( 0 , 0 , z 1 ) .

Sea el centro del círculo ( X 0 , y 0 , z 0 ) y el radio del circulo ser a .Entonces,

( X 0 X 1 ) 2 + ( y 0 0 ) 2 + ( z 0 0 ) 2 = ( X 0 0 ) 2 + ( y 0 y 1 ) 2 + ( z 0 0 ) 2 = ( X 0 0 ) 2 + ( y 0 0 ) 2 + ( z 0 z 1 ) 2 = a 2 . . . . . . . . . . . . . . ( 1 )

También desde el punto ( X 0 , y 0 , z 0 ) se encuentra en el avión X X 1 + y y 1 + z z 1 = 0 ,

X 0 X 1 + y 0 y 1 + z 0 z 1 = 0.................. ( 2 )

Estoy atrapado aquí. no puedo probar

X 0 a 2 y 0 2 z 0 2 + y 0 a 2 z 0 2 X 0 2 + z 0 a 2 X 0 2 y 0 2 = a 2 de ecuaciones ( 1 ) , ( 2 ) .

Por favor ayuda.

Respuestas (1)

También desde el punto ( X 0 , y 0 , z 0 ) se encuentra en el avión X X 1 + y y 1 + z z 1 = 0 ,

X 0 X 1 + y 0 y 1 + z 0 z 1 = 0.................. ( 2 )

Esto no es correcto. Debería ser

(2) X 0 X 1 + y 0 y 1 + z 0 z 1 = 1

De ( 1 ) , restando

X 0 2 + ( y 0 y 1 ) 2 + z 0 2 = a 2
de
(3) ( X 0 X 1 ) 2 + y 0 2 + z 0 2 = a 2
da
(4) X 1 2 2 X 0 X 1 + 2 y 0 y 1 y 1 2 = 0 X 1 = X 0 ± X 0 2 2 y 0 y 1 + y 1 2
También, restando
X 0 2 + ( y 0 y 1 ) 2 + z 0 2 = a 2
de
X 0 2 + y 0 2 + ( z 0 z 1 ) 2 = a 2
da
(5) y 1 2 + 2 y 0 y 1 2 z 0 z 1 + z 1 2 = 0 z 1 = z 0 ± z 0 2 2 y 0 y 1 + y 1 2
Entonces, usando ( 3 ) ( 4 ) ( 5 )
y 1 2 2 y 0 y 1 + X 0 2 + y 0 2 + z 0 2 a 2 = 0 y 1 = y 0 ± a 2 X 0 2 z 0 2
y así de ( 4 ) ( 5 )

X 1 = X 0 ± a 2 y 0 2 z 0 2 , z 1 = z 0 ± a 2 X 0 2 y 0 2

Finalmente, desde ( 2 ) ,

X 0 X 0 ± a 2 y 0 2 z 0 2 + y 0 y 0 ± a 2 X 0 2 z 0 2 + z 0 z 0 ± a 2 X 0 2 y 0 2 = 1
X 0 ( X 0 a 2 y 0 2 z 0 2 ) X 0 2 + y 0 2 + z 0 2 a 2 + y 0 ( y 0 a 2 X 0 2 z 0 2 ) X 0 2 + y 0 2 + z 0 2 a 2 + z 0 ( z 0 a 2 X 0 2 y 0 2 ) X 0 2 + y 0 2 + z 0 2 a 2 = 1

X 0 ( X 0 a 2 y 0 2 z 0 2 ) + y 0 ( y 0 a 2 X 0 2 z 0 2 ) + z 0 ( z 0 a 2 X 0 2 y 0 2 ) = X 0 2 + y 0 2 + z 0 2 a 2

X 0 2 X 0 a 2 y 0 2 z 0 2 + y 0 2 y 0 a 2 X 0 2 z 0 2 + z 0 2 z 0 a 2 X 0 2 y 0 2 = X 0 2 + y 0 2 + z 0 2 a 2
± X 0 a 2 y 0 2 z 0 2 ± y 0 a 2 X 0 2 z 0 2 ± z 0 a 2 X 0 2 y 0 2 = a 2
como se desee.

(Creo que

X 0 a 2 y 0 2 z 0 2 + y 0 a 2 z 0 2 X 0 2 + z 0 a 2 X 0 2 y 0 2 = a 2
no siempre se sostiene. Toma por ejemplo, X 0 = 1 , y 0 = z 0 = 0 , X 1 = y 1 = z 1 = 0 , a = 1 .)