TopStudy

Đáp án và lời giải

Đề ôn luyện Toán Chương 7. Phương trình mặt phẳng, đường thẳng, mặt cầu trong không gian (đề số 1)

Về trang đề

Câu 1

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P)\left( P \right) có tọa độ là (2;−1;3)\left( {2; - 1;3} \right). Chọn B.

Câu 2

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Từ phương trình x+1−2=2−y3=z2⇔x+1−2=y−2−3=z2\frac{{x + 1}}{{ - 2}} = \frac{{2 - y}}{3} = \frac{z}{2} \Leftrightarrow \frac{{x + 1}}{{ - 2}} = \frac{{y - 2}}{{ - 3}} = \frac{z}{2}, khi đó một vectơ chỉ phương của đường thẳng dd là u→=(−2;−3;2)\overrightarrow u = \left( { - 2; - 3;2} \right). Chọn A.

Câu 3

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Vì mặt phẳng vuông góc với đường thẳng dd nên n→=u→=(4;3;−7)\overrightarrow n = \overrightarrow u = \left( {4;3; - 7} \right).

Phương trình mặt phẳng đi qua A(1;2;3)A\left( {1;2;3} \right) và có vectơ pháp tuyến n→=(4;3;−7)\overrightarrow n = \left( {4;3; - 7} \right) là:

4(x−1)+3(y−2)−7(z−3)=04\left( {x - 1} \right) + 3\left( {y - 2} \right) - 7\left( {z - 3} \right) = 0⇔4x+3y−7z+11=0\Leftrightarrow 4x + 3y - 7z + 11 = 0. Chọn C.

Câu 4

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Vectơ chỉ phương của đường thẳng ABAB là u→=AB→=(1;−5;1)\overrightarrow u = \overrightarrow {AB} = \left( {1; - 5;1} \right).

Phương trình đường thẳng ABAB là x−21=y+2−5=z+11\frac{{x - 2}}{1} = \frac{{y + 2}}{{ - 5}} = \frac{{z + 1}}{1}. Chọn C.

Câu 5

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Mặt cầu (S)\left( S \right) có tâm I(−1 ; 2 ; 1)I\left( { - 1\,;\,2\,;\,1} \right) và bán kính R=IA=12+22+(−2)2=3R = IA = \sqrt {{1^2} + {2^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} = 3 có phương trình là:

(x+1)2+(y−2)2+(z−1)2=9{\left( {x + 1} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 9. Chọn B.

Câu 6

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right) có một vectơ pháp tuyến n→=(0;0;1)\overrightarrow n = \left( {0;0;1} \right).

Đường thẳng dd vuông góc với mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right) nên dd có một vectơ chỉ phương u→=(0;0;1)\overrightarrow u = \left( {0;0;1} \right).

Phương trình tham số của dd là {x=1y=1z=1+t(t∈R)\left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 1\\z = 1 + t\end{array} \right.\left( {t \in \mathbb{R}} \right). Chọn B.

Câu 7

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: B

Nhận xét thấy mặt phẳng (P)\left( P \right) song song với mặt phẳng (Q)\left( Q \right). Chọn điểm M(0;  0;  5)∈(P)M\left( {0;\;0;\;5} \right) \in \left( P \right).

Khi đó, d((P),  (Q))=d(M,  (Q))=∣0+2⋅0+2⋅5−3∣1+22+22=73d\left( {\left( P \right),\;\left( Q \right)} \right) = d\left( {M,\;\left( Q \right)} \right) = \frac{{\left| {0 + 2 \cdot 0 + 2 \cdot 5 - 3} \right|}}{{\sqrt {1 + {2^2} + {2^2}} }} = \frac{7}{3}. Chọn B.

Câu 8

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Theo tọa độ các điểm vào phương trình đường thẳng, ta thấy điểm P(1;−2;3)P\left( {1; - 2;3} \right) thỏa mãn.

Chọn A.

Câu 9

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: C

Ta có R2=4⇒R=2{R^2} = 4 \Rightarrow R = 2. Chọn C.

Câu 10

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: D

Mặt phẳng (P)\left( P \right) có vectơ pháp tuyến nP→=(1 ;  1 ;  4)\overrightarrow {{n_P}} = \left( {1\,;\,\,1\,;\,\,4} \right).

Mặt phẳng (Q)\left( Q \right) có vectơ pháp tuyến nQ→=(1 ;  0 ;  −1)\overrightarrow {{n_Q}} = \left( {1\,;\,\,0\,;\,\, - 1} \right).

Gọi α\alpha là góc giữa hai mặt phẳng (P)\left( P \right) và (Q)\left( Q \right), ta có

cos⁡α=∣cos⁡(nP→, nQ→)∣= 12⇒α=60∘\cos \alpha = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_P}} ,\,\overrightarrow {{n_Q}} } \right)} \right| = \,\frac{1}{2} \Rightarrow \alpha = 60^\circ. Chọn D.

Câu 11

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Ta có vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) là n→=(1;1;2)\overrightarrow n = \left( {1;1;2} \right).

Mặt phẳng song song với (α)\left( \alpha \right) phải có vectơ pháp tuyến cùng phương với n→\overrightarrow n. Chọn A.

Câu 12

Lời giải do TopStudy biên soạn

Đáp án: A

Mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right) có phương trình là z=0z = 0. Ta có d(A,(Oxy))=∣−2∣12=2d\left( {A,\left( {Oxy} \right)} \right) = \frac{{\left| { - 2} \right|}}{{\sqrt {{1^2}} }} = 2. Chọn A.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Đúng. Ta có 2−2⋅1+0=0⇒A∈(P)2 - 2 \cdot 1 + 0 = 0 \Rightarrow A \in \left( P \right).

b) Sai. Gọi I=d∩(P)I = d \cap \left( P \right). Ta có I∈d⇒I(2+t;−3t;1+t)I \in d \Rightarrow I\left( {2 + t; - 3t;1 + t} \right).

Lại có I∈(P)⇒2+t−2⋅(−3t)+1+t=0⇒t=−38⇒I(138;98;58)I \in \left( P \right) \Rightarrow 2 + t - 2 \cdot \left( { - 3t} \right) + 1 + t = 0 \Rightarrow t = \frac{{ - 3}}{8} \Rightarrow I\left( {\frac{{13}}{8};\frac{9}{8};\frac{5}{8}} \right).

c) Đúng. Gọi d′⊥(P)⇒ud′→=nP→=(1;−2;1)d' \bot \left( P \right) \Rightarrow \overrightarrow {{u_{d'}}} = \overrightarrow {{n_P}} = \left( {1; - 2;1} \right).

Khi đó, phương trình đường thẳng d′d' đi qua điểm B(2;−3;4)B\left( {2; - 3;4} \right) và vuông góc mặt phẳng (P)\left( P \right) là {x=2+t′y=−3−2t′z=4+t′\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t'\\y = - 3 - 2t'\\z = 4 + t'\end{array} \right..

Gọi HH là hình chiếu của BB lên mặt phẳng (P)⇒H=d′∩(P)\left( P \right) \Rightarrow H = d' \cap \left( P \right).

Ta có H∈d′⇒H(2+t′;−3−2t′;4+t′)H \in d' \Rightarrow H\left( {2 + t'; - 3 - 2t';4 + t'} \right).

Lại có H∈(P)⇒2+t′−2⋅(−3−2t′)+4+t′=0⇒t′=−2⇒H(0;1;2)H \in \left( P \right) \Rightarrow 2 + t' - 2 \cdot \left( { - 3 - 2t'} \right) + 4 + t' = 0 \Rightarrow t' = - 2 \Rightarrow H\left( {0;1;2} \right).

d) Đúng. Gọi A′=Δ∩(P)A' = \Delta \cap \left( P \right). Giả sử A′(x;y;z)A'\left( {x;y;z} \right). Ta có AA′→=(x−2;y−1;z)\overrightarrow {AA'} = \left( {x - 2;y - 1;z} \right).

Vì A∈(P)A \in \left( P \right) mà Δ⊥(P)⇒Δ⊥AA′⇒AA′=d(A,Δ)=2\Delta \bot \left( P \right) \Rightarrow \Delta \bot AA' \Rightarrow AA' = d\left( {A,\Delta } \right) = \sqrt 2

⇒(x−2)2+(y−1)2+z2=2⇒(x−2)2+(y−1)2+z2=2   (1)\Rightarrow \sqrt {{{\left( {x - 2} \right)}^2} + {{\left( {y - 1} \right)}^2} + {z^2}} = \sqrt 2 \Rightarrow {\left( {x - 2} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {z^2} = 2\,\,\,\left( 1 \right).

Lại có A′∈(P)⇒x−2y+z=0   (2)A' \in \left( P \right) \Rightarrow x - 2y + z = 0\,\,\,\left( 2 \right).

Hình minh hoạ

Do {Δ⊥(P)BH⊥(P)\left\{ \begin{array}{l}\Delta \bot \left( P \right)\\BH \bot \left( P \right)\end{array} \right.nên BHBHsong song hoặc trùng Δ\Delta⇒d(B,Δ)=d(H,Δ)=HA′\Rightarrow d\left( {B,\Delta } \right) = d\left( {H,\Delta } \right) = HA'.

Khoảng cách từ BB đến Δ\Delta lớn nhất ⇔HA′\Leftrightarrow HA' lớn nhất ⇔H,A,A′\Leftrightarrow H,A,A' thẳng hàng và AA nằm giữa H,A′H,A'.

Ta có AH→=(−2;0;2),  AA′→=(x−2;y−1;z)\overrightarrow {AH} = \left( { - 2;0;2} \right),\,\,\overrightarrow {AA'} = \left( {x - 2;y - 1;z} \right)

Khi đó H,A,A′H,A,A' thẳng hàng và AA nằm giữa H,A′H,A'

⇔{x−2=−2ky−1=0kz=2k(k<0)⇒{y=1x−2=−zz=2k  (k<0)⇒{y=1z=2−xz<0  (3)\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x - 2 = - 2k\\y - 1 = 0k\\z = 2k\end{array} \right.\left( {k < 0} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}y = 1\\x - 2 = - z\\z = 2k\end{array} \right.\,\,\left( {k < 0} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}y = 1\\z = 2 - x\\z < 0\end{array} \right.\,\,\left( 3 \right).

Thế {y=1z=2−x\left\{ \begin{array}{l}y = 1\\z = 2 - x\end{array} \right. vào phương trình (1)&(2)\left( 1 \right)\& \left( 2 \right)ta suy ra {y=1z=2−x(x−2)2=1⇒[{x=3y=1z=−1(TM){x=1y=1z=1(KTM)\left\{ \begin{array}{l}y = 1\\z = 2 - x\\{\left( {x - 2} \right)^2} = 1\end{array} \right. \Rightarrow \left[ \begin{array}{l}\left\{ \begin{array}{l}x = 3\\y = 1\\z = - 1\end{array} \right.(TM)\\\left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 1\\z = 1\end{array} \right.(KTM)\end{array} \right..

Vậy đường thẳng Δ\Delta đi qua điểm có tọa độ (3;1;−1)\left( {3;1; - 1} \right).

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Sai. Hình chiếu vuông góc của AA trên (Oxy)\left( {Oxy} \right) là H(1;2;0)H\left( {1;2;0} \right).

b) Đúng. Ta có 4⋅0−1+2⋅(−6)+13=04 \cdot 0 - 1 + 2 \cdot \left( { - 6} \right) + 13 = 0⇒B∈(P)\Rightarrow B \in \left( P \right).

c) Đúng. Ta có AB→=(−1;−1;−9)\overrightarrow {AB} = \left( { - 1; - 1; - 9} \right).

Thấy v→=2AB→\overrightarrow v = 2\overrightarrow {AB} nên hướng chuyển động theo vectơ v→\overrightarrow v chính là hướng chuyển động từ AA đến BB.

Ta có AB=12+12+92=83(km)=100083(m)AB = \sqrt {{1^2} + {1^2} + {9^2}} = \sqrt {83} \left( {{\rm{km}}} \right) = 1000\sqrt {83} \left( {\rm{m}} \right).

Suy ra thời gian viên đạn bay từ AA đến BB là: AB800=5834≈11,39\frac{{AB}}{{800}} = \frac{{5\sqrt {83} }}{4} \approx 11{,}39 giây.

Do đó sau 1 phút viên đạn đã đi qua điểm BB.

d) Sai. BA→=(1;1;9)\overrightarrow {BA} = \left( {1;1;9} \right), n(P)→=(4;−1;2)\overrightarrow {{n_{\left( P \right)}}} = \left( {4; - 1;2} \right).

Ta có sin⁡(AB,(P))=∣cos⁡(BA→,n(P)→)∣=∣4−1+18∣83⋅21=174383\sin \left( {AB,\left( P \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {BA} ,\overrightarrow {{n_{\left( P \right)}}} } \right)} \right| = \frac{{\left| {4 - 1 + 18} \right|}}{{\sqrt {83} \cdot \sqrt {21} }} = \frac{{\sqrt {1743} }}{{83}}⇒(AB,(P))≈30∘\Rightarrow \left( {AB,\left( P \right)} \right) \approx 30^\circ.

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Sai. Ta có OA=(−65)2+(−25)2+302≈75,8  (km)OA = \sqrt {{{\left( { - 65} \right)}^2} + {{\left( { - 25} \right)}^2} + {{30}^2}} \approx 75{,}8\,\,{\rm{(km)}}.

Khi máy bay ở vị trí A(−65;−25;30)A\left( { - 65; - 25;30} \right) thì cách đài kiểm soát không lưu của sân bay một khoảng d≈75,8 km>70 kmd \approx 75{,}8\,{\rm{km}} > 70\,{\rm{km}}.

Vậy đài kiểm soát không lưu của sân bay không theo dõi được máy bay.

b) Đúng. Từ thông tin của hệ trục và máy bay di chuyển theo hướng Tây Nam với độ cao không đổi, quỹ đạo bay theo đường thẳng. Nên đường thẳng dd có một vectơ chỉ phương u→=(1; 1; 0)\overrightarrow u = \left( {1;\,1;\,0} \right). Đường thẳng dd đi qua điểm A(−65;−25;30)A\left( { - 65; - 25;30} \right) nên có phương trình tham số: {x=−65+ty=−25+tz=30\left\{ \begin{array}{l}x = - 65 + t\\y = - 25 + t\\z = 30\end{array} \right..

c) Đúng. Vùng kiểm không lưu của của đài kiểm soát trên là tập hợp những điểm cách tâm O(0;  0;  0)O\left( {0;\,\,0;\,\,0} \right) không quá 70 km70\,{\rm{km}}. Hay tập hợp các điểm ở bên trong và trên bề mặt của mặt cầu (S)\left( S \right) có phương trình x2+y2+z2=702⇔x2+y2+z2=4900{x^2} + {y^2} + {z^2} = {70^2} \Leftrightarrow {x^2} + {y^2} + {z^2} = 4900.

Hình minh hoạ

d) Sai. Thay x, y, zx,\,y,\,z theo tt vào phương trình mặt cầu (S)\left( S \right) ta được phương trình:

(−65+t)2+(−25+t)2+302=4900⇔2t2−180t+850=0⇔t=5{\left( { - 65 + t} \right)^2} + {\left( { - 25 + t} \right)^2} + {30^2} = 4900 \Leftrightarrow 2{t^2} - 180t + 850 = 0 \Leftrightarrow t = 5 hoặc t=85t = 85.

Thay t=5t = 5 vào phương trình của đường thẳng dd ta được M(−60;−20;30)M\left( { - 60; - 20;30} \right).

Thay t=85t = 85 vào phương trình của đường thẳng dd ta được N(20;60;30)N\left( {20;60;30} \right).

Suy ra đường thẳng dd cắt mặt cầu (S)\left( S \right) tại hai điểm M(−60;−20;30)M\left( { - 60; - 20;30} \right) và N(20;60;30)N\left( {20;60;30} \right).

Hay độ dài đoạn MNMN là khoảng cách giữa vị trí đầu tiên và vị trí cuối cùng mà máy bay di chuyển trong phạm vi theo dõi của đài kiểm soát không lưu.

Ta có MN=(60+20)2+(20+60)2=802 kmMN = \sqrt {{{\left( {60 + 20} \right)}^2} + {{\left( {20 + 60} \right)}^2}} = 80\sqrt 2 \,{\rm{km}}.

Thời gian máy bay di chuyển trong phạm vi đài kiểm soát không lưu của sân bay theo dõi được là thời gian máy bay di chuyển được quãng đường 802 km80\sqrt 2 \,{\rm{km}}.

Thời gian đó bằng 802200⋅60≈33,94\frac{{80\sqrt 2 }}{{200}} \cdot 60 \approx 33{,}94 phút.

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Đúng. Ta có ABCDABCD là hình vuông nên BC=AB=20 mBC = AB = 20\,{\rm{m}}, do đó B(20;20;0)B\left( {20;20;0} \right).

Vì DH=4 mDH = 4\,{\rm{m}} nên H(0 ;0 ;4)H\left( {0\,;0\,;4} \right).

b) Sai. Vì AD=AB=20 mAD = AB = 20\,{\rm{m}} và AE=3 mAE = 3\,{\rm{m}} nên E(20 ;0 ;3)E\left( {20\,;0\,;3} \right), suy ra HE→=(20 ;0 ;−1)\overrightarrow {HE} = \left( {20\,;0\,; - 1} \right) là vectơ chỉ phương của đường thẳng EHEH.

Khi đó, đường thẳng EHEH có phương trình tham số là {x=20ty=0z=4−t, (t∈R)\left\{ \begin{array}{l}x = 20t\\y = 0\\z = 4 - t\end{array} \right.,\,\left( {t \in \mathbb{R}} \right).

c) Đúng. Ta có F(20 ;20 ;3)F\left( {20\,;20\,;3} \right) và EF→=(0 ;20 ;0)\overrightarrow {EF} = \left( {0\,;20\,;0} \right).

[EF→;HE→]=(−20;0;−400)\left[ {\overrightarrow {EF} ;\overrightarrow {HE} } \right] = \left( { - 20;0; - 400} \right) là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (EFGH)\left( {EFGH} \right).

Mặt phẳng (ABCD)\left( {ABCD} \right) có vectơ pháp tuyến là k→=(0 ;0 ;1)\overrightarrow k = \left( {0\,;0\,;1} \right). Khi đó:

cos⁡((ABCD),(EFGH))=∣400∣202+4002=40020401=20401⇒((ABCD),(EFGH))≈2,86∘\cos \left( {\left( {ABCD} \right),\left( {EFGH} \right)} \right) = \frac{{\left| {400} \right|}}{{\sqrt {{{20}^2} + {{400}^2}} }} = \frac{{400}}{{20\sqrt {401} }} = \frac{{20}}{{\sqrt {401} }} \Rightarrow \left( {\left( {ABCD} \right),\left( {EFGH} \right)} \right) \approx 2{,}86^\circ.

Vậy mái nhà hợp với mặt đất một góc khoảng 2,86∘2{,}86^\circ.

d) Đúng.

Hình minh hoạ

Gọi II là tâm hình vuông ABCDABCD và MA=MB=MC=MD=266 mMA = MB = MC = MD = 2\sqrt {66} \,{\rm{m}}.

Suy ra M.ABCDM.ABCD là hình chóp đều nên MI⊥(ABCD)MI \bot \left( {ABCD} \right).

Ta có DB=202(m)⇒ID=102(m)DB = 20\sqrt 2 \left( {\rm{m}} \right) \Rightarrow ID = 10\sqrt 2 \left( {\rm{m}} \right).

Xét tam giác MIDMIDvuông tại II: MI=MD2−ID2=(266)2−(102)2=8 (m)MI = \sqrt {M{D^2} - I{D^2}} = \sqrt {{{\left( {2\sqrt {66} } \right)}^2} - {{\left( {10\sqrt 2 } \right)}^2}} = 8\,\left( {\rm{m}} \right).

Vì MI//DL, MI=DL=8 mMI{\rm{//}}DL,\,MI = DL = 8\,{\rm{m}}.

Do đó DIMLDIML là hình bình hành nên ML=ID=102 mML = ID = 10\sqrt 2 \,{\rm{m}}.

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Gọi tọa độ của điểm M là (x;y;z)\left( {x;y;z} \right).

Ta có {MA=2655MB=11MC=11105⇔{(x−3)2+(y−1)2+(z−2)2=535(x−3)2+(y−2)2+(z−1)2=11(x−3)2+(y−6)2+(z−4)2=2425\left\{ \begin{array}{l}MA = \frac{{\sqrt {265} }}{5}\\MB = \sqrt {11} \\MC = \frac{{11\sqrt {10} }}{5}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{\left( {x - 3} \right)^2} + {\left( {y - 1} \right)^2} + {\left( {z - 2} \right)^2} = \frac{{53}}{5}\\{\left( {x - 3} \right)^2} + {\left( {y - 2} \right)^2} + {\left( {z - 1} \right)^2} = 11\\{\left( {x - 3} \right)^2} + {\left( {y - 6} \right)^2} + {\left( {z - 4} \right)^2} = \frac{{242}}{5}\end{array} \right..

⇔{x2+y2+z2−6x−2y−4z+175=0x2+y2+z2−6x−4y−2z+3=0x2+y2+z2−6x−12y−8z+635=0⇒{x=6y=35z=45⇒M(6;35;45).\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x^2} + {y^2} + {z^2} - 6x - 2y - 4z + \frac{{17}}{5} = 0\\{x^2} + {y^2} + {z^2} - 6x - 4y - 2z + 3 = 0\\{x^2} + {y^2} + {z^2} - 6x - 12y - 8z + \frac{{63}}{5} = 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 6\\y = \frac{3}{5}\\z = \frac{4}{5}\end{array} \right. \Rightarrow M\left( {6;\frac{3}{5};\frac{4}{5}} \right).

Mặt phẳng chứa đường xích đạo là (Oxy)\left( {Oxy} \right) có vectơ pháp tuyến k→=(0;0;1)\overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right).

Đường thẳng OM có vecto chỉ phương OM→=(6;35;45).\overrightarrow {OM} = \left( {6;\frac{3}{5};\frac{4}{5}} \right).

Ta có sin⁡(OM,(Oxy))=∣0⋅6+0⋅35+1⋅45∣02+02+12⋅62+(35)2+(45)2⇒(OM,(Oxy))≈7,6∘\sin \left( {OM,\left( {Oxy} \right)} \right) = \frac{{\left| {0 \cdot 6 + 0 \cdot \frac{3}{5} + 1 \cdot \frac{4}{5}} \right|}}{{\sqrt {{0^2} + {0^2} + {1^2}} \cdot \sqrt {{6^2} + {{\left( {\frac{3}{5}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{4}{5}} \right)}^2}} }} \Rightarrow \left( {OM,\left( {Oxy} \right)} \right) \approx 7{,}6^\circ.

Đáp án: 7,6.

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có CD→=(20;−40;0)=20u→\overrightarrow {CD} = \left( {20; - 40;0} \right) = 20\overrightarrow u với u→=(1;−2;0)\overrightarrow u = \left( {1; - 2;0} \right).

(P)\left( P \right) là mặt phẳng thẳng đứng qua CC và DD nên nhận vectơ u→=(1;−2;0)\overrightarrow u = \left( {1; - 2;0} \right) và k→=(0;0;1)\overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right) làm cặp vectơ chỉ phương nên vectơ pháp tuyến của (P)\left( P \right) là n→=[k→,u→]=(2;1;0)\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow k ,\overrightarrow u } \right] = \left( {2;1;0} \right).

Ta có (P):2(x−10)+1(y−50)+0(z−0)=0⇔2x+y−70=0\left( P \right):2\left( {x - 10} \right) + 1\left( {y - 50} \right) + 0\left( {z - 0} \right) = 0 \Leftrightarrow 2x + y - 70 = 0.

Đường thẳng ABAB vuông góc với (P)\left( P \right) nên nhận vectơ pháp tuyến của (P)\left( P \right) làm vectơ chỉ phương uAB→=(2;1;0)\overrightarrow {{u_{AB}}} = \left( {2;1;0} \right). Phương trình đường thẳng ABAB: {x=30+2ty=40+tz=120\left\{ \begin{array}{l}x = 30 + 2t\\y = 40 + t\\z = 120\end{array} \right..

BB là giao điểm của đường thẳng ABAB và mặt phẳng (P)\left( P \right) nên ta có

2(30+2t)+40+t−70=0⇔5t=−30⇔t=−62\left( {30 + 2t} \right) + 40 + t - 70 = 0 \Leftrightarrow 5t = - 30 \Leftrightarrow t = - 6

⇒B(18;34;120)⇒OB=182+342+1202≈126  (m)\Rightarrow B\left( {18;34;120} \right) \Rightarrow OB = \sqrt {{{18}^2} + {{34}^2} + {{120}^2}} \approx 126\,\,\left( {\rm{m}} \right).

Đán án: 126.

Câu 19

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Dựa vào đề bài ta có thể thấy góc tạo bởi đường bay của máy bay cất cánh và sân bay chính là góc giữa OAOA và mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right).

Ta có OA→=(2;5; 1,2)\overrightarrow {OA} = \left( {2;5;\,1{,}2} \right) và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right) là n→=k→=(0;0;1)\overrightarrow n = \overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right).

Gọi α\alpha là góc tạo bởi OAOA và mặt phẳng (Oxy)\left( {Oxy} \right).

Khi đó, sin⁡α=∣1,2⋅1∣22+52+(1,2)2⋅12=6761761\sin \alpha = \frac{{\left| {1{,}2 \cdot 1} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {5^2} + {{\left( {1{,}2} \right)}^2}} \cdot \sqrt {{1^2}} }} = \frac{{6\sqrt {761} }}{{761}}. Suy ra α≈13∘\alpha \approx 13^\circ.

Đáp án: 13.

Câu 20

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Mặt cầu đã cho có tâm I(2;3;1)I\left( {2;3;1} \right) và bán kính R=22+32+12−5=3R = \sqrt {{2^2} + {3^2} + {1^2} - 5} = 3.

Khoảng cách xa nhất giữa hai điểm thuộc vùng phủ sóng bằng đường kính của mặt cầu.

Vậy khoảng cách xa nhất cần tìm là 2R=62R = 6km.

Đáp án: 6.

Câu 21

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Ta có B∈Δ⇒B(3+t;−1+2t;4−t)B \in \Delta \Rightarrow B\left( {3 + t; - 1 + 2t;4 - t} \right) mà A(1;0;2)A\left( {1;0;2} \right) là trung điểm BC, suy ra C(−1−t;1−2t;t)C\left( { - 1 - t;1 - 2t;t} \right).

Lại có C∈(α)C \in \left( \alpha \right), thay vào phương trình mặt phẳng (α)\left( \alpha \right), được:

2(−1−t)−(1−2t)+t+1=0⇔t=2→BC⇀=(−8;−6;0)=4(−2;−32;0)2(-1-t)-(1-2t)+t+1=0\Leftrightarrow t=2\rightarrow \overset{⇀}{BC}=(-8;-6;0)=4(-2;\frac{-3}{2};0)

Vậy a + 2b = -1,5

Đáp án: −1,5.

Câu 22

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Chúng ta cần tìm vị trí tối ưu của tàu du lịch BB (tương ứng với điểm BB) và tàu chở hàng CC (tương ứng với điểm CC) sao cho tổng quãng đường cứu hộ T=AB+BC+CAT = AB + BC + CA là nhỏ nhất.

Trong không gian OxyzOxyz, ta có:

Hai đường thẳng d1, d2{d_1},\,{d_2} cùng nằm trong mặt phẳng (α): z=0\left( \alpha \right):\,z = 0 và A∈(α)A \in \left( \alpha \right).

d1{d_1} có một vectơ chỉ phương u⃗1=(1; −2; 0){\vec u_1} = \left( {1;\, - 2;\,0} \right); d2{d_2} có một vectơ chỉ phương u⃗2=(−1; 1; 0){\vec u_2} = \left( { - 1;\,1;\,0} \right).

Do [u⃗1, u⃗2]≠0⃗\left[ {{{\vec u}_1},\,{{\vec u}_2}} \right] \ne \vec 0 nên d1{d_1} cắt d2{d_2}.

Gọi A1, A2{A_1},\,{A_2} lần lượt là điểm đối xứng của AA qua d1{d_1} và d2{d_2}.

Gọi (P)\left( P \right) là mặt phẳng qua AA và vuông góc với d1{d_1}⇒  (P):x−2y−5=0\Rightarrow \,\,\left( P \right):x - 2y - 5 = 0.

Gọi I=(P)∩d1I = \left( P \right) \cap {d_1}, thì tọa độ của II là nghiệm của hệ d1: {x=2+ty=1−2tz=0x−2y−5=0{d_1}:\,\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = 1 - 2t\\z = 0\\x - 2y - 5 = 0\end{array} \right.⇒I(3; −1; 0)\Rightarrow I\left( {3;\, - 1;\,0} \right)

⇒A1(1; −2; 0)\Rightarrow {A_1}\left( {1;\, - 2;\,0} \right).

Gọi (Q)\left( Q \right) là mặt phẳng qua AA và vuông góc với d2{d_2}⇒ (Q):−x+y+5=0\Rightarrow \,\left( Q \right): - x + y + 5 = 0.

Gọi J=(Q)∩d2J = \left( Q \right) \cap {d_2}, thì tọa độ của JJ là nghiệm của hệ {x=2−sy=11+sz=0−x+y+5=0\left\{ \begin{array}{l}x = 2 - s\\y = 11 + s\\z = 0\\ - x + y + 5 = 0\end{array} \right.⇒J(9; 4; 0)\Rightarrow J\left( {9;\,4;\,0} \right)

⇒A2(13; 8; 0)\Rightarrow {A_2}\left( {13;\,8;\,0} \right).

Khi đó T=AB+BC+CA=A1B+BC+CA2≥A1A2T = AB + BC + CA = {A_1}B + BC + C{A_2} \ge {A_1}{A_2}.

Dấu bằng xảy ra khi B, C, A1, A2B,\,C,\,{A_1},\,{A_2} thẳng hàng.

Vậy TT đạt GTNN khi T=A1A2T = {A_1}{A_2}⇒Tmin⁡=A1A2=244   (km)\Rightarrow {T_{\min }} = {A_1}{A_2} = \sqrt {244} \,\,\,\left( {{\rm{km}}} \right).

Suy ra a=244a = 244. Vậy a+2026=2270a + 2026 = 2270.

Đáp án: 2270.