第11题
求过点 $(3,1,-2)$ 且通过直线 $\dfrac{x-4}{5}=\dfrac{y+3}{2}=z$ 的平面方程。
答案
$8x-9y-22z-59=0$
📖 前置知识梳理
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要点1(红色标注):已知平面与向量 $\vec{a}, \vec{b}$ 皆平行,则可取平面的法向量为 $\vec{n}=\vec{a}\times\vec{b}$。要点3(红色标注):直线的点向式方程 $\frac{x-x_0}{m}=\frac{y-y_0}{n}=\frac{z-z_0}{p}$,则直线过点 $M_0(x_0,y_0,z_0)$,方向向量 $\vec{s}=(m,n,p)$。还要会:点向式转一般式。要点4(红色标注):平面束——若 $L: \begin{cases} A_1x+B_1y+C_1z+D_1=0 \ A_2x+B_2y+C_2z+D_2=0 \end{cases}$,则过 $L$ 的平面束为 $A_1x+B_1y+C_1z+D_1+\lambda(A_2x+B_2y+C_2z+D_2)=0$(不含 $\pi_2$)或 $\lambda(A_1x+B_1y+C_1z+D_1)+A_2x+B_2y+C_2z+D_2=0$(不含 $\pi_1$)。方法2(平面束法):将直线化为一般式,写出平面束方程,将点 $(3,1,-2)$ 代入求得 $\lambda=\frac{11}{20}$,从而得到所求平面方程。
📋 解题步骤
1
取直线上一点并求方向向量
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取直线上一点 $M_1(4,-3,0)$,方向向量 $\vec{s}=(5,2,1)$,已知点 $M_0(3,1,-2)$,则 $\overrightarrow{M_0M_1}=(1,-4,2)$。
2
求法向量
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法向量 $\vec{n}=\overrightarrow{M_0M_1}\times\vec{s}=\begin{vmatrix}\vec{i}&\vec{j}&\vec{k}\\1&-4&2\\5&2&1\end{vmatrix}=(-8,9,22)$。
3
写出平面方程
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由点法式:$-8(x-3)+9(y-1)+22(z+2)=0$,整理得 $8x-9y-22z-59=0$。
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