习题10-1

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高等应用数学 ( 上册 ) 图 5.. 图 5.. 以坐标原点 O 为起点, 向一个点 M 引向量 OM, 这个向量称为点 M 对于原点的向径, 用 粗体字母 r 表示. 设有两个非零向量 b, 在空间中任取一点 O, 作 OA = AOB = θ ( θ π ) 为两个向量 和 b 的夹角, 记为

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Outline 向量代数空间直角坐标系向量代数 平面与直线平面的方程直线的方程直线与平面的关系平面束 空间曲面与空间曲线空间曲面与空间曲线的方程柱面旋转曲面锥面空间曲面和空间曲线的参数方程二次曲面 1 / 145

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T 分 6 分 分 解法 : 由 (Ⅰ) 得 b a, 8 分 T b b b b 分 分 (8)(Ⅰ) 解 : 依据分层抽样的方法, 名女同学中应抽取的人数为 名, 分 8 名男同学中应抽取的人数为 8 名, 分 故不同的样本的个数为 C C 8 (Ⅱ) (ⅰ) 解 : 名同学中数学和物理成绩均为

§3 行列式和向量积

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参考文献:

高一数学练习2004

第三讲 空间解析几何与向量代数

高等数学 下册 向量的大小称为向量的模 向量 的模分别记为 其中 模为 的向量称为单位向量 模为零的向量称为零向量 记为 或 零向量的起点与终点是重合的 所以其方向可看作是任意的 不是零向量的向量就称为非零向量 对于两个非零向量 和 若它们的方向相同或相反 则称这两个向量平行 记为 这里应该注意到

2018/5/25 预览页 2016 年全国卷 III 文科高考真题数学试卷 选择 1. 设集合 A = {0, 2, 4, 6, 8, 10}, B = {4, 8}, 则 A B = ( ). A. {4, 8} B. {0, 2, 6} C. {0, 2, 6, 10} D. {0, 2, 4

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. () ; () ; (3) ; (4).. () : P.4 3.4; P. A (3). () : P. A (5)(6); B. (3) : P.33 A (9),. (4) : P. B 5, 7(). (5) : P.8 3.3; P ; P.89 A 7. (6) : P.

资料分享 QQ 群 65 联系电话 : ( 朝阳一模理 9)( 本小题满分 分 ) 已知中心在原点 焦点在 轴上的椭圆 C 过点 离心率为 点为其右顶点 过点 A B 作直线 l 与椭圆 C 相交于 E F 两点 直线 AE AF 与直线 分别交于点 M N ⑴ 求椭圆 C 的方程 ;

数 学 高 分 的 展 望 一 管 理 类 联 考 分 析 第 一 篇 大 纲 解 析 篇 编 写 : 孙 华 明 1 综 合 能 力 考 试 时 间 :014 年 1 月 4 日 上 午 8:30~11:30 分 值 分 配 : 数 学 :75 分 逻 辑 :60 分 作 文 :65 分 ; 总

(C) 比 得 上 (D) 如 果 17. ( ) 聖 賢 經 傳 和 傳 奇 小 說 兩 個 傳 字, 其 音 義 關 係 為 何? (A) 音 同 義 異 (B) 音 義 皆 同 (C) 義 同 音 異 (D) 音 義 皆 異 18. ( ) 下 列 選 項 中 的 形 似 字, 何 者 讀 音

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版权所有抄袭必究 l AC : ( ) ( )( x ) l AC : x 答案 C 解析 两点的直线方程为 x +, 利用均值不等式矩形面积的最大值可以求出 x + x x 值, x,, 上课说过多次, 两坨东西相加为定值, 这两坨东西相等有最 6 解析 根据题意设抛

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一 根据所给图表,回答下列问题。


参考答案 参考答案 第 章 解直角三角形 锐角三角函数 由题意得! "# $! 锐角三角函数 % $! 解 & ' ' 且 ' ' ' ' 即 为等边三角形 锐角三角函数的计算 "# "# "# % $!"!!" $ 或! ' 锐角三角函数的计算 % 解!!&! 是 的中点 &"# "# &!!$

A. B. C. D. 2. A. B. C. D. 3. A. 4 N B. 18 N C. 40 N D N 1

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.8 椭圆上的四点共圆 ( 考试要求 :, 考查频率 :0.00, 难度 :3.00) 知识讲解 h ( ). 理解并掌握椭圆上的四点共圆的性质及其推导 ;. 能够利 椭圆上的四点共圆的性质简化问题. h ( ). 理解并掌握椭圆的蒙 圆的性质及其推导 ;. 能够利

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一、选择:1~8小题,每小题4分,共32分.下列每题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的.

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作者 : 闫浩 ( 年 月 段弧 标 (B f ( d d ( N ( M 其中 ( M ( N 分别表示 M N 的 坐 f ( d d ( N ( M : 其中 ( M ( N 分别表示 M N 的 坐 标 其中 (C f ( ds ds 弧长 ( f ( d f ( d = d d d e c

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第 章 向量代数与 何空间的结构 2015 年 向量及其线性运算 1.1 向量的概念 定义 1. 既有 小 又有 向的量成为向量 ( 或 量 ). 向量 般 粗体 写字母或希腊字母表, 如 a, b, c, α, β, γ 等. 与之对应, 细体字母表 数量. 在 何上, 个向量 a

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( ) 16. 老 年 人 因 老 化 現 象 導 致 聽 力 較 差, 溝 通 時 應 以 高 頻 率 音 調 說 話 較 佳 編 碼 :01743 出 處 :0105 來 源 : 課 本 ( ) 17. 老 年 人 因 為 對 甜 鹹 的 味 覺 遲 鈍, 因 此 口 味 會 偏 重 此 時 可

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第七章 空间解析几何与向量代数 1. 求点 (,-3,-1) 关于 :(1) 各坐标面 ;() 各坐标轴 ;(3) 坐标原点的对称点. 解答 :(1)xOy 面 : (, 3,1),yOz 面 : (, 3, 1),zOx 面 : (,3, 1) ()x 轴 :(,3,1 ),y 轴 :(, 3,1),z 轴 :(,3, 1) (3) (,3,1 ). 所属章节 : 第七章第一节 ; ;. 求点 (4,-3,5) 到坐标原点和各坐标轴的距离. 解答 : 点 (4,-3,5) 到坐标原点的距离为 (4 0) + ( 3 0) + (5 0) = 5, 点 (4,-3,5) 到 x 轴的距离为 点 (4,-3,5) 到 y 轴的距离为 点 (4,-3,5) 到 z 轴的距离为 (4 4) + ( 3 0) + (5 0) = 34, (4 0) + ( 3 ( 3)) + (5 0) = 41, (4 0) + ( 3 0) + (5 5) = 5. 所属章节 : 第七章第一节 3. 把两点 (1,1,1) 和 (1,,0) 间的线段分成两部分, 使其比等于 :1, 试求分点的坐标. x 1 y 1 z 1 5 1 解答 : 设分点坐标为 ( x, y, z ), 则由条件 = = =, 解得 x = 1, y =, z =, 即所 1 x y 0 z 1 3 3 5 1 求分点坐标为 1,, 3 3. 所属章节 : 第七章第一节 4. 设立方体的一个顶点在原点, 三条棱分别在三条坐标轴的正半轴上, 已知棱长为 a, 求各 83

顶点的坐标. 解答 : 各顶点的坐标为 : ( 0,0,0 ),( a,0,0 ),( 0, a,0 ),( 0,0, a),( a, a, a),( a, a,0 ),( a,0, a),( 0, a, a). 所属章节 : 第七章第一节 5. 在 yoz 平面上求一点, 使它与点 A(3,1,), 点 B(4,-,-) 和点 C(0,5,1) 的距离相等. 解答 : 设所求点为 P(0, y, z ), 则由条件有 PA = PB = PC, 故 (0 3) ( 1) ( ) (0 4) ( ) ( ) (0 0) ( 5) ( 1) + y + z = + y + + z + = + y + z, 解得 y = 1, z =. 即所求点为 (0,1, ). 所属章节 : 第七章第一节 6. 在 z 轴上求一点, 使它到点 A(-4,1,7) 和点 B(3,5,-) 的距离相等. 解答 : 设所求点为 P(0,0, z ), 则由条件有 PA = PB, 故 解得 14 z = 9 (0 4) (0 1) ( 7) (0 3) (0 5) ( ) + + + z = + + z +, 14. 即所求点为 (0,0, ) 9. 所属章节 : 第七章第一节 7. 已知向量 a 和 b 的夹角为 60, 且 a = 5, b = 8, 试求 a + b 和 a b. 解答 : 由于 a + b = ( a + b) ( a + b) = a + b + a b cosθ = 19, 代入已知条件, 即可得 a + b = 19 ; 又由于 a b = ( a b) ( a b) = a + b a b cosθ = 49, 故 a b = 7. 所属章节 : 第七章第三节 84

8. 设向量 a 和 b 的夹角为 (1) a b () ( 3 a b) ( a + b) π 3, 且 a = 3, b = 4, 试求 : 解答 :(1) a b = a b cosθ = 3 4 cos π = 6 ; 3 () (3 a b) ( a + b) = 3 a 4 b + 4 a b = 61. 所属章节 : 第七章第三节 9. 设 A = a + 3 b, B = 3 a b, 其中 a =, b = 1, 向量 a 和 b 的夹角为 Pr oj B A. π 3, 试求 A B 及 解答 : A B = ( a + 3 b) (3 a b) = 6 a 3 b + 7 a b = 6 a 3 b + 7 a b cosθ = 8 ; 由于 B = B B = (3 a b) (3 a b) = 9 a + b 6 a b = 9 a + b 6 a b cosθ = 31, 所以 Pr oj 所属章节 : 第七章第三节 B A B 8 8 31 A = = =. B 31 31 10. 设 A = a + b, B = k a + b, a = 1, b =, 且 a b, 问 : A B (1)k 为何值时, A B; ()k 为何值时,A 与 B 为邻边的平行四边形面积为 6. 解答 :(1) 要使 A B, 则 A B 入条件即 k + 4, 解得 k = ;, 即 ( a + b) ( k a + b) = k a + b + ( + k) a b, 代 () 要使以 A 与 B 为邻边的平行四边形面积为 6, 即 A B = 6, 代入条件即 k = 3, 解得 k = 1或 k = 5. 85

所属章节 : 第七章第四节 11. 已知向量 a+3b 垂直于向量 7a-5b, 向量 a-4b 垂直于向量 7a-b, 试求向量 a 与 b 的夹 角. 解答 : 因为 a+3b 7a 5b,a 4b 7a b, 所以 (a+3b) (7a 5b)=0, (a 4b) (7a b)=0, 即 7 a +16a b 15 b =0, 7 a 30a b+8 b =0, 由以上两式可得 a = b = a b, 于是 cos( a, b) = a b = 1, ( a, b) = π. a b 3 所属章节 : 第七章第三节 1. 设 [ a, b, c ] =, 求 : ( a + b) ( b + c) ( c + a),,. 解答 : ( a b) ( b c) ( c a) a b b c c a a b a c c a [ a b c] a + b, b + c, c + a = [( a + b) ( b + c)] ( c + a) = ( a b+ a c) ( c+ a) = a, b, c = 4. 所属章节 : 第七章第四节 13. 设 a = { } b = { } a 3,,6, b,1,0, 试求下列各向量的坐标 : (1) a + b ; () 1 b ; (3) 1. 3 a + b 解答 :(1) a + b = { 3,,6} + {,1,0 } = { 1, 1,6 } a b = + = ; 1 1 1 b =, 1,0 = 1,,0 ; () { } 1 1 1 3,,6,1,0 a + b = + = 1,,. 3 3 3 (3) a b = { } { } 所属章节 : 第七章第二节 86

14. 求向量 a = i + j + k 的模以及它与坐标轴之间的夹角. 解答 : a = 1 + ( ) + 1 = ; 1 1 1 1 与坐标轴的夹角余弦分别为 cos α = =,cos,cos β = = γ = =, a a a 故与坐标轴的夹角分别为 α = 60, β = 45, γ = 60. 所属章节 : 第七章第二节 15. 已知一向量的起点是 A(,-,5), 终点是 B(-1,6,7), 试求 : (1) 向量 AB 在各坐标轴上的投影 ; () 向量 AB 的模和方向余弦 ; (3) AB 的单位向量. 解答 : 由于向量 AB = { 3,8,}, 所以 (1) 向量 AB 在各坐标轴上的投影为 3, 8, ; () 向量 AB 的模 ( 3) + 8 + = 77, 3 8 方向余弦为 cos α =,cos β =,cosγ = ; 77 77 77 (3) AB 的单位向量 所属章节 : 第七章第二节 AB 3 8 =,,. AB 77 77 77 16. 已知向量 { 3, 1, } 的起点坐标为 (,0,-5), 求它的终点坐标. 解答 : 终点坐标为 ( 3, 1, ) + (,0, 5) = ( 5, 1, 3). 87

所属章节 : 第七章第二节 17. 已知向量的终点为 B(,-1,7), 它在坐标轴上的投影依次为 4-4 和 7, 求该向 量起点 A 的坐标. 解答 : 起点 A 的坐标 (, 1,7 ) ( 4, 4,7) = (,3,0 ). 所属章节 : 第七章第二节 18. 已知向量 a = { } b = { } a 1,1,5, b, 3,5, 求与 a 3 b 同向的单位向量. 解答 : 由于 a 3 b = { 1,1,5 } 3{, 3,5} = { 5,10, 10} a b, 单位化, 与 a 3 b 所属章节 : 第七章第二节 a 3 b 1 1 = 5,10, 10 =,,. a 3 b 15 3 3 3 a b 同向的单位向量为 { } 19. 设向量 a = { l } b = { l m} a,5, 1, b 3,,, 且 a / / b, b 试求 l 与 m 的值. ( 题目与解答不统一 ) 如果题目中向量为 a = { l,5, 1 }, b = { 3,1, m} 原参考答案, 下面按原题解答. 1 参考答案 : l = 15, m =. 5 解答 : 由于 a / / b, b 所以 l 3 所属章节 : 第七章第二节 1 a b, 则答案为 l = 15, m =. 即 5 5 1 15 15 = =, 解得 l = 15, m = 或 l = 15, m =. l m 5 5 0. 已知向量 a = 3 i + j + k, b = i 3 j k, 试求 a b 与 a b. 解答 : a b = 3 + 1 ( 3) + ( 1) = 1; 88

i j k { } a b = 3 1 = 5,7, 11. 3 1 所属章节 : 第七章第四节 1. 已知 A( 1,,3) B ( 4, 4, 3) C (, 4,3) 和 D ( 8,6,6) 解答 : AB = { 3,, 6}, CD = { 6,,3} 所属章节 : 第七章第四节, Pr oj CD, 试求向量 AB AB CD 4 AB = =. CD 7 在向量 CD 上的投影.. 设直线 L 通过点 (-,1,3) 和 (0,-1,), 求点 (10,5,10) 到直线 L 的距离. 解答 : 设 A(,1,3), B(0, 1,), P(10,5,10), 点 P 到直线 L 的距离为 d, 则 PA = PB = AB = { 1, 4, 7 }, { 10, 6, 8 }, {,, 1} 1 1 利用 S PAB = PA PB, S PAB = AB d, 解得 d = 10. 所属章节 : 第七章第四节 3. 求点 (1,-3,) 关于点 (-1,,1) 的对称点. 解答 : 设 A(1, 3,), B( 1,,1), 所求点为 C( x, y, z ), 由题意知 AB = BC, 即 {,5, 1} { x 1, y, z 1} = +, 解得 C( 3,7,0). 所属章节 : 第七章第四节 4. 求以向量 a = i + 5 j, b = 3 j + 3 k, c = j 5 k 为相邻三棱的平行六面体的体积. 89

5 0 解答 : 由于 [ a, b, c ] 3 3 = 4, 所以所求六面体的体积为 0 5 V = [ a, b, c ] = 4. 所属章节 : 第七章第四节 难度 : 三级 5. 试证 A(, 1, ), B ( 1,,1 ), C (,3,0) 和 ( 5,0, 6) D 四点共面. 解答 : 由题意 AB = { 1,3,3 }, AC = { 0,4, }, AD = { 3,1, 4} 1 3 3 [ AB, AC, AD] 4, 所以 A, B, C, D 四点共面. 所属章节 : 第七章第四节 难度 : 三级 3 1 4, 由于 6. 确定球面 x + y + z x + 4y 4z 7 的球心和半径. 参考答案 : 球心 ( ) 1,,, R = 4. ( 本题参考答案有误 ) 解答 : 将原方程 x + y + z x + 4y 4z 7 配方, 得 ( x 1) + ( y + ) + ( z ) = 9, 故球 心为 (1,,), 半径为 R = 3. 所属章节 : 第七章第五节 7. 一球面过坐标原点和 A(,0,0) B ( 1,1,0 ) C ( 1,0, 1) 参考答案 : ( ) x 1 + y + z = 1. 三点, 试确定该球面的方程. 解答 : 设球面的方程为 ( x x ) + ( y y ) + ( z z ) = R, 将它所经过的四个点的坐标代入, 0 0 0 90

即可解得 x0 1, y0 z0 0, R 1 = = = =, 即球面方程为 ( ) x y z 所属章节 : 第七章第五节 1 + + = 1. 8. 试求与 M (, 1,3 ) M ( 4,1, ) 1 参考答案 : 4x + 4y 10z = 7. 距离相等的点的轨迹方程. 解答 : 设动点坐标为 P( x, y, z ), 则由条件有 PM1 = PM, 故有 ( x ) ( y 1) ( z 3) ( x 4) ( y 1) ( z ) + + + = + + +, 化简得 4x + 4y 10z = 7. 所属章节 : 第七章第五节 9. 指出下列方程所表示的曲面 : (1) x + 1 + y 1 = 1 ; x y () = 1; 4 9 y z (3) + = 1; (4) z = + y 4 9 解答 :(1) 母线平行于 z 轴的圆柱面 ; () 母线平行于 z 轴的双曲柱面 ; (3) 母线平行于 x 轴的椭圆柱面 ; (4) 母线平行于 x 轴的抛物柱面. 所属章节 : 第七章第五节 30. 说明下列旋转曲面是如何形成的并写出其名称 : y (1) x + z = 1; () x + y = 4 z; 4 91

z x + y (3) = 1; (4) x + y = 4z 16 9 y y x = 1, z = 1, 解答 :(1) 旋转单叶双曲面, 它是由双曲线 4 或 4 绕 y 轴旋转而成 ; z x x 4 z, () 旋转抛物面, 它由抛物线 = y 4 z, 或 y = 绕 z 轴旋转而成 ; x z x z y = 1, = 1, (3) 旋转双叶双曲面, 它是由双曲线 16 9 或 16 9 绕 z 轴旋转而成 ; y x x = 4 z, (4) 圆锥面, 它由相交的两条直线 y 4 z, 或 y = 绕 z 轴旋转而成. x 所属章节 : 第七章第五节 31. 建立下列旋转曲面的方程 : z 5x (1) 曲线 L : =, 绕 x 轴旋转一周所生成的旋转曲面 ; y y z ()yoz 平面上的椭圆 + = 1绕 z 轴旋转一周所生成的曲面 ; 4 9 (3)xOy 平面上的双曲线 4x 9y = 36绕 y 轴和 x 轴旋转一周所生成的曲面 ; y = x (4) 直线, 绕 x 轴旋转一周所生成的曲面. z 解答 :(1) y + z = 5 x; x y z () + + = 1; 4 4 9 (3) 绕 y 轴 : 4x 9y + 4z = 36, 绕 x 轴 : 4x 9y 9z = 36; (4) x y z 4. 9

所属章节 : 第七章第五节 3. 指出下列方程所表示的曲线 : x y z 5. (1) + + = x = 3; y z = 1 (3) 9 4 ; x x + y + + z = 1 4 5, y + 1 ; () ( ) ( ) 4 (4) x = y ; z = 1 x y z + + = 1 (5) 16 9 4 ; x. 解答 :(1) 平面 x=3 上的圆 ; () 平面 y=-1 上的圆 ; (3) 平面 x= 上的双曲线 ; (4) 平面 z=1 上的抛物线 ; (5) 平面 x= 上的椭圆. 所属章节 : 第七章第五节 x y z 36, 33. 求曲线 + + = 在 xoy 平面上的投影曲线. z = ( 原参考答案有误 ) x y 3 解答 : 在所给方程中消去 z, 得 x + y = 1, 加上 z, 即得 + =. z 所属章节 : 第七章第五节 z x y, 34. 求曲线 = + 在 xoy 平面上的投影曲线. x + y + z = 1 93

1 1 3 解答 : 在所给方程中消去 z, 得 x + + y + = 1 1 3 x + y + + =. z 所属章节 : 第七章第五节, 加上 z, 即得 35. 求下列曲线在 xoy 平面上的投影 : x + y + 4z = 1, (1) x = y + z ; x + y = 4, () x y + z = 1. 5x 3y 1 解答 :(1) 在所给方程中消去 z, 得 5x 3y = 1, 加上 z, 即得 = ; z () 在所给方程中消去 z, 得 x + y = 4, 加上 z, 另外由 x y + z = 1 知 x y 4 y = x + z + 1, 故 y 1, 于是投影曲线为 + = z 且 y 1. 所属章节 : 第七章第五节 x + y + z = 1, 36. 求曲线 在各坐标面上的投影 :? x + y + ( z 1) = 1 3 x + y =,, 解答 :xoy 面 : 4 z yoz 面 : z 1 = 0, 且 x y 3 ; xoz 面 : z 1 = 0, 且 x y 3. 所属章节 : 第七章第五节 37. 求下列各平面的方程 : 94

(1) 平行与 ( 于 )Oy 轴, 且通过点 (1,-5,1) 和 (3,,-); () 通过 Ox 轴和点 (4,-3,-1); (3) 平行于 xoz 平面, 且通过点 (3,,-7). 解答 :(1) 由于所求平面平行于 Oy 轴, 故可设方程为 Ax + Cz + D, 将另外两点坐标代入 即得 3x + z 5 ; () 由于所求平面通过 Ox 轴, 故可设方程为 By + Cz, 将另一点坐标代入即得 y 3z ; (3) 由于所求平面平行于 xoz 平面, 故可设方程为 By + D, 又通过点 (3,, 7), 故 y =. 所属章节 : 第七章第六节 38. 设点 P(3,-6,) 为原点到一平面的垂足, 求该平面的方程. OP 解答 : 法向量为 n = = { 3, 6,} 3x 6y + z 49. 所属章节 : 第七章第六节, 所求平面的方程为 3( x 3) 6( y + 6) + ( z ), 即 39. 求通过两点 (8,-3,1) 和 (4,7,), 且垂直于平面 3x + 5y z 1 的平面方程. 解答 : 由条件可设法向量为 由点法式方程得 n = { 4,10,1} { 3,5, 1} = { 15, 1, 50}, 15x + y + 50z 167. 所属章节 : 第七章第六节 95

40. 求通过点 ( 1,,1) P 且垂直于两平面 x + y 和 5y + z 的平面方程. 解答 : 由条件可设法向量为 由点法式方程得 n = { 1,1,0 } { 0,5,1} = { 1, 1,5 }, x y + 5z 4. 所属章节 : 第七章第六节 41. 求一个通过点 ( 1, 5,1) 和 ( 3,, 1) 解答 : 由条件可设法向量为 由点法式方程得 n = {,7, } { 0,1,0} = {,0, }, x + z. 所属章节 : 第七章第六节 且平行 y 轴的平面方程. 4. 求 a 和 b 的值, 使 : (1) 平面 x + ay + 3z 5 与 bx 6y z + 平行 ; () 平面 3x 5y + az 3 与 x + 3y + z + 5 垂直. 解答 :(1) 要使平面 x + ay + 3z 5 与 bx 6y z + 平行, 则两个法向量平行, 故有 a 3 b = 6 = 1, 解得 a = 18, b = ; 3 () 要使平面 3x 5y + az 3 与 x + 3y + z + 5 垂直, 必须两个法向量垂直, 故有 3 1 + ( 5) 3+ a, 解得 a = 6. 所属章节 : 第七章第六节 96

4 3 43. 求过点 (,-3,8) 且平行于直线 x y z + = = 的直线方程. 3 5 3 8 解答 : 由于两直线平行, 方向向量相同, 故得所求直线方程 x y + z = =. 3 5 所属章节 : 第七章第七节 44. 求过点 (4,-,3) 且垂直于平面 x + y 3z + 1 的直线方程. 解答 : 由于所求直线垂直于已知平面, 它的方向向量与该平面的法向量相同, 即 s = { 1,, 3} x 4 y + z 3 于是所求方程为 = =. 1 3 所属章节 : 第七章第七节, x + y z 1, 45. 求过点 (-1,,1) 且平行于直线 的直线方程. x + y z + 1 解答 : 已知直线的方向向量为 s = { 1,1, } { 1,, 1} = { 3, 1,1 } 1 1 于是所求直线方程为 x + y z = =. 3 1 1 所属章节 : 第七章第七节, 所求直线方向向量与它相同, 46. 试求下列直线的标准方程 : (1) x 4 y + z = 0, 3x y z + 9 ; x 3z + 5 ; () y z + 8. 解答 :(1) 令 x, 代入方程, 求得直线上一点坐标为 (0,1,4), 方向向量为 s = {, 4,1} { 3, 1, } = { 9,7,10} x y 1 z 4 于是标准方程为 = = ; 9 7 10 () 令 z, 代入方程, 求得直线上一点坐标为 ( 5, 8,0), 方向向量为 s = { 1,0, 3} { 0,1, } = { 3,,1},, 97

5 8 于是标准方程为 x + y + = = z. 3 1 所属章节 : 第七章第七节 47. 确定下列直线与平面的位置关系 : (1) x + 3 y + = 4 = z 7 3 x y z () = = 3 7 与 4x y z 3 ; 与 6x 4y + 14z 9. 解答 :(1) 直线的方向向量 s = {,7, 3}, 平面的法向量 n = { 4,, } 直线与平面平行 ; () 直线的方向向量 s = { 3,, 7}, 平面的法向量 n = { 6, 4,14} 平面垂直. 所属章节 : 第七章第七节, 易证 s n, 故所给, 易证 s n, 故所给直线与 48. 确定下列直线间的平行或垂直关系 : x + y z = 7, 3x + 6y 3z = 8, (1) 与 x + y + z = 7 x y z. x + y = 1, x y = 1, () 与 y z = 1 x z = 3. x + y z = 7, 解答 :(1) 直线 x + y + z = 7 3x + 6y 3z = 8, 直线 x y z. 由于它们平行, 所以两条直线平行 ; x + y = 1, () 直线 y z = 1 i j k 1 1 1 3,1,5, 1 1 的方向向量为 s = = { } i j k 3 6 3 9, 3, 15, 1 1 的方向向量为 s = = { } i j k 1 1 0,1,, 0 1 的方向向量为 s = = { } 98

x y = 1, 直线 x z = 3. 由于它们垂直, 所以两条直线垂直. 所属章节 : 第七章第七节 i j k 1 1 0,,1, 1 0 的方向向量为 s = = { } x + y z + 1 49. 求直线 = = 与平面 x + 3y + 3z 8 的交点和交角. 3 1 参考答案 : ( ) 9 77 1,1,1, arcsin. 154 ( 参考答案有误?) 解答 : 将直线方程 x = 3t x + y z + 1 = = 改写成参数形式 y = t +, 代入所给平面方程 3 1 z = t 1 x + 3y + 3z 8, 解得 t = 1, 再代回直线方程, 即得交点 (1,1,1); 由于直线的方向向量为 s = { 3,1, }, 平面的法向量 n = {,3,3} s n 15 15 77 15 77 sinϕ = = =, 于是交角为 arcsin. s n 14 154 154 所属章节 : 第七章第七节, 所以交角的正弦为 50. 求点 (3,-1,-1) 在平面 x + y + 3z 30 上的投影. 解答 : 过已知点 ( 3, 1, 1) 向已知平面作垂线 已知平面解得参数 t = 16 7 所属章节 : 第七章第七节 x = t + 3 x 3 y + 1 z + 1 = =, 参数形式为 y = t 1, 代入 1 3 z = 3t 1 37 5 41, 于是交点也即所求投影点为,, 7 7 7. 99

x + 7 y + z + 51. 求点 (,3,1) 在直线 = = 上的投影. 1 3 解答 : 过已知点作垂直于已知直线的平面 ( x ) + ( y 1) + 3( z 1), x = t 7 再将已知直线的参数方程 y = t 代入, 即得参数 t =, 两者交点即所求投影点为 ( 5,,4). z = 3t 所属章节 : 第七章第七节 5. 在平面 x + y + z = 1上求作一直线, 使它与直线 y = 1, z = 1垂直相交. 解答 : 由于所求直线与直线 y = 1, z = 1垂直, 故可作平面平行与该已知直线, 得平面方程 x = x0 x = x 0, 联立已知平面方程 x + y + z = 1, 得一条直线, 又由于所求直线与直线 x + y + z = 1 x = x0 y = 1, z = 1相交, 将 y = 1, z = 1代入直线方程, 可得 x x + y + z = 0 = 1, 于是所求直线方程 1 x = 1 x 1 y 1 z + 1 为, 即 = =. x + y + z = 1 0 1 1 所属章节 : 第七章第七节 难度 : 三级 53. 通过点 (-1,0,4) 作一直线, 使它平行于平面 3x 4y + z 10, 且与直线 相交. x + 1 y 3 = = z 3 1 解答 : 过点 (-1,0,4) 作一平面, 使它平行于平面 3x 4y + z 10, 得 3x 4y + z 1, x = 3t 1 x + 1 y 3 z 由于所求直线与已知直线 = = 相交, 将已知直线方程化为参数方程 y = t + 3, 3 1 z = t 41 37 3 代入平面方程 3x 4y + z 1, 得交点 (,, ) 7 7 7, 此为所求直线上另一点, 过两点作出直 x + 1 y z 4 线 = =, 即为所求. 48 37 4 100

所属章节 : 第七章第七节 难度 : 三级 x + 1 y z 1 x y + 1 z 54. 求两异面直线 = = 和 = = 之间的距离. 1 1 1 3 4 解答 : 分别在两条已知直线上任取一点, 如取 P( 1,0,1), Q(0, 1,), 连接两点得向量 PQ = { 1, 1,1}, 作与两条已知直线都垂直的向量 s = { 1,1, } { 1,3,4 } = {,,} PQ s 3 则所求距离为 d = Pr oj s PQ = = =. s 1 3 所属章节 : 第七章第七节 难度 : 三级, x x 1 y z + 1 55. 一直线通过点 (1,,1) 并与 = y = z 相交, 且垂直于直线 = =, 求它的方 3 1 程. 解答 : 过已知点 P (1,,1) 作垂直于已知直线 π :3x + y + z 8, x 1 y z + 1 = = 的平面, 得 3 1 x 16 8 8 它与已知直线 = y = z 交于点 Q(,, ), 连接 P, Q, 即得所求直线 7 7 7 x 1 y z 1 = =. 3 5 所属章节 : 第七章第七节 x + y, 56. 求通过直线 且平行于直线 x = y = z 的平面方程. x y + z x + y, 解答 : 过直线 的平面束为 x + y + λ( x y + z ), 即 x y + z (1 + λ) x + (1 λ) y + λz λ, 由于它与直线 x = y = z 平行, 故 (1 + λ) + (1 λ) + λ, 解得 λ =, 于是所求平面方程为 x 3y + z 4. 101

所属章节 : 第七章第七节 x 4y + z, 57. 求通过直线 且垂直于平面 4x y + z = 1的平面方程. 3x y z 9 x 4y + z 解答 : 过直线 的平面束为 x 4 y + z + λ(3x y z 9), 即 3x y z 9 ( + 3 λ) x + ( 4 λ) y + (1 λ) z 9λ, 由于它垂直于平面 4x y + z = 1, 故两者的法向量平 13 行, 解得 λ =, 代回平面束方程, 即得所求平面方程 17x + 31y 37z 117. 11 所属章节 : 第七章第七节 58. 过两平面 x + y z 和 x + y + z 的交线, 作两个互相垂直的平面, 且使其中一个平 面通过点 A(0,1,-1). 解答 : 过两平面 x + y z 和 x + y + z 的交线的平面束方程为 x + y z + λ( x + y + z), 即 (1 + λ) x + (1+ λ) y + ( 1 + λ) z, 由于其中一个平面经过点 A(0,1, 1), 将此点坐标代入平 面束方程, 得 λ =, 得到一个平面 x + 3y + 3z, 由于平面束中的另一个平面与上面平面垂直, 利用法向量垂直, 解得 9x + 8y 11z. 所属章节 : 第七章第七节 难度 : 三级 10