平面x/3+y/4+z/5=1和柱面x^2+y^2=1的交线上到平面xoy最短的点,希望能写出详细的步骤,不胜感激.

1个回答

  • 几何法:

    设柱面x^2+y^2=1交xOy平面于圆O:x^2+y^2=1(z=0)

    平面x/3+y/4+z/5=1交xOy平面于直线AB:x/3+y/4=1(z=0),A(0,4,0),B(3,0,0)

    过O做OC⊥AB于C,交圆O于D

    cosCOB=sinABO=4/5

    sinCOB=cosABO=3/5

    所以D点坐标为(4/5,3/5,0)

    所求点即为过D点且垂直于xOy平面的直线与平面x/3+y/4+z/5=1的交点

    将D点坐标代入平面方程即得所求点坐标(4/5,3/5,35/12)

    解析法:

    设该点坐标为(cosa,sina,z),a∈[0,2π)

    则(cosa)/3+(sina)/4+z/5=1

    z=5-(25/12)((4/5)cosa+(3/5)sina)

    =5-(25/12)sin(a+b)

    其中b∈(0,π/2),且sinb=4/5,cosb=3/5

    当a+b=π/2+2kπ时,k∈Z

    z最小为35/12

    此时a=π/2-b

    cosa=sinb=4/5,sina=cosb=3/5

    故所求点坐标为(4/5,3/5,25/12)