TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
PHẦN III: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
OXYZ
CHỦ ĐỀ 1: HỆ TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
A – PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN
1- Hệ trục Oxyz: Gốc tọa độ O 0; 0; 0 .
* Điểm M xM ; y M ; z M
xM : hoµnh ®é
trong ®ã: y M : tung ®é
z : cao ®é
M
OM
xM i
yM j
zMk
* Trục tọa độ:
x
Trýc Ox: y
z
t
0
0
x
Trýc Oy: y
z
0
t
0
x
Trýc Oz: y
z
0
0
t
* Mặt phẳng tọa độ:
Mp Oxy : z
Mp(Oxz): y
0
Mp(Oyz): x
0
2- Các phép toán: Cho các vectơ a a1;a2;a3 ; b b1;b2;b3 ; k
a
a .b
b
c a1
a1.b1
b1;a2
a2.b2
b2;a 3
b3 .
ka
a 3.b3 (Tích vô hướng)
a
0
.
ka1; ka2; ka3 .
a1
2
a2
2
2
a3 .
3- Hệ quả: A x A; yA; z A ; B x B ; yB ; zB ; C xC ; yC ; zC .
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
1 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
AB
xB
x A ; yB
yA ; z B
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
zA
AB
AB
xB
xA
2
yB
yA
xM
Điểm M chia đoän thẳng AB theo tỷ số k k
MA
1
yM
k.MB
zM
2
zB
xA
1
yA
1
zA
1
zA
2
kx B
k
kyB
k
kz B
k
Hệ quả 1: Công thĀc trung điểm: Hệ quả 2: Công thĀc trọng tâm: G(xG ; yG ; zG )
xA
xI
yA
I (x I ; yI ; z I ) cûa đoän AB . yI
zA
zI
xB
2
2
yB
xG
cûa tam giác ABC . yG
zB
zG
2
xA
xB
3
yB
3
zB
3
yA
zA
xC
yC
zC
4- Góc giữa hai vectơ: a a1;a2;a3 ; b b1;b2;b3 .
Gọi
a ,b . Lúc đó:
* Đặc biệt:
a
a1b1
a .b
cos
a .b
b
a .b
a1
a1b1
0
2
a2
a2b2
2
a2b2
a 3b3
2
2
a 3 . b1
a3b3
b2
2
b3
2
0
5- Điều kiện để hai vectơ a a1;a2;a3 ; b b1;b2;b3 cùng phương:
k
\ 0 : a
a1
a2
a3
kb
kb1
a
kb2 hay 1
b1
kb3
a2
b2
a3
nÕu b1.b2.b3
b3
0
6- Tích có hướng của hai vetơ: a a1;a2;a3 ; b b1;b2;b3 .
* Công thức: ( Quy tắc: 2-3; 3-1; 1-2)
a a1 ; a 2 ; a 3
b b1;b2;b3
c
a ,b
a 2 a 3 a 3 a1 a1 a 2
;
;
b2 b3 b3 b1 b1 b2
a2b3
2 | THBTN – CA
b2a 3 ;a 3b1
b3a1;a1b2
b1a2
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
Tính chất:
c
c
a ,b
a
c
b
a , b cùng phương
a ,b
a ,b , c đồng phẳng
c . a ,b
0.
0.
7- Một số công thức cần lưu ý:
B
Diện tích tam giác ABC:
SABC
C
A
1
AB, AC
2
Diện tích cûa hình bình hành ABCD là S
D
ABCD
C
AB, AD
A
VABCD.A ' B 'C ' D '
B
A
Thể tích hình hộp ABCD.A’B’C’D’:
B
D
AB, AD .AA '
B'
A'
C'
D'
Thể tích tĀ diện ABCD:
VABCD
C
1
AB, AC .AD
6
B
A
(
1
chiều cao. S đáy)
3
C
D
B – BÀI TẬP MẪU
Bài 1
Tính góc giữa véctơ a và b trong các trường hợp sau:
a) a
(4; 3;1), b
c) a
(2;1; 2), b
( 1;2; 3).
(0;
2; 2).
b) a
(2;5; 4), b
d) a
(3;2;2 3), b
(6; 0; 3).
( 3;2 3; 1).
HƯỚNG DẪN GIẢI
Gọi
a) cos
b) cos
là góc giĂa a và b
4 6 3
26. 14
12 0 12
45. 45
cos
5 91
182
0
a.b
a .b
arccos
5 91
;
182
900
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
3 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
0
2 2 2
2
9. 4
2
3 3 4 3 2 3
3
25. 16
4
c) cos
d) cos
1350
3
4
arccos
Bài 2
Tìm véctơ u trong các trường hợp sau:
a)
c)
a
(2; 1; 3), b
a.u
a
(1; 3;2), c
5, u.b
(2; 3;1), b
a.u
3, b.u
11, u.c
(3;2; 4)
20
(1; 2; 1), c
4, c.u
b)
( 2; 4; 3)
d)
2
a
(2; 3; 1), b
u
a, u
a
(7;2; 3), b
a.u
(1; 2; 3), c
b, u.c
6
(4; 3; 5), c
5, b.u
7, c
(2; 1;1)
(1;1; 1)
u
HƯỚNG DẪN GIẢI
Gọi u
x ; y; z
a.u
a) u.b
u.c
5
2x
y
3z
5
x
2
11
x
3y
2z
11
y
3
20
z
3x
20
a
u
2x
b) u
b
x
2y
4z
3y
z
0
x
2y
3z
0
y
2
z
6
z
2
2
u
6
2x
y
a.u
5
7x
2y
3z
5
x
c) u.b
7
4x
3y
5z
7
y
5
z
2
x
c
a.u
d) u.b
u.c
4 | THBTN – CA
y
z
0
2x
y
3z
5
x
2
11
x
3y
2z
11
y
3
20
z
3x
2y
4z
2;2;2
3
5
20
2; 3; 2
2
u.c
u
u
u
3;5;2
u
2; 3; 2
2
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
Bài 3
Cho hai véctơ a và b. Tìm tham số m trong các trường hợp sau:
a)
c)
a
(1; m; 1), b
a
b
a
(3; 2;1), b
(2;1; 1)
u
ma
3a
(2;1; 3)
3b, v
b)
2mb, u
d)
v
a
(1; log3 5; m), b
a
b
a
(3; 2;1), b
(2;1; 1)
u
ma
3a
3b, v
(3; log5 3; m)
2mb, u
v
HƯỚNG DẪN GIẢI
a)
b)
a
(1; m; 1), b
a
b
a
(1; log3 5; m), b
a
b
(2;1; 3)
a.b
0
(3; log5 3; m)
4
c)
a
(3; 2;1), b
(2;1; 1)
u
ma
3a
3b, v
2mb, u
v
m
2
3
a.b
0
3
m2
0
m
u
3m
v
9
u.v
m
0
1
m2
log3 5.log5 3
6; 2m
4m; 6
3; m
2m; 3
d)
(3; 2;1), b
(2;1; 1)
u
ma
3a
3b, v
2mb, u
v
2m
1
6m
27
u
3m
v
9
u, v
2m 2
6; 2m
4m; 6
19
2
0
1
m
a
3
0
m
6m 2
0
19
2
3; m
2m; 3
3
2m
0
9
0
10m 2
45
0
8m 2
60m
9
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
m
0
5 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
Bài 4
Cho hai véctơ a và b. Tính tích có hướng và tích vô hướng trong cac trường hợp sau:
a)
c)
a
(1;2; 3)
b
( 4;1;2)
a
3i
2j
k
b
i
3j
k
b)
a
(0;1; 2)
b
(3; 0; 4)
a
4i
k
b
2i
j
d)
HƯỚNG DẪN GIẢI
a)
b)
c)
d)
a
(1;2; 3)
b
( 4;1;2)
a
(0;1; 2)
b
(3; 0; 4)
a
3i
2j
k
b
i
3j
k
a
4i
k
b
2i
j
a.b
4
a.b
0
2
0
8
8, a,b
3
6
1
a.b
a.b
8
8, a, b
6
0
0
7;10;9
4; 6; 3
10, a,b
8, a,b
1; 2;7
1;2; 4
Bài 5
Cho ba véctơ a, b và c. Tìm tham số m hoặc m, n để c
a) a
(3; 1; 2), b
c) a
(2; 3;1), b
(1;2; m), c
(5; 4;6), c
(5;1;7).
(m; n;1).
a, b trong các trường hợp sau:
b) a
(6; 2; m), b
(5; n; 3), c
(6; 33;10).
d) a
(0;1; m), b
(3; m; 4), c
(0; 3; n).
HƯỚNG DẪN GIẢI
a) a
a, b
(3; 1; 2), b
4
m;2
6 | THBTN – CA
(1;2; m), c
3m;7
c
a, b
(5;1;7).
4
m
2
3m
7
7
5
1
m
m
1
1
3
m
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
b) a
(6; 2; m), b
(5; n; 3), c
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
(6; 33;10).
mn
6
a, b
c) a
mn;18
6
5m;6n
(2; 3;1), b
c
10
(5; 4;6), c
a, b
c
14; 7; 7
(0;1; m), b
a, b
4
(3; m; 4), c
m 2 ; 3m; 3
6n
10
33
10
m
3
n
0
7 không có m, n
n
1
(0; 3; n).
m2
4
a, b
5m
14
7
d) a
18
(m; n;1).
m
a, b
6
c
a, b
3m
0(vn )
không có m, n
3
n
3
Bài 6
Tìm tham số m để ba véctơ a, b và c đồng phẳng trong các trường hợp sau:
a) a
(2; 1;2), b
(m; 3; 1), c
c) a
(1; 3;2), b
(m
1; m
b) a
(1;2;1).
m), c
2;1
(0; m
(1;2; 3), b
(2;1; m), c
(2; m;1).
2;2).
HƯỚNG DẪN GIẢI
a) a
a,b
(2; 1;2), b
(m; 3; 1), c
2m;6
5;2
m , c. a,b
(1;2;1).
5
4
4m
Để ba véctơ a, b và c đồng phẳng thì c. a,b
b) a
a,b
Để
c. a,b
(1;2; 3), b
2m
3; m
ba
0
(2;1; m), c
5m
6; 3 , c. a,b
0
0
m
5
5m
5
5m
0
m
1
(2; m;1).
véctơ
5
6
m2
10m
và
a, b
m2
10m
9
9
0
c
m
1
m
9
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
đồng
phẳng
thì
7 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
c) a
a,b
(1; 3;2), b
m
1;1
(m
1; m
3m;1
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
m), c
2;1
(0; m
3m 2
4m , c. a,b
2;2).
3m
Để ba véctơ a, b và c đồng phẳng thì c. a,b
0
3m 2
3m
0
m
m
0
1
Bài 7
Cho ba điểm A, B, C . Trả lời các câu hỏi sau đối với từng câu a /,b/,...
Chứng tỏ ba điểm A, B,C tạo thành một tam giác và tìm trọng tâm của tam
giác này ?
Tìm tọa độ điểm M sao cho: AM 2BA 3CM ?
Xác định điểm D sao cho ABCD là hình bình hành và tìm tọa độ tâm I của nó ?
Tính chu vi và diện tích của hình bình hành ?
Tính các số đo các góc trong ∆ABC ? Tính diện tích ∆ABC ? Tính độ dài đường
cao ?
a/ A 1;2; 3 , B 2; 2;1 , C 1; 2; 3
b/ A 1;2; 3 , B 0; 3;7 , C 12;5; 0
c/ A 3; 1;2 , B 1;2; 1 , C
1;1; 3
d/ A 4;2; 3 , B
2;1; 1 , C 3; 8;7
HƯỚNG DẪN GIẢI
a/ A 1;2; 3 , B 2; 2;1 , C
+) AB
1; 2; 3
1; 4; 2 , AC
AB, AC
2; 4; 6
Nên AB, AC không cùng phþơng
A, B,C
16;10; 12
0
không thẳng hàng và chúng täo thành một tam
giác
2 2 1
;
;
3 3 3
Trọng tâm cûa tam giác ABC là G
+) Gọi M x ; y; z
AM
2BA
AM
3CM
+) Gọi D x ; y; z
8 | THBTN – CA
DC
x
1; y
2; z
3 ,2BA
x
3
3x
3
x
y
6
3y
6
y
z
1
3z
9
z
1
x; 2
2; 8; 4 , 3CM
3x
3; 3y
6; 3z
9
3
M
0
3; 0; 4
4
y; 3
z
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
TĀ giác ABCD là hình bình hành khi DC
AB
1
x
2
y
4
y
3
z
2
z
+) Tâm cûa hình bình hành ABCD là trung điểm I cûa AC
+) AB
1; 4; 2
AB
21, BC
BC
3;0; 4
Chu vi cûa hình bình hành ABCD là 2 AB
Diện tích cûa hình bình hành ABCD là
BC
2
D
2
2;2; 1
1
I 0; 0; 0
5
2
21
162
AB, AC
x
1
5
102
( 12)2
10 5
+)Góc A trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ AB, AC
cos A
cos AB, AC
AB.AC
AB.AC
2
16 12
21. 56
13 6
42
A
arccos
13 6
42
Góc B trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ BA, BC
cos B
cos BA, BC
BABC
.
BABC
.
3
0 8
21.5
21
21
B
arccos
21
21
Góc C trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ CA,CB
cosC
cos CA,CB
CACB
.
CACB
.
Diện tích cûa tam giác ABC là
6
0 24
56.5
1
AB, AC
2
3 14
14
C
arccos
5 5
Đþờng cao AH cûa tam giác ABC là AH
2S ABC
BC
10 5
5
2 5
Đþờng cao BK cûa tam giác ABC là BK
2S ABC
AC
10 5
56
5 70
4
Đþờng cao CE cûa tam giác ABC là CE
3 14
14
2S ABC
AB
10 5
21
10 105
21
b/ A 1;2; 3 , B 0; 3;7 , C 12;5; 0
AB
1;1;10 , AC
11; 3; 3
AB, AC
Nên AB, AC không cùng phþơng
A, B,C
27;113; 14
0
không thẳng hàng và chúng täo thành tam giác
ABC
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
9 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
13 10 4
; ;
3 3 3
Trọng tâm cûa tam giác ABC là G
+) Gọi M x ; y; z
AM
2BA
AM
3CM
+) Gọi D x ; y; z
x
1; y
2; z
x
1
3x
12
y
4
3y
5
z
23
3z
12
x ;5
DC
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
3 ,2BA
13
2
1
2
23
2
x
y
z
2; 2;20 , 3CM
AB
x
1
y
1
z
1
102, BC
BC
12;2; 7
Chu vi cûa hình bình hành ABCD là 2 AB
Diện tích cûa hình bình hành ABCD là
BC
2
AB, AC
x
11
y
0
z
10
+) Tâm cûa hình bình hành ABCD là trung điểm I cûa AC
AB
5; 3z
y; z
TĀ giác ABCD là hình bình hành khi DC
1;1;10
12; 3y
13 1 23
; ;
2 2 2
M
12
+) AB
3x
I
D 11; 0; 10
10
13 7 3
; ;
2 2 2
197
102
27
197
2
1132
( 14)2
13694
+)Góc A trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ AB, AC
cos A
cos AB, AC
AB.AC
AB.AC
11 3 30
102. 139
22
14178
A
arccos
22
14178
Góc B trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ BA, BC
cos B
cos BA, BC
BABC
.
BABC
.
12 2 70
102. 197
80
20094
B
arccos
80
20094
C
arccos
117
27383
Góc C trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ CA,CB
cosC
cos CA,CB
CACB
.
CACB
.
Diện tích cûa tam giác ABC là
10 | THBTN – CA
132 6 21
139. 197
1
AB, AC
2
117
27383
13694
2
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
Đþờng cao AH cûa tam giác ABC là AH
2S ABC
BC
13694
197
Đþờng cao BK cûa tam giác ABC là BK
2S ABC
AC
13694
139
2S ABC
AB
Đþờng cao CE cûa tam giác ABC là CE
c/ A 3; 1;2 , B 1;2; 1 , C
AB
2; 3; 3 , AC
13694
102
6847
51
1;1; 3
AB, AC
4;2; 5
Nên AB, AC không cùng phþơng
9;2; 8
0
không thẳng hàng và chúng täo thành một tam
A, B,C
giác
2
Trọng tâm cûa tam giác ABC là G 1; ;
3
+) Gọi M x ; y; z
AM
2BA
AM
3CM
+) Gọi D x ; y; z
x
3; y
x
1
3x
6
x
y
5
3y
3
y
5
2
4
z
4
3z
6
z
1
DC
1
1; z
2
3
x ;1
2 ,2BA
y; 3
4; 6;6 , 3CM
x
AB
2; 1; 2
Chu vi cûa hình bình hành ABCD là 2 AB
Diện tích cûa hình bình hành ABCD là
6
BC
AB, AC
BC
2
1
y
3
z
2
z
3
+) Tâm cûa hình bình hành ABCD là trung điểm I cûa AC
22, BC
x
2
y
1
3
AB
3; 3z
z
TĀ giác ABCD là hình bình hành khi DC
2;3; 3
6; 3y
5
; 4; 1
2
M
1
+) AB
3x
I 1; 0;
D 1; 2; 0
0
1
2
3
22
( 9)2
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
3
22
82
149
11 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
+)Góc A trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ AB, AC
cos A
AB.AC
AB.AC
cos AB, AC
8
6 15
22. 45
29
990
A
arccos
29
990
arccos
7
3 22
Góc B trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ BA, BC
cos B
BABC
.
BABC
.
cos BA, BC
4
3 6
22.3
7
3 22
B
Góc C trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ CA,CB
cosC
CACB
.
CACB
.
cos CA,CB
8
2 10
45.3
16
9 5
1
AB, AC
2
Diện tích cûa tam giác ABC là
C
2S ABC
BC
149
3
Đþờng cao BK cûa tam giác ABC là BK
2S ABC
AC
149
45
d/ A 4;2; 3 , B
AB
6; 1; 4 , AC
16
9 5
149
2
Đþờng cao AH cûa tam giác ABC là AH
2S ABC
AB
Đþờng cao CE cûa tam giác ABC là CE
arccos
149
22
6847
51
2;1; 1 , C 3; 8;7
AB, AC
1;6; 4
Nên AB, AC không cùng phþơng
20;28; 37
0
không thẳng hàng và chúng täo thành một tam
A, B,C
giác
Trọng tâm cûa tam giác ABC là G
5 11
; ;3
3 3
+) Gọi M x ; y; z
AM
2BA
AM
3CM
+) Gọi D x ; y; z
12 | THBTN – CA
DC
x
4; y
2; z
3 ,2BA
x
8
3x
3
x
y
3y
8
z
5
3z
3
x ;8
y
11
2
4
7
z
6
y;7
z
12;2; 8 , 3CM
M
3x
3; 3y
8; 3z
7
11
; 4;6
2
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
TĀ giác ABCD là hình bình hành khi DC
AB
3
x
6
x
9
8
y
1
y
9
7
z
4
z
11
+) Tâm cûa hình bình hành ABCD là trung điểm I cûa AC
+) AB
6; 1; 4
AB
53, BC
BC
5;7;8
Chu vi cûa hình bình hành ABCD là 2 AB
Diện tích cûa hình bình hành ABCD là
BC
7
;5;5
2
138
2
AB, AC
I
D 9;9;11
53
138
( 14)2
282
( 37)2
9 29
+)Góc A trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ AB, AC
cos A
cos AB, AC
AB.AC
AB.AC
8
6 16
53. 53
14
53
A
arccos
14
53
Góc B trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ BA, BC
cos B
cos BA, BC
BABC
.
BABC
.
30
7 32
53. 138
69
7314
B
arccos
69
7314
C
arccos
69
7314
Góc C trong tam giác ABC là góc giĂa hai vec-tơ CA,CB
cosC
cos CA,CB
CACB
.
CACB
.
Diện tích cûa tam giác ABC là
5
42 32
53. 138
1
AB, AC
2
69
7314
9 29
2
Đþờng cao AH cûa tam giác ABC là AH
2S ABC
BC
9 29
138
Đþờng cao BK cûa tam giác ABC là BK
2S ABC
AC
9 29
53
Đþờng cao CE cûa tam giác ABC là CE
2S ABC
AB
9 29
53
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
13 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
Bài 8
Cho bốn điểm A, B, C , D . Trả lời các câu hỏi sau đối với từng câu a /,b/,...
Chứng minh A, B, C , D là bốn đỉnh của tứ diện đó ? Tìm tọa độ trọng tâm
của tứ diện ? Tính thể tích của tứ diện này ?
Tính góc tạo bởi các cạnh đối diện của tứ diện ABCD ?
Tính diện tích tam giác BCD ? Từ đó suy ra đường cao tứ diện vẽ từ A ?
Tìm tọa độ hình chiếu vuông góc H của điểm D trên mp(ABC) ?
Tìm điểm M sao cho: MA 2MB 2MC 3MD
a/ A 1; 0;1 , B 1;1; 2 , C 1;1; 0 , D 2; 1; 2 .
0?
b/ A 2; 5; 3 , B 1; 0; 0 , C 3; 0; 2 , D 3; 1; 2 .
c/ A 1; 0; 0 , B 0;1; 0 , C 0; 0;1 , D 2;1; 1 .
d/ A 1;1; 0 , B 0;2;1 , C 1; 0;2 , D 1;1;1 .
HƯỚNG DẪN GIẢI
a/
A 1; 0;1 , B 1;1; 2 , C 1;1; 0 , D 2; 1; 2 .
+) A, B, C , D là 4 đînh cûa hình tĀ diện
AB
2;1;1 , AC
AB, AC .AD
2
2;1; 1 , AD
4
0
2
AB, AC , AD không đồng phẳng
AB, AC
1; 1;1
2; 4;0
AB, AC , AD không đồng phẳng
0
1 5
+) G 0; ; là trọng tâm cûa tĀ diện
4 4
+) Thể tích cûa tĀ diện là
1
AB, AC .AD
6
+) Góc täo bởi cänh AB,CD là góc
Xét cos AB,CD
AB.CD
AB.CD
1
6
2 2
6. 17
Vậy täo bởi cänh AB,CD là góc
AC .BD
AC .BD
arccos
1
+) Góc täo bởi cänh AC , BD là góc
Xét cos AC , BD
6
17
cos
6
17
1
6
17
2
6
2 2
6. 13
Vậy täo bởi cänh AC , BD là góc
2
+) Góc täo bởi cänh AD, BC là góc
3
14 | THBTN – CA
1
3
arccos
6
13
cos
2
6
13
6
13
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
AD.BC
AD.BC
Xét cos AD, BC
0
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
0 2
3.2
Vậy täo bởi cänh AD, BC là góc
1
3
arccos
3
1
BC , BD
2
+) Diện tích tam giác BCD là
1
3
3
1
3
1 2
4
2
62
13
1
3
13
3.
3VABCD
S BCD
+) Đþờng cao tĀ diện kẻ tÿ A là AK
cos
1
13
+) Gọi H x ; y; z là hình chiếu cûa D trên ABC . Khi đó: DH
DH .AB
0
DH .AC
0
2x
AB, AC .AH
+) Gọi M a;b;c
0
MA
2MC
MA
2MB
3
y
z
7
x
2y
1
0
a; b;1
2a; 2
2
z
2x
1
2MC
y
3MD
2MB
2MC
8a; 3
0 thì
3MD
3
8b
8c
2a;2
2
6
8b;11
8a
11
b/
z
c ,2MB
7
Để MA
y
0
2b; 2c , 3MD
7
11
5
3
5
2
x
0
ABC và H
H
11
;
5
2b; 4
2c
3a; 3
ABC
3
;2
5
3b;6
3c
M
7
;
8
8c
a
0
b
0
0
c
7
8
3
8
11
8
3 11
;
8 8
A 2; 5; 3 , B 1; 0; 0 , C 3; 0; 2 , D 3; 1; 2 .
+) A, B, C , D là 4 đînh cûa hình tĀ diện
AB
1; 5;3 , AC
AB, AC .AD
+) G
50
1; 5;1 , AD
24
50
AB, AC , AD không đồng phẳng
5; 6;5
24
0
AB, AC
10;4;10
AB, AC , AD không đồng phẳng
3
3
;1;
là trọng tâm cûa tĀ diện
4
4
+) Thể tích cûa tĀ diện là
1
AB, AC .AD
6
+) Góc täo bởi cänh AB,CD là góc
Xét cos AB,CD
AB.CD
AB.CD
6
4
1
5 12
35. 53
11
1855
cos
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
1
11
1855
15 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
Vậy täo bởi cänh AB,CD là góc
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
+) Góc täo bởi cänh AC , BD là góc
AC .BD
AC .BD
Xét cos AC , BD
arccos
1
2
4 5 2
27. 21
Vậy täo bởi cänh AC , BD là góc
2
+) Góc täo bởi cänh AD, BC là góc
3
AD.BC
AD.BC
Xét cos AD, BC
10
Vậy täo bởi cänh AD, BC là góc
+) Diện tích tam giác BCD là
11
1855
7
21
arccos
cos
7
21
0 10
86. 8
5
43
1
BC , BD
2
1
( 2)2
2
3VABCD
S BCD
+) Đþờng cao tĀ diện kẻ tÿ A là AK
cos
5
43
3
5
43
arccos
3
7
21
2
42
4
6
22
6
2 6
3
+) Gọi H x ; y; z là hình chiếu cûa D trên ABC . Khi đó: DH
DH .AB
0
x
5y
3z
DH .AC
0
x
5y
z
AB, AC .AH
+) Gọi M a;b;c
MA
2MC
MA
2MB
10x
0
2MC
2
6
a;5
4y
4
11
0
c/
2MB
2MC
3MD
0
z
c ,2MB
2c , 3MD
8b;7
8a
11
Để MA
y
10
8a;2
17
9
5
9
28
9
x
0
10z
b; 3
2a; 2b;4
3MD
14
8b
0
7
8c
0
H
2
2a; 2b; 2c
9
3a; 3
3b;6
17
;
9
ABC
5 28
;
9 9
3c
8c
0
0 thì 2
ABC và H
11
8
a
b
c
1
4
7
8
M
11 1 7
; ;
8 4 8
A 1; 0; 0 , B 0;1; 0 , C 0; 0;1 , D 2;1; 1 .
+) A, B, C , D là 4 đînh cûa hình tĀ diện
AB
1;1;0 , AC
16 | THBTN – CA
1;0;1 , AD
3;1; 1
AB, AC , AD không đồng phẳng
AB, AC
1;1;1
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
AB, AC .AD
+) G
3
1
1
3
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
AB, AC , AD không đồng phẳng
0
1 1
; ; 0 là trọng tâm cûa tĀ diện
4 4
+) Thể tích cûa tĀ diện là
1
AB, AC .AD
6
+) Góc täo bởi cänh AB,CD là góc
AB.CD
AB.CD
Xét cos AB,CD
2
1
1 0
2.3
Vậy täo bởi cänh AB,CD là góc
AC .BD
AC .BD
2
0 1
2. 5
2
+) Góc täo bởi cänh AD, BC là góc
3
AD.BC
AD.BC
0
10
5
arccos
1 1
11. 2
Vậy täo bởi cänh AD, BC là góc
+) Diện tích tam giác BCD là
cos
1
2
1
1
1
BC , BD
2
cos
10
5
2
10
5
2
11
arccos
3
cos
2
11
3
2
11
1 2
1
2
( 2)2
1
2
3
2
3
2
22
3.
3VABCD
S BCD
+) Đþờng cao tĀ diện kẻ tÿ A là AK
1
+) Gọi H x ; y; z là hình chiếu cûa D trên ABC . Khi đó: DH
DH .AB
0
x
y
3
0
x
DH .AC
0
x
z
1
0
y
2
x
y
z
1
z
0
AB, AC .AH
+) Gọi M a;b;c
MA
2MC
MA
2MB
0
2MC
1
0
a; b; c ,2MB
2a; 2b; 2
3MD
450
2
Vậy täo bởi cänh AC , BD là góc
Xét cos AD, BC
1
2
450
1
+) Góc täo bởi cänh AC , BD là góc
Xét cos AC , BD
1
2
5
8a;5
8b; 5
ABC
1
2a;2
2c , 3MD
ABC và H
6
H
1;2; 0
2b; 2c
3a;3
3b; 3
3c
8c
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
17 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
8a
5
Để MA
2MB
2MC
0 thì 5
3MD
0
8b
5
8
b
0
8c
5
5
8
a
0
M
5 5
; ;
8 8
5
8
5
8
c
d/ A 1;1; 0 , B 0;2;1 , C 1; 0;2 , D 1;1;1 .
+) A, B, C , D là 4 đînh cûa hình tĀ diện
AB
1;1;1 , AC
AB, AC .AD
+) G
0
0; 1;2 , AD
0
1
1
AB, AC , AD không đồng phẳng
AB, AC
0;0;1
3;2;1
AB, AC , AD không đồng phẳng
0
3
;1;1 là trọng tâm cûa tĀ diện
4
+) Thể tích cûa tĀ diện là
1
AB, AC .AD
6
+) Góc täo bởi cänh AB,CD là góc
Xét cos AB,CD
AB.CD
AB.CD
0
Vậy täo bởi cänh AB,CD là góc
1
1 1
3. 2
AC .BD
AC .BD
0
1 0
2. 5
2
+) Góc täo bởi cänh AD, BC là góc
3
AD.BC
AD.BC
0
1
1. 6
1
0
cos
10
10
6
6
cos
3
12
12
6
6
1 2
1
2
3VABCD
S BCD
2
1
6
3
2
3.
1
3
+) Gọi H x ; y; z là hình chiếu cûa D trên ABC . Khi đó: DH
18 | THBTN – CA
900
1
10
10
6
6
arccos
3
1
BC , BD
2
+) Đþờng cao tĀ diện kẻ tÿ A là AK
10
10
arccos
0
Vậy täo bởi cänh AD, BC là góc
+) Diện tích tam giác BCD là
cos
2
Vậy täo bởi cänh AC , BD là góc
Xét cos AD, BC
0
900
1
+) Góc täo bởi cänh AC , BD là góc
Xét cos AC , BD
1
6
3
2
3
3
ABC và H
ABC
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12 – CHẤT LƯỢNG
DH .AB
0
x
y
DH .AC
0
y
2z
AB, AC .AH
+) Gọi M a;b;c
MA
2MC
MA
2MB
Để MA
2MB
3x
0
2MC
z
1
1
2y
0
y
0
z
5
2a; 2b; 4
3MD
0
z
3MD
8b;1
H
11 6 13
; ;
14 7 14
2a; 4
2b;2
2c
3
3a;3
3b;3
2c , 3MD
8a;8
2
11
14
6
7
13
14
x
a;1 b; c ,2MB
1
2
2MC
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ KHÔNG GIAN OXYZ
3c
8c
2
8a
0
a
0 thì 8
8b
0
b
1
8c
0
c
1
4
1
1
8
M
1 1
;1;
4 8
Bài 9
Cho hình hộp ABCD.A B C D . Trả lời các câu hỏi sau cho đối với từng câu a/, b/,……
Tìm tọa độ các đỉnh còn lại ?
Tính thể tích của hình hộp đã cho ?
a/ A 0; 0;1 , B 0;2;1 , D 3; 0;1 , A 0; 0; 0 .
b/ A 0;2;2 , B 0;1;2 , C
1;1;1 , C 1; 2; 1
c/ A 2; 5; 3 , B 1; 0; 0 , C 3; 0; 2 , A 3; 1; 2 .
d/ A 1; 0;1 , B 2;1;2 , D 1; 1;1 , C 4;5; 5 .
HƯỚNG DẪN GIẢI
a/ A 0; 0;1 , B 0;2;1 , D 3; 0;1 , A 0; 0; 0 .
+) BB '
DD '
A 'C '
CC '
AA'
AA'
A'B'
AA'
+) A'B', A ' D '
B ' 0;2; 0
D ' 3; 0; 0
A' B '
A' D '
3; 0; 0
C ' 3;2; 0
A'D'
C 3;2;1
0; 0; 6 , A ' A
Thể tích cûa khối hộp là V
b/ A 0;2;2 , B 0;1;2 , C
+) CC '
0;2; 0 ;
0; 0;1
A'B', A ' D ' .A ' A
6
1;1;1 , C 1; 2; 1
2; 3; 2 , AA'
CC '
A ' 2; 1; 0 ;
ADMIN TRẦN VĂN TÀI – 0977.413.341 - TOÁN HỌC BẮC–TRUNG–NAM
19 | THBTN
TÀI LIỆU HỌC TẬP TOÁN 12- CHẤT LƯỢNG
BB '
CC'
AB
0; 1; 0 , DC
DD'
CC '
+) AB
B ' 2; 2; 0
D
AB
1;2;1
D ' 1; 1; 1
0; 1; 0 , AD
AB, AD
1; 0; 1
Thể tích cûa khối hộp là V
c/
BÀI GIẢNG: TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN OXYZ
1; 0; 1 , AA '
AB, AD .AA '
2; 3; 2
4
A 2; 5; 3 , B 1; 0; 0 , C 3; 0; 2 , A 3; 1; 2 .
+) AA '
AA '
C'
CC'
AA '
+) AB
4; 6;5 ;
B'
2; 6; 3
1; 5; 3 , DC
AB
DD'
BB '
5; 6;5 , AA'
D'
D 4;5; 5
AB
1; 1; 0
1; 5; 3 , AD
AB, AD
2; 0; 2
Thể tích cûa khối hộp là V
10; 4;10 , AA '
AB, AD .AA '
5; 6;5
24
d/ A 1; 0;1 , B 2;1;2 , D 1; 1;1 , C 4;5; 5 .
+) AB
1;1;1 , DC
AA '
CC'
A ' 3;5; 6
BB'
CC'
B ' 4;6; 5
DD'
CC '
+) AB
C 2; 0;2 ;
AB
D ' 3; 4; 6
1;1;1 , AD
0; 1; 0
Thể tích cûa khối hộp là V
AB, AD
1; 0; 1 , AA '
AB, AD .AA '
2;5; 7
9
Bài 10
Cho tứ diện ABCD với A 2;1; 1 , B 3; 0;1 , C 2; 1; 3 và D
Oy . Biết thể tích của tứ
diện ABCD bằng 5 (đvtt ) . Tìm tọa độ đỉnh D ?
HƯỚNG DẪN GIẢI
Gọi D 0; y; 0
AB
Oy
1; 1;2 ; AC
AD
0; 2;4
Thể tích tĀ diện ABCD là V
20 | THBTN – CA
2; y
1;1
AB, AC
0; 4; 2
1
AB, AC .AD
6
4y
2
6
SƯU TẦM & BIÊN SOẠN THẦY TRẦN TÀI: 0977.413.341
- Xem thêm -