Question Number 28504 by rish@bh last updated on 26/Jan/18
$$\mathrm{Find}\:\mathrm{the}\:\mathrm{direction}\:\mathrm{cosines}\:\mathrm{of}\:\mathrm{two} \\ $$$$\mathrm{lines}\:\mathrm{which}\:\mathrm{are}\:\mathrm{connected}\:\mathrm{by}\:\mathrm{relation} \\ $$$${l}+{m}+{n}=\mathrm{0} \\ $$$${mn}−\mathrm{2}{nl}−\mathrm{2}{lm}=\mathrm{0} \\ $$$$ \\ $$$$\boldsymbol{\mathrm{my}}\:\boldsymbol{\mathrm{solution}} \\ $$$${l}=−\left({m}+{n}\right) \\ $$$${mn}+\mathrm{2}{n}\left({m}+{n}\right)+\mathrm{2}\left({n}+{m}\right){n}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{2}{m}^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}{mn}+\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$\left(\mathrm{2}{m}+{n}\right)\left({m}+\mathrm{2}{n}\right)=\mathrm{0} \\ $$$${m}=−\mathrm{2}{n},\:{or}\:{m}=−\left(\mathrm{1}/\mathrm{2}\right){n} \\ $$$${case}\:\mathrm{1}:\:{m}=−\mathrm{2}{n} \\ $$$${l}=−\left({m}+{n}\right)=−{n} \\ $$$${l}^{\mathrm{2}} +{m}^{\mathrm{2}} +{n}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{6}{n}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\Rightarrow{n}=\pm\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}} \\ $$$$\left({l},{m},{n}\right)=\pm\left(−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},−\frac{\mathrm{2}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}}\right) \\ $$$${case}\:\mathrm{2}:{m}=−\left(\mathrm{1}/\mathrm{2}\right){n} \\ $$$${l}=−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}{n} \\ $$$${l}^{\mathrm{2}} +{m}^{\mathrm{2}} +{n}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1} \\ $$$$\frac{{n}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}+\frac{{n}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{4}}+{n}^{\mathrm{2}} =\mathrm{1}\Rightarrow{n}=\pm\frac{\mathrm{2}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}} \\ $$$$\left({l},{m},{n}\right)=\pm\left(−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},−\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},\frac{\mathrm{2}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}}\right) \\ $$$$\mathrm{so}\:\mathrm{i}\:\mathrm{get}\:\mathrm{a}\:\mathrm{total}\:\mathrm{of}\:\mathrm{4}\:\mathrm{solution}. \\ $$$$\mathrm{Books}\:\mathrm{answer}\:\mathrm{is}\:\mathrm{2}\:\mathrm{lines} \\ $$$$\left(\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},−\frac{\mathrm{2}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}}\right)\:\mathrm{and}\:\left(\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},−\frac{\mathrm{2}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}},\frac{\mathrm{1}}{\:\sqrt{\mathrm{6}}}\right) \\ $$$$\mathrm{please}\:\mathrm{help}. \\ $$