题目
平面pi_(1) 2x+3y+4z+1=0与平面pi_(2) 2x-3y+4z-1=0的位置关系是().A. 重合B. 相交且垂直C. 平行D. 相交且不垂直、不重合
平面$\pi_{1} 2x+3y+4z+1=0$与平面$\pi_{2} 2x-3y+4z-1=0$的位置关系是().
A. 重合
B. 相交且垂直
C. 平行
D. 相交且不垂直、不重合
题目解答
答案
D. 相交且不垂直、不重合
解析
本题考查知识点为平面与平面的位置关系,解题思路是先根据两平面的法向量判断两平面是否平行或重合,再通过法向量的点积判断两平面是否垂直。
- 判断两平面是否平行或重合:
- 对于平面$\pi_{1}:A_{1}x + B_{1}y + C_{1}z + D_{1} = 0$和平面$\pi_{2}:A_{2}x + B_{2}y + C_{2}z + D_{2} = 0$,它们的法向量分别为\\(\vec{n_1}=(A_{1},B_{1},C_{1})\)和$\vec{n_2}=(A_{2},B_{2},C_{2})$。
- 在平面$\pi_{1}:2x + 3y + 4z + 1 = 0$中,$A_{1}=2$,$B_{1}=3$,$C_{1}=4$,所以$\vec{n_1}=(2,3,4)$;在平面$\pi_{2}:2x - 3y + 4z - 1 = 0$中,$A_{2}=2$,$B_{2}=-3$,$C_{2}=4$,所以$\vec{n_2}=(2,-3,4)$。
- 若两平面平行或重合,则$\frac{A_{1}}{A_{2}}=\frac{B_{1}}{B_{2}}=\frac{C_{1}}{C_{2}}$。
- 计算$\frac{A_{1}}{A_{2}}=\frac{2}{2}=1$,$\frac{B_{1}}{B_{2}}=\frac{3}{-3}=-1$,因为$\frac{A_{1}}{A_{2}}\neq\frac{B_{1}}{B_{2}}$,所以两平面不平行也不重合。
- 判断两平面是否垂直:
- 若两平面垂直,则它们的法向量点积$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}=0$。
- 根据向量点积公式$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}=A_{1}A_{2}+B_{1}B_{2}+C_{1}C_{2}$,将$A_{1}=2$,$B_{1}=3$,$C_{1}=4$,$A_{2}=2$,$B_{2}=-3$,$C_{2}=4$代入可得:
$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}=2\times2 + 3\times(-3)+4\times4=4 - 9 + 16 = 11\neq0$,所以两平面不垂直。