空间内点到直线距离怎么算?

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空间内点到直线距离怎么求如下:

例题:求点M0(2,3,-1)到直线L:2x-2y+z+3=0,3x-2y+2z+17=0的距离。

先将直线L化为标准式方程。因为直线L是两个平面相交所得,所以可以用两个平面的法向量做叉乘得到直线l的方向向量;然后求过直线l的一点,这样就可以写出直线L的标准式方程。

平面2x-2y+Z+3=0的法向量记为a,a={2,-2,1};平面3x-2y+2z+17=0的法向量记为b, b={3,-2,2};a×b=-2i-j+2k,所以直线L的方向向量v={-2,-1,2}

因为点M(1,-5,-15)满足两个平面的方程,所以点M在直线上,那么可得直线l的标准式方程x-1-2=y+5-1=z+152。

解法一:

造一个平面π,使得此平面的法向量就是所给直线l的方向向量,并且平面π过点M0,直线l交平面π于M1一点。那么将法向量和点M0代入平面的一般方程Ax+By+Cz+D=0可求出平面π的方程为2x+y-2z-9=0。

将直线L的标准式方程化为参数方程x=1-2t,y=-5-t,z=2t-15,因为点M1在直线L上,所以满足参数方程。那么M1(1-2t,-5-t,2t-15),因为点M1又在平面π上,所以满足平面π的方程。

将点代入方程,可求得t=2,那么点M1的坐标为(-3,-7,-11),因此点M0线L的距离就是点M0和点M1之间的距离,运用两点间的距离公式可求得d=15。

解法二:

此题可以通过点M0向直线l作垂线,交直线l于点M3。将直线L的标准式方程化为参数方程x=1-2t,y=-5-t,z=2t-15,因为点M3在直线L上,所以点M3的坐标为(1-2t,-5-t,2t-15)。那么向量M0M3={1-2t,-5-t,2t-15}

直线L的方向向量v={-2,-1,2},因为M0M3与L垂直所以M0M3,与v点乘为零,利用这个公式求出t=2,那么点M0到直线L距离就是点M0和点M3之间的距离,利用两点间的距离公式可求出d=15。




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