正文
平面的点法式方程
法向量:垂直于一个平面的非零向量叫做一个平面的法向量。
假设空间内有一点M0(x0,y0,z0)和一个向量n→=(A,B,C)经过点M0且垂直于向量n→的平面有且只有一个,记为Π,它的法向量即是n→
设在平面ΠΠ上有除了M0外的一点M(x,y,z)则必有,即它们的数量积为零
这就是平面Π的点法式方程,平面内任意一点M(x,y,z)的坐标x、y、z均满足此方程。
平面的一般方程
易看出平面的点法式方程是一个三元一次方程,所以它也可以写成三元一次方程的一般形式:
Ax+By+Cz+D=0
其中平面的法向量坐标即为x、y、z的系数
n→=(A,B,C)
对于平面的一般方程,可以从它的方程式中找到方程对应的图像的特点:
D=0是表示平面经过原点。
A=0时表示平面平行于x轴;B=0时表示平面平行于y轴;C=0时表示平面平行于z轴。(简记为:缺哪个未知数则经过哪个轴)
A=0且D=0时表示平面经过x轴;B=0时表示平面经过y轴;C=0时表示平面经过z轴。
A=B=0时则平面同时经过x轴和y轴,即表示平面在xOy面上;
A=C=0时则平面同时经过x轴和z轴,即表示平面在xOz面上;
B=C=0时则平面同时经过y轴和z轴,即表示平面在yOz面上
平面的截距式方程
平面的截距式方程一般用于平面与x、y、z轴各有一个交点时,它的形式为:
截距式方程的推导:
一平面与x、y、z轴的交点依次为P(a,0,0),Q(0,b,0),R(0,0,c)三点
设该平面的方程为:
Ax+By+Cz+D=0
分别将P、Q、RP、Q、R三点代入方程可得,即有:
代入方程即可得截距式方程:
两平面的夹角
两平面的夹角通常指的是两平面的法向量的夹角(锐角或者直角)
设两平面Π1、Π2的法向量分别为n1=(A1,B1,C1)、n2=(A2,B2,C2)则:
从两个法向量垂直、平行的充要条件可以推得:
点到平面的距离
平面外一点P0(x0,y0,z0)到平面Ax+By+Cz=0距离公式: