用对称式及参数方程表示直线 ) x-y+z=1 2x+y+z=4 .
用对称式及参数方程表示直线
( )
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案
由题意,直线
,可得两个平面的法向量为:
,
,所以得到直线的方向向量为:
,所以方向向量为
,又因为该直线过
,所以得到直线的对称式为:
,令
,所以得到
,所以得到直线的参数方程为:
,
所以答案选C。
解析
考查要点:本题主要考查空间直线的对称式方程与参数方程的转换,以及利用两平面法向量求直线方向向量的能力。
解题核心思路:
- 确定方向向量:通过两平面法向量的叉乘计算直线的方向向量。
- 验证对称式方程:根据方向向量和已知点,写出直线的对称式方程。
- 推导参数方程:将对称式方程中的参数统一,转化为参数方程形式,并验证是否过指定点。
破题关键点:
- 叉乘计算:正确计算两法向量的叉乘结果,得到方向向量。
- 方程形式匹配:确保对称式方程中的点和方向向量与选项一致,参数方程需满足初始点条件。
步骤1:计算方向向量
已知两平面法向量 $\overrightarrow{n} = (1, -1, 1)$ 和 $\overrightarrow{m} = (2, 1, 1)$,方向向量 $\overrightarrow{d}$ 为两法向量的叉乘:
$\overrightarrow{d} = \overrightarrow{n} \times \overrightarrow{m} =
\begin{vmatrix}\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\1 & -1 & 1 \\2 & 1 & 1\end{vmatrix} = (-2, 1, 3)$
步骤2:写出对称式方程
直线过点 $(1, 1, 1)$,方向向量为 $(-2, 1, 3)$,对称式方程为:
$\frac{x-1}{-2} = \frac{y-1}{1} = \frac{z-1}{3}$
步骤3:推导参数方程
设公共比值为参数 $t$,则:
$\begin{cases}x - 1 = -2t \\y - 1 = t \\z - 1 = 3t\end{cases} \implies
\begin{cases}x = 1 - 2t \\y = 1 + t \\z = 1 + 3t\end{cases}$
步骤4:匹配选项
- 选项C 的对称式方程和参数方程均与推导结果一致。
- 选项A 的参数方程未体现过点 $(1,1,1)$。
- 选项B 为平面方程,非直线方程。
- 选项D 的对称式方程对应点错误。