快速求平面的法向量
用向量方法做立几题,必须会的一种功夫是求平面的法向量。
不少理科同学为经常算错平面的法向量而苦恼,下面介绍一种快速求平面的法向量方法,简直就是秒杀。
结论:向量a r =(x 1,y 1,z 1),b r
=(x 2,y 2,z 2)是平面α内的两个不共线向量,则向量 n r
=(y 1z 2-y 2z 1,-(x 1z 2-x 2z 1),x 1y 2-x 2y 1)是平面α的一个法向量.
如果用二阶行列式表示,则
n r =(1
12
2
y z y z ,-
112
2
x z x z ,
112
2
x y x y ) ,这更便
于记忆和计算.
结论证明(用矩阵与变换知识可以证明,此处
略去),但你可以验证 n r
一定满足0
m a m b ⎧•=⎪⎨•=⎪⎩u r r u
r r ⇔111222
00x x y y z z x x y y z z ++=⎧⎨++=⎩; 而且∵a r 、b r 不共线,∴n r 一定不是0r
.
怎样用该结论求平面的法向量呢?举例说明.
例、向量a r =(1,2,3),b r
=(4,5,6)是平
面α内的两个不共线向量,求平面α的法向量
解:设平面α的法向量为n r
=(x ,y ,z ),
则00n a n b ⎧•=⎪⎨•=⎪⎩r r r r ⇒2304560x y z x y z ++=⎧⎨
++=⎩ 令z =1,得n r
=(1,-2,1).
注意:
① 一定按上述格式书写,否则易被扣分.
② n r
的计算可以在草稿纸上完成,过程参照右边“草稿纸上演算过程”.。