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)
Câu 1
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: B
Câu 2
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Câu 3
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: C
Vì mặt phẳng vuông góc với đường thẳng nên .
Phương trình mặt phẳng đi qua và có vectơ pháp tuyến là:
. Chọn C.
Câu 4
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: C
Vectơ chỉ phương của đường thẳng là .
Phương trình đường thẳng là . Chọn C.
Câu 5
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: B
Mặt cầu có tâm và bán kính có phương trình là:
. Chọn B.
Câu 6
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: B
Mặt phẳng có một vectơ pháp tuyến .
Đường thẳng vuông góc với mặt phẳng nên có một vectơ chỉ phương .
Phương trình tham số của là . Chọn B.
Câu 7
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: B
Nhận xét thấy mặt phẳng song song với mặt phẳng . Chọn điểm .
Khi đó, . 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 thỏa mãn.
Chọn A.
Câu 9
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: C
Câu 10
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: D
Mặt phẳng có vectơ pháp tuyến .
Mặt phẳng có vectơ pháp tuyến .
Gọi là góc giữa hai mặt phẳng và , ta có
. Chọn D.
Câu 11
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Ta có vectơ pháp tuyến của mặt phẳng là .
Mặt phẳng song song với phải có vectơ pháp tuyến cùng phương với . Chọn A.
Câu 12
Lời giải do TopStudy biên soạn
Đáp án: A
Câu 13
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Đúng. Ta có .
b) Sai. Gọi . Ta có .
Lại có .
c) Đúng. Gọi .
Khi đó, phương trình đường thẳng đi qua điểm và vuông góc mặt phẳng là .
Gọi là hình chiếu của lên mặt phẳng .
Ta có .
Lại có .
d) Đúng. Gọi . Giả sử . Ta có .
Vì mà
.
Lại có .

Do nên song song hoặc trùng .
Khoảng cách từ đến lớn nhất lớn nhất thẳng hàng và nằm giữa .
Ta có
Khi đó thẳng hàng và nằm giữa
.
Thế vào phương trình ta suy ra .
Vậy đường thẳng đi qua điểm có tọa độ .
Câu 14
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Sai. Hình chiếu vuông góc của trên là .
b) Đúng. Ta có .
c) Đúng. Ta có .
Thấy nên hướng chuyển động theo vectơ chính là hướng chuyển động từ đến .
Ta có .
Suy ra thời gian viên đạn bay từ đến là: giây.
Do đó sau 1 phút viên đạn đã đi qua điểm .
d) Sai. , .
Ta có .
Câu 15
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Sai. Ta có .
Khi máy bay ở vị trí thì cách đài kiểm soát không lưu của sân bay một khoảng .
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 có một vectơ chỉ phương . Đường thẳng đi qua điểm nên có phương trình tham số: .
c) Đúng. Vùng kiểm không lưu của của đài kiểm soát trên là tập hợp những điểm cách tâm không quá . Hay tập hợp các điểm ở bên trong và trên bề mặt của mặt cầu có phương trình .

d) Sai. Thay theo vào phương trình mặt cầu ta được phương trình:
hoặc .
Thay vào phương trình của đường thẳng ta được .
Thay vào phương trình của đường thẳng ta được .
Suy ra đường thẳng cắt mặt cầu tại hai điểm và .
Hay độ dài đoạn 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 .
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 .
Thời gian đó bằng phút.
Câu 16
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
a) Đúng. Ta có là hình vuông nên , do đó .
Vì nên .
b) Sai. Vì và nên , suy ra là vectơ chỉ phương của đường thẳng .
Khi đó, đường thẳng có phương trình tham số là .
c) Đúng. Ta có và .
là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng .
Mặt phẳng có vectơ pháp tuyến là . Khi đó:
.
Vậy mái nhà hợp với mặt đất một góc khoảng .
d) Đúng.

Gọi là tâm hình vuông và .
Suy ra là hình chóp đều nên .
Ta có .
Xét tam giác vuông tại : .
Vì .
Do đó là hình bình hành nên .
Câu 17
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Gọi tọa độ của điểm M là .
Ta có .
Mặt phẳng chứa đường xích đạo là có vectơ pháp tuyến .
Đường thẳng OM có vecto chỉ phương
Ta có .
Đáp án: 7,6.
Câu 18
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Ta có với .
là mặt phẳng thẳng đứng qua và nên nhận vectơ và làm cặp vectơ chỉ phương nên vectơ pháp tuyến của là .
Ta có .
Đường thẳng vuông góc với nên nhận vectơ pháp tuyến của làm vectơ chỉ phương . Phương trình đường thẳng : .
là giao điểm của đường thẳng và mặt phẳng nên ta có
.
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 và mặt phẳng .
Ta có và vectơ pháp tuyến của mặt phẳng là .
Gọi là góc tạo bởi và mặt phẳng .
Khi đó, . Suy ra .
Đáp án: 13.
Câu 20
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Mặt cầu đã cho có tâm và bán kính .
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 km.
Đáp án: 6.
Câu 21
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Ta có mà là trung điểm BC, suy ra .
Lại có , thay vào phương trình mặt phẳng , được:
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 (tương ứng với điểm ) và tàu chở hàng (tương ứng với điểm ) sao cho tổng quãng đường cứu hộ là nhỏ nhất.
Trong không gian , ta có:
Hai đường thẳng cùng nằm trong mặt phẳng và .
có một vectơ chỉ phương ; có một vectơ chỉ phương .
Do nên cắt .
Gọi lần lượt là điểm đối xứng của qua và .
Gọi là mặt phẳng qua và vuông góc với .
Gọi , thì tọa độ của là nghiệm của hệ
.
Gọi là mặt phẳng qua và vuông góc với .
Gọi , thì tọa độ của là nghiệm của hệ
.
Khi đó .
Dấu bằng xảy ra khi thẳng hàng.
Vậy đạt GTNN khi .
Suy ra . Vậy .
Đáp án: 2270.