3. 求过点(2,1,1)且垂直于直线 x 2 y z 2 的平面方程.
时间: 2024-03-31 07:36:14 浏览: 240
首先,我们可以将直线 x=2,y=z-2表示为参数方程形式:
x=2
y=t
z=t-2
然后,我们可以找到这条直线的方向向量:(0,1,1)。
接下来,我们需要找到一个与这个方向向量垂直的向量作为平面的法向量。由于我们知道这个平面过点(2,1,1),所以我们可以使用该点到直线的距离的单位向量作为法向量。该距离可以使用点到直线的距离公式计算:
d = |(2-2, 1-t, 1-t+2)·(0,1,1)| / √(0²+1²+1²)
d = |t-2| / √2
因此,法向量为 (0, √2/|t-2|, √2/|t-2|)。我们可以选择任何一个垂直于方向向量的向量,例如(√2, 0, 0),来求解平面方程。
将点(2,1,1)代入平面方程 Ax+By+Cz+D=0,得到:
√2x + D = 0
因此,平面方程为 √2x + D = 0。为了求出D,我们可以将点(2,1,1)代入该方程:
D = -√2(2) = -2√2
因此,所求平面方程为 √2x - 2√2 = 0,或者化简为 x - √2 = 0。
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x = a - t
y = b
z = c + t
其中 t 为参数。由于直线垂直于已知平面,所以直线上任意一点到已知平面的距离为 0。代入已知平面的方程,可以得到:
(a - 2b + 3c - 5) / sqrt(14) = 0
解得 a = 2b - 3c + 5。将参数方程代入直线过点 (3, 2, 0),可以得到直线方程为:
x = 3 - t
y = 2
z = -t
将直线方程代入已知平面的方程,可以得到:
(3 - t) + 2(2) + 3(-t) - 5 = 0
解得 t = 2/3。将 t 带入直线方程,可以得到直线过点 (1/3, 2, -2/3)。直线的方向向量为 <-1, 0, 1>,所以直线的法向量为 <1, 0, 1>。因此,直线所在的平面的法向量为 <1, 0, 1>,过点 (1/3, 2, -2/3),所以平面方程为:
x + z - 4/3 = 0
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