题目
平面x-2y-3z+1=0和x-y+z+2=0的位置关系为(,,,,,,)A. 平行B. 重合C. 垂直相交D. 相交但不垂直
平面$x-2y-3z+1=0$和$x-y+z+2=0$的位置关系为$\left(\,\,\,\,\,\,\right)$
A. 平行
B. 重合
C. 垂直相交
D. 相交但不垂直
题目解答
答案
C. 垂直相交
解析
本题考查知识点为两平面的位置关系,解题思路是先根据平面方程得出两平面的法向量,再通过法向量的关系判断两平面的位置关系。具体步骤如下:
- 对于平面$Ax + By + Cz + D = 0$,其法向量为$\vec{n}=(A,B,C)$。
- 对于平面$x - 2y - 3z + 1 = 0$,其法向量$\vec{n_1}=(1,-2,-3)$。
- 对于平面$x - y + z + 2 = 0$,其法向量$\vec{n_2}=(1,-1,1)$。
- 判断两平面是否平行或重合:
- 若两平面平行或重合,则它们的法向量对应成比例,即存在实数$\lambda$,使得$\vec{n_1}=\lambda\vec{n_2}$。
- 假设$(1,-2,-3)=\lambda(1,-1,1)$,则可得方程组$\begin{cases}1 = \lambda\\-2 = -\lambda\\-3 = \lambda\end{cases}$,此方程组无解,所以两平面不平行也不重合。
- 判断两平面是否垂直:
- 若两平面垂直,则它们的法向量的点积为$0$,即$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}=0$。
- 计算$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}$:
根据向量点积公式$\vec{a}\cdot\vec{b}=a_xb_x + a_yb_y + a_zb_z$,可得$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}=1\times1 + (-2)\times(-1) + (-3)\times1$
$=1 + 2 - 3$
$=0$ - 因为$\vec{n_1}\cdot\vec{n_2}=0$,所以两平面垂直。
- 又因为两平面不重合,所以两平面垂直相交。