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高数_第1章空间解析几何与向量代数__平面方程

时间:2022-08-02 16:15:42

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高数_第1章空间解析几何与向量代数__平面方程

若向量a既垂直b, 又垂直于c, 且 b和c不平行, 那么可知: a// b x c,

此时可称a为向量b、 向量c的法向量。

这个结论,经常用于在解答平面方程时,求法向量。

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首先看一个例题

例1 设平面过原点及点(6, -3, 2), 且与平面a: 4x-y+2z = 8垂直, 求此平面方程。

解: 设平面方程为Ax + By + Cz =0. 平面的法向量n = (A, B, C),

由题意,可得 6A -3B+2C = 0,

n与平面a的法向量(4, -1, 2) 垂直,得出: (A, B, C) · (4, -1, 2) = 4A -B+2C=0.

将此两个方程联立,有

这里3个变量, 只有两个方程,不能直接解出。

注意:我们只要求出A, B,C的关系, 不需要求出解, 不需要求出解。

容易得出: B=A, C = -3A/2。

所以, 法向量 n = (A, A, -3A/2)= A/2( 2, 2, -3). 可以看成法向量n为(2, 2, -3)。

这里,假设A=2,

平面方程为: 2x + 2y -3z = 0.

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例2: 求一个通过x轴和点 M(3, 1, -1)的平面方程

解:一个平面过x轴,说明平面方程Ax+By+Cz=0 中,A=0,

因为当y=0, z=0时, 有Ax=0, 必有A=0.

因此我们可以得出一个结论,平面通过哪个轴, 哪个变量前的系数为0.

所以平面方程为 By+Cz = 0. 将点M代入,有

B-C=0. B=C。 By+Bz=0.

所以平面方程为 y+z = 0

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下面,我们学习平面之间的关系。

三. 平面之间夹角

规定平面之间的夹角在0~π/2 之间。

两个平面之间的夹角θ

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