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平面


平面是二维的双直纹曲面由两个线性独立的向量跨越。平面向上的推广尺寸称为超平面.二者之间的角度交叉飞机是已知的作为二面角.

平面

平面方程非零 法向量 n=(a、b、c)通过该点x_0=(x_0,y_0,z_0)

 n·(x-x0)=0,
(1)

哪里x=(x,y,z).接通电源可提供一般信息平面方程,

 ax+by+cz+d=0,
(2)

哪里

 d=-ax_0-by_0-cz_0。
(3)

因此,以这种形式指定的平面具有x个-,年-,z(z)-拦截时间

x个=-承兑交单
(4)
年=-承兑交单
(5)
z(z)=-付款交单,
(6)

躺在一个距离

 D=D/(平方(a^2+b^2+c^2))
(7)

来自起源.

在所谓的黑森范式。这是从以下位置获得的(◇) 通过定义单元法向量n^^=(nx,ny,nz)

氮氧化物=a/(平方码(a^2+b^2+c^2))
(8)
n年=b/(平方码(a^2+b^2+c^2))
(9)
n_z=c/(平方码(a^2+b^2+c^2))
(10)

和常数

 p=d/(平方(a^2+b^2+c^2))。
(11)

然后黑森范式飞机的

 n^^·x=-p
(12)

(盖勒特等。1989年,第540页),到一个点的(签名)距离x_0

 D=n^^·x_0+p,
(13)

以及与起源很简单

 D=p
(14)

(盖勒特等。1989年,第541页)。

平面截距

在截距形式中,通过这些点的平面(a^',0,0),(0,b^',0)(0,0,c^')由提供

 x/(a^')+y/(b^')+z/(c^')=1。
(15)

飞机通过(x_1,y_1,z_1)与平行(a_1、b_1、c_1)(a2、b2、c2)

 |x-x_1y-y_1zz_1;a_1b_1c_1;a_2 b_2 c_2 |=0。
(16)

平面通过点(x_1,y_1,z_1)(x2,y2,z2)平行于方向(a、b、c)

 |x-x_1y-y_1zz_1;x2-x1 y2-y1 z2-z1;a b c=0。
(17)

三点式是

 |x y z 1;x_1y_1z_11;x2y2z21;x_3y_3z_31|=|x-x_1y-y_1z_z_1;x2-x1 y2-y1 z2-z1;x_3-x_1 y_3-y_1 z_3-z_1 |=0。
(18)

以三点形式指定的平面可以用一般方程表示(◇) 通过

 A_1x+A_2y+A_3z-A=0,
(19)

哪里

 A=det(x_1 x_2 x_3)
(20)

A(_i)行列式通过替换获得x指数用一个列向量第页,共1s页。表达黑森(Hessian)标准形,注意单位法向量也可以立即写入作为

 n ^^=((x3-x1)x(x2-x1))/(|(x3-x1)x(x2-x1)|)
(21)

和常数第页给出从平面到原点的距离是

 p=A/(平方(A_1^2+A_2^2+A _3^2))。
(22)

(签字)点平面距离从某一点(x0,y0,z0)到飞机

 ax+by+cz+d=0
(23)

 D=(ax_0+by_0+cz_0+D)/(平方码(a^2+b^2+c^2))。
(24)

这个二面角在飞机之间

a1x+b1y+c1z+d1=0
(25)
a2x+b2y+c2z+d2=0
(26)

有法向量的n1=(a1,b1,c1)n2=(a2,b2,c2)仅通过以下方式给出这个点积法线的,

服装=n1 ^^·n2^^
(27)
=(a_1a_2+b_1b_2+c_1c_2)/(平方(a_1^2+b_1^2+c_1^2)平方(a_2^2+b2^2+c_2^2))。
(28)

因此,如果平面在黑森正态(盖勒特et(等)阿尔。1989年,第541页)。

为了指定的相对距离n> 1个平面上的点,1+2(n-2)=2n-3需要坐标,因为第一个可以始终放在(0,0),第二个放在(x,0),其中定义了x个-轴.剩下的n-2个每个点需要两个坐标。然而,总距离为

 _nC_2=(n;2)=(n!)/(2!(n-2)!)=1/2n(n-1),
(29)

哪里(n;k)是一个二项式系数,因此点之间的距离取决于米关系,其中

 m=1/2n(n-1)-(2n-3)=1/2(n-2)(n-3)。
(30)

对于n=2n=3,没有关系。然而,对于四边形的(带有n=4),有一个(Weinberg 1972)。

不可能选取平面上均匀分布的随机变量(Eisenberg和Sullivan,1996)。在四个维度中,可能有四个飞机到横断在里面确切地点。对于每组n个平面上的点,存在一个点O(运行)在具有以下特性的平面中每一个直的线路贯通O(运行)每侧至少有1/3的点(Honsberger 1985)。

刚性运动该平面是以下之一类型(Singer 1995):

1旋转关于一个固定点P(P).

2翻译沿直线方向我.

三。反射穿过一条线我.

4.沿直线的滑动反射我.

刚性运动双曲线平面的之前的类型或

5.角环旋转。


另请参阅

阿尔冈平面,复杂平面,考克斯定理,十字架章节,二面角,董事,双重规则曲面,椭圆形平面,Fano飞机,黑森(Hessian)普通形式,超平面,等倾的平面,线平面交点,调解人,牟坊飞机,尼伦伯格猜想,正常章节,无限平面,平面-平面十字路口,点平面距离,投影平面 在数学世界课堂上探索这个主题

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工具书类

Beyer,W.H。CRC标准数学表,第28版。佛罗里达州博卡拉顿:CRC出版社,第208-209页,1987Eisenberg,B.和Sullivan,R.“随机三角形n个尺寸。"阿默尔。数学。每月 103, 308-318,1996盖勒特,W。;哥特瓦尔德,S。;海尔威奇,M。;Kästner,H。;Künstner,H.(编辑)。“平面”输入越南卢比简明数学百科全书,第二版。纽约:Van Nostrand Reinhold,第539-543页,1989年。R.洪斯伯格。数学宝石III。华盛顿特区:数学。美国协会。,第189-1911985页。科恩,西海岸。和J.R.布兰德。《空间中的线和平面》第4节固体带证据的测量,第二版。纽约:Wiley,第9-12页,1948年。歌手,D.A.博士。“平面的等距线。”阿默尔。数学。每月 102,628-631, 1995.温伯格,S。引力宇宙学:广义相对论的原理和应用。纽约:Wiley,第7页,1972年。

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“平面。”来自数学世界--A类Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/Plane.html

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