Question Number 118747 by bemath last updated on 19/Oct/20
$${find}\:{the}\:{distance}\:{of}\:{point}\:\left(\mathrm{2},\mathrm{1},−\mathrm{2}\right)\:{to}\:{plane} \\ $$$${passing}\:{through}\:{points}\:\left(−\mathrm{1},\mathrm{2},−\mathrm{3}\right); \\ $$$$\left(\mathrm{0},−\mathrm{4},−\mathrm{2}\right)\:{and}\:\left(\mathrm{1},\mathrm{3},\mathrm{4}\right). \\ $$
Answered by benjo_mathlover last updated on 19/Oct/20
$${Equation}\:{of}\:{plane}\:{passing}\:{through}\:{points} \\ $$$$\left({x}_{\mathrm{1}} ,{y}_{\mathrm{1}} ,{z}_{\mathrm{1}} \right);\left({x}_{\mathrm{2}} ,{y}_{\mathrm{2}} ,{z}_{\mathrm{2}} \right);\:\left({x}_{\mathrm{3}} ,{y}_{\mathrm{3}} ,{z}_{\mathrm{3}} \right)\:{is}\: \\ $$$$\begin{vmatrix}{{x}−{x}_{\mathrm{1}} \:\:\:\:\:{y}−{y}_{\mathrm{1}} \:\:\:\:\:\:{z}−{z}_{\mathrm{1}} }\\{{x}_{\mathrm{2}} −{x}_{\mathrm{1}} \:\:\:{y}_{\mathrm{2}} −{y}_{\mathrm{1}} \:\:\:\:{z}_{\mathrm{2}} −{z}_{\mathrm{1}} }\\{{x}_{\mathrm{3}} −{x}_{\mathrm{1}} \:\:\:{y}_{\mathrm{3}} −{y}_{\mathrm{1}} \:\:\:\:{z}_{\mathrm{3}} −{z}_{\mathrm{1}} }\end{vmatrix}=\:\mathrm{0} \\ $$$${so}\:{we}\:{get}\:{equation}\:{of}\:{plane}\:{is}\: \\ $$$$\begin{vmatrix}{{x}+\mathrm{1}\:\:\:\:\:{y}−\mathrm{2}\:\:\:\:\:\:{z}+\mathrm{3}}\\{\:\:\:\:\mathrm{1}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:−\mathrm{6}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{1}\:}\\{\:\:\:\:\mathrm{2}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{1}\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\mathrm{7}}\end{vmatrix}=\:\mathrm{0} \\ $$$$\left({x}+\mathrm{1}\right)\left(−\mathrm{43}\right)−\left({y}−\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{5}\right)+\left({z}+\mathrm{3}\right)\left(\mathrm{13}\right)\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$−\mathrm{43}{x}−\mathrm{43}−\mathrm{5}{y}+\mathrm{10}+\mathrm{13}{z}+\mathrm{39}\:=\:\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{43}{x}+\mathrm{5}{y}−\mathrm{13}{z}−\mathrm{6}=\mathrm{0} \\ $$$${We}\:{want}\:{to}\:{compute}\:{the}\:{distance}\:{of}\: \\ $$$${point}\:\left(\mathrm{2},\mathrm{1},−\mathrm{2}\right)\:{to}\:{plane}\:\mathrm{43}{x}+\mathrm{5}{y}−\mathrm{13}{z}−\mathrm{6}=\mathrm{0} \\ $$$${by}\:{the}\:{formula}\:\Rightarrow{d}\:=\:\frac{\mid\mathrm{43}\left(\mathrm{2}\right)+\mathrm{5}\left(\mathrm{1}\right)−\mathrm{13}\left(−\mathrm{2}\right)−\mathrm{6}\:\mid}{\:\sqrt{\mathrm{43}^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}^{\mathrm{2}} +\left(−\mathrm{13}\right)^{\mathrm{2}} }} \\ $$$$\Rightarrow{d}\:=\:\frac{\mathrm{111}}{\:\sqrt{\mathrm{2043}}}\: \\ $$
Answered by 1549442205PVT last updated on 19/Oct/20
$$\mathrm{Suppose}\:\mathrm{A}\left(−\mathrm{1},\mathrm{2},−\mathrm{3}\right),\mathrm{B}\left(\mathrm{0},−\mathrm{4},−\mathrm{2}\right) \\ $$$$\mathrm{C}\left(\mathrm{1},\mathrm{3},\mathrm{4}\right)\Rightarrow\overset{\rightarrow} {\mathrm{AB}}=\left(\mathrm{1},−\mathrm{6},\mathrm{1}\right),\overset{\rightarrow} {\mathrm{AC}}=\left(\mathrm{2},\mathrm{1},\mathrm{7}\right) \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{normal}\:\mathrm{vector}\:\mathrm{of}\:\mathrm{the}\:\mathrm{plane}\:\mathrm{P}\:\mathrm{is} \\ $$$$\overset{\rightarrow} {\mathrm{n}}=\overset{\rightarrow} {\mathrm{AB}}×\overset{\rightarrow} {\mathrm{AC}}=\left(\begin{pmatrix}{−\mathrm{6}}&{\mathrm{1}}\\{\mathrm{1}}&{\mathrm{7}}\end{pmatrix}\:,\begin{pmatrix}{\mathrm{1}}&{\mathrm{1}}\\{\mathrm{7}}&{\mathrm{2}}\end{pmatrix},\begin{pmatrix}{\mathrm{1}}&{−\mathrm{6}}\\{\mathrm{2}}&{\mathrm{1}}\end{pmatrix}\right) \\ $$$$=\left(−\mathrm{43},−\mathrm{5},\mathrm{13}\right).\mathrm{Therefore},\mathrm{the}\:\mathrm{equation}\:\mathrm{of} \\ $$$$\mathrm{P}\:\mathrm{pass}\:\mathrm{through}\:\mathrm{A}\left(−\mathrm{1},\mathrm{2},−\mathrm{3}\right)\:\mathrm{with}\:\mathrm{the} \\ $$$$\mathrm{normal}\:\overset{\rightarrow} {\mathrm{n}}=\left(−\mathrm{44},−\mathrm{5},\mathrm{13}\right)\mathrm{is}: \\ $$$$−\mathrm{43}\left(\mathrm{x}+\mathrm{1}\right)−\mathrm{5}\left(\mathrm{y}−\mathrm{2}\right)+\mathrm{13}\left(\mathrm{z}+\mathrm{3}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\Leftrightarrow−\mathrm{43x}−\mathrm{5y}+\mathrm{13z}+\mathrm{6}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{The}\:\mathrm{distance}\:\mathrm{from}\:\mathrm{the}\:\mathrm{pointM}\:\left(\mathrm{2},\mathrm{1},−\mathrm{2}\right) \\ $$$$\mathrm{to}\:\mathrm{P}\:\mathrm{is}\:\mathrm{MH}=\frac{\mid−\mathrm{43}.\mathrm{2}−\mathrm{5}.\mathrm{1}+\mathrm{13}\left(−\mathrm{2}\right)+\mathrm{6}\mid}{\:\sqrt{\mathrm{43}^{\mathrm{2}} +\mathrm{5}^{\mathrm{2}} +\mathrm{13}^{\mathrm{2}} }} \\ $$$$=\frac{\mathrm{111}}{\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{227}}} \\ $$
Answered by mr W last updated on 19/Oct/20
Commented by mr W last updated on 19/Oct/20
$${P}\left(\mathrm{2},\mathrm{1},−\mathrm{2}\right) \\ $$$${A}\left(−\mathrm{1},\mathrm{2},−\mathrm{3}\right) \\ $$$${B}\left(\mathrm{0},−\mathrm{4},−\mathrm{2}\right) \\ $$$${C}\left(\mathrm{1},\mathrm{3},\mathrm{4}\right) \\ $$$$\overset{\rightarrow} {{AB}}=\left(\mathrm{1},−\mathrm{6},\mathrm{1}\right) \\ $$$$\overset{\rightarrow} {{AC}}=\left(\mathrm{2},\mathrm{1},\mathrm{7}\right) \\ $$$$\overset{\rightarrow} {{AD}}=\overset{\rightarrow} {{AB}}×\overset{\rightarrow} {{AC}}=\left(\mathrm{1},−\mathrm{6},\mathrm{1}\right)×\left(\mathrm{2},\mathrm{1},\mathrm{7}\right) \\ $$$$=\left(−\mathrm{43},−\mathrm{5},\mathrm{13}\right) \\ $$$$\overset{\rightarrow} {{AP}}=\left(\mathrm{3},−\mathrm{1},\mathrm{1}\right) \\ $$$${PP}'={AQ}=\frac{\mid\overset{\rightarrow} {{AP}}\centerdot\overset{\rightarrow} {{AD}}\mid}{\mid\overset{\rightarrow} {{AD}}\mid} \\ $$$$=\frac{\mid\left(\mathrm{3},−\mathrm{1},\mathrm{1}\right)\centerdot\left(−\mathrm{43},−\mathrm{5},\mathrm{13}\right)\mid}{\:\sqrt{\left(−\mathrm{43}\right)^{\mathrm{2}} +\left(−\mathrm{5}\right)^{\mathrm{2}} +\mathrm{13}^{\mathrm{2}} }} \\ $$$$=\frac{\mid−\mathrm{3}×\mathrm{43}+\mathrm{1}×\mathrm{5}+\mathrm{1}×\mathrm{13}\mid}{\:\mathrm{3}\sqrt{\mathrm{227}}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{37}}{\:\sqrt{\mathrm{227}}} \\ $$
Answered by ajfour last updated on 19/Oct/20