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外法向量怎么求

外法向量是指垂直於某個曲面或平面,並且指向該曲面或平面外部的向量。以下是求外法向量的步驟:

建立直角座標系:首先,需要在曲面或平面內建立一箇恰當的直角座標系。

設定平面法向量:假設平面法向量爲 \(\vec{n} = (x, y, z)\)。

選擇平面內的兩個不共線向量:在平面內找出兩個不共線的向量,記爲 \(\vec{a} = (a_1, a_2, a_3)\) 和 \(\vec{b} = (b_1, b_2, b_3)\)。

建立方程組:根據法向量的定義,建立以下方程組:

\(\vec{n} \cdot \vec{a} = 0\)

\(\vec{n} \cdot \vec{b} = 0\)

解方程組:解這個方程組,可以得到法向量的一箇可能解。如果需要,可以取這個解的相反數,以得到指向外部的外法向量。

例如,對於一箇位於圓上的點,其外法向量可以從圓心沿着半徑指向圓外。在這種情況下,外法向量直接指向圓的外側,無需通過解方程組來獲得。

總結來說,求外法向量的關鍵在於建立合適的座標系,選擇平面內的兩個不共線向量,並解出滿足條件的法向量。對於特定的幾何形狀,如圓或球體,外法向量通常直接指向外部,不需要通過解方程組來確定。