题目
向量积在平面与直线方程中的应用题型一:题干中有2个向量与所求向量垂直(2024)15.(2)求通过直线l:}x=1+2ty=2+3tz=5t与平面pi:x+4y+3z+7=0垂直的平面方程.
向量积在平面与直线方程中的应用
题型一:题干中有2个向量与所求向量垂直
(2024)15.(2)求通过直线$l:\begin{cases}x=1+2t\\y=2+3t\\z=5t\end{cases}$与平面$\pi:x+4y+3z+7=0$垂直的平面方程.
题目解答
答案
设直线 $ l $ 的方向向量为 $ \mathbf{d} = (2, 3, 5) $,平面 $ \pi $ 的法向量为 $ \mathbf{n}_\pi = (1, 4, 3) $。所求平面的法向量 $ \mathbf{n} $ 应满足:
1. $ \mathbf{n} \perp \mathbf{n}_\pi $,即 $ \mathbf{n} \cdot \mathbf{n}_\pi = 0 $;
2. 所求平面包含直线 $ l $,即 $ \mathbf{n} \perp \mathbf{d} $,或通过直线上的点。
由条件1,设 $ \mathbf{n} = (A, B, C) $,则 $ A + 4B + 3C = 0 $。
由条件2,直线 $ l $ 上的点 $ P(1, 2, 0) $ 在平面上,且方向向量 $ \mathbf{d} $ 在平面上,故 $ 2A + 3B + 5C = 0 $。
解方程组:
\[
\begin{cases}
A + 4B + 3C = 0 \\
2A + 3B + 5C = 0
\end{cases}
\]
得 $ A = 11B $,$ C = -5B $。代入点 $ P $,得 $ D = -13B $。
因此,所求平面方程为:
\[
11x + y - 5z = 13
\]
或等价地:
\[
11x + y - 5z - 13 = 0
\]
**答案:** $\boxed{11x + y - 5z = 13}$(或$\boxed{11x + y - 5z - 13 = 0}$)