Калькулятор онлайн. Вычисление расстояния от точки до плоскости
Этот калькулятор онлайн вычисляет расстояния от точки до плоскости заданной в виде общего уравнения плоскости:
$$ Ax+By+Cz+D=0 $$
Онлайн калькулятор для вычисления расстояния от точки до плоскости не просто даёт ответ задачи, он приводит подробное решение с
пояснениями, т.е. отображает процесс решения для того чтобы проконтролировать знания по математике и/или алгебре.
Этот калькулятор онлайн может быть полезен учащимся старших классов общеобразовательных школ при подготовке к контрольным работам и
экзаменам, при проверке знаний перед ЕГЭ, родителям для контроля решения многих задач по математике и алгебре.
А может быть вам слишком накладно нанимать репетитора или покупать новые учебники? Или вы просто хотите как можно быстрее
сделать домашнее задание по математике или алгебре? В этом случае вы также можете воспользоваться нашими программами с подробным
решением.
Таким образом вы можете проводить своё собственное обучение и/или обучение своих младших братьев или сестёр, при этом уровень
образования в области решаемых задач повышается.
Наш онлайн калькулятор дает не только ответ задачи, но и отображает процесс решения по шагам. В результате вы сможете понять
процесс решения задач на нахождение расстояния от точки до плоскости.
Если вы не знакомы с правилами ввода чисел, рекомендуем с ними ознакомиться.
Правила ввода чисел
Числа можно вводить целые или дробные.
Причём, дробные числа можно вводить не только в виде десятичной, но и в виде обыкновенной дроби.
Правила ввода десятичных дробей.
В десятичных дробях дробная часть от целой может отделяться как точкой так и запятой.
Например, можно вводить десятичные дроби так: 2.5 или так 1,3
Правила ввода обыкновенных дробей.
В качестве числителя, знаменателя и целой части дроби может выступать только целое число.
Знаменатель не может быть отрицательным.
При вводе числовой дроби числитель отделяется от знаменателя знаком деления: /
Ввод: -2/3
Результат: \( -\frac{2}{3} \)
Целая часть отделяется от дроби знаком амперсанд: &
Ввод: -1&5/7
Результат: \( -1\frac{5}{7} \)
Обнаружено что не загрузились некоторые скрипты, необходимые для решения этой задачи, и программа может не работать.
Возможно у вас включен AdBlock. В этом случае отключите его и обновите страницу.
Т.к. желающих решить задачу очень много, ваш запрос поставлен в очередь.
Через несколько секунд решение появится ниже. Пожалуйста подождите сек...
Нормальное уравнение плоскости. Расстояние от точки до плоскости.
Пусть заданы прямоугольная система координат Oxyz
и произвольная плоскость \( \pi \) (см. рисунок).
Проведем через начало координат прямую, перпендикулярную плоскости \( \pi \). Будем называть ее нормалью. Обозначим через Р точку,
в которой нормаль пересекает плоскость \( \pi \). На нормали введем направление от точки О к точке Р. Если точки О и Р совпадают, то
возьмем любое из двух направлений на нормали. Пусть \( \alpha, \; \beta, \; \gamma \) — углы, которые составляет направленная
нормаль с осями координат; p — длина отрезка OP.
Выведем уравнение данной плоскости \( \pi \), считая известными числа \( \cos\alpha, \; \cos\beta, \; \cos\gamma \) и р. Для этого
введем единичный вектор n на нормали, направление которого совпадает с положительным направлением нормали. Так как n — единичный
вектор, то
\( \vec{n} = (\cos\alpha; \;\; \cos\beta; \;\; \cos\gamma) \tag{5} \)
Пусть М (x; y; z) — произвольная точка. Она лежит на плоскости \( \pi \) тогда и только тогда, когда проекция вектора OM на
нормаль равна p, т.е.
$$ Пр_{\vec{n}} \overrightarrow{OM} = p \tag{6} $$
$$ Пр_{\vec{n}} \overrightarrow{OM} = \vec{n} \cdot \overrightarrow{OM} = x \cos \alpha + y \cos\beta + z \cos\gamma \tag{7} $$
Из равенств (6) и (7) получаем, что точка М(х; у; z) лежит на плоскости \( \pi \) тогда и только тогда, когда ее координаты
удовлетворяют уравнению
\( x \cos \alpha + y \cos\beta + z \cos\gamma - p = 0 \tag{8} \)
которое и является искомым уравнением данной плоскости. Уравнение плоскости в виде (8) называется нормальным уравнением плоскости.
Теорема
Если точка М* имеет координаты х*, у*, z*, и плоскость задана нормальным уравнением
\( x \cos \alpha + y \cos\beta + z \cos\gamma - p = 0 \)
то расстояние d от точки М* до этой плоскости определяется по формуле
\( d = |x^* \cos \alpha + y^* \cos\beta + z^* \cos\gamma - p | \)
Покажем теперь, как привести общее уравнение плоскости к нормальному виду. Пусть
\( Ax+By+Cz+D=0 \tag{11} \)
— общее уравнение некоторой плоскости, а
\( x \cos \alpha + y \cos\beta + z \cos\gamma - p = 0 \tag{12} \)
— ее нормальное уравнение. Так как уравнения (11) и (12) определяют одну и ту же плоскость, то по теореме коэффициенты этих
уравнений пропорциональны. Это означает, что умножая все члены (11) на некоторый множитель \( \mu \), получаем уравнение
\( \mu Ax + \mu By + \mu Cz + \mu D=0 \)
совпадающее с уравнением (12), т.е. имеем
\( \mu A = \cos \alpha, \;\; \mu B = \cos\beta, \;\; \mu C = \cos\gamma, \;\; \mu D = -p \tag{13} \)
Чтобы найти множитель \( \mu \), возведем первые три из равенств (13) в квадрат и сложим; тогда получим
\( \mu^2(A^2+B^2+C^2) = \cos ^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos ^2\gamma \)
Но правая часть последнего равенства равна единице. Следовательно,
$$ \mu = \pm \frac{1}{ \sqrt{A^2+B^2+C^2}} $$
Число \( \mu \), с помощью которого общее уравнение плоскости преобразуется в нормальное, называется нормирующим
множителем этого уравнения. Знак \( \mu \) определяется равенством \( \mu D = -p \), т.е. \( \mu \) имеет
знак, противоположный знаку свободного члена общего уравнения (11).
Если в уравнении (11) D=0, то знак нормирующего множителя выбирается произвольно.