同济高数 第8章 第8-3-4题

教材习题

📝 题目

4.指出下列各平面的特殊位置,并画出各平面: (1)$x=0$ ; (2) $3 y-1=0$ ; (3) $2 x-3 y-6=0$ ; (4)$x-\sqrt{3} y=0$ ; (5)$y+z=1$ ; (6)$x-2 z=0$ ; (7) $6 x+5 y-z=0$ .

💡 答案解析

[AI解答]

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**习题8-3 第4题解答**

下面依次指出各平面的特殊位置,并给出简要说明。

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### (1)$ x = 0 $

该方程表示所有满足 $ x = 0 $ 的点,即 $ yOz $ 坐标平面。 特殊位置:**过原点且垂直于 $ x $ 轴的平面(即坐标平面 $ yOz $)**。

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### (2)$ 3y - 1 = 0 $

化为 $ y = \frac{1}{3} $。 该平面平行于 $ xOz $ 平面,且与 $ y $ 轴交于 $ \frac{1}{3} $。 特殊位置:**平行于 $ xOz $ 坐标平面**。

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### (3)$ 2x - 3y - 6 = 0 $

化为 $ 2x - 3y = 6 $。 缺少 $ z $ 项,因此平面平行于 $ z $ 轴。 特殊位置:**平行于 $ z $ 轴的平面**。

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### (4)$ x - \sqrt{3} y = 0 $

化为 $ x = \sqrt{3} y $,缺少 $ z $ 项,所以平面平行于 $ z $ 轴,且过原点。 特殊位置:**过 $ z $ 轴的平面**(因为 $ z $ 任意,且 $ (0,0,0) $ 满足方程)。

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### (5)$ y + z = 1 $

缺少 $ x $ 项,因此平面平行于 $ x $ 轴。 特殊位置:**平行于 $ x $ 轴的平面**。

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### (6)$ x - 2z = 0 $

化为 $ x = 2z $,缺少 $ y $ 项,所以平面平行于 $ y $ 轴,且过原点。 特殊位置:**过 $ y $ 轴的平面**。

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### (7)$ 6x + 5y - z = 0 $

方程不含常数项,因此平面过原点。 特殊位置:**过原点的平面**(且法向量为 $ (6,5,-1) $)。

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**图形说明**(此处仅作文字描述,实际作图可在坐标轴上标出截距或法线方向):

- (1) 就是 $ yOz $ 平面; - (2) 是平行于 $ xOz $ 且高度 $ y=1/3 $ 的平面; - (3) 在 $ xy $ 平面上是一条直线 $ 2x-3y=6 $,沿 $ z $ 方向拉伸; - (4) 在 $ xy $ 平面过原点斜率为 $ 1/\sqrt{3} $ 的直线,沿 $ z $ 方向拉伸; - (5) 在 $ yz $ 平面是一条斜线,沿 $ x $ 方向拉伸; - (6) 在 $ xz $ 平面过原点斜率为 2 的直线,沿 $ y $ 方向拉伸; - (7) 过原点,法向量为 $ (6,5,-1) $。

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这样就完成了所有平面的特殊位置判断。

📋 详细解题步骤

步骤 1/7
目标:判断平面 x=0 的特殊位置
方程 x=0 表示所有满足 x=0 的点,即 yOz 坐标平面。该平面过原点且垂直于 x 轴。
公式:x=0
提示:缺少 y 和 z 项,平面平行于 yOz 平面。
步骤 2/7
目标:判断平面 3y-1=0 的特殊位置
化为 y=1/3,缺少 x 和 z 项,因此平面平行于 xOz 平面,且与 y 轴交于 1/3。
公式:y=1/3
提示:平面平行于 xOz 坐标平面。
步骤 3/7
目标:判断平面 2x-3y-6=0 的特殊位置
方程缺少 z 项,因此平面平行于 z 轴。在 xy 平面上是一条直线 2x-3y=6,沿 z 方向拉伸。
公式:2x-3y=6
提示:缺少某个变量,则平面平行于该变量对应的坐标轴。
步骤 4/7
目标:判断平面 x-√3 y=0 的特殊位置
化为 x=√3 y,缺少 z 项,且常数项为0,因此平面过 z 轴(即过原点且平行于 z 轴)。
公式:x=√3 y
提示:缺少 z 项且常数项为0,平面过 z 轴。
步骤 5/7
目标:判断平面 y+z=1 的特殊位置
缺少 x 项,因此平面平行于 x 轴。在 yz 平面上是一条直线 y+z=1,沿 x 方向拉伸。
公式:y+z=1
提示:缺少 x 项,平面平行于 x 轴。
步骤 6/7
目标:判断平面 x-2z=0 的特殊位置
化为 x=2z,缺少 y 项,且常数项为0,因此平面过 y 轴(即过原点且平行于 y 轴)。
公式:x=2z
提示:缺少 y 项且常数项为0,平面过 y 轴。
步骤 7/7
目标:判断平面 6x+5y-z=0 的特殊位置
方程不含常数项,因此平面过原点。法向量为 (6,5,-1)。
公式:6x+5y-z=0
提示:常数项为0,平面过原点。

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