1、一般直线和一般平面相交
一般直线和一般平面相交
一般直线与一般平面相交,情形主要有三种:
1. 直线和平面相交
当直线与平面不平行也不垂直时,它们相交于一点。交点处,直线所在直线族与平面所在的平面族相切。
2. 直线与平面平行
如果直线与平面平行,则它们不交汇。
3. 直线与平面垂直
如果直线与平面垂直,则它们相交于一条直线。交线所在平面垂直于原平面,并且与原直线所在直线族正交。
交点计算
假设直线的方向向量为 a,平面的法向量为 n,平面上一点为 P。则直线和平面的交点 Q 满足:
作图步骤).jpg)
(Q - P) · n = 0
(Q - P) = s·a
解方程组即可得到交点 Q 的坐标。其中,s 是一个未知参数,可以通过代入上述方程求解。
性质
直线和平面相交的交点位于平面上。
直线和平面相交的交点处,直线方向向量与平面法向量垂直。
直线和平面相交的交点是直线与平面的唯一交点。
2、直线与一般位置平面相交,求交点需要( )作图步骤
直线与一般位置平面相交求交点的作图步骤:
1. 绘制平面和直线:根据给定的平面和直线绘制出相应的图形。
2. 寻找相交点:观察直线和平面之间的位置关系,确定它们的相交点。
3. 做出辅助线:通过相交点向平面的任一点连线,形成辅助线。
4. 求辅助线在平面上的投影:辅助线在平面上的投影与直线交于一点,这就是要找的交点。
5. 确定交点:将交点的投影与輔助线上的点连接起来,该点就是直线与平面的交点。
注意:
辅助线可以任意选择,但为了作图方便,通常选择垂直于直线方向的辅助线。
相交点可能位于平面内或平面外,根据相交点的投影位置可以确定。
如果直线与平面平行或重合,则没有交点。
3、一般直线和一般平面相交如何交点并判断可见性
一般直线和平面相交求交点的方法:
设直线方程为:L:{x = x0 + at, y = y0 + bt, z = z0 + ct}
设平面方程为:π:{Ax + By + Cz + D = 0}
将直线方程代入平面方程,整理得:
(Ax0 + By0 + Cz0 + D) + t(Aa + Bb + Cc) = 0
解得参数 t 值:
t = -(Ax0 + By0 + Cz0 + D) / (Aa + Bb + Cc)
将 t 值代回直线方程,得到直线和平面的交点:
P(x, y, z) = (x0 + at, y0 + bt, z0 + ct)
判断可见性:
交点 P 在平面 π 的同侧时,称直线与平面相交可见;否则,称不相交可见。
若平面方程为:π:{z = f(x, y)},则直线方程可以表示为:
L:{x = x0 + at, y = y0 + bt, z = z0}
将直线方程代入平面方程,整理得:
z0 = f(x0 + at, y0 + bt)
若存在参数 t 使得 z0 = f(x0 + at, y0 + bt) 成立,则直线与平面相交可见;否则,不相交可见。
4、一般直线和一般平面相交如何求交点
一般直线与一般平面相交求交点
一般直线方程为:
L:x = x0 + at, y = y0 + bt, z = z0 + ct
一般平面方程为:
π:Ax + By + Cz + D = 0
求交点步骤:
1. 参数消去法
将直线的参数方程代入平面方程,得到:
Ax0 + By0 + Cz0 + D + t(A a + B b + C c) = 0
这是一个一元一次方程,求解t:
t = -(Ax0 + By0 + Cz0 + D) / (A a + B b + C c)
2. 解直线方程
将t的值代回直线方程,求出交点坐标:
x = x0 + at = x0 - a(Ax0 + By0 + Cz0 + D) / (A a + B b + C c)
y = y0 + bt = y0 - b(Ax0 + By0 + Cz0 + D) / (A a + B b + C c)
作图步骤).jpg)
z = z0 + ct = z0 - c(Ax0 + By0 + Cz0 + D) / (A a + B b + C c)
3. 特殊情况
若直线平行于平面(A a + B b + C c = 0),则交点不存在。若直线与平面共面(A x0 + B y0 + C z0 + D = 0),则交点在直线上。
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