题目
8.一平面过原点及点 (6,-3,2) 且与平面 4x-y+2z-8=0 垂直,则此平面方程为 __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查平面方程的求解,涉及平面过定点、平面垂直的条件等知识点。
解题核心思路:
- 确定平面的一般形式:由于平面过原点,方程形式为$Ax + By + Cz = 0$。
- 利用已知点代入方程:将点$(6, -3, 2)$代入方程,得到关于$A, B, C$的关系式。
- 平面垂直条件:两平面垂直的充要条件是法向量点积为$0$,由此建立第二个方程。
- 解方程组确定法向量:联立方程求解$A, B, C$的比例关系,最终确定平面方程。
破题关键点:
- 法向量垂直条件:正确应用两平面法向量点积为$0$的条件。
- 参数化处理:通过设定参数消元,找到法向量的整数比例形式。
步骤1:设平面方程形式
平面过原点,方程为:
$Ax + By + Cz = 0$
步骤2:代入已知点
将点$(6, -3, 2)$代入方程:
$6A - 3B + 2C = 0 \quad \text{(1)}$
步骤3:应用垂直条件
已知平面$4x - y + 2z - 8 = 0$的法向量为$(4, -1, 2)$,所求平面法向量为$(A, B, C)$。两法向量垂直,故:
$4A - B + 2C = 0 \quad \text{(2)}$
步骤4:联立方程求解
联立方程(1)和(2):
- 消元处理:将方程(2)乘以3,得:
$12A - 3B + 6C = 0 \quad \text{(2')}$ - 方程(1)减去方程(2'):
$(6A - 3B + 2C) - (12A - 3B + 6C) = 0 \\ -6A - 4C = 0 \implies 3A + 2C = 0 \implies C = -\frac{3}{2}A$ - 代入方程(2)求B:
$4A - B + 2\left(-\frac{3}{2}A\right) = 0 \\ 4A - B - 3A = 0 \implies A = B$
步骤5:确定法向量
令$A = 2$(消去分母),则$B = 2$,$C = -3$,法向量为$(2, 2, -3)$,平面方程为:
$2x + 2y - 3z = 0$