8-7空间直线及其方程
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空间直线的标准方程在空间解析几何中,直线是一个非常重要的概念,它是两点确定的一条直线。
在平面坐标系中,我们可以通过两点的坐标来确定一条直线的方程,而在空间中,我们同样可以通过一点和方向向量来确定一条直线的方程。
本文将重点介绍空间直线的标准方程,希望能够帮助读者更好地理解和掌握这一知识点。
首先,我们来看一下空间直线的一般方程。
对于空间中的一条直线l,如果它通过点P0(x0, y0, z0)并且方向向量为a=(a1, a2, a3),那么直线l上任意一点P(x, y, z)都满足以下关系式:(x x0) / a1 = (y y0) / a2 = (z z0) / a3。
这就是空间直线的一般方程,通过这个方程我们可以得到直线l上任意一点的坐标。
然而,这个方程并不是最简洁的形式,为了更方便地描述直线,我们可以将其化简为标准方程。
空间直线的标准方程形式为:(x x0) / a1 = (y y0) / a2 = (z z0) / a3 = t。
其中t为参数,通过参数t的取值可以得到直线l上的所有点。
这个方程就是空间直线的标准方程,它是一种更加简洁和方便的描述直线的方式。
接下来,我们来看一些具体的例子,以帮助读者更好地理解空间直线的标准方程。
例1,求过点P(1, 2, 3)并且与向量a=(2, -1, 3)平行的直线的标准方程。
解:直线l上任意一点P(x, y, z)满足方程:(x 1) / 2 = (y 2) / (-1) = (z 3) / 3 = t。
这就是所求直线的标准方程。
例2,已知直线l的标准方程为(x 1) / 2 = (y 2) / (-1) = (z 3) / 3 = t,求直线l上的一点坐标。
解,直线l上任意一点的坐标可以通过参数t的取值来确定,比如当t=0时,我们可以得到点P(1, 2, 3)。
当t=1时,我们可以得到另外一点,依此类推,我们可以得到直线l上的所有点。
通过以上例子,我们可以看到空间直线的标准方程在求解直线问题时具有很大的便利性,它能够简洁地描述直线的位置和方向,帮助我们更好地理解和运用空间解析几何的知识。
第六节 空间直线及其方程教学目的:介绍空间曲线中最常用的直线,与平面同为本章的重点 教学重点:1.直线方程2.直线与平面的综合题教学难点:1.直线的几种表达式2.直线与平面的综合题教学内容:一、空间直线的一般方程空间直线可以看成是两个平面的交线。
故其一般方程为:⎩⎨⎧=+++=+++022221111D z C y B x A D z C y B x A 二、空间直线的对称式方程与参数方程平行于一条已知直线的非零向量叫做这条直线的方向向量。
已知直线上的一点),,(0000z y x M 和它的一方向向量},,{p n m =s ,设直线上任一点为),,(z y x M ,那么M M 0与s 平行,由平行的坐标表示式有:pz z n y y m x x 000-=-=- 此即空间直线的对称式方程(或称为点向式方程)。
(写时参照书上注释)如设t pz z n y y m x x =-=-=-000 就可将对称式方程变成参数方程(t 为参数)⎪⎩⎪⎨⎧+=+=+=ptz z nt y y mtx x 000 三种形式可以互换,按具体要求写相应的方程。
例1:用对称式方程及参数方程表示直线⎩⎨⎧=++-=+++043201z y x z y x .解:在直线上任取一点),,(000z y x ,取10=x ⎩⎨⎧=--=++⇒063020000z y z y ,解得2,000-==z y ,即直线上点坐标)2,0,1(-.因所求直线与两平面的法向量都垂直,取}3,1,4{--=⨯=21n n s ,对称式方程为:321041-+=--=-z y x 参数方程: ⎪⎩⎪⎨⎧--=-=+=tz t y tx 3241.例2: 一直线过点)4,3,2(-A ,且和y 轴垂直相交,求其方程.解:因为直线和y 轴垂直相交,所以交点为)0,3,0(-B ,于是→==}4,0,2{BA s ,所求直线方程:440322-=+=-z y x 三、两直线的夹角: 两直线的方向向量的夹角(通常指锐角)叫做两直线的夹角。