题目
点 P(2,1,1) 在平面 x+y+z=1 上的投影点坐标是( )。A. (1,0,0)B. (2,0,1)C. (1,1,1)D. (0,2,1)
点 $P(2,1,1)$ 在平面 $x+y+z=1$ 上的投影点坐标是( )。
A. $(1,0,0)$
B. $(2,0,1)$
C. $(1,1,1)$
D. $(0,2,1)$
题目解答
答案
A. $(1,0,0)$
解析
本题考查点在平面上的投影点坐标的求法,解题思路是先求出过该点且垂直于平面的直线方程,再联立直线方程与平面方程,求解出交点坐标,此交点即为点在平面上的投影点。
- 求过点$P(2,1,1)$且垂直于平面$x + y + z = 1$的直线方程:
已知平面$x + y + z = 1$的法向量$\vec{n}=(1,1,1)$,因为过点$P(2,1,1)$且垂直于平面的直线的方向向量与平面的法向量平行,所以该直线的方向向量$\vec{s}=(1,1,1)$。
根据直线的点向式方程$\frac{x - x_0}{m}=\frac{y - y_0}{n}=\frac{z - z_0}{p}$(其中$(x_0,y_0,z_0)$为直线上一点,$(m,n,p)$为直线的方向向量),可得过点$P(2,1,1)$且方向向量为$\vec{s}=(1,1,1)$的直线方程为$\frac{x - 2}{1}=\frac{y - 1}{1}=\frac{z - 1}{1}$,设$\frac{x - 2}{1}=\frac{y - 1}{1}=\frac{z - 1}{1}=t$,则可得直线的参数方程为$\begin{cases}x = t + 2\\y = t + 1\\z = t + 1\end{cases}$。 - 求直线与平面的交点坐标:
将直线的参数方程$\begin{cases}x = t + 2\\y = t + 1\\z = t + 1\end{cases}$代入平面方程$x + y + z = 1$中,得到$(t + 2)+(t + 1)+(t + 1)=1$。
对等式左边进行化简:
$(t + 2)+(t + 1)+(t + 1)=t + 2 + t + 1 + t + 1=3t + 4$
则原方程变为$3t + 4 = 1$,移项可得$3t = 1 - 4=-3$,解得$t = -1$。 - 将$t$的值代入直线的参数方程求投影点坐标:
把$t = -1$代入直线的参数方程$\begin{cases}x = t + 2\\y = t + 1\\z = t + 1\end{cases}$中,可得$\begin{cases}x = -1 + 2 = 1\\y = -1 + 1 = 0\\z = -1 + 1 = 0\end{cases}$。
所以点$P(2,1,1)$在平面$x + y + z = 1$上的投影点坐标是$(1,0,0)$。