Расстояние от точки до плоскости онлайн
Калькулятор расстояния от точки до плоскости в пространстве: по общему уравнению или по трём точкам плоскости. Находит обычное и знаковое расстояние, основание перпендикуляра и полупространство относительно нормали.
Формула расстояния от точки до плоскости
Расстояние от точки до плоскости равно длине перпендикуляра из точки к плоскости. Если коэффициенты A, B, C, D уже известны, используйте текущий калькулятор напрямую. Если плоскость задана тремя точками, калькулятор может построить её уравнение сам.
A, B, C и D — коэффициенты общего уравнения плоскости.
Общий вид уравнения плоскости.
d — расстояние, x0, y0, z0 — координаты точки, A, B, C — координаты нормали.
Расстояние от точки до плоскости через нормаль.
В числителе стоит значение уравнения плоскости в заданной точке. В знаменателе стоит длина нормального вектора, поэтому обычное расстояние не зависит от масштаба записи уравнения.
Что вычисляет калькулятор
- обычное неотрицательное расстояние d;
- знаковое расстояние, которое показывает полупространство относительно выбранной нормали;
- основание перпендикуляра H, то есть ближайшую точку плоскости к исходной точке;
- длину нормального вектора и значение уравнения в точке;
- два режима ввода: готовое общее уравнение или три точки плоскости;
- проверку вырожденных случаев и числовые параметры результата.
Если плоскость задана тремя точками
Если вместо коэффициентов известны три точки плоскости, калькулятор строит два вектора на плоскости и берёт их векторное произведение. Полученная нормаль переводит задачу к общему уравнению, после чего расстояние считается тем же способом.
n — нормаль к плоскости, M1, M2 и M3 — три точки плоскости.
Нормаль к плоскости через два направляющих вектора.
D — свободный член, x1, y1, z1 — координаты точки плоскости.
Три точки не должны лежать на одной прямой. Если они коллинеарны, единственная плоскость через них не определяется.
Знаковое расстояние и основание перпендикуляра
Обычное расстояние всегда неотрицательно. Если убрать модуль, получится знаковое расстояние: оно показывает, в каком полупространстве находится точка относительно выбранного направления нормали. При смене направления нормали знак меняется, а обычное расстояние остаётся тем же.
s — знаковое расстояние, x0, y0, z0 — координаты точки.
Знаковое расстояние без модуля.
H — основание перпендикуляра, M0 — исходная точка, A, B, C — нормаль плоскости.
Основание перпендикуляра, то есть ортогональная проекция точки на плоскость.
Если умножить A, B, C и D на одно и то же ненулевое число, плоскость и обычное расстояние не изменятся. Если множитель отрицательный, изменится только знак знакового расстояния.
Особые случаи
| Ситуация | Как понимать результат |
|---|---|
| Точка лежит на плоскости | расстояние равно нулю, а H совпадает с исходной точкой |
| Нулевая нормаль | коэффициенты не задают плоскость |
| Коллинеарные три точки | по ним нельзя построить единственную плоскость |
| Коэффициенты умножены на одно число | плоскость и обычное расстояние не меняются |
| Уравнение умножено на отрицательное число | знак знакового расстояния меняется |
Часто задаваемые вопросы
Источники и нормативная база
- Расстояние от точки до плоскостиWikipedia
- Point-Plane DistanceWolfram MathWorld
- Equations of Lines and Planes in SpaceOpenStax
Расчёты выполняются на основе указанных нормативных и справочных источников. Ссылки открываются в новой вкладке.
Похожие инструменты
Калькулятор уравнения плоскости в пространстве: по трём точкам, по точке и нормали или по точке и двум векторам. Возвращает общий вид, нормальный вектор, его длину и точки пересечения с осями координат.
Введите координаты точки в пространстве и задайте прямую точкой с направляющим вектором или двумя точками прямой. Калькулятор найдёт расстояние, основание перпендикуляра и параметр ближайшей точки.
Калькулятор расстояния от точки до прямой на координатной плоскости: общий вид прямой, запись с угловым коэффициентом или две точки. Находит расстояние, основание перпендикуляра, знаковое расстояние и график; это не расчёт маршрута между городами.
Калькулятор расстояния между двумя плоскостями в пространстве. Определяет, параллельны ли плоскости, совпадают или пересекаются. Если параллельны, находит расстояние через приведённые коэффициенты и показывает текстовые шаги решения.
Калькулятор угла между двумя плоскостями в пространстве через скалярное произведение нормалей. Показывает меньший угол, параллельность и перпендикулярность.