TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021 Chuyên đề 32 ỨNG DỤNG HÌNH HỌC GIẢI TÍCH TRONG KHƠNG GIAN TÀI LIỆU DÀNH CHO ĐỐI TƯỢNG HỌC SINH KHÁ GIỎI MỨC ĐỘ 8-9-10 ĐIỂM Phương pháp giải số toán Gắn tọa độ hình chóp 1.1 Đáy tam giác Gọi O trung điểm BC Chọn hệ trục hình vẽ, AB a Tọa độ điểm là: O(0;0;0), A 0; ;0 , B ;0;0 , 2 1 C ;0;0 , S 0; ; OH 2 SA Đáy tam giác vng B Chọn hệ trục hình vẽ, a Tọa độ điểm: B O 0;0;0 , A 0; AB;0 , C BC,0;0 , S 0; AB; BH SA Đáy hình vng, hình chữ nhật Chọn hệ trục hình vẽ, a Tọa độ A O 0;0;0 , B 0; AB;0 , C AD; AB;0 , D AD;0;0 , S 0;0; SA Hình chóp có cạnh bên (SA) vng góc với mặt đáy: Đáy tam giác cân A Đáy tam giác cân B Gọi O trung điểm BC Chọn hệ Gọi O trung điểm AC Chọn hệ trục hình vẽ, a trục hình vẽ, a Tọa độ điểm là: Tọa độ điểm: O 0;0;0 , O(0;0;0), A 0; OA;0 , B OB;0;0 , A OA;0;0 , B 0, OB;0 , C OC ;0; , S 0; OA; OH SA Đáy tam giác vuông A Chọn hệ trục hình vẽ, a Tọa độ điểm: A O 0;0;0 , B 0; OB;0 , C AC;0;0 , S 0;0; SA Đáy hình thoi Chọn hệ trục hình vẽ, a Tọa độ O 0;0;0 , A OA;0;0 , B 0; OB;0 , C OC ;0;0 D 0; OD;0 , S OA;0; OH SA C OC;0;0 , S OA;0; OH SA Đáy tam giác thường Dựng đường cao BO ABC Chọn hệ trục hình vẽ, a 1 Tọa độ điểm: O 0;0;0 , A OA;0;0 , B 0, OB;0 , C OC;0;0 , S OA;0; OH SA Đáy hình thang vng Chọn hệ trục hình vẽ, a Tọa độ A O 0;0;0 , B 0; AB;0 , C AH ; AB;0 , D AD;0;0 , S 0;0; SA Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuong Trang NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489 1.2 Đáy tam giác, mặt bên tam giác thường Vẽ đường cao CO ABC Chọn hệ trục hình, a = Ta có: O 0;0;0 , A 0;OA;0 , B 0; OB;0 , C OC;0;0 , S 0; OH ; OK SH Hình chóp có mặt bên (SAB) vng góc với mặt đáy Đáy tam giác cân C (hoặc Đáy hình vng-hình chữ nhật đều), mặt bên tam giác cân S (hoặc đều) Gọi O trung điểm BC, chọn hệ trục hình, a = Ta có: O 0;0;0 , A 0;OA;0 , Dựng hệ trục hình, chọn a = Ta có: A O 0;0;0 , B AB;0;0 C AB; AD;0 , D 0; AD;0 , S AH;0; AK SH B 0; OB;0 , C OC;0;0 , S 0;0; SO 1.3 Hình chóp tam giác Gọi O trung điểm cạnh đáy Dựng hệ trục hình vẽ a = Tọa độ điểm: AB BC O 0;0;0 , A 0; ;0; , ;0 , B BC C ;0;0 , AB S 0; ; OK SH OH Hình chóp Hình chóp tứ giác Chọn hệ trục hình với a = Tọa độ AB AB ;0;0, B 0; ;0 , điểm: O 0;0;0 , A 2 OB OA AB C ;0;0 , 2 OA AB D 0; ;0 S 0;0; SO OB Gắn tọa độ hình lăng trụ 2.1 Hình lập phương, hình hộp chữ nhật Dựng hệ trục hình vẽ với a = Tọa độ điểm: A O 0;0;0 , B 0; AB;0 , C AD; AB;0 , D AD;0;0 , Lăng trụ đứng Lăng trụ đứng đáy hình thoi Gọi O tâm hình thoi đáy, ta dựng hệ trục hình với O 0;0;0 , A OA;0;0 , A 0;0; AA , B 0; OB;0 , C OC;0;0 , D 0; OD;0 , A OA;0; AA , B 0; AB; AA , C AD; AB; AA , D AD;0; AA Lăng trụ tam giác Gọi O trung điểm cạnh đáy, chọn hệ trục hình vẽ với a = Ta có: AB O 0;0;0 , A ;0;0 , AB B ;0;0, C 0;OC;0 , B 0; OB; AA , C OC;0; CC , D 0; OD; DD Lăng trụ đứng có đáy tam giác thường Vẽ đường cao CO tam giác ABC chọn hệ trục hình vẽ với a = Tọa độ điểm là: O 0;0;0 , A OA;0;0 , B OB;0;0 , C 0;OC;0 , Trang Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/ TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021 A OA;0; AA , B OB;0; BB , C 0;OC;CC AB A OA;0; AA , B ;0; BB , C 0;OC;CC 2.2 Lăng trụ nghiêng: Lăng trụ nghiêng có đáy tam giác đều, hình chiếu Lăng trụ nghiêng có đáy hình vng hình đỉnh mặt phẳng đối diện trung điểm chữ nhật, hình chiếu đỉnh điểm cạnh tam giác đáy thuộc cạnh đáy không chứa đỉnh Dựng hệ trục hình vẽ, ta dễ dàng xác định Dựng hệ trục hình vẽ, ta dễ dàng xác định điểm O, A, B, C, D, A điểm O, A, B, C, A Tìm tọa độ Tìm tọa độ điểm cịn lại thơng qua hệ thức vectơ điểm lại thông qua hệ thức vectơ nhau: AA BB CC DD nhau: AA BB CC Dạng Ứng dụng hình học giải tích OXYZ để giải tốn tìm GĨC Câu (Mã 103 2018) Cho hình lập phương ABCD ABC D có tâm O Gọi I tâm hình vng ABC D điểm M thuộc đoạn OI cho MO 2MI (tham khảo hình vẽ) Khi sin góc tạo hai mặt phẳng MC D MAB 85 17 13 85 13 B C D 85 65 85 65 (Mã 102 2018) Cho hình lập phương ABCD A B C D có tâm O Gọi I tâm hình vng ABC D M điểm thuộc đoạn thẳng OI cho MO MI (tham khảo hình vẽ) Khi cosin góc tạo hai mặt phẳng ( MC D) ( MAB ) A Câu A Câu 13 65 B 85 85 C 85 85 D 17 13 65 (THPT Hùng Vương Bình Phước 2019) Cho hình hộp chữ nhật ABCD.ABCD , có AB a , AD a 2, góc AC mặt phẳng ABCD 30 Gọi H hình chiếu vng góc A AB K hình chiếu vng góc A AD Tính góc hai mặt phẳng AHK ABBA A 60 B 45 C 90 D 30 Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuongTrang NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489 Câu (THPT Lương Thế Vinh Hà Nội 2019) Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD hình vng cạnh a , SAB tam giác SAB vng góc với ABCD Tính cos với góc tạp SAC SCD B C D 7 7 (Chuyên Sơn La 2019) Cho hình chóp tứ giác S ABCD có đáy ABCD hình vng cạnh A Câu a , tâm O Gọi M N trung điểm hai cạnh SA BC , biết MN a Khi giá trị sin góc đường thẳng MN mặt phẳng SBD B C D 5 (THPT Lê Q Đơn Đà Nẵng -2019) Cho hình lập phương ABCD A ' B ' C ' D ' có cạnh a Góc A Câu hai mặt phẳng A ' B ' CD ACC ' A ' Câu Câu A 60 B 30 C 45 D 75 (Sở Bắc Ninh -2019) Cho hình chóp O ABC có ba cạnh OA , OB , OC đơi vng góc OA OB OC a Gọi M trung điểm cạnh AB Góc tạo hai vectơ BC OM A 135 B 150 C 120 D 60 (THPT Trần Phú - Đà Nẵng - 2018) Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD hình vng có độ dài đường chéo a SA vng góc với mặt phẳng ABCD Gọi góc hai mặt phẳng SBD ABCD Nếu tan góc hai mặt phẳng SAC SBC Câu A 30 B 60 C 45 D 90 (THPT Nam Trực - Nam Định - 2018) Cho hình chóp tứ giác S ABCD có AB a , SA a Gọi G trọng tâm tam giác SCD Góc đường thẳng BG với đường thẳng SA bằng: A arccos Câu 10 B arccos C arccos D arccos 15 (Chuyên Hà Tĩnh - 2018) Cho hình lăng trụ ABC ABC có A ABC tứ diện cạnh a Gọi M , N trung điểm AA BB Tính tan góc hai mặt phẳng ABC CMN 2 B C D 5 13 (Chuyên Lam Sơn - Thanh Hóa - 2018 ) Xét tứ diện OABC có OA , OB , OC đơi vng A Câu 11 góc Gọi , , góc đường thẳng OA , OB , OC với mặt phẳng ABC (hình vẽ) Trang Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/ TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021 A C O B Khi giá trị nhỏ biểu thức M cot cot cot A 48 Câu 12 B 125 C Số khác D 48 (Kinh Môn - Hải Dương 2019) Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD hình vng cạnh 2a , cạnh bên SA a vng góc với mặt phẳng đáy Gọi M trung điểm cạnh SD Tan góc tạo hai mặt phẳng AMC SBC 5 3 B C D 5 Cho hình chóp S ABCD đáy hình thang vng A B , AB BC a, AD 2a Biết A Câu 13 SA ( ABCD), SA a Gọi M N trung điểm SB CD Tính sin góc đường thẳng MN mặt phẳng ( SAC ) 5 55 B C D 10 5 10 Câu 14 (Chuyên Lê Quý Đôn – Điện Biên 2019) Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD hình vng cạnh a, cạnh bên SA 2a vng góc với mặt phẳng đáy Gọi M trung điểm cạnh SD A Tính tang góc tạo hai mặt phẳng AMC SBC S M A B A D C B C 5 D Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuongTrang NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489 Câu 15 900 Góc đường Cho khối tứ diện ABCD có BC , CD , ABC ADC BCD thẳng AD BC 600 Cơsin góc hai phẳng ABC ACD A Câu 16 43 86 B 43 43 C 43 43 43 43 D Cho hình chóp S ABCD có ABCD hình vuông cạnh a , SA ABCD SA a Gọi E F trung điểm SB , SD Côsin góc hợp bới hai mặt phẳng ABCD AEF 3 B C D 2 Cho hình lập phương ABCD A ' B ' C ' D ' có cạnh a, gọi góc đường thẳng A ' B A Câu 17 mặt phẳng BB ' D ' D Tính sin 3 C D Cho hình lăng trụ ABC ABC có đáy ABC tam giác vng A , AB a , AC a Hình A Câu 18 B chiếu vng góc A lên mặt phẳng ABC trung điểm H BC , AH a Gọi góc hai đường thẳng AB BC Tính cos 3 B cos C cos D cos 48 24 Câu 19 Cho hình hộp đứng ABCD A ' B ' C ' D ' có đáy hình thoi, tam giác ABD Gọi M , N trung điểm BC C ' D ' , biết MN B ' D Gọi góc tạo đường thẳng MN mặt đáy ABCD , cos bằng: A cos 1 B cos C cos D cos 2 10 Dạng Ứng dụng hình học giải tích OXYZ để giải tốn tìm KHOẢNG CÁCH A cos Câu 20 (Chuyên Lê Quý Đôn Quảng Trị 2019) Cho hình hộp chữ nhật ABCD ABCD có kích thước AB 4, AD 3, AA Khoảng cách hai đường thẳng AC ' B ' C A B C D 30 19 Trang Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/ TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021 Câu 21 (Việt Đức Hà Nội 2019) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hình chóp S ABCD , đáy ABCD hình chữ nhật Biết A 0;0;0 , D 2;0;0 , B 0; 4;0 , S 0;0; Gọi M trung điểm SB Tính khoảng cách từ B đến mặt phẳng CDM A d B, CDM B d B , CDM 2 D d B , CDM (HSG Bắc Ninh 2019) Cho hình lăng trụ đứng ABC ABC có đáy ABC tam giác vuông cân, AB AC a , AA h a, h Tính khoảng cách hai đường thẳng chéo AB C d B, CDM Câu 22 BC theo a , h ah ah ah ah A B C D 2 2 2 a 5h 5a h 2a h a h2 Câu 23 (Cụm Liên Trường Hải Phòng 2019) Cho hình chóp S ABC có đáy tam giác cạnh a Gọi I trung điểm AB , hình chiếu S lên mặt phẳng ABC trung điểm CI , góc SA mặt đáy 450 (hình vẽ bên) Gọi G trọng tâm tam giác SBC Khoảng cách hai đường thẳng SA CG a 21 a 14 a 77 a 21 B C D 14 22 Câu 24 (Chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng 2018) Cho hình lập phương ABCD ABC D cạnh a Gọi K trung điểm DD Tính khoảng cách hai đường thẳng CK AD 4a a 2a 3a A B C D 3 Câu 25 (THPT Hoàng Hoa Thám - Hưng Yên 2019) Cho hình chóp S.ABC có đáy ABC tam giác ASB 1200 nằm mặt phẳng vuông cạnh 2a , mặt bên SAB tam giác cân với A góc với đáy Gọi M trung điểm SC N trung điểm MC Tính khoảng cách hai đường thẳng AM , BN A 327a 79 B 237a 79 C 237a 79 D 237a 316 Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuongTrang NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489 Câu 26 (Chuyên - Vĩnh Phúc - 2019) Cho hình chóp S ABC có đáy ABC tam giác vuông A , AB 1cm , AC 3cm Tam giác SAB , SAC vuông B C Khối cầu ngoại tiếp hình chóp S ABC tích A Câu 27 cm B cm 5 cm Tính khoảng cách từ C tới SAB C cm D cm (Chuyên Lam Sơn 2019) Một phần sân trường định vị điểm A , B , C , D hình vẽ Bước đầu chúng lấy “ thăng bằng” để có độ cao, biết ABCD hình thang vng A B với độ dài AB 25m , AD 15m , BC 18m Do yêu cầu kĩ thuật, lát phẳng phần sân trường phải thoát nước góc sân C nên người ta lấy độ cao điểm B , C , D xuống thấp so với độ cao A 10cm , a cm , 6cm tương ứng Giá trị a số sau đây? A 15,7cm Câu 28 B 17, 2cm C 18,1cm D 17,5cm (Chuyên Bắc Giang 2019) Cho tứ diện OABC , có OA, OB, OC đơi vng góc OA 5, OB 2, OC Gọi M , N trung điểm OB OC Gọi G trọng tâm tam giác ABC Khoảng cách từ G đến mặt phẳng AMN là: 1 20 20 B C D 129 129 Cho hình lăng trụ ABC A ' B ' C ' có đáy tam giác cạnh a , gọi M trung điểm AB , A ' CM cân A ' nằm mặt phẳng vng góc với đáy Biết thể tích khối lăng trụ A Câu 29 a3 Khoảng cách hai đường thẳng AB CC ' A Câu 30 a 57 19 (Sở Nam Định B 2a 57 19 C 2a 39 13 D 2a 39 2019) Cho hình chóp S ABCD đáy hình thang vng A D , SA ABCD Góc SB mặt phẳng đáy 45o , E trung điểm SD , AB 2a , AD DC a Tính khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng ACE 2a 4a 3a B C a D 3 Dạng Ứng dụng hình học giải tích OXYZ để giải tốn tìm THỂ TÍCH, BÁN KÍNH A Câu 31 (Mã 102 2018) Trong không gian Oxyz , cho mặt cầu S có tâm I 1; 2;1 qua điểm A 1;0; 1 Xét điểm B , C , D thuộc S cho AB, AC , AD đôi vng góc với Thể tích khối tứ diện ABCD có giá trị lớn Trang Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/ TÀI LIỆU ÔN THI THPTQG 2021 A 64 Câu 32 32 B 64 C D 32 (Mã 104 2018) Trong không gian Oxyz , cho mặt cầu S có tâm I 1;0; qua điểm A 0;1;1 Xét điểm B , C , D thuộc S cho AB , AC , AD đơi vng góc với Thể tích khối tứ diện ABCD có giá trị lớn A B C D 3 Câu 33 (Chuyên Hùng Vương Gia Lai 2019) Trong khơng gian Oxyz , cho hình hộp chữ nhật ABCD ABC D có A trùng với gốc tọa độ O , đỉnh B(a;0;0) , D(0; a;0) , A(0;0; b) với a, b a b Gọi M trung điểm cạnh CC Thể tích khối tứ diện BDAM có giá trị lớn 64 32 A B C D 27 27 27 27 Câu 34 (THPT-Thang-Long-Ha-Noi- 2019) Cho hình lập phương ABCD ABC D cạnh a Gọi M , N trung điểm BC AB Mặt phẳng MND ' chia khối lập phương thành hai khối đa diện, khối chứa điểm C gọi H Tính thể tích khối H 55a 55a 181a 55a B C D 72 144 486 48 Câu 35 (Chuyên Thăng Long - Đà Lạt - 2018) Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz , cho hình hộp chữ nhật trùng với gốc tọa độ O đỉnh ABCD ABC D có A B m;0;0 , D 0; m;0 , A 0;0; n với m, n m n Gọi M trung điểm cạnh CC A Khi thể tích tứ diện BDAM đạt giá trị lớn 64 75 A B C 27 32 Câu 36 D 245 108 (Nho Quan A - Ninh Bình - 2019) Cho hình lập phương ABCD ABC D có độ dài cạnh Gọi M , N , P, Q trung điểm AB, BC, CD, DD Gọi thể tích khối tứ diện a , với a, b * Tính a b b B 25 C 13 MNPQ phân số tối giản A Câu 37 Trong không gian D 11 Oxyz ,tập hợp tất điểm thỏa mãn x y z 2 x y z khối đa diện tích D 3 (Thi thử cụm Vũng Tàu - 2019) Cho hình hộp chữ nhật ABCD ABC D ' có AB 1; AD 2; AA Mặt phẳng ( P) qua C cắt tia AB; AD; AA A Câu 38 B C E; F ; G (khác A ) cho thể tích khối tứ diện AEFG nhỏ Tổng AE AF AG A 18 B 17 C 15 D 16 Câu 39 (Chuyên Nguyễn Du-ĐăkLăk 2019) Cho tứ diện ABCD cạnh a Gọi K trung điểm AB , gọi M , N hình chiếu vng góc K lên AD , AC Tính theo a bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp K CDMN A a B a C 3a D 3a Facebook Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuongTrang NGUYỄN BẢO VƯƠNG - 0946798489 Câu 40 (Chuyên Thái Bình -2019) Cho hình chóp S ABCD có đáy ABCD hình vng cạnh a , SAD tam giác nằm mặt phẳng với đáy Gọi M N trung điểm BC CD Bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S CMN a 93 a 29 5a a 37 B C D 12 12 (Chuyên KHTN - 2018) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai điểm A 5;0;0 A Câu 41 B 3; 4;0 Với C điểm nằm trục Oz , gọi H trực tâm tam giác ABC Khi C di động trục Oz H ln thuộc đường trịn cố định Bán kính đường trịn 5 B C D 2 (Chuyên Vinh - 2018) Trong không gian Oxyz, cho điểm A , B , C (không trùng O ) lần A Câu 42 lượt thay đổi trục Ox , Oy , Oz thỏa mãn điều kiện: tỉ số diện tích tam Biết mặt phẳng ABC tiếp xúc với mặt cầu cố định, bán kính mặt cầu A B C D Câu 43 (Chuyên Lê Hồng Phong - TPHCM - 2018) Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho giác ABC thể tích khối tứ diện OABC x 1 y 1 z 1 x y 1 z x y z 1 , d2 : , d3 : 2 2 2 Mặt cầu bán kính nhỏ tâm I a; b; c , tiếp xúc với đường thẳng d1 , d , d Tính đường thẳng d1 : S a 2b 3c A S 10 B S 11 C S 12 D S 13 Câu 44 Cho hình chóp S ABCD cs đáy hình thang vng A B , AD AB BC 2a , cạnh bên SA vng góc với mặt phẳng đáy, SA 2a Gọi E trung điểm cạnh AD Tính bán kính mặt cầu ngoại tiếp hình chóp S CDE A a B a 11 C a D a BẠN HỌC THAM KHẢO THÊM DẠNG CÂU KHÁC TẠI https://drive.google.com/drive/folders/15DX-hbY5paR0iUmcs4RU1DkA1-7QpKlG?usp=sharing Theo dõi Fanpage: Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/ Hoặc Facebook: Nguyễn Vương https://www.facebook.com/phong.baovuong Tham gia ngay: Nhóm Nguyễn Bào Vương (TÀI LIỆU TOÁN) https://www.facebook.com/groups/703546230477890/ Ấn sub kênh Youtube: Nguyễn Vương https://www.youtube.com/channel/UCQ4u2J5gIEI1iRUbT3nwJfA?view_as=subscriber Tải nhiều tài liệu tại: http://diendangiaovientoan.vn/ ĐỂ NHẬN TÀI LIỆU SỚM NHẤT NHÉ! Trang 10 Fanpage Nguyễn Bảo Vương https://www.facebook.com/tracnghiemtoanthpt489/ ... mặt phẳng ACE 2a 4a 3a B C a D 3 Dạng Ứng dụng hình học giải tích OXYZ để giải tốn tìm THỂ TÍCH, BÁN KÍNH A Câu 31 (Mã 102 2018) Trong không gian Oxyz , cho mặt cầu S có tâm I 1;... Ứng dụng hình học giải tích OXYZ để giải tốn tìm GĨC Câu (Mã 103 2018) Cho hình lập phương ABCD ABC D có tâm O Gọi I tâm hình vng ABC D điểm M thuộc đoạn OI cho MO 2MI (tham khảo hình. .. cos C cos D cos 2 10 Dạng Ứng dụng hình học giải tích OXYZ để giải tốn tìm KHOẢNG CÁCH A cos Câu 20 (Chun Lê Q Đơn Quảng Trị 2019) Cho hình hộp chữ nhật ABCD ABCD có kích