已知三维空间两点p1(x1,y1,z1)和p2(x2,y2,z2)成一条直线L,p3在L上且距离p2的距离为d,求p3的点坐标

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-08
已知两点P1(x1,y1,z1)和P2(x2,y2,z2)若向量P1P=1/3P1P2,求点P的坐标

向量P1P2=(x2-x1,y2-y1,z2-z1),
向量P1P=(1/3)P1P2=((x2-x1)/3,(y2-y1)/3,(z2-z1)/3).
设P(x0,y0,z0),根据定比分点公式,
x0=(x1+λx2)/(1+λ),
y0=(y1+λy2)/(1+λ),
z0=(z1+λz2)/(1+λ),
λ=1/2,
x0=(2x1+x2)/3,
y0=(2y1+y2)/3,
z0=(2z1+2z2)/3.

不能表示,因为平面方程的推导就是用一个定点和两个不共线的方向向量,若推导直线,则相当于是用两个共线的向量和一个定点,带入矩阵中因为两共线向量成比例,算出来的A,B,C都是0,没有意义。 A,B,C这个法向其实就是原点指向A,B,C这个点的向量

立体解析几何中,已知直线上两点,求直线方程很方便;已知球心和半径,求球面方程也很方便。由此我们可以获得直线L的方程如下①式,和以P2为球心、d为半径的球面方程如下②式:

直线与球面的交点即为P3点,因为直线经过球心(不与球面相切或相离),所以肯定存在两个这样的P3点。我们联立上述方程求解即可。

将①式变换可以很容易得到下面的③式和④式:

将③④两式代入②中,并进行通分,可以得到方程并解出x的两个根:

我们再把x的根分别代入③④两式,可以分别解得y、z的各两个根:

所以,我们得到P3点的两个坐标值为:



可以使用向量运算和参数方程来解决。

设向量p1p2 = (x2 - x1, y2 - y1, z2 - z1) 为直线L的方向向量。由于点P3在直线L上,可以表示为点P1与方向向量的线性组合,其中t为参数:

P3 = P1 + t * p1p2

我们需要找到合适的参数t来满足点P3与点P2的距离为d。点P3到点P2的距离可以使用向量运算求解,即计算两点之间的距离公式:

d = ||P3 - P2||

将P3的表达式代入上述公式,并根据距离等于d的条件解方程,即可求解出参数t。

具体步骤如下:



为了找到直线L上点p3的坐标,这个点到点p2的距离为“d”,我们可以使用向量算术。

首先,我们定义一个从p2到p1的向量v:

V = (x1 - x2, y1 - y2, z1 - z2)

接下来,我们将v归一化,找到一个表示直线方向的单位向量u:

U = v / ||v||

其中||v||是v的模。

现在,我们可以找到p3的坐标,从p2开始,沿着直线u的方向移动d:

P3 = (x2 + d * ux, y2 + d * uy, z2 + d * uz)

其中ux uy uz是单位向量u的分量。

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-
x₁
y
-
y₁
z
-
z₁││x₂-x₁
y₂-y₁
z₂-z
│=0│x₃-x₁
y₃-y₁
z₃-z₁│打开这个行列式,即得平面方程Ax+By+Cz+D=0点P(x₄,y₄,z₄)到该平面的距离(即垂线长)d=│Ax₄+By₄+Cz₄+D│/√(A²+B²+C²)
.

向量P1P2=(x2-x1,y2-y1,z2-z1),
向量P1P=(1/3)P1P2=((x2-x1)/3,(y2-y1)/3,(z2-z1)/3).
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x0=(x1+λx2)/(1+λ),
y0=(y1+λy2)/(1+λ),
z0=(z1+λz2)/(1+λ),
λ=1/2,
x0=(2x1+x2)/3,
y0=(2y1+y2)/3,
z0=(2z1+2z2)/3.

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