题目
直线 L: (x+3)/(-2) = (y+4)/(-7) = (z)/(3) 与平面 pi: 4x - 2y - 2z = 3 的关系是()A. 平行B. 垂直相交C. L 在 pi 上D. 相交但不垂直
直线 $L: \frac{x+3}{-2} = \frac{y+4}{-7} = \frac{z}{3}$ 与平面 $\pi: 4x - 2y - 2z = 3$ 的关系是()
A. 平行
B. 垂直相交
C. $L$ 在 $\pi$ 上
D. 相交但不垂直
题目解答
答案
A. 平行
解析
考查要点:本题主要考查空间几何中直线与平面的位置关系判断,涉及方向向量与法向量的点积运算,以及点与平面位置的验证。
解题核心思路:
- 方向向量与法向量的关系:直线的方向向量与平面法向量的点积为0时,直线与平面平行或直线在平面内。
- 点与平面的位置关系:验证直线上某点是否在平面上,若不满足,则直线与平面平行。
破题关键点:
- 方向向量与法向量垂直:通过点积计算判断直线与平面是否平行或直线在平面内。
- 点代入平面方程:若直线上某点不在平面上,则排除直线在平面内的可能性,最终确定平行关系。
步骤1:确定方向向量与法向量
- 直线方向向量:由直线方程 $\frac{x+3}{-2} = \frac{y+4}{-7} = \frac{z}{3}$,得方向向量 $\vec{s} = (-2, -7, 3)$。
- 平面法向量:由平面方程 $4x - 2y - 2z = 3$,得法向量 $\vec{n} = (4, -2, -2)$。
步骤2:计算方向向量与法向量的点积
$\vec{s} \cdot \vec{n} = (-2) \times 4 + (-7) \times (-2) + 3 \times (-2) = -8 + 14 - 6 = 0$
结论:方向向量与法向量垂直,说明直线与平面平行或直线在平面内。
步骤3:验证直线上点是否在平面上
取直线上的点 $(-3, -4, 0)$(对应参数 $t=0$),代入平面方程:
$4 \times (-3) - 2 \times (-4) - 2 \times 0 = -12 + 8 - 0 = -4 \neq 3$
结论:该点不在平面上,因此直线不在平面内。
最终结论:直线与平面平行。