Bài tập 9 trang 123 SGK Hình học 12 NC

Lý thuyết Bài tập
Câu hỏi:

Bài tập 9 trang 123 SGK Hình học 12 NC

Trong không gian tọa độ Oxyz cho đường thẳng Δ có phương trình \(\frac{{x - 1}}{2} = \frac{{y + 1}}{{ - 1}} = \frac{z}{3}.\)

a) Viết phương trình hình chiếu của Δ trên các mặt phẳng tọa độ.

b) Chứng minh rằng mặt phẳng \(x + 5y + z + 4 = 0\) đi qua đường thẳng Δ

c) Tính khoảng cách giữa đường thẳng Δ và các trục tọa độ.

d) Viết phương trình đường vuông góc chung của hai đường thẳng Δ và \({\rm{\Delta '}}:x = y = z.\)

e) Viết phương trình đường thẳng song song với Oz, cắt cả Δ và Δ′

a) Đường thẳng Δ có phương trình tham số là:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{x = 1 + 2t}\\
{y =  - 1 - t}\\
{z = 3t}
\end{array}} \right.\)

Vì điểm M(x, y, z) có hình chiếu trên (Oxy) là M’(x, y, 0) nên hình chiếu d1 của Δ trên (Oxy) có phương trình tham số là 

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{x = 1 + 2t}\\
{y =  - 1 + t}\\
{z = 0}
\end{array}} \right.\)

Hình chiếu d2 của Δ trên (Oyz) là

\(\left\{ \begin{array}{l}
x = 0\\
y =  - 1 - t\\
z = 3t
\end{array} \right.\)

Hình chiếu d3 của Δ trên (Oxz) là 

\(\left\{ \begin{array}{l}
x = 1 + 2t\\
y = 0\\
z = 3t
\end{array} \right.\)

b) Lấy điểm \(M\left( {1 + 2t, - 1 - t,3t} \right) \in {\rm{\Delta }}\), thay tọa độ của M vào phương trình mp(α) ta có:

\(1 + 2t - 5\left( {1 + t} \right) + 3t + 4 = 0 \Rightarrow M \in \left( \alpha  \right).\)

Vậy \({\rm{\Delta }} \subset \left( \alpha  \right)\), tức mp(α) đi qua Δ.

c) Δ qua điểm M(1;−1;0) và có vectơ chỉ phương \(\vec u = \left( {2; - 1;3} \right).\)

Đường thẳng chứa trục Ox qua O(0; 0; 0) và có vectơ chỉ phương \(\vec i\left( {1;0;0} \right)\)

Khoảng cách giữa Δ và trục Ox là:

\(\begin{array}{l}
{h_1} = \frac{{\left| {\left[ {\vec u,\vec i} \right].\overrightarrow {OM} } \right|}}{{\left| {\left[ {\vec u,\vec i} \right]} \right|}}\\
 = \frac{{\left| { - 3} \right|}}{{\sqrt {{3^2} + {1^2}} }} = \frac{{3\sqrt {10} }}{{10}}.
\end{array}\)

Khoảng cách giữa Δ và trục Oy là:

\(\begin{array}{l}
{h_2} = \frac{{\left| {\left[ {\vec u,\vec j} \right].\overrightarrow {OM} } \right|}}{{\left| {\left[ {\vec u,\vec j} \right]} \right|}}\\
 = \frac{{\left| { - 3} \right|}}{{\sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {2^2}} }} = \frac{{3\sqrt {13} }}{{13}}.
\end{array}\)

Khoảng cách giữa Δ và trục Oz là:

\({h_3} = \frac{{\left| {\left[ {\vec u,\vec k} \right].\overrightarrow {OM} } \right|}}{{\left| {\left[ {\vec u,\vec k} \right]} \right|}} = \frac{{\left| 1 \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2}} }} = \frac{{\sqrt 5 }}{5}.\)

d) Lấy \(P\left( {1 + 2t, - 1 - t,3t} \right) \in {\rm{\Delta }},{\rm{\Delta }}\) có vectơ chỉ phương \(\vec u = \left( {2; - 1;3} \right).\)

\(Q\left( {t',t',t'} \right) \in {\rm{\Delta '}},{\rm{\Delta '}}\) có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow {u'} \left( {1;1;1} \right).\)

Ta có \(\overrightarrow {QP}  = \left( {1 + 2t - t', - 1 - t - t',3t - t'} \right).\)

PQ là đường vuông góc chung của Δ và Δ′ khi và chỉ khi \(\overrightarrow {PQ}  \bot \vec u\) và \(\overrightarrow {PQ}  \bot \overrightarrow {u'} \), tức là:

\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
\overrightarrow {QP} .\overrightarrow u  = 0\\
\overrightarrow {QP} .\overrightarrow {u\prime }  = 0
\end{array} \right.\\
 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
2\left( {1 + 2t - t\prime } \right) - \left( { - 1 - t - t\prime } \right) + 3\left( {3t - t\prime } \right) = 0\\
1 + 2t - t\prime  - 1 - t - t\prime  + 3t - t\prime  = 0
\end{array} \right.\\
 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
14t - 4t\prime  =  - 3\\
4t - 3t\prime  = 0
\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
t =  - \frac{9}{{26}}\\
t\prime  =  - \frac{6}{{13}}
\end{array} \right.
\end{array}\)

Do đó \(Q\left( { - \frac{6}{{13}}; - \frac{6}{{13}}; - \frac{6}{{13}}} \right)\) 

Và \(\overrightarrow {QP}  = \left( {\frac{{20}}{{16}},\frac{{ - 5}}{{16}},\frac{{ - 15}}{{16}}} \right) = \frac{5}{{16}}\left( {4; - 1; - 3} \right).\)

Đường thẳng PQ đi qua Q và có vectơ chỉ phương \(\vec v = \left( {4; - 1; - 3} \right)\). Do đó PQ có phương trình tham số là: 

\(\left\{ \begin{array}{l}
x =  - \frac{6}{{13}} + 4t\\
y =  - \frac{6}{{13}} - t\\
z =  - \frac{6}{{13}} - 3t
\end{array} \right.\)
e) Lấy điểm \(P\left( {1 + 2t, - 1 - t,3t} \right) \in \Delta .\)

\(Q\left( {t',t',t'} \right) \in {\rm{\Delta '}}.\)

PQ // Oz \( \Leftrightarrow \overrightarrow {QP} \) cùng phương với 

\(\begin{array}{l}
\overrightarrow k  = \left( {0;0;1} \right) \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
1 + 2t - t\prime  = 0\\
 - 1 - t - t\prime  = 0
\end{array} \right.\\
 \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
t =  - \frac{2}{3}\\
t' =  - \frac{1}{3}
\end{array} \right.
\end{array}\)

Vậy PQ đi qua \(Q\left( { - \frac{1}{3}, - \frac{1}{3}, - \frac{1}{3}} \right)\) và có vectơ chỉ phương \(\vec k = \left( {0;0;1} \right)\) nên PQ có phương trình tham số là: 

\(\left\{ \begin{array}{l}
x =  - \frac{1}{3}\\
y =  - \frac{1}{3}\\
z =  - \frac{1}{3} + t
\end{array} \right.\)

 

-- Mod Toán 12

Bạn có biết?

Toán học là ngành nghiên cứu trừu tượng về những chủ đề như: lượng (các con số), cấu trúc, không gian, và sự thay đổi.Các nhà toán học và triết học có nhiều quan điểm khác nhau về định nghĩa và phạm vi của toán học

Nguồn : Wikipedia - Bách khoa toàn thư

Tâm sự Lớp 12

Lớp 12 - Năm cuối ở cấp tiểu học, năm học quan trọng nhất trong đời học sinh trải qua bao năm học tập, bao nhiêu kì vọng của người thân xung quanh ta. Những nỗi lo về thi đại học và định hướng tương lai thật là nặng. Hãy tin vào bản thân là mình sẽ làm được rồi tương lai mới chờ đợi các em!

Nguồn : ADMIN :))

Liên hệ hợp tác hoặc quảng cáo: gmail

Điều khoản dịch vụ

Copyright © 2021 HOCTAPSGK