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Piano e sua equazione

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Insegnante: Clarissa

Riassunto

Piano e sua equazione

Definizione

L'equazione generale di un piano in forma cartesiana passante per P0=(x0;y0;z0)P_0=(x_0;y_0;z_0) e con vettore perpendicolare n=(a;b;c)\overline n = (a;b;c) è: a(xx0)+b(yy0)+c(zz0)=0a(x-x_0)+b(y-y_0)+c(z-z_0)=0.

In definitiva allora: ax+by+cz+d=0ax+by+cz+d=0.


Ricordaa,b,ca,b,c sono i parametri direttori della direzione normale al piano, mentre dd è il coefficiente che assorbe i resti di x0,y0,z0x_0,y_0,z_0.



Condizioni per il parallelismo e la perpendicolarità

Dati due piani di equazioni rispettivamente: ax+by+cz+d=0ax+by+cz+d=0 e

  ax+by+cz+d=0a'x+b'y+c'z+d'=0, allora sono:

Paralleli
se n//n \overline n // \overline n' \  cioè se aa=bb=cc \dfrac {a}{a'}=\dfrac {b}{b'}=\dfrac {c}{c'}​ con a,b,c0a',b',c' \not=0​​
Perpendicolari
se nn nn=0aa+bb+cc=0\overline n \perp \overline n' \ \rightarrow \overline n \cdot \overline n'=0 \rightarrow a \cdot a' + b \cdot b'+ c\cdot c'=0 con a,b,c0a',b',c' \not=0



Distanza di un punto dal piano

Dati il piano π:ax+by+cz+d=0\pi : ax+by+cz+d=0 e un punto P=(xP;yP;zP)P=(x_P;y_P;z_P) allora la distanza tra il punto e il piano è data da: d(P;π)=axP+byp+czP+da2+b2+c2d(P;\pi)=\dfrac{|ax_P+by_p+cz_P+d|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}.


Esempio

Trova l'equazione di un piano passante per tre punti.

Siano A;B;CA;B;C tre punti nello spazio. Esiste sempre almeno un piano che li contiene, l'equazione del piano che li contiene si trova imponendo il passaggio per i tre punti nell'equazione cartesiana del piano.

Se i tre punti sono allineati, allora infiniti piani li contengono tutti.

Se A=(2;9;0),B=(1;2;1),C=(5;0;3)A=(2;9;0), B=(1;2;-1), C=(5;0;3) trova il piano: 


1.
l'equazione del piano sarà del tipo
 π:ax+by+cz+d=0\pi:ax+by+cz+d=0​​
2.
impongo il passaggio per AA
​​π:axA+byA+czA+d=2a+9b+d=0\pi:ax_A+by_A+cz_A+d=2a+9b+d=0
3.
impongo il passaggio per BB
​​π:axB+byB+czB+d=a+2bc+d=0\pi:ax_B+by_B+cz_B+d=a+2b-c+d=0
4.
impongo il passaggio per CC
​​π:axC+byC+czC+d=5a+3c+d=0\pi:ax_C+by_C+cz_C+d=5a+3c+d=0
5.
mettendo a sistema le equazioni ottenute si ricavano i valori dei parametri direttori
{2a+9b+d=0a+2bc+d=05a+3c+d=0 \begin{cases} 2a+9b+d=0 \\ a+2b-c+d=0 \\5a+3c+d=0\end{cases}; {a=12(9bd)12(9bd)+2bc+d=05[12(9bd)]+3c+d=0 \begin{cases} a= \dfrac {1}{2} \cdot (-9b-d) \\ \dfrac {1}{2} \cdot (-9b-d)+2b-c+d=0 \\5 \cdot [\dfrac {1}{2} \cdot (-9b-d)]+3c+d=0\end{cases}; {a=12(9bd)b=25c+15dc=12d \begin{cases} a= \dfrac {1}{2} \cdot (-9b-d) \\ b=- \dfrac {2}{5}c+ \dfrac{1}{5}d \\c= \dfrac {1}{2}d\end{cases}{a=12db=0c=12d \begin{cases} a= - \dfrac {1}{2} d \\ b= 0 \\c= \dfrac {1}{2}d\end{cases}​​
6.
si divide per dd che è diverso da 00 e si sostituiscono i valori nell'equazione cartesiana del piano
π:12x+12z+1=0\pi: - \dfrac {1}{2}x+\dfrac {1}{2} z+1=0​​


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