SKKN: Rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải một số bài toán viết phương trình đường thẳng trong không gian

23 55 0
SKKN: Rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải một số bài toán viết phương trình đường thẳng trong không gian

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Đề tài thu được một số bài học kinh nghiệm: Luôn củng cố và khắc sâu các kiến thức có liên quan. Cần rèn luyện cho học sinh sau khi đọc đề bài phải biết phân tích bài toán để đưa về bài đơn giản hơn và tìm ra các cách giải khác nhau, từ đó nhằm phát huy tư duy, sáng tạo và khái quát hóa bài toán. Động viên các em nỗ lực tìm tòi những lời giải hay, tranh luận với bạn bè giúp nhau cùng tiến bộ. Rèn luyện cách trình bày bài giải một cách chặt chẽ, logic và cẩn thận. Khơi dậy cho các em yêu thích môn toán và say mê học toán hơn.

 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ         Trong việc dạy học tốn ta ln coi mục đích chủ  yếu là hình thành và  phát triển tư duy tốn học, tạo cho học sinh vốn kiến thức và vận dụng kiến   thức vào thực tiễn. Vì vậy việc xây dựng và hình thành cho học sinh phương   pháp giải từng dạng tốn là hết sức cần thiết. Trong các đề  thi tốt nghiệp  trung học phổ  thơng, đề  thi   tuyển sinh vào các trường Đại học, Cao đẳng,   Trung học chun nghiệp những năm gần đây bao giờ  cũng có một câu hình  tọa độ  trong khơng gian, hoặc có những câu hình khơng gian mà khi dùng   phương pháp tọa độ  để  giải thì bài tốn trở  nên đơn giản. Vì vậy khi dạy  chương phương pháp tọa độ  trong khơng gian, bản thân tơi ln trăn trở  làm   thế nào để  khi học chương này học sinh khơng thấy khó, mà phải tự  tin làm  bài.Với suy nghĩ như  vậy khi dạy phần bài tập phương trình đường thẳng  trong khơng gian tơi đã chuẩn bị một chun đề  xem như  một đề  tài cải tiến  phương pháp dạy học để dạy cho các em:  “ Rèn luyện cho học sinh kỹ năng giải một số bài tốn viết phương trình  đường thẳng trong khơng gian “. Và trong năm học 2014 ­ 2015 Bộ  giáo  dục lại gộp hai kỳ thi lại một nên việc rèn luyện và tổng hợp cho học sinh kỹ  năng giải các dạng tốn là rất cần thiết vì vậy tơi mạnh dạn đưa   ra các bài  tốn này nhằm giúp học sinh giải quyết các bài tốn tốt hơn                                         PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ      I. CƠ SỞ LÝ LUẬN    ­ Trong đề  tài cho phép tơi viết tắt: vtcp ( véc tơ  chỉ  phương ); vtpt (véc tơ  pháp tuyến) ­ Trước hết, u cầu học sinh nắm vững các kiến thức cơ  bản về  đường  thẳng, phương trình của đường thẳng. Muốn viết phương trình đường thẳng  cần biết một điểm mà nó đi qua và 1 véc tơ chỉ phương Viết phương trình của đường  thẳng Bước 1: Tìm 1 vtcp  u (a; b; c)  của đường thẳng Bước 2:  Tìm điểm M0(x0; y0; z0) thuộc đường thẳng Bước 3:  Viết phương trình đường thẳng dưới dạng:  x x0 at            Phương trình tham số :   y y bt      (t R) x z ct            Phương trình chính tắc:  x x0 a y y0 b z z0 c       (abc 0)  Chú ý 1)Nếu đường thẳng (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng  ( P) : Ax By Cz D  ( A2 B C 0) và  ( P ) : A x B y C z D (A B2 C2 0  0)  Khi đó:    ­ Đường thẳng ( d) có 1 vtcp  u n1 , n  (Trong đó  n ; n lần lượt là vtpt của  (P) và (P’) )                     ­ Muốn tìm một điểm thuộc (d) thì ta cho x = x 0, giải hệ phương trình tìm y,  z. (Thường cho x  một giá trị ngun và tìm y, z ngun) uuur 2) Đường thẳng (d)  qua 2 điểm A, B thì (d) có 1 vtcp là  AB 3) Đường thẳng (d)  vng góc với mp(P) thì (d) có 1 vtcp là 1 vtpt của (P) 4) Đường thẳng (d) song song với đường thẳng  ( )  thì (d)  và  ( ) có vtcp cùng  phương 5) Hai đường thẳng vng góc thì hai vtcp của chúng vng góc với nhau II.THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ       Đứng trước những bài tốn hình học tọa độ  khơng gian học sinh thường  lúng túng khơng xác định được đường lối, phương pháp giải. Các em cho rằng   nhiều dạng tốn như  thế  thì làm sao nhớ  hết các dạng và cách giải các dạng  đó, nếu bài tốn khơng thuộc dạng đã gặp thì khơng giải được.  Một số  học  sinh có thói quen khơng tốt là khi đọc đề  chưa kỹ  đã kêu khó và khơng làm   nữa. Số tiết bài tập dành cho loại bài tập này ít, trong sách giáo khoa dạng bài tập này khơng có  nhiều, một số tài liệu cũng có nhưng khơng có tính chất hệ thống . Tuy nhiên  nó có thể có trong một số đề thi Đại học, cao đẳng, thi học sinh giỏi tỉnh. Với  thực trạng đó để giúp học sinh định hướng tốt hơn trong q trình giải các bài  tập nói chung và các bài tốn viết phương trình đường thẳng trong khơng gian   nói riêng giáo viên cần tạo cho học sinh thói quen định hướng lời giải, khai   thác tính chất đặc trưng hình học của bài tốn để tìm các cách giải nhằm phát  huy được tính tự  giác, tích cực của học sinh. Trong khn khổ  đề  tài này tơi   chỉ nêu được một số bài tốn, một số cách giải và một số bài tập III. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Bài tốn 1: Viết phương trình đường thẳng đi qua một điểm  và có một  véc tơ chỉ phương Cách giải : Biết A(x1; y1;z1) là điểm cho trước, vtcp  u (a; b; c) của đường  thẳng hoặc là cho trực tiếp, hoặc là cho gián tiếp ­ Nếu cho trực tiếp vtcp  u (a; b; c) của đường thẳng thì ta viết được x x0 at       Phương trình tham số :   y x y0 bt      (t z0 ct       Phương trình chính tắc:  x x0 a y y0 b R) z z0 c   (abc 0) ­   Nếu   cho   gián   tiếp   véc   tơ     phương     đường   thẳng     ta   tìm   vtcp  u (a; b; c) của đường thẳng dựa vào các giả thiết của bài tốn.   Ví dụ1:  Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, Viết phương trình chính tắc đường  thẳng (d) đi qua điểm M(­2;1;0) và vng góc với mặt phẳng (P): x + 2y ­ 2z +   1= 0   Hướng dẫn giải: Mặt phẳng (P) có 1 vtpt là  n(1;2; 2)  Do đó đường thẳng  (d) đi qua điểm M(­2;1;0) và nhận   n(1;2; 2)   làm 1 vtcp có phương trình  x y z 2 Ví dụ2 : Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho B( 1;2;1) và C( 1;1;3).Viết   phương trình tham số của đường thẳng BC  Hướng dẫn giải: Đường thẳng BC đi qua B(1;2;1) và nhận  BC (0; 1;2)  làm 1  chính tắc là :  x vtcp. Vây BC có phương trình tham số là :  y t z 2t  Ví dụ3: Trong khơng gian với hệ toạ  độ  Oxyz cho đường thẳng (d1) là giao  tuyến của hai mặt phẳng (P): x + y ­ z +2 = 0 và (P’): 2x – y +5z ­ 1 = 0.Viết   phương trình chính tắc của đường thẳng (d) đi qua điểm M(1;2;­2) và song  song với đường thẳng (d1)  Hướng dẫn giải:  Cách 1: Véc tơ chỉ phương của (d)  là  u n1 , n2 (4; 7; 3) (Trong đó  n ;n lần  lượt     vtpt     (P)     (P’))   Đường   thẳng   (d)     qua   M(1;2;­2)   nhận   u x (4 3)  làm 1 vtcp có phương trình là:  y z   Cách 2 : Gọi A(1;­4;­1), B(5;­11;­4) là hai điểm thuộc đường thẳng (d 1).Ta có  AB (4; 7; 3) là 1 vtcp của (d). Khi đó (d) có phương trình:  x y z Lưu ý: Có nhiều cách để  chọn hai điểm thuộc (d1), thơng thường chọn một  giá trị x ngun để  tìm y ngun và z ngun, mục đích để  việc tính tốn dễ  dàng hơn. Tuy nhiên trong nhiều bài tốn tìm điểm có tọa độ  ngun thuộc   đường thẳng (d1) gặp khó khăn dẫn đến mất thời gian, dễ dẫn đến sai lầm.  Nên học sinh phải biết lựa chọn cách giải nào cho phù hợp Bài tập: 1. Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm A(3; ­2; ­2) và (P) : 2x – 2y  + z – 1= 0. Viết phương trình tham số  của đường thẳng đi qua điểm A và  vng góc với (P) 2. Trong khơng gian với hệ toạ  độ  Oxyz, cho điểm B(1;3;4) và đường thẳng   x 2t (d ) : y 3t  Viết phương trình tham số, phương trình chính tắc ( nếu có)  z 3t của đường thẳng (d) đi qua điểm B và song song với đường thẳng (d1)  3. Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho A(3; 5; 7), B(1;2;3) và  C(­1;1;2). Viết phương trình tham số của đường thẳng : a, Đi qua hai điểm A và B b, Đi qua trọng tâm G của tam giác ABC và vng góc với mặt phẳng chứa  tam giác ABC.   Bài tốn 2: Viết phương trình đường góc chung (d) của hai đường thẳng  chéo nhau (d1) và (d2)  Cách giải :   Cách  1:  Viết    phương trình   (d1 ) , (d ) dưới dạng tham số,  suy ra toạ   độ  M (d1 )  theo tham số t, toạ độ của  N    Giải hệ  MN u1 MN u2 (d )  theo tham số t' r r tìm được t, t' ( u1;u2 lần lượt là vtcp của  (d1 ) (d ) ), suy  ra toạ  độ  điểm M, N. Từ  đó viết được phương trình MN và cũng chính là   phương trình của (d) r     Cách 2: Đường thẳng  (d1 )  có 1 vtcp  u1  và đi qua A; Đường thẳng  (d )  có  r 1 vtcp  u2 và đi qua B. Gọi (P) là mặt phẳng chứa (d1 ) và (d); Gọi (Q) là mặt  phẳng chứa  (d ) và (d), suy ra (d) là giao tuyến của (P) và (Q). Từ  đó suy ra  được phương trình của đường thẳng (d).  Ví   dụ:   Trong  khơng   gian  với  hệ   toạ   độ   Oxyz,  cho   hai   đường  thẳng (d1 ) :  x y 1 z x 2t  và (d ) :  y t  Viết phương trình chính tắc đường vng  z góc chung (d) của  (d1 ) (d ) Hướng dẫn giải:  Cách 1: Đường thẳng (d1 ) có 1 vtcp   u (2; 1;1) ; đường thẳng   (d ) có 1 vtcp  u (2;1;0)   Gọi   M (2t1 ;1 t1 ; t1 ) (d1 ); N ( 2t ;1 t ;3) (d )   Suy   ra  MN (2t 2t1 ; t t1 ;5 t1 ) Ta có   MN u1 3t 6t1 MN u2 5t 3t1 t1  Khi đó  t M(2;0;­1);  MN ( 1;2;4)  Do đó phương trình chính tắc đường vng góc chung  (d) là phương trình của đường thẳng MN : x y z  Cách 2: Đường thẳng  (d1 )  có 1 vtcp  u (2; 1;1)  và đi qua A(0;1;­2); Đường  thẳng  (d )  có 1 vtcp  u (2;1;0)  và đi qua B(­1;1;3); gọi  u u1 , u2 ( 1;2;4)   Đường vng góc chung (d) của  (d1 )  và  (d ) là giao tuyến của hai mặt phẳng  (P) và (Q) trong đó: (P) là mặt phẳng chứa  (d1 )  và (d) nên (P) đi qua A nhận  n1 u , u1 (2;3; 1) làm 1 vtpt có phương trình là: 2x+3(y­1)­(z+2) = 0 hay  2x+3y­z­5=0   (Q)     mặt   phẳng  chứa   (d )   và  (d)   nên   (Q)     qua   B   nhận  n2 u2 , u ( 4; 8;5)  làm 1 vtpt có phương trình là: 4x ­ 8y + 5z – 3 = 0.Vậy   tập hợp những điểm nằm trên (d) có tọa độ thỏa mãn hệ:  2x 3y ­ z ­ 5   0  4x y 5z (I)  x t x Đặt y = 2t thì hệ (I) trở thành  y 2t hay   z 4t y Vậy đường thẳng (d) có phương trình chính tắc là:  x z   y z Bài tập: 1. Trong không gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho bốn điểm A(4;1;4); B(3;3;1);  C(1;5;5); D(1;1;1).Hãy viết phương trình tham số đường vng góc chung của  hai đường thẳng AC và BD 2. Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hai đường thẳng (d 1) và (d2) lần  x lượt có phương trình là (d1) :  y 3 z x ; (d2):  y z 3t 2t   t Viết phương trình chính tắc đường vng góc chung của chúng.  3.Trong   khơng   gian   với   hệ   toạ   độ   Oxyz,   cho   đường   thẳng   (d1):  x y z và (d2) là giao tuyến của hai mặt phẳng 3x –2y +z = 0;  x – 3z + 5 = 0. Viết phương trình tham số đường vng góc chung của chúng Bài tốn 3: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua M vng góc với  hai đường thẳng (d1) và (d2)  Cách giải :  Cách 1: Đường thẳng (d1 ) có 1 vtcp  u1 , đường thẳng (d2 ) có 1 vtcp  u  Chọn  u k u1 ,u   (k 0)  làm 1 vtcp của (d). Suy ra phương trình của (d) Cách 2: Đường thẳng (d) là giao tuyến cưa hai mặt phẳng (P) và (Q), trong đó  (P) là mặt phẳng đi qua M và vng góc với (d1 ) ; (Q) là mặt phẳng đi qua M  và vng góc với (d )    V    í d   ụ:   Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm M(2;­1;1) và hai  đường thẳng (d1):   x y z x ; (d2):  1 y 1 z  Viết phương trình  chính tắc đường thẳng (d) đi qua M, vng góc với hai đường thẳng (d 1) và  (d2).    Hướng dẫn giải: Đường thẳng (d1 )có 1 vtcp  u (3;2;1) , (d2 ) có 1 vtcp  u (1; 1;1)  Chọn   u u1 , u phương trình là: (3; 2; 5)  làm 1 vtcp của (d). Đường thẳng (d) đi qua M có  x y z Giáo viên: u cầu học sinh về tự làm các cách cịn lại    Bài tập: Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, viết phương trình tham số  đường thẳng đi qua điểm N(3;2;4) vng góc với hai đường thẳng có phương  trình lần lượt là  x y z x  và   y 2 z Bài tốn 4: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua M, vng góc với  đường thẳng (d1) và cắt đường thẳng (d2)  Cách giải : r Cách 1: Tìm véc tơ chỉ phương  u của (d1), biểu thị toạ độ giao điểm N của (d)  và (d2) qua t (đường thẳng (d2) viết về  dạng tham số), giải phương trình  MN u  tìm được t. Viết phương trình đường thẳng (d) qua M và có vtcp  MN Cách 2:  Viết phương trình mặt phẳng (P) qua M và vng góc với đường   thẳng (d1). Tìm giao điểm N của (P) với (d2), chọn véc tơ  k MN   (k 0)  là 1vtcp  của (d). Từ đó suy ra phương trình của đường thẳng (d) Cách 3:  Viết phương trình mặt phẳng (P) qua M và vng góc với đường   thẳng (d1). Viết phương trình mặt phẳng (Q) qua M và chứa đường thẳng  (d2). Đường thẳng (d) cần tìm là giao tuyến của hai mặt phẳng (P)  và (Q).  Ví dụ : Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm A(1;2;3) hai đường  thẳng (d) và (d') lần lượt có phương trình (d):  x 1 y x 2 y z ; (d'): z  Viết phương trình chính tắc đường thẳng  ( ) đi qua điểm A  vng góc với đường thẳng (d) và cắt đường thẳng (d') Hướng dẫn giải : Cách 1: Đường thẳng (d) có 1 vtcp  u (2; 1;1) ; gọi  ( )  là mặt phẳng qua A và  vng góc với (d) thì  ( )  nhận  u (2; 1;1) làm 1 vtpt có phương trình là:  2x – y + z – 3 = 0. Gọi B là giao điểm của (d') và  ( )  tọa độ điểm B là nghiệm  2x y z của hệ:   x y z 1 x y Đường thẳng   ( )   đi qua điểm A nhận  z AB(1; 3; 5)  làm 1 vtcp có phương trình chính tắc là: x 1 y z Giáo viên:u cầu học sinh về tự làm các cách cịn lại  Bài tập:    1.Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm A(0;1;1) và hai đường   thẳng (d1):  x y z ; (d2) là giao tuyến của hai mặt phẳng x + y – z + 2   = 0;  x + 1 = 0. Viết phương trình tham số  của đường thẳng đi qua điểm A vng   góc với đường thẳng (d1) và cắt đường thẳng (d2).  2.Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm M(2;­1;1) và hai đường  x thẳng   (d1):   y x t z ;   (d2):   y t   Viết   phương   trình     tắc  z t đường thẳng  đi qua M, vng góc với đường thẳng (d1) và cắt đường thẳng  (d2).  Bài tốn 5: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua M, vng góc và  cắt đường thẳng (d1)  Cách giải : r Cách 1 : Tìm véc tơ  chỉ  phương  u của (d1), biểu thị  toạ  độ  giao điểm N của  (d) và (d1) qua t.(đường thẳng (d1) viết về dạng tham số). Giải  MN u  tìm  được t, viết phương trình (d) qua M và có 1 vtcp  MN   Cách 2 : Viết phương trình mặt phẳng (P) qua M và vng góc với (d1).Tìm  giao điểm N của (P) với (d1) chọn  k MN   (k 0)  là 1 vtcp của (d) . Từ đó suy ra  phương trình của đường thẳng (d)   Cách 3 : Đường thẳng (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng (P) và (Q). Trong   đó  (P) qua M và vng góc với đường thẳng (d1); (Q) qua M và chứa (d1).  Ví dụ  : Trong khơng gian với hệ toạ độ  Oxyz, cho điểm A(­4;­2;4) và đường   x 2t thẳng (d):  y t  Viết phương trình chính tắc đường thẳng  ( )  đi qua  z 4t A, vng góc và  cắt đường thẳng (d) Hướng dẫn giải:  Cách1:   Gọi   M ( 2t;1 t ; 4t ) (d )     giao   điểm     (d)     ( ) thì  AM (1 2t ;3 t ; 4t ) ; đường thẳng (d) có 1 vtcp  u (2; 1;4) Vì  ( ) vng góc  (d) nên  AM u nhận  AM 21t 21 t  Với t = 1 thì  AM (3;2; 1) do đó  ( ) đi qua A  (3;2; 1)  làm 1 vtcp có phương trình chính tắc là: x y 2 z Cách 2: Gọi (P) là mặt phẳng qua A và vng góc với (d) thì (P) đi qua A nhận  u (2; 1;4) là 1 vtcp của (d) làm 1 vtpt có phương trình là: 2x ­ y + 4z ­10 = 0.  Gọi M là giao điểm của (d) và (P), tìm được tọa độ của M(­1;0;3); (∆) đi qua  2 điểm A, M.Vậy phương trình (∆):  x y 2 z Giáo viên:u cầu học sinh về tự làm các cách cịn lại  Bài tập:  1, Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm M(2;1;0) và đường thẳng  (d) có phương trình: x y 1 z  . Viết phương trình chính tắc đường  thẳng ( ) đi qua điểm M cắt  và vng góc với đường thẳng (d) 2, Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm M(2;­1;0) và đường thẳng  (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng 5x + y +z + 2 = 0; x – y + 2z + 1 = 0. Vi ết   phương trình tham số  đường thẳng đi qua điểm M cắt   và vng góc với  đường thẳng (d) Bài tốn 6: Viết phương trình đường thẳng(d) đi qua M cắt hai đường  thẳng (d1) và (d2) Cách giải: Gọi (P) là mặt phẳng đi qua M và chứa (d 1); (Q) là mặt phẳng đi  qua M và chứa (d2). Đường thẳng (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng (P) và   (Q) Ví dụ: Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm M(1;­1;1) và đường  thẳng (d1)  x y z ; (d2) là giao tuyến của hai mặt phẳng x + y + z ­ 1 =   0; y + 2z ­ 3 = 0. Viết phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua điểm M   cắt cả hai đường thẳng (d1) và (d2).  Hướng dẫn giải: Đường thẳng (d) cần tìm là giao tuyến của hai mặt phẳng   (P) và (Q), trong đó (P) là mặt phẳng đi qua M và chứa (d1), (Q) là mặt phẳng    qua   M     chứa   (d2)   Đường   thẳng   (d1)     qua   N(1;0;3)     có     vtcp  u (2;1; 1)  Ta chọn  n u ; MN (3; 4;2)  là 1 vtpt của (P). Suy ra (P) có phương   trình là :  3x ­ 4y + 2z ­ 9 = 0. Tương tự ta tìm được phương trình (Q) là : x + y + z ­ 1 =     Tập   hợp     điểm   nằm     (d)   có   tọa   độ   thỏa   mãn   hệ:  3x y z x y z 0 x 6t    (I) Đặt y = t thì hệ  (I) trở  thành   y t Vậy đường  z 7t thẳng (d) có phương trình chính tắc là: x y z Chú ý : Ta có thể lấy hai điểm bất kỳ thỏa mãn hệ  (I) và (d) chính là đường  thẳng đi qua hai điểm đó. Hoặc lấy một điểm bất kỳ  thỏa mãn hệ  (I) và 1  vtcp của (d) là tích có hướng của hai véc tơ pháp tuyến của hai mặt phẳng (P)   và (Q).   Bài tập:  Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm A(3;­2;5) và hai đường  x 3t x 2t thẳng (d1); (d2) lần lượt có phương trình: (d1) y 4t ; (d2) y t   z 2t z 3t Viết phương trình tham số đường thẳng  ( ) đi qua A, cắt cả hai đường thẳng  (d1) và (d2).  x 2t  2 Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hai đường thẳng (d 1):  y 5t z t và (d2) là giao tuyến của hai mặt phẳng : x + y + 2z = 0; x – y +z + 1 = 0. Vi ết   phương trình đường thẳng đi qua M(1;1;1;) đồng thời cắt cả (d1) và (d2).  Bài tốn 7: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua M song song với   mặt phẳng (P) và cắt đường thẳng (d')  Cách giải :   Cách 1 : Viết phương trình đường thẳng (d') dưới dạng tham số , suy ra toạ  độ giao điểm I của (d) và (d') được biểu thị theo tham số t. Giải phương trình   IM n P   ( do (d) // mp(P) ) tìm được t. Từ  đó suy ra phương trình đường   thẳng MI chính là phương trình đường thẳng (d) cần tìm.  Cách 2 : Viết phương trình mặt phẳng (Q) đi qua M và chứa (d'); Viết phương  trình mặt phẳng (R) qua M và song song với (P). Từ  đó đường thẳng (d) là   giao tuyến của (Q) và (R)   V í d   ụ   :   Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm M(1; 2; 1), mặt  phẳng (P): x ­ 2y + 3z ­1 = 0.Và đường thẳng (d') là giao tuyến của hai mặt   phẳng   ( ) : x y z 0; ( ) : x y   Viết  phương  trình  tham   số  đường thẳng (d) đi qua M, cắt đường thẳng (d'), đồng thời song song với mặt   phẳng (P)  Hướng dẫn giải:   Cách 1: Mặt phẳng (P) có 1 vtpt là   n tuyến của hai  mặt  phẳng   ( ) : x y (1; 2;3)  Đường thẳng (d') là giao  z 0; ( ) : x y   nên tập hợp  những điểm nằm trên (d') có tọa độ là nghiệm của hệ  x Đặt x = t thì hệ (I) trở thành  y z 4x y z x y 0  (I) .  t t 3t x Vậy đường thẳng (d') có phương trình tham số là: y z t t 3t gọi N(t;3­t;­3+3t) là giao điểm của (d) và (d')  (t 1;1 t ;3t 4) ,    (d)   //   (P)   nên   MN n MN t MN   Đường   thẳng   (d)     qua   M   nhận  x t (1; 1; 1)  làm 1 vtcp có phương trình tham số là:  y t z t Giáo viên:u cầu học sinh về tự làm các cách cịn lại  Bài tập :    Trong không gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm A(4;2;­3), đường  thẳng (d):  x y z 2  và mặt phẳng (P): 2x + y ­ z +1 = 0. Viết phương   trình đường thẳng đi qua M, song song với mặt phẳng (P) và cắt đường thẳng  (d) 10 Bài tốn 8: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua M, nằm trên mặt  phẳng (P) và vng góc với đường thẳng (d') Cách giải : Cách   1  :   Tìm   vtcp   u   đường   thẳng   (d'),   vtpt   n   mặt   phẳng   (P)   Vì  (d ) (d ) (d ) nên (d) có 1 vtcp  v ( p) u , n  Từ  đó suy ra (d) là đường thẳng qua M  và có 1 véc tơ chỉ phương  v   Cách 2  :Viết phương trình mặt phẳng (Q) qua M và vng góc với đường   thẳng (d'). Từ đó suy ra (d) là giao tuyến của (P) và (Q) Ví   dụ:   Trong   không   gian   với   hệ   toạ   độ   Oxyz,   cho   đường   thẳng   ( ) :  x 1 y 2 z  và mặt phẳng (P): 2x + z ­5 = 0 .Gọi A là giao điểm của  ( )   và (P). Viết phương trình chính tắc của đường thẳng (d) đi qua điểm A nằm  trên (P), và (d) vng góc với đường thẳng  ( )   Hướng dẫn giải: Vì  A ( ) A(1 t ;2 2t ;3 2t ) Lại có  A (P)  nên  2(1+t)+3+2t­5=0, suy ra t = 0 vậy A(1;2;3). Đường thẳng  ( ) có 1 vtcp  u (1;2;2) ; (P) có 1 vtpt  n (2;0;1) ; Vì  (d ) (d ) ( ) nên (d) có 1 vtcp  v ( p) (d) là đường thẳng qua A và có 1 vtcp  v của đường thẳng (d) là : x y u, n ( 2;3; 4)  Vậy  (2;3; 4)  nên phương trình chính tắc  z   Bài tập:  1. Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P) : 2x + y + z ­1 =   0 và đường thẳng (d'): x y z Viết phương trình đường thẳng (d)  nằm trên (P) đi qua giao điểm M của (P) và (d'), vng góc với (d')  2.Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): 2x +5y + z + 17   = 0 và đường thẳng (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng  3x ­ y + 4z ­ 27 = 0 ;  6x +3y ­ z + 7 = 0. Xác định giao điểm M của (P) và (d), viết phương trình  đường thẳng (d) đi qua M vng góc với (d) và nằm trong (P) Bài tốn 9: Viết phương trình đường thẳng  ( )  đi qua M nằm trong mặt  phẳng (P) vng góc với đường thẳng (d) biết khoảng cách từ M đến  ( ) bằng k (k > 0 ).  Cách giải :  Đường thẳng (d) có 1 vtcp  u ; (P) có 1 vtpt  n   Vì  ( ) nằm trên  (P), vng góc với (d) nên   ( ) có vtcp   u1 u , n  Gọi N(a;b;c) là hình chiếu  11 MN vng   góc     M     ( )     từ   hệ   MN k tìm     điểm   N  Viêt  N (P ) phương trình đường thẳng  ( )   Ví dụ :Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P):x +y +z + 2=  0  y z  .Gọi M là giao điểm của (d) và (P),  1 viết phương trình đường thẳng  ( )  nằm trên (P), vng góc với (d) đồng thời  và đường thẳng (d ) : x thỏa mãn khoảng cách từ M tới  ( ) bằng  42 x y z 1 Hướng dẫn giải :Tọa độ M là nghiệm của hệ: x  y   z  2   0  x y    z  vậy M(1;­3;0). Đường thẳng (d) có 1 vtcp  u (2;1; 1) ; (P) có 1 vtpt  n (1;1;1)  Vì ( ) nằm trên (P), vng góc với (d) nên  ( ) có 1 vtcp  u1 u, n N(a;b;c) là hình chiếu vng góc của M trên  ( ) khi đó  MN mặt khác  MN ( x 1) ( y 3) z 42  nên  x  y   z  2   0  x y z 11 ( )  và  MN Giải hệ tìm được 2 điểm N . Với N(5;­2;­5) ta có  ( ) : Với N(­3;­4;5) ta có  ( ) : x y ( 2; 3;1)  Gọi  (a 1; b 3; c) ,  42 x y z z Bài tập:  Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho mặt phẳng (P): x +y  z  . Gọi M là giao điểm của (d)  và (P), viết phương trình tham số  đường thẳng  ( )  nằm trên (P), vng góc  ­z+1= 0 và đường thẳng (d ) : x y 1 với (d) và cách M một khoảng bằng    Bài tốn 10: Viết phương trình đường thẳng (d) nằm trong mặt phẳng (P)   và cắt 2 đường thẳng (d1) và (d2).  Cách giải :Tìm giao điểm A của đường thẳng (d1) và (P); Tìm giao điểm B  của  đường thẳng  (d2)  và  (P). Phương  trình  của  đường thẳng (d)  chính  là  phương trình của đường thẳng AB 12 Ví dụ : Trong khơng gian Oxyz, cho (P): x ­ 2y + z ­ 2 = 0 và hai đường thẳng   x ( d1 ) : y x 2t z ; ( d ) : y t Viết phương trình tham số  của đường  z t thẳng  ( ) nằm trong (P) cắt cả 2 đường thẳng (d1) và (d2).   Hướng dẫn giải:  Gọi A và B lần lượt là giao điểm của (d1) và (d2) với (P) thì: Tọa độ điểm A  x y z 2 là nghiệm của hệ: x ­ 2y   z ­ 2   0  x 2t y t B là nghiệm của hệ: z t x ­ 2y   z ­ 2   0  x 10 y 14  vậy A(10;14;20); tọa độ  điểm  z 20 x y   vậy B(9;6;5). Đường thẳng  ( ) z x t đi qua B nhận BA(1;8;15)  làm 1 vtcp có phương trình  là :  y 8t z 15t Bài tập: 1. Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): 4x­3y+11z ­26 =   0 và hai đường thẳng:  (d1 ) : x y z x ; (d ) : y z  Viết phương  trình đường thẳng  ( )  nằm trên (P) đồng thời cắt cả  2 đường thẳng (d1) và  (d2).  2. Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): 6x+3y ­13z+39=  x     hai   đường   thẳng:   (d1 ) : y x z ; (d ) : y t   Viết   phương  z 2t trình đường thẳng  ( )  nằm trên (P) đồng thời cắt cả  2 đường thẳng (d1) và  (d2).  Bài tốn 11: Viết phương trình đường thẳng (d)  là hình chiếu vng góc   của (d') trên mặt phẳng (P) Cách giải :   Cách 1 : Chọn hai điểm A, B là hai điểm phân biệt thuộc (d') . Tìm toạ  độ  hình chiếu H, K lần lượt của A, B trên mặt phẳng (P). Từ đó suy ra phương   trình đường thẳng HK chính là phương trình của (d) .    Cách 2 : Đường thẳng (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng (P) và (Q). Trong   đó (Q) là mặt phẳng chứa (d') và vng góc với (P).  13 *Đặc biệt:  + Nếu (d') cắt (P): Tìm giao điểm A của (d') và (P). Lấy B ∈(d')  tìm hình chiếu vng góc B’ của B trên (P).Suy ra đường thẳng AB’ chính là  (d) + Nếu (d') // (P) : Lấy B ∈(d') tìm hình chiếu vng góc B’ của B trên (P) Đường thẳng (d) là đường thẳng đi qua B’ và song song với (d') x  Ví dụ :  Trong khơng gian Oxyz cho đường thẳng (d): y z 4t 3t và mặt phẳng  2t (P): x ­ y + 3z + 8 = 0. Viết phương trình chính tắc hình chiếu vng góc (d')  của (d) lên mặt phẳng (P) Hướng dẫn giải :  Cách 1: Đường thẳng (d) đi qua điểm A(0;4;­1) và có 1 vtcp  u (4;3; 2)  Mặt  phẳng (P) có 1 vtpt là  n (1; 1;3)  Hình chiếu vng góc của (d) lên mặt phẳng  (P) là giao tuyến của hai mặt phẳng (P) và (Q). Trong đó (Q) là mặt phẳng  chứa (d) và vng góc với (P). (Q) đi qua A nhận  n1 u, n 7(1; 2; 1)  làm 1  vtpt có phương trình: x ­ 2y ­ z + 7 = 0.Vậy tập hợp những điểm nằm trên (d')   có tọa độ  thỏa mãn hệ:   x ­ y 3z 8   0     (I) Đặt z = t thì hệ  (I) trở  thành  x 2y z x 7t y 4t z t hay  x y z x Vậy (d') có phương trình là:  y z Giáo viên:u cầu học sinh về tự làm các cách cịn lại.  Bài tập: 1. Trong khơng gian Oxyz cho mặt phẳng (P): 2x + y + z + 1 = 0 và đường  x thẳng (d): y z t   t Viết phương trình tham số hình chiếu vng góc của (d) lên mặt phẳng (P) 2. Trong khơng gian Oxyz cho mặt phẳng (P): x ­ y + z + 10 = 0, đường thẳng  (d) là giao tuyến của hai mặt phẳng 2x ­ y + z + 1 = 0 và x + 2y ­ z ­3 = 0 .  Viết phương trình tham số hình chiếu vng góc của (d) lên mặt phẳng (P) Bài tốn 12:  Viết phương trình đường thẳng (d) đối xứng với (d') qua  (P) 14  Cách giải :  + Nếu (d') và (P) cắt nhau: Tìm giao điểm A của (d') và (P), lấy điểm B trên  (d') tìm B’ đối xứng với B qua (P) thì đường thẳng AB’ chính là (d) + Nếu (d') // (P): Lấy điểm B trên (d') tìm B’ đối xứng với B qua (P) thì (d) là  đường thẳng đi qua B’ và song song với (d’)  Chú ý: Có thể lấy 2 điểm A, B bất kỳ phân biệt trên (d') tìm A’, B’ lần lượt  đối xứng với A, B qua (P) thì đường thẳng A’B’ chính là (d) Ví dụ: Trong khơng gian Oxyz cho đường thẳng  (d1 ) : x y z  và  (P): x + 3y ­ z + 2 = 0.Viết phương trình tham số  đường thẳng (d) đối xứng   với đường thẳng (d1) qua mp (P)  Hướng dẫn giải: Gọi A là giao điểm của (d1) và (P) tìm được A(­4 ;3;7) lấy  z  là đường thẳng qua B và vuông  28 15 ; ) ; B’ là  góc với (P), gọi H là giao điểm của (d2) và (P) suy ra  H ( ; 11 11 11 34 điểm đối xứng của B qua (P) thì H là trung điểm của BB’ B ( ; ; )   11 11 11 B(2;­3;1) ∈(d1), Gọi (d ) : x y 3 Đường thẳng (d) chính là đường thẳng AB’ có phương trình là:  x 39 y 15 z 39 Bài tập: Trong khơng gian Oxyz cho mặt phẳng (P): 2x + 3y + z ­ 17 = 0. Viết  phương trình tham số đường thẳng (d) đối xứng với đường thẳng (d1) qua  mặt phẳng (P) biết:      x 2 x                b, Đường thẳng  (d1 ) :                a, Đường thẳng  (d1 ) : y 3 y z    z Bài tốn 13: Viết phương trình đường thẳng (d) là hình chiếu song song  của   (d1) lên   mặt phẳng (P) theo phương chiếu (d 2). (hai đường thẳng  (d1) và (d2) phân biệt và khơng song song).       Cách giải  : Viết phương trình mặt phẳng (Q) chứa đường thẳng (d1) và  song song (hoặc chứa) (d2). Đường thẳng (d) là giao tuyến của (P) và (Q).  Ví   dụ:   Trong   khơng   gian   với   hệ   toạ   độ   Oxyz,   cho   hai   đường   thẳng   (d ) : x y z x ;   (d ) : y z  Viết phương trình chính tắc của hình  chiếu song song của (d1) lên  mặt phẳng (P) : x ­ 2y ­2z ­ 1 = 0 theo phương   chiếu (d2) 15   Hướng  dẫn  giải:   Đường  thẳng  (d1)   có  1  vtcp   u M(0;1;0), đường thẳng (d2)  có 1 vtcp  v (1;2;1)   và  đi  qua   điểm  (2;2;1) suy ra  n u, v (0;1; 2)  Gọi  (Q) là mặt phẳng chứa (d1) và song song (d2) thì (Q) đi qua điểm M và nhận  véc tơ  n  làm 1 vtpt. Do đó (Q) có phương trình là : y ­ 2z ­ 1 = 0. Đường thẳng  (d) là giao tuyến của (P) và (Q) nên giải tìm được (d) có phương trình chính  tắc là:  x y z Bài tập:   1.Trong   không   gian   với   hệ   toạ   độ   Oxyz,   cho   hai   đường   thẳng  (d ) : x y z x ;   (d ) : 1 y z   Viết   phương   trình   tham   số   của  hình chiếu song song của (d1) lên   mặt phẳng (P): 3x + y ­2z ­ 4 = 0 theo   phương chiếu (d2).  2.Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hai đường thẳng  x t x (d1 ) : y 11 2t ;  (d ) : z 16 t y z  Viết phương trình tham số của  hình chiếu song song của (d1) lên  mặt phẳng (P): 3x ­ 2y ­2z ­ 1 = 0 theo  phương chiếu (d2).  Bài   tốn   14:  Viết   phương   trình   đường   thẳng   (d)   song   song   (d')   hoặc  vng góc với mặt phẳng (P) đồng thời cắt hai đường thẳng (d1) và (d2).  Cách giải : Cách 1: Gọi A,B lần lượt là giao điểm của (d) với (d1) và (d2) suy ra  AB , mặt  phẳng (P) có 1 vtpt   n (hoặc (d') có 1 vtcp   n ), do  (d ) ( P)  (hoặc (d)//(d') )  nên  AB  và  n cùng phương hay  AB = k n   (k 0)  giải tìm được tọa độ A (hoặc  B). Khi đó đường thẳng (d ) đi qua A có 1 vtcp  n    Cách 2; ­ Viết phương trình mặt phẳng (P) chứa đường thẳng (d1)và song  song với đường thẳng (d') ­ Viết phương trình mặt phẳng (Q) chứa đường thẳng (d2) và song song với  đường thẳng (d').Từ đó suy ra phương trình (d) là giao tuyến của (P) và (Q)    Ví dụ: Trong khơng gian với hệ  toạ độ  Oxyz, cho hai đường thẳng (d 1) và  (d2) có phương trình lần lượt là  x y z x ; 1 y z  Viết phương trình  16 tham số đường thẳng (d) vng góc với mặt phẳng (P): 3x ­ y + z ­1 = 0 đồng   thời cắt hai đường thẳng (d1) và (d2)  Hướng dẫn giải :Gọi  A(t ;1 2t;1 t ); B(t1 ;2t1 ;2t1 ) lần lượt là giao điểm của (d)  với (d1) và (d2) suy ra   AB (t1 t ;2t1 2t 1;2t1 t 1) , (P) có 1 vtpt   n (3; 1;1)   Do  (d ) ( P) nên  AB  và  n cùng phương hay   t1 t 2t1 2t 1 2t1 t 1  giải  3t 13 14 7 14 14 t  khi đó  B( ; ; )  Vậy (d )có phương trình là  y 13 13 13 13 13 14 z t 13 x tìm được  t1  Bài tập: 1.Trong khơng gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, Viết phương trình tham số  đường  x y thẳng (d) song song với đường thẳng   ( ) : thẳng  (d1 ) : x 1 y z x ; (d ) : y 1 z z   và cắt hai đường  2.Trong khơng gian với hệ toạ  độ  Oxyz, cho hai đường thẳng (d1) và (d2) có  x t x 2t phương trình lần lượt là   (d1 ) : y t ;   (d ) : y t  Viết phương trình  z t z 5t chính tắc của đường thẳng vng góc với mặt phẳng Oxz và cắt hai đường  thẳng (d1) và (d2).   Bài tốn 15: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua A song song với  mặt phẳng ( ) (hoặc nằm trên   ( ) ; hoặc vng góc với   ( ) ) sao cho  khoảng cách từ B đến đường thẳng (d) nhỏ nhất  Cách giải : Cách 1:Viết phương trình của (P) đi qua A và song song  ( ) Gọi K là hình  chiếu vng góc của B trên (P), Gọi H là hình chiếu vng góc của B trên (d).  B Ta có  BK KH nên  BH BK  khoảng cách BH nhỏ nhất  bằng BK khi H trùng K hay đường thẳng (d) đi qua A và K Cách 2: ­ Tìm 1 vtpt  n của (P), tính  n ­ Tìm 1 vtcp của (d):  u n., AB P K (d) A H n, n1 , đường thẳng (d) đi qua  A có 1 vtcp  u 17 Chú ý: Trong trường hợp đường thẳng (d)  nằm trên  ( ) thì khơng cần viết  (P)  V í dụ    : Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): x ­ y + z ­1=   0 và hai điểm A(1;1;0); B(2;­1;1). Trong các đường thẳng đi qua A và song  song với (P), viết phương trình tham số đường thẳng (d) sao cho khoảng cách  từ B đến (d) nhỏ nhất Hướng dẫn giải : Đường thẳng (d) song song với (P) nên (d) thuộc (Q) đi qua  A và song song (P) có phương trình là: x – y + z   = 0. Gọi K là hình chiếu  vng góc của B trên (Q), đường thẳng BK đi qua B nhận  n (1; 1;1)  là 1 vtpt  x của (Q) làm 1 vtcp có phương trình:  y z x y t z t x y z BH x t t t  Tọa độ  K là nghiệm của hệ  t 2/3 y /   Gọi H là hình chiếu vng góc của B trên (d) ta có  z BK  dấu bằng xảy ra khi H trùng K hay đường thẳng (d) đi qua A và K.  Đường thẳng (d) đi qua A nhận  AK 1;2;1 làm 1 vtcp có phương trình tham  x t số là:  y 2t z t Bài tập: 1, Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): 2x + y ­ 2z ­3 = 0   và hai điểm A(1;­1;­1); B(2;1;0). Viết phương trình tham số  đường thẳng (d)  đi qua A  nằm trên (P), sao cho khoảng cách từ B đến (d) nhỏ nhất 2, Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hai điểm A(7;­8;5) và  B(1;2;­3).  Trong các đường thẳng (d) đi qua B và cắt đường thẳng  ( ) : x y 1 z  viết  phương trình đường thẳng (d) sao cho  khoảng cách từ A đến (d) là nhỏ nhất Bài tốn 16: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua A vng góc với   đường thẳng  ( ) ( hoặc song song với mặt phẳng ( ) hoặc nằm trên  ( ) )   sao cho khoảng cách từ B đến đường thẳng (d) lớn nhất Cách giải : Cách 1:  ­ Viết phương trình của mp(P) đi qua A và vng góc với ( ) ­ Gọi K là hình chiếu vng góc của B trên (P), Gọi H là hình      B P K 18 (d) A H chiếu vng góc của B trên (d).                                               ( ) ­ Ta thấy  BH BA  khoảng cách BH lớn nhất bằng AB khi  H trùng A hay đường thẳng (d) đi qua A và vng góc (ABK).    Cách 2: Đường thẳng (d) đi qua A vng góc với AB và ( )  V í dụ    :  Trong khơng gian với hệ toạ độ  Oxyz, cho đường thẳng  (d ) : x y z   và hai điểm A(1;1;0); B(2;1;1). Viết phương trình chính tắc đường thẳng ( )  đi qua A vng góc với (d) sao cho khoảng cách từ B đến ( ) lớn nhất Hướng dẫn giải : Gọi (P) là mặt phẳng qua A và vng góc với (d) suy ra (P)   nhận 1 vtcp của (d) làm 1 vtpt có phương trình là: 2x + y + z – 3 = 0. Gọi H là   hình chiếu của B trên (P), đường thẳng BH đi qua B vng góc (P) có phương  x 2t trình: y t z t của hệ: x y H là giao điểm của BH và (P) nên tọa độ điểm H là nghiệm  2t t z t 2x y z 1 H (1; ; )  Gọi K là hình chiếu của H trên ( ) suy ra 2 BK ( ) , d ( B; ) BK  mà  BK AB  (không đổi) nên BK lớn nhất bằng AB   khi K trùng A. Do đó ( ) là đường thẳng đi qua A và vng góc với (ABH)  nên ( ) có 1 vtcp  u AB, v ( 1;1;1) ; (trong đó  v ) có phương trình chính tắc là  : x 1 y 1 HA (0;1; 1)  ). Khi đó ( z Bài tập: 1,Trong khơng gian với hệ toạ độ  Oxyz, cho hai điểm A(1;1;1) và  B(2;0;1)   Viết phương trình đường thẳng (d)  đi qua A vng góc với đường thẳng   x t y t  và cách điểm B một khoảng lớn nhất z 2t 2, Trong không gian với hệ Oxyz, cho (d1):  x y z  và hai điểm  A(1; 1; 0); B(2; 1; 1). Viết phương trình tham số đường thẳng (d) đi qua A và  vng góc với (d1) sao cho khoảng cách từ  điểm B đến đường thẳng (d) lớn  19 Bài tốn 17: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua A nằm trên (P)  và  tạo với đường thẳng  ( ) góc bé nhất, lớn nhất (đường thẳng   ( ) khơng  song song hay nằm trên (P)) Cách giải: Vẽ đường thẳng qua A song song với  ( )  Trên đường thẳng này  lấy điểm B khác A cố  định. Hình chiếu vng góc của B trên (d) và (P) theo   thứ tự là H và K.Ta có: (d,  ) = BAH; sin(d,  ) =  Vậy (d,  ) nhỏ nhất khi và chỉ khi  H  hay (d) chính là đường thẳng AK Ta thấy 1 vtcp của (d) là  v BH AB BK AB B K, d K P n , u  ( trong đó  u A H n ,u1 ;  n  là vtpt của (P) và  u1 là vtcp của  ( ) ). Cịn đường thẳng (d) tạo với  ( )  góc  lớn nhất bằng 900 và có 1 véc tơ chỉ phương là  v n ,u1 Ví dụ: Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P):x + y + z ­1=  0; điểm A(1;1;­1) và đường thẳng ( ) : x y z  Viết phương trình chính  tắc đường thẳng (d) đi qua A nằm trên (P) sao cho góc giữa đường thẳng (d)   và   ( ) là nhỏ nhất Hướng dẫn giải: Gọi (d1) là đường thẳng qua A song song với  ( ) ta có (d1): x 1 y z , lấy điểm B(2;3;0) trên (d1). Gọi hình chiếu vng góc của B  trên (d) và (P) theo thứ tự  là H và K thì góc giữa đường thẳng (d) và  ( ) nhỏ  )  K , hay (d) chính là đường thẳng AK, giải tìm được  K ( ; ; 3 x y z và phương trình (d) là:    nhất khi  H Bài tập: 1. Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): 2x + y + z + 1 =   0, điểm A(1;­2;­1) và đường thẳng  ( ) : x y z  Viết phương trình tham  số  đường thẳng (d) đi qua A nằm trên (P) sao cho góc giữa đường thẳng (d)  và   ( ) là nhỏ nhất 2.Trong không gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho điểm A(1;1;2) và đường thẳng  x y z  Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua A vng góc  2 với   ( )  đồng thời (d) tạo với trục Oz một góc   sao cho  ( ):  a,  45 ;                                                     b,   nhỏ nhất 20 Bài tốn 18: Viết phương trình đường thẳng (d) đi qua điểm A nằm trên  (P) sao cho khoảng cách giữa đường thẳng (d) và đường thẳng   ( ) lớn   (đường thẳng   ( )   không song song với (P), không nằm trên (P),  không đi qua điểm A).  Cách giải: Gọi (d’) là đường thẳng qua A và song song với  ( )  và B là giao  điểm của  ( ) với  (P),  n  là 1 vtpt của (P) .Gọi H là hình chiếu  vng góc của B trên mặt phẳng (d’,d). Khoảng cách giữa  (d) và  ( ) bằng BH. Gọi C là hình chiếu vng góc của B  trên (d’).Ta thấy  BH BC , nên BH lớn nhất khi và chỉ khi  H C  Khi đó đường thẳng (d) đi qua A và có 1 véc tơ  chỉ phương  u d’ B P n , BC  .  Chú ý:Có thể  chọn 1 vtcp của (d) là   u C A H d n , AK , trong đó K là hình chiếu  vng góc của A trên  ( )  V í dụ    :  Trong khơng gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): 2x ­ y­ z+2=  x 0,  điểm A(­1;1;­1) và đường thẳng  ( ) : y 1 z  Viết phương trình  tham số đường thẳng (d) đi qua A nằm trên (P) sao khoảng cách giữa đường   thẳng (d) và  ( ) là lớn nhất Hướng dẫn giải: Gọi (d’) là đường thẳng qua A và song song với  ( ) phương  trình (d’): x 1 y 1 z , tìm được B(­1;2;­2) là giao điểm của  ( ) với (P),  n (2; 1; 1)  là 1 vtpt của (P). Gọi H là hình chiếu vng góc của B trên mặt  phẳng (d’,d), vì  ( ) song song với mặt phẳng (d’,d) nên khoảng cách giữa (d)    ( ) bằng BH. Gọi C là hình chiếu vng góc của B trên (d’) tìm được  C( 5 ; ; ) Ta thấy  BH 3 BC , nên BH lớn nhất khi và chỉ  khi  H đường thẳng (d) đi qua A và có 1 vtcp  u x n , BC C  Khi đó  (1;0;2)   t có phương trình tham số là: y  .  z 2t Bài tập: Trong không gian với hệ  toạ  độ  Oxyz, cho mặt phẳng (P):x +y +z   ­1= 0 và  điểm A(1;1;­1) và đường thẳng  ( ) : x y z  Viết phương trình  21 chính tắc đường thẳng (d) đi qua A nằm trên (P) sao khoảng cách giữa đường   thẳng (d) và   ( ) là lớn nhất IV. KIỂM NGHIỆM      Trước đây chưa sử dụng đề tài này qua q trình kiểm tra các em tơi thấy  các em khơng biết nên làm thế nào, các bài kiểm tra có nhiều em cịn bị điểm   kém, điểm khá giỏi ít. Để  kiểm tra hiệu quả  của đề  tài này, sau khi các em  được học các dạng bài tốn trên. Tơi thấy các em đã tự  tin và giải bài tốn  loại này một cách thành thạo, các em đã u thích hơn phần hình học khơng   gian đã định hướng và giải quyết tốt hơn các bài tập. Ngồi ra một số em khá   giỏi cịn tự tìm tịi thêm một số cách khác,  một số  bài tổng qt. Tơi đã tiến   hành kiểm tra miệng, 15 phút , 1 tiết hoặc 2 tiết trên các lớp thực hiện đề tài   này kết quả thu được đáng khích lệ như sau:                                                  Năm học 2013­2014 Lớp Sỹ  Điểm  dưới 5 Điểm từ 5 đến dưới  Điểm 8 đến 10 số Số lượng % Số lượng % Số   % lượng 12B 45 8,9 25 55,5 16 35,6 12G 49 0 14 28,6 35 71,4                                                                   PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT             1. Kết luận            Qua q trình thực hiện đề  tài này tơi thu được một số  bài học kinh  nghiệm: Ln củng cố và khắc sâu các kiến thức có liên quan. Cần rèn luyện cho học  sinh sau khi đọc đề  bài phải biết phân tích bài tốn để  đưa về  bài đơn giản   hơn và tìm ra các cách giải khác nhau, từ  đó nhằm phát huy tư  duy, sáng tạo  và khái qt hóa bài tốn. Động viên các em nỗ lực tìm tịi những lời giải hay,  tranh luận với bạn bè giúp nhau cùng tiến bộ. Rèn luyện cách trình bày bài  giải một cách chặt chẽ, logic và cẩn thận. Khơi dậy cho các em u thích   mơn tốn và say mê học tốn hơn        Khi dạy học sinh giải các bài tốn hình học tọa độ  khơng gian giáo viên   cần xây dựng một hệ  thống bài tập từ  dễ  đến khó để  nâng cao khả  năng tư  duy và kỹ năng làm bài của học sinh. Trong phạm vi đề tài này tơi chỉ mới đưa  ra một số bài tốn, một số ví dụ và một số bài tập nên chưa thể đầy đủ, chưa   bao qt hết. Rất mong các bạn đồng nghiệp góp ý kiến để  có một cách dạy   và khai thác hết các dạng bài tập này một cách tốt nhất và hiệu quả cao hơn 2. Đề xuất:  22         Các sáng kiến kinh nghiệm của các thầy, cơ giáo hàng năm lưu trữ ở thư  viện để giáo viên và học sinh cùng nghiên cứu và học tập                                                                         Tơi xin chân thành cảm ơn! Thanh Hóa, ngày 04 tháng 6 năm  2015 Tơi xin cam đoan đây là SKKN của  mình viết, khơng sao chép nội dung  XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG  của người khác                              Người viết ĐƠN VỊ                                           Mai Thị Quỳnh Hoa                               Nguyễn Tuấn Anh 23 ... chỉ nêu được? ?một? ?số? ?bài? ?tốn,? ?một? ?số? ?cách? ?giải? ?và? ?một? ?số? ?bài? ?tập III. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Bài? ?tốn 1:? ?Viết? ?phương? ?trình? ?đường? ?thẳng? ?đi qua? ?một? ?điểm  và có? ?một? ? véc tơ chỉ? ?phương Cách? ?giải? ?: Biết A(x1; y1;z1) là điểm? ?cho? ?trước, vtcp ... nó có thể có? ?trong? ?một? ?số? ?đề thi Đại? ?học,  cao đẳng, thi? ?học? ?sinh? ?giỏi tỉnh. Với  thực trạng đó để giúp? ?học? ?sinh? ?định hướng tốt hơn? ?trong? ?q? ?trình? ?giải? ?các? ?bài? ? tập nói chung và các? ?bài? ?tốn? ?viết? ?phương? ?trình? ?đường? ?thẳng? ?trong? ?khơng? ?gian   nói riêng giáo viên cần tạo? ?cho? ?học? ?sinh? ?thói quen định hướng lời? ?giải,  khai...  x – 3z + 5 = 0.? ?Viết? ?phương? ?trình? ?tham? ?số? ?đường? ?vng góc chung của chúng Bài? ?tốn 3:? ?Viết? ?phương? ?trình? ?đường? ?thẳng? ?(d) đi qua M vng góc với  hai? ?đường? ?thẳng? ?(d1) và (d2)  Cách? ?giải? ?:  Cách 1:? ?Đường? ?thẳng? ?(d1 ) có 1 vtcp 

Ngày đăng: 30/10/2020, 05:15

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan