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空間平面的向量表示式怎麼理解

生活 更新时间:2024-10-01 09:31:52
平面方程的點法式方程是什麼?

讓我們直入主題:我們常常用π來表示一個平面:你看不懂這個公式沒有關系,接下來我将把它講明白。

空間平面的向量表示式怎麼理解(如何理解用數學表示的平面空間)1

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假設現在我們有一個特定點,這個點是已知的:

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現在我們發現一個垂直于這個平面向量,我們把它稱作法向量

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是未知變量。

大家知道,一個空間中的點的坐标減去另一個空間中的點的坐标,它的意義是一個向量,我們把它記作K。

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于是,一個平面就等于法向量點乘這個未知向量:

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大家知道,垂直向量的點乘為0,所以有:

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于是,我們可以推演出平面的一般方程

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D為常數

這個方程有什麼用呢?我們現在做一個數學實驗

設有三個空間中的點A(1,0,-1),B(2,1,2),C(-1,1,3),我們現在要設法确定它的空間平面方程。我們知道,三點确定一個平面。兩條相交的直線也能确定一個平面。

于是我們準備搞出兩條相交的直線來:

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我們知道n向量垂直于上面這倆,所以可以直接用叉乘(右手定則)

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至于這個矩陣怎麼運算的,大家可以參考我之前的文章,這裡就不帶大家算了。

于是,我們根據之前的定義,随便取一個點A(取B,C都可以),可以推出:

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這個平面長什麼樣子呢,好像不直觀啊!我們對它變個形狀

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我們用MATLAB畫出它的圖,光靠三個點就能确定一個這樣的平面,是不是很神奇呢?

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感謝大家抽空閱讀~

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