题目
[题目]求过点 (2,0,-3) 且与直线 ) x-2y+4z-7=0 3x+5y-2z+1=0 . 垂-|||-直的平面方程.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查空间几何中平面方程的求解,涉及直线方向向量的计算及平面法向量的确定。
解题核心思路:
- 确定直线方向向量:题目中的直线由两个平面方程联立给出,其方向向量为两平面法向量的叉乘结果。
- 平面法向量与直线方向向量的关系:由于平面与直线垂直,平面的法向量即为直线的方向向量。
- 平面方程的构建:利用已知点和法向量,代入平面方程的一般形式即可。
破题关键点:
- 正确计算两平面法向量的叉乘,得到直线的方向向量。
- 代入点坐标时注意符号,确保方程展开正确。
步骤1:求直线的方向向量
给定直线由平面方程联立:
$\begin{cases}x - 2y + 4z - 7 = 0 \\3x + 5y - 2z + 1 = 0\end{cases}$
两平面的法向量分别为 $\vec{n_1} = (1, -2, 4)$ 和 $\vec{n_2} = (3, 5, -2)$。
直线的方向向量 $\vec{s}$ 为 $\vec{n_1} \times \vec{n_2}$,计算如下:
$\vec{s} =
\begin{vmatrix}\vec{i} & \vec{j} & \vec{k} \\1 & -2 & 4 \\3 & 5 & -2\end{vmatrix}
= \vec{i}((-2)(-2) - 4 \cdot 5) - \vec{j}(1 \cdot (-2) - 4 \cdot 3) + \vec{k}(1 \cdot 5 - (-2) \cdot 3)$
化简得:
$\vec{s} = (-16, 14, 11)$
步骤2:确定平面方程
平面过点 $(2, 0, -3)$,法向量为 $\vec{n} = (-16, 14, 11)$,平面方程为:
$-16(x - 2) + 14(y - 0) + 11(z + 3) = 0$
展开并整理:
$-16x + 32 + 14y + 11z + 33 = 0 \implies -16x + 14y + 11z + 65 = 0$
将方程两边乘以 $-1$,得标准形式:
$$
16x - 14y - 11z - 65 = 0
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