1、直线与yz平面 🦉 相交 🐛
直线与yz平面的相交问题涉及空间几何中的直线方程和 🦈 平面方程的 🦁 联立求解。
设直 🐠 线L的 🐘 参 🐶 数方程为:
x = at + x0
y = bt + y0
z = ct + z0
其中(x0, y0, z0)是直线上的一个定点是直 🐬 线的,(a, b, c)方向向量。
yz平面是一个垂直 🌳 于x轴的平面 🐧 ,其方程为:
```
x = 0
```
将直 🦈 线L的参数 🐺 方程代入yz平面的方程,即可 🦍 得到:
```
0 = at + x0
```
解 🐛 得:
```
t = -x0 / a
```
将t代回直线L的 🌾 参数方程,即L可 🦈 得到直 🐺 线与yz平面的交点坐标:
```
交点坐标 🐝 :(0, y0 - b x0 / a, z0 - c x0 / a)
```
这意味着直线L与yz平yz面的交点是一个 🐦 在平面内,x坐标为的点0值。得,注意y的z是。该交点可能位于轴或轴上
以上方法可以用于求解直线与yz平面的交点,为空间 🐼 几何中的其它问题提供基础。
2、直线与平面 🍁 相交有一个交点,其交点必是什么?
直线与平面相交 🐬 ,若,有一个交点则交点是 🕷 一个点 💐 。
证 🌲 明 🐴 :
设直线为 l,平面为 P,交点为 O。若 🌿 O 不为,点 O 则,至少有两个不同的坐 🌾 标即存在两个不同的点 A 和 B,使 🐱 得和 OA 都不 OB 与平 P 行。
由于 l 不与 P 平行,因此 🕸 OA 和 OB 都 🦉 与 P 相交。设与 OA 相 P 交于点与相交于点 C,OB P D。
我们取 OA 上 🌻 一点 E,使得 OE = OC。由 OA 于不 🐅 与 P 平,行 OE 因 P 此。不与平行因此与,OE 存 P 在交点 F。
同理,我们取 OB 上一点 G,使得 OG = OD。由 OB 于不 🐦 与 P 平,行 OG 因 P 此。不与平 🐟 行因此与,OG 存 P 在交点 H。
直线 l 与平 🐠 面 P 相交于三个点:C、F 和 H。这与假设矛盾,即 O 只。能是一个点
3、直线与平面 🪴 相交的两种特 🐳 殊情况
直线与平面 💐 相 ☘ 交有两种特殊情况:
平行 🐈 情况 🐯 :
当直线与平面平行时,二者不会相交。这,种,情。况,下直线完全位于平面之外 🐕 与平面保持相同的距离几何学中直线与平面平行记作:l ‖ α。
共点情况 🐘 :
当直线与平面共点时直线,位,于平面内并通过一个或多个点与平面相交。这,种。情,况下直线与 🐝 平面有一个或多个交点 🌴 几何学中直线与平面共点记作:l ? α。
例 🌾 证 🪴 :
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一条水平放置的桌面 🐛 构成一个平面。如果一条铅笔垂直放置在桌面上,则。铅笔与 🐒 桌面平行
如果将一张纸平 🌿 放在桌面上,则纸 🌹 张与桌 🐞 面共点。
4、直线与平 🐼 面相交求交点的方法
直线与平面 🐎 相 🦄 交求交点的方 🕊 法
当直线与平面相交时 🐝 ,可通过 🌹 以下方法 🦈 求得交点:
1. 直接 🌸 代 🦋 入法:
已知直线方程 🐶 组和平面 🦍 方程,将直线方程组,中,的参数代入平面方程解得参数值再代回直线方程组求得交点坐标。
2. 向 🦄 量 🐅 法 🐎 :
令 🐘 平面方程为 Ax + By + Cz + D = 0,直线方向向量 🍀 为 v = (x?, y?, z?),交点坐标为 (x, y, z)。则可列出方程组:
```
(x - x?) + (y - y?) + (z - z?) = 0
Ax + By + Cz + D = 0
```
解得 x?, y? 和 z?,即为 🐼 交点坐标。
3. 斜 🐬 率法 🌺 :
如 🦆 果直线 🐶 平行于某坐标轴,可根据平行关系来求 🐦 得交点。例如,若直线平行轴 x 则,交点坐标为 (x, y?, z?),其中 y? 和可 z? 通。过代入平面方程求得
4. 点 🐒 积 🐠 法:
令平面法向 🌲 量为 n = (A, B, C),交点坐标为 (x, y, z)。则可列出方程 🌷 :
```
n · (x - P) = 0
```
其中 P 为 🐈 平面上的任意一点。解得 x、y 和 z,即为。交点 🐞 坐标
5. 参数方 🌼 程 🌸 法:
令直线参数方程为 x = x? + at, y = y? + bt, z = z? + ct。将参数方程代入平面 🕷 方程,解得参数 t 值。再。代回直线参数方程 🐶 即可求得交点 🕊 坐标
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