平面的向量表示、法向量与方程(一般式、截距式)
1、平面的向量表示
根据平面的基本性质(公理2推论2),空间中平面的位置可由平面内的两条相交直线来确定。
如图1,设两条直线相交于点,它们的方向向量分别为和,为平面上任意一点,则由平面向量的基本定理知,存在有序实数对,使得
,
这样,点与向量不仅可以确定平面的位置,还可以具体表示出平面内的任意一点。
图1
2、平面的法向量与方程
如图2,直线,取直线的方向向量,则向量称为平面的一个法向量。给定一点和平面的一个法向量
,
在平面内任取一点,则过点并以为法向量的平面被完全确定,注意到向量,所以,其与的数量积
(1)
图2
根据两向量数量积的坐标表示3,得平面的点法式方程:
(2)
平面的一般方程
,
其中为平面的法向量。
注:① 若,平面通过坐标原点;
② 若,则平面垂直于轴;
③ 若,则平面平行于面或垂直于轴.
平面的截距式方程
【动画】
其中分别为平面在轴,轴,轴上的截距。