x y xy 座標平面における直線は a x + b y + c = 0 ax+by+c=0 という形で表すことができる。同様に, x y z xyz 座標空間上の平面の方程式は a x + b y + c z + d = 0 ax+by+cz+d=0 という形で表すことができる。 目次 平面の方程式の例 平面の方程式を求める例題 1:外積と法線ベクトルを用いる方法 2:連立方程式を解く方法 3:ベクトル方程式を用いる方法 平面の方程式の一般形 平面の方程式の例 例えば,座標空間上で x − y + 2 z − 4 = 0 x-y+2z-4=0 という一次式を満たす点 ( x, y, z) (x, y, z) の集合はどのような図形を表すでしょうか?
タイプ: 入試の標準 レベル: ★★★ 平面の方程式と点と平面の距離公式について解説し,この1ページだけで1通り問題が解けるようにしました. これらは知らなくても受験を乗り切れますが,難関大受験生は特に必須で,これらを使いこなして問題を解けるとかなり楽になることが多いです. 平面の方程式まとめ ポイント Ⅰ $z=ax+by+c$ (2変数1次関数) (メリット:求めやすい.) Ⅱ $ax+by+cz+d=0$ (一般形) (メリット:法線ベクトルがすぐわかる( $\overrightarrow{\mathstrut n}=\begin{pmatrix}a \\ b \\ c\end{pmatrix}$).すべての平面を表現可能. 点と平面の距離 が使える.) Ⅲ $\dfrac{x}{p}+\dfrac{y}{q}+\dfrac{z}{r}=1$ (切片がわかる形) (メリット:3つの切片 $(p, 0, 0)$,$(0, q, 0)$,$(0, 0, r)$ を通ることがわかる.) 平面の方程式を求める際には,Ⅰの形で置いて求めると求めやすいです( $z$ に依存しない平面だと求めることができないのですが). 求めた後は,Ⅱの一般形にすると法線ベクトルがわかったり点と平面の距離公式が使えたり,選択肢が広がります. 平面の方程式の出し方 基本的に以下の2つの方法があります. ポイント:3点の座標から出す 平面の方程式(3点の座標から出す) 基本的には,$z=ax+by+c$ とおいて,通る3点の座標を代入して,$a$,$b$,$c$ を出す. 平面の方程式と点と平面の距離 | おいしい数学. ↓ 上で求めることができない場合,$z$ は $x$,$y$ の従属変数ではありません.平面 $ax+by+cz+d=0$ などと置いて再度求めます. ※ 切片がわかっている場合は $\dfrac{x}{p}+\dfrac{y}{q}+\dfrac{z}{r}=1$ を使うとオススメです. 3点の座標がわかっている場合は上のようにします. 続いて法線ベクトルと通る点がわかっている場合です.
1 1 2 −3 3 5 4 −7 3点 (1, 1, −1), (0, 2, 5), (2, 4, 1) を通る平面の方程式を求めると 4x−2y+z−1=0 点 (1, −2, t) がこの平面上にあるのだから 4+4+t−1=0 t=−7 → 4
(2) $p$ を負の実数とする.座標空間に原点 ${\rm O}$ と,3点 ${\rm A}(-1, 2, 0)$,${\rm B}(2, -2, 1)$,${\rm P}(p, -1, 2)$ があり,3点${\rm O}$,${\rm A}$,${\rm B}$ が定める平面を $\alpha$ とする.点 ${\rm P}$ から平面 $\alpha$ に垂線を下ろし,$\alpha$ との交点を ${\rm Q}$ とすると,$\rm Q$ の座標を $p$ を用いて表せ. 練習の解答
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