‹ 回去

二、位置关系判断

直线的倾斜角与斜率 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
先会这个
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 判断两条直线在空间或平面内是平行、相交还是异面,依据方向向量共线或位置重合性。

从哪来 建立在“一、相交直线”和“二、平行直线”的几何性质与代数特征之上。

为什么 直线由方向和位置决定。若方向向量共线(平行或重合),需进一步判断位置是否重合;若方向向量不共线,在平面内必相交,在空间内可能异面。这是向量代数对几何位置关系的逻辑映射。

向量法(代数推导)
适合逻辑性强、擅长计算的学生。 步骤:1. 求两直线方向向量 $\vec{u}, \vec{v}$;2. 判断 $\vec{u} \parallel \vec{v}$ 是否成立;3. 若平行,取直线上一点代入另一条直线方程,判断是否重合;4. 若不平行,结合平面/空间语境判断相交或异面。
几何直观法(图形辅助)
适合空间想象力好、偏好视觉理解的学生。 步骤:1. 画出两直线草图;2. 观察它们是否在同一平面内;3. 若共面,看是否相交于一点或无交点(平行);4. 若不共面,直接判定为异面。强调“共面”是区分平行/相交与异面的关键前提。
反证排除法(逻辑推理)
适合思维严谨、喜欢排除法解题的学生。 步骤:1. 假设两直线相交,验证交点是否同时满足两直线方程;2. 假设两直线平行,验证方向向量是否成比例;3. 若前两者均不成立,则必为异面(仅限空间)。通过逐一排除确定唯一关系。
看不明白?看一段视频 ▾待生成
练一道
基础题
在平面直角坐标系中,直线 $l_1: x + 2y - 1 = 0$,直线 $l_2: 2x + 4y - 3 = 0$,判断位置关系。
变式
空间直线 $l_1$ 过点 $P_1(1,0,0)$,方向向量 $\vec{v_1}=(1,1,1)$;直线 $l_2$ 过点 $P_2(0,1,0)$,方向向量 $\vec{v_2}=(1,2,3)$。判断位置关系。
试试手自己判
检测题
已知直线 $l_1: \frac{x-1}{2} = \frac{y}{-1} = \frac{z+1}{3}$,直线 $l_2: \frac{x}{1} = \frac{y+1}{-0.5} = \frac{z}{1.5}$。判断位置关系。
看答案和判分标准
答案:重合。
判对标准:
1. 指出方向向量 $\vec{v_1}=(2,-1,3)$ 与 $\vec{v_2}=(1,-0.5,1.5)$ 成比例($\vec{v_1}=2\vec{v_2}$),故平行或重合。
2. 取 $l_1$ 上点 $(1,0,-1)$,代入 $l_2$ 方程:$\frac{1}{1} = 1$,$\frac{0+1}{-0.5} = -2$,$\frac{-1}{1.5} = -\frac{2}{3}$。
*等等,这里计算有误,重新检查题目设计*。
*修正题目*:$l_2: \frac{x-2}{1} = \frac{y}{-0.5} = \frac{z+2}{1.5}$。
取 $l_1$ 点 $(1,0,-1)$。
$l_2$ 参数式:$x=2+t, y=-0.5t, z=-2+1.5t$。
令 $x=1 \Rightarrow t=-1$。
$y = -0.5(-1) = 0.5 \neq 0$。
*再修正*:让点重合。
$l_1$ 点 $A(1,0,-1)$。
$l_2$ 方向 $(1, -0.5, 1.5)$。
设 $l_2$ 过点 $B(2, 0.5, -0.5)$。
向量 $\vec{AB} = (1, 0.5, 0.5)$。
$\vec{v_2} = (1, -0.5, 1.5)$。不共线。

*最终修正检测题*:
$l_1: x=1+2t, y=-t, z=-1+3t$
$l_2: x=2+s, y=0.5-0.5s, z=-0.5+1.5s$
取 $l_1$ 点 $t=0 \Rightarrow (1,0,-1)$。
代入 $l_2$:$1=2+s \Rightarrow s=-1$。
$y: 0.5-0.5(-1) = 1 \neq 0$。还是不对。

*简单点*:
$l_1: x=1, y=2, z=3$ (点) 方向 $(1,1,1)$
$l_2: x=2, y=3, z=4$ (点) 方向 $(1,1,1)$
向量 $(1,1,1)$ 与 $(1,1,1)$ 平行。
点 $(1,2,3)$ 在 $l_2$ 上吗?
$l_2: (2+t, 3+t, 4+t)$。
$2+t=1 \Rightarrow t=-1$。
$3-1=2$ (对),$4-1=3$ (对)。
所以重合。

最终检测题:
直线 $l_1$ 过点 $A(1,2,3)$,方向向量 $\vec{v}=(1,1,1)$;直线 $l_2$ 过点 $B(2,3,4)$,方向向量 $\vec{w}=(2,2,2)$。判断位置关系。
容易错在哪儿 ▾点开看
这一步没懂?写一句问老师 ›
内容由卡片自动生成 · 有不对的地方告诉老师
这张卡有问题?告诉老师 ›