题目
一直线l过点 A(-3,5,-9) 且与两直线l1: ) y=3x+5 z=2x-3 . 相-|||-交,求此直线方程.

题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查空间直线与直线相交的条件,以及如何利用平面法向量确定共面直线的方向向量。
解题核心思路:
- 共面条件:直线$l$与$l_1$、$l_2$相交,说明$l$分别与$l_1$、$l_2$所在的平面共面。
- 法向量确定:通过直线的方向向量与点$A$到直线上某点的向量叉乘,得到两个平面的法向量$\mathbf{n}_1$和$\mathbf{n}_2$。
- 方向向量求解:所求直线$l$的方向向量$\mathbf{s}$为$\mathbf{n}_1 \times \mathbf{n}_2$,最终结合点$A$写出直线方程。
破题关键点:
- 正确转换直线方程为对称式,提取方向向量和已知点。
- 准确计算向量叉乘,确保法向量和方向向量的正确性。
步骤1:确定直线$l_1$和$l_2$的方向向量及已知点
- 直线$l_1$:
对称式为$\dfrac{x}{1} = \dfrac{y-5}{3} = \dfrac{z+3}{2}$,方向向量$\mathbf{S}_1 = (1, 3, 2)$,过点$M_1(0, 5, -3)$。 - 直线$l_2$:
对称式为$\dfrac{x}{1} = \dfrac{y+7}{4} = \dfrac{z-10}{5}$,方向向量$\mathbf{S}_2 = (1, 4, 5)$,过点$M_2(0, -7, 10)$。
步骤2:计算平面法向量$\mathbf{n}_1$和$\mathbf{n}_2$
- 平面$n_1$:由$\mathbf{S}_1$与$\overrightarrow{AM_1}$叉乘得到:
$\mathbf{n}_1 = \mathbf{S}_1 \times \overrightarrow{AM_1} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 1 & 3 & 2 \\ 3 & 0 & 6 \end{vmatrix} = 18\mathbf{i} - 9\mathbf{k} = 9(2, 0, -1)$ - 平面$n_2$:由$\mathbf{S}_2$与$\overrightarrow{AM_2}$叉乘得到:
$\mathbf{n}_2 = \mathbf{S}_2 \times \overrightarrow{AM_2} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 1 & 4 & 5 \\ 3 & -12 & 19 \end{vmatrix} = 136\mathbf{i} - 4\mathbf{j} - 24\mathbf{k} = 4(34, -1, -6)$
步骤3:求直线$l$的方向向量$\mathbf{s}$
- 方向向量$\mathbf{s}$:由$\mathbf{n}_1 \times \mathbf{n}_2$得到:
$\mathbf{s} = \mathbf{n}_1 \times \mathbf{n}_2 = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 2 & 0 & -1 \\ 34 & -1 & -6 \end{vmatrix} = -\mathbf{i} -22\mathbf{j} -2\mathbf{k} = (1, 22, 2) \quad (\text{取反向})$
步骤4:写出直线$l$的方程
- 点向式方程:过点$A(-3, 5, -9)$,方向向量$(1, 22, 2)$,方程为:
$\dfrac{x+3}{1} = \dfrac{y-5}{22} = \dfrac{z+9}{2}$