两条空间直线求最短距离(或最接近点)

有两条任意空间直线(方程: X1=a*Z1+b,Y1=c*Z1+d; X2=e*Z2+f,Y1=g*Z2+h; ),求这两条任意直线之间的最短距离,以及在这个距离上的两线最接近点坐标,高分求助,满意答案追加分数~先谢谢各位数学大侠了~~

可以选择任意直线参数表达式,最重要的请把算法描述一下,因为要编程解决 -- 最好能直接求出分别位于直线上的两点,这样距离就可以用距离公式很容易计算出来啦!谢谢啦

首先将直线方程化为对称式,得到其方向向量n1=(a1,b1,c1),n2=(a2,b2,c2)。

再将两向量叉乘得到其公垂向量N=(x,y,z),在两直线上分别选取点A,B(任意),得到向量AB,求向量AB在向量N方向的投影即为两异面直线间的距离了(就是最短距离啦);

d=|向量N*向量AB|/|向量N|(上面是两向量的数量积,下面是取模),设交点为C,D,带入公垂线N的对称式中,又因为C,D两点分别满足一开始的直线方程,所以得到关于C(或D)的两个连等方程,分别解出来就好了。

扩展资料:

直线由无数个点构成。直线是面的组成成分,并继而组成体。没有端点,向两端无限延长,长度无法度量。直线是轴对称图形。

它有无数条对称轴,其中一条是它本身,还有所有与它垂直的直线(有无数条)对称轴。在平面上过不重合的两点有且只有一条直线,即不重合两点确定一条直线。

在球面上,过两点可以做无数条类似直线。

构成几何图形的最基本元素。在D·希尔伯特建立的欧几里德几何的公理体系中,点、直线、平面属于基本概念,由他们之间的关联关系和五组公理来界定。

距离

异面直线的距离:l1、l2为异面直线,l1,l2公垂直线的方向向量为n、C、D为l1、l2上任意一点,l1到l2的距离为|AB|=|CD*n|/|n|

点到平面的距离:设PA为平面的一条斜线,O是P点在a内的射影,PA和a所成的角为b,n为a的法向量。

易得:|PO|=|PA|sinb=|PA|*|cos<PA,n>|=|PA|*(|PA*n|/|PA||n|)=|PA*n|/|PA|

直线到平面的距离为在直线上一点到平面的距离;

点到直线的距离:A∈l,O是P点在l上的射影,PA和l所成的角为b,s为l的方向向量。

易得:|PO|=|PA|*|sinb|=|PA|*|sin<PA,s>|=|(PA|2|s|2|-|PA*s|2)1/2/|s|

平面内:直线ax+by+c=0到M(m,n)的距离为|am+bn+c|/(a2+b2)1/2

平行直线:l1:ax+by+c=0,l2:ax+by+d=0,l1到l2的距离为|c-d|/(a2+b2)1/2

备注:

直线是曲线的暂短停留。

参考资料:直线-百度百科

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第1个回答  推荐于2019-10-23

首先将直线方程化为对称式,得到其方向向量n1=(a1,b1,c1),n2=(a2,b2,c2)。

再将两向量叉乘得到其公垂向量N=(x,y,z),在两直线上分别选取点A,B(任意),得到向量AB,求向量AB在向量N方向的投影即为两异面直线间的距离了(就是最短距离)。

d=|向量N*向量AB|/|向量N|(上面是两向量的数量积,下面是取模),设交点为C,D,带入公垂线N的对称式中,又因为C,D两点分别满足一开始的直线方程,所以得到关于C(或D)的两个连等方程。可以得出坐标为(1a,3B)。

扩展资料:

点到直线的距离计算方法:

函数法

证:点P到直线上任意一点的距离的最小值就是点P到直线的距离。在上取任意点用两点的距离公式有,为了利用条件上式变形一下,配凑系数处理得:

当且仅当时取等号所以最小值就是。

不等式法

证:点P到直线上任意一点Q的距离的最小值就是点P到直线的距离。由柯西不等式

当且仅当时取等号所以最小值就是。

转化法

证:设直线的倾斜角为过点P作PM∥轴交于M显然所以,

易得∠MPQ=或∠MPQ,

在两种情况下都有所。

三角形法

证:P作PM∥轴交于M,过点P作PN∥轴交于N,

由解法三知;同理得

在Rt△MPN中,PQ是斜边上的高。

参考资料来源:百度百科--点到直线的距离

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第2个回答  推荐于2019-08-04

将直线方程化为对称式,得到其方向向量n1=(a1,b1,c1),n2=(a2,b2,c2)。

再将两向量叉乘得到其公垂向量N=(x,y,z),在两直线上分别选取点A,B(任意),得到向量AB,求向量AB在向量N方向的投影即为两异面直线间的距离。

d=|向量N*向量AB|/|向量N|,设交点为C,D,带入公垂线N的对称式中,又因为C,D两点分别满足一开始的直线方程,所以得到关于C(或D)的两个连等方程,分别解出来就可以了。

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第3个回答  推荐于2018-03-08
首先将直线方程化为对称式,得到其方向向量n1=(a1,b1,c1),n2=(a2,b2,c2).再将两向量叉乘得到其公垂向量N=(x,y,z),在两直线上分别选取点A,B(任意),得到向量AB,求向量AB在向量N方向的投影即为两异面直线间的距离了(就是最短距离啦),知道怎么求吗?d=|向量N*向量AB|/|向量N|(上面是两向量的数量积,下面是取模),设交点为C,D,带入公垂线N的对称式中,又因为C,D两点分别满足一开始的直线方程,所以得到关于C(或D)的两个连等方程,分别解出来就好了···在下不懂编程,不过打字蛮累的哈哈,希望能够笑纳!本回答被提问者和网友采纳
第4个回答  2022-08-15

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