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          與平面垂直的向量是法向量嗎?什么是法線

          2021-11-22
          更三高考院校庫

          高考,是每位學(xué)子求學(xué)路上往上攀爬的必經(jīng)之路。信心來自于實(shí)力,實(shí)力來自于勤奮。然而高考成功除了努力學(xué)習(xí)之外,及時(shí)掌握新的高考信息,以及不斷變化的高考政策,也是很重要的。其中與平面垂直的向量是法向量嗎?什么是法線,就受到很多考生和家長關(guān)注。今天更三高考小編整理了與平面垂直的向量是法向量嗎?什么是法線相關(guān)信息,希望在這方面能夠更好的幫助到考生及家長。與平面垂直的向量是法向量嗎?什么是法線

          垂直于平面的直線所表示的向量為平面的法向量??臻g內(nèi)有無數(shù)個(gè)直線垂直于已知平面,因此一個(gè)平面存在無數(shù)個(gè)法向量,這些法向量之間相互平行。同時(shí)平面的法向量與該平面垂直。

          法線的定義

          三維平面的法線是垂直于該平面的三維向量。曲面在某點(diǎn)P處的法線為垂直于該點(diǎn)切平面(tangent plane)的向量。

          法線是與多邊形(polygon)的曲面垂直的理論線,一個(gè)平面(plane)存在無限個(gè)法向量(normal vector)。在電腦圖學(xué)(computer graphics)的領(lǐng)域里,法線決定著曲面與光源(light source)的濃淡處理(Flat Shading),對于每個(gè)點(diǎn)光源位置,其亮度取決于曲面法線的方向。如果一個(gè)非零向量n與平面a垂直,則稱向量n為平面a的法向量。垂直于平面的直線所表示的向量為該平面的法向量。每一個(gè)平面存在無數(shù)個(gè)法向量。

          對于像三角形這樣的多邊形來說,多邊形兩條相互不平行的邊的叉積就是多邊形的法線。用方程ax+by+cz=d表示的平面,向量(a,b,c)就是其法線。

          如果曲面在某點(diǎn)沒有切平面,那么在該點(diǎn)就沒有法線。例如,圓錐的頂點(diǎn)以及底面的邊線處都沒有法線,但是圓錐的法線是幾乎處處存在的。通常一個(gè)滿足Lipschitz連續(xù)的曲面可以認(rèn)為法線幾乎處處存在。

          曲面法線的法向不具有唯一性(uniqueness),在相反方向的法線也是曲面法線。曲面在三維的邊界(topological boundary)內(nèi)可以分區(qū)出inward-pointing normal 與 outer-pointing normal, 有助于定義出法線唯一方法(unique way)。定向曲面的法線通常按照右手定則來確定。

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