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直线与平面的交点怎么求_1

原创2025-06-20 02:08:07

求直线与平面的交点可以通过以下步骤进行:

确定平面和直线的方程

平面方程通常表示为 `ax + by + cz = d`,其中 `a, b, c` 是平面的法向量的分量,`d` 是常数项。

直线方程可以表示为 `x = x0 + at`, `y = y0 + bt`, `z = z0 + ct`,其中 `(x0, y0, z0)` 是直线上的一个点,`(a, b, c)` 是直线的方向向量,`t` 是参数。

将直线方程代入平面方程

将直线的参数方程代入平面方程中,得到一个关于参数 `t` 的方程。

解方程求参数 `t`

解出参数 `t` 的值。如果方程无解,则直线与平面不相交;如果方程有无穷多解,则直线与平面重合;如果方程有唯一解,则直线与平面相交于一点。

计算交点坐标

将求得的参数 `t` 值代入直线的参数方程中,计算出交点的坐标。

示例:

求直线 `L: x = 1 + t, y = 2 + 2t, z = 3 - t` 与平面 `P: 2x + y - 3z = 4` 的交点:

1. 将直线方程代入平面方程:

`2(1 + t) + (2 + 2t) - 3(3 - t) = 4`

2. 解方程求 `t`:

`2 + 2t + 2 + 2t - 9 + 3t = 4`

`7t - 5 = 4`

`7t = 9`

`t = 9/7`

3. 计算交点坐标:

`x = 1 + 9/7 = 16/7`

`y = 2 + 2*(9/7) = 20/7`

`z = 3 - 9/7 = 12/7`

所以,直线 `L` 与平面 `P` 的交点坐标为 `(16/7, 20/7, 12/7)`

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