TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SGK Toán 12 Bài 15. Phương trình đường thẳng trong không gian

Về trang đề

Câu 1

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

Sau khi học xong bài này, ta giải quyết bài toán này như sau:

Ta có MN→=(−3;−3;12)=−3(1;1;−4)\overrightarrow {MN} = \left( { - 3; - 3;12} \right) = - 3\left( {1;1; - 4} \right)

Đường thẳng MN đi qua điểm M(2; 3; −4) và có một vectơ chỉ phương u→=(1;1;−4)\overrightarrow u = \left( {1;1; - 4} \right) có phương trình là: {x=2+ty=3+tz=−4−4t\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = 3 + t\\z = - 4 - 4t\end{array} \right..

Mặt phẳng Oxy có phương trình là z = 0.

Gọi D là giao điểm của đường thẳng MN với mặt phẳng Oxy nên tọa độ điểm D là nghiệm của hệ {x=2+ty=3+tz=−4−4tz=0\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = 3 + t\\z = - 4 - 4t\\z = 0\end{array} \right.⇔{x=1y=2z=0t=−1\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 2\\z = 0\\t = - 1\end{array} \right.. Vậy D(1; 2; 0).

Ta có MD=(−1)2+(−1)2+42=18MD = \sqrt {{{\left( { - 1} \right)}^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {4^2}} = \sqrt {18}; MN=(−3)2+(−3)2+122=162MN = \sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {{\left( { - 3} \right)}^2} + {{12}^2}} = \sqrt {162}.

Vì MD < MN nên D nằm giữa M và N.

Vậy tấm bìa có che khuất tầm nhìn của người quan sát đối với vật đặt ở điểm N.

Câu 2

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

a) Trong không gian thì có vô số đường thẳng đi qua M và vuông góc với giá của u→\overrightarrow{u} nên khẳng định này sai.

b) Qua M có duy nhất một đường thẳng đi qua M và song song hoặc trùng với giá của u→\overrightarrow{u} cho trước. Do đó khẳng định này đúng.

Câu 3

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

Những vectơ chỉ phương của đường thẳng AB là: AB→,BA→,A′B′→,B′A′→\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {BA} ,\overrightarrow {A'B'} ,\overrightarrow {B'A'}.

Câu 4

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

a) Một vật thể chuyển động với vectơ vận tốc không đổi u→=(a;b;c)≠0→\overrightarrow u = \left( {a;b;c} \right) \ne \overrightarrow 0 và xuất phát từ điểm A(x0_{0}; y0_{0}; z0_{0}). Vectơ vận tốc này chính là vectơ chỉ phương của đường thẳng mà vật thể chuyển động.

Do đó đường thẳng này đi qua điểm A(x0_{0}; y0_{0}; z0_{0}) và có vectơ chỉ phương là u→=(a;b;c).\overrightarrow u = \left( {a;b;c} \right).

b) Ta có MA→=(x−x0;y−y0;z−z0)\overrightarrow {MA} = \left( {x - {x_0};y - {y_0};z - {z_0}} \right).

Khi đó ta có MA→\overrightarrow {MA} cùng phương với u→\overrightarrow u.

Suy ra MA→=tu→\overrightarrow {MA} = t\overrightarrow u⇔{x−x0=tay−y0=tbz−z0=tc\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x - {x_0} = ta\\y - {y_0} = tb\\z - {z_0} = tc\end{array} \right.⇔{x=x0+tay=y0+tbz=z0+tc,t>0\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = {x_0} + ta\\y = {y_0} + tb\\z = {z_0} + tc\end{array} \right.,t > 0.

Câu 5

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

a) Ta có A(2; 0; 1), B(3; 3; 2) là các điểm thuộc ∆.

Có u→=(1;3;1)\overrightarrow u = \left( {1;3;1} \right) là một vectơ chỉ phương của ∆.

b) Phương trình tham số của đường thẳng đi qua gốc tọa độ O(0; 0; 0) và có vectơ chỉ phương v→=(1;3;1)\overrightarrow v = \left( {1;3;1} \right) là {x=ty=3tz=t\left\{ \begin{array}{l}x = t\\y = 3t\\z = t\end{array} \right..

Câu 6

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

a) Điểm M(x; y; z) thuộc ∆ khi và chỉ khi hai vectơ AM→=(x−x0;y−y0;z−z0)\overrightarrow {AM} = \left( {x - {x_0};y - {y_0};z - {z_0}} \right) và u→=(a;b;c)\overrightarrow u = \left( {a;b;c} \right) cùng phương với nhau. Tức là AM→=ku→\overrightarrow {AM} = k\overrightarrow u⇔{x−x0=aty−y0=btz−z0=ct\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x - {x_0} = at\\y - {y_0} = bt\\z - {z_0} = ct\end{array} \right. (1).

b) Vì a, b, c khác 0 nên từ (1), ta có {x−x0a=ty−y0b=tz−z0c=t\left\{ \begin{array}{l}\frac{{x - {x_0}}}{a} = t\\\frac{{y - {y_0}}}{b} = t\\\frac{{z - {z_0}}}{c} = t\end{array} \right.⇒x−x0a=y−y0b=z−z0c=t\Rightarrow \frac{{x - {x_0}}}{a} = \frac{{y - {y_0}}}{b} = \frac{{z - {z_0}}}{c} = t.

Vậy điểm M(x; y; z) thuộc ∆ khi và chỉ khi các phân số x−x0a=y−y0b=z−z0c\frac{{x - {x_0}}}{a} = \frac{{y - {y_0}}}{b} = \frac{{z - {z_0}}}{c}.

Câu 7

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

Đường thẳng Δ:x+13=y−11=z−25\Delta :\frac{{x + 1}}{3} = \frac{{y - 1}}{1} = \frac{{z - 2}}{5} nên A(−1; 1; 2) và B(2; 2; 7) thuộc ∆ và u→=(3;1;5)\overrightarrow u = \left( {3;1;5} \right) là một vectơ chỉ phương của ∆.

Câu 8

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

Đường thẳng ∆ đi qua điểm A(2; −1; 0) và có vectơ chỉ phương u→=(−1;2;3)\overrightarrow u = \left( { - 1;2;3} \right)có phương trình tham số là:{x=2−ty=−1+2tz=3t\left\{ \begin{array}{l}x = 2 - t\\y = - 1 + 2t\\z = 3t\end{array} \right. và phương trình chính tắc là: x−2−1=y+12=z3\frac{{x - 2}}{{ - 1}} = \frac{{y + 1}}{2} = \frac{z}{3}.

Câu 9

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

Ta có mặt phẳng Oyz có vectơ pháp tuyến là i→=(1;0;0)\overrightarrow i = \left( {1;0;0} \right).

Giá của vectơ i→\overrightarrow i và ∆ cùng vuông góc với mặt phẳng Oyz nên chúng trùng nhau hoặc song song với nhau.

Do đó ∆ nhận i→=(1;0;0)\overrightarrow i = \left( {1;0;0} \right) làm một vectơ chỉ phương.

Đường thẳng ∆ đi qua điểm M(2; −1; 3) và i→=(1;0;0)\overrightarrow i = \left( {1;0;0} \right) làm một vectơ chỉ phương có phương trình là: {x=2+ty=−1z=3\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = - 1\\z = 3\end{array} \right..

Câu 10

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

a) Đường thẳng A1_{1}A2_{2} có một vectơ chỉ phương là A1A2→=(x2−x1;y2−y1;z2−z1)\overrightarrow {{A_1}{A_2}} = \left( {{x_2} - {x_1};{y_2} - {y_1};{z_2} - {z_1}} \right).

b) Đường thẳng A1_{1}A2_{2} đi qua điểm A1_{1}(x1_{1}; y1_{1}; z1_{1}) và có vectơ chỉ phương A1A2→=(x2−x1;y2−y1;z2−z1)\overrightarrow {{A_1}{A_2}} = \left( {{x_2} - {x_1};{y_2} - {y_1};{z_2} - {z_1}} \right) có phương trình là: {x=x1+(x2−x1)ty=y1+(y2−y1)tz=z1+(z2−z1)t\left\{ \begin{array}{l}x = {x_1} + \left( {{x_2} - {x_1}} \right)t\\y = {y_1} + \left( {{y_2} - {y_1}} \right)t\\z = {z_1} + \left( {{z_2} - {z_1}} \right)t\end{array} \right..

Câu 11

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

Đường thẳng AB đi qua điểm A(2; 1; 3) và có một vectơ chỉ phương AB→=(0;3;3)\overrightarrow {AB} = \left( {0;3;3} \right) có phương trình là: {x=2y=1+3tz=3+3t\left\{ \begin{array}{l}x = 2\\y = 1 + 3t\\z = 3 + 3t\end{array} \right..

Câu 12

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

a) Ta có MN→=(−3;−3;12)=−3(1;1;−4)\overrightarrow {MN} = \left( { - 3; - 3;12} \right) = - 3\left( {1;1; - 4} \right)

Đường thẳng MN đi qua điểm M(2; 3; −4) và có vectơ chỉ phương u→=(1;1;−4)\overrightarrow u = \left( {1;1; - 4} \right) có phương trình là: {x=2+ty=3+tz=−4−4t\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = 3 + t\\z = - 4 - 4t\end{array} \right..

b) Mặt phẳng Oxy có phương trình là z = 0.

Vì D là giao điểm của đường thẳng MN với mặt phẳng Oxy nên tọa độ điểm D là nghiệm của hệ {x=2+ty=3+tz=−4−4tz=0\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = 3 + t\\z = - 4 - 4t\\z = 0\end{array} \right.⇔{x=1y=2z=0t=−1\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 2\\z = 0\\t = - 1\end{array} \right.. Vậy D(1; 2; 0).

c) Ta có MD=(−1)2+(−1)2+(−4)2=18MD = \sqrt {{{\left( { - 1} \right)}^2} + {{\left( { - 1} \right)}^2} + {{\left( { - 4} \right)}^2}} = \sqrt {18}; MN=(−3)2+(−3)2+122=162MN = \sqrt {{{\left( { - 3} \right)}^2} + {{\left( { - 3} \right)}^2} + {{12}^2}} = \sqrt {162}.

Vì MD < MN nên D nằm giữa M và N.

Vậy tấm bìa có che khuất tầm nhìn của người quan sát đối với vật đặt ở điểm N.

Câu 13

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

a) Hai đường thẳng ∆1_{1} và ∆2_{2} vuông góc với nhau khi và chỉ khi hai giá của u1→,u2→\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} vuông góc với nhau. Tức là u1→.u2→=0\overrightarrow {{u_1}} .\overrightarrow {{u_2}} = 0⇔a1a2+b1b2+c1c2=0\Leftrightarrow {a_1}{a_2} + {b_1}{b_2} + {c_1}{c_2} = 0.

b) Theo câu a, để ∆1_{1} và ∆2_{2} vuông góc với nhau thì a1a2+b1b2+c1c2=0{a_1}{a_2} + {b_1}{b_2} + {c_1}{c_2} = 0.

Vậy để ∆1_{1} và ∆2_{2} vuông góc với nhau thì u1→.u2→=0\overrightarrow {{u_1}} .\overrightarrow {{u_2}} = 0.

Câu 14

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

Ta có uΔ→=(2;1;−1)\overrightarrow {{u_\Delta }} = \left( {2;1; - 1} \right) và trục Oz có vectơ chỉ phương là k→=(0;0;1)\overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right).

Có uΔ→.k→=−1≠0\overrightarrow {{u_\Delta }} .\overrightarrow k = - 1 \ne 0. Do đó đường thẳng ∆ không vuông góc với trục Oz.

Câu 15

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

Ta có uΔ1→=(1;1;0),uΔ2→=(−2;2;0)\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} = \left( {1;1;0} \right),\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \left( { - 2;2;0} \right).

Vì uΔ1→.uΔ2→=−2+2=0\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} .\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = - 2 + 2 = 0 nên hai con đường trên vuông góc với nhau.

Câu 16

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

a) D1_{1} // D2_{2} ⇔{u1→=ku2→A1∉Δ2\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {{u_1}} = k\overrightarrow {{u_2}} \\{A_1} \notin {\Delta _2}\end{array} \right..

D1_{1} ≡ D2_{2} ⇔{u1→=ku2→A1∈Δ2\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {{u_1}} = k\overrightarrow {{u_2}} \\{A_1} \in {\Delta _2}\end{array} \right..

b) D1_{1} và D2_{2} cắt nhau khi và chỉ khi u1→\overrightarrow {{u_1}} và u2→\overrightarrow {{u_2}}không cùng phương và u1→\overrightarrow {{u_1}}, u2→\overrightarrow {{u_2}} và A1A2→\overrightarrow {{A_1}{A_2}} đồng phẳng. Tức là [u1→,u2→]≠0→\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] \ne \overrightarrow 0 và A1A2→.[u1→,u2→]=0\overrightarrow {{A_1}{A_2}} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = 0.

c) D1_{1} và D2_{2} chéo nhau khi và chỉ khi u1→\overrightarrow {{u_1}}, u2→\overrightarrow {{u_2}} và A1A2→\overrightarrow {{A_1}{A_2}} không đồng phẳng. Tức là: A1A2→.[u1→,u2→]≠0\overrightarrow {{A_1}{A_2}} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] \ne 0.

Câu 17

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

Ta có đường thẳng D1_{1} đi qua điểm A(3; 0; 1) và có vectơ chỉ phương uΔ1→=(1;−2;3)\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} = \left( {1; - 2;3} \right).

Đường thẳng D2_{2} đi qua điểm B(1; 2; 0) và có vectơ chỉ phương uΔ2→=(1;−2;3)\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \left( {1; - 2;3} \right).

Vì uΔ1→=uΔ2→=(1;−2;3)\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} = \overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \left( {1; - 2;3} \right) và A Ï D2_{2} nên D1_{1} // D2_{2}.

Câu 18

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

Đường thẳng D1_{1} đi qua điểm A(1; −2; 3) và có vectơ chỉ phương uΔ1→=(1;1;4)\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} = \left( {1;1;4} \right).

Đường thẳng D2_{2} đi qua điểm B(−1; −1; 0) và có vectơ chỉ phương uΔ2→=(1;1;4)\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \left( {1;1;4} \right).

a) Vì uΔ1→=uΔ2→=(1;1;4)\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} = \overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \left( {1;1;4} \right) và A Ï D2_{2} nên hai đường thẳng D1_{1} và D2_{2} song song với nhau.

b) Trục Ox đi qua điểm O(0; 0; 0) và có vectơ chỉ phương là i→=(1;0;0)\overrightarrow i = \left( {1;0;0} \right).

Có OA→=(1;−2;3)\overrightarrow {OA} = \left( {1; - 2;3} \right) và [i→,uΔ1→]=(0;−4;1)\left[ {\overrightarrow i ,\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} } \right] = \left( {0; - 4;1} \right).

Có OA→.[i→,uΔ1→]=8+3=11≠0\overrightarrow {OA} .\left[ {\overrightarrow i ,\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} } \right] = 8 + 3 = 11 \ne 0. Do đó đường thẳng D1_{1} và trục Ox chéo nhau.

c) Đường thẳng D3_{3} đi qua điểm C(−2; −2; −4) và có vectơ chỉ phương uΔ3→=(1;1;4)\overrightarrow {{u_{{\Delta _3}}}} = \left( {1;1;4} \right).

Vì uΔ2→=uΔ3→=(1;1;4)\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \overrightarrow {{u_{{\Delta _3}}}} = \left( {1;1;4} \right) và B Î D3_{3} nên đường thẳng D2_{2} trùng với đường thẳng D3_{3}.

d) Trục Oz đi qua điểm O(0; 0; 0) và có vectơ chỉ phương là k→=(0;0;1)\overrightarrow k = \left( {0;0;1} \right).

Có OB→=(−1;−1;0)\overrightarrow {OB} = \left( { - 1; - 1;0} \right), [k→,uΔ2→]=(−1;1;0)≠0→\left[ {\overrightarrow k ,\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} } \right] = \left( { - 1;1;0} \right) \ne \overrightarrow 0.

Có OB→.[k→,uΔ2→]=1−1=0\overrightarrow {OB} .\left[ {\overrightarrow k ,\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} } \right] = 1 - 1 = 0.

Do đó đường thẳng D2_{2} cắt trục Oz.

Câu 19

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

Đường thẳng ∆1 đi qua điểm A(1; 3; 1) và có vectơ chỉ phương uΔ1→=(2;  1;  −1).\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} = \left( {2;\,\,1;\,\, - 1} \right).

Đường thẳng ∆2 đi qua điểm B(0; 1; 0) và có vectơ chỉ phương uΔ2→=(1;  2;  3).\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} = \left( {1;\,\,2;\,\,3} \right).

Ta có [uΔ1→,  uΔ2→]=(5;  −7;  3),  AB→=(−1;  −2;  −1).\left[ {\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} ,\,\,\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} } \right] = \left( {5;\,\, - 7;\,\,3} \right),\,\,\overrightarrow {AB} = \left( { - 1;\,\, - 2;\,\, - 1} \right).

Suy ra AB→⋅[uΔ1→,  uΔ2→]=5⋅(−1)+(−7)⋅(−2)+3⋅(−1)=6≠0.\overrightarrow {AB} \cdot \left[ {\overrightarrow {{u_{{\Delta _1}}}} ,\,\,\overrightarrow {{u_{{\Delta _2}}}} } \right] = 5 \cdot \left( { - 1} \right) + \left( { - 7} \right) \cdot \left( { - 2} \right) + 3 \cdot \left( { - 1} \right) = 6 \ne 0.

Vậy hai đường thẳng ∆1 và ∆2 chéo nhau.

Câu 20

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

Hai vật thể chuyển động trên hai đường thẳng

Vật 1 chuyển động trên đường thẳng đi qua A và có vectơ chỉ phương v1→\overrightarrow {{v_1}}.

Vật 2 chuyển động trên đường thẳng đi qua B và có vectơ chỉ phương v2→\overrightarrow {{v_2}}.

Ta có AB→=(2;3;0)\overrightarrow {AB} = \left( {2;3;0} \right) và [v1→,v2→]=(−5;1;3)\left[ {\overrightarrow {{v_1}} ,\overrightarrow {{v_2}} } \right] = \left( { - 5;1;3} \right).

Có AB→.[v1→,v2→]=−10+3=−7≠0\overrightarrow {AB} .\left[ {\overrightarrow {{v_1}} ,\overrightarrow {{v_2}} } \right] = - 10 + 3 = - 7 \ne 0.

Do đó hai đường thẳng này chéo nhau.

Vậy trong quá trình chuyển động, hai vật thể trên không va chạm vào nhau.

Câu 21

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

Đường thẳng d có vectơ chỉ phương là u→=(2;1;3)\overrightarrow u = \left( {2;1;3} \right).

Vì D // d nên đường thẳng D nhận u→=(2;1;3)\overrightarrow u = \left( {2;1;3} \right) làm một vectơ chỉ phương.

Đường thẳng D đi qua điểm A(1; 1; 2) và có vectơ chỉ phương u→=(2;1;3)\overrightarrow u = \left( {2;1;3} \right) có phương trình tham số là: {x=1+2ty=1+tz=2+3t\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + 2t\\y = 1 + t\\z = 2 + 3t\end{array} \right. và phương trình chính tắc là: x−12=y−11=z−23\frac{{x - 1}}{2} = \frac{{y - 1}}{1} = \frac{{z - 2}}{3}.

Câu 22

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

Mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến là n→=(1;3;−1)\overrightarrow n = \left( {1;3; - 1} \right).

Vì D ^ (P) nên đường thẳng D nhận vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) làm vectơ chỉ phương.

Đường thẳng D đi qua A(2; −1; 4), có vectơ chỉ phương u→=(1;3;−1)\overrightarrow u = \left( {1;3; - 1} \right) có phương trình tham số là: {x=2+ty=−1+3tz=4−t\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + t\\y = - 1 + 3t\\z = 4 - t\end{array} \right. và phương trình chính tắc là: x−21=y+13=z−4−1\frac{{x - 2}}{1} = \frac{{y + 1}}{3} = \frac{{z - 4}}{{ - 1}}.

Câu 23

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

Có AB→=(−1;−5;5)\overrightarrow {AB} = \left( { - 1; - 5;5} \right).

Đường thẳng D đi qua hai điểm A(2; 3; −1) và nhận AB→=(−1;−5;5)\overrightarrow {AB} = \left( { - 1; - 5;5} \right) làm vectơ chỉ phương có phương trình tham số là: {x=2−ty=3−5tz=−1+5t\left\{ \begin{array}{l}x = 2 - t\\y = 3 - 5t\\z = - 1 + 5t\end{array} \right. và phương trình chính tắc là: x−2−1=y−3−5=z+15\frac{{x - 2}}{{ - 1}} = \frac{{y - 3}}{{ - 5}} = \frac{{z + 1}}{5}.

Câu 24

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

a) Đường thẳng D1_{1} đi qua điểm A(1; 3; 2) và có vectơ chỉ phương u1→=(2;−1;3)\overrightarrow {{u_1}} = \left( {2; - 1;3} \right).

Đường thẳng D2_{2} đi qua điểm B(8; −2; 2) và có vectơ chỉ phương u2→=(−1;1;2)\overrightarrow {{u_2}} = \left( { - 1;1;2} \right).

Ta có AB→=(7;−5;0)\overrightarrow {AB} = \left( {7; - 5;0} \right) và [u1→,u2→]=(−5;−7;1)≠0→\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = \left( { - 5; - 7;1} \right) \ne \overrightarrow 0 (1).

Có AB→.[u1→,u2→]=−35+35=0\overrightarrow {AB} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = - 35 + 35 = 0 (2).

Từ (1) và (2) suy ra D1_{1} và D2_{2} cắt nhau.

b) Mặt phẳng (P) chứa D1_{1} và D2_{2} nên có một vectơ pháp tuyến là n→=[u1→,u2→]=(−5;−7;1).\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = \left( { - 5; - 7;1} \right).

Mặt phẳng (P) đi qua điểm A(1; 3; 2), có vectơ pháp tuyến n→=(−5;−7;1)\overrightarrow n = \left( { - 5; - 7;1} \right) có phương trình là: −5(x – 1) – 7(y – 3) + (z – 2) = 0 Û 5x + 7y – z – 24 = 0.

Câu 25

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

a) Đường thẳng D1_{1} đi qua A(1; 3; 2) và có vectơ chỉ phương u1→=(3;1;2)\overrightarrow {{u_1}} = \left( {3;1;2} \right).

Đường thẳng D2_{2} đi qua B(1; −1; 0) và có vectơ chỉ phương u2→=(3;1;2)\overrightarrow {{u_2}} = \left( {3;1;2} \right).

Vì u1→=u2→=(3;1;2)\overrightarrow {{u_1}} = \overrightarrow {{u_2}} = \left( {3;1;2} \right) và A Ï D2_{2} do đó D1_{1} và D2_{2} song song với nhau.

b) Có AB→=(0;−4;−2)\overrightarrow {AB} = \left( {0; - 4; - 2} \right).

Mặt phẳng (P) chứa D1_{1} và D2_{2} có một vectơ pháp tuyến là n→=[AB→,u1→]=(−6;−6;12)\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {{u_1}} } \right] = \left( { - 6; - 6;12} \right).

Mặt phẳng (P) đi qua A(1; 3; 2) và có vectơ pháp tuyến n→=(−6;−6;12)\overrightarrow n = \left( { - 6; - 6;12} \right) có phương trình là: −6(x – 1) −6(y – 3) + 12(z – 2) = 0 Û 6x + 6y – 12z = 0 hay x + y – 2z = 0.

Câu 26

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

Đường thẳng D1_{1} đi qua A(−1; 1; 3) và có vectơ chỉ phương u1→=(1;0;2)\overrightarrow {{u_1}} = \left( {1;0;2} \right).

Đường thẳng D2_{2} đi qua B(−1; 2; 1) và có vectơ chỉ phương u2→=(2;1;3)\overrightarrow {{u_2}} = \left( {2;1;3} \right).

Có AB→=(0;1;−2)\overrightarrow {AB} = \left( {0;1; - 2} \right), [u1→,u2→]=(−2;1;1)≠0→\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = \left( { - 2;1;1} \right) \ne \overrightarrow 0.

Có AB→.[u1→,u2→]=1−2=−1≠0\overrightarrow {AB} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = 1 - 2 = - 1 \ne 0.

Do đó D1_{1} và D2_{2} chéo nhau.

Câu 27

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

a) Đường thẳng D1_{1} đi qua A(1; 0; −1) có vectơ chỉ phương u1→=(2;−1;3)\overrightarrow {{u_1}} = \left( {2; - 1;3} \right).

Đường thẳng D2_{2} đi qua B(3; −1; 0) có vectơ chỉ phương u2→=(−1;1;1)\overrightarrow {{u_2}} = \left( { - 1;1;1} \right).

Vì u1→.u2→=−2−1+3=0\overrightarrow {{u_1}} .\overrightarrow {{u_2}} = - 2 - 1 + 3 = 0 nên hai đường thẳng D1_{1} và D2_{2} vuông góc với nhau.

b) Ta có AB→=(2;−1;1)\overrightarrow {AB} = \left( {2; - 1;1} \right), [u1→,u2→]=(−4;−5;1)≠0→\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = \left( { - 4; - 5;1} \right) \ne \overrightarrow 0.

AB→.[u1→,u2→]=−8+5+1=−2≠0\overrightarrow {AB} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = - 8 + 5 + 1 = - 2 \ne 0.

Do đó D1_{1} và D2_{2} chéo nhau.

Vậy nút giao thông trên là nút giao thông khác mức.

Câu 28

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

Phương trình mô tả quỹ đạo chuyển động của viên đạn là: {x=1+2ty=3+tz=4+6t\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + 2t\\y = 3 + t\\z = 4 + 6t\end{array} \right.

a) Thay tọa độ điểm M vào phương trình chuyển động, ta có:

{7=1+2t72=3+t21=4+6t\left\{ \begin{array}{l}7 = 1 + 2t\\\frac{7}{2} = 3 + t\\21 = 4 + 6t\end{array} \right.⇔{t=3t=12t=176\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}t = 3\\t = \frac{1}{2}\\t = \frac{{17}}{6}\end{array} \right..

Ta thấy các giá trị t này đều khác nhau do đó điểm M không nằm trên quỹ đạo chuyển động của viên đạn nên viên đạn không bắn trúng mục tiêu đặt tại điểm M.

b) Thay tọa độ điểm N vào phương trình chuyển động của viên đạn ta có:

{−3=1+2t1=3+t−8=4+6t\left\{ \begin{array}{l} - 3 = 1 + 2t\\1 = 3 + t\\ - 8 = 4 + 6t\end{array} \right.⇔{t=−2t=−2t=−2\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}t = - 2\\t = - 2\\t = - 2\end{array} \right..

Suy ra điểm N nằm trên quỹ đạo chuyển động của viên đạn.

Do đó viên đạn trên có bắn trúng mục tiêu đặt tại điểm N.

Câu 29

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

Để viết được phương trình đường thẳng chứa tia nắng mặt trời đi qua đỉnh cột tại thời điểm đang xét ta cần xác định tọa độ của A (đỉnh cột) và A' (bóng của đỉnh cột).

Ta có A(0; 0; 6).

Hoành độ của điểm A' là x = 3cos60° = 12\frac{1}{2}.

Tung độ của điểm A' là y = 3cos30° = 332\frac{{3\sqrt 3 }}{2}.

Do đó A′(12;332;0)A'\left( {\frac{1}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2};0} \right).

Đường thẳng chứa tia nắng mặt trời đi qua A(0; 0; 6) và có vectơ chỉ phương AA′→=(12;332;−6)\overrightarrow {AA'} = \left( {\frac{1}{2};\frac{{3\sqrt 3 }}{2}; - 6} \right) có phương trình là: {x=12ty=332tz=6−6t\left\{ \begin{array}{l}x = \frac{1}{2}t\\y = \frac{{3\sqrt 3 }}{2}t\\z = 6 - 6t\end{array} \right..