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  • 直线参数方程的研究

    能不能用向量来表示直线呢?

    如果给定一个直线的方向向量是n=(1,1),可以求出无数条和平行的直线方程,解并不唯一。

    那怎么才能让某条直线固定下来呢?还需要一个点,对不对,方向向量是确定了这条直线的倾斜角,只要再经过一个定点,那么这条直线就唯一被确定了。

    所以可以肯定,如果给定一条直线一个定点,和它的方向向量,就一定能唯一确定一条直线。

    设一条直线过定点P0(x0,y0),它的方向向量是pdir(m,n),求这条直线的表达式?

    直线是由点构成的,求直线的表达式,也就是求这条直线任意一点的坐标,我们设这条直线上任意一点坐标为p(x,y)

    根据向量加法的四边形法则有

    向量OP=向量OP0+向量OPdir,因为P0是定点,Pdir给定的话,也是定下来了,最后求出的P点坐标也是直线上的某一个点,并不能代表所有的点,怎么办?

    给向量OPdir加一个参数t,就变成了

    向量OP=向量OP0+t*向量OPdir

    其实这就是直线的参数方程了。

    简写成P=P0+tPdir

    转换成坐标就是

    (x,y)=(x0,y0)+t(m,n)

    x=x0+tm

    y=y0+tn

    考虑一下t的范围,如果t大于0,最终表示的是点或者向量是和op向量大概是同向的),如果t<0,最终表示的点是op向量大概是反向的,如果t等于0,那么表示过定点(x0,y0)

    所以t的范围应该是R

    高中学习的直线的参数方程其实和这个思路是一样的。它用的是定点和直线和x轴的夹角来确定直线方程的,其实是殊途同归的。

    因为直线和x轴的夹角就代表了直线的方向向量。

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