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§3.2 平面与点的相关位置
平面与点的位置关系,有两种情形,就是点在平面上和点不在平面上. 前者的条件是点的坐标满足平面方程. 点不在平面上时,一般要求点到平面的距离,并用离差反映点在曲面的哪一侧.
1.点到平面的距离
定义3.2.1 自点M0向平面? 引垂线,垂足为Q. 向量在平面?的单位法向量n0上的射影叫做M0与平面?之间的离差,记作
? = 射影n0 (3.2-1)
显然 ? = 射影n0 = ·n0 =∣∣cos∠(,n0) =±∣∣
当与n0同向时,离差? 0;当与n0反向时,离差? 0. 当且仅当M0在平面上时,离差? = 0.
显然,离差的绝对值就是点M0到平面? 的距离.
定理3.2.1 点M0与平面(3.1-13)之间的离差为
? = n0r0-p (3.2-2)
推论1 若平面? 的法式方程为 ,则与?间的离差
(3.2-3)
推论2 点与平面Ax+By+Cz+D = 0间的距离为
(3.2-4)
2.平面划分空间问题 三元一次不等式的几何意义
设平面的一般方程为
Ax+By+Cz+D = 0
则空间中任一点M(x,y,z)与间的离差为
= ? (Ax+By+Cz+D)
式中?为平面的法化因子,由此有
Ax+By+Cz+D = (3.2-5)
对于平面同侧的点,? 的符号相同;对于在平面的异侧的点,? 有不同的符号,而?一经取定,符号就是固定的. 因此,平面:Ax+By+Cz+D = 0把空间划分为两部分,对于某一部分的点M(x,y,z) Ax+By+Cz+D 0;而对于另一部分的点,则有Ax+By+Cz+D 0,在平面上的点有Ax+By+Cz+D = 0.
P112习题 1,2,5,8
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