簡單快速求法向量(借0構造)


有一個向量中出現一個 \(0\)

根據垂直向量數量積為 \(0\) ,很容易構造與 \(\vec{m}=(a,0,b)\) 垂直的向量:\(\vec{n}=(-b,y,a)\)\(\vec{n}=(b,y,-a)\),注意 \(0\) 的位置與待定系數的位置相同。

例1

\(\overrightarrow{AB}=(2,1,3)\)\(\overrightarrow{AC}=(-1,0,2)\)
根據 \(\overrightarrow{AC}\) 構造法向量 \(\vec{n}=(2,y,1)\)
\(\vec{n}\cdot\overrightarrow{AB}=0\)\(4+y+3=0 \Rightarrow y=-7\)
\(\vec{n}=(2,-7,1)\)

例2

\(\overrightarrow{AB}=(2,2,1)\)\(\overrightarrow{AC}=(-1,2,0)\)
根據 \(\overrightarrow{AC}\) 構造法向量 \(\vec{n}=(2,1,z)\)
\(\vec{n}\cdot\overrightarrow{AB}=0\)\(4+2+z=0 \Rightarrow z=-6\)
\(\vec{n}=(2,1,-6)\)

兩個向量有 \(0\) 在同一個位置

若兩個向量有 \(0\) 在同一個位置,則直接得到沿着坐標軸的法向量。

例3

\(\overrightarrow{AB}=(2,0,1)\)\(\overrightarrow{AC}=(-1,0,2)\) 直接得到 \(\vec{n}=(0,1,0)\)

例4

\(\overrightarrow{AB}=(2,1,0)\)\(\overrightarrow{AC}=(-1,3,0)\) 直接得到 \(\vec{n}=(0,0,1)\)

有一個向量中出現兩個 \(0\)

首先,構造與 \(\overrightarrow{AB}=(a,0,0)\) 垂直的向量:\(\vec{n}=(0,\ \_\ ,\ \_)\)

在此基礎上,根據 \(\overrightarrow{AC}=(b,c,d)\) 直接構造 \(\vec{n}=(0,d,-c)\)\(\vec{n}=(0,-d,c)\)

例4

\(\overrightarrow{AB}=(2,0,0)\)\(\overrightarrow{AC}=(-1,3,2)\)
根據 \(\overrightarrow{AB}\) 構造法向量 \(\vec{n}=(0,\ \_\ ,\ \_)\)
根據 \(\overrightarrow{AC}=(-1,3,2)\) 構造 \(\vec{n}=(0,-2,3)\)

兩個向量都沒有 \(0\)

重新建系(誤)

根據平面向量基本定理,\(\vec{c}=x\vec{a}+y\vec{b}\)\(\vec{a}\)\(\vec{b}\)共面。若兩個向量都沒有 \(0\),可以借此構造 \(0\)

例5

\(\vec{a}=(2,1,3)\)\(\vec{b}=(-1,3,2)\)
構造含 \(0\) 向量 \(\vec{c}=\vec{a}+2\vec{b}=(0,7,7)\)
\(\vec{c}\) 簡化為 \((0,1,1)\),據此構造法向量 \(\vec{n}=(x,1,-1)\)
\(\vec{a}\cdot\vec{n}=0\)\(2x+1-3=0 \Rightarrow x=1\)
\(\vec{n}=(1,1,-1)\)


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