1楼:目断飞鸿
首先该图形能建
坐标系如果能建
则先要会求面的法向量
求面的法向量的方法是 1。尽量在土中找到垂直与面的向量2。如果找不到,那么就设n=(x,y,z)然后因为法向量垂直于面
所以n垂直于面内两相交直线
可列出两个方程
两个方程,三个未知数
然后根据计算方便
取z(或x或y)等于一个数
然后就求出面的一个法向量了http://****swxl.
***.**:81/zyzx1/uploadfiles_8238/200704/20070429112707423.doc
在空间直角坐标系中法向量的具体求法(选取点的要求以及求法公式)
2楼:匿名用户
一个面中任取两条非平行直线,求得它们的坐标(我这里分别记为向量a和向量b)。设该面的一个法向量为m,求法就是两个方程联立(a×m=0,b×m=0),得出xyz之间的关系(因为三个未知数只有两个方程,所以只能得出两两间关系),令一个值为1,得出另两个的值,就有了该面的一个法向量。
建立空间直角坐标系,平面法向量怎么求 大概思路
3楼:taxi青山绿水苏
没有定义一个向量的法向量 只有两个向量的垂直定义 两个向量垂直,则它们对应分量的乘积之和等于0 如 (x1,x2,x3) 与 (2,-6,-10) 垂直 2x1-6x2-10x3 = 0 平面的法向量即与两个已知向量都垂直的向量, 有无穷多, 解方程即得
4楼:匿名用户
求出二面角两个半面的法向量,其夹角即为二面角或二面角的互补角,至于是哪一个角则需根据图来判断
法向量的求法
5楼:阿木子香
计算:对于像三角形这样的多边形来说,多边形两条相互不平行的边的叉积就是多边形的法线。
用方程ax+by+cz=d表示的平面,向量(a,b,c)就是其法线。
如果s是曲线坐标x(s,t)表示的曲面,其中s及t是实数变量,那么用偏导数叉积表示的法线为:
如果曲面s用隐函数表示,点集合(x,y,z)满足 f(x,y,z)=0,那么在点(x,y,z)处的曲面法线用梯度表示为:
如果曲面在某点没有切平面,那么在该点就没有法线。例如,圆锥的顶点以及底面的边线处都没有法线,但是圆锥的法线是几乎处处存在的。通常一个满足lipschitz连续的曲面可以认为法线几乎处处存在。
扩展资料:
1、法向量的唯一性
曲面(su***ce)上的法线向量场(vector field of normals)。
曲面法线的法向不具有唯一性(uniqueness),在相反方向的法线也是曲面法线。曲面在三维的边界(topological boundary)内可以分区出inward-pointing normal 与 outer-pointing normal, 有助于定义出法线唯一方法(unique way)。
定向曲面的法线通常按照右手定则来确定。
2、法向量的变换
变换矩阵可以用来变换多边形,也可以变换多边形表面的切向量(tangent vector)。 设n′为w n。我们必须发现w。
w n垂直(perpendicular)于m t
很明白的选定ws.t.
将可以满足上列的方程式,按需求,再以wn垂直于(perpendicular)mt或一个n′垂直于t′。
3、法向量的界定
三维平面的法线是垂直于该平面的三维向量。曲面在某点p处的法线为垂直于该点切平面(tangent plane)的向量。
法线是与多边形(polygon)的曲面垂直的理论线,一个平面(plane)存在无限个法向量(normal vector)。在电脑图学(***puter graphics)的领域里,法线决定着曲面与光源(light source)的浓淡处理(flat shading),对于每个点光源位置,其亮度取决于曲面法线的方向。
如果一个非零向量n与平面a垂直,则称向量n为平面a的法向量。
垂直于平面的直线所表示的向量为该平面的法向量。每一个平面存在无数个法向量。
6楼:**的勾k先生
1、若曲面在某点没有切平面,那么在该点就没有法线。例如,圆锥的顶点以及底面的边线处都没有法线,但是圆锥的法线是几乎处处存在的。
2、若s是曲线坐标x(s,t)表示的曲面,s、t是实数变量,用偏导数叉积表示的法线为
3、若曲面s用隐函数表示,点集合(x,y,z)满足 f(x,y,z)=0,那么在点(x,y,z)处的曲面法线用梯度表示为
4、用方程ax+by+cz=d表示的平面,那么向量(a,b,c)就是其法线。
7楼:森海和你
在空间直角坐标系下
求出法向量所垂直的平面内两条不平行的直线的方向向量
设为(x1,y1,z1) (x2,y2,z2)
显然平面的法向量(x,y,z)与两直线方向向量垂直
即得xx1+yy1+zz1=0,xx2+yy2+zz2=0
将任一未知量取一特殊值,则另外两个未知量可得
即可求出法向量
如果一个非零向量n与平面a垂直,则称向量n为平面a的法向量。垂直于平面的直线所表示的向量为该平面的法向量。每一个平面存在无数个法向量。
如果曲面在某点没有切平面,那么在该点就没有法线。例如,圆锥的顶点以及底面的边线处都没有法线,但是圆锥的法线是几乎处处存在的。通常一个满足lipschitz连续的曲面可以认为法线几乎处处存在。
在空间直角坐标系中,分别取与x轴、y轴,z轴方向相同的3个单位向量i,j,k作为一组基底。若为该坐标系内的任意向量,以坐标原点o为起点作向量a。
由空间基本定理知,有且只有一组实数(x,y,z),使得a=ix+jy+kz,因此把实数对(x,y,z)叫做向量a的坐标,记作a=(x,y,z)。这就是向量a的坐标表示。
8楼:素子欣嬴志
设三点为a、b、c,则向量
ab与向量ac可求。(ab、ac、bc三个选哪两个都可以)设这个法向量是a=(x,y,z),则有向量a点乘向量ab为0,向量a点乘向量ac为0,
则可解出向量a,这里要注意的是我们解出的a是含有一个参量的,可是是x、y、z中的任何一个,在具体题里,可以根据已知去确定把三者的哪个定为参量,假设我们解出的是a=(2y,y,3y/5),再把y赋具体的值就可以,这里可以是1,为了不出分数,也可以是5.
9楼:匿名用户
在空间直角坐标系下
求出法向量所垂直的平面内两条不平行的直线的方向向量设为(x1,y1,z1) (x2,y2,z2)显然平面的法向量(x,y,z)与两直线方向向量垂直即得xx1+yy1+zz1=0,xx2+yy2+zz2=0将任一未知量取一特殊值(如1),则另外两个未知量可得即可求出法向量
10楼:谷源燕安萱
空间的还是平面的?大学的问题还是中学的问题?中学问题的话就先求切向量,切向量与法向量是垂直的。
大学的问题可以用偏导数计算。
11楼:七彩无界
可以使用
向量积找出平面内任意相交的2个向量
做向量积a×b
-------------------
高中没有向量积内容
可以使用数量积,因为法向量与平面内的所有向量垂直,所以找出任意两个相交的向量
分别作数量积。
空间向量怎样过定点求平面法向量
12楼:小苒
(43) 平面法向量的求法及其应用
嵩明县一中 吴学伟
引言:本节课介绍平面法向量的三种求法,并对平面法向量在高中立体几何中的应用作归纳和总结。其中重点介绍外积法求平面法向量的方法,因为此方法比内积法更具有优越性,特别是在求二面角的平面角方面。
此方法的引入,将对高考立体几何中求空间角、求空间距离、证明垂直、证明平行等问题的解答变得快速而准确,那么每年高考中那道12分的立体几何题将会变得更加轻松。
一、 平面的法向量
1、定义:如果 ,那么向量 叫做平面 的法向量。平面 的法向量共有两大类(从方向上分),无数条。
2、平面法向量的求法
方法一(内积法):在给定的空间直角坐标系中,设平面 的法向量 [或 ,或 ],在平面 内任找两个不共线的向量 。由 ,得 且 ,由此得到关于 的方程组,解此方程组即可得到 。
方法二:任何一个 的一次次方程的图形是平面;反之,任何一个平面的方程是 的一次方程。 ,称为平面的一般方程。
其法向量 ;若平面与3个坐标轴的交点为 ,如图所示,则平面方程为: ,称此方程为平面的截距式方程,把它化为一般式即可求出它的法向量。
方法三(外积法): 设 , 为空间中两个不平行的非零向量,其外积 为一长度等于 ,(θ为 , 两者交角,且 ),而与 , 皆垂直的向量。通常我们采取「右手定则」,也就是右手四指由 的方向转为 的方向时,大拇指所指的方向规定为 的方向, 。
(注:1、二阶行列式: ;2、适合右手定则。)
例1、 已知, ,
试求(1): (2):
key: (1) ;
例2、如图1-1,在棱长为2的正方体 中,
求平面aef的一个法向量 。
二、 平面法向量的应用
1、 求空间角
(1)、求线面角:如图2-1,设 是平面 的法向量,
ab是平面 的一条斜线, ,则ab与平面
所成的角为:
图2-1-1:
图2-1-2:
(2)、求面面角:设向量 , 分别是平面 、 的法向量,则二面角 的平面角为:
(图2-2);
(图2-3)
两个平面的法向量方向选取合适,可使法向量夹角就等于二面角的平面角。约定,在图2-2中, 的方向对平面 而言向外, 的方向对平面 而言向内;在图2-3中, 的方向对平面 而言向内, 的方向对平面 而言向内。我们只要用两个向量的向量积(简称“外积”,满足“右手定则”)使得两个半平面的法向量一个向内一个向外,则这两个半平面的法向量的夹角即为二面角 的平面角。
2、 求空间距离
(1)、异面直线之间距离:
方法指导:如图2-4,①作直线a、b的方向向量 、 ,
求a、b的法向量 ,即此异面直线a、b的公垂线的方向向量;
②在直线a、b上各取一点a、b,作向量 ;
③求向量 在 上的射影d,则异面直线a、b间的距离为
,其中(2)、点到平面的距离:
方法指导:如图2-5,若点b为平面α外一点,点a
为平面α内任一点,平面的法向量为 ,则点p到
平面α的距离公式为
(3)、直线与平面间的距离:
方法指导:如图2-6,直线 与平面 之间的距离:
,其中 。 是平面 的法向量
(4)、平面与平面间的距离:
方法指导:如图2-7,两平行平面 之间的距离:
,其中 。 是平面 、 的法向量。
3、 证明
(1)、证明线面垂直:在图2-8中, 向是平面 的法向量, 是直线a的方向向量,证明平面的法向量与直线所在向量共线( )。
(2)、证明线面平行:在图2-9中, 向是平面 的法向量, 是直线a的方向向量,证明平面的法向量与直线所在向量垂直( )。
(3)、证明面面垂直:在图2-10中, 是平面 的法向量, 是平面 的法向量,证明两平面的法向量垂直( )
(4)、证明面面平行:在图2-11中, 向是平面 的法向量, 是平面 的法向量,证明两平面的法向量共线( )。
三、高考真题新解
1、(2005全国i,18)(本大题满分12分)
已知如图3-1,四棱锥p-abcd的底面为直角梯形,ab‖dc, 底面abcd,且pa=ad=dc= ab=1,m是pb的中点
(ⅰ)证明:面pad⊥面pcd;
(ⅱ)求ac与pb所成的角;
(ⅲ)求面amc与面bmc所成二面角的大小
解:以a点为原点,以分别以ad,ab,ap为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系a-xyz如图所示.
, ,设平面pad的法向量为
, ,设平面pcd的法向量为
, ,即平面pad 平面pcd。
, ,, ,设平在amc的法向量为 .
又 ,设平面pcd的法向量为 .
.面amc与面bmc所成二面角的大小为 .
2、(2006年云南省第一次统测19题) (本题满分12分)
如图3-2,在长方体abcd-a1b1c1d1中,
已知ab=aa1=a,bc= a,m是ad的中点。
(ⅰ)求证:ad‖平面a1bc;
(ⅱ)求证:平面a1mc⊥平面a1bd1;
(ⅲ)求点a到平面a1mc的距离。
解:以d点为原点,分别以da,dc,dd1为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系d-xyz如图所示.
, ,设平面a1bc的法向量为
又 , , ,即ad//平面a1bc.
, ,设平面a1mc的法向量为: ,
又 , ,设平面a1bd1的法向量为: ,
, ,即平面a1mc 平面a1bd1.
设点a到平面a1mc的距离为d,
是平面a1mc的法向量,
又 , a点到平面a1mc的距离为: .
四、 用空间向量解决立体几何的“三步曲”
(1)、建立空间直角坐标系(利用现有三条两两垂直的直线,注意已有的正、直条件,相关几何知识的综合运用,建立右手系),用空间向量表示问题中涉及的点、直线、平面,把立体几何问题转化为向量问题;(化为向量问题)
(2)、通过向量运算,研究点、直线、平面之间的位置关系以及它们之间距离和夹角等问题;(进行向量运算)
(3)、把向量的运算结果“翻译”成相应的几何意义。(回到图形问题)
三维中法向量的求解,3维空间平面法向量怎么求
1楼 你是在问这样解的数学原因吗? 这样的 设 已知三点a x1 y1 z1 b x2 y2 z2 c x3 y3 z3 任意找在这个面的两个不平行的向量, ba x1 x2 y1 y2 z1 z2 v1 0 v1 1 v1 2 cb x2 x3 y2 y3 z2 z3 v2 0 v2 1 v2 2...