Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Trung học phổ thông Các dạng bài tập phương trình đường thằng trong không gian...

Tài liệu Các dạng bài tập phương trình đường thằng trong không gian

.PDF
77
82
57

Mô tả:

[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] Các tác giả: HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP VŨNG TÀU) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG Chủ đề 3: I-LÝ THUYẾT: 1. Vectơ chỉ phương của đường thẳng:   Vectơ  a  0  là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d nếu giá của   vectơ  a  song song hoặc trùng với đường thẳng  d . a a' d 2. Phương trình tham số - Phương trình chính tắc của đường thẳng:  Đường thẳng  d  đi qua  M0  x0 ; y0 ; z0   và có 1 vectơ chỉ phương  a   a1 ; a2 ; a3  +Phương trình tham số của đường thẳng  d  là: x  x0  a1t   y  y0  a2t (t  R) z  z  a t 0 3  a (1)  M0 +Phương trình chính tắc của đường thẳng  d  là: d: x  x0 y  y0 z  z0   a1 a2 a3 (2)  a .a .a 1 2 3 0  3. Vị trí tương đối của hai đường thẳng: Cho hai đường thẳng d1   và  d2 .  Đường thẳng  d1  có 1 vectơ chỉ phương  a .  Đường thẳng  d2  có 1 vectơ chỉ phương  b . Cách 1: Xét vị trí tương đối của  d1  và  d2 theo chương trình cơ bản, ta xét theo các bước sau:    Bước 1: Kiểm tra tính cùng phương của  a  và  b . Bước 2: Nhận xét:     d / / d2  + Nếu  a  và  b cùng phương thì:   1  d1  d2   + Nếu  a  và  b   không cùng phương thì hoặc d1  cắt  d2 hoặc d1  và  d2  chéo nhau.  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế    - 1 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN TH1:   d1 cắt d2 .    Điều kiện 1:  a  và  b  không cùng phương .  d2 M0 Điều kiện 2: Giải hệ phương trình:  d  (*) có nghiệm duy nhất   t0 ; k0  .  d1 Kết luận: d1  cắt  d2  tại điểm   .  Lưu ý: Giải hệ (*) bằng cách: Từ (1) và (2) giải ra  t0 ; k0  và thay vào (3) (Nếu (3) thoả thì  t0 ; k0  là nghiệm, ngược lại thì không).  TH2: d1  và  d2 chéo nhau.   Điều kiện 1:  a  và  b  không cùng phương .  Điều kiện 2: Giải hệ phương trình:  x0  a1t  x0 /  b1k (1)  /  y0  a2t  y0  b2 k (2)  (*) vô nghiệm.  z  a t  z /  b k (3) 0 3  0 3 d1 d2 TH3: d1  và  d2 song song nhau.   Điều kiện 1:  a  và  b  cùng phương.  Điều kiện 2: Chọn điểm  M0 ( x0 ; y0 ; z0 )  d1 . Cần chỉ rõ  M 0  d2 .  M0 TH4:  d1  và  d2 trùng nhau.   Điều kiện 1: a  và  b  cùng phương.  d2 Điều kiện 2: Chọn điểm  M 0  x0 ; y0 ; z0   d1 . Cần chỉ rõ  M 0  d2 .  d1 M0  Đặc biệt: d1  d2  a.b  0  a1b1  a2 b2  a3b3  0 ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 2 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN Cách 2: Xét vị trí tương đối của  d1  và  d2 chương trình nâng cao theo sơ đồ sau:   - Đường thẳng d có 1 vectơ chỉ phương  ud vµ M0  d.  - Đường thẳng d’ có 1 vectơ chỉ phương  ud/ vµ M 0/  d.   Tính ud , ud'       u , u   0  d d'      u , u   0  d d'    /  ud , M0 M0   0      u , u   0  d d'      u , u   0  d d'    /  ud , M0 M0   0   Trùng nhau     u , u   0  d d'     / ud , ud'  M0 M0  0   Song song Cắt nhau     u , u   0  d d'     / ud , ud'  M0 M0  0   Chéo nhau II- BÀI TẬP TỰ LUẬN MINH HỌA: LOẠI 1: XÁC ĐỊNH VECTƠ CHỈ PHƯƠNG CỦA ĐƯỜNG THẲNG    + Vectơ  a  0 là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d nếu giá của  vectơ  a song song hoặc trùng  với đường thẳng  d .    + Nếu  a là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d thì  ka ,( k  0)  cũng là 1 vectơ chỉ phương của  d .     +  Gọi  u là  1  vectơ  chỉ  phương  của  đường  thẳng  d .  Nếu  có  2  vectơ  a , b không  cùng  phương  và          u  a     thì chọn 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d là  u   a , b   hoặc  u  k  a , b  , k  0 .  u  b Ví dụ 1: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz,  cho  các  điểm  A 1; 1; 2  , B  2; 3; 1 , C  4; 2; 0  ;  các  x  1 x 1 y z  3    đường  thẳng  1 :  y  2  3t  t  R  ,   2 : ;  các  mặt  phẳng  ( P) : x  3y  2z  1  0 ,   3 3 2  z  3  4t  (Q) : 3x  z  0 . Tìm một vectơ chỉ phương của các đường thẳng sau:  a) Đường thẳng  1 .  b) Đường thẳng  d1  đi qua  A  và song song với   2 .  c) Đường thẳng AB  .  d) Đường thẳng  d2 qua B và song song với Oy .  e) Đường thẳng  d3 qua  C  và vuông góc với  ( P) .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 3 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN f) Đường thẳng  d4 qua B , vuông góc với  Ox  và  1 .  g) Đường thẳng  d5  (Q) qua  O  và vuông góc với   2 .  h) Đường thẳng  d6 là giao tuyến của hai mặt phẳng  ( P),(Q) .  i) Đường thẳng  d7  qua  B  vuông góc với   2 và song song với mặt phẳng  (Oxy ) .  j)Đường thẳng  d8  qua A , cắt và vuông góc với trục  Oz .  Bài giải:  a) Đường thẳng  1 có 1 vectơ chỉ phương là  a  (0; 3; 4) .     b)  Đường  thẳng   2 có  1  vectơ  chỉ  phương  là  b  (3; 3; 2) .  Ta  có:  d1 / /  2 nên  b  (3; 3; 2) cũng là 1 vectơ chỉ phương của  d1 .   c) Đường thẳng  AB có 1 vectơ chỉ phương là  AB  (1; 4; 1) .   d) Đường thẳng  d2 / / Oy  nên có 1 vectơ chỉ phương là  j  (0;1; 0) .   e) Mặt phẳng  ( P)  có 1 vectơ pháp tuyến là  n1  (1; 3; 2) . Đường thẳng  d3  ( P )  nên có 1 vectơ   chỉ phương là  n1  (1; 3; 2) .   f) Gọi  u4  là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d4 .       u4  i  Ta có:   i , a    0; 4; 3 ,       chọn  u4   0; 4; 3 .  u4  a   g) Mặt phẳng  (Q) có 1 vectơ pháp tuyến là  n2   3; 0; 1 . Gọi  u5 là 1 vectơ chỉ phương của     u5  n2      chọn  u5  (1; 3; 3) .  đường thẳng  d5 . Ta có:   n2 , b   ( 3; 9; 9) ,    u4  b    h) Gọi  u6  là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d6 . Ta có:   n1 , n2    3; 5; 9  ,     u6  n1     chọn  u6   3; 5; 9  .   u6  n2  i) Gọi  u7  là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng  d7 . Mặt phẳng  (Oxy )  có 1 vectơ pháp tuyến      u7  n2      chọn  u7  1; 1; 0  .  là  k   0; 0;1 .Ta có:   n2 , k    3; 3; 0  ,    u7  k d  Oz j)Gọi  H  d8  Oz . Ta có   8  H  là hình chiếu của  A  lên  Oz  H  0; 0; 2  . Vậy  d8  có 1   A  d8  vectơ chỉ phương là  OA  1; 1; 0  .  Ví dụ 2: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  cho  hai  mặt  phẳng    : x  3ky  z  2  0 và     : kx  y  2z  1  0 . Tìm  k  để giao tuyến của    ,    a) vuông góc với mặt phẳng   P  : x  y  2z  5  0 .  b) song song với mặt phẳng   Q  :  x  y  2z  1  0 .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 4 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN Bài giải:  Gọi  u  là 1 vectơ chỉ phương của đường thẳng d là giao tuyến của    ,    .   Mặt phẳng của     có 1 vectơ pháp là  n  1; 3k ; 1 .  Mặt phẳng của      có 1 vectơ pháp là  n   k ; 1; 2  .   u  n    Ta có:      chọn  u  n , n   6 k  1;  k  2; 3k 2  1 .  u  n  a)  Mặt  phẳng  (P)  có  1  vectơ  pháp  tuyến  nP  1; 1; 2  .  Đường  thẳng  d vuông  góc  với  mặt     3k 2  2 k  3  0       phẳng  u, nP  cùng phương   u, nP   0   11k  4  0  (vô nghiệm).  1  5k  0  Vậy không tồn tại giá trị  k  thỏa yêu cầu bài toán.   b) Mặt phẳng (Q) có 1 vectơ pháp tuyến  nQ   1; 1; 2  .   Đường thẳng d vuông góc với mặt phẳng  u.nP  0 k  0 .   6k  1  k  2  3k  1  0  3k  7 k  0   k  7  3 2 2 LOẠI 2: LẬP PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG Bước 1: Xác định  M 0  x0 ; y0 ; z0   d.  Bước 2: Xác định 1 vectơ chỉ phương  a   a1 ; a2 ; a3   của đường thẳng  d .  Bước 3: Áp dụng công thức, ta có:  +Phương trình tham số của d : x  x0  a1t   y  y0  a2t (t  R) z  z  a t 0 3  +Phương trình chính tắc của d : x  x0 y  y0 z  z0   ;  a1 , a2 , a3  0  a1 a2 a3 Ví dụ 3: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  cho  các  đường  thẳng  1 : x 1 y  2 z và    1 1 2  x  2  2t   2 :  y  1  t .   z  3t  a) Viết phương trình tham số của đường thẳng  1 .  b) Viết phương trình chính tắc của đường thẳng   2 .  Bài giải: ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 5 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN  a) Đường thẳng  1  qua  M 1; 2; 0   và có 1 vectơ chỉ phương  u  1; 1; 2  , có phương trình tham số  x  1  t  là:   y  2  t .  z  2t   b) Đường thẳng  1  qua  N  2; 1; 0   và có 1 vectơ chỉ phương  u   2; 1; 3 , có phương trình chính tắc  x  2 y 1 z   .  2 1 3 Chú ý: Nếu đề bài chỉ yêu cầu viết phương trình đường thẳng thì ta viết phương trình tham số hay phương là:  trình chính tắc của đường thẳng đều được. Ví dụ 4: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  cho  các  điểm  A  2; 0; 1 ,  B  2; 3; 3 ,  C 1; 2; 4  ,  x  t  D  1; 2;1 ; đường thẳng thẳng  1 :  y  1  t ; mặt phẳng    : 3x  5y  z  1  0 . Viết phương trình   z  2t  của đường thẳng  d  trong mỗi trường hợp sau:   a) Qua  A  và có 1 vectơ chỉ phương  u   1; 3; 5  .  b) Qua 2 điểm  B, C .  c) Qua M0 1; 2; 3  và song song với trục tung.  d) Qua  C  và song song với  1 .  e) Qua  B  và vuông góc với   Oxz  .  f) Qua  D  và vuông góc với    .  Bài giải:  a)  Đường  thẳng  d  qua  A  2; 0; 1 và  có  1  vectơ  chỉ  phương  u   1; 3; 5  ,  có  phương  trình  x  2  t  . tham số là:   y  3t z  1  5t   b) Đường thẳng d qua  B  2; 3; 3  và có 1 vectơ chỉ phương  BC   1; 1; 7  , có phương trình  x  2  t  tham số là:   y  3  t . z  3  7t   c) Đường thẳng  d qua  M 0 1; 2; 3  Ox và song song với trục Ox nên nhận  i  1; 0; 0  làm 1  x  1  t  vectơ chỉ phương, có phương trình tham số:   y  2 .  z  3  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 6 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN d)Đường  thẳng  d đi  qua  điểm  C 1; 2; 4  .  Đường  thẳng  1 có  1  vectơ  chỉ  phương  là    u  1; 1; 2  .  Ta  có:  d / / 1  d có  1  vectơ  chỉ  phương  là  u  1; 1; 2  .  Vậy  phương  trình  chính  tắc  của đường thẳng  d  là:  x 1 y  2 z  4   .  1 1 2 e)  Đường  thẳng  d đi  qua  điểm  B  2; 3; 3 .  Mặt  phẳng   Oxz  có  1  vectơ  pháp  tuyến  là   j   0;1; 0  .   Đường  thẳng  d vuông  góc  với   Oxz  nên  nhận  j  (0; 1; 0) làm  1  vectơ  chỉ  phương.  Vậy  x  2  phương trình tham số của đường thẳng  d  là:   y  3  t .  z  3  f)Đường  thẳng  d đi  qua  điểm  D  1; 2;1 .  Mặt  phẳng    có  1  vectơ  pháp  tuyến  là    n   3; 5; 1 . Đường thẳng  d  vuông góc với     nên nhận  n   3; 5; 1  làm 1 vectơ chỉ phương. Vậy  phương trình chính tắc của đường thẳng  d  là:  x  1 y  2 z 1   .  3 5 1 Ví dụ 5: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  cho  các  điểm  A 1;1; 1 ,  B  2; 1; 3 ,  C 1; 2; 2  ,  x  2  t x 1 y z 1  D  1; 2;1 ;  các  đường  thẳng  thẳng  1 :  y  1  t ,   2 :   ;  các  mặt  phẳng  2 1 1 z  t    : x  2y  z  1  0 ,     : x  y  2z  3  0 .  Viết  phương  trình  của  đường  thẳng  d trong  mỗi  trường hợp sau:  a) Qua  A  và vuông góc với các đường thẳng  1 , AB .  b) Qua B và vuông góc với đường thẳng  AC và trục  Oz.    c) Qua O và song song với 2 mặt phẳng    ,  Oyz  .  d) Qua  C , song song với      và vuông góc với   2 .  e)  d  là giao tuyến của hai mặt phẳng    ,    .  Bài giải:  a)  Đường  thẳng  d qua  A 1;1; 1 .  Đường  thẳng  1 có  1  vectơ  chỉ  phương  u1  1; 1;1 ;      u  u1   AB  1; 2; 4   u; AB    2; 3; 1 . Gọi  u là 1  vectơ chỉ phương  của  d . Ta có:      chọn    u  AB  x 1 y 1 z 1 u   2; 3;1 . Vậy phương trình chính tắc của  d  là    .    2 3 1 ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 7 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN      b)  Đường  thẳng  d qua  B  2; 1; 3 ;  AC   0; 1; 3 ; k   0; 0;1   AC , k   1; 0; 0  .  Gọi  u là  1      u  AC  vectơ chỉ phương của  d . Ta có:      chọn  u  1; 0; 0  .   u  k x  2  t  Vậy phương trình tham số của  d  là   y  1    z  3    c) Đường thẳng  d  qua  O  0; 0; 0  ;  n1  1; 2; 1  là 1 vectơ pháp tuyến của    ; i  1; 0; 0   là 1    vectơ pháp tuyến của   Oyz  ; Ta có:   n1 , i    0; 1; 2  .    u  n1   Gọi  u là  1  vectơ  chỉ  phương  của  d .  Ta  có:      chọn  u   0;1; 2  .  Vậy  phương  trình  u  i x  0  tham số của  d  là   y  t .    z  2t    d) Đường thẳng d qua  C 1; 2; 2  ;  n2  1;1; 2   là 1 vectơ pháp tuyến của     ; u2   2;1;1  là 1     vectơ  chỉ  phương  của   2 ; Ta  có:   n2 , u2   ( 1; 3; 1) .Gọi  u là  1  vectơ  chỉ  phương  của  d .  Ta  có:    u  n2  x 1 y  2 z  2   .         chọn  u  ( 1; 3; 1) . Vậy phương trình chính tắc của  d  là  1 3 1 u  u2 e) Chọn điểm trên giao tuyến  d :  x  2 y  z  1  0  x  5  A  5; 2; 0   d .  Xét hệ phương trình:   (I) . Cho  z  0 , giải được:   x  y  2 z  3  0 y  2     u  n1  +  Xác  định  vectơ  chỉ  phương  của  d :  Gọi  u là  1  vectơ  chỉ  phương  của  d.  Ta  có:      u  n2 x  5  5t     chọn  u  n1 , n2    5; 3; 1 . Vậy phương trình tham số của  d :   y  2  3t .  z  t  Ví dụ 6: Trong không gian với hệ tọa độ  Oxyz ,  viết phương trình đường thẳng  d  đi qua  A  2; 1;1 x  t  cắt và vuông góc với đường thẳng   :  y  1  t .  z  t  Bài giải:  a) Đường thẳng    có 1 vectơ chỉ phương là  u  1; 1;1 .       Gọi  B  d   . Ta có:  B    B(t; 1  t; t ); AB  (t  2; t ; t  1); u  AB  u.AB  0  t  1 .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 8 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN  Suy ra:  B 1; 2;1 . Đường thẳng  d  đi qua  A  2; 1;1  và có 1 vectơ chỉ phương là  AB  1;1; 0   nên có  x  2  t  phương trình tham số là:   y  1  t .  z  1  x  2 y  4 z 1   và  3 2 2 mặt phẳng (P):  3x  2 y  3z  7  0 .Viết phương trình đường thẳng ∆ đi qua điểm A, song song với  Ví dụ 7: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  điểm  A  3; 2; 4  và  d: (P) và cắt đường thẳng d.  Hướng dẫn giải: Cách 1: Bước 1: Xác định điểm  B  d   : AB / / mp( P) .  B A  x  2  3t  Ta có:  d :  y  4  2t . Gọi  B  2  3t; 4  2t ;1  2t   d  z  1  2t P    Lúc đó:  AB   3t  1; 2t  6; 2t  5 . Mặt phẳng (P) có 1 vectơ pháp  nP   3; 2; 3   6 AB / / mp( P )  AB.nP  3  3t  1  2  2t  6   3  2t  5   0  7t  6  0  t  7 Bước 2: Đường thẳng    AB .    11 54 47   32 40 19  Vì vậy  B  ;  ;   AB   ;  ;  .  7 7  7 11   7 7  Đường  thẳng    AB đi  qua  A  và  có  1  vectơ  chỉ  phương  là  u  11; 54; 47  nên  có  phương  trình  x  3  11t  tham số:   y  3  54t .  z  4  47t  A Q Cách 2: B Bước 1: Lập phương trình mp(Q) qua  A  và song song với mp(P):  P Bước 2: Xác định giao điểm B của d và mp(Q),    AB .  Ví dụ 8: (Khối A- 2007) Trong không gian  với  hệ tọa độ  Oxyz , viết phương trình  đường thẳng d  vuông  góc  với  mp(P),  đồng  thời  cắt  cả  hai  đường  thẳng  d1 ,  d2 với   x  1  2t x y 1 z  2  d1 :   ; d2 :  y  1  t ; ( P) : 7 x  y  4z  0. 2 1 1 z  3  Hướng dẫn giải: Cách 1: ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 9 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN d   d1 B­íc 1: ViÕt ph­¬ng tr×nh mp( ) chøa d1 vµ vu«ng gãc víi (P). B­íc 2: ViÕt ph­¬ng tr×nh mp( ) chøa d 2 vµ vu«ng gãc víi (P). d2 P B­íc 3: §­êng th¼ng cÇn t×m lµ giao tuyÕn cña mp( ) vµ mp( ) KiÓm tra sù c¾t nhau. (Mèi quan hÖ gi÷a vect¬ chØ ph­¬ng) P Cách 2: d d2 B­íc 1: ViÕt ph­¬ng tr×nh mp( ) chøa d1 vµ vu«ng gãc víi (P). B­íc 2: X¸c ®Þnh giao ®iÓm A cña d 2 vµ mp( ) A d1  B­íc 3: §­êng th¼ng cÇn t×m ®i qua A vµ vu«ng gãc víi mp(P) KiÓm tra sù c¾t nhau. (Mèi quan hÖ gi÷a vect¬ chØ ph­¬ng) Cách 3: Sử dụng kỹ năng khái niệm “thuộc” (Tìm ra 2 giao điểm M, N)  x  2m   Ta có:  d1 :  y  1  m ; d 2 : z  2  m  d  x  1  2t  y  1  t z  3  N  Mặt phẳng (P) có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   7;1; 4  .  M d2 d1 P Gọi  N  d  d1 , M  d  d2 . Ta có: N  2m;1  m; 2  m   d1 , M  1  2t ;1  t ; 3  d2 .    NM   2t  2m  1; t  m; 5  m  .   4t  3m  5  0     t   2     Lúc đó ta có  NM  và  nP cùng phương   AB, nP  0  8t  15m  31  0     m  1 5t  9m  1  0   N  2; 0; 1 , M  5; 1; 3 .   Đường thẳng  d  NM , qua  N  2; 0; 1 và có 1 vectơ chỉ phương là  nP   7;1; 4  , có phương trình  x  2  7t  tham số:   y  t .  z  1  4t  Ví dụ 9: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  viết  phương  trình  mp   đi  qua  A  3; 2;1 và  vuông góc với   : x y 1 z .    2 1 3 Bài giải:  Đường thẳng    có 1 vectơ chỉ phương là  u   2;1; 3 .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 10 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] Mặt  phẳng    HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN  đi  qua  A  3; 2;1 và  vuông  góc  với   nên  nhận  u   2;1; 3 làm  1  vectơ  pháp  tuyến, có phương trình: 2  x  3  1 y  2   3  z  1  0  2 x  y  3z  1  0 .  Ví dụ 10: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  viết  phương  trình  mp   và  mặt  cầu  (S) có  2 2 phương trình như sau:    : x  y  z  5  0 , (S) :  x  2    y  1  z 2  25 .  a)Chứng minh:     cắt  (S)  theo một đường tròn có tâm  H .  b)Gọi  I  là tâm mặt cầu  (S) . Viết phương trình đường thẳng  IH .  Bài giải: a)Mặt cầu  (S) có tâm  I ( 2; 1; 0) , bán kính  R  5 . Ta có:  d( I ,( ))  6 3  R    cắt  (S) theo  một đường tròn có tâm  H .   b)Đường  thẳng  IH đi  qua  I ( 2; 1; 0) và  nhận  VTPT  của    là  n  (1; 1;1) làm  vectơ  chỉ  phương nên có phương trình chính tắc:  x  2 y 1 z   .  1 1 1 LOẠI 3: XÉT VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA HAI ĐƯỜNG THẲNG Dùng 1 trong 2 cách như trong phần lý thuyết. Ví dụ 11: Xét vị trí tương đối của các cặp đường thẳng sau:   x  2  2t / x  1  t   a)  1 :  y  2t ;  2 :  y  3  4t / .  z  3  t  z  5  2t /    x  2  3t x 3 y  4 z 5    ;  2 :  y  5  3t b)  1 : 1 1 2  z  3  6t   x  2  2t x 1 y  2 z  3  c) 1 :   ;  2 :  y  2  t 1 3 1  z  1  3t   x  1  3t /  x  2t   d) 1 :  y  1  3t ;  2 :  y  2  2t / z  t  /   z  1  2t Bài giải:  a) Đường thẳng  1  đi qua điểm  M 1; 0; 3  và có 1 vectơ chỉ phương  a  1; 2; 1 .   Đường thẳng   2  đi qua điểm  N  2; 3; 5  và có 1 vectơ chỉ phương  b   2; 4; 2  .         Ta có:   a , b   0 , MN  1; 3; 2  ,  a , MN    7; 3; 1  0  1 / /  2 .     b) Đường thẳng  1  đi qua điểm  M  3; 4; 5   và có 1 vectơ chỉ phương  a   1; 1; 2  .   Đường thẳng   2  đi qua điểm  N  2; 5; 3  và có 1 vectơ chỉ phương  b   3; 3; 6  .         Ta có:   a , b   0 , MN   1;1; 2  ,  a , MN   0  1   2 .     c) Đường thẳng  1  đi qua điểm  M 1; 2; 3  và có 1 vectơ chỉ phương  a  1; 3; 1 .   Đường thẳng   2  đi qua điểm  N  2; 2;1  và có 1 vectơ chỉ phương  b   2;1; 3 .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 11 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN        Ta có:   a , b   10; 1; 7   0 , MN  1; 4; 4  ,  a , b  .MN  35  0  1 ,  2  chéo nhau.   d)Đường thẳng  1  đi qua điểm  M  0; 1; 0   và có 1 vectơ chỉ phương  a   2; 3; 1 .   Đường thẳng   2  đi qua điểm  N 1; 2;1  và có 1 vectơ chỉ phương  b   3; 2; 2  .         Ta có:   a , b    4; 1; 5   0 , MN  1; 1;1 ,  a , b  .MN  0  1 ,  2  cắt nhau.  Ví dụ 12: Trong không gian với hệ tọa độ  Oxyz ,  xác định vị trí tương đối của cặp đường thẳng sau   x  1  mt  theo  A  4; 2; 2  , B  0; 0; 7   với  dm :  y  m  2t và  dm/ :  z  1  m  3t   x  m  2t /  / .  y  mt z  1  m  t /  Bài giải: Đường thẳng  d m  qua điểm  A 1; m;1  m   và có 1 vectơ chỉ phương là  d2 .   Đường thẳng  d /m  qua điểm  B  m; 0;1  m   và có 1 vectơ chỉ phương là  u2   2; m;1 .      Ta có:  u1 , u2   2  3m; 6  m; m2  4  0  do ( m2  4  0 m ) và  AB   m  1;  m; 0  .     Xét  u1 , u2  .AB   2  3m  m  1  m  6  m   4m2  7 m  2 .    m  2    TH 1: u1 , u2  .AB  0    d m  và  d /m  cắt nhau.  1 m    4 m  2     / TH 2: u1 , u2  .AB  0   1  d m  và  d m  chéo nhau.  m   4 x  5  t  Ví dụ 13: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  hai  đường  thẳng  d1 :  y  at và  z  2  t   x  1  2t /  d2 :  y  a  4t / . Xác định  a  để:    z  2  2t /  a)  d1  vuông góc với  d2 .  b)  d1  song song với  d2 .  Bài giải:  Đường thẳng  d1  có 1 vectơ chỉ phương là  u1   1; a; 1 .   Đường thẳng  d2  có 1 vectơ chỉ phương là  u2   2; 4; 2  .      a)  d1  vuông góc với  d2  u1  u2  u1 .u2  0  2  4a  2  0  a  1.      b)  d1  song song với  d2  u1 , u2  cùng phương  u1 , u2    2 a  4; 0; 0   0  a  2. ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 12 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN x  5  t  Kiểm tra lại: Với  a  2  thì  d1 :  y  2t  và  d2 z  2  t   x  1  2t /  :  y  2  4t / .   z  2  2t /  5  1  2t /  Chọn  A  5; 0; 2   d1 , thấy  A  d2  (do hệ phương trình  0  2  4t /  vô nghiệm)   2  2  2t /  Vậy khi  a  2  thì  d1  song song với  d2 .  x  1  t  Ví dụ 14: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  hai  đường  thẳng  1 :  y  2t và  z  3  t   x  2  2t /   2 :  y  3  4t / .   z  5  2t /  a) Chứng minh  1  và   2  cùng thuộc một mặt phẳng.  b) Viết phương trình mặt phẳng (P) chứa  1  và   2 .  Bài giải:  Đường thẳng  1  qua điểm  A  1; 0; 3   và có 1 vectơ chỉ phương là  u1   1; 2; 1 .   Đường thẳng   2  qua điểm  B  2; 3; 5   và có 1 vectơ chỉ phương là  u2   2; 4; 2  .      a) Ta có:  u1 , u2   0  và  AB   1; 3; 2  .     Xét   AB , u1    7; 3; 1  0 .  Từ  đó  suy  ra,  1 và   2 song  song,  tức  là  1 và   2 cùng  thuộc  một    mặt phẳng.   b) Gọi  nP  là vectơ pháp tuyến của mp(P) cần tìm.      n  AB  Ta có:   P   chọn  nP   AB , u1    7; 3; 1 .   nP  u1  Lúc đó, mặt phẳng (P) đi qua  A  1; 0; 3   1  và có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   7; 3; 1 . (P):  7  x  1  3  y  0   1  z  3   0  7 x  3 y  z  10  0 .  Ví dụ 15: Trong không gian với hệ tọa độ  Oxyz , viết phương trình mặt phẳng (P) chứa hai đường   x  2  2t x  2 y  2 z 1    thẳng  1 :  và   2 :  y  2  t . 1 3 1  z  1  3t  Bài giải: ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 13 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN x  2  t  Ta có:  1 :  y  2  3t z  1  t   Đường thẳng  1  qua điểm  A  2; 2;1  và có 1 vectơ chỉ phương là  u1   1; 3; 1 .   Đường thẳng   2  qua điểm  A  2; 2;1  và có 1 vectơ chỉ phương là  u2   2;1; 3  .     a) Ta có:  u1 , u2    10; 1; 7   0  và  1   2   A .  Từ đó suy ra,  1  và   2  cắt nhau.   b) Gọi  nP  là vectơ pháp tuyến của mp(P) cần tìm.     nP  u1    Ta có:      chọn  nP  u1 , u2    10; 1; 7  . nP  u2  Lúc đó, mặt phẳng (P) đi qua  A  2; 2; 1  1  và có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   10; 1; 7  . (P):  10  x  2   1  y  2   7  z  1  0  10 x  y  7 z  29  0 .  Ví dụ 16: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  hai  đường  thẳng:  1 : 3 x y 1 z 1 và    7 2 3 x  8  t   2 :  y  5  2t .  z  8  t  a) Chứng minh  1  và   2  chéo nhau.  b) Viết phương trình mặt phẳng (P) chứa  1  và song song với   2 .  Bài giải:  Đường thẳng  1  qua điểm  A  3;1;1  và có 1 vectơ chỉ phương là  u1   7; 2; 3  .   Đường thẳng   2  qua điểm  B  8; 5; 8   và có 1 vectơ chỉ phương là  u2   1; 2; 1 .      a) Ta có:  u1 , u2    8; 4; 16   0  và  AB   5; 4; 7  .     Xét  u1 , u2  .AB  40  16  112  168  0 . Từ đó suy ra,  1  và   2  chéo nhau.   b) Gọi  nP  là vectơ pháp tuyến của mp(P) cần tìm.     nP  u1    Ta có:      chọn  nP  u1 , u2    8; 4; 16  . nP  u2  Lúc đó, mặt phẳng (P) đi qua  A  3;1;1  1  và có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   8; 4; 16  . (P):  8  x  3   4  y  1  16  z  1  0  2 x  y  4 z  11  0 .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 14 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN x  8  t  Ví dụ 17: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  2  đường  thẳng  d1 :  y  5  2t và  z  8  t  d2 : 3  x y 1 z 1 .    7 2 3 a) Chứng tỏ rằng hai đường thẳng  d1 , d2  chéo nhau.  b) Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua gốc tọa độ O, song song với  d1 và  d2 .  c) Viết phương trình đường vuông góc chung của 2 đường thẳng  d1  và  d2 .  Bài giải:  Đường thẳng  d1  qua điểm  A  8; 5; 8   và có 1 vectơ chỉ phương là  u1   1; 2; 1 .   Đường thẳng  d2  qua điểm  B  3; 1;1  và có 1 vectơ chỉ phương là  u2   7; 2; 3  .      a) Ta có:  u1 , u2    8; 4;16   0  và  AB   5; 4; 7  .     Xét  u1 , u2  .AB  40  16  112  168  0 . Từ đó suy ra,  d1  và  d2  chéo nhau.   b) Gọi  nP  là vectơ pháp tuyến của mp(P) cần tìm.     nP  u1    Ta có:      chọn  nP  u1 , u2    8; 4; 16  . nP  u2  Lúc đó, mặt phẳng (P) đi qua  O  0; 0; 0   và có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   8; 4;16  , có phương trình:  (P):  8  x  0   4  y  0   16  z  0   0  2 x  y  4 z  0 .  c) Gọi  d  là đường vuông góc chung của  d1 và  d2 ,  d  d1  M , d  d2  N .  Ta có:  M  d1  M(8  t ; 5  2t ; 8  t), N  d2  N (3  7t;1  2t;1  3t) ,   MN   7t  t  5; 2t  2t  4; 3t  t  7  .    u  MN u .MN 7 t  t  5  4t  4t  8  3t  t  7  0 1    1     49t  7t  35  4t  4t  8  9t  3t  21  0 u2  MN u2 .MN  6t  6t  6 t  0    M  7; 3; 9  , N  3;1;1  MN   4; 2; 8  .  62t  6t  6 t  1  u2 d2 N d M d1  u1  Vậy  đường  thẳng  d  MN đi  qua  điểm  N  3;1;1 và  có  1  vectơ  chỉ  phương  u   2;1; 4  nên  có  phương trình chính tắc là  d2 : x  3 y 1 z 1 .    2 1 4 Ví dụ 18: Trong không gian với hệ tọa độ  Oxyz ,  cho 4 đường thẳng:   d1 : x 1 y  2 z x2 y2 z x y z 1 x  2 y z 1   , d2 :   , d3 :   , d4 :   .  1 2 2 2 4 4 2 1 1 2 2 1 a) CMR: Hai đường thẳng  d1 , d2  cùng nằm trong 1 mặt phẳng. Viết phương trình   mặt phẳng đó.  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 15 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN b) CMR: Tồn tại một đường thẳng    cắt cả 4 đường thẳng đã cho. Viết phương trình   chính tắc của đường thẳng   .  Bài giải:  a) Đường thẳng  d1  qua điểm  A  1; 2; 0   và có 1 vectơ chỉ phương là  u1   1; 2; 2  .       Đường thẳng  d2  qua điểm  B  2; 2; 0   và có 1 vectơ chỉ phương là  u2   2; 4; 4  .         a)  Ta  có:  u1 , u2   0 và  AB   1; 0; 0  .  Xét  u1 , AB    0; 2; 2   0 .  Từ  đó  suy  ra,  d1 và  d2   song song, tức là  d1  và  d2  cùng thuộc một mặt phẳng.    nP  u1       chọn  nP  u1 , AB    0; 2; 2  . Gọi  nP  là vectơ pháp tuyến của mp(P) cần tìm. Ta có:      nP  AB  Lúc đó, mặt phẳng (P) đi qua  A  1; 2; 0   1  và có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   0; 2; 2  . (P):  0  x  1  2  y  2   2  z  0   0  y  z  2  0 .  x  2m  x  2  2n   b) Ta có  d3 :  y  m , d4 :  y  2n .  z  1  m z  1  n   x  2 m  y  m + Tọa độ giao điểm C của  d3  và mp(P) là nghiệm của hệ phương trình:   z  1  m  y  z  2  0 Thay (1), (2), (3) vào (4) ta có:  2m  1  0  m  (1) (2) (3) (4) 1  1 3  C  1; ;  .  2  2 2 x  2  2n   y  2n + Tọa độ giao điểm D của  d4  và mp(P) là nghiệm của hệ phương trình:   z  1  n  y  z  2  0 (1) (2) (3) (4) Thay (1), (2), (3) vào (4) ta có:  n  1  0  n  1  D  4; 2; 0  .  Lúc đó, dễ thấy đường thẳng thỏa yêu cầu bài toán là đường thẳng    CD .   2  Đường  thẳng   qua  D  4; 2; 0  và  có  1  vectơ  chỉ  phương  là  u  CD   2;1; 1 ,  có  phương  trình  3  x  4  2t   : y  2  t .  z  t  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 16 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN Ví dụ 19: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  điểm  A  1; 1;1 và  2  đường  thẳng   4 x   5  t x  t  3   d1 :  y  1  2t ;  d 2 :  y    2t . Chứng minh A,  d1  và  d2  cùng thuộc một mặt phẳng.  5  z  3t    z  5t   Bài giải: + Lập phương trình mp(P) chứa A và  d1 :   Đường thẳng  d1  có 1 vectơ chỉ phương là  u   1; 2; 3  .   Chọn  B  0; 1; 0   d1 . Ta có:  AB   1; 0; 1 .   Gọi  nP  là vectơ pháp tuyến của mp(P) cần tìm.    n  AB    Ta có:   P   chọn  nP  u, AB    2; 4; 2  .   nP  u  Lúc đó, mặt phẳng (P) đi qua  A  1; 1;1  và có 1 vectơ pháp tuyến là  nP   2; 4; 2  . (P):  2  x  1  4  y  1  2  z  1  0  x  2 y  z  2  0. .   4 3  1 7  + Chỉ rõ  d2  mp  P  .  Ta có  C   ;  ; 0   d 2  C  mp( P)  và  D  ; ; 5   d 2  C  mp( P) .   5 5  5 5  Từ đó suy ra  d2  mp  P  . Kết luận: Mặt phẳng (P):  x  2 y  z  2  0  là mặt phẳng thỏa yêu cầu bài toán.  LOẠI 4: VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI CỦA ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG x  x0  a1t  Cho đường thẳng  d :  y  y0  a2t (t  R)  và mặt phẳng  (P) : Ax  By  Cz  D  0 .  z  z  a t 0 3   x  x0  a1t   y  y0  a2 t Xét hệ phương trình    z  z0  a3t  Ax  by  Cz  D  0  A  x0  a1t   B  y0  a2t   C  z0  a3t   D  0 (1)  +Nếu (1) vô nghiệm thì  d / /( P) .  +Nếu (1) có nghiệm duy nhất  t  t0 thì  d cắt  ( P)  tại  M  x0  a1t0 ; y0  a2 t0 ; z0  a3t0  +Nếu (1) có vô số nghiệm thì  d  ( P) .  Chú ý: Nếu VTCP của d cùng phương với VTPT của ( P) thì d  ( P) . ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 17 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN x  t  Ví dụ 20: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , và  3  đường  thẳng  d1 :  y  1  2t ;   z  3t   x  t x4 y1 z  d 2 :  y  1  2t ; d 3 :    và mặt phẳng  ( P) : x  y  z  5  0 .  1 1 2 z  t  Xét vị trí tương đối của:  a) d1  và  ( P) .  b)  d 2  và  ( P) .  c)  d 3  và  ( P) .  Bài giải: x  t   y  1  2t a)Xét hệ phương trình:   , ta thấy hệ vô nghiệm. Suy ra  d1 / /( P) .   z  3t  x  y  x  5  0  x  t t  3    y  1  2t  x  3 b) Xét hệ phương trình:   , Suy ra  d 2 cắt  ( P)  tại điểm  M  3; 5; 3  .   z  t  y  5  x  y  x  5  0  z  3  x  4  t   y  1  t c) Xét hệ phương trình:   , ta thấy hệ có vô số nghiệm. Suy ra  d 3  ( P ) .   z  2t  x  y  x  5  0 Ví dụ 21: Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ Oxyz,  cho  mặt  phẳng    :  2 x  y  3 z  4  0 và  đường  thẳng   : x1 y3   z .  2 4 a) Xác định giao điểm A của đt    và mặt phẳng    .  b) Viết phương trình đường thẳng  d  qua A nằm trong mp    và vuông góc với   .  Bài giải:  x  1  2t   a) Ta có:   :  y  3  4t .  z  t  x  1  2t   y  3  4t  Tạo độ giao điểm A của    và     là nghiệm của hệ phương trình:   z  t 2 x  y  3 z  4  0 (1) (2) (3) (4) Thay (1), (2), (3) vào (4) ta có:   ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 18 - […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN 2  1  2t    3  4t   3t  4  0  3t  3  0  t  1  A  1;1;1  b) Mặt phẳng     có 1 vectơ pháp tuyến là  n   2; 1; 3  .   Đường thẳng    có 1 vectơ chỉ phương là  u   2; 4;1 .    ud  n     Gọi  ud  là 1 vectơ chỉ phương của d. Ta có:      chọn  ud  n , u    13; 4;10  .  ud  u  Đường thẳng d qua  A  1; 1;1  và có 1 vectơ chỉ phương là  ud   13; 4;10  , có phương trình:  x  1  13t  d:   y  1  4t .  z  1  10t  Ví dụ 22: (DỰ BỊ D-2006) Trong  không  gian  với  hệ  tọa  độ  Oxyz , cho  mặt  phẳng  (P):  4 x  3 y  11z  26  0  và 2 đường thẳng  d1 : x y  3 z 1   ; 1 2 3 d2 : x4 y z3   1 1 2 a) Chứng minh:  d1  và  d2  chéo nhau.  b) Viết phương trình đường thẳng    nằm trên mp(P), đồng thời cắt  d1  và  d2 .  Bài giải: B­íc 1: X¸c ®Þnh giao ®iÓm A cña d1 vµ mp(P). B­íc 2: X¸c ®Þnh giao ®iÓm B cña d 2 vµ mp(P). KÕt luËn: §­êng th¼ng  cÇn t×m lµ ®­êng th¼ng AB. Trình bày:  x  t  Ta có:  d1 :  y  3  2t ;  z  1  3t  x  4  m  d2 :  y  m  z  3  2m   x  t   y  3  2t + Tọa độ giao điểm C của  d1 và mp(P) là nghiệm của hệ phương trình:   z  1  3t 4 x  3 y  11z  26  0 (1) (2) (3) .  (4) Thay (1), (2), (3) vào (4) ta có:  23t  46  0  t  2  C  2; 7; 5  .  x  4  m  y  m + Tọa độ giao điểm D của  d2 và mp(P) là nghiệm của hệ phương trình:    z  3  2m 4 x  3 y  11z  26  0 (1) (2) (3) (4) Thay (1), (2), (3) vào (4) ta có:  23m  23  0  m  1  D  3; 1;1 .  Lúc đó, dễ thấy đường thẳng thỏa yêu cầu bài toán là đường thẳng    CD .  ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 19 - .  […Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 12…] Đường  thẳng   qua  C  2; 7; 5  HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHÔNG GIAN  và  có  1  vectơ  chỉ  phương  là  CD   5; 8; 4  ,  có  phương  trình   x  2  5t   :  y  7  8t .  z  5  4t  LOẠI 5: HÌNH CHIẾU CỦA MỘT ĐIỂM LÊN MỘT ĐƯỜNG THẲNG d x  x0  a1t  Cho điểm  A  xA ; y A ; z A   và đường thẳng  d :  y  y0  a2 t (t  R) .  z  z  a t 0 3  H A  ud Cách 1: Gọi  H là hình chiếu của  A  lên  d . Ta c ó  H  d  H  x0  a1t ; y0  a2t ; z0  a3t  .       Tính  AH ; AH  ud  ud .AH  0  t  ?  H ? Cách 2: d Gọi  H là hình chiếu của  A  lên  d .  A +) Viết phương trình mặt phẳng  ( P)  qua  A  và vuông góc với  d P +) Khi đó tìm tọa độ điểm  H  thỏa  H  d ( P)  ud H x  2  t  Ví dụ 23: Trong không gian với hệ tọa độ  Oxyz ,  cho điểm  A 1;0; 0  và đường thẳng   :  y  1  2t .  z  t    a)Tìm tọa độ điểm  H  là hình chiếu vuông góc của điểm  A  lên đường thẳng   .  b)Tìm tọa độ điểm  A  đối xứng với  A  qua đường thẳng   .  Bài giải:  a)Đường thẳng    có 1 vectơ chỉ phương là  u   1; 2;1 .   Gọi  H  là hình chiếu vuông góc của điểm  A  lên đường thẳng   .       Ta có:  H    H 2  t ;1  2t ; t ; AH  1  t ;1  2t ; t  A H  u A     1 3 1 u  AH  u.AH  0  t    H  ;0;   .  2 2 2 b)Ta có:  A  đối xứng với  A  qua đường thẳng    H  là trung điểm của đoạn thẳng  AA  3 1  x A 2  2  x A  2  0  y A    0    y A  0 .Vậy  A  2; 0; 1 .  2   z  1  A  1 0  z A    2 2  LOẠI 6: HÌNH CHIẾU CỦA MỘT ĐIỂM LÊN MỘT MẶT PHẲNG ĐẶNG NGỌC HIỀN (TP Vũng Tàu) LÊ BÁ BẢO (TP Huế) …0935.785.115… …0935.785.115… CLB Giáo viên trẻ TP Huế           - 20 -
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan