通过点P(2,0,-1)且与两直线x+1⼀1=y⼀1=z⼀-1和x⼀1=y+1⼀-1=z⼀0垂直?

2025-06-28 00:30:51
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回答1:

首先,我们需要求出两条直线的方向向量,然后通过点积来判断它们是否垂直。

对于第一条直线x+1/1=¥11=z1-1,它可以写成向量形式:

r1 = (x, y, z) = (t-1, t, t-1)

其中t是任意实数,r1的方向向量为(1, 1, 1)。

对于第二条直线x/1=y+1/-1=z/0,它可以写成向量形式:

r2 = (x, y, z) = (s, -s-1, 0)

其中s是任意实数,r2的方向向量为(1, -1, 0)。

现在,我们需要判断这两个向量是否垂直。两个向量垂直的充要条件是它们的点积等于0。

点积公式为:

a·b = ax * bx + ay * by + az * bz

其中a = (ax, ay, az),b = (bx, by, bz)。

将(1,1,1)和(1,-1,0)代入,得到:

(1,1,1)·(1,-1,0) = 1*1 + 1*(-1) + 1*0 = 0

因此,两条直线垂直。

接下来,我们需要找到一个过点P(2,0,-1)且垂直于这两条直线的平面。

由于两条直线垂直,它们所在的平面一定垂直于我们要找的平面。因此,我们可以先求出两条直线所在的平面的法向量,然后将这个法向量作为我们要找的平面的法向量。

对于第一条直线x+1/1=¥11=z1-1,它所在的平面的法向量可以通过它的方向向量(1, 1, 1)叉乘直线x=0所在的平面的法向量(1, 0, 0)得到:

n1 = (1, 1, 1) × (1, 0, 0) = (0, 1, -1)

对于第二条直线x/1=y+1/-1=z/0,它所在的平面的法向量可以通过它的方向向量(1, -1, 0)叉乘直线z=0所在的平面的法向量(0, 0, 1)得到:

n2 = (1, -1, 0) × (0, 0, 1) = (-1, -1, 0)

现在,我们可以将n1和n2作为我们要找的平面的法向量。由于过点P的平面的方程为ax+by+cz+d=0,我们可以通过代入点P得到d的值。代入得到:

0*2 + 1*0 + (-1)*(-1) + d = 0

因此,d=1。

现在,我们得到了过点P且垂直于两条直线的平面的法向量n=(0, 1, -1),以及平面的截距d=1。因此,过点P且垂直于两条直线的平面的方程为:

0x + 1y + (-1)z + 1 = 0

化简得到:

y - z = -1

因此,过点P且垂直于两条直线的平面的方程为y - z = -1。

回答2:

首先,求出两条直线的方向向量,分别为:
v1 = (1, 1, -1)
v2 = (1, -1, 0)
由于某个向量与另一个向量垂直,等价于这个向量与另一个向量的叉积为零向量。因此,可以列出如下的方程:
v1 × (r - P) = 0
v2 × (r - P) = 0
其中,r = (x, y, z) 是所求直线上的任意一点。
将向量展开,得到如下的方程组:
(x - 2) - y + (z + 1) = 0
(x - 2) + y = 0
解得:
x = 1, y = -1, z = 0
因此,所求直线的方程为:
x/1 = y/-1 = z/0 = t
其中,t 为任意实数。