|
|
|
Рисунок 22 – Плоскость
| Рисунок 23 – Плоскость
| Рисунок 24 – Плоскость
|
Уравнение
– плоскость
.
Уравнение
– плоскость
.
Уравнение
– плоскость
.
Задача 1. Через точку
проведем плоскость
, перпендикулярную вектору
(рисунок 25).
|
Рисунок 25
|
Для решения этой задачи на плоскости
возьмем текущую точку
. Векторы
и
перпендикулярны, значит их скалярное произведение равно нулю, то есть
. (19)
Это уравнение плоскости, проходящей через точку
и перпендикулярной вектору
.
Вектор
, перпендикулярный плоскости
, называется нормалью плоскости.
Преобразуем уравнение (19):

и переобозначим через
.
Получим уравнение (18).
Задача 2. Через три точки провести плоскость.
Пусть даны точки
;
;
и для вывода уравнения возьмем четвертую точку – текущую
(рисунок 26).
|
Рисунок 26
|
Проведем векторы
,
и
. И так как эти векторы компланарны, то их смешанное произведение равно нулю, то есть
. (20)
Задача 3. Пусть плоскость отсекает на осях
;
;
соответственно отрезки
;
;
, то есть плоскость проходит через три точки
;
;
(рисунок 27).
|
Рисунок 27
|
Подставив координаты этих точек в уравнение (20), получим:
.
Раскроем определитель и получим
или
.
Поделим обе части на
, получим
(21)
– уравнение плоскости в отрезках.
Если умножить обе части общего уравнения (18) на нормирующий множитель
, взяв его со знаком, противоположным знаку свободного члена, то получим уравнение плоскости
, (22)
которое называется нормальным. Где углы
;
; и
– это углы между векторами нормали плоскости с соответствующими осями
;
;
.
Расстояние от точки
до плоскости находят по формулам:
(23)
или
, (24)
подставив координаты точки в нормальное уравнение плоскости.
Под углом между плоскостями
и
понимается один из двугранных углов, образованных этими плоскостями.
Двугранный угол измеряется линейным, например, это угол
, который равен углу между нормалями, как углы с соответственно перпендикулярными сторонами (рисунок 28).
|
Рисунок 28
|
Так что, если заданы две плоскости:
:
,
.
:
,
, то
.
В координатной форме:
. (25)
Если плоскости перпендикулярны, то и их нормали
, но тогда
. Тогда
(26)
– условие перпендикулярности двух плоскостей.
А если плоскости параллельны, то и их нормальные векторы
, значит, координаты этих векторов будут пропорциональны, то есть
(27)
– это условие параллельности двух плоскостей.