समतल से दीए गए बिन्दु की दूरी

बिन्दु और समतल के बीच की दूरी दिए गए बिन्दु से गुजरने वाले समतल पर लंबवत की लंबाई है। दूसरे शब्दों में, हम कह सकते हैं कि बिन्दु और समतल के बीच की दूरी दिए गए बिन्दु से दिए गए समतल पर गिराए गए सामान्य सदिश की लंबाई है। यदि हम निर्देशांक $(x_{o},y_{o},z_{o})$ वाले बिन्दु $P$ और समीकरण $Ax+By+Cz=D$ के साथ दिए गए समतल के बीच की दूरी निर्धारित करना चाहते हैं, तो बिन्दु $P$ और दिए गए समतल के बीच की दूरी $\left\vert Ax_{o}+By_{o}+Cz_{o}+D\right\vert /{\sqrt {(A^{2}+B^{2}+C^{2})}}$ द्वारा दी जाती है।

परिभाषा

बिन्दु और समतल के बीच की दूरी, बिन्दु से दिए गए समतल तक की सबसे छोटी लंबवत दूरी है। सरल शब्दों में, किसी बिन्दु से समतल तक की सबसे छोटी दूरी दिए गए बिन्दु से दिए गए समतल पर गिराए गए सामान्य सदिश के समानांतर लंबवत की लंबाई है। आइए अब बिन्दु और समतल के बीच की दूरी का सूत्र देखेंगें ।

बिन्दु और समतल के बीच की दूरी का सूत्र

बिन्दु और समतल के बीच की सबसे छोटी दूरी सामान्य सदिश की लंबाई के बराबर होती है जो दिए गए बिन्दु से प्रारंभ होकर समतल को छूती है। निर्देशांक $(x_{o},y_{o},z_{o})$ वाले बिन्दु $P$ और समीकरण $Ax+By+Cz=D$ वाले दिए गए समतल $\pi$ पर विचार करें। फिर, बिन्दु $P$ और समतल $\pi$ के बीच की दूरी इस प्रकार दी गई है, $\left\vert Ax_{o}+By_{o}+Cz_{o}+D\right\vert /{\sqrt {(A^{2}+B^{2}+C^{2})}}$।

बिन्दु और समतल के बीच की दूरी का प्रमाण

अब जब हम बिन्दु और समतल के बीच की दूरी का सूत्र जानते हैं, तो आइए हम त्रि-आयामी ज्यामिति के विभिन्न सूत्रों का उपयोग करके इसका सूत्र निकालें। त्रि-आयामी अंतरिक्ष में निर्देशांक $(x_{o},y_{o},z_{o})$ के साथ एक बिन्दु $P$ पर विचार करें, और सामान्य सदिश के साथ एक समतल, मान लें $v=(A,B,C)$ और समतल पर निर्देशांक $(x_{1},y_{1},z_{1})$ के साथ बिन्दु $Q$। फिर समतल का समीकरण $A(x-x_{1})+B(y-y_{1})+C(z-z_{1})=0$ द्वारा दिया जाता है। इस समीकरण को $Ax+By+Cz+(-Ax_{1}-By_{1}-Cz_{1})=0\Rightarrow Ax+By+Cz+D=0$ के रूप में फिर से लिखा जा सकता है, जहाँ $D=-(Ax_{1}+By_{1}+Cz_{1})$ है। इसलिए, हमारे पास है:

समतल का समीकरण: $Ax+By+Cz+D=0$

बिन्दु $P:(x_{o},y_{o},z_{o})$

सामान्य सदिश: $Ai+Bj+Ck$

मान लीजिए कि $w$, बिन्दु $P(x_{o},y_{o},z_{o})$ और $Q(x_{1},y_{1},z_{1})$ को जोड़ने वाला सदिश है। फिर, $w=(x_{o}-x_{1},y_{o}-y_{1},z_{o}-z_{1})$। अब, इकाई सामान्य सदिश की गणना करें, यानी, 1 के बराबर परिमाण वाला सामान्य सदिश जो सामान्य सदिश $v$ को उसके परिमाण से भाग देकर प्राप्त किया जाता है। इकाई सामान्य सदिश इस प्रकार दिया जाता है,

$n=v$