L'equazione generale di un piano in forma cartesiana passante per P0=(x0;y0;z0) e con vettore perpendicolare n=(a;b;c) è: a(x−x0)+b(y−y0)+c(z−z0)=0.
In definitiva allora: ax+by+cz+d=0.
Ricorda: a,b,c sono i parametri direttori della direzione normale al piano, mentre d è il coefficiente che assorbe i resti di x0,y0,z0.
Condizioni per il parallelismo e la perpendicolarità
Dati due piani di equazioni rispettivamente: ax+by+cz+d=0 e
a′x+b′y+c′z+d′=0, allora sono:
Paralleli
se n//n′ cioè se a′a=b′b=c′c con a′,b′,c′=0
Perpendicolari
se n⊥n′→n⋅n′=0→a⋅a′+b⋅b′+c⋅c′=0 cona′,b′,c′=0
Distanza di un punto dal piano
Dati il piano π:ax+by+cz+d=0 e un punto P=(xP;yP;zP) allora la distanza tra il punto e il piano è data da: d(P;π)=a2+b2+c2∣axP+byp+czP+d∣.
Esempio
Trova l'equazione di un piano passante per tre punti.
Siano A;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) trova il piano:
1.
l'equazione del piano sarà del tipo π:ax+by+cz+d=0
2.
impongo il passaggio per A
π:axA+byA+czA+d=2a+9b+d=0
3.
impongo il passaggio perB
π:axB+byB+czB+d=a+2b−c+d=0
4.
impongo il passaggio perC
π:axC+byC+czC+d=5a+3c+d=0
5.
mettendo a sistema le equazioni ottenute si ricavano i valori dei parametri direttori ⎩⎨⎧2a+9b+d=0a+2b−c+d=05a+3c+d=0; ⎩⎨⎧a=21⋅(−9b−d)21⋅(−9b−d)+2b−c+d=05⋅[21⋅(−9b−d)]+3c+d=0; ⎩⎨⎧a=21⋅(−9b−d)b=−52c+51dc=21d; ⎩⎨⎧a=−21db=0c=21d
6.
si divide per d che è diverso da 0 e si sostituiscono i valori nell'equazione cartesiana del piano π:−21x+21z+1=0