高等数据->向量代数与空间解析几何->平面及其方程
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数学
正文
一、曲面方程与空间曲线方程的概念
如果曲面$S$与三元方程
$$F(x,y,z)=0$$
有下述关系:
1、曲面$S$上任一点的坐标都满足方程。
2、不在曲面S上的点的坐标都不满足方程。
那么,方程就叫做曲面S的方程,而曲面S就叫做方程的图形。
空间曲线可以看作两个曲面$S_1,S_2$的交线,设
$F(x,y,z)=0 \quad G(x,y,z)=0$
分别是这两个曲面的方程,它们的交线为C,可表示为
$\left\{ \begin{aligned} F(x,y,z)&=0 \\ G(x,y,z)&=0 \end{aligned} \right.$
二、平面的点法式方程
设$M(x,y,z)$是平面II上的任一点,则平面上的向量$\overrightarrow{M_0M}$必与平面的法线向理$n$垂直,即它们的数量乘积等于零。
因为$n=(A,B,C),\overrightarrow{M_0M}=(x-x_0,y-y_0,z-z_0)$,所以有
$A(x-x_0)+B(y-y_0)+C(z-z_0)=0$
这个方程就叫做平面的点法式方程。
三、平面的一般方程
$Ax+By+Cz+D=0$
上面的方程称为平面的一般方程,其中$x、y、z$的系数就是该平观的一个法线向量的坐标。
而方程
$\cfrac{x}{a}+\cfrac{y}{b}+\cfrac{z}{c}=1$
称为平面的截距方程,而$a,b,c$依次叫做平面在$x,y,z$轴上的截距。
四、两平面的夹角
两平面的法向量的夹角(通常指锐角或直角)称为两平面的夹角。
设两平面的法线向量依次为$n_1=(A_1,B_1,C_1)$和$n_2=(A_2,B_2,C_2)$
则夹角可由
$$\cos \theta=\cfrac{|A_1A_2+B_1B_2+C_1C_2|}{\sqrt{A_1^2+B_1^2+C_1^2}+\sqrt{A_2^2+B_2^2+C_2^2}}$$
来确定。