TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SBT Toán 12 Chân trời sáng tạo Bài tập cuối chương V có đáp án

Về trang đề

Câu 1

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

Đáp án đúng là: A

Ta có: d(M, (P)) = ∣2.1+2.1+1+10∣22+22+12\frac{{\left| {2.1 + 2.1 + 1 + 10} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {2^2} + {1^2}} }} = 5.

Câu 2

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

Đáp án đúng là: B

Nhận thấy 11=22=22≠−10−3\frac{1}{1} = \frac{2}{2} = \frac{2}{2} \ne \frac{{ - 10}}{{ - 3}} nên (P) ∥ (Q).

Lấy A(0; 0; 5) thuộc (P).

Do đó, d((Q),(P)) = d(A, (Q)) = ∣1.0+2.0+2.5−3∣22+22+12=73\frac{{\left| {1.0 + 2.0 + 2.5 - 3} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {2^2} + {1^2}} }} = \frac{7}{3}.

Câu 3

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

Đáp án đúng là: A

Thay các tọa độ điểm ở các đáp án A, B, C, D.

Thay điểm M(1; 1; 6) vào (P) được: 1 – 2.1 + 6 – 5 = 0.

Vậy điểm M(1; 1; 6) thuộc (P).

Thay điểm N(−5; 0; 0) vào (P) được: −5 – 2.0 + 0 – 5 = −10 ≠ 0.

Do đó điểm N(−5; 0; 0) không thuộc (P).

Thay điểm P(0; 0; −5) vào (P) được: 0 – 2.0 + (−5) – 5 = −10 ≠ 0.

Do đó điểm P(0; 0; −5) không thuộc (P).

Thay điểm Q(2; −1; 5) vào (P) được: 2 – 2.(−1) + 5 – 5 = 4 ≠ 0.

Do đó điểm Q(2; −1; 5) không thuộc (P).

Chọn A.

Câu 4

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

Đáp án đúng là: C

Ta có: nα→=(3;3;6),nβ→=(2;2;−2),nγ→=(1;−1;0)\overrightarrow {{n_\alpha }} = \left( {3;3;6} \right),\overrightarrow {{n_\beta }} = \left( {2;2; - 2} \right),\overrightarrow {{n_\gamma }} = \left( {1; - 1;0} \right) lần lượt là các vectơ chỉ phương của (α), (β) và (γ).

Nhận thấy nα→.nβ→=3.2+3.2+6.(−2)=0\overrightarrow {{n_\alpha }} .\overrightarrow {{n_\beta }} = 3.2 + 3.2 + 6.\left( { - 2} \right) = 0 nên (α) ⊥ (β).

nγ→.nβ→=1.2+(−1).2+0.(−2)=0\overrightarrow {{n_\gamma }} .\overrightarrow {{n_\beta }} = 1.2 + \left( { - 1} \right).2 + 0.\left( { - 2} \right) = 0 nên (γ) ⊥ (β).

nγ→.nα→=1.3+(−1).3+0.6=0\overrightarrow {{n_\gamma }} .\overrightarrow {{n_\alpha }} = 1.3 + \left( { - 1} \right).3 + 0.6 = 0 nên (α) ⊥ (γ).

Do đó mệnh đề C sai.

Câu 5

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

Đáp án đúng là: D

Phương trình chính tắc của đường thẳng d là: x−14=y6=z+22.\frac{{x - 1}}{4} = \frac{y}{6} = \frac{{z + 2}}{2}.

Câu 6

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

Đáp án đúng là: C

Ta có phương trình chính tắc của d là x−12=3−y−1=z+1\frac{{x - 1}}{2} = \frac{{3 - y}}{{ - 1}} = z + 1 = t

Do đó, phương trình tham số của đường thẳng d là: {x=1+2ty=3+tz=−1+t.\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + 2t\\y = 3 + t\\z = - 1 + t.\end{array} \right.

Câu 7

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

Đáp án đúng là: B

Phương trình chính tắc đó là: x−1−2=y+13=z+1−5.\frac{{x - 1}}{{ - 2}} = \frac{{y + 1}}{3} = \frac{{z + 1}}{{ - 5}}.

Câu 8

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

Đáp án đúng là: B

Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) cũng là vectơ chỉ phương của đường thẳng d.

Do đó, ud→=(1;3;−1)\overrightarrow {{u_d}} = \left( {1;3; - 1} \right).

Vậy phương trình đường thẳng d qua A và vuông với mặt phẳng (P) là: {x=1+ty=3tz=1−t.\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + t\\y = 3t\\z = 1 - t.\end{array} \right.

Câu 9

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

Đáp án đúng là: C

Xét các đáp án, ta thấy:

Đáp án A:

Phương trình x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} + x – 2y + 4z – 3 = 0 có dạng

x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} – 2ax – 2by – 2cz + d = 0 với a = −12- \frac{1}{2} ; b = 1; c = −2; d = −3.

Ta có: a2^{2} + b2^{2} + c2^{2} − d = 14\frac{1}{4} + 1 + 4 – 3 > 0 do đó đây là phương trình mặt cầu.

Đáp án B:

Phương trình 2x2^{2} + 2y2^{2} + 2z2^{2} – x – y – z = 0 hay x2^{2} + y2^{2} + x2^{2} −12- \frac{1}{2}x −12- \frac{1}{2}y −12- \frac{1}{2}z = 0.

Ta có: a = 14\frac{1}{4}, b = 14\frac{1}{4}, c = 14\frac{1}{4}, d = 0 nên a2^{2} + b2^{2} + c2^{2} – d > 0. Do đó, đây là phương trình mặt cầu.

Đáp án C:

Phương trình x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} – 2x + 4y – 4z + 10 = 0 có dạng

x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} – 2ax – 2by – 2cz + d = 0 với a = 1, b = −2, c = 2 và d = 10.

Ta có: a2^{2} + b2^{2} + c2^{2} − d = 1 + 4 + 4 – 10 < 0 nên đây không là phương trình mặt cầu.

Đáp án D:

Ta có: 2x2^{2} + 2y2^{2} + 2z2^{2} + 4x + 8y + 6z + 3 = 0 hay x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} + 2x + 4y + 3z + 32\frac{3}{2} = 0.

Ta có: a2^{2} + b2^{2} + c2^{2} – d > 0 nên đây là phương trình mặt cầu.

Vậy chọn C.

Câu 10

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

Đáp án đúng là: A

Ta có phương trình x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} + 2x – 4y + 4z + m = 0 với a = −1, b = 2, c = −2

và d = m.

Để là phương trình mặt cầu thì a2^{2} + b2^{2} + c2^{2} – d > 0 hay (−1)2^{2} + 22^{2} + (−2)2^{2} – m > 0.

Suy ra 9 – m > 0 hay m < 9.

Câu 11

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

Đáp án đúng là: C

Xét các đáp án, ta thấy:

(S1_{1}): x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} + 2x – 4y – 2 = 0 hay (x + 1)2^{2} + (y – 2)2^{2} + z2^{2} = 7.

Thay tọa độ O(0; 0; 0) ta được 12^{2} + (−2)2^{2} + 02^{2} = 5 ≠ 7.

Vậy (S1_{1}) không đi qua gốc tọa độ.

(S2_{2}): x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} – 4y + 6z – 2 = 0 hay x2^{2} + (y – 2)2^{2} + (z + 3)2^{2} = 15.

Thay tọa độ O(0; 0; 0) ta được 02^{2} + (−2)2^{2} + 32^{2} = 13 ≠ 15.

Vậy (S2_{2}) không đi qua gốc tọa độ.

(S3_{3}): x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} + 2x + 6z = 0 hay (x + 1)2^{2} + y2^{2} + (z + 3)2^{2} = 10.

Thay tọa độ O(0; 0; 0) ta được 12^{2} + 02^{2} + 32^{2} = 10.

Vậy (S3_{3}) đi qua gốc tọa độ.

(S4_{4}): x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} + 2x – 4y + 6z – 2 = 0 hay (x + 1)2^{2} + (y – 2)2^{2} + (z + 3)2^{2} = 16.

Thay tọa độ O(0; 0; 0) ta được 12^{2} + (−2)2^{2} + 32^{2} = 14 ≠ 16.

Vậy (S4_{4}) không đi qua gốc tọa độ.

Câu 12

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

Đáp án đúng là: C

Thay các điểm vào phương trình mặt cầu, ta được:

Có: (−1 – 1)2^{2} + (2 – 2)2^{2} + (5 – 3)2^{2} = 8 < 9 do đó điểm M nằm trong (S).

Có: (0 – 1)2^{2} + (3 – 2)2^{2} + (2 – 3)2^{2} = 3 < 9 do đó điểm N nằm trong (S).

Có: (−1 – 1)2^{2} + (6 – 2)2^{2} + (−1 – 3)2^{2} = 36 > 9 do đó điểm P nằm ngoài (S).

Có: (2 – 1)2^{2} + (4 – 2)2^{2} + (5 – 3)2^{2} = 9 do đó điểm Q thuộc mặt cầu (S).

Câu 13

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

a) Đ

b) S

c) Đ

d) S

Mặt phẳng (P) đi qua ba điểm A(0; 1; 1), B(3; 2; 2), C(4; 3; 5) nên có cặp vectơ chỉ phương là AB→=(3;1;1)\overrightarrow {AB} = \left( {3;1;1} \right), AC→=(4;2;4)\overrightarrow {AC} = \left( {4;2;4} \right).

Ta có: n→=[AB→,AC→]=(∣1124∣;∣1344∣;∣3142∣)=(2;−8;2)=2(1;−4;1)\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}1&1\\2&4\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}1&3\\4&4\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}3&1\\4&2\end{array}} \right|} \right) = \left( {2; - 8;2} \right) = 2\left( {1; - 4;1} \right).

Vậy n→=(1;−4;1)\overrightarrow n = \left( {1; - 4;1} \right) là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).

Phương trình mặt phẳng (P) là:

1(x – 0) – 4(y – 1) + 1(z – 1) = 0 hay x – 4y + z + 3 = 0.

Thay điểm M(1; 2; 4) vào (P), ta được: 1 – 4.2 + 4 + 3 = 0.

Vậy mặt phẳng (P) đi qua điểm M(1; 2; 4).

Đường thẳng d: x+21=y−4=z+11\frac{{x + 2}}{1} = \frac{y}{{ - 4}} = \frac{{z + 1}}{1} có vectơ chỉ phương u→=(1;−4;1)\overrightarrow u = \left( {1; - 4;1} \right).

Ta có: α = sin(d, (P)) = ∣cos⁡(u→,n→)∣\left| {\cos \left( {\overrightarrow u ,\overrightarrow n } \right)} \right|

=∣u→.n→∣∣u→∣.∣n→∣=∣1.1+(−4).(−4)+1.1∣12+(−4)2+12.12+(−4)2+12=1= \frac{{\left| {\overrightarrow u .\overrightarrow n } \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow n } \right|}} = \frac{{\left| {1.1 + \left( { - 4} \right).\left( { - 4} \right) + 1.1} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {{\left( { - 4} \right)}^2} + {1^2}} .\sqrt {{1^2} + {{\left( { - 4} \right)}^2} + {1^2}} }} = 1.

⇒ α = 0°.

Câu 14

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

a) Đ

b) S

c) S

d) Đ

Thay A(0; 5; 3) vào phương trình mặt phẳng (P), ta có: 2.0 – 5 – 2.3 + 11 = 0.

Do đó, điểm A(0; 5; 3) thuộc mặt phẳng (P).

Ta có: d(M, (P)) = =∣2.2−1.0−2.0+11∣22+(−1)2+(−2)2=5= \frac{{\left| {2.2 - 1.0 - 2.0 + 11} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} }} = 5.

Ta có: u→MA=(−2;5;3){\overrightarrow u _{MA}} = \left( { - 2;5;3} \right), n→=(2;−1;−2)\overrightarrow n = \left( {2; - 1; - 2} \right) lần lượt là vectơ chỉ phương của đường thẳng d và mặt phẳng (P).

Suy ra sin(MA, (P)) = ∣cos⁡(u→MA,n→)∣\left| {\cos \left( {{{\overrightarrow u }_{MA}},\overrightarrow n } \right)} \right|

=∣−2.2+5.(−1)+3.(−2)∣(−2)2+52+32.22+(−1)2+(−2)2=53838= \frac{{\left| { - 2.2 + 5.\left( { - 1} \right) + 3.\left( { - 2} \right)} \right|}}{{\sqrt {{{\left( { - 2} \right)}^2} + {5^2} + {3^2}} .\sqrt {{2^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} }} = \frac{{5\sqrt {38} }}{{38}}.

Do đó đường thẳng MA không vuông góc với (P).

Đường thẳng d: x−71=y−9−2=z−312\frac{{x - 7}}{1} = \frac{{y - 9}}{{ - 2}} = \frac{{z - 31}}{2} có vectơ chỉ phương u→=(1;−2;2)\overrightarrow u = \left( {1; - 2;2} \right) và đi qua điểm I(7; 9; 31).

Xét {n→.u→=2.1−1.(−2)−2.2=02.7−9−2.31+11=−46≠0⇒M∉(P)\left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow n .\overrightarrow u = 2.1 - 1.\left( { - 2} \right) - 2.2 = 0\\2.7 - 9 - 2.31 + 11 = - 46 \ne 0 \Rightarrow M \notin \left( P \right)\end{array} \right. ⇒ d song song với (P).

Câu 15

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

a) Đ

b) S

c) Đ

d) S

Phương trình chính tắc của đường thẳng d là: x1=y+11=z−1\frac{x}{1} = \frac{{y + 1}}{1} = \frac{z}{{ - 1}}.

Thay điểm A(2; 1; −2) vào d ta được: 21=1+11=−2−1=2\frac{2}{1} = \frac{{1 + 1}}{1} = \frac{{ - 2}}{{ - 1}} = 2. Do đó điểm A thuộc đường thẳng d.

Thay điểm B(−2; −2; −9) vào d ta được: −21≠−2+11≠−9−1\frac{{ - 2}}{1} \ne \frac{{ - 2 + 1}}{1} \ne \frac{{ - 9}}{{ - 1}}. Do đó điểm B không thuộc đường thẳng d.

Ta có: AB→=(−4;−3;−7)\overrightarrow {AB} = \left( { - 4; - 3; - 7} \right) là vectơ chỉ phương của đường thẳng AB.

Có: u→d.AB→=−4.1+1.(−3)+(−1).(−7)=0{\overrightarrow u _d}.\overrightarrow {AB} = - 4.1 + 1.\left( { - 3} \right) + \left( { - 1} \right).\left( { - 7} \right) = 0 nên đường thẳng AB vuông góc với d.

Câu 16

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

a) Đ

b) Đ

c) S

d) Đ

Thay tọa độ điểm M(−2; 0; −1) vào d ta được: −2+22=0−1=−1+12=0\frac{{ - 2 + 2}}{2} = \frac{0}{{ - 1}} = \frac{{ - 1 + 1}}{2} = 0.

Do đó, M(−2; 0; −1) thuộc đường thẳng d.

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương u→=(2;−1;2)\overrightarrow u = \left( {2; - 1;2} \right). Vectơ a→=−2u→=(−4;2;−4)\overrightarrow a = - 2\overrightarrow u = \left( { - 4;2; - 4} \right) cũng là một vectơ chỉ phương của đường thẳng d.

Thay tọa độ điểm N(2; 0; 1) vào đường thẳng d*'*: x−23=y−4=z−1−5\frac{{x - 2}}{3} = \frac{y}{{ - 4}} = \frac{{z - 1}}{{ - 5}}, ta được:

2−23=0−4=1−1−5=0\frac{{2 - 2}}{3} = \frac{0}{{ - 4}} = \frac{{1 - 1}}{{ - 5}} = 0. Do đó điểm N(2; 0; 1) thuộc đường thẳng d*'*.

Ta có: u→=(2;−1;2),u′→=(3;−4;−5)\overrightarrow u = \left( {2; - 1;2} \right),\overrightarrow {u'} = \left( {3; - 4; - 5} \right) lần lượt là vectơ chỉ phương của đường thẳng d và d*'*.

Có u→.u′→=2.3+(−1).(−4)+2.(−5)=0\overrightarrow u .\overrightarrow {u'} = 2.3 + \left( { - 1} \right).\left( { - 4} \right) + 2.\left( { - 5} \right) = 0 do đó d vuông góc với d*'*.

Câu 17

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

a) S

b) S

c) Đ

d) Đ

Mặt cầu (S) có tâm I(1; 3; −2) và bán kính R = 3.

Thay điểm O(0; 0; 0) vào phương trình mặt cầu (S): (−1)2^{2} + (−3)2^{2} + 22^{2} = 14 > 9.

Vậy điểm O(0; 0; 0) nằm ngoài mặt cầu (S).

Thay tọa độ điểm M(1; 3; 1) vào phương trình mặt cầu (S):

(1 – 1)2^{2} + (3 – 3)2^{2} + (1 + 2)2^{2} = 9.

Do đó, điểm M(1; 3; 1) nằm trên mặt cầu (S).

Câu 18

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

Ta có: nP→=(1;2;−1),nQ→=(1;−4;m−1)\overrightarrow {{n_P}} = \left( {1;2; - 1} \right),\overrightarrow {{n_Q}} = \left( {1; - 4;m - 1} \right).

Để (P) ⊥ (Q) ⇔ 1.1 + 2.(−4) + (−1).(m – 1) = 0 ⇔ m = −6.

Câu 19

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

Ta có: nα→=(1;−1;n),nβ→=(2;m;2)\overrightarrow {{n_\alpha }} = \left( {1; - 1;n} \right),\overrightarrow {{n_\beta }} = \left( {2;m;2} \right).

Để (α) song song với (β) thì 12=−1m=n2≠−36\frac{1}{2} = \frac{{ - 1}}{m} = \frac{n}{2} \ne \frac{{ - 3}}{6} ⇔ {m=−2n=1\left\{ \begin{array}{l}m = - 2\\n = 1\end{array} \right..

Câu 20

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

Đặt A(a; 0; 0), B(0; b; 0), C(0; 0; c).

Ta có: G(1; 2; 3) là trọng tâm tam giác ABC.

Có {a+0+03=10+b+03=20+0+c3=3⇒{a=3b=6c=9\left\{ \begin{array}{l}\frac{{a + 0 + 0}}{3} = 1\\\frac{{0 + b + 0}}{3} = 2\\\frac{{0 + 0 + c}}{3} = 3\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a = 3\\b = 6\\c = 9\end{array} \right. ⇒ A(3; 0; 0), B(0; 6; 0), C(0; 0; 9).

Vậy phương trình (P) là: x3+y6+z9=1\frac{x}{3} + \frac{y}{6} + \frac{z}{9} = 1 hay 6x + 3y + 2z – 18 = 0.

Câu 21

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

Mặt phẳng (Q) chứa M, N và song song với trục Oy nên có cặp vectơ chỉ phương MN→=(−1;1;−4),j→=(0;1;0)\overrightarrow {MN} = \left( { - 1;1; - 4} \right),\overrightarrow j = \left( {0;1;0} \right). Do đó, mặt phẳng (Q) có vectơ pháp tuyến là:

n→=[MN→,j→]=(∣1−410∣;∣−4−100∣;∣−1101∣)\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow {MN} ,\overrightarrow j } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}1&{ - 4}\\1&0\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 4}&{ - 1}\\0&0\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 1}&1\\0&1\end{array}} \right|} \right) = (4; 0; −1) là vectơ pháp tuyến của (Q).

Vậy phương trình mặt phẳng (Q) là: 4x – z + 1 = 0.

Câu 22

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

Ta có phương trình của mặt phẳng (P) chứa khay đặt vật in là z – 5 = 0, suy ra:

D(M, (P)) = ∣35−5∣1\frac{{\left| {35 - 5} \right|}}{1} = 30 (cm).

Câu 23

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

Đường thẳng d1_{1} và d2_{2} có vectơ chỉ phương lần lượt là u1→=(1;−4;6)\overrightarrow {{u_1}} = \left( {1; - 4;6} \right), u2→=(2;1;−5)\overrightarrow {{u_2}} = \left( {2;1; - 5} \right).

Đường thẳng ∆ đi qua A(1; −1; 2), đồng thời vuông góc với cả hai đường thẳng d1_{1}, d2_{2} nên có vectơ chỉ phương là

u→Δ=[u→1,u→2]=(∣−461−5∣;∣61−52∣;∣1−421∣){\overrightarrow u _\Delta } = \left[ {{{\overrightarrow u }_1},{{\overrightarrow u }_2}} \right] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}{ - 4}&6\\1&{ - 5}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}6&1\\{ - 5}&2\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}1&{ - 4}\\2&1\end{array}} \right|} \right) = (14; 17; 9).

Ta có phương trình chính tắc của đường thẳng ∆ là: x−114=y+117=z−29\frac{{x - 1}}{{14}} = \frac{{y + 1}}{{17}} = \frac{{z - 2}}{9}.

Câu 24

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

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương u→=(1;2;0)\overrightarrow u = \left( {1;2;0} \right); mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến n→=(2;1;−2)\overrightarrow n = \left( {2;1; - 2} \right).

Đường thẳng ∆ đi qua M song song với (P) và vuông góc với d nên có vectơ pháp tuyến là a→=[u→,n→]=(∣201−2∣;∣01−22∣;∣1221∣)\overrightarrow a = \left[ {\overrightarrow u ,\overrightarrow n } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}2&0\\1&{ - 2}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}0&1\\{ - 2}&2\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{cccccccccccccccccccc}1&2\\2&1\end{array}} \right|} \right) = (−4; 2; −3).

Ta có phương trình chính tắc của ∆ là: x−1−4=y−22=z−1−3\frac{{x - 1}}{{ - 4}} = \frac{{y - 2}}{2} = \frac{{z - 1}}{{ - 3}}.

Câu 25

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

Mặt cầu (S) có phương trình x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} – 2ax – 2by – 2cz + d = 0 (1).

Thay tọa độ bốn đỉnh của tứ diện vào (1), ta được:

{22+02+02−2a.2−2b.0−2c.0+d=002+42+02−2a.0−2b.4−2c.0+d=002+02+42−2a.0−2b.0−2c.4+d=002+02+02−2a.0−2b.0−2c.0+d=0\left\{ \begin{array}{l}{2^2} + {0^2} + {0^2} - 2a.2 - 2b.0 - 2c.0 + d = 0\\{0^2} + {4^2} + {0^2} - 2a.0 - 2b.4 - 2c.0 + d = 0\\{0^2} + {0^2} + {4^2} - 2a.0 - 2b.0 - 2c.4 + d = 0\\{0^2} + {0^2} + {0^2} - 2a.0 - 2b.0 - 2c.0 + d = 0\end{array} \right.

⇔ {4−4a+d=016−8b+d=016−8c+d=0d=0\left\{ \begin{array}{l}4 - 4a + d = 0\\16 - 8b + d = 0\\16 - 8c + d = 0\\d = 0\end{array} \right.

⇔ {a=1b=2c=2d=0\left\{ \begin{array}{l}a = 1\\b = 2\\c = 2\\d = 0\end{array} \right..

Vậy phương trình của (S) là: x2^{2} + y2^{2} + z2^{2} – 2x – 4y – 4z = 0.

Câu 26

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

Ta có tâm I của mặt cầu (S) là: I(1; 3; −7).

Tọa độ các điểm M, N là chân đường vuông góc vẽ từ I đến các trục Oy và Oz lần lượt là M(0; 3; 0), N(0; 0; −7).

Câu 27

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

a) Ta có mặt cầu (S) có tâm I(1; 0; −2) và bán kính R = 2\sqrt 2.

Mặt phẳng (Oxy) có phương trình z = 0.

Ta có: d(I, (Oxy)) = ∣−2∣\left| { - 2} \right| = 2.

b) Ta có: J(−1; 0; 2) là điểm đối xứng của I qua gốc tọa độ O.

Phương trình mặt cầu (S*'*) tâm J, bán kính R = 2\sqrt 2 là:

(S*'*): (x + 1)2^{2} + y2^{2} + (z – 2)2^{2} = 2.

Câu 28

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

Bề mặt của lều (S): (x – 3)2^{2} + (y – 3)2^{2} + (z – 1)2^{2} = 9 có tâm I(3; 3; 1), bán kính R = 3.

Gọi d là đường thẳng đi qua I và vuông góc với (P): x = 2.

Ta có vectơ chỉ phương của d là a→d=(1;0;0){\overrightarrow a _d} = \left( {1;0;0} \right).

Suy ra d có phương trình tham số {x=3+ty=3z=1\left\{ \begin{array}{l}x = 3 + t\\y = 3\\z = 1\end{array} \right..

Gọi A(3 + t; 3; 1) là hình chiếu vuông góc của I trên (P). Thay tọa độ điểm A vào phương trình (P): x = 2, ta được (3 + t) – 2 = 0 hay t = −1, suy ra A(2; 3; 1).

Bán kính r1_{1} của đường tròn có cửa lều là:

r1_{1} = R2−IA2=9−1=22\sqrt {{R^2} - I{A^2}} = \sqrt {9 - 1} = 2\sqrt 2.

Vậy đường tròn cửa lều có tâm A(2; 3; 1), bán kính r1_{1} = 222\sqrt 2.

Gọi d*'* là đường thẳng đi qua I và vuông góc với (Q): z = 0.

Ta có vectơ chỉ phương của d*'* là u→d′{\overrightarrow u _{d'}}= (0; 0; 1)

Suy ra d*'* có phương trình tham số: {x=3y=3z=1+t.\left\{ \begin{array}{l}x = 3\\y = 3\\z = 1 + t.\end{array} \right.

Gọi B(3; 3; 1 + t) là hình chiếu vuông góc của I trên (Q). Thay tọa độ của điểm B vào phương trình (Q): z = 0 ta được 1 + t = 0, suy ra t = −1, suy ra B(3; 3; 0).

Bán kính r1_{1} của đường tròn sàn lều là: r2_{2} = R2−IB2=9−1=22\sqrt {{R^2} - I{B^2}} = \sqrt {9 - 1} = 2\sqrt 2.

Vậy đường tròn sàn lều có tâm B(3; 3; 0), bán kính r2_{2} = 222\sqrt 2.