問 次の性質を満たす平面の方程式を求めよ. (1) 3 点 P(0, 1, 3),Q(2, 1, −1),R(−1, 2, 2) を通る平面 (2) 点 P(2, 0, 1) を通り,次の直線 l を含む平面 l: x−1 y+1 = = z 2 −1 解答 (1) 行列式を用いて解くと, 1 x y z 1 x y z 1 0 1 3 1 0 1 3 3 1 2 1 −1 = 0 2 0 −4 4 1 −1 2 2 0 −1 1 −1 0 1 3 x = 2 0 −4 − 2 −1 1 −1 −1 = 12 − 4x − 6y − 2z 行 + 1 行 ×(−1) 行 + 1 行 ×(−1) y z 0 −4 1 −1 と計算できる.したがって求める平面の方程式は, 2x + 3y + z = 6 と導かれた. (2) 直線 l が通る点 (1, −1, 0) を Q とおく.2 点 P, Q を通る直線の方程式は, y−0 z−1 x−2 = = 1−2 −1 0−1 で与えられる.これを解くと, y z−1 x−2 = = −1 −1 −1 となる.2 つのベクトル (−1, −1, −1) と (2, −1, 1) の外積 (−2, 1, −2) が求める 平面の法線ベクトルとなる.したがって求める平面の方程式は,点 (2, 0, 1) を通 り,法線ベクトル (−2, 1, −2) を持つので, −2(x − 2) + y − 2(z − 1) = 0 2x − y + 2z = 0 と答えが導かれた.
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