Đáp án và lời giải
Bài tập Vận dụng kiến thức phương trình mặt phẳng vào giải quyết bài toán liên quan đến thực tế lớp 12 (có lời giải)
Câu 1
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: D
Đáp án đúng là: D
Vì B(3k; 2k; k) (CBEF): z = 3 nên k = 3.
Suy ra B(9; 6; 3). Khi đó a + b + c = 18.
Câu 2
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: D
Đáp án đúng là: D
Do mặt dưới của mái nhà thuộc mặt phẳng vuông góc với trục Oz và đi qua A(3; 4; 33) nên phương trình mặt phẳng chứa mặt dưới của mái nhà là: z – 33 = 0.
Khoảng cách từ điểm D đến mặt phẳng chứa mặt dưới của mái nhà bằng:
.
Câu 3
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: B
Đáp án đúng là: B
Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ

Ta có . Suy ra B(3; 4; 0).
Mặt phẳng chứa quỹ đạo đi qua O(0; 0; 0) và nhận làm vectơ chỉ phương.
Suy ra vectơ pháp tuyến .
Vậy phương trình mặt phẳng chứa quỹ đạo của quả bóng là
−4(x – 0) + 3(y – 0) + 0(z – 0) = 0 4x – 3y = 0.
Do đó a + c = 4.
Câu 4
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: B
Đáp án đúng là: B
Ta có .
Mặt phẳng (ABC) có vectơ pháp tuyến là nên phương trình (ABC):
x – 3y + 3 = 0.
Vậy khoảng cách .
Câu 5
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Đáp án đúng là: A
Vì (Q) // (P) nên (Q) có một vectơ pháp tuyến là .
Nên phương trình mặt phẳng (Q): 6x + 5y + z – 12 = 0.
Do đó A + B + C + D = 0.
Câu 6
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Đáp án đúng là: A
Gọi mặt phẳng (P) đi qua 3 điểm pháo A(3; 0; 0), B(0; 1,5; 0), C(0; 0; −1,5) nên có phương trình là .
Giả sử điểm G(x; y; z) là vị trí khi mục tiêu bay tới mặt phẳng (P) để tới vị trí N nên G ∈ (P).
Do là 2 vectơ cùng hướng nên tồn tại số thực t > 0 sao cho .
Ta có .
Nên .
Vì G ∈ (P) 5 – 4t + 2(2 – 2t) – 2(4 – 6t) = 3 t = G(3; 1; 1).
Do đó .
Câu 7
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: C
Đáp án đúng là: C
Ta có phương trình mặt phẳng là (P): z – 4 = 0.
Khoảng cách từ đầu in đến khay đặt vật in là d(M, (P)) = .
Câu 8
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Đáp án đúng là: A
Lấy A(0; 0; −4) ∈ (P), dễ thấy (P) // (Q)
Khi đó .
Câu 9
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Đáp án đúng là: A
Ta có .
Câu 10
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: D
Đáp án đúng là: D
Giả sử A(1; 1; 10), B(4; 3; 1), C(3; 2; 5),
Có , .
Mặt phẳng (ABC) đi qua A(1; 1; 10) và nhận làm vectơ pháp tuyến có phương trình là: −(x – 1) – 3(y – 1) – (z – 10) = 0 x + 3y + z − 14 = 0.
Do đó m + n + p = 3 + 1 − 14 = 10.
Câu 11
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
Giả sử C(a; b; c) là vị trí mà máy bay xuyên qua đám mây đề hạ cánh nên C thuộc (P).
Mặt phẳng (P) có phương trình là .
Vì và là hai vectơ cùng hướng nên tồn tại một số thực t > 0 sao cho
, , .
Ta có hệ phương trình .
Do đó C(t + 3; 8,5t – 2; − t + 1).
Vì C thuộc (P) nên ta có t + 3 − 8,5t + 2 + 10∙(− t + 1) – 8 = 0 ⇔ t = .
Vậy C(3,4; 1,4; 0,6).
Độ cao của máy bay khi máy bay xuyên qua đám mây là 0,6 km.
Câu 12
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
Ta có:
(P): 2x + 2y – 4z + 15 = 0 có vectơ pháp tuyến là .
(Q): x + y – 2z + 1 = 0 có vectơ pháp tuyến là .
và 15 ≠ 2×1 nên (P) // (Q).
Chọn M(0; 1;1) thuộc mặt phẳng (Q). Do hai bức tường (P) và (Q) song song nên
d((Q), (P)) = d(M, (P)) = .
Câu 13
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: D
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: D
Quả bóng rơi xuống điểm A(; 0,5; 0).
Mặt phẳng (P): x + by + cz + d = 0 đi qua O nên d = 0, điểm A(; 0,5; 0) thuộc (P) nên + 0,5b = 0 ⇔ b = .
Vectơ pháp tuyến của (P) là , vectơ pháp tuyến của mặt đất (Oxy) là .
Mặt khác (P) vuông góc với mặt đất nên
.
Mặt phẳng (P) có phương trình là: x – 4 = 0.
Vậy −2b – c+ d = − 160.
Câu 14
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
d(M, (P)) = .
Câu 15
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Hướng dẫn giải:
Đáp án đúng là: A
Do mặt dưới của mái nhà thuộc mặt phẳng vuông góc với trục Oz và đi qua điểm A(6; 9; 57) nên phương trình mặt phẳng chứa mặt dưới của mái nhà: z – 57 = 0.
Khoảng cách từ điểm D đến mặt phẳng chứa dưới của mái nhà tầng bằng: .
Vậy độ dày của mái nhà là 6 dm.
Câu 16
Lời giải do TopStudy biên soạn
a) Đúng
b) Sai
c) Sai
d) Sai
Hướng dẫn giải:
Đáp án: a) Đúng. b) Sai. c) Sai. d) Sai.
a) Đúng. Giả sử toạ độ của các điểm mái che là: A(0; 0; 8), B(0; 20; 8), D(15; 0; 14), C(15; 20; 14).
b) Sai. , .
.
c) Sai. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (ABCD) là .
Mặt phẳng (ABCD) đi qua A(0; 0; 8) và chọn làm vectơ pháp tuyến có phương trình là: 120(x – 0) + 0y – 300(z – 8) = 0 ⇔ 120x – 300z + 2400 = 0 hay 2x – 5z + 40 = 0.
d) Sai. Giả sử toạ độ G(8; 0; 4).
Khoảng cách từ điểm G(8; 0; 4) đến mặt phẳng (ABCD) chính là độ dài ngắn nhất từ thanh ngang GE với mái che được tính như sau:
d(G, (ABCD)) = .
Câu 17
Lời giải do TopStudy biên soạn
a) Sai
b) Đúng
c) Sai
d) Đúng
Hướng dẫn giải:
Đáp án: a) Sai. b) Đúng. c) Sai. d) Đúng.
a) Sai. Từ hệ trục toạ độ ta có O(0; 0; 0), A(100; 0; 0), D(0; 60; 0), G(100; 60; 0).
b) Đúng. , .
.
Chọn là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (OBED).
Vậy vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (OBED) là .
c) Sai. Phương trình mặt phẳng (OBED) đi qua O(0; 0; 0) và nhận làm vectơ pháp tuyến có phương trình là: 4(x – 0) + 0(y – 0) - 5(z – 0) = 0 hay
–4x + 5z = 0.
d) Đúng. Từ hệ trục toạ độ có B(10; 10; 8).
d(B, (OAG)) = d(B, (Oxy)) = 8.
Câu 18
Lời giải do TopStudy biên soạn
a) Đúng
b) Đúng
c) Sai
d) Đúng
Hướng dẫn giải:
Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Sai. d) Đúng.
a) Đúng. Mặt phẳng (P): 2x + y – z – 10 = 0 có vectơ pháp tuyến là
Mặt phẳng (Q): 6x + 3y – 3z + 15 = 0 có vectơ pháp tuyến là .
Ta có: và 3∙(-10) ≠ 15.
Vậy (P) // (Q).
b) Đúng. Mặt phẳng (R): x − 3y – z + 1 = 0 có vectơ pháp tuyến là
Ta có: .
Vậy (P) (R).
c) Sai. Ta có (P) (R) và (P) // (Q).
Mặt phẳng (R): x − 3y – z + 1 = 0 có vectơ pháp tuyến là
Mặt phẳng (Q): 6x + 3y – 3z + 15 = 0 có vectơ pháp tuyến là .
.
Vậy (R) (Q).
Vậy (P), (Q), (R) không đôi một vuông góc.
d) Đúng. Chọn M(5; 0; 0) là điểm thuộc mặt phẳng (P).
Do (P) // (Q) nên:
d((P), (Q)) = d(M, (Q)) = .
Câu 19
Lời giải do TopStudy biên soạn
a) Đúng
b) Đúng
c) Đúng
d) Sai
Hướng dẫn giải:
Đáp án: a) Đúng. b) Đúng. c) Đúng. d) Sai.
a) Đúng. Chọn hệ trục toạ độ như hình vẽ với O là trung điểm của AC.
Ta có A(0; − 1; 0), B(; 0; 0), C(0; 1; 0), A'(0; −1; 6).
b) Đúng. Ta có: , .
Chọn làm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (ABC).
Vậy mặt phẳng (ABC) nhận là vectơ pháp tuyến.
c) Đúng. A'(0; −1; 6), B'(; 0; 5), C'(0; 1; 4).
,
.
Chọn là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (A'B'C').
Vậy mặt phẳng (A'B'C') nhận làm vectơ pháp tuyến.
d) Sai. Chọn hệ trục toạ độ như hình vẽ với O là trung điểm AC.
Ta có A(0; −1; 0), C(0; 1; 0), A'(0; −1; 6), C'(0; 1; 4).
, .
.
Mặt phẳng (ACC'A') đi qua A(0; −1; 0) và nhận làm vectơ pháp tuyến có phương trình là: 8(x − 0) + 0(y + 1) + 0(z − 0) = 0 hay 8x = 0.
d(B', (ACC'A')) = d(B, (ACC'A')) = .
Câu 20
Lời giải do TopStudy biên soạn
a) Đúng
b) Sai
c) Đúng
d) Sai
Hướng dẫn giải:
Đáp án: a) Đúng. b) Sai. c) Đúng. d) Sai.
a) Đúng. Khối rubik có cạnh bằng 3.
b) Sai. Điểm C không phải một đỉnh của khối rubik.
c) Đúng. Phương trình mặt phẳng (ABC) là .
d) Sai. Phương trình mặt phẳng (ABC) là hay 2x + 2y + 3z – 6 = 0.
Thay tọa độ D(1; 1; 1) vào phương trình mặt phẳng (ABC), ta có:
2×1 + 2×1 + 3×1 – 6 = 1 ≠ 0.
Vậy D không thuộc mặt phẳng (ABC).
Câu 21
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: 1
Hướng dẫn giải:
Đáp án: 1
Ta có , .
.
Phương trình mặt phẳng (P) đi qua A(2; 1; 3) và nhận làm vectơ pháp tuyến: − 2(x – 2) + 2(y – 1) – 4(z – 3) = 0 hay – 2x + 2y – 4z + 14 = 0.
Vì A, B, C, D đồng phẳng nên D thuộc (ABC). Thay toạ độ điểm D vào phương trình mặt phẳng (ABC) ta có: −2∙k + 2∙0 − 4∙3k + 14 = 0 hay k = 1.
Câu 22
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: 3
Hướng dẫn giải:
Đáp án: 3
Những điểm thuộc đường nóc nhà có toạ độ thoả mãn hệ:
.
Chọn x = 2 nên y = 2.
Thay x = 2, y = 2 vào phương trình x − 3y – z + 1 = 0.
Ta có: 2 – 2∙3 – z + 1 = 0 ⟺ z = −3.
Vậy điểm A(2; 2; −3) là một điểm thuộc đường nóc nhà.
Khi đó chiều cao cần tìm của ngôi nhà là khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (Oxy) bằng 3m
Câu 23
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: 26
Hướng dẫn giải:
Đáp án: 26
Xét ba điểm A(2; 1; 10), B(3; 4; 1), C(2; 5; 3).
, .
.
Mặt phẳng (ABC) đi qua A(2; 1; 10) và nhận làm vectơ pháp tuyến là: 15(x – 2) + 7(y – 1) + 4(z – 10) = 0 hay 15x + 7y + 4z – 77 = 0.
Vậy a + b + c = 15 + 7 + 4 = 26.
Câu 24
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: 15
Hướng dẫn giải:
Đáp án: 15
, .
.
Chọn làm vectơ pháp tuyến của mặt đáy.
Phương trình mặt đáy qua P và nhận làm vectơ pháp tuyến:
0(x – 0) – 1(y – 0) + 10(z + 20) = 0 hay – y + 10z + 200 = 0.
d(A, (PQR)) = .
Câu 25
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: 0,5
Hướng dẫn giải:
Đáp án: 0,5
Gọi I là trung điểm của AB do đó và (Q) là mặt phẳng trung trực của đoạn AB.
Khi đó mặt phẳng (Q) qua điểm và có vectơ pháp tuyến nên có phương trình là:
hay – 3x – y + z + = 0.
Vì MA = MB nên M thuộc mặt phẳng (Q).
Ta có hệ phương trình:
.
Do đó .
Có .
.
Nên .
Vậy a + b + c = .