题目
2.一直线过点M(1,2,1),垂直于直线 _(1):dfrac (x-1)(3)=dfrac (y)(2)=dfrac (z+1)(1), 且和直线 _(2):dfrac (x)(2)=y=dfrac (z)(-1) 相交,求该直-|||-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的方程求解,涉及直线的垂直关系、点向式方程、参数方程的应用,以及两直线相交的条件。
解题核心思路:
- 确定所求直线的方向向量:利用与已知直线L1垂直的条件,即方向向量的点积为0。
- 利用相交条件确定参数:通过设定所求直线与L2的交点参数,建立方程求解参数值。
- 构造直线方程:结合已知点和方向向量,写出最终方程。
破题关键点:
- 参数化L2上的交点:将L2用参数t表示,得到交点坐标。
- 向量点积为零:通过向量MA与L1的方向向量垂直的条件,解出参数t。
- 简化方向向量:将向量MA标准化为最简形式,得到方向向量。
步骤1:参数化L2上的交点
设所求直线与L2的交点为$A(2t, t, -t)$(由L2的参数方程$x=2t$, $y=t$, $z=-t$得出)。
步骤2:计算向量$\overrightarrow{MA}$
向量$\overrightarrow{MA} = (2t-1, t-2, -t-1)$。
步骤3:垂直条件列方程
L1的方向向量为$\mathbf{n} = (3, 2, 1)$,根据垂直条件:
$\overrightarrow{MA} \cdot \mathbf{n} = 3(2t-1) + 2(t-2) + 1(-t-1) = 0$
步骤4:解方程求t
展开并整理方程:
$6t - 3 + 2t - 4 - t - 1 = 0 \implies 7t - 8 = 0 \implies t = \dfrac{8}{7}$
步骤5:确定方向向量
将$t = \dfrac{8}{7}$代入$\overrightarrow{MA}$:
$\overrightarrow{MA} = \left( \dfrac{9}{7}, -\dfrac{6}{7}, -\dfrac{15}{7} \right) = \dfrac{3}{7}(3, -2, -5)$
因此,方向向量为$(3, -2, -5)$。
步骤6:写出直线方程
以点$M(1,2,1)$为起点,方向向量为$(3, -2, -5)$,方程为:
$\dfrac{x-1}{3} = \dfrac{y-2}{-2} = \dfrac{z-1}{-5}$