题目
4、在曲线 x=t , =-(t)^2 , =(t)^3 的所有切线中,与平面 9x+6y+z=4 平行的切线方-|||-程为 __-|||-(A) dfrac (x-1)(1)=dfrac (y+1)(-2)=dfrac (z-1)(3)-|||-(B) dfrac (x-1)(1)=dfrac (y+1)(-2)=dfrac (z-1)(3) 或 dfrac (x-3)(1)=dfrac (y+9)(-6)=dfrac (z-27)(27):-|||-(C) dfrac (x-3)(1)=dfrac (y+9)(-6)=dfrac (z-27)(27);-|||-(D) dfrac (x-1)(9)=dfrac (y+1)(6)=dfrac (z-1)(1) 或 dfrac (x-3)(9)=dfrac (y+9)(6)=dfrac (z-27)(1).

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查空间曲线切线方程的求解,以及直线与平面平行的条件。
解题思路:
- 确定曲线的切向量:对参数方程求导得到切向量。
- 平面法向量:由平面方程直接写出法向量。
- 平行条件:切线方向向量与平面法向量垂直,即点积为零,解方程得到参数值。
- 求切线方程:代入参数值得到切点坐标和方向向量,写出直线方程。
关键点:
- 切向量与法向量垂直是核心条件,需正确计算点积并解方程。
- 注意参数方程的正确形式,避免因输入错误导致方向向量计算错误。
步骤1:确定曲线的切向量
曲线参数方程为:
$x = t, \quad y = -t^2, \quad z = t^3$
对参数$t$求导,得切向量:
$\vec{T} = \left( \frac{dx}{dt}, \frac{dy}{dt}, \frac{dz}{dt} \right) = (1, -2t, 3t^2)$
步骤2:平面法向量
平面方程为$9x + 6y + z = 4$,其法向量为:
$\vec{n} = (9, 6, 1)$
步骤3:切线与平面平行的条件
切线方向向量$\vec{T}$与法向量$\vec{n}$垂直,即点积为零:
$\vec{T} \cdot \vec{n} = 1 \cdot 9 + (-2t) \cdot 6 + 3t^2 \cdot 1 = 9 - 12t + 3t^2 = 0$
解方程:
$3t^2 - 12t + 9 = 0 \implies t^2 - 4t + 3 = 0 \implies t = 1 \text{ 或 } t = 3$
步骤4:求切线方程
- 当$t=1$时:
切点为$(1, -1, 1)$,方向向量为$(1, -2, 3)$,切线方程为:
$\frac{x-1}{1} = \frac{y+1}{-2} = \frac{z-1}{3}$ - 当$t=3$时:
切点为$(3, -9, 27)$,方向向量为$(1, -6, 27)$,切线方程为:
$\frac{x-3}{1} = \frac{y+9}{-6} = \frac{z-27}{27}$