如下代数式为某 空间直线的一般方程 (General equation of a line in 3D space):
这里通过图像来解释下上述定理。根据可知,和是两个空间平面,若两者相交,则必然交于某空间直线,如下图所示。
因为直线是这两个平面的交线,所以下述方程组的解就是直线,这也就是该直线的一般方程:
1.1 直线的一般方程有无限多个
相交为直线的两个平面有无限组,比如下图所示。
此时直线的一般方程为:
所以空间直线的一般方程并不唯一,有无限多个。
1.2 直线的方向向量
根据上面的分析可知,直线可视作两个平面的交线,所以直线同时于这两个平面的和,所以也于、所在平面,如下图所示。
所以,和的为直线的一个,即,如下图所示。
已知某直线上的一点及该直线的一个,可得出该 空间直线的点向式方程 (Point-direction form equation of a line in 3D space):
这里解释下上述定理的推导过程,在下图中:
根据可知,结合上,可知:
如果、且,上式常改写为:
而如果,及,则有:
其余情况以此类推。
已知某直线上经过点,为该直线的一个,可得出该 空间直线的参数方程 (parametric equation of a line in 3D space):
上述定理通过移项后即可得到:
但直线的参数方程有自己的几何意义,本节就来介绍一下。以为,可作出下图中过原点的直线。
将该过原点的直线平移,使其变为过点,就得到了要求的直线,如下图所示。
上述过程可通过代数来描述:
所以要求的直线可通过集合表示如下:
其中表示直线上的任意点,所以。结合上定理中的条件,可得: