平面及其方程


教學目的:介紹最簡單也是非常這樣的曲面——平面,為下學期學習重積分、線面積分打下基礎.

教學重點:1.平面的方程

          2.兩平面的夾角

教學難點:平面的幾種表示及其應用

教學內容:

一.平面的點法式方程

1.平面的法線向量定義:垂直於一平面的非零向量叫做平面的法線向量.

平面內的任一向量均與該平面的法線向量垂直.

2.平面的點法式方程

已知平面上的一點M0(x0,y0,z0)和它的一個法線向量n={A,B,C},對平面上的任一點M(x,y,z),有向量n,即

n

代入坐標式有:

         (1)

此即平面的點法式方程.

1.     例子:求過三點M1(2,-1,4)、M2(-1,3,-2)和M3(0,2,3)的平面方程.

解:先找出這平面的法向量n

     

     由點法式方程得平面方程為

 

即:                                   

二.平面的一般方程

     任一平面都可以用三元一次方程來表示.

平面的一般方程為:

 

幾個平面圖形特點:

二.  D=0:通過原點的平面.

三.  A=0:法線向量垂直與x軸,表示一個平行於x軸的平面.

同理:B=0或C=0:分別表示一個平行於y軸或z軸的平面.

四.  AB=0:方程為CzD=0,法線向量{0,0,C},方程表示一個平行於xoy面的平面.

同理:AxD=0和ByD=0分別表示平行於yoz面和xoz面的平面.

五.  反之:任何的三元一次方程,例如:5x+6y-7z+11=0都表示一個平面,該平面的法向量為n={5,6,-7}

 

三.兩平面的夾角

定義:平行於定直線並沿曲線定曲線C移動的直線L形成的軌跡叫做柱面.

      定曲線C:准線             動直線L:母線

 

四.幾個常用的結論

    設平面1和平面2的法向量依次為n1={A1,B1,C1}和n2={A2,B2,C2}

兩平面垂直:  (法向量垂直)

兩平面平行:          (法向量平行)

平面外一點到平面的距離公式:設平面外的一點P0x0y0z0),平面的方程為 ,則點到平面的距離為

 

 

小結:平面是本書非常重要的一節,學生在學習時會各種平面的表示方法,了解平面與其法向量之間的關系等等.


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM