Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 48 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
48
Dung lượng
11,64 MB
Nội dung
CAO VĂN TUẤN - LÊ BÁ BẢO - NGUYỄN ĐỖ CHIẾN ĐẶNG QUANG HIẾU - NGUYỄN MẠNH HÙNG CHINH PHỤC KỲ THI THPT TRẮC NGHIỆM MÔN TOÁN HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI nhasachminhthang.vn LỜI NÓI ĐẦU Để đáp ứng nguyện vọng đông đảo bạn đọc nước mong muốn có sách hữu ích phục vụ cho việc học tập, ôn luyện giảng dạy trước thay đổi phương pháp dạy học kiểm tra, mắt sách: Chinh phục kỳ thi THPT môn Toán Bộ sách gồm quyển: Ứng dụng đạo hàm để khảo sát vẽ đồ thị hàm số Hàm số lũy thừa - Mũ - Lôgarit Nguyên hàm - Tích phân Số phức Hình học không gian cổ điển phương pháp tọa độ không gian Bộ đề thi trắc nghiệm môn Toán Nội dung kiến thức bám sát sách giáo khoa đồng thời có thêm phần chuyên sâu, mở rộng gắn liền với thực tế Trong 1,2,3 viết theo cấu trúc: Tóm tắt lý thuyết bản, ví dụ minh họa, câu hỏi trắc nghiệm rèn luyện, đáp án hướng dẫn giải chi tiết Đặc biệt phần: Những kết quan trọng thường dùng giúp cho học sinh hệ thống cốt lõi kiến thức nhanh chóng tìm kết xác, công thức giải nhanh kỹ thuật sử dụng máy tính cầm tay đề cập, lồng ghép vào ví dụ mức độ vừa phải, lược bỏ công thức kỹ thuật cồng kềnh khó nhớ Hệ thống câu hỏi đa dạng, phong phú, từ đến nâng cao, từ đơn giản đến phức tạp, đảm bảo phân bổ hợp lý mức độ: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng vận dụng cao Các câu hỏi tăng cường phát huy lực tư học sinh hạn chế cách học tập máy móc rập khuôn Tất câu hỏi, tập có lời giải chi tiết, đồng thời giải đáp thắc mắc miễn phí qua website: thayhieulive.com nhasachminhthang.vn Chúng viết sách với tinh thần cầu thị cao nhiên khó tránh khỏi thiếu sót định, mong muốn nhận góp ý, chia sẻ từ quý thầy cô em học sinh nước để hoàn thiện sách lần tái sau Địa hòm thư góp ý tới tác giả: chienmath43@gmail.com Trân trọng cảm ơn ! CÁC TÁC GIẢ nhasachminhthang.vn 10 | PHẦN 1: KHỐI ĐA DIỆN PHẦN 2: KHỐI ĐA DIỆN PHÉPBIẾN BIẾNHÌNH HÌNHTRONG TRONGKHÔNG KHÔNGGIAN GIAN PHÉP Trong thực tế ta thường gặp vật thể không gian giới hạn đa giác viên gạch, khối lập phương, kim tự tháp Ai Cập Tinh thể số hợp chất hoá học muối ăn, phèn chua,…những vật thể gọi khối đa diện VẤN ĐỀ KHÁI NIỆM VỀ KHỐI ĐA DIỆN A KIẾN THỨC CẦN NHỚ I KHỐI ĐA DIỆN KHỐI CHÓP VÀ KHỐI LĂNG TRỤ Khái niệm hình đa diện Hình đa diện (gọi tắt là đa diện) là hình được tạo bởi một số hữu hạn các đa giác phẳng thỏa mãn hai điều kiện sau: Hai đa giác phân biệt chỉ có thể hoặc không có điểm chung hoặc có đỉnh chung hoặc có một cạnh chung. Mỗi cạnh của đa giác nào cũng là cạnh chung của đúng hai đa giác. Mỗi đa giác như trên được gọi là một mặt của hình đa diện. Các đỉnh, các cạnh của đa giác ấy thoe thứ tự gọi là các đỉnh, các cạnh của hình đa theo diện. Khái niệm khối đa diện Khối đa diện là phần không gian được giới hạn bởi một hình đa diện, kể cả hình đa diện đó. Những điểm không thuộc khối đa diện được gọi là điểm ngoài của khối đa diện. Tập hợp các điểm ngoài được gọi là miền ngoài của khối đa diện. Những điểm thuộc khối đa diện nhưng không thuộc hình đa diện ứng với khối đa diện ấy được gọi là điểm trong của khối đa diện. Tập hợp các điểm trong được gọi là miền trong của khối đa diện. Mỗi khối đa diện được xác định bởi một hình đa diện ứng với nó. Ta cũng gọi đỉnh, cạnh, mặt, điểm trong, điểm ngoài, của một khối đa diện theo thứ tự là đỉnh, cạnh, mặt, điểm trong, điểm ngoài, của hình đa diện tương ứng. Khối đa diện được gọi là khối lăng trụ nếu nó được giới hạn bởi một hình lăng trụ. Khối đa diện được gọi là khối chóp nếu nó được giới hạn bởi một hình chóp. Khối đa diện được gọi là khối chóp cụt nếu nó được giới hạn bởi một hình chóp cụt. Tương tự ta có các định nghĩa về khối chóp n – giác; khối chóp cụt n – giác, khối chóp đều, khối hộp, Phần 1: KHỐI ĐA DIỆN PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn 11 | Tên của khối lăng trụ hay khối chóp được đặt theo tên của hình lăng trụ hay hình chóp giới hạn nó. Ví dụ: Hình lăng trụ ngũ giác ABCDE.ABCDE ta có khối lăng trụ ngũ giác ABCDE.ABCDE ; với hình chóp tứ giác đều S.ABCD ta có khối chóp tứ giác đều S.ABCD; II PHÂN CHIA VÀ LẮP GHÉP CÁC KHỐI ĐA DIỆN Nếu khối đa diện H là hợp của hai khối đa diện H , H sao cho H và H không có điểm trong chung thì ta nói có thể phân chia khối đa diện H thành hai khối đa diện H và H Khi đó, ta cũng nói có thể ghép hai khối đa diện H và H để được khối đa diện H Sau đây là một số ví dụ về phân chia các khối đa diện: Ví dụ 1: Với khối chóp tứ giác S.ABCD, ta hãy xét hai khối chóp tam giác S.ABC và S.ACD. Ta thấy rằng: Hai khối chóp S.ABC và S.ACD không có điểm trong chung (tức là không tồn tại điểm trong của khối chóp này là điểm trong của khối chóp kia và ngược lại). Hợp của hai khối chóp S.ABC và S.ACD chính là khối chóp S.ABCD. Vậy khối chóp S.ABCD được phân chia thành hai khối chóp S.ABC và S.ACD hay hai khối chóp S.ABC và S.ACD được ghép lại thành khối chóp S.ABCD Ví dụ 2: Cắt khối lăng trụ ABC.ABC bởi mặt phẳng ABC Khi đó, khối lăng trụ được phân chia thành hai khối đa diện AABC và ABCCB Nếu ta cắt khối chóp ABCCB bởi mặt phẳng A BC thì ta chia khối chóp ABCCB thành hai khối chóp ABCB và ACCB Như vậy khối lăng trụ ABC.ABC được chia thành ba khối tứ diện là AABC , ABCB và ACCB Nhận xét: Mỗi khối đa diện phân chia thành khối tứ diện CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 12 | nhasachminhthang.vn Ví dụ 3: Với hình lập phương ABCD.ABCD ta có thể phân chia thành 5 khối tứ diện sau: DADC AABD CBCD BABC BDCA B MỘT SỐ KẾT QUẢ QUAN TRỌNG Kết 1: Một khối đa diện có mặt Kết 2: Mỗi hình đa diện có đỉnh Kết 3: Cho (H) đa diện mà mặt đa giác có p cạnh Nếu số mặt (H) lẻ p phải số chẵn Chứng minh: Gọi m số mặt khối đa diện (H) Vì mặt (H) có p cạnh nên m mặt có pm cạnh Nhưng cạnh cạnh chung hai đa giác pm nên số cạnh (H) c Vì m lẻ nên p phải số chẵn Kết (Suy từ chứng minh kết 32): Cho (H) đa diện có m mặt, mà pm mặt đa giác có p cạnh Khi số cạnh (H) c Kết 5: Mỗi khối đa diện có mặt tam giác tổng số mặt phải số chẵn Chứng minh: Gọi số cạnh số mặt khối đa diện c m Vì mặt có ba cạnh cạnh cạnh chung hai mặt nên ta có số cạnh 3m 3m đa diện c (có thể áp dụng kết để suy c ) 2 Suy 3m 2n 3m số chẵn m số chẵn Một số khối đa diện có đặc điểm mà có số mặt 4, 6, 8, 10: Khối tứ diện ABCD có mặt mà mặt tam giác Xét tam giác BCD hai điểm A, E hai phía cua mặt phẳng (BCD) Khi ta có khối lục diện ABCDE có mặt tam giác Khối bát diện ABCDEF có mặt tam giác Xét ngũ giác ABCDE hai điểm M, N hai phía mặt phẳng chứa ngũ giác Khi khối thập diện MABCDEN có 10 mặt tam giác Kết 6: Mỗi khối đa diện phân chia thành khối tứ diện Kết 7: Mỗi đỉnh hình đa diện đỉnh chung cạnh Kết 8: Nếu khối đa diện có đỉnh đỉnh chung ba cạnh số đỉnh phải số chẵn Tổng quát: Một đa diện mà đỉnh đỉnh chung số lẻ mặt tổng số đỉnh số chẵn Kết 9: Mỗi hình đa diện có cạnh Phần 1: KHỐI ĐA DIỆN PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn 17 | VẤN ĐỀ KHỐI ĐA DIỆN LỒI VÀ KHỐI ĐA DIỆN ĐỀU A KIẾN THỨC CẦN NHỚ Khối đa diện lồi Khối đa diện được gọi là khối đa diện lồi nếu với bất kì hai điểm A và B nào của nó thì mọi điểm của đoạn AB cũng thuộc khối đó. Khối đa diện lồi Khối đa diện không lồi Khối đa diện a Định nghĩa Khối đa diện đều là một khối đa diện lồi có hai tính chất sau đây: Các mặt là những đa giác đều n cạnh. Mỗi đỉnh là đỉnh chung của đúng p cạnh. Khối đa diện đều như vậy gọi là khối đa diện đều loại n , p b Định lí Chỉ có loại khối đa diện đều. Đó là loại 3; 3 , loại 4; 3 , loại 3; 4 , loại 5; 3 , loại 3; 5 Tùy theo số mặt của chúng, 5 khối đa diện trên lần lượt có tên gọi là: Khối tứ diện đều; khối lập phương; khối bát diện đều; khối mười hai mặt đều; khối hai mươi mặt đều. Bảng tóm tắt năm loại khối đa diện Khối đa diện Tứ diện Số đỉnh 4 Số cạnh 6 Số mặt 4 Loại 3; 3 8 12 6 4;3 Khối lập phương 14 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn 18 | Bát diện 6 12 8 3; 4 20 30 12 5; 3 12 30 20 Mười hai mặt Hai mươi mặt 3; 5 Chú ý: Giả sử khối đa diện đều loại n, p có Đ đỉnh, C cạnh và M mặt. Khi đó: pĐ 2C nM B MỘT SỐ KẾT QUẢ QUAN TRỌNG Kết 1: Cho khối tứ diện Khi đó: Các trọng tâm mặt đỉnh khối tứ diện đều; Các trung điểm cạnh đỉnh khối bát diện (khối tám mặt đều) Kết 2: Tâm mặt khối lập phương đỉnh khối bát diện Kết 3: Tâm mặt khối bát diện đỉnh hình lập phương Kết 4: Hai đỉnh khối bát diện gọi hai đỉnh đối diện chúng không thuộc cạnh khối Đoạn thẳng nối hai đỉnh đối diện gọi đường chéo khối bát diện Khi đó: Ba đường chéo cắt trung điểm đường; Ba đường chéo đôi vuông góc với nhau; Ba đường chéo Phần 1: KHỐI ĐA DIỆN PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN 15 nhasachminhthang.vn 19 | Câu CÂU HỎI HỎITRẮC TRẮCNGHIỆM NGHIỆM“PHẦN “PHẦN2:1:KHỐI KHỐIĐA ĐADIỆN DIỆN CÂU PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN” PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN” (a) (b) (c) (d) Mỗi hình trên gồm một số hữu hạn đa giác phẳng (kể cả các điểm trong của nó), hình đa diện là A. hình (a). B. hình (b). C. hình (c). D. hình (d). Câu (a) (b) (c) (d) Mỗi hình trên gồm một số hữu hạn đa giác phẳng (kể cả các điểm trong của nó), hình không phải đa diện là A. hình (a). B. hình (b). C. hình (c). D. hình (d). Câu (a) (b) (c) (d) Mỗi hình trên gồm một số hữu hạn đa giác phẳng (kể cả các điểm trong của nó), số hình đa diện là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. 16 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn 20 | Câu (a) (b) (c) (d) Mỗi hình trên gồm một số hữu hạn đa giác phẳng (kể cả các điểm trong của nó), hình không phải đa diện lồi là A. hình (a). B. hình (b). C. hình (c). D. hình (d). Câu (a) (b) (c) (d) Mỗi hình trên gồm một số hữu hạn đa giác phẳng (kể cả các điểm trong của nó), số đa diện lồi là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Câu Trong các mặt của các khối đa diện, số cạnh cùng thuộc một mặt tối thiểu là A. 2. B. 3. C. 4. D. 5. Câu Khối đa diện đều loại 5; 3 có tên gọi là A. khối lập phương. B. khối bát diện đều. C. khối hai mươi mặt đều. D. khối mười hai mặt đều. Câu Tổng các góc của tất cả các mặt của khối đa diện đều loại 4; 3 là A. 4 B. 8 C. 12 D. 10 Câu Tổng các góc của tất cả các mặt của khối đa diện đều loại 3; 3 là A. 4 B. 6 C. 8 D. 10 Câu 10 Tổng các góc của tất cả các mặt của khối đa diện đều loại 3; 4 là A. 4 B. 6 C. 8 D. 10 Câu 11 Tổng các góc của tất cả các mặt của khối đa diện đều loại 5; 3 là A. 12 B. 36 C. 18 D. 24 Câu 12 Tổng các góc của tất cả các mặt của khối đa diện đều loại 3; 5 là A. 12 B. 16 C. 20 D. 24 C. 8. D. 12. Câu 13 Số đỉnh của một bát diện đều là A. 6. B. 10. Phần 1: KHỐI ĐA DIỆN PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN 17 nhasachminhthang.vn Khi đó: AB x x ; y y ; z z B A B A B A 2 AB AB xB x A y B y A z B z A x A xB xM y yB Nếu M là trung điểm của AB thì: y M A z A zB zM x A xB xC xG y y B yC Nếu G là trọng tâm của tam giác ABC thì: yG A z A zB zC zG x A xB xC xD xG y y yC y D B Nếu G là trọng tâm của tứ diện ABCD thì: yG A z A zB zC zD zG x A kxB xM k y kyB Nếu M chia đoạn AB theo tỉ số k MA k MB thì: y M A k 1 1 k z A kzB zM k Tích vô hướng hai vectơ: Cho u x1 ; y1 ; z1 và v x2 ; y2 ; z2 Tích vô hướng của 2 vectơ là: u.v u v cos u , v u.v x1 x y y z z Suy ra u v u.v x1 x y y z1 z x1 x2 y1 y2 z1 z2 u.v cos u, v u.v x12 y12 z12 x22 y22 z22 Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho ba vectơ a 1; 2; , b 2;1; , c 4; 3;1 Tọa độ của vectơ u c b a là A. u 7; 4;1 B. u 7; 4; 1 C. u 7; 4;1 D. u 7; 4;1 Phần 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 241 nhasachminhthang.vn Lời giải: xu xc xb xa xu 2 Vectơ u c b a khi đó tọa độ véc tơ u là: yu y c yb y a yu u 7; 4; 1 Chọn đáp án B z z z z c a b u z 1 u Ví dụ 2: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho ba vectơ a 1; 0;1 , b 1; 0;1 , c 1; 0; Trong các mệnh đề sau mệnh đề sau, mệnh đề nào sai? A. a b B. a c C. a 2b c D. a b Lời giải: a.b 1 a b Đáp án A đúng. a.c 1 a , c không vuông góc Đáp án B sai. Chọn đáp án B a 2b 1; 0; c Đáp án C đúng. a 1 a b Đáp án D đúng. b 1 Ví dụ 3: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho hình bình OADB có OA 4; 3; , OB 2; 5; khi đó tọa độ tâm I là giao điểm giữa đường thẳng OD và AB là A. I 2; 2; B. I 6; 8; C I 1; 1; D. I 3; 4;1 Lời giải: Ta có: OA 4; 3; 1 A 4; 3;1 ; OB 2; 5; B 2; 5; Vì I là giao điểm giữa OD và AB nên I là trung điểm AB x A xB 1 xI y yB Tọa độ điểm I : y I A 1 I 1; 1; Chọn đáp án C z A zB 2 zI 242 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn Ví dụ 4: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho tam giác ABC với A 3; 2; 7 , B 2; 2; 3 , C 3; 6; 2 Tọa độ trọng tâm G của tam giác ABC là A. G 4;10; 12 B. G 4; 10;12 10 C. G ; ; 3 10 D. G ; ; 4 3 Lời giải: x A xB xC xG 3 y y y 10 10 B C Tọa độ trọng tâm G : yG A G ; ; 4 Chọn đáp án D. 3 3 z z z A B C 4 zG Ví dụ 5: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho ba điểm A 2;1; 2 , B 3; 0; 1 , C 2; 1; 3 Gọi là góc giữa đường thẳng OA và BC. Khi đó, c o s bằng bao nhiêu? A. 18 B. C. 18 D. Lời giải: Ta có: OA 2;1; 2 ; BC 1; 1; Gọi góc là góc giữa hai đường thẳng OA và BC 900 thì: OA.BC 1 1 2 7 cos cos OA , BC 2 18 2 OA BC 2 1 1 Chọn đáp án C Câu hỏi trắc nghiệm rèn luyện Câu Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho AO i j k j Tọa độ của điểm A là A. A 3; 2; A. b c D. A 3; 5; 2 Câu Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho các vectơ a 1;1; , b 1;1; , c 1;1;1 Chọn khẳng định sai. B. A 3; 17; C. A 3;17; 2 B. c C. a D. b a Phần 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 243 nhasachminhthang.vn VẤN ĐỀ TÍCH CÓ HƯỚNG VÀ ỨNG DỤNG Phương pháp Tích có hướng hai vectơ Cho u x1 ; y1 ; z1 và v x2 ; y2 ; z2 Tích có hướng của 2 vectơ kí hiệu là u, v và được xác định: y z z x1 x1 y1 u, v 1 , , y z z x x y 2 2 2 = y1 z2 y2 z1 ; y1 z2 y2 z1 ; y1 z2 y2 z1 Tính chất: u, v u u, v u u, v v u, v v u, v u v sin u, v u cùng phương với v u , v Suy ra: Ba điểm A, B, C không thẳng hàng (hay A, B, C ba đỉnh tam giác) AB , A C không phương AB , AC u, v , w đồng phẳng u, v w Suy ra: Bốn điểm A, B, C, D không đồng phẳng (hay A, B, C, D đỉnh tứ diện) AB , AC , AD không đồng phẳng AB , AC AD Ứng dụng tích có hướng Diện tích tam giác ABC: SABC AB , AC 2S AH BC Độ dài đường cao: AH ABC BC AB BC CA p S Bán kính đường tròn nội tiếp ABC : r ABC p S AB, AC Diện tích hình bình hành ABCD: ABCD V AB, AD AA Thể tích khối hộp: ABCD ABCD Phần 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 249 nhasachminhthang.vn Thể tích tứ diện: VABCD AB, AC AD 6 AH BCD 3V Độ dài đường cao kẻ từ đỉnh A: AH ABCD SBCD VABCD SBCD AH Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho hai vectơ u 4; 2; , v 3;1; Khi đó độ lớn của vectơ u, v bằng bao nhiêu? A. 14 B. C. D. Lời giải: Ta có: u, v 1;3; 2 khi đó độ lớn vectơ u, v là: u , v 2 14 Chọn đáp án A Ví dụ 2: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho hai vectơ a 1; 0; 2 , u a b 1; 2; 1 Tọa độ của vectơ u sao cho và u 21 là u b A. u 4; 1;2 B. u 4;1; 2 C. u 2; 1; 4 D. Cả A và B. Lời giải: Ta có a , b 4; 1; u a Do u k a , b k ; k ; k u b Ta có: u 21 k k 2k 2 k u 4; 1; k 1 u 4;1; 2 k 21 21k 21 k 1 Chọn đáp án D Ví dụ 3: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho ba vectơ u 1;1; , a 3; 1; 2 , v 1; m; m 2 Để vectơ u, v vuông góc với a thì giá trị m bằng bao nhiêu? A. m 250 B. m 2 Lời giải: C. m D. m 1 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn VẤN ĐỀ VIẾT PHƯƠNG TRÌNH MẶT PHẲNG Mặt phẳng P qua điểm M0 x0 ; y0 ; z0 nhận vectơ n A; B; C A2 B2 C làm vectơ pháp tuyến có dạng: A x – x0 B y – y C z – z Phương trình tổng quát của mặt phẳng P là: Ax By Cz D , A2 B2 C Phương trình đoạn chắn: Nếu P cắt các trục tọa độ Ox , Oy , Oz lần lượt tại A a; 0; , B 0; b; , C 0; 0; c với a , b , c thì ta có phương trình đoạn chắn của mặt phẳng P là: x y z a b c DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH MẶT PHẲNG KHI BIẾT VECTƠ PHÁP TUYẾN Phương pháp Mặt phẳng song song với có một vectơ pháp tuyến là n n , với n vectơ pháp tuyến Mặt phẳng vuông góc với đường thẳng d có một vectơ pháp tuyến là n ud , với u d vectơ pháp tuyến Mặt phẳng là mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB có một vectơ pháp tuyến là n AB Lưu ý: Vec tơ chỉ phương của đường thẳng: ud a; b; c ở 2 dạng phương trình sau: x x0 at Phương trình tham số đường thẳng là: y y0 bt t z z ct t tham số Phương trình tắc đường thẳng (với a, b, c ) là: x x y y z z0 a b c Phần 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 257 nhasachminhthang.vn Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho các điểm A 1; và mặt phẳng P : x y z Phương trình của mặt phẳng Q đi qua A và song song với P là A Q : x y z B Q : x y z 14 C Q : x y z D Q : x y z 11 Lời giải: Mặt phẳng P có một vectơ pháp tuyến n P 1; 2; 2 Vì mặt phẳng Q song song mặt phẳng P nên mặt phẳng Q nhận n P 1; 2; 2 làm vectơ pháp tuyến. Mặt phẳng Q đi qua A 1; có phương trình là: x 1 y 3 z x y 2z Chọn đáp án C Ví dụ 2: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho điểm A 2; 3;1 và đường thẳng d : x y z 1 Phương trình của mặt phẳng P qua A và vuông góc 2 với d là A P : 2 x y z B P : x y 2z C P : 2 x y z D P : x y z Lời giải: Đường thẳng d có vectơ chỉ phương u 2;1; 2 Vì mặt phẳng P vuông góc với đường thẳng d nên mặt phẳng P nhận u 2;1; 2 làm vectơ pháp tuyến. Mặt phẳng P đi qua A 2; 3;1 và nhận u 2;1; 2 làm vectơ pháp tuyến có phương trình là: x y z 1 x y 2z Chọn đáp án D Ví dụ 3: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho điểm A 4;1; , B 2; 5;1 Phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB là 258 A x y z B 3x y z C x y z D x y z CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn VẤN ĐỀ MẶT CẦU Định nghĩa Mặt cầu là tập hợp những điểm M cách một điểm I cố định một khoảng không đổi. Điểm I cố định gọi tâm mặt cầu Khoảng cách không đổi R gọi bán kính mặt cầu. Kí hiệu: S I , R Khi đó: S I , R M IM R Phương trình mặt cầu Cho mặt cầu S có tâm I a , b , c và bán kính R Khi đó S có phương trình tắc là: x a y b z c R2 2 Phương tình tổng quát của mặt cầu là: x y z ax 2by 2cz d ĐK : a b2 c d Khi đó, mặt cầu S có tâm I a , b , c và bán kính R a b2 c d Vị trí tương đối điểm với mặt cầu Cho mặt cầu S có tâm I, bán kính R và điểm A Điểm A thuộc mặt cầu IA R Điểm A nằm trong mặt cầu IA R Điểm A nằm ngoài mặt cầu IA R Vị trí tương đối đường thẳng với mặt cầu Cho mặt cầu S I ; R và đường thẳng Gọi H là hình chiếu của I lên d I, R d I, R dI, tiếp xúc với mặt cầu. không cắt mặt cầu. : Tiếp tuyến của S và H: tiếp điểm 292 R cắt mặt cầu tại hai điểm phân biệt. CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn Lưu ý: Trong trường hợp cắt S tại 2 điểm A, B thì bán kính R của S được d I , IH tính như sau: AB 2 R IH AH IH Vị trí tương đối mặt cầu mặt phẳng Cho mặt cầu S I ; R và mặt phẳng P Gọi H là hình chiếu vuông góc của I lên P d IH d I , P dR dR d R Mặt phẳng tiếp xúc mặt cầu. Mặt cầu và mặt phẳng không có điểm chung. Mặt phẳng cắt mặt cầu theo thiết diện là đường P là mặt phẳng tiếp tròn có tâm I và bán kính diện của mặt cầu và r R2 IH H: tiếp điểm. Lưu ý: Khi mặt phẳng P đi qua tâm I thì mặt phẳng P được gọi là mặt phẳng kính và thiết diện lúc đó được gọi là đường tròn lớn MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP DẠNG 1: XÁC ĐỊNH TÂM VÀ BÁN KÍNH MẶT CẦU Phương pháp Nếu phương trình mặt cầu S cho dưới dạng chính tắc: x a y b z c R thì mặt cầu S có tâm I a , b , c và bán kính R Nếu phương trình mặt cầu S cho dưới dạng tổng quát: 2 x2 y2 z2 2ax 2by 2cz d 0 ĐK : a2 b2 c d thì: Tọa độ tâm I a , b , c : Tính a, b, c bằng cách lấy hệ số của x, y, z chia cho 2 Phần 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 293 nhasachminhthang.vn Bán kính: R a b2 c d Chú ý: Khi d thì mọi phương trình có dạng x y z 2ax 2by 2cz d đều là phương trình mặt cầu. Ví dụ minh họa Ví dụ 1 [Trích đề minh họa – 2017]: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho mặt cầu S : x 1 y z 1 Tọa độ tâm I và bán kính R của S là 2 A. I 1; 2; 1 và R B. I 1; 2; 1 và R C. I 1; 2; 1 và R D. I 1; 2; 1 và R Lời giải: Phương trình mặt cầu tâm I a; b; c , bán kính R có dạng: x a y b z c R Đối chiếu phương trình mặt cầu đã cho tâm I 1; 2;1 và bán kính R 2 2 Chọn đáp án A Ví dụ 2: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho mặt cầu S có phương trình là x y z x y Tọa độ tâm I và bán kính R của mặt cầu S là A. I 1; 2; và R B. I 1; 2; 1 và R C. I 1; 2; 1 và R D. I 1; 2; và R Lời giải: Phương trình mặt cầu S cho dưới dạng tổng quát: x2 y2 z2 2ax 2by 2cz d 0 ĐK : a2 b2 c d Khi đó : Mặt cầu có tâm I a; b; c và R a b c d Đối chiếu phương trình trên ta được tâm I 1; 2; và d Khi đó R a b c d 12 2 Chọn đáp án D Ví dụ 3: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho mặt cầu có phương trình là S : x y2 z2 2x y 4z Biết OA là đường kính của mặt cầu S , ( O là gốc tọa độ). Tọa độ điểm A là A. A 1; 3; 294 B. A 1; 3; C. A 2; 6; 4 D. A 2; 6; CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn VẤN ĐỀ BÀI TOÁN VỀ VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI LIÊN QUAN ĐẾN ĐƯỜNG THẲNG, MẶT PHẲNG, MẶT CẦU DẠNG 1: VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI GIỮA HAI MẶT PHẲNG, GIỮA HAI ĐƯỜNG THẲNG, GIỮA ĐƯỜNG THẲNG VÀ MẶT PHẲNG Phương pháp Vị trí tương đối hai mặt phẳng Cho hai mặt phẳng P : Ax By Cz D và P : Ax By C z D Khi đó: P cắt P A : B : C A : B : C P // P A B C D P P A B C D P P n A B C D A B C D P n P n P n P AA BB CC Vị trí tương đối hai đường thẳng không gian Cho hai đường thẳng: 1 đi qua M và có một vectơ chỉ phương u1 đi qua N và có một vectơ chỉ phương u2 u1 , u2 u1 , MN u , u // u1 , MN u , u 2 1 cắt u1 , u2 MN 1 và chéo nhau u1 , u2 MN Chú ý: Khi u1 , u2 MN thì 1 và đồng phẳng Do các công thức trên phức tạp và khó nhớ nên khi vận dụng trong bài tập ta nên sử dụng phương pháp sau: Xét hệ phương trình gồm 2 phương trình của hai đường thẳng 1 và 324 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn Hệ có nghiệm duy nhất 1 cắt Khi đó, nghiệm của hệ chính là tọa độ giao điểm của 1 và Hệ có vô số nghiệm Hệ vô nghiệm: Nếu u1 , u2 cùng phương thì // Nếu u1 , u2 không cùng phương thì 1 và 2 chéo nhau. Vị trí tương đối đường thẳng mặt phẳng không gian Cho: Đường thẳng đi qua M và có một vectơ chỉ phương u Mặt phẳng có một vectơ pháp tuyến n Xét vị trí tương đối của đường thẳng và mặt phẳng ta thực hiện một trong các cách sau: Cách 1: Xét hệ phương trình: Gồm phương trình của và Nếu hệ có nghiệm duy nhất thì cắt Nghiệm duy nhất này chính là tọa độ giao điểm của và Nếu hệ vô nghiệm thì song song với Nếu hệ có vô số nghiệm thì nằm trong mặt phẳng Cách 2: Nếu u.n thì cắt u.n Nếu thì song song với M u.n Nếu thì nằm trong mặt phẳng M Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cặp giá trị (a; b) để hai mặt phẳng P : 2x ay 3z 0, Q : bx y z song song với nhau là A. a; b 3, 4 B. a; b 4, C. a; b 4; 3 D. a; b 2, 6 Lời giải: Hai mặt phẳng P // Q song song Phần 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 325 nhasachminhthang.vn 2 b 4 a 5 b 6 Chọn đáp án A a a b 6 6 2 6 6 Ví dụ 2: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho đường thẳng d1 : x 1 y 1 z 1 x y 1 z m , d2 : Khi đó, giá trị của m bằng bao nhiêu 2 để d1 cắt d2 ? A m B m Lời giải: C m D. m x 1 2t x 2 2s s Phương trình tham số: d1 : y 1 3t t và d2 : y s z 2t z m 3s Gọi M d1 M 1 2t ; 1 3t ;1 2t t 1 2t 2 s 2t s 1 Do d1 cắt d2 vì vậy M d2 1 3t s 3t s s 1 t m s m s 2t m Chọn đáp án A Ví dụ 3: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai đường thẳng: x 1 3t x y 1 z d: , d ' : y t t Vị trí tương đối giữa hai đường thẳng là 1 z t A. Cắt nhau. B. Song song. C. Trùng nhau. D. Chéo nhau. Lời giải: Nhận xét: Hai đường thẳng có hai vecto phương không phương nên chúng cắt chéo x 3s x 1 3t Phương trình tham số: d : y 1 s s và d : y t t z s z t Giả sử M d d M d M 3s; 1 s; s 326 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn PHẦN 1: MỤC LỤC KHỐI ĐA DIỆN PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN Vấn đề 1: Khái niệm khối đa diện Vấn đề 2: Phép biến hình không gian 10 Vấn đề 3: Khối đa diện lồi khối đa diện 14 PHẦN 2: GÓC VÀ KHOẢNG CÁCH 29 Vấn đề 1: Góc không gian 29 Vấn đề 2: Khoảng cách không gian 55 PHẦN 3: THỂ TÍCH KHỐI ĐA DIỆN 92 PHẦN 4: MẶT NÓN – MẶT TRỤ – MẶT CẦU 188 Vấn đề 1: Mặt nón – Hình nón – Khối nón 188 Vấn đê 2: Mặt trụ - Hình trụ - Khối trụ 200 PHẦN 5: PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 240 Vấn đề 1: Hệ tọa độ không gian 240 Vấn đề 2: Tích có hướng ứng dụng 249 Vấn đề 3: Viết phương trình mặt phẳng 257 Vấn đề 4: Viết phương trình đường thẳng 271 Vấn đề 5: Mặt cầu 292 Vấn đề 6: Góc không gian 304 Vấn đề 7: Bài toán tìm điểm thuộc đường thẳng thỏa mãn điều kiện cho trước 308 Vấn đề 8: Bài toán tìm tọa độ hình chiếu điểm đường thẳng, mặt phẳng 317 Vấn đề 9: Bài toán vị trí tương đối liên quan đến đường thẳng, mặt phẳng, mặt cầu 325 MỤC LỤC 357 NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI 16 Hàng Chuối - Hai Bà Trưng - Hà Nội Điện thoại: Biên tập - Chế bản: (04) 39714896 Quản lý xuất bản: (04) 39728806 ; Tổng Biên tập: (04) 39715011 Fax: (04) 39729436 CHINH PHỤC KỲ THI THPT TRẮC NGHIỆM MÔN TOÁN HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN Chịu trách nhiệm xuất bản: Giám đốc - Tổng biên tập TS Phạm Thị Trâm Biên tập xuất bản: Biên tập chuyên ngành: Kĩ thuật vi tính: Trình bày bìa: Đặng Thị Phương Anh Nguyễn Lan Hương Minh Minh Minh Đạo Đối tác liên kết xuất bản: CÔNG TY TNHH VĂN HÓA MINH TÂN - NHÀ SÁCH MINH THẮNG Điện thoại : 043 999 7777 - Fax : 046 266 11 33 Website : www.nhasachminhthang.vn facebook.com/nhasachminhthang808duonglang/ ISBN: 978-604-62-6967-0 Mã số: 1L - 654 PT2016 In số lượng 2000 khổ 20.5x29.5cm, Công ty TNHH In Thương mại Hải Nam Địa chỉ: Số 18, ngách 68/59/9, Phường Quan Hoa, Quận Cầu Giấy, Hà Nội Số đăng ký KHXB: 4387 - 2016/CXBIPH/24 - 350/ĐHQGHN, ngày 06/12/2016 Quyết định xuất số: 691LK-TN/QĐ - NXB ĐHQGHN, ngày 15/12/2016 In xong nộp lưu chiểu Quý I năm 2017 [...]... là trục của hình nón 2 : Góc ở đỉnh của hình nón SO h : Chiều cao của hình nón OA r : Bán kính hình nón SA SB SM l : Đường sinh của hình nón 188 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn Nhận xét: Thiết diện của hình nón và mặt phẳng qua đỉnh của hình nón là 1 tam giác cân tại đỉnh hình nón (có... và O; r được gọi là hình trụ Lúc đó : OO h :Chiều cao hình trụ O; r và O; r : Hai đường tròn đáy của hình trụ và r là bán kính hình trụ BC AD l : Đường sinh hình trụ b Khối trụ: Là phần không gian giới hạn bởi hình trụ, kể cả hình trụ đó (hoặc hình trụ cùng phần bên trong của nó được gọi là khối trụ) 3 Diện tích hình trụ và thể tích khối trụ Cho hình trụ có chiều cao h, đường... tiếp trong một hình trụ Ba kích thước của khối hộp chữ nhật là a , b , c Thể tích khối trụ bằng a2 b2 c c 2 b2 a A B 4 4 200 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn PHẦN PHẦN6:5:PHƯƠNG PHƯƠNGPHÁP PHÁPTỌA TỌAĐỘ ĐỘ TRONG TRONGKHÔNG KHÔNGGIAN GIAN VẤN ĐỀ 1 HỆ TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 1 Phương... định 1 đường sinh của hình nón với SA và SB , ( AB là đường kính đáy) là hai đường Góc 2 là góc ASB sinh của hình nón b Khối nón: Là phần không gian giới hạn bởi hình nón, kể cả hình nón đó(hoặc hình nón cùng phần bên trong của nó gọi là khối nón) 3 Diện tích hình nón và thể tích khối nón Cho hình nón N có chiều cao h, đường sinh l và bán kính đáy r Diện tích xung quanh: của hình nón: Sxq rl... KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn 2| * Chú ý: Đường chéo của hình vuông cạnh a là a 2 Đường chéo của hình lập phương cạnh a là : a 3 Đường chéo của hình hộp chữ nhật có 3 kích thước a , b, c là : Đường cao của tam giác đều cạnh a là: a2 b2 c 2 a 3 2 CÁC CÔNG THỨC HÌNH PHẲNG 1 Hệ thức lượng trong... b) Hình vuông: S a2 (a: cạnh hình vuông) c) Hình chữ nhật: S ab (a, b: hai kích thước) d) Hình bình hành: S = đáy cao AB AD.sin BAD e) Hình thoi: 1 AC BD S AB AD.sin BAD 2 f) Hình thang: S 1 a b h (a, b: hai đáy, h: chiều cao) 2 g) Tứ giác có hai đường chéo vuông góc: S 1 AC BD 2 94 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN. .. Một vật có 2 mặt tam giác vuông cân bằng nhau, 5 mặt hình chữ nhật như hình vẽ. Thể tích của khối vật là A. 1440 cm 3 B. 1504 cm 3 C. 1632 cm 3 110 D. 1824 cm 3 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn 20 | Câu 25 Một khối có 4 mặt tam giác cân bằng nhau, 5 mặt hình chữ nhật có kích thước như hình vẽ. Thể tích khối trên gần nhất giá trị nào trong các giá trị sau? ... CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn PHẦN 5: 4: MẶT MẶTNÓN NÓN–- MẶT MẶT TRỤ TRỤ –- MẶT CẦU CẦU PHẦN VẤN ĐỀ 1 MẶT NÓN – HÌNH NÓN – KHỐI NÓN 1 Định nghĩa mặt nón Trong không gian, cho đường thẳng cố định Một đường thẳng l cắt tại S và tạo 0 0 với một góc không 0 đổi 0 9 Mặt tròn xoay sinh bởi... Tọa độ điểm I : y I A 1 I 1; 1; 2 Chọn đáp án C 2 z A zB 2 zI 2 242 CHINH PHỤC KỲ THI THPT Trắc nghiệm Môn Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn Ví dụ 4: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho tam giác ABC với A 3; 2; 7 , B 2; 2; 3 , C 3; 6; 2 Tọa độ trọng tâm G của tam giác ... Toán HÌNH HỌC KHÔNG GIAN CỔ ĐIỂN VÀ PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN nhasachminhthang.vn HƯỚNG DẪN GIẢI CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM Câu 1 Gọi là đường thẳng quaO và vuông góc với P Do góc giữa l và P bằng 300 nên góc giữa l và bằng 600 Do O và cố định nên tập hợp các đường thẳng l là mặt nón tròn xoay với đỉnh O, trục , góc ở đỉnh 1200 Chọn đáp án D Câu 2 Gọi G là trọng tâm tam giác BCD Hình ... HÌNH TRONG KHÔNG GIAN 15 nhasachminhthang.vn 19 | Câu CÂU HỎI HỎITRẮC TRẮCNGHIỆM NGHIỆM“PHẦN “PHẦN2:1:KHỐI KHỐIĐA ĐADIỆN DIỆN CÂU PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN PHÉP BIẾN HÌNH TRONG KHÔNG GIAN ... PHẦN 1: KHỐI ĐA DIỆN PHẦN 2: KHỐI ĐA DIỆN PHÉPBIẾN BIẾNHÌNH HÌNHTRONG TRONGKHÔNG KHÔNGGIAN GIAN PHÉP Trong thực tế ta thường gặp vật thể không gian giới hạn đa giác viên gạch, khối lập phương, kim... Góc 2 góc ASB sinh hình nón b Khối nón: Là phần không gian giới hạn hình nón, kể hình nón đó(hoặc hình nón phần bên gọi khối nón) Diện tích hình nón thể tích khối nón Cho hình nón N có chiều