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截距法求法向量

通過截距法平面法向量的方法如下:

已知平面與三個坐標軸的截距(在固體物理中一般表示為(a, b, c)軸和(r, s, t)截距):

法向量可以表示為截距取倒數的形式。這是因為,在平面上任意選取兩個相交矢量,設法向量與這兩個矢量都垂直。根據矢量選取長度的任意性,可以取到我們所希望的截距倒數的形式。在固體物理中,該矢量還需進一步化為分量互質的,以滿足表達的唯一性。

平麵點法式方程:

對於(R³)空間中,確定一個點和一個方向,便能確定一個平面。設該平面過點(P=(x_0, y_0, z_0)),且平面的法向量為(n=(A, B, C)),則平面上任一點與(P)構成的直線與法向量垂直,寫成內積為0的形式便得到(A(x-x_0) + B(y-y_0) + C(z-z_0) = 0)。化為截距式可得到各截距的倒數之比等於(A:B:C)。即截距的倒數等於(\lambda n),所以可作為法向量。

截距式方程:

設平面方程為(Ax + By + Cz + D = 0),若(D
eq 0),取(a = -\frac{D}{A}), (b = -\frac{D}{B}), (c = -\frac{D}{C}),則得平面的截距式方程為(\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = 1)。它與三坐標軸的交點分別為(P(a, 0, 0)), (Q(0, b, 0)), (R(0, 0, c)),其中(a, b, c)依次稱為該平面在(x, y, z)軸上的截距。

綜上所述,通過已知平面與三個坐標軸的截距,可以方便地直接得到法向量,其形式為截距的倒數之比。