怎样用向量法证线面平行

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定理1

平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。

已知:a∥b,a⊄α,b⊂α,求证:a∥α

 反证法证明:假设a与α不平行,则它们相交,设交点为A,那么A∈α

∵a∥b,∴A不在b上

在α内过A作c∥b,则a∩c=A

又∵a∥b,b∥c,

∴a∥c,与a∩c=A矛盾。

∴假设不成立,a∥α

向量法证明:设a的方向向量为a,b的方向向量为b,面α的法向量为p。

∵b⊂α

∴b⊥p,即p·b=0

∵a∥b,由共线向量基本定理可知存在一实数k使得a=kb

那么p·a=p·kb=kp·b=0
即a⊥p

∴a∥α

定理2

平面外一条直线与此平面的垂线垂直,则这条直线与此平面平行。

已知:a⊥b,b⊥α,且a不在α上。求证:a∥α

证明:设a与b的垂足为A,b与α的垂足为B。

假设a与α不平行,那么它们相交,设a∩α=C,连接BC由于不在直线上的三个点确定一个平面,因此ABC首尾相连得到△ABC

∵B∈α,C∈α,b⊥α

∴b⊥BC,即∠ABC=90°

∵a⊥b,即∠BAC=90°

∴在△ABC中,有两个内角为90°,这是不可能的事情。

∴假设不成立,a∥α

扩展资料

法向量,是空间解析几何的一个概念,垂直于平面的直线所表示的向量为该平面的法向量。法向量适用于解析几何。由于空间内有无数个直线垂直于已知平面,因此一个平面都存在无数个法向量(包括两个单位法向量)。

计算

对于像三角形这样的多边形来说,多边形两条相互不平行的边的叉积就是多边形的法线。

用方程ax+by+cz=d表示的平面,向量(a,b,c)就是其法线。

如果S是曲线坐标x(s,t)表示的曲面,其中s及t是实数变量,那么用偏导数叉积表示的法线为

如果曲面S用隐函数表示,点集合(x,y,z)满足 F(x,y,z)=0,那么在点(x,y,z)处的曲面法线用梯度表示为

如果曲面在某点没有切平面,那么在该点就没有法线。例如,圆锥的顶点以及底面的边线处都没有法线,但是圆锥的法线是几乎处处存在的。通常一个满足Lipschitz连续的曲面可以认为法线几乎处处存在。

参考资料来源:百度百科-线面平行

参考资料来源:百度百科-法向量

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这条线的向量平行于平面内某一直线的向量就可以了,这比较常用,另外如果证明这条线的向量垂直于平面法向量且这条线不在平面内,那也可以证明。

①已知ABCD四点 A(x1,y1,z1)B(x2,y2,z2)C(x3,y3,z3)D(x4,y4,z4);

AB向量=(x2-x1,y2-y1,z2-z1)CD向量=(x4-x3,y4-y3,z4-z3);

若(x4-x3)/(x2-x1)=(y4-y3)/(y2-y1)=(z4-z3)/(z2-z1)则AB∥CD。

②面α法向量为n向量=(x5,y5,z5);

若n向量·AB向量=0即n向量⊥AB向量 (x2-x1)*x5+(y2-y1)*y5+(z2-z1)*z5=0,则AB平行于面α。

扩展资料:

如果证明线面垂直:找出面上两条不平行直线的向量m,n,已知直线的向量y与m,n分别相乘等于0即可。

待定系数法求出面的法向量(任找平面上两个不平行向量用待定系数法求出法向量),如果垂直于直线的方向向量则线面平行(相乘等于零)。

向量证明线面平行:求出面的法向量m,在将线的向量n与法向量m垂直(即二者相乘等于0)即可。

参考资料来源:百度百科——线面平行

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证明面的法向量和线正交,同时线不在面上。

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这条线的向量平行于平面内某一直线的向量就可以了,这比较常用,另外如果证明这条线的向量垂直于平面法向量且这条线不在平面内,那也可以证明

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