题目
点(2,3,1)在直线x=t-7,y=2t-2,z=3t-2上的投影为()A. (-5,2,4)B. (-6,0,1)C. (-7,-2,-2)D. (-8,-4,-5)
点$(2,3,1)$在直线$x=t-7,y=2t-2,z=3t-2$上的投影为()
A. $(-5,2,4)$
B. $(-6,0,1)$
C. $(-7,-2,-2)$
D. $(-8,-4,-5)$
题目解答
答案
A. $(-5,2,4)$
解析
本题考查点在直线上的投影的求法,解题的关键思路是先求出过该点且垂直于已知直线的平面方程,再联立直线方程与平面方程求出交点,该交点即为点在直线上的投影。
- 求直线的方向向量:
已知直线方程为$x=t - 7$,$y = 2t - 2$,$z = 3t - 2$,其参数方程的一般形式为$\begin{cases}x=x_0+mt\\y=y_0+nt\\z=z_0+pt\end{cases}$($t$为参数),其中$(m,n,p)$为直线的方向向量。
所以该直线的方向向量$\vec{s}=(1,2,3)$。 - 求过点$(2,3,1)$且垂直于直线的平面方程:
因为所求平面垂直于已知直线,所以直线的方向向量$\vec{s}=(1,2,3)$就是平面的法向量。
根据点法式方程$A(x - x_0)+B(y - y_0)+C(z - z_0)=0$(其中$(A,B,C)$为平面的法向量,$(x_0,y_0,z_0)$为平面上一点),可得过点$(2,3,1)$且法向量为$\vec{s}=(1,2,3)$的平面方程为:
$1\times(x - 2)+2\times(y - 3)+3\times(z - 1)=0$
展开式子得$x - 2 + 2y - 6 + 3z - 3 = 0$,
整理得$x + 2y + 3z - 11 = 0$。 - 求直线与平面的交点:
将直线方程$\begin{cases}x=t - 7\\y = 2t - 2\\z = 3t - 2\end{cases}$代入平面方程$x + 2y + 3z - 11 = 0$中,得到:
$(t - 7)+2\times(2t - 2)+3\times(3t - 2)-11 = 0$
展开括号得$t - 7 + 4t - 4 + 9t - 6 - 11 = 0$,
合并同类项得$(1 + 4 + 9)t+(-7 - 4 - 6 - 11)=0$,即$14t - 28 = 0$。
移项可得$14t = 28$,
两边同时除以$14$,解得$t = 2$。 - 求投影点的坐标:
将$t = 2$代入直线方程$\begin{cases}x=t - 7\\y = 2t - 2\\z = 3t - 2\end{cases}$中,可得:
$x=2 - 7=-5$,
$y=2\times2 - 2 = 2$,
$z=3\times2 - 2 = 4$。
所以点$(2,3,1)$在直线上的投影为$(-5,2,4)$。