黑龙江八一农垦大学：《工科高等数学》课程教学资源（PPT课件）第七章 空间解析几何（7.8）空间直线及其方程

第八节空间直线及其方程 巴一、空间直线的一般方程 巴二、空间直线的对称式方程与参数方程 巴三、两直线的夹角 巴四、直线与平面的夹角 四五、小结思考题

压-空间直线的一般方程 c定义空间直线可看成两平面的交线 IL:A,x+By+Cz+D=0 i Il,: Ax+B,y+C,z+D,=0 A,x+ B,y+C14+D,=0 王14x+By+C2x+D2=0/b y 空间直线的一般方程x 上页

x y z o 1 2 定义 空间直线可看成两平面的交线． 1 : A1 x + B1 y + C1 z + D1 = 0 2 : A2 x + B2 y + C2 z + D2 = 0    + + + = + + + = 0 0 2 2 2 2 1 1 1 1 A x B y C z D A x B y C z D 空间直线的一般方程 L 一、空间直线的一般方程

二、空间直线的对称式方程与参数方程 方向向量的定义: 如果一非零向量平行于 L 条已知直线,这个向量称 为这条直线的方向向量 0 M0(x0,y0,z0),M(x,y,z),力 M∈L,MMx E s=im,n,P), M.M=x-Xo,-yo7-z0 上页

x y z o 方向向量的定义： 如果一非零向量平行于 一条已知直线，这个向量称 为这条直线的方向向量． s  L ( , , ), 0 0 0 0 M x y z M0   M  M  L, M(x, y,z), M M s  0 // s = {m, n, p},  { , , } 0 0 0 0 M M = x − x y − y z − z 二、空间直线的对称式方程与参数方程

x-Xo=y-yo=z-Z0 n P 直线的对称式方程 令 x-0= y=yo 力 x=x+ mt 直线的一组方向数 y=yot nt 方向向量的余弦称为 Z=Zo+ pt 直线的方向余弦 直线的参数方程 上页

p z z n y y m x x0 0 − 0 = − = − 直线的对称式方程 t p z z n y y m x x = − = − = 令 − 0 0 0      = + = + = + z z pt y y nt x x mt 0 0 0 直线的一组方向数 方向向量的余弦称为 直线的方向余弦. 直线的参数方程

例1用对称式方程及参数方程表示直线 x+y+z+1=0 2x-y+3z+4=0 解在直线上任取一点( 09y090 ) 「yo+ +2=0 取 =1→ J-3z0-6=0 解得J=0,x0=-2 点坐标(1,0,-2) 上页

例1 用对称式方程及参数方程表示直线 . 2 3 4 0 1 0    − + + = + + + = x y z x y z 解 在直线上任取一点 ( , , ) 0 0 0 x y z 取 x0 = 1 , 3 6 0 2 0 0 0 0 0    − − = + + =  y z y z 解得 y0 = 0, z0 = −2 点坐标 (1,0,−2)

因所求直线与两平面的法向量都垂直 取§=n2={4,-1,-3}, 对称式方程 x-1y-0z+2 3 9 x=1+4t 参数方程{y=-t Z=-2-3t 上页

因所求直线与两平面的法向量都垂直 取 n1 n2 s    =  = {4,−1,−3}, 对称式方程 , 3 2 1 0 4 1 − + = − − = x − y z 参数方程 . 2 3 1 4      = − − = − = + z t y t x t

例2一直线过点A(2,-3,4),且利轴垂直相 交,求其方程 解因为直线和y轴垂直相交, 所以交点为B(0,-3,0) 取s=BA={2,0,4}, 所求直线方程 x-2y+3z-4 2 0 上页

例 2 一直线过点A(2,−3,4)，且和y 轴垂直相 交，求其方程. 解 因为直线和 y 轴垂直相交, 所以交点为 B(0,−3, 0), 取 s = BA  = {2, 0, 4}, 所求直线方程 . 4 4 0 3 2 2 − = + = x − y z

主三、两直线的夹角 庄定义两直线的方向向量的夹角称之(锐角 王直线L1 x-x y=J1z-31 n1 Pi 直线L2:x==2-2, 2 p2 I m,m2+n,n2+pip2 c0s(L,L2)= 2 2 2 Vm1+n1+P1·、m2+m2+P2 两直线的夹角公式 上页

定义 直线 : L1 , 1 1 1 1 1 1 p z z n y y m x x − = − = − 直线 : L2 , 2 2 2 2 2 2 p z z n y y m x x − = − = − 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 | | cos( , ) m n p m n p m m n n p p L L + +  + + + + ^ = 两直线的方向向量的夹角称之.（锐角） 两直线的夹角公式 三、两直线的夹角

两直线的位置关系: (1)L1⊥L2∈→mm2+n几2+P1P2=0, (2)L1∥L2∈→“==, p2 例如,直线L1:S={,4,0, 直线L2:52={0,0,1}, s1·s2=0,∴S⊥S2,即L1⊥L2 王页下

两直线的位置关系： 1 2 (1) L ⊥ L 0,  m1m2 + n1n2 + p1 p2 = 1 2 (2) L // L , 2 1 2 1 2 1 p p n n m m  = = 直线 : L1 直线 : L2 {1, 4, 0}, s1 = −  {0,0,1}, s2 =  0, s1  s2 =    , 1 2 s s    ⊥ 例如， . 即 L1⊥L2

庄例3求过点(-325且与两平面x-4z=3和 2x-y-5z=1的交线平行的直线方程 解设所求直线的方向向量为s={m,n,p}, 中根据题意知5⊥五,sn, 取s=n1xn2={-4,-3,-, 所求直线的方程 x+3 J 2z-5 3 1 上页

例 3 求过点(−3,2,5)且与两平面x − 4z = 3和 2x − y − 5z = 1的交线平行的直线方程. 解 设所求直线的方向向量为 s = {m, n, p},  根据题意知 , n1 s   ⊥ , n2 s   ⊥ 取 n1 n2 s    =  = {−4,−3,−1}, . 1 5 3 2 4 3 − = − = x + y z 所求直线的方程