Example 4 hard Find the distance between the parallel lines โ 1 : x โ 1 2 = y 1 = z + 1 โ 1 \ell_1: \frac{x-1}{2} = \frac{y}{1} = \frac{z+1}{-1} โ 1 โ : 2 x โ 1 โ = 1 y โ = โ 1 z + 1 โ and โ 2 : x โ 3 2 = y โ 1 1 = z โ 1 \ell_2: \frac{x-3}{2} = \frac{y-1}{1} = \frac{z}{-1} โ 2 โ : 2 x โ 3 โ = 1 y โ 1 โ = โ 1 z โ . Solution 1 Direction vector: d โ = โจ 2 , 1 , โ 1 โฉ \vec{d} = \langle 2, 1, -1 \rangle d = โจ 2 , 1 , โ 1 โฉ . Points on the lines: P 1 = ( 1 , 0 , โ 1 ) P_1 = (1, 0, -1) P 1 โ = ( 1 , 0 , โ 1 ) and P 2 = ( 3 , 1 , 0 ) P_2 = (3, 1, 0) P 2 โ = ( 3 , 1 , 0 ) . P 1 P 2 โ = โจ 2 , 1 , 1 โฉ \vec{P_1P_2} = \langle 2, 1, 1 \rangle P 1 โ P 2 โ โ = โจ 2 , 1 , 1 โฉ . 2 Distance = โฃ P 1 P 2 โ ร d โ โฃ โฃ d โ โฃ = \frac{|\vec{P_1P_2} \times \vec{d}|}{|\vec{d}|} = โฃ d โฃ โฃ P 1 โ P 2 โ โ ร d โฃ โ . Cross product: P 1 P 2 โ ร d โ = โจ ( 1 ) ( โ 1 ) โ ( 1 ) ( 1 ) , ( 1 ) ( 2 ) โ ( 2 ) ( โ 1 ) , ( 2 ) ( 1 ) โ ( 1 ) ( 2 ) โฉ = โจ โ 2 , 4 , 0 โฉ \vec{P_1P_2} \times \vec{d} = \langle(1)(โ1)โ(1)(1), (1)(2)โ(2)(โ1), (2)(1)โ(1)(2)\rangle = \langle -2, 4, 0 \rangle P 1 โ P 2 โ โ ร d = โจ( 1 ) ( โ 1 ) โ ( 1 ) ( 1 ) , ( 1 ) ( 2 ) โ ( 2 ) ( โ 1 ) , ( 2 ) ( 1 ) โ ( 1 ) ( 2 )โฉ = โจ โ 2 , 4 , 0 โฉ . โฃ P 1 P 2 โ ร d โ โฃ = 4 + 16 + 0 = 20 = 2 5 |\vec{P_1P_2} \times \vec{d}| = \sqrt{4+16+0} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5} โฃ P 1 โ P 2 โ โ ร d โฃ = 4 + 16 + 0 โ = 20 โ = 2 5 โ . โฃ d โ โฃ = 4 + 1 + 1 = 6 |\vec{d}| = \sqrt{4+1+1} = \sqrt{6} โฃ d โฃ = 4 + 1 + 1 โ = 6 โ . Distance = 2 5 6 = 2 30 6 = 30 3 = \frac{2\sqrt{5}}{\sqrt{6}} = \frac{2\sqrt{30}}{6} = \frac{\sqrt{30}}{3} = 6 โ 2 5 โ โ = 6 2 30 โ โ = 3 30 โ โ . Answer
30 3 \frac{\sqrt{30}}{3} 3 30 โ โ The distance between parallel lines is found using the cross product of the direction vector with a vector connecting any two points on the respective lines. This formula gives the perpendicular distance, which is the shortest distance between the lines.
Hide Solution About Lines in 3D Lines in three-dimensional space described using parametric equations x = x 0 + a t x = x_0 + at x = x 0 โ + a t , y = y 0 + b t y = y_0 + bt y = y 0 โ + b t , z = z 0 + c t z = z_0 + ct z = z 0 โ + c t , or symmetric form x โ x 0 a = y โ y 0 b = z โ z 0 c \frac{x - x_0}{a} = \frac{y - y_0}{b} = \frac{z - z_0}{c} a x โ x 0 โ โ = b y โ y 0 โ โ = c z โ z 0 โ โ , where ( x 0 , y 0 , z 0 ) (x_0, y_0, z_0) ( x 0 โ , y 0 โ , z 0 โ ) is a point on the line and โจ a , b , c โฉ \langle a, b, c \rangle โจ a , b , c โฉ is the direction vector.
Learn more about Lines in 3D โ