- •§ 3. Плоскость
- •Уравнения
- •ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЩЕГО УРАВНЕНИЯ ПЛОСКОСТИ
- •2)Пусть в общем уравнении плоскости коэффициенты A, B и C – ненулевые, а
- •3)Пусть в общем уравнении плоскости один из коэффициентов A, B или C –
- •б) плоскость отсекает на осях
- •4) Пусть в уравнении плоскости (2) два из трех коэффициентов A, B или
- •б) плоскость отсекает на Oy отрезок b и параллельна осям Ox и Oz
- •6) Пусть в общем уравнении плоскости (2)
- •2. Другие формы записи уравнения плоскости
- •2)Уравнение плоскости, проходящей через три точки, не лежащие на одной прямой – частный
- •3. Взаимное расположение плоскостей
- •1) Пусть плоскости параллельны:
- •2) Пусть плоскости пересекаются
- •Частный случай – плоскости перпендикулярны, т.е.
- •4. Расстояние от точки до плоскости
2. Другие формы записи уравнения плоскости
Другие формы записи:
Уравнение плоскости, проходящей через точку перпендикулярно вектору (см. уравнение (1) и (1*));
Уравнение плоскости в отрезках (см уравнение (2)); Уравнение плоскости, проходящей через точку параллельно
двум неколлинеарным векторам; Уравнение плоскости, проходящей через три точки;
1)Уравнение плоскости, проходящей через точку параллельно двум неколлинеарным векторам
ЗАДАЧА 2. Записать уравнение плоскости, проходящей через
точку M0(x0;y0;z0), параллельно неколлинеарным векторам |
||||
{m;n;p}и {m;n;p} |
||||
1 |
1 1 1 |
2 |
2 2 |
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
M0 |
M |
|
|
|
r0 |
r |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
Уравнения |
r r0 , 1, 2 0 |
(4*) |
|||
и |
x x0 |
y y0 |
z z0 |
(4) |
|
m1 |
n1 |
p1 |
0 |
||
|
m2 |
n2 |
p2 |
|
|
называют уравнениями плоскости, проходящей через точку параллельно двум неколлинеарным векторам (в векторной и координатной форме соответственно).
2)Уравнение плоскости, проходящей через три точки, не лежащие на одной прямой – частный случай уравнения (4)
Пусть плоскость проходит через три точки M1(x1;y1;z1), M2(x2;y2;z2) и M3(x3;y3;z3), не лежащие на одной прямой.
|
|
|
|
|
M M |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
У р а в н ен и я |
r |
r1 , r2 r1 , r3 |
r1 0 |
(5 *) |
|||
и |
x |
x 1 |
y y1 |
z z1 |
(5 ) |
||
x |
2 |
x 1 |
y |
2 y1 |
z 2 z1 0 |
||
|
x |
3 |
x 1 |
y |
3 y1 |
z 3 z1 |
|
н а зы в а ю т у р а в н е н и я м и п л о с к о с т и , п р о х о д я щ е й ч е р е з
т р и т о ч к и M 1 ( x 1 , y1 , z1 ) , M 2 ( x 2 , y 2 , z 2 ) и M 3 ( x 3 , y 3 , z 3 )
(в в е к то р н о й и к о о р д и н а т н о й ф о р м е с о о тв е т с тв е н н о ).
3. Взаимное расположение плоскостей
В пространстве две плоскости могут:
а) быть параллельны, б) пересекаться.
Пусть уравнения плоскостей λ1 и λ2 имеют вид:
λ1: A1x + B1y + C1z + D1 = 0 λ2: A2x + B2y + C2z + D2 = 0
Тогда: N{A;B;C}–нормальк;
1111 1
N{A;B; –нормальк;
222 2
1) Пусть плоскости параллельны:
N1
1
N2
2
Получаем, что плоскости λ1 и λ2 параллельны тогда и только
тогда, когда в их общих уравнениях коэффициенты при соответствующих неизвестных пропорциональны, т.е.
A1 |
|
B1 |
|
C1 |
A2 |
B 2 |
|
||
|
C 2 |
|||
2) Пусть плоскости пересекаются |
|
|
1 |
|
2 |
|
N1 |
|
2 |
1 |
|
N2 |
1 |
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
( |
|
|
, |
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
A1A2 B1B2 C1C2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
N |
N |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
cos 1,2 |
|
|
|
1 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
N1 |
N2 |
|
|
|
(A1)2 (B1)2 (C1)2 (A2 )2 (B2 )2 (C2 )2 |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
где знак плюс берется в том случае, когда надо найти величину острого угла, а знак минус – когда надо найти величину тупого угла.
Частный случай – плоскости перпендикулярны, т.е.
|
1 2 90 |
|||||||||||||||
|
cos 1 cos 2 0 |
|||||||||||||||
|
cos 1,2 |
|
|
( |
|
|
1, |
|
|
2 ) |
|
|
0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
N |
N |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
N1 |
N2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
( |
|
1, |
|
2 ) A1A2 B1B2 C1C2 0 |
|
N |
N |
критерий перпендикулярности плоскостей, заданных общими уравнениями.
4. Расстояние от точки до плоскости
ЗАДАЧА 3. Пусть плоскость λ задана общим уравнением
Ax + By + Cz + D = 0 ,
M0(x0;y0;z0) – точка, не принадлежащая плоскости λ . Найти расстояние от точки M0 до плоскости λ .
M N
0
d
M
1
|
|
( |
|
, |
M1M0 |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
N |
|
|
|
Ax By Cz |
0 |
D |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
A2 B2 C2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
