高等数学课件-D85平面方程.ppt

2023/10/31,同济版高等数学课件,第五节,一、平面的点法式方程,二、平面的一般方程,三、两平面的夹角,平面及其方程,第八章,2023/10/31,同济版高等数学课件,一、平面的点法式方程,设一平面通过已知点,且垂直于非零向,称式为平面的点法式方程,求该平面的方程.,法向量.,量,则有,故,2023/10/31,同济版高等数学课件,例1.求过三点,即,解:取该平面 的法向量为,的平面 的方程.,利用点法式得平面 的方程,2023/10/31,同济版高等数学课件,此平面的三点式方程也可写成,一般情况:,过三点,的平面方程为,说明:,2023/10/31,同济版高等数学课件,特别,当平面与三坐标轴的交点分别为,此式称为平面的截距式方程.,时,平面方程为,分析:利用三点式,按第一行展开得,即,2023/10/31,同济版高等数学课件,二、平面的一般方程,设有三元一次方程,以上两式相减,得平面的点法式方程,此方程称为平面的一般,任取一组满足上述方程的数,则,显然方程与此点法式方程等价,的平面,因此方程的图形是,法向量为,方程.,2023/10/31,同济版高等数学课件,特殊情形,当 D=0 时,A x+B y+C z=0 表示,通过原点的平面;,当 A=0 时,B y+C z+D=0 的法向量,平面平行于 x 轴;,A x+C z+D=0 表示,A x+B y+D=0 表示,C z+D=0 表示,A x+D=0 表示,B y+D=0 表示,平行于 y 轴的平面;,平行于 z 轴的平面;,平行于 xOy 面 的平面;,平行于 yOz 面 的平面；,平行于 zOx 面 的平面.,2023/10/31,同济版高等数学课件,例2.求通过 x 轴和点(4,3,1)的平面方程.,例3.用平面的一般式方程导出平面的截距式方程.,解:,因平面通过 x 轴,设所求平面方程为,代入已知点,得,化简,得所求平面方程,(P39例4,自己练习),2023/10/31,同济版高等数学课件,三、两平面的夹角,设平面1的法向量为,平面2的法向量为,则两平面夹角 的余弦为,即,两平面法向量的夹角(常指锐角)称为两平面的夹角.,2023/10/31,同济版高等数学课件,特别有下列结论：,2023/10/31,同济版高等数学课件,因此有,例4.一平面通过两点,垂直于平面:x+y+z=0,求其方程.,解:设所求平面的法向量为,即,的法向量,约去C,得,即,和,则所求平面,故,方程为,且,2023/10/31,同济版高等数学课件,外一点,求,例5.设,解:设平面法向量为,在平面上取一点,是平面,到平面的距离d.,则P0 到平面的距离为,(点到平面的距离公式),2023/10/31,同济版高等数学课件,例6.,解:设球心为,求内切于平面 x+y+z=1 与三个坐标面所构成,则它位于第一卦限,且,因此所求球面方程为,四面体的球面方程.,故,2023/10/31,同济版高等数学课件,内容小结,1.平面基本方程:,一般式,点法式,截距式,三点式,2023/10/31,同济版高等数学课件,2.平面与平面之间的关系,平面,平面,垂直:,平行:,夹角公式:,2023/10/31,同济版高等数学课件,思考与练习,P42 题4,5,8,第六节,作业P42 2,6,7,9,2023/10/31,同济版高等数学课件,备用题,求过点,且垂直于二平面,和,的平面方程.,解:已知二平面的法向量为,取所求平面的法向量,则所求平面方程为,化简得,