Đề tài Sử dụng phương pháp véctơ và tọa độ giải một số bài toán sơ cấp thường gặp

Saùng kieán kinh nghieäm Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Gọi I,R là tâm và bán kính của đường tròn c ngoại tiếp tam giác đều ABC.. D là trung điểm cạnh AB, I là tâm đường tròn ngoại tiếp [r]

Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NINH BÌNH TRƯỜNG THPT TRẦN HƯNG ĐẠO  S¸ng kiÕn kinh nghiÖm SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP VÉCTƠ VAØ TỌA ĐỘ GIẢI MỘT SỐ BAØI TOÁN SƠ CẤP THƯỜNG GẶP Giáo viên: Vũ Thị Xuân Tổ: Toán Trường: THPT Trần Hưng Đạo Ninh bình – Tháng 04 năm 2010 Trang Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm A ĐẶT VẤN ĐỀ: Dựa vào phương pháp toạ độ chính mình phát minh Descartes đã sáng lập môn hình học giải tích Qua đó cho phép chúng ta nghiên cứu hình học ngôn ngữ đại số thay cho ngôn ngữ hình học.Việc này giúp ta bỏ thói quen tư cụ thể, trực quan, nhằm đạt tới đỉnh cao khái quát hoá và trừu tượng toán học và nhiều lĩnh vực khác Trong dạy và học toán việc lựa chọn công cụ phù hợp để giải các bài toán là việc làm cần thiết, chọn công cụ thích hợp tất nhiên lời giải tốt Sau đây tôi xin trình bày việc sử dụng“phương pháp vectơ và toạ độ” để giải số bài toán sơ cấp ơ’ phổ thông B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ PHAÀN I: LYÙ THUYEÁT I HỆ TRỤC TOẠ ĐỘ DESCARTES VUÔNG GÓC TRONG MẶT PHẲNG Định nghĩa: Trong mặt phẳng cho hai đường thẳng x’ox, y’oy vuông góc với   nhau.Trên Ox, Oy chọn các véc tơ đơn vị e1 , e2 Như ta có hệ trục toạ độ Descartes vuông góc Oxy Toạ độ điểm và véc tơ: Cho điểm M mp Oxy Hạ MH vuoâng goùc x’Ox vaø MK vuoâng goùc y’Oy Theo qui taéc hình bình haønh, ta coù:    OM  OH   OK   xe1  ye2 Bộ hai (x, y) hoàn toàn xác định điểm M và gọi là toạ độ ñieåm M, kyù hieäu M(x, y)    Cho a trên hệ trục Khi đó tồn điểm M cho OM  a Gọi  (x,y) là toạ độ điểm M Khi đó hai (x,y) gọi là toạ độ véc tơ a trên hệ trục Oxy  vaø kyù hieäu laø a = (x,y) Caùc pheùp tính veùc tô :   Cho hai véc tơ a  (a1 , a2 ) ; b  (b1 , b2 ) và k là số thực Các phép tính véc tơ phép cộng, phép trừ, phép nhân số với véctơ, tích vô hướng hai véc tơ xác định sau: Trang Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm   a  b  (a1  b1 , a2  b2 )   a  b  (a1  b1 , a2  b2 )  k.a  (ka1 , ka1 )   a.b  a1b1  a2b2 Các công thức lượng :   Cho hai véc tơ a  (a1 ; a2 ) ; b  (b1 ; b2 ) và gọi  là góc tạo hai véctơ đó       a.b  a b và a và b là hai véctơ cùng hướng   a1.b1  a2 b2 a.b cos      ab a1  a2 b12  b2 Khoảng cách từ điểm M(x0, y0) đến đường thẳng (D):Ax +By +C = là : d ( M , D)  Axo  Byo  C A2  B Phương trình đường thẳng, đường tròn * Phương trình đường thẳng (D) qua điểm M(x0, y0) và nhận véctơ  n  ( A, B) laøm veùc tô phaùp tuyeán laø: A(x – x0) + B(y – y0) = * Phương trình đường tròn tâm I (a, b) bán kính R là: (x – a)2 + (y – b)2 = R II.HỆ TRỤC TOẠ ĐỘ DESCARTES VUÔNG GÓC TRONG KHÔNG GIAN Ñònh nghóa : Trong không gian cho ba đường thẳng x’ox, y’oy, z’Oz vuông góc với    đôi Trên Ox, Oy, Oz chọn các véc tơ đơn vị e1 , e2 , e3 Như ta có hệ trục toạ độ Descartes vuông góc Oxyz Toạ độ điểm và véc tơ Cho ñieåm M kh oâng gian Oxyz Haï MH vuoâng goùc x’Ox, MK vuoâng goùc y’Oy vaø ML vuoâng goùc z’Oz Theo qui taéc hình hoäp, ta coù :     OM  OH  OK  OL     xe1  ye2  ze3 Bộ ba (x,y,z) hoàn toàn xác định điểm M và gọi là toạ độ điểm M, ký hiệu M(x,y,z) Trang Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo    Cho a Khi đó tồn điểm M cho OM  a Gọi (x, y z) là  toạ độ điểm M Khi đó ba (x, y, z) gọi là toạ độ véc tơ a trên hệ trục Oxyz và ký  hieäu laø a = (x,y,z) Caùc pheùp tính veùc tô :   Cho hai véc tơ a  (a1 , a2 , a3 ) ; b  (b1 , b2 , b3 ) và k là số thực Các phép tính vectơ phép cộng, phép trừ, phép nhân số với vectơ, tích vô hướng, tích có hướng hai vectơ xác định sau:   a  b  (a1  b2 , a2  b2 )   a  b  (a1  b1 , a2  b2 )  k.a  (ka1 , ka1 )   a.b  a1b1  a2b2   a a a a aa  a.b   ( , , )   b2 b3 b3 b1 b1 b2 Các công thức lượng :   Cho hai vectơ a  (a1 , a2 , a3 ) ; b  (b1 , b2 , b3 ) và gọi  là góc tạo hai vectơ đó       a.b  a b và ch ỉ a và b là hai vectơ cùng hướng   a1.b1  a2 b2  a3.b3 a.b cos      ab a1  a2  a32 b12  b2  b32  Cho (D) là đường thẳng qua A và có vectơ phương a  (a1, a2 , a3 ) và điểm  M Giả sử ta tính AM  (b1,b2 , b3 ) Khi đó khoảng cách từ điểm M đến đường thẳng (D) tính là : a2 a3 d ( M , D)  2 a a aa   b2 b3 b3 b1 b1 b2 a12  a2  a32 Phương trình mặt phẳng, đường thẳng và mặt cầu a Phöông trình cuûa maët phaúng (P) ñi qua ñieåm M(x0,y0,z0) vaø coù caëp vectô chæ  phöông a  (a1 , a2 , a3 ) ; b  (b1 , b2 , b3 ) laø :  a2 a3 a a aa ( x  x0 )  ( y  y0 )  ( z  z0 )  b2 b3 b3 b1 b1 b2 b Phương trình tham số đường thẳng (D) qua điểm M(x0,y0,z0) v à nhận vectô a  (a1 , a2 , a3 ) laøm vectô chæ phöông laø:  Trang Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm  x  x0  a1t   y  y0  a2t z  z  a t  (t laø tham soá) c Phöông trình maët caàu t aâm I (a, b,c) vaø coù baùn kính R laø : (x – a)2 + (y – b)2 + (z – c)2 = R PHAÀN II : CÁC BAØI TOÁN A CÁC BAØI TOÁN TRONG ĐẠI SỐ: Bài 1: Cho số thực x1, x2, x3, x4 chứng minh (x12 +y12)(x22 +y22)  (x1 x2+ y1 y2)2 Giaûi:   Trên mặt phẳng toạ độ xét vectơ : a  ( x1 , y1 ); b  ( x2 , y2 )         Ta coù a b  a.b  a b  (a.b) vaäy (x12 +y12) (x22 +y22)  (x1 x2+ y1 y2)2   đẳng thức xãy  a // b  x1 y2  x2 y1 Bài 2: Chứng minh x, y, z > thì x  xy  y  x  xz  z  y  yz  z Giaûi Bất đẳng thức cần chứng minh tương đương với: y z y z 3 ( x  )2  ( y )  ( x  )2  ( z )  (  )2  ( y z ) (1) 2 2 2 2 Xeùt ñieåm A( x  y , 3 y z z ) ; B(0, y  z ) ; C (  ,0) 2 2 2 (1)  AB + AC > BC Ta có AB  AC  BC với điểm A, B, C đây   y y)  AB  ( x  ,  2   z   AC  ( x  ,  z )  2 Hai véctơ này không thể ngược hướng (vì hoành độ cùng âm) đó không thể xãy đẳng thức AB + AC > BC Trang Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm Vậy bất đẳng thức (1) chứng minh Baøi Giaûi baát phöông trình: x   x   2( x  3)  x  2(1) Giaûi Ñieàu kieän x  Xét mặt phẳng toạ độ Oxy các vectơ:  u  ( x  3, x  1)  v  (1,1)   u  ( x  3)  x     v    u.v  x   x      Suy baát phöông trình (1) töông ñöông u.v  u v    u  v  x   x 1  x2  6x   x 1  x   x  x  10   x   x      x  x    x5 Vaäy x=5 laø nghieäm nhaát Baøi Chứng minh rằng: cos x   sin x   cos x , x  R Giaûi Trong mặt phẳng toạ độ Oxy, các vectơ:  a  (cos x,1)    a  b  (cos x,0)  b  (sin x,1) Khi đó, từ     a  b  a b  cos x   sin x   cos x  (dpcm) Baøi Tìm giaù trò nhoû nhaát cuûa haøm soá: Trang Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm y  f ( x)  cos x  2cos x   cos x  4cos x  Giaûi Trong mặt phẳng toạ độ xét các véctơ:  a  (1  cos x,2)  b  (2  cos x,2)   a  (1  cos x)  22  cos x  2cos x    2 Khi đó :  b  (2  cos x)   cos x  4cos x     a  b  32  42       a  b  ab từ <=> y  Daáu “=” xaûy (chaúng haïn) taïi x  2 Vaäy miny=5 Bài : T ìm giá trị nhỏ biểu thức y  x  px  p  x  2qx  2q ( p  q) Gi aûi Ta c où y  ( x  p)2  p  ( x  q)2  q Trên mp toạ độ lấy hai điểm A(p, q) : B(q,q) Bài toán trở thành: Tìm M(x,0) thuộc Ox cho (MA +MB) đạt giá trị nhỏ Xét hai trường hợp: - Nếu pq <0 thì A B trùng O, A,B nằm hai phía O Khi đó (MA + MB) nhỏ  M trùng O, tức là ymin  p  2q  2( p  q ) đạt x = - Nếu pq >0 thì A, B nằm cùng phía O (đồng thời nằm cùng phía Ox) Lấy A’ đối xứng với A qua Ox ta có A’(p, -p), đồng thời : MA  MB  MA ' MB  A ' B Đẳng thức xãy  A’, M, B thẳng hàng Trang Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm  Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo   x  p  k (q  p )  A' M  k A' B    p  k (q  p ) y p  k  p  q    x  pq  pq B A x ymin  A ' B  ( p  q)2  ( p  q)2  2( p  q ) O đạt x = 2pq/(p+q) M A ’ Baøi Giaûi phöông trình: x  x   x  12 x  25  x  12 x  29 Giaûi Trong mặt phẳng toạ độ Oxy xét các vectơ:    u  ( x  1,1)  u  v  (3 x  2,5)  v  (2 x  3, 4)   u  x2  2x      v  x  12 x  25    u  v  x  12 x  29  Suy phöông trình (1) töông ñöông:     uv  u  v Trang Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Saùng kieán kinh nghieäm    u  kv(k  0)  x   k (2 x  3)  1  k  k     x   (2 x  3)   k   4 x   x   k   x   Vaäy phöông trình (1) coù nghieäm nhaát x  Bài 8:Tìm m để phương trình sau có nghiệm  x   x  (3  x)(6  x)  m Giaûi Ñaët u   x ; v   x Phương trình đã cho trở thành u  v   10  2m (1) u  v  uv  m   2  u  v  (2) u  v  u  0, v  u  0, v  (3)   - Phương trình (1) biểu thị đường thẳng thay đổi song song với đường phân giác thứ hai, phương trình (2) biểu diễn đường tròn có tâm góc toạ độ và bán kính = Hệ có nghiệm và đường thẳng (1) và đường tròn (2) có điểm chung thoả điều kiện (3) Vaäy Pt coù nghieäm   10  2m   9 m3 Bài 9: Chứng minh rằng: a  a   a  a   2, a  R Trang Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Đạo (Hướng dẫn) Xeùt hai vectô   3  x   a  ,  2     3     y   a  ,     Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng  2cos x   2sin x  m Baøi 10: Tìm giaù trò nhoû nhaát cuûa haøm soá : y  f ( x)  cos x  6cos x  13  cos x  2cos x  treân  2004 , 2006  (Hướng dẫn) Xeùt hai vectô  a  (3  cos x, 2)  b  (1  cos x,1) Baøi 1:Giaûi heä phöông trình x  y  z 1  2 x  y  z 1  3 x  y  z 1 Giaûi    Xét hai véc tơ u  ( x0 , y0 , z0 ) ; v  ( x0 , y0 , z0 ) đó u  ( x0 , y0 , z0 ) Là nghiệm tuỳ ý (nếu có) hệ đã cho   Ta coù u.v  x03  y03  z03    Ngoài tính u  ; v   2( x02 y02  y02 z02  z02 x02      Vaäy u v   u.v     Do đó u.v  u v  x0 y0   y z 1 Daáu baèng xaõy   0  z0 x0  x  y  z 1 0   x0   x0   x0     Từ đó suy  y0  ;  y0  ;  y0  z  z  z 1    Thử lại ta hệ đã cho có nghiệm (1,0,0) ; (0,1,0) : (0,0 ,1) Baøi : Giaûi baát phöông trình: Trang 10 Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Đạo x   x   50  x  12 Giaûi Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng   x  1  3 50  Ñieàu kieän:  x x  2  50   x  Trong maët phaúng Oxy xeùt caùc vectô:  u  (1,1,1)  v  ( x  1, x  3, 50  x )  u      u  x   x   50  x  48    u.v  x   x   50  x     Suy ra(1)  u.v  u v Đẳng thức này luôn đúng Vậy nghiệm bất phương trình đã cho là Baøi    Giaûi heä:     50 x a2 x y z 3 x2  y2  z 3(1) x3 y3 z33 Giaûi Xeùt Khoâng gian Oxyz caùc vectô:  u  ( x, y, z )  v  (1,1,1) Trang 11 Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo   u  x2  y  z     u    u.v  x  y  z       u.v  u v    u  v x y z    0 1  x  y  z 1 (Thoả (1) Vậy: x=y=z=1 là nghiệm hệ (1) Bài : Cho a, b là hai số thực tuỳ ý Chứng minh (a  b)(1  ab)    (1  a )(1  b2 ) Giaûi Trong không gian với hệ trục toạ độ Đề - các vuông góc Oxyz, đặt  u  (1, a,0)  v  (1, b,0)     ab cos(u, v)   a  b2     ab  sin( u , v )    a  b2        2(1  ab)(a  b) ta coù sin 2(u, v)  2sin(u, v).cos(u, v)  1 2 (1  a )(1  b ) (a  b)(1  ab)    (1  a )(1  b2 ) B CÁC BAØI TOÁN HÌNH HỌC : Bài Cho hình chóp O.ABC có OA = a, OB = b, OC = c đôi vuông góc Điểm M cố định thuộc tam giác ABC có khoảng cách đến các mp(OBC), mp(OCA), mp(OAB) là 1, 2, Tính a, b, c để thể tích O.ABC nhỏ Giải Trang 12 Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Saùng kieán kinh nghieäm Đạo Chọn hệ trục tọa độ hình vẽ, ta có: O(0; 0; 0), A(a; 0; 0), B(0; b; 0), C(0; 0; c) d[M, (OAB)] = Þ zM = Tương tự Þ M(1; 2; 3) x y z pt(ABC): + + = a b c M Î (ABC) Þ + + = (1) a b c VO.ABC = abc (2) 3 (1) Þ = + + ³ 3 a b c a b c Þ abc ³ 27 (2) Þ Vmin = 27 Û = = = a b c Baøi 1: Cho tam giaùc ABC vuoâng taïi A, caùc caïnh goùc vuoâng laø bvaø c, M laø moät ñieåm treân cạnh BC cho góc BAM =  Chứng minh rằng: AM = bc c.cos   b sin  Giaûi Chọn hệ trục toạ độ hình vẽ Khi đó A(0,0) , B(b,0), C(0,c) , M9x,y) Từ định nghĩa: x = AM cos  , y = AM sin  Neân M(AM cos  , AM sin  ) y   Do M thuộc BC  CM cùng phương v ới CB c AM cos  AM sin  0 b c  AM (c cos   b sin  )  bc bc  AM  c cos   b sin   M y O B X x Bài 2: Cho tam giác ABC có độ dài các trung tuyến va độ dài bán kính đường tròn ngoại tiếp là ma , mb , mc , R Chứng minh: ma  mb  mc  9R (Đại học y dược TPHCM năm2000) Giaûi Trang 13 Lop12.net Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Saùng kieán kinh nghieäm Đạo A c B O a b C Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giac ABC.Ta có:    (OA  OB  OC )         OA2  OB  OC  2(OA.OB  OB.OC  OC.OA)   3R  R (cos A  cos B  cos 2C )    2(3  2sin A  2sin B  2sin C )   sin A  sin B  sin C  Do đó theo bất đẳng thức Bunhiacopski: ma  mb  mc  3(ma2  mb2  mc2 )  (a  b  c )  9(sin A  sin B  sin C ).R 9  .R  R R Dấu”=” xảy tam giác ABC  ma  mb  mc  Baøi 3: Cho tam giaùc ABC caân taïi A Goïi H laø trung ñieåm cuûa BC, D laø hình chieáu cuûa H treân AC , M là trung điểm HD Chứng minh AM vuông góc BD Giaûi Chọn hệ trục toạ độ hình vẽ Khi đó: H(0,0), A(0,a), B(-c,0), D(x,y) Y Lop12.net A Trang 14 Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Saùng kieán kinh nghieäm Đạo    DH  AC ( x,  y )(c, a)       Ta coù :  AD cung phuong AC   x y  a  c a 0   a 2c x   cx  ay  a2  c2     ax  cy  ac y  c a  a2  c2  Vaäy D( a 2c c2 a , ) , M laø trung ñieåm cuûa HD neân: a2  c2 a2  c2 a 2c c2 a , ) 2(a  c ) 2(a  c )   2a 2c  c3 c2 a a 2c -c2 a  2a3  BD AM  ( 2 , 2 )( 2 , ) a  c a  c 2(a  c ) 2(a  c ) 2a 4c  a 2c -c4 a  2a 4c   0 2(a  c ) 2(a  c ) M( Vaäy BD Vuoâng goùc AM (ñpcm) Bài (Đề thi HSG toàn quốc – Năm 1979) Điểm M nằm trên đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC Chứng minh giá trị MA4 + MB4 + MC4 khoâng phuï thuoäc vaøo vò trí cuûa M Giaûi Trang 15 Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Gọi I,R là tâm và bán kính đường tròn (c) ngoại tiếp tam giác ABC Dựng heä truïc nhö hình veõ, ta coù A(0,0); B( 3R R 3R  R , ); C ( , ); I ( R,0) 2 2 M ( x, y)  (C )  MI  R  MI  R  x  y  Rx  3R R 2 MA  MB MC  ( x  y )  ( x  )2  ( y  ) 2   Ta coù 4 2 2  3R R 2  ( x  )2  ( y  ) 2    (2 Rx)2  (3R  Rx  R y)2  (3R  Rx  R y)2  R x  R y  18R 12 R3 x  R ( x  y )  18R 12 R3 x  R 2 Rx  18R 12 R3 x  18R Vaäy giaù trò MA4 + MB4 + MC4 khoâng phuï thuoäc vaøo vò trí M Baøi (Ñ eà thi voâ ñòch Anh - n aêm 1981) Cho tam giác ABC cân A D là trung điểm cạnh AB, I là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC, E là trọng tâm tam giác ACD Chứng minh IE vuông góc CD Gi aûi Choïn heä truïc nhö hình veõ (O laø trung ñieåm cuûa BC) Khi đó : O(0,0); A(0,a); B(-c,0); C(c,0); D(-c/2, a/2); E(c/6,a/2),(a,c>0) Goïi I(x, y) Giaû thieát suy y   c a   DI  BA ( x  , y  ).( c , a )   2      A ( x, y ).(2c, o)  OI  BC x  D 2   a c E y  2a  V aäy I (0, I a2  c2 ) 2a   c c 3c a c c  IE.DC  ( , )( ,  )    2a 2 4  IE  DC (dpcm) B O x C A Baøi Trang 16 Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Cho tam diện oxyz A, B, C là các điểm di động trên ox, oy, oz cho: 1 1    OA OB OC 2005 Chứng minh rằng: (ABC)luôn luôn qua điểm cố định Giaûi z o x y B A Chọn hệ trục toạ độ vuông góc oxyz (như hình vẽ ) Sao cho: A(a,0,0),B(0,b,0),C(0,0,c)(với OA=a,OB=b,OC=c) Khi đó phương trình mặt phẳng (ABC) là: x y z   1 a b c Hơn nữa: 1 1 (Do giaû thieát)    a b c 2005  M (2005,2005,2005)  mp ( ABC ) =>mp(ABC)luoân ñi qua ñieåm coá ñònh M(2005,2005,2005) Bài 2:Cho hình hộp chữ nhật ABCD.A’B’C’D’ với AB = a, BC = b, AA’ = c a/ Tính dieän tích cuûa tam giaùc ACD’ theo a, b, c b/ Giả sử M và N là trung điểm AB và BC Hãy tính thể tích tứ diện D’DMN theo a, b, c Giaûi a/ Ta lập hệ trục toạ độ vuông góc có gốc trùng với đỉnh A, các trục có phương    trùng với AB ; AD ; AA ' Khi đó : A(0,0,0) , C(a,b,0) , D’(0,b,c) Trang 17 Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Đạo  Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng    AC  (a, b,0); AD '  (0, b, c);[ AC , AD]  (bc, ca, ab)   S  [ AC , AD]  ACD ' A’  b c  c a  a 2b 2 b/ Dễ dàng tính B’ 3ab S  DMN B abc V  S DD '   DMN D’ C’ D C Bài 3:Cho hai nửa mp (P) và (Q) vuông góc với theo giao tuyến (d) Trên (d) lấy AB = a (a là độ dài cho trước) Trên nửa đường thẳng Ax vuông góc với (d) và (Q) lấy a2 ñieåm N cho BN = b a/ Tính khoảng cách từ A đến mặt phẳng (BMN) theo a, b b/ Tính MN theo a , b Với giá trị nào b thì MN có độ dài cực tiểu Tính độ dài cực tiểu đó Giaûi a/ Chọn hệ trục toạ độ Oxyz cho A trùng với gốc toạ độ (A(0,0,0)): B có toạ độ a2 (0,a,0); N có toạ độ ( , a, ) Ta có b  BM  (0, a, b)  a2 BN  ( ,0,0) b b a b a b , [ BM , BN ]  ( , )  (0, a , a ) a a 0 0 b b  a (0,1, 1)  Do đó mp(BMN) qua B(0,a,0) và có VTPT là v  (0,1, 1)   Phöông trình cuûa maët phaúng naøy laø: (y – a).1 – (z – 0) = hay y–z -a=0 Khoảng cách từ A(0,0,0,) đến mặt phẳng đó là : z M a a  11  a2 a4 b/ Ta coù MN  ( , a, b)  MN   a  b2 b b b A b B NTrang 18 Lop12.net x Y Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Saùng kieán kinh nghieäm Đạo MN  a  2a (bất đẳng thức Côsi) a4 a   b2  b  a MN có độ dài cực tiểu b MinMN  a b  a Bài 4: Cho góc tam diện ba mặt vuông góc Oxyz Lấy trên Ox, Oy,Oz các điểm P, Q, R khác điểm O Gọi A, B, C là trung điểm PQ, QR, RP Chứng minh góc nhị diện cạnh OA tứ` diện OABC là góc nhị diện vuông thì hai góc B và C tam giác ABC thoả hệ thức tgB.tgC = Giaûi Chọn hệ trục toạ độ Đề-Các vuông góc Oxyz cho P(2a,0,0) ; Q(0,2b,0) ;R(0,0,2c) Khi đó: A(a,b,0) ; B(0,b,c) ; C(a,0,c) Pháp véc tơ mặt phẳng (OAB) và (OAC) là:  n1  (bc, ac, ab)  n2  (bc, ac, ab) Goùc nhò dieän caïnh OA vuoâng vaø chæ khi:   2 n1.n2   b c  a c  a 2b2 Trong tam giaùc ABC ta coù: b c  a c  a 2b a2 b c  a c  a 2b tgC  b2 b c  a c  a b 2a b  2  2(dpcm) Vaäy tgB.tgC  a 2b ab tgB  Bài 5: Cho tam giác vuông goc A.tìm quỹ tích các điểm M không gian thoả mãn : MB  MC  MA2 Giaûi z A,O B cho A truøng O, B(b,0,.0),C(0,c,0) C Chọn hệ trục toạ độ Đề các Oxyz x y ( Với AB =b>0,AC=c>0) Trang 19 Lop12.net Saùng kieán kinh nghieäm Vũ Thị Xuân THPT Trần Hưng Đạo Khi đó M(x, y, z) thoả : MB  MC  MA2  ( x  b)  y  z  ( y  c )  z  x  y  z  ( x  b)  ( y  c )  z  x  b   y  c z    M (b, c, 0) Vaäy quyõ tích caàn tìm chæ coù moät ñieåm nhaát M(b,c,0) Trang 20 Lop12.net