Theorie:

 
Die allgemeine Geradengleichung ist ax+by+c=0 (wobei (a;b)≠(0;0)). 
 
Jede Gerade kann durch eine solche Gleichung beschrieben werden:
 
Man wählt eine beliebige Gerade l und einen Punkt der Geraden M0 sowie einen zur Geraden orthogonalen Vektor n→, der nicht der Nullvektor ist. Für einen beliebigen anderen Punkt \(M\) auf dieser Geraden (der nicht M0 ist), gilt, dass die Vektoren M0M→ und n→ zueinander orthogonal sind, d.h. ihr Skalarprodukt ist null:
n→⋅M0M→=0.
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Für n→=a;b, M0x0;y0 und Mx;y ist M0M→=x−x0;y−y0 und man kann das Skalarprodukt in den Koordinaten ausdrücken:
n→⋅M0M→=ax−x0+by−y0=0 bzw.
ax+by−ax0−by0=0.
Bezeichnet man den Ausdruck −ax0−ay0, in dem nur feste Koordinaten und keine Variablen vorkommen, mit \(c\), so erhält man die allgemeine Geradengleichung ax+by+c=0.
 
 
Umgekehrt entspricht jeder Gleichung dieser Art mindestens eine Gerade:
  
Ist die Gleichung ax+by+c=0 gegeben, wählt man einen Punkt x0,y0, dessen Koordinaten diese Gleichung lösen. Es gilt daher 
ax0+by0+c=0 bzw. c=−ax0−by0,
und man kann die Gleichung zu ax+by−ax0−by0=0 umschreiben.
Das ist aber, wie oben bewiesen, die Gleichung für eine Gerade, die durch den Punkt M0x0;y0 geht und normal auf den Vektor n→=a;b steht.
 
Ein zur Geraden orthogonaler Vektor wird Normalvektor genannt.
 
Wichtig!
Ist ein Punkt der Geraden M0x0;y0 und ein zur Geraden orthogonale Vektor n→=a;b gegeben, ist die Geradengleichung gegeben als: ax+by−ax0−by0=0.
Und Umgekehrt: aus dieser Gleichung können die Koordinaten eines zur Geraden orthogonalen Vektors abgelesen werden: n→=a;b.
 
Da aus der allgemeinen Geradengleichung direkt ein Normalvektor abgelesen werden kann, nennt man diese Darstellung auch die Normalvektorform der Geraden.
Bezeichnet man den Ortsvektor des Punktes M0 mit r0→ und die Punkte der Geraden mit ihrem Ortsvektor r→, dann ist 
M0M→=MO→−M0O→=r→−r0→,
und daraus kann man die vektorielle Darstellung der allgemeinen Geradengleichung erhalten.
 
Wichtig!
Die vektorielle Darstellung der allgemeinen Geradengleichung ist n→⋅r→−r0→=0, wobei n→ ein Normalvektor der Geraden ist, r0→ der Ortsvektor eines fixierten Punktes auf der Geraden, und r→ der Ortsvektor eines allgemeinen Punktes auf der Geraden.