Для того чтобы составить уравнение плоскости, проходящей через заданную точку и перпендикулярной заданной прямой, нужно выполнить следующие шаги.
Шаг 1. Найти направление вектора прямой
Прямая \( bc \) задается двумя точками: \( b(3, -2, 4) \) и \( c(-2, 8, 19) \). Чтобы найти вектор направления прямой, нужно вычесть координаты точки \( b \) из координат точки \( c \):
\[ \overrightarrow{bc} = c - b = (-2 - 3, 8 - (-2), 19 - 4) = (-5, 10, 15). \]
Таким образом, вектор направления \( \overrightarrow{bc} \) равен \( (-5, 10, 15) \).
Шаг 2. Составить уравнение плоскости
Есть формула уравнения плоскости, которая имеет нормальный вектор, заданный координатами \( (A, B, C) \) (в нашем случае это координаты вектора \( \overrightarrow{bc} \)), и точку, через которую проходит плоскость \( (x_0, y_0, z_0) \):
\[ A(x - x_0) + B(y - y_0) + C(z - z_0) = 0. \]
Подставляем наш вектор \( \overrightarrow{bc} = (-5, 10, 15) \) и точку \( b(3, -2, 4) \):
- \( A = -5 \)
- \( B = 10 \)
- \( C = 15 \)
- \( (x_0, y_0, z_0) = (3, -2, 4) \)
Теперь подставим эти значения в уравнение плоскости:
\[ -5(x - 3) + 10(y + 2) + 15(z - 4) = 0. \]
Шаг 3. Упростить уравнение плоскости
Раскроем скобки и упростим:
\[ -5x + 15 + 10y + 20 + 15z - 60 = 0. \]
Соберем все термины:
\[ -5x + 10y + 15z - 25 = 0. \]
Шаг 4. Записать уравнение в стандартной форме
Чтобы получить стандартную форму уравнения плоскости, можно привести всё в одну сторону:
\[ -5x + 10y + 15z = 25. \]
Или же можно выразить \( z \): \[ 15z = 5x - 10y + 25 \quad \Rightarrow \quad z = \frac{5x - 10y + 25}{15}. \]
Заключение
Уравнение плоскости, проходящей через точку \( b(3, -2, 4) \) и перпендикулярной прямой \( bc \), имеет вид:
\[ -5x + 10y + 15z = 25. \]
Таким образом, мы получили уравнение плоскости при помощи направления вектора и заданной точки.