平面相交的条件(空间四平面相交于一点的条件 🐛 )



1、平面相交的条 🦈

平面相 🐝 交的条件 🌲

在三维空间中,两个平面可能相 🦟 交平、行或重合平 🌿 面相交。的条件由下 🕊 列定理给出:

定理:如果两个平面都不平行于同一条直线,那么 💐 它们必定相交。

🌷 🐞

假设两个平面α和β不平行于同一条直线。过平面 🐟 α外的任意一条直线l,则l要 💐 β么与平 🦅 面相交于点要么与平面平行A,β。

如果l与平面平β行,那l么所在的平面与平面平行γ根β据。两个平面平行于同一条 🦅 直线的平面也平行的性质平行于,α这与γ。不平行于的α假l设。矛盾

因此,l必定与平面β相交于点A。连 🦍 A接l点和上的任意一点B,则线 🦢 段AB所在的平面恰好是和的 🦊 交线αβ。

Q.E.D.

该定理表明,如 🐼 ,果两个平面都不平行于同一条直线那么它们一定相交。反,过,来如果两个平面 🦍 平行于同一条直线那么它们不。可能相交

2、空间四平面相 🦁 交于一点的条件

🦄 间四平面相交于一点的条件

在三维空间中,四平面相交于 🌵 🍁 的条件如下:

1. 四平面两两不平行:任何 🪴 两平面之间 🦉 都不能平行 🦊

2. 三平面 🌻 共线:任意三平面所包含的三条直线交于 🐝 一点,称为交点。

3. 第四平面过交点:剩余 🦄 的第四平面必须通过三平面交点。

几何证明 🐠 如下:

假设四平面为 A、B、C、D,其中 A、B、C 三平面,共线交点为 P。根 🐵 据条件三平面 2,所包含的三条直线为 l1、l2、l3,且为的交点 P l1、l2、l3 。

根据条件 3,第四 🦟 平面 D 必须通过交点 P。设 D 和 A、B、C 分别相交于直线 m1、m2、m3。由 A、B、C 于,三平面共线因此平 l1、l2、l3 行于 m1、m2、m3。

根据条件 🦄 1,四,平面两两不平行因此两两不平行因此 m1、m2、m3 三条。直,m1、m2、m3 线,交于一点记为 🕷 Q。

由于 P 是 l1、l2、l3 的交点是的交点,Q 因 m1、m2、m3 此,这 P = Q。表明 🐱 四平面 A、B、C、D 都通过交点 P,即。四平面相交于一点

空间四平面相交于一点的必要且充分 🕷 条件是四平 🦊 面:两两不平行,三平面,共线第四平面 🌳 过共线交点。

3、两 🐅 平面相交但不垂直的条件

🦄 平面相交 🌻 但不垂直的条件

当两个平面相交时,它们要么平行、垂,直要么 🕊 相交成一条直线。如,果两个平面相交但不垂直则它们满足以下条件:

1. 法 🐠 向量不平行:两个 🐎 平面的法向量(垂 🦆 直于平面的向量不平行)。

2. 法向量不垂直:两个平面的法向量不垂直。换句话说,它们之间的夹角不是 0° 或 🦄 90°。

3. 平面的常数 🐞 不同:两个平面的常数平面(方程中 🦉 的截距项不同)。

4. 交线条件:两平面的交线(相交部分)不平行于任 🐕 意一 🍀 个平面。换句话说交线不,是任意一个平面。上的线 💮

如果满足上述条件,则,两个平面相交成一条直线且该直线不与 🐠 任何一个平面垂直。

🐅 🌾

🦁 虑平面 P?:x + y - 2z = 4 和 P?:2x - 3y + z = 1。

P?的 🐴 法向 🐒 量 N? = (1, 1, -2)

P?的 🌻 🐕 向量 N? = (2, -3, 1)

P?的常 🦆 数 c? = 4

P?的常 🌴 数 c? = 1

N? 和 N? 不平行,因为它们不重 💐 合和。N? 也 N? 不,垂直因为它 🐶 们之间的夹角为 cos?1(1/√14) ≠ 0° 或和也不 90°。c? 同因 c? 此和。相,P?交P?成,一P?条直P?线。且该直线不与或垂直

4、四个平面相 🌹 🐵 于一点的条件

在三维空间中,四个 🌾 平面相交于一点的 🦉 件为:

格拉斯曼 🌸 定理 🦋

如果四个平面的法线向量之 🐼 间的行列式不等于零,则这四个平面相交于 🦄 一点。

🌿 明:

设四个平 🐳 面分别为:

a?x + b?y + c?z + d? = 0

a?x + b?y + c?z + d? = 0

a?x + b?y + c?z + d? = 0

a?x + b?y + c?z + d? = 0

其中 (a?, b?, c?) 是第一个平面的法线向量 🐝 ,以此类推。

则这四个平面的法线向量之间的 🦉 行列 🦋 式为:

```

| a? b? c? |

| a? b? c? |

| a? b? c? |

| a? b? c? |

```

根据克莱姆法 🌸 则,如,果这个行列 🐈 式不等于零则这四个平面必相交于一点。

🦁 论:

如果四 🐡 个平面两两不平行,则 🐛 它们相交于 🌺 一点。

如果四个平面中任 🪴 意三个不共面,则 🐛 它们相交于一 🐕 点。

如果 🦋 四个平面中的两个平行,但 🦄 ,它们的法线向量不共线 🐈 则它们相交于一条直线。

如果四个平面中的三个平行,则,它们要 🦄 么相交 🐴 于一点要么平行。

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