点到平面距离公式是d=|Ax0+By0+Cz0+D|/√(A²+B²+C²)。
点到平面距离是指空间内一点到平面内一点的最小长度。特殊的,当点在平面内时,该点到平面的距离为0。公式中的平面方程为Ax+By+Cz+D=0,点P的坐标(x0,y0,z0),d为点P到平面的距离。
点到平面距离计算的技巧
1、直接法作点到平面的垂线,找到垂足,然后构造一个可用的直角三角形来求解问题。适用于垂足好找,且相关线段长度可方便计算的情形。
2、等积法(间接法)利用含有高h的各种公式,如棱锥体积V=Sh/3,若能方便地求出基本量S,以及已知V或可方便地以其他方式得出V(等积思想),便可间接求出h。适用于不方便甚至无法直接求解高而底面积易得出,且体积已知或易通过其它途径方便地求得的情形。
点到平面距离是指空间内一点到平面内一点的最小长度。特殊的,当点在平面内时,该点到平面的距离为0。计算一点到平面的距离,通常可通过向量法或测量法求得。
有了上面的预备知识,我们就可以求点到平面的距离。
上图P点到平面的距离d就是向量RP的长度,而RP在n上的投影长度就是点P到平面的距离。
利用v在u上的投影公式:
由此得出点到平面的距离以矢量的表达方式为:
上面的公式中的Q点是平面上的任意一点,对于平面外的任意一点P来说,我们只有知道QP的向量即可,令Q是(0,0,0),那么QP=<x, y, z >。
根据我们前面谈到的平面方程为Ax + By + Cz + D = 0,显而易见n=<A,B, C >是该平面的一个法线矢量,带入上面的公式就有点到平面的坐标表达式:
例题:求点P =(3,1,2)与平面x−2y + z = 5的距离(见下图)。
平面方程的系数为平面提供了一个法向量:n = <1,2,1 >。找到向量。
Q→P,我们需要平面上的一个点。任意点都成立,设y = z = 0, Q =(5,0,0)点成立。
在平面上。求向量从Q到P的分量形式(即坐标形式):
Q→P =〈3−5, 1−0, 2−0〉=〈−2, 1, 2〉。
因此:
读者也可以把点P的坐标x=3, y=1, z=2,和平面方程的系数A=1, B=-2, C=1,D=-5z直接带入公式。
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