TopStudy

Đáp án và lời giải

(Trả lời ngắn) 43 bài tập Phương trình mặt phẳng (có lời giải)- Đề 1

Về trang đề

Câu 1

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

[\left[ {\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {BD} } \right] = \left( {0;2; - 2} \right)\]

Có: BC→=(0;−2;−2),BD→=(−1;−1;−1)\overrightarrow{BC}=(0;-2;-2),\overrightarrow{BD}=(-1;-1;-1)

[BC→,BD→]=(0;2;−2)[\overrightarrow{BC},\overrightarrow{BD}]=(0;2;-2)

Câu 2

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

n⃗=\vec n =[AB→,AC→]=(−6;−10;4)[\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}]=(-6;-10;4)

AC→=(−3;1;−2),AB→=(−1;−1;−4)\overrightarrow {AC} = ( - 3;1; - 2),\overrightarrow {AB} = ( - 1; - 1; - 4)

[AB→,AC→]=(−6;−10;4)[\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}]=(-6;-10;4)

.

Câu 3

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

[AB→,AC→]AD→=−24\left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow {AC} } \right]\overrightarrow {AD} = - 24

Ta có: AB→=(1;2;3);AC→=(−3;3;3);AD→=(−1;3;1) [AB→,AC→]=(−3;−12;9) [AB→,AC→].AD→=(−3).(−1)+(−12).3+9.1=−24 \overrightarrow{AB}=(1;2;3);\overrightarrow{AC}=(-3;3;3);\overrightarrow{AD}=(-1;3;1)\ [\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}]=(-3;-12;9)\ [\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}].\overrightarrow{AD}=(-3).(-1)+(-12).3+9.1=-24\

Câu 4

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

n⃗=(1;−3;−4)\vec n = \left( {1; - 3; - 4} \right)

Phương trình tổng quát của mặt phẳng ⇔{a+b−c−13=01−a=k2−b=k−1−c=−k⇒(1−k)+(2−k)−(−1+k)−13=0⇔k=−3\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}a + b - c - 13 = 0\\1 - a = k\\2 - b = k\\ - 1 - c = - k\end{array} \right. \Rightarrow \left( {1 - k} \right) + \left( {2 - k} \right) - \left( { - 1 + k} \right) - 13 = 0 \Leftrightarrow k = - 3 nên một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng ⇒I(4 ; 5 ; −4)\Rightarrow I\left( {4\,;\,5\,;\, - 4} \right) có tọa độ là a+b+c=5a + b + c = 5 hay (1; −3; −4)\left( {{\rm{1;}}\, - {\rm{3;}}\, - {\rm{4}}} \right).

Câu 5

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

m=2m = 2 .

[b→,c→]=(−5;m+1;3−2m)\left[ {\overrightarrow b ,\overrightarrow c } \right] = \left( { - 5;m + 1;3 - 2m} \right)

Ta có: a→=[b→,c→]⇔{m+1=33−2m=−1⇔m=2\overrightarrow a = \left[ {\overrightarrow b ,\overrightarrow c } \right] \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m + 1 = 3\\3 - 2m = - 1\end{array} \right. \Leftrightarrow m = 2.

Câu 6

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

m=1m = 1 hoặc m=−3m = - 3.

[u→,v→]=(−m−2;−m;m+1)⇒∣[u→,v→]∣=(m+2)2+m2+(m+1)2=3m2+6m+5\left[ {\overrightarrow u ,\overrightarrow v } \right] = \left( { - m - 2; - m;m + 1} \right) \Rightarrow \left| {\left[ {\overrightarrow u ,\overrightarrow v } \right]} \right| = \sqrt {{{\left( {m + 2} \right)}^2} + {m^2} + {{\left( {m + 1} \right)}^2}} = \sqrt {3{m^2} + 6m + 5}

∣[u⃗,v⃗]∣=14⇔3m2+6m+5=14⇔3m2+6m−9=0⇔[m=1m=−3\left| {\left[ {\vec u,\vec v} \right]} \right| = \sqrt {14} \Leftrightarrow 3{m^2} + 6m + 5 = 14 \Leftrightarrow 3{m^2} + 6m - 9 = 0 \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}m = 1\\m = - 3\end{array} \right..

Câu 7

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

m=14

Ta có:m=14 TacoˊOA→=(0;1;2),OB→=(1;2;1),OC→=(4;3;m)m=14\ Tacó\overrightarrow{OA}=(0;1;2),\overrightarrow{OB}=(1;2;1),\overrightarrow{OC}=(4;3;m)

[OA→,OB→].OC→=0\left[ {\overrightarrow {OA} ,\overrightarrow {OB} } \right].\overrightarrow {OC} = 0 .⇔5.4−2.3−1.m=0⇔m=14\Leftrightarrow 5.4-2.3-1.m=0\Leftrightarrow m=14

Vậy m=14.

Câu 8

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

d(m,(P))=43d(m,(P))=\frac{4}{3}

Khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (P): d(M,(P))=∣2.(−1)−2.2+1.(−3)+5∣22+(−2)2+12=43d(M,(P))=\frac{|2.(-1)-2.2+1.(-3)+5|}{\sqrt{{2}^{2}+{(-2)}^{2}+{1}^{2}}}=\frac{4}{3}.

Câu 9

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

M(0;-3;0)

Ta có M∈Oy⇒M(0;y;0)M\in Oy\Rightarrow M(0;y;0).

Theo giả thiết: d(M,(P))=d(M,(Q))⇔∣y+1∣3=∣−y−5∣3⇔y=−3d(M,(P))=d(M,(Q))\Leftrightarrow \frac{|y+1|}{\sqrt{3}}=\frac{|-y-5|}{\sqrt{3}}\Leftrightarrow y=-3.

Vậy M(0;-3;0)

Câu 10

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

m=2

Ta có AB→=(2;2;1)⇒AB=22+22+12=3(1)\overrightarrow{AB}=(2;2;1)\Rightarrow AB=\sqrt{{2}^{2}+{2}^{2}+{1}^{2}}=3(1).

Khoảng cách từ A đến mặt phẳng (P): d(a;(P))=∣2.1+2+m.3−1∣22+12+m2=∣3m+3∣5+m2(2)\frac{|2.1+2+m.3-1|}{\sqrt{{2}^{2}+{1}^{2}+{m}^{2}}}=\frac{|3m+3|}{\sqrt{5+{m}^{2}}}(2).

Để AB= d(A,(P))⇒\Rightarrow3=∣3m+3∣5+m2⇔9(5+m2)=9(m+1)2⇔m=2\frac{|3m+3|}{\sqrt{5+{m}^{2}}}\Leftrightarrow 9(5+{m}^{2})=9{(m+1)}^{2}\Leftrightarrow m=2.

Câu 11

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

M(0;0;3)

Khoảng cách từ M đến (P) nhỏ nhất khi M thuộc (P). Nên M là giao điểm của trục Oy với mặt phẳng (P). Thay x = 0, z = 0 vào phương trình (P) ta được y = - 4.

Vậy M(0;4;0).

Câu 12

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

M(0;0;3)

Vì ∈\inOz ⇒\RightarrowM(0;0;m). Ta có: MA=22+32+(4−m)2MA=\sqrt{{2}^{2}+{3}^{2}+{(4-m)}^{2}};d(M,(P))=∣m−17∣14\frac{|m-17|}{\sqrt{14}} .

M cách đều điểm A(2;3;4) và mặt phẳng (P): 2x+3y+z-17=0 khi và chỉ khi

22+32+(4−m)2=∣m−17∣14⇔13(m−3)2=0⇔m=3\sqrt{{2}^{2}+{3}^{2}+{(4-m)}^{2}}=\frac{|m-17|}{\sqrt{14}}\Leftrightarrow 13{(m-3)}^{2}=0\Leftrightarrow m=3. Vậy M(0;0;3).

Câu 13

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

a) Hãy kiểm tính song song hoặc vuông góc giữa các bức tường (P),(Q),(R) của tòa nhà.

(P): x+2y-2z+1=0 có vectơ pháp tuyến là n→P=(1;2;−2){\overrightarrow{n}}_{P}=(1;2;-2)

(Q):2x +y+2z-3=0 có vectơ pháp tuyến là n→Q=(2;1;2){\overrightarrow{n}}_{Q}=(2;1;2)

(R: 2x+4y-4z-19=0 . có vectơ pháp tuyến là n→R=(2;4;−4){\overrightarrow{n}}_{R}=(2;4;-4)

Ta có n→R=(2;4;−4){\overrightarrow{n}}_{R}=(2;4;-4) =2(1;2-2) ⇒\Rightarrown→R{\overrightarrow{n}}_{R} =2n→P{\overrightarrow{n}}_{P}nên hai bức tường (P) và (Q) song song nhau

n→P{\overrightarrow{n}}_{P}.n→Q={\overrightarrow{n}}_{Q}=1.2+2.1+(-2).2=0⇒n→P⊥n→Q\Rightarrow {\overrightarrow{n}}_{P}\perp {\overrightarrow{n}}_{Q}

nên bức tường (Q) vuông góc với hai bức tường (P) và (R) ,

b) Tính khoảng giữa hai bức tường (P) và (R) của tòa nhà.

Chọn điểm M(-1;0;0) ∈P\in P

Do hai bức tường (P) và (R) song song nhau nên:

d((P),(R))=d(M,(R))=∣2.(−1)+4.0−4.0−19∣4+16+16=216=3,5md((P),(R))=d(M,(R))=\frac{|2.(-1)+4.0-4.0-19|}{\sqrt{4+16+16}}=\frac{21}{6}=3{,}5m

Câu 14

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

d(B,(P))=6

Hình minh hoạ

Ta có: AB→=3AM→⇒BM=2.AM⇒d(B,(P))d(A,(P))=BMAM=2 ⇒d(B,(P))=2.d(A,(P))=2.∣3.2+4.4−12.(−1)+5∣32+42+(−12)2=2.3=6\overrightarrow{AB}=3\overrightarrow{AM}\Rightarrow BM=2.AM\Rightarrow \frac{d(B,(P))}{d(A,(P))}=\frac{BM}{AM}=2\ \Rightarrow d(B,(P))=2.d(A,(P))=2.\frac{|3.2+4.4-12.(-1)+5|}{\sqrt{{3}^{2}+{4}^{2}+{(-12)}^{2}}}=2.3=6

Câu 15

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

a) Hãy kiểm tính song song hoặc vuông góc giữa các bức tường (P),(Q),(T) của tòa nhà.

(P): 2x -y-z+1=0 có vectơ pháp tuyến là. n→P=(2;−1;−1){\overrightarrow{n}}_{P}=(2;-1;-1)

(Q): x+3y-z-2=0 có vectơ pháp tuyến là.n→Q=(1;3;−1){\overrightarrow{n}}_{Q}=(1;3;-1)

(R): 4x-2y-2z+9=0 có vectơ pháp tuyến là n→R=(4;−2;−2){\overrightarrow{n}}_{R}=(4;-2;-2)

(T): 2x+6y-2z+15=0 có vectơ pháp tuyến là n→T=(2;6;−2){\overrightarrow{n}}_{T}=(2;6;-2)

Ta có:

n→R=(4;−2;−2)=2(2;−1;−1)⇒n→R=2n→P{\overrightarrow{n}}_{R}=(4;-2;-2)=2(2;-1;-1)\Rightarrow {\overrightarrow{n}}_{R}={\overrightarrow{2n}}_{P} nên hai bức tường (P) và (R)song song nhau

n→T=(2;6;−2)=2(21;3;−1)⇒n→T=2n→Q{\overrightarrow{n}}_{T}=(2;6;-2)=2(21;3;-1)\Rightarrow {\overrightarrow{n}}_{T}={\overrightarrow{2n}}_{Q} nên hai bức tường T và Qsong song nhau

n→P.n→Q=2.1+(−1).3+(−1).(−1)=0⇒n→P⊥n→Q{\overrightarrow{n}}_{P}.{\overrightarrow{n}}_{Q}=2.1+(-1).3+(-1).(-1)=0\Rightarrow {\overrightarrow{n}}_{P}\perp {\overrightarrow{n}}_{Q}

nên bức tường (Q) vuông góc với hai bức tường (P) và (R)

n→R.n→Q=4.1+(−2).3+(−2).(−1)=0⇒n→R⊥n→Q{\overrightarrow{n}}_{R}.{\overrightarrow{n}}_{Q}=4.1+(-2).3+(-2).(-1)=0\Rightarrow {\overrightarrow{n}}_{R}\perp {\overrightarrow{n}}_{Q}

nên bức tường (R) vuông góc với hai bức tường (Q) và (T)

b) Tính khoảng giữa hai bức tường (Q) và (T) của tòa nhà.

Chọn điểm M(2;0;0)

Do hai bức tường (Q) và (T)song song nhau nên:

d((Q),(T))=d(M,(T))=∣2.2+6.0−2.0+15∣4+36+4=1944≈2,9md((Q),(T))=d(M,(T))=\frac{|2.2+6.0-2.0+15|}{\sqrt{4+36+4}}=\frac{19}{\sqrt{44}}\approx 2{,}9m

c) Tính chiều rộng bức tường (Q) của tòa nhà.

Do hai bức tường (P) và (R) song song nhau nên chiều rộng bức tường (Q) là khoảng cách giữa hai bức tường (P) và (R).

Chọn điểm N(0;0;1)

Do hai bức tường (P) và (Q)song song nhau nên:

d((P),(R))=d(N,(R))=∣4.0−2.0−2.1+9∣4+1+1=76≈2,9md((P),(R))=d(N,(R))=\frac{|4.0-2.0-2.1+9|}{\sqrt{4+1+1}}=\frac{7}{\sqrt{6}}\approx 2{,}9m

Câu 16

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

d(B,(P))=6

Hình minh hoạ

Ta có: AB→=3AM→⇒BM=2.AM⇒d(B,(P))d(A,(P))=BMAM=2 ⇒d(B,(P))=2.d(A,(P))=2.∣3.2+4.4−12.(−1)+5∣32+42+(−12)2=2.3=6\overrightarrow{AB}=3\overrightarrow{AM}\Rightarrow BM=2.AM\Rightarrow \frac{d(B,(P))}{d(A,(P))}=\frac{BM}{AM}=2\ \Rightarrow d(B,(P))=2.d(A,(P))=2.\frac{|3.2+4.4-12.(-1)+5|}{\sqrt{{3}^{2}+{4}^{2}+{(-12)}^{2}}}=2.3=6

Câu 17

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

m=4

(P): 2x+my+2mz-9-0 có VTPT a→\overrightarrow{a} = (2;m;2m)

(Q): 6x -y-z-10=0 có VTPT b→\overrightarrow{b}=(6;-1;-1)

(P)⊥\perp(Q)⇔\Leftrightarrowa→.b→\overrightarrow{a}.\overrightarrow{b}=0⇔\Leftrightarrow2.6+m(-1)+2m.(-1)=0⇔\Leftrightarrowm=4

Câu 18

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

m=32,n=−10m=\frac{3}{2},n=-10

(P): 5x+my+z-5=0 có VTPT a→=(5;m;1)\overrightarrow{a}=(5;m;1)

(Q): nx-3y-2z+7 =0 có VTPT b→\overrightarrow{b}=(n;-3;-2)

(P) //(Q) ⇔[a→,b→]=0⇔{−2M+3=0n+10=0−15−nm=0⇔{m=32n=−10\Leftrightarrow [\overrightarrow{a},\overrightarrow{b}]=0\Leftrightarrow \{\begin{matrix}-2M+3=0 \\ n+10=0 \\ -15-nm=0\end{matrix}\Leftrightarrow \begin{matrix}\{\begin{matrix}m=\frac{3}{2} \\ n=-10\end{matrix}\end{matrix}

Câu 19

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

b=c

• Phương trình (ABC): x1+yb+zc=1⇒(ABC)\frac{x}{1}+\frac{y}{b}+\frac{z}{c}=1\Rightarrow (ABC) có VTPT: n→=(1;1b;1c)\overrightarrow{n}=(1;\frac{1}{b};\frac{1}{c})

• Phương trình (P): y-z+1=0 ⇒\Rightarrow(P) có VTPT: n→=(0;1;−1)\overrightarrow{n}=(0;1;-1).

• (ABC)⊥(P)⇔1b−1c=0⇔b=c(ABC)\perp (P)\Leftrightarrow \frac{1}{b}-\frac{1}{c}=0\Leftrightarrow b=c.

Câu 20

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

b=c

• Phương trình (ABC): x1+yb+zc=1⇒(ABC)\frac{x}{1}+\frac{y}{b}+\frac{z}{c}=1\Rightarrow (ABC) có VTPT: n→=(1;1b;1c)\overrightarrow{n}=(1;\frac{1}{b};\frac{1}{c})

• Phương trình (P): y-z+1=0 ⇒\Rightarrow(P) có VTPT: n→=(0;1;−1)\overrightarrow{n}=(0;1;-1).

• (ABC)⊥(P)⇔1b−1c=0⇔b=c(ABC)\perp (P)\Leftrightarrow \frac{1}{b}-\frac{1}{c}=0\Leftrightarrow b=c.

Câu 21

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

a+4b=-16

Trên giao tuyến Δ\Delta của hai mặt phẳng (P),(Q) ta lấy lần lượt 2 điểm A,B như sau:

Lấy A(x,y,1) ∈\inΔ\Delta, ta có hệ phương trình :{x−y=0x+2y=0⇒x=y=0⇒A(−1;2;−2)\{\begin{matrix}x-y=0 \\ x+2y=0\end{matrix}\Rightarrow x=y=0\Rightarrow A(-1;2;-2)

Lấy B(-1;y;z)∈\inΔ\Delta, ta có hệ phương trình :{y+z=02y+z=2⇒{y=2z=−2⇒B(−1;2;−2)\{\begin{matrix}y+z=0 \\ 2y+z=2\end{matrix}\Rightarrow \{\begin{matrix}y=2 \\ z=-2\end{matrix}\Rightarrow B(-1;2;-2)

Vì Δ\Delta⊂(α)ne^nA,B∈(α).Dođoˊtacoˊ:{2+b=0−a+b−6=0⇒{a=−8b=−2\subset (α)nênA,B\in (α).Dođótacó:\{\begin{matrix}2+b=0 \\ -a+b-6=0\end{matrix}\Rightarrow \{\begin{matrix}a=-8 \\ b=-2\end{matrix}

Vậy a+4b=-8+2.(-2)=-16

Câu 22

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

a+4b=-16

Trên giao tuyến Δ\Delta của hai mặt phẳng (P),(Q) ta lấy lần lượt 2 điểm A,B như sau:

Lấy A(x,y,1) ∈\inΔ\Delta, ta có hệ phương trình :{x−y=0x+2y=0⇒x=y=0⇒A(−1;2;−2)\{\begin{matrix}x-y=0 \\ x+2y=0\end{matrix}\Rightarrow x=y=0\Rightarrow A(-1;2;-2)

Lấy B(-1;y;z)∈\inΔ\Delta, ta có hệ phương trình :{y+z=02y+z=2⇒{y=2z=−2⇒B(−1;2;−2)\{\begin{matrix}y+z=0 \\ 2y+z=2\end{matrix}\Rightarrow \{\begin{matrix}y=2 \\ z=-2\end{matrix}\Rightarrow B(-1;2;-2)

Vì Δ\Delta⊂(α)ne^nA,B∈(α).Dođoˊtacoˊ:{2+b=0−a+b−6=0⇒{a=−8b=−2\subset (α)nênA,B\in (α).Dođótacó:\{\begin{matrix}2+b=0 \\ -a+b-6=0\end{matrix}\Rightarrow \{\begin{matrix}a=-8 \\ b=-2\end{matrix}

Vậy a+4b=-8+2.(-2)=-16

Câu 23

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

m+n=3m + n = 3

+ (Pm):mx+2y+nz+1=0\left( {{P_m}} \right):mx + 2y + nz + 1 = 0 có vectơ pháp tuyến n1→(m;2;n)\overrightarrow {{n_1}} \left( {m;2;n} \right).

(Qm):x−my+nz+2=0\left( {{Q_m}} \right):x - my + nz + 2 = 0 có vectơ pháp tuyến n2→(1;−m;n)\overrightarrow {{n_2}} \left( {1; - m;n} \right).

(α):4x−y−6z+3=0\left( \alpha \right):4x - y - 6z + 3 = 0 có vectơ pháp tuyến nα→(4;−1;−6)\overrightarrow {{n_\alpha }} \left( {4; - 1; - 6} \right).

+ Giao tuyến của hai mặt phẳng (Pm)\left( {{P_m}} \right) và (Qm)\left( {{Q_m}} \right) vuông góc với mặt phẳng (α)\left( \alpha \right) nên {(Pm)⊥(α)(Qm)⊥(α)⇔{n1→⊥nα→n2→⊥nα→⇔{n1→.nα→=0n2→.nα→=0⇔{4m−2−6n=04+m−6n=0⇔{m=2n=1.\left\{ \begin{array}{l}\left( {{P_m}} \right) \bot \left( \alpha \right)\\\left( {{Q_m}} \right) \bot \left( \alpha \right)\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {{n_1}} \bot \overrightarrow {{n_\alpha }} \\\overrightarrow {{n_2}} \bot \overrightarrow {{n_\alpha }} \end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\overrightarrow {{n_1}} .\overrightarrow {{n_\alpha }} = 0\\\overrightarrow {{n_2}} .\overrightarrow {{n_\alpha }} = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}4m - 2 - 6n = 0\\4 + m - 6n = 0\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}m = 2\\n = 1\end{array} \right..

Vậy m+n=3m + n = 3.

Câu 24

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

(P):x-y+2z-12=0

Mặt phẳng (P) đi qua điểm M(3;-1;4) đồng thời vuông góc với giá của a→=(1;−1;2)\overrightarrow{a}=(1;-1;2) nên nhận a→=(1;−1;2)\overrightarrow{a}=(1;-1;2) làm vectơ pháp tuyến. Do đó, (P) có phương trình là

1(x-3)-1(y+1)+2(z-4)=0⇔\Leftrightarrowx-y+2z-12=0.

Câu 25

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

3x−5y−z−6=03x - 5y - z - 6 = 0

Ta có n→=[a→,b→]=(−18;4;−3)\overrightarrow{n}=[\overrightarrow{a},\overrightarrow{b}]=(-18;4;-3)

Mặt phẳng (P) đi qua M(0;−2;1)M\left( {0; - 2;1} \right) và có vectơ pháp tuyến n→=(−18;4;−3)\overrightarrow{n}=(-18;4;-3) nên có phương trình

-18(x-0)+4(y+2)-3(z-1)=0⇔\Leftrightarrow18x-4y+3z-12=0.

Vậy mặt phẳng cần tìm có phương trình: 18x-4y+3z-12=0.

Câu 26

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

(αα):3x-2y+z-1=0

AB→=(−1;1;1),CD→=(0;1;−1)⇒[AB→,CD→]=(−2;−1;−1)\overrightarrow{AB}=(-1;1;1),\overrightarrow{CD}=(0;1;-1)\Rightarrow [\overrightarrow{AB},\overrightarrow{CD}]=(-2;-1;-1)

(αα) đi qua A(1;1;0) và có một VTPT là n→=(2;1;1)⇒(α):2x+y+z−3=0\overrightarrow{n}=(2;1;1)\Rightarrow (α):2x+y+z-3=0

Câu 27

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

(P):3x-2y+z-1=0

Mặt phẳng (Q) cần tìm song song với mặt phẳng (P):3x-2y+z-3=0 nên có phương trình dạng (Q): 3x-2y+z+m=0, m≠−3\ne -3

Vì M ∈(Q):3.2−2.1+(−3)+m=0⇔m=−1\in (Q):3.2-2.1+(-3)+m=0\Leftrightarrow m=-1

Vậy (Q): 3x-2y+z-1=0.

Câu 28

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

2x-3y+6z=0

Ta có:

AB→=(0;4;2),AC→=(−3;4;3),n→=[AB→,AC→]=(4;−6;12) \overrightarrow{AB}=(0;4;2),\overrightarrow{AC}=(-3;4;3),\overrightarrow{n}=[\overrightarrow{AB},\overrightarrow{AC}]=(4;-6;12)\ .

Ta có n→=(4;−6;12)\overrightarrow{n}=(4;-6;12) cùng phương n1=(2;−3;6){n}_{1}=(2;-3;6)

Mặt phẳng (ABC) đi qua điểm C(0;2;1) và có một vectơ pháp tuyến n→1=(2;−3;6){\overrightarrow{n}}_{1}=(2;-3;6) nên (ABC) có phương trình là:

2(x-0)-3(y-2)+6(z-1)=0⇔\Leftrightarrow2x-3y+6z=0

Vậy phương trình cần tìm là: 2x-3y+6z=0.

Câu 29

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

2y+3z-11=0

Ta có: AB→=(−3;−3;2)\overrightarrow{AB}=(-3;-3;2), vectơ pháp tuyến của mp(P) là n→P=(1;−3;2){\overrightarrow{n}}_{P}=(1;-3;2).

Từ giả thiết suy ra n→=[AB→,nP→]=(0;8;12)\overrightarrow{n}=[\overrightarrow{AB},\overrightarrow{{n}_{P}}]=(0;8;12) là vectơ pháp tuyến của mp( Q)

Mp (Q) đi qua điểm A(2;4;1) suy ra phương trình tổng quát của mp (Q) là:

0(x-2)+8(y-4)+12(z-1)=0⇔\Leftrightarrow2y+3z-11=0.

Câu 30

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

3x-2y+6z-12=0

Không mất tính tổng quát, ta giả sử M, N, P lần lượt là hình chiếu vuông góc của A(2;-3;1) lên các mặt phẳng tọa độ (Oxy), (Oxz), (Oyz).

Khi đó, M(2;-3;0), N(2;0;1) và P(0;-3;1)

MN→=(0;3;1)vaˋMP→=(−2;0;1)\overrightarrow{MN}=(0;3;1)và\overrightarrow{MP}=(-2;0;1).

Ta có, MN→\overrightarrow{MN} và MP→\overrightarrow{MP} là cặp vectơ không cùng phương và có giá nằm trong (MNP)

Do đó, (MNP) có một vectơ pháp tuyến là n→=[MN→,MP→]=(3;−2;6)\overrightarrow{n}=[\overrightarrow{MN},\overrightarrow{MP}]=(3;-2;6).

Mặt khác, (MNP) đi qua M (2;-3;0) nên có phương trình là:

3(x-2)-2(y+3)+6(z-0)=0⇔\Leftrightarrow3x-2y+6z-12=0.

Câu 31

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

Hình minh hoạ

a) Lập phương trình mặt phẳng (OACB).

Gắn hình chóp cụt OAGD.BCFE vào hệ trục Oxyz, ta có:

O(0;0;0),A(100;0;00,G(100;60;0),D(0;60;0),B(10;10n→=(4;0;−5)\overrightarrow{n}=(4;0;-5);8)

OA→=(100;0;0),OB→=(10;10;8)\overrightarrow{OA}=(100;0;0),\overrightarrow{OB}=(10;10;8)

Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (OBED) là n→=[OA→,OB→]=(0;−100;1000)=−100(0;1;−10)\overrightarrow{n}=[\overrightarrow{OA},\overrightarrow{OB}]=(0;-100;1000)=-100(0;1;-10)

Phương trình mặt phẳng (OBED) đi qua điểm O(0;0;0) và có vectơ pháp tuyến n→=(0;1;−10)\overrightarrow{n}=(0;1;-10) là: y-10z=0

b) Tính khoảng cách từ điểm G đến mặt phẳng (OBED) .

OD→=(0;60;0),OB→=(10;10;8)\overrightarrow{OD}=(0;60;0),\overrightarrow{OB}=(10;10;8)

Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (OBED) là n→=[OD→,OB→]=(480;0;−600)=120(4;0;−5)\overrightarrow{n}=[\overrightarrow{OD},\overrightarrow{OB}]=(480;0;-600)=120(4;0;-5)

Phương trình mặt phẳng (OBED) đi qua điểm O(0;0;0) và có vectơ pháp tuyến là:n→=(4;0;−5)\overrightarrow{n}=(4;0;-5)

khoảng cách từ điểm G đến mặt phẳng (OBED) là: d(G(OBED))=∣4.100−5.0∣16+25=4004141≈62,5md(G(OBED))=\frac{|4.100-5.0|}{\sqrt{16+25}}=\frac{400\sqrt{41}}{41}\approx 62{,}5m

Câu 32

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

Thiết lập hệ tọa độ Oxyz như hình vẽ, gốc O=B'.

Hình minh hoạ

Khi đó:M(0;12;1),N(12;0;1),P(1;12;0),Q(1;1;12)M(0;\frac{1}{2};1),N(\frac{1}{2};0;1),P(1;\frac{1}{2};0),Q(1;1;\frac{1}{2})

a) Lập phương trình mặt phẳng (A'BC') .

b) Tính khoảng cách từ điểm Q đến mặt phẳng (MNP) .

c) Tính khoảng giữa hai mặt phẳng (A'BC') và mặt phẳng (ACD').

Câu 33

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

S(0;0;a32),M(a;0;0),N(a2;a2;0)S(0;0;\frac{a\sqrt{3}}{2}),M(a;0;0),N(\frac{a}{2};\frac{a}{2};0).

a) Lập phương trình mặt phẳng (SOM) .

b) Tính khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBC) .

c) Gọi Q là trung điểm SD. Tính khoảng giữa hai mặt phẳng (SAC) và mặt phẳng (ONQ).

Câu 34

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

Chọn hệ trục tọa độ Oxyz{\rm{Ox}}yznhư hình vẽ.

Hình minh hoạ

Ta có O(0;0;0)O\left( {0;0;0} \right), A∈Oz,  B∈Ox,  C∈OyA \in {\rm{Oz}},\;B \in Ox,\;C \in Oysao cho AO=5,  OB=2,  OC=4AO = 5,\;OB = 2,\;OC = 4

⇒A(0;0;5),  B(2;0;0),  C(0;4;0)\Rightarrow A\left( {0;0;5} \right),\;B\left( {2;0;0} \right),\;C\left( {0;4;0} \right).

Khi đó: GG là trọng tâm tam giácABCABC nên G(23;43;53)G\left( {\frac{2}{3};\frac{4}{3};\frac{5}{3}} \right)

MMlà trung điểm OBOBnên M(1;0;0)M\left( {1;0;0} \right)

NNlà trung điểm OCOCnên N(0;2;0)N\left( {0;2;0} \right).

K là trọng tâm tam giácAMN nên K(13;23;53\frac{1}{3};\frac{2}{3};\frac{5}{3})

a) Lập phương trình mặt phẳng (ABC) .

b) Tính khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng (SMN) .

Câu 35

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

Hình minh hoạ

Hình chiếu của SBSB trên mặt phẳng (ABCD)\left( {ABCD} \right) là ABAB ⇒\Rightarrow Góc giữa SBSB và mặt đáy là góc giữa SBSB và ABAB và bằng góc SBA^=45o\widehat {SBA} = {45^{\rm{o}}}.

Tam giác SABSAB vuông cân tại AA ⇒SA=2a\Rightarrow SA = 2a.

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ ta có: A(0;0;0)A\left( {0;0;0} \right), B(0;2a;0)B\left( {0;2a;0} \right), C(a;a;0)C\left( {a;a;0} \right), D(a;0;0)D\left( {a;0;0} \right), S(0;0;2a)S\left( {0;0;2a} \right), E(a2;0;a)E\left( {\frac{a}{2};0;a} \right).

a) Lập phương trình mặt phẳng (SAC) .

b) Tính khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng (AEC) .

Câu 36

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

phương trình mặt phẳng đi qua ba điểm S, B, H là x+5y-7z-15=0

Phương trình Mặt phẳng (ABC): x−2+y3+z6=1⇔−3x+2y+z−6=0\frac{x}{-2}+\frac{y}{3}+\frac{z}{6}=1\Leftrightarrow -3x+2y+z-6=0.

H là chân đường cao vẽ từ S của tứ diện S.ABC nên H là hình chiếu vuông góc của S lên mặt phẳng (ABC) :H(1914;317;174)H(\frac{19}{14};\frac{31}{7};\frac{17}{4})

Mặt phẳng (SBH): {quaB(0;3;0)vtpt[BH→,SB→]=(1114;5514;112)=1114(1;5;−7)\{\begin{matrix}quaB(0;3;0) \\ vtpt[\overrightarrow{BH},\overrightarrow{SB}]=(\frac{11}{14};\frac{55}{14};\frac{11}{2})=\frac{11}{14}(1;5;-7)\end{matrix}

Phương trình Mặt phẳng (SBH):

(SBH):x+5(y-3)-7z=0⇔\Leftrightarrowx+5y-7z-15=0

Câu 37

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

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ : A(0;0;0)A\left( {0;0;0} \right),D(2;0;0)D\left( {2;0;0} \right),B(0;4;0)B\left( {0;4;0} \right),S(0;0;4)S\left( {0;0;4} \right).

MM là trung điểm của SBSB ⇒M(0;2;2)\Rightarrow M\left( {0;2;2} \right).

Tứ giác ABCDABCD là hình chữ nhật nên {xA+xC=xB+xDyA+yC=yB+yDzA+zC=zB+zD\left\{ \begin{array}{l}{x_A} + {x_C} = {x_B} + {x_D}\\{y_A} + {y_C} = {y_B} + {y_D}\\{z_A} + {z_C} = {z_B} + {z_D}\end{array} \right.⇒{xC=2yC=4zC=0\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}{x_C} = 2\\{y_C} = 4\\{z_C} = 0\end{array} \right.⇒C(2;4;0)\Rightarrow C\left( {2;4;0} \right).

G là trọng tâm của tam giác SCD⇒\Rightarrow G(43;43;43\frac{4}{3};\frac{4}{3};\frac{4}{3})

a) Lập phương trình mặt phẳng (AMC) .

b) Tính khoảng cách từ điểm B đến mặt phẳng (AMG) .

Câu 38

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

Hình minh hoạ

Chọn hệ trục tọa độ như hình vẽ.

Có A(0;0;0),C(4;3;0),D(4;0;0)

G là trọng tâm của tam giác ACB'⇒G(83;1;53)\Rightarrow G(\frac{8}{3};1;\frac{5}{3})

a) Tính độ dài cạnh GD' .

b) Tính khoảng cách từ điểm G đến mặt phẳng (AB'C) .

c) Tính khoảng giữa hai mặt phẳng (AB'D') và mặt phẳng (CB'D').

Câu 39

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

Chọn hệ trục tọa độ Oxyz như hình vẽ

Hình minh hoạ

Vì tứ diện ABCD có AB,AC,AD đôi một vuông góc với nhau, nên ta chọn hệ trục tọa độ Axyz như hình vẽ (với A là gốc tọa độ, đường thằng AC nằm trên trục Ax, AD nằm trên trục Ay và AB nằm trên trục Az).

Từ đó suy ra: A(0;0;0), B(0;0;1) vì C(1;0;0), C(1;0;0) vì C∈Ax\in {A}_{x}, D(0;2;0) vì D∈Ay\in {A}_{y}.

Vì I là trung điểm của BC nên I(12;0;12\frac{1}{2};0;\frac{1}{2}).

G là trọng tâm của tam giác ABD⇒G(16;0;12)\Rightarrow G(\frac{1}{6};0;\frac{1}{2})

a) Tính độ dài cạnh IG .

b) Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng (AIG) .

Câu 40

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

Chọn hệ trục tọa độ Oxyz thỏa mãn:A≡O,B(a,0,0),D(0;a,0),S(0;0;a)A\equiv O,B(a,0{,}0),D(0;a,0),S(0;0;a)

(như minh họa hình vẽ),

suy ra M(a2;0;a2\frac{a}{2};0;\frac{a}{2}) và N(0;a2;a20;\frac{a}{2};\frac{a}{2}).

a) Tính tọa độ điểm G. .

G là trọng tâm của tam giác AMN⇒G(a6;a6;a3)\Rightarrow G(\frac{a}{6};\frac{a}{6};\frac{a}{3})

b) Tính khoảng cách từ điểm G đến mặt phẳng (SBC) .

c) Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng (AMN) .

Câu 41

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

Đặt hệ trục tọa độ Oxyz như hình vẽ. Khi đó, ta có:

A(0;0;000,B(a;0;0),c(a;a3a\sqrt{3};0),(0;a3\sqrt{3};0),S(0;0;a)

G là trọng tâm của tam giác SBD ⇒G(a3;a33;a3)\Rightarrow G(\frac{a}{3};\frac{a\sqrt{3}}{3};\frac{a}{3})

a) Tính khoảng cách từ điểm C đến mặt phẳng (SBD) .

b) Tính khoảng cách từ điểm G đến mặt phẳng (SCD) .

Câu 42

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

Hình vuông ABCD có độ dài đường chéo bằng a2\sqrt{2} suy ra hình vuông đó có cạnh bằng a.

Ta có {(SBD)∩(ABCD)=BDSI⊥BDAI⊥BD⇒((SBD);(ABCD))=(SI,AI)=SIA\{\begin{matrix}(SBD)\cap (ABCD)=BD \\ SI\perp BD \\ AI\perp BD\end{matrix}\Rightarrow ((SBD);(ABCD))=(SI,AI)=SIA.

Ta có .

Ta có A(0;0;0) , B(a;0;0), C(a;a;0), S(0;0;a) ⇒I(a2;0;a2)\Rightarrow I(\frac{a}{2};0;\frac{a}{2})

a) Tính khoảng cách từ điểm I đến mặt phẳng (SAB) .

b) Tính khoảng cách từ điểm I đến mặt phẳng (SCD) .

Câu 43

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

Hình minh hoạ

Chọn hệ trục tọa độ Oxyz như hình vẽ. Khi đó

S(0;0;32\frac{\sqrt{3}}{2});A(−a2;0;0\frac{-a}{2};0;0);C(a2;a;0\frac{a}{2};a;0);D(−a2;a;0\frac{-a}{2};a;0)

suy ra G(0;0;a360;0;\frac{a\sqrt{3}}{6}) ; M(a4;a2;a34\frac{a}{4};\frac{a}{2};\frac{a\sqrt{3}}{4}); N(−a4;a2;a34\frac{-a}{4};\frac{a}{2};\frac{a\sqrt{3}}{4}

a) Tính khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng (SBD) .

b) Tính khoảng cách từ điểm S đến mặt phẳng (GMN) .