单项选择题(共10小题,每小题3分,共30分) 6.设空间直线L及两平面Pi_(1),Pi_(2)的方程分别为 L:(x-1)/(-1)=(y+1)/(2)=(z-3)/(-3);Pi_(1):2x+7y+4z-1=0;Pi_(2):x-2y+3z-12=0 (A.)L平行于Pi_(1),Pi_(1)垂直于Pi_(2);(B.)L垂直于Pi_(1),Pi_(1)平行于Pi_(2); (C.)L垂直于Pi_(2),Pi_(1)平行于Pi_(2);(D.)L平行于Pi_(2),Pi_(1)垂直于Pi_(2)
A.)L平行于$\Pi_{1}$,$\Pi_{1}$垂直于$\Pi_{2}$;(
B.)L垂直于$\Pi_{1}$,$\Pi_{1}$平行于$\Pi_{2}$; (
C.)L垂直于$\Pi_{2}$,$\Pi_{1}$平行于$\Pi_{2}$;(
D.)L平行于$\Pi_{2}$,$\Pi_{1}$垂直于$\Pi_{2}$
题目解答
答案
解析
本题考查空间直线与平面的位置关系及平面与平面之间的位置关系。解题核心在于:
- 直线与平面平行的条件是直线的方向向量与平面的法向量垂直(点积为0);
- 平面与平面垂直的条件是它们的法向量点积为0;
- 平面与平面平行的条件是法向量成比例。
第一步:确定直线L的方向向量
直线L的方程为:
$L: \frac{x-1}{-1} = \frac{y+1}{2} = \frac{z-3}{-3}$
方向向量为 $\mathbf{d} = (-1, 2, -3)$。
第二步:确定平面Π₁的法向量
平面Π₁的方程为:
$\Pi_1: 2x + 7y + 4z - 1 = 0$
法向量为 $\mathbf{n}_1 = (2, 7, 4)$。
第三步:确定平面Π₂的法向量
平面Π₂的方程为:
$\Pi_2: x - 2y + 3z - 12 = 0$
法向量为 $\mathbf{n}_2 = (1, -2, 3)$。
第四步:判断L与Π₁的关系
计算方向向量 $\mathbf{d}$ 与法向量 $\mathbf{n}_1$ 的点积:
$\mathbf{d} \cdot \mathbf{n}_1 = (-1) \cdot 2 + 2 \cdot 7 + (-3) \cdot 4 = -2 + 14 - 12 = 0$
点积为0,说明直线L平行于平面Π₁。
第五步:判断L与Π₂的关系
计算方向向量 $\mathbf{d}$ 与法向量 $\mathbf{n}_2$ 的点积:
$\mathbf{d} \cdot \mathbf{n}_2 = (-1) \cdot 1 + 2 \cdot (-2) + (-3) \cdot 3 = -1 - 4 - 9 = -14 \neq 0$
点积不为0,说明直线L不平行于平面Π₂。进一步验证方向向量是否与法向量平行,显然不成比例,故L不垂直于Π₂。
第六步:判断Π₁与Π₂的关系
计算法向量 $\mathbf{n}_1$ 与 $\mathbf{n}_2$ 的点积:
$\mathbf{n}_1 \cdot \mathbf{n}_2 = 2 \cdot 1 + 7 \cdot (-2) + 4 \cdot 3 = 2 - 14 + 12 = 0$
点积为0,说明平面Π₁垂直于平面Π₂。
结论
- L平行于Π₁;
- Π₁垂直于Π₂;
- 其余选项均不成立。