题目
3 求过M_(1)(1,1,-1),M_(2)(-2,-2,2)和M_(3)(1,-1,2)三点的平面方程.
3 求过$M_{1}(1,1,-1)$,$M_{2}(-2,-2,2)$和$M_{3}(1,-1,2)$三点的平面方程.
题目解答
答案
为了求过点 $ M_1(1,1,-1) $, $ M_2(-2,-2,2) $ 和 $ M_3(1,-1,2) $ 的平面方程,我们可以使用平面方程的一般形式 $ ax + by + cz + d = 0 $。首先,我们需要找到平面的法向量,可以通过计算向量 $ \overrightarrow{M_1M_2} $ 和 $ \overrightarrow{M_1M_3} $ 的叉积得到。
1. 计算向量 $ \overrightarrow{M_1M_2} $ 和 $ \overrightarrow{M_1M_3} $:
\[
\overrightarrow{M_1M_2} = (-2-1, -2-1, 2+1) = (-3, -3, 3)
\]
\[
\overrightarrow{M_1M_3} = (1-1, -1-1, 2+1) = (0, -2, 3)
\]
2. 计算叉积 $ \overrightarrow{M_1M_2} \times \overrightarrow{M_1M_3} $:
\[
\overrightarrow{M_1M_2} \times \overrightarrow{M_1M_3} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ -3 & -3 & 3 \\ 0 & -2 & 3 \end{vmatrix} = \mathbf{i}((-3)(3) - (3)(-2)) - \mathbf{j}((-3)(3) - (3)(0)) + \mathbf{k}((-3)(-2) - (-3)(0))
\]
\[
= \mathbf{i}(-9 + 6) - \mathbf{j}(-9) + \mathbf{k}(6) = -3\mathbf{i} + 9\mathbf{j} + 6\mathbf{k} = (-3, 9, 6)
\]
所以,平面的法向量为 $ \mathbf{n} = (-3, 9, 6) $。
3. 使用法向量和点 $ M_1(1,1,-1) $ 写出平面方程:
\[
-3(x-1) + 9(y-1) + 6(z+1) = 0
\]
展开并简化:
\[
-3x + 3 + 9y - 9 + 6z + 6 = 0
\]
\[
-3x + 9y + 6z = 0
\]
\[
x - 3y - 2z = 0
\]
因此,过点 $ M_1(1,1,-1) $, $ M_2(-2,-2,2) $ 和 $ M_3(1,-1,2) $ 的平面方程为 $\boxed{x - 3y - 2z = 0}$。