Hình chiếu vuông góc của đường thẳng lên mặt phẳng: Cách 1:Cho đường thẳng d và mặt phẳng α.. Các dạng viết phương trình đường thẳng: Loại 1: Viết phương trình đường thẳng d khi biết
Trang 1HUỲNH VĂN LƯỢNG 0918.8 9.305 – 0 234.444.305 – 09 3.444.30 0963.1 5.305 – 0929.105.305 – 066 513.305
www.huynhvanluong.com
Chúc các em đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới
Huỳnh Văn Lượng
(đồng hành cùng hs trong suốt chặn đường THPT)
LƯU HÀNH NỘI BỘ
Trang 2Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
HỆ THỐNG KIẾN THỨC HÌNH Oxyz
Download mi ễn phí tại Website: www.huynhvanluong.com
Biên so ạn: Huỳnh Văn Lượng (email: hvluong@hcm.vnn.vn)
0918.859.305 – 01234.444.305 – 0933.444.305-0929.105.305 -0963.105.305-0666.513.305-0996.113.305
-
1 Tọa độ điểm và véctơ :
• Hệ toạ độ trong khơng gian gồm ba trục Ox Oy Oz, , đơi một vuơng gĩc, các véc tơ đơn vị tương ứng
• ABCD là hình bình hành ⇔ AB=DC
• A,B,C thẳng hàng ⇔ AB, AC cùng phương
• A,B,C,D là ba đỉnh của tam giác ⇔ AB, AC khơng cùng phương
Trang 3Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
V = AB AC AD
-
• Mặt phẳng ( )α c ắt trục Ox Oy Oz, , l ần lượt tại A a( ;0;0 ,) (B 0; ;0 ,b ) (C 0;0;c), có ph ương trình
theo đoạn chắn là: x y z 1 (abc 0)
y y a
Trang 4Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
−
−
−+
>
−+
• Nếu d(I,(P)) > R thì mặt phẳng (P) và mặt cầu (S) không có điểm chung
• Nếu d(I,(P)) = R thì mặt phẳng (P) và mặt cầu (S) tiếp xúc nhau
• Nếu d(I,(P)) < R thì mặt phẳng (P) và mặt cầu (S) cắt nhau theo giao tuyến là đường tròn có bán kính r = R2− d2 và tâm H của là hình chiếu của I lên mặt phẳng (P)
5 Hình chiếu vuông góc của điểm M:
a) Tìm hình chiếu vuông góc của 1 điểm M trên một mặt phẳng (α)
• Viết phương trình đường thẳng d đi qua M và vuông góc với (α)
• Gọi H là hình chiếu của M trên (α) ⇒H =d∩(α)
b) Tìm hình chiếu vuông góc của một điểm M trên 1 đường thẳng d
Cách 1: _ Viết phương trình mặt phẳng (α) đi qua M và vuông góc với d
_ Gọi H là hình chiếu của M trên d ⇒H =d∩(α)
Cách 2: _ Chuyển phương trình đường thẳng d về dạng tham số
_ Gọi I là một điểm bất kì thuộc d ⇒ tọa độ điểm I theo tham số t
_ I là hình chiếu của M trên d ⇔ MI⊥d ⇔MI.u d =0⇒ t ⇒ Tọa độ I
6 Hình chiếu vuông góc của đường thẳng lên mặt phẳng:
Cách 1:Cho đường thẳng d và mặt phẳng ( )α Tìm phương trình hình chiếu của d trên ( )α
- Viết phương trình mặt phẳng ( )β chứa d và ( ) ( )β ⊥ α
- Gọi d’ là hình chiếu vuông góc của d trên ( )α Suy ra d'=( ) ( )β ∩ α
Cách 2:Cho đường thẳng d và mặt phẳng ( )α Tìm phương trình hình chiếu của d trên ( )α
- Tìm giao điểm A của d và ( )α
- Lấy B d∈ rồi tìm toạ độ của H là hình chiếu vuông góc của B trên ( )α
- Viết phương trình của đường thẳng AH đi qua A và H
Chú ý : Nếu d//( )α thì làm như sau :
- Lấy A d∈ rồi tìm toạ độ của H là hình chiếu vuông góc của A trên ( )α
- Gọi d’ là hình chiếu vuông góc của d trên d Suy ra d’ song song với d và d’ đi qua H
7 Các dạng viết phương trình đường thẳng:
Loại 1: Viết phương trình đường thẳng d khi biết điểm đi qua và véctơ chỉ phương
(áp dụng công thức)
Loại 2: Viết phương trình đường thẳng (d) qua A và cắt cả hai đt (d , 1) (d2) cho trước
Cách 1:
Trang 5Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
• Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua A và chứa (d1)
• Viết phương trình mặt phẳng (Q) đi qua A và chứa (d2)
• d =(P)∩(Q)
• Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua A và chứa (d 1)
• Xác định giao điểm B của (d2) và (P)
• Viết phương trình đường thẳng (d): đi qua A và có vecto chỉ phương là AB
Loại 3: Viết phương trình đường thẳng (d) qua A và vuông góc với hai đường thẳng (d , 1) (d2)
• Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua A và vuông góc với (d1)
• Viết phương trình mặt phẳng (Q) đi qua A và vuông góc với (d2)
• d =(P)∩(Q)
• Xác định các vecto chỉ phương của (d1), (d2) lần lượt là u d1 và u d2
• Gọi w là vecto chỉ phương của đường thẳng (d), ta có:
d
d
u w
u w
]
;[u d1 u d2
w=
⇔
• Viết phương trình đường thẳng (d): đi qua A và có vecto chỉ phương là w
Loại 4: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua A, vuông góc với (d và cắt 1) (d2) cho trước.
• Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua A và vuông góc với (d1)
• Viết phương trình mặt phẳng (Q) đi qua A và chứa (d2)
• d =(P)∩(Q)
• Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua A và vuông góc với (d1)
• Xác định giao điểm B của (d2) và (P):
• Viết phương trình đường thẳng (d): đi qua A và có vecto chỉ phương là AB
Loại 5: Viết phương trình đường vuông góc chung ( ∆ ) của 2 đường thẳng chéo nhau
Cho 2 đường thẳng chéo nhau: d có vtcp u và đường thẳng d’ có vtcp v Gọi w=[ v u; ]
• Viết phương trình mặt phẳng (α) chứa d và song song với w
• Viết phương trình mặt phẳng (β) chứa d’ và song song với w
• Phương trình đường vuông góc chung của d và d’ là ∆=(α ∩) (β)
• Chuyển d và d’ về Loại phương trình tham số theo “t” và “u” Gọi M t)∈d;N(u)∈d'
0
'
d
d
u MN
u MN
t, u⇒ tọa độ M,N
• Viết phương trình đường thẳng ( ∆ ): đi qua M và có vecto chỉ phương là MN
Trang 6Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Bài 1. TOẠ ĐỘ CỦA ĐIỂM VÀ VECTƠ TRONG KHÔNG GIAN
4 Cho tam giác ABC : A(1; 2 ; 3), B(3 ; 2 ; 1), C(1 ; 4 ; 1) Tam giác ABC là tam giác gì?
5 Cho tam giác ABC : A(1; 2 ; 3), B(7 ; 10 ; 3), C(-1 ; 3 ; 1) Tam giác ABC có đặc điểm nào dướiđây?
6 Cho tam giác ABC biết A(2; 4 ; -3) và AB=(-3; -1 ; 1),AC =(2; -6 ; 6)
Khi đó trọng tâm G của tam giác có toạ độ là:
8 Cho tam giác ABC : AB=(-3; 0; 4),BC =(-1; 0 ; -2)
Độ dài đường trung tuyến AM bằng bao nhiêu?
Trang 7Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
A. a + + = b c 0 B a b c , ,
đồng phẳng C. cos , ( ) 6
25 Tính giá trị của góc giữa 2 vectơ (2;5; 0), (3; 7; 0)a b −
?
Trang 8Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
26 Cho A(1; 2; –3) và B(6; 5; –1) Nếu OABC là hình bình hành thì toạ độ điểm C là:
27 Trong mặt phẳng Oxyz Cho tứ diện ABCD có A(2;3;1), B(4;1;-2), C(6;3;7), D-5;-4;-8).
Độ dài đường cao kẻ từ D của tứ diện là
4 33
28 Cho A(1;0;0), B(0;1;0), C(0;0;1) và D(-2;1;-1).Thể tích của tứ diện ABCD là
13
29 Cho tam giác ABC có A = (1;0;1), B = (0;2;3), C = (2;1;0) Độ dài đường cao của tam
giác kẻ từ C là
30 Trong không gian Oxyz, cho bốn điểm A ( 1,0,0 ; ) ( B 0,1,0 ; ) ( C 0,0,1 ; ) D ( 1,1,1 ) Xác
định tọa độ trọng tâm G của tứ diện ABCD
Trang 9Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
C Tiếp xúc nhau D.( )P đi qua tâm của mặt cầu ( )S
14 Hãy xét vị trí tương đối giữa 2 mặt cầu ( ) :S x2+y2 +z2−8x +4y−2z−4=0 và
( ') :S x +y +z +4x−2y−4z +5=0?
15 Cho mặt cầu ( ) : (S x−2)2 +(y−1)2 +(z+1)2 =36 và điểm M − −( 2; 1; 3) Hãy lập phương trình mặtphẳng tiếp diện của ( )S tại điểm M ?
A.2x+y+2z+11=0 B.2x-y+2z+11=0 C.2x-y-2z+11=0 D.2x+y-2z+11=0
Trang 10Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
( ) : (S x +1) +(y−2) +(z−3) =12 Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?
A.( ) S đi qua điểm N −( 3; 4;2) B.( ) S đi qua điểm M(1; 0;1)
A.( ) α cắt mặt cầu ( )S theo một đường tròn có bán kính nhỏ hơn bán kính mặt cầu
B.( ) α đi qua tâm của mặt cầu ( )S
C.( ) α tiếp xúc với mặt cầu ( )S
Trang 11Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
A.2x+y+2z-20=0 B 2x+y+2z+20=0 C.2x+y-2z+20=0 D.2x-y+2z+20=0
31 Cho (S) là mặt cầu tâm I(2,1,-1) và tiếp xúc với mặt phẳng (P): 2x-2y-z+3=0 bán kính (S) là
32 Cho bốn điểm A(1;1;1), B(1;2;1), C(1;1;2) và D(2;2;1) Tâm I của mặt cầu ngoại tiếp tứ
diện ABCD có tọa độ :
Trang 12Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
1 Phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) đi qua điểm M(2 ; 3 ; 5) và vuông góc với vectơ n = (4; 3;2):
A 4x+3y+2z+27=0 B 4x-3y+2z-27=0 C 4x+3y+2z-27=0 D 4x+3y-2z+27=0
2 Phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) đi qua điểm M(2 ; 3 ; -1) và song song với mặt phẳng
( ) : 5Q x−3y+2z−10=0 là:
A 5x-3y+2z+1=0 B 5x+5y-2z+1=0 C 5x-3y+2z-1=0 D 5x+3y-2z-1=0
3 Phương trình tổng quát của mặt phẳng (ABC) với (2; 0;3), (4; 3;2), (0;2;5)A B − C là:
4 Phương trình tổng quát của mặt phẳng trung trực của AB với (2; 0;3), (4; 4;1)A B − là:
A.2x+3z-11=0 B x-2y-z-5=0 C 4x-4y+z-11=0 D x-2y-z=0
5 Lập phương trình tổng quát của mặt phẳng chứa điểm M(1 ; -2 ; 3) và có cặp vectơ chỉ phương
v = u = − −
?
A.2x+12y+9z+53=0 B.2x+12y+9z-53=0 C.2x-12y+9z-53=0 D.2x-12y+9z+53=0
6 Viết phương trình mặt phẳng đi qua 2 điểm A(4; 0;2), (1; 3; 2)B − và song với đường thẳng
A.29x+7y+27z+62=0 B.29x+7y+27z-62=0 C.29x-7y+27z+62=0 D.29x-7y-27z-62=0
7 Mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB có phương trình là ,với A(1;2;-3),B(-3;2;9)
A.2x+y+2z+15=0 B.2x+y-2z-15=0 C.2x-y+2z-15=0 D.2x-y-2z-15=0
11 Viết phương trình tổng quát của mặt phẳng chứa hai điểm (2; 1; 4), (3;2; 1)A − B − và vuông góc với mặtphẳng ( ) :α x +y+2z−3=0?
A.11x+7y+2z+21=0 B.11x-7y+2z+21=0 C.11x+7y-2z-21=0 D.11x-7y-2z-21=0
12 Phương trình của mp(P) đi qua điểm A(1;-1;-1) và vuông góc với đường thẳng
Trang 13Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
15 Phương trình của mặt phẳng ( )P chứa đường thẳng là giao tuyến của hai mặt phẳng
24 Cho điểm (2;6; 3)I − và các mặt phẳng ( ) :α x−2=0,( ) :β y−6=0,( ) :γ z+3=0 Trong các mệnh
đề sau, hãy tìm mệnh đề sai?
Trang 14Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Trang 15Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
9 Phương trình tham số của đường thẳng d đi qua điểm N(-1;2;-3) và song song với đường thẳng
∆:x y+1 1-z= =
x=-1+2t y=2+2t z=-3 +3t
10 Lập phương trình chính tắc của đường thẳng d đi qua điểm A(2;3;-5) và có vecto chỉ phương
Trang 16Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
19 Tìm tất cả các giá trị của m để đường thẳng là giao tuyến của hai mặt phẳng
được kết quả nào?
D Cả 3 đáp án trên đều sai
25 Xét vị trí tương đối của 2 đường thẳng
Trang 17Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
29 Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz cho hình lập phương ABCD A B C D ' ' ' ' cạnh a Hãy tínhkhoảng cách giữa 2 đường thẳng AC và BD'?
30 Cho 2 điểm M0(2; 3;1),M1(1; 1;1)− và đường thẳng là giao tuyến của hai mặt phẳng
2x−y+5=0,2x+z+5=0, gọi d0 =d M( 0, )∆ và d1 =d M( 1, )∆ Hãy tìm mệnh đề đúng trong các mệnh đề sau?
y z
chung của 2 đường thẳng trên bằng bao nhiêu?
Trang 18Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
BÀI TẬP VỀ GIAO ĐIỂM – HÌNH CHIẾU - ĐỐI XỨNG
1 Tìm toạ độ giao điểm M của đường thẳng
Xác định toạ độ hình chiếu vuông góc
H của A lên đường thẳng ( )d ?
A (2;1;1)H B (2;2; 1)H − C (2;2;1)H D (2;1; 1)H −
4 Cho mặt phẳng (P): 3x -8y +7z -1=0 và hai điểm A(0;0;-3), A(2;0;-1) Tìm giao điểm M của mp(P) và
5 Trong không gian cho điểm A(1;1;1) và đường thẳng
14 4:
6 6 Trong không gian Oxyz, cho mp(P) :x+ y +z -1 =0 và đường thẳng d có phương trình:
1:1
Tìm giao điểm A của d và mp(P) (Đại học Hàng Hải-2000)
7 Cho mặt phẳng ( ) :P x +y+5z−14=0 và điểm M(1; 4; 2)− − Tìm toạ độ hình chiếu H của điểm
Trang 19Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
mặt phẳng (P): 2x -2y +z -3 =0
12. Xác định giao điểm C của mặt phẳng (P) : x+ y +z -3 =0 và đường thẳng :
x=3-2ty=-1 +2tz=2 -t
17. Giao điểm của hai đường thẳng d :
18 Cho 3 mp (P):x + 2y – z – 6 = 0 ; (Q): 2x – y + 3z +13 = 0; (R): 3x – 2y + 3z +16 = 0 cắt nhau tại điểm
19 Hình chiếu vuông góc của A(-2;4;3) trên mặt phẳng 2x−3y+6z+19 0= có tọa độ là:
20: Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho điểm M(1;1;1) và mặt phẳng (P) có phương trình x + 2y
– 3z + 14 = 0 Toạ độ hình chiếu vuông góc của điểm M trên mặt phẳng (P) là:
Trang 20Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
27.Cho mặt phẳng (P): x+y-z-4=0 và điểm A(1;-2;-2) Gọi A' là điểm đối xứng của A qua (P) Hãy xác định
A' A A'(3;0;-4) B A'(3;0;8) C A'(3;4;8) D A'(3;4;-4)
28 Cho mặt phẳng (P): 2x – y + 3z + 17 = 0 và điểm A(5;2;-1) Gọi A' là điểm đối xứng của A qua (P) Hãyxác định A'
29 Hình chiếu vuông góc của điểm A(0;1;2) trên mp (P) : x + y + z = 0 có tọa độ là:
Trang 21Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Trang 22Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
BÀI TẬP TỔNG HỢP
Câu 1: Định giá trị của m để đường thẳng d: x+1 y-2 z+3 = =
2 2
5 3 z=
cắt và vuông góc với ∆ có vec tơ chỉ phương là :
Trang 23Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Câu 11: Khoảng cách giữa hai đường thẳng d1: 2 1
Câu 12: Phương trình mặt phẳng chứa d1: 1 2 4
Câu 13: Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho đường thẳng (d):
Véc tơ nào sau đây là véc tơ chỉ phương của (d)?
Câu 14: Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm M(-2;1;1) và đường thẳng (d) có phương trình
PT mặt phẳng (P) qua M vàvuông góc với đường thẳng (d) là:
Câu 20: Khoảng cách giữa hai đường thẳng d1: 2 1
Câu 21: Phương trình mặt phẳng chứa d1: − = + = −
Trang 24Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Câu 22 Mặt cầu tâm I(1;3;5) tiếp xúc với đường thẳng d: 1
D 3 1 4; ; Hỏi có tất cả bao nhiêu mặt phẳng cách đều bốn điểm đó ?
Câu 26: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (P :) 3x+4y+2z+ =4 0
Lập phương trình chính tắc của đường thẳng
d’ đi qua A ,vuông góc với d và cắt d
Câu 29: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(0 1 1; ; ) và B ;(1 2 3; ) Viết phương trình
của mặt phẳng (P) đi qua A và vuông góc với đường thẳng AB
Trang 25Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Câu 31: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A ;(1 0; 2) và đường thẳng d có phương trình
Câu 36:Cho đường thẳng d :x 8 y 5 z 8
20
50 D
Câu 37: Mặt phẳng (P) chứa đường thẳng ( ) : 1 1
= = và vuông góc với ( ) : 2Q x+y− = cóz 0phương trình là:
với (d) và song song với (P) có véc tơ chỉ phương có cao độ là:
Trang 26Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Câu 40: Cho A(1;5;0), B(3;3;6) và ( ): 1 1
Câu 41: Cho A(2,1, 1 , ( ) :− ) P x+2y−2z+3 0= (d) là đường thẳng đi qua A và vuông góc với (P) Tìm tọa
độ M thuộc (d) sao cho OM = 3
Câu 42: Cho A(2;0;-3), B(4;-2;-1), ( ) :P x+y+2z+4=0 Phương trình đường thẳng (d) thuộc (P) sao cho
Vị trí tương đối của hai đường thẳng là:
Câu 44: Cho A(-1,-2,2), B(-3,-2,0), ( ) :P x+3y− +z 2 0= Vectơ chỉ phương của đường thẳng giao tuyến của (P) và mặt phẳng trung trực của AB là:
Câu 46: Cho d là đường thẳng đi qua điểm A(1;2;3) và vuông góc với mặt phẳng ( )α : 4x+3y−7z+ = 1 0
Phương trình tham số của d là:
Trang 27Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
Câu 50: Mặt phẳng (P) chứa đường thẳng d: x 1 y z 1
Câu 52 Trong không gian với hệ toạ độ 0xyz cho A(2;0;0); B(0;3;1); C(-3;6;4) Gọi M là điểm nằm trên
cạnh BC sao cho MC = 2MB Độ dài đoạn AM là:
Câu 53: Cho điểm M(–3; 2; 4), gọi A, B, C lần lượt là hình chiếu của M trên Ox, Oy, Oz Mặt phẳng song
song với mp(ABC) có phương trình là:
Trang 28Luy ện thi THPT Quốc gia (Hình Oxyz) www.huynhvanluong.com
C©u 58 : Bán kính của mặt cầu tâm I(3;3;-4), tiếp xúc với trục Oy bằng
C©u 60 : Cho mặt phẳng ( )α : 4x 2y 3z 1 0− + + = và mặt cầu ( )S : x2+y2+z2−2x 4y 6z 0+ + = Khi
đó, mệnh đề nào sau đây là một mệnh đề sai:
A. ( )α cắt ( )S theo một đường tròn B. ( )α tiếp xúc với ( )S
C. ( )α có điểm chung với ( )S D. ( )α đi qua tâm của ( )S
C©u 61 : Trong không gian Oxyz, tam giác ABC có A ( 1,0,0 ; ) ( B 0,2,0 ; ) ( C 3,0,4 ) Tọa độ
điểm M trên mặt phẳng Oyz sao cho MC vuông góc với (ABC) là:
C©u 63 : Trong không gian Oxyz, xác định các cặp giá trị (l, m) để các cặp mặt phẳng sau đây
song song với nhau: 2 x + ly + 3 z − = 5 0; mx − 6 y − 6 z − = 2 0