题目
求通过直线且与平面 垂直的平面的方程.
求通过直线
且与平面
垂直的平面
的方程.
题目解答
答案
解:直线
的方向向量为
平面
的法向量为
则所求平面的法向量为

又平面
过点
所以平面
的方程为
即
解析
考查要点:本题主要考查空间几何中平面方程的求解,涉及直线的方向向量、平面法向量的性质,以及平面与平面垂直的条件。
解题核心思路:
- 确定所求平面的法向量:需满足两个条件:
- 与给定直线的方向向量垂直;
- 与已知平面π11的法向量垂直。
- 利用叉乘求法向量:通过直线方向向量与平面π11的法向量的叉乘得到所求平面的法向量。
- 确定平面上的点:取直线上一点代入平面方程。
破题关键点:
- 直线方向向量的提取;
- 平面垂直条件转化为法向量点积为零;
- 叉乘运算的正确性。
步骤1:提取直线方向向量
直线方程为$\dfrac{x}{4} = \dfrac{y+2}{-1} = \dfrac{z+2}{-3}$,其方向向量为$\overrightarrow{s} = (4, -1, -3)$。
步骤2:确定已知平面的法向量
平面π11的方程为$x + y + z = 0$,其法向量为$\overrightarrow{n_1} = (1, 1, 1)$。
步骤3:求所求平面的法向量
所求平面需同时满足:
- 与直线方向向量$\overrightarrow{s}$垂直;
- 与平面π11的法向量$\overrightarrow{n_1}$垂直。
通过叉乘计算法向量:
$\overrightarrow{n} = \overrightarrow{s} \times \overrightarrow{n_1} =
\begin{vmatrix}\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\4 & -1 & -3 \\1 & 1 & 1\end{vmatrix} = (2, -7, 5)$
步骤4:确定平面上的点
取直线上一点$(0, -2, -2)$(令参数为0时的坐标)。
步骤5:写出平面方程
利用点法式方程:
$2(x - 0) - 7(y + 2) + 5(z + 2) = 0$
化简得:
$2x - 7y + 5z = 4$