Trong không gian Oxyz, cho A(-4;7;5) và hai đường thẳng . Đường thẳng d đi qua A đồng thời cắt có phương trình là:
A.
B.
C.
D.
Gói VIP thi online tại VietJack (chỉ 400k/1 năm học), luyện tập gần 1 triệu câu hỏi có đáp án chi tiết
Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu . Phương trình mặt phẳng (Q) chứa trục Ox và cắt (S) theo giao tuyến là một đường tròn bán kính bằng 2 là:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, gọi I(a;b;c) là tâm mặt cầu đi qua điểm A(1;-1;4) và tiếp xúc với tất cả các mặt phẳng tọa độ. Tính P=a-b+c
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba mặt phẳng ,, . Một đường thẳng thay đổi cắt ba mặt phẳng lần lượt tại các điểm A, B, C. Giá trị nhỏ nhất của biểu thức là:
Trong không gian Oxyz, cho hai đường thẳng và . Đường vuông góc chung của và lần lượt cắt tại A và B. Diện tích tam giác OAB bằng:
Trong không gian Oxyz, cho 3 điểm và mặt cầu . Điểm M thuộc mặt cầu (S) sao cho tổng đạt giá trị nhỏ nhất, khi đó, độ dài vec tơ là:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng và mặt cầu . Qua d dựng các mặt phẳng tiếp xúc với (S) lần lượt tại . Tìm tọa độ trung điểm H của
Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng và hai điểm . Gọi là đường thẳng qua A, vuông góc với d sao cho khoảng cách từ B đến là nhỏ nhất. Gọi là một vec to chỉ phương của . Khi đó, bằng:
Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu có tâm có bán kính bằng 4 và mặt cầu có tâm có bán kính bằng 2. (P) là mặt phẳng thay đổi tiếp xúc với hai mặt cầu . Đặt M, m lần lượt là giá trị lớn nhất, nhỏ nhất của khoảng cách từ điểm O đến (P). Giá trị M + m bằng?
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho ba mặt phẳng , và . Một đường thẳng d thay đổi cắt ba mặt phẳng (P); (Q); (R) lần lượt tại A, B, C. Đặt . Tìm giá trị nhỏ nhất của T.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm . Điểm M thay đổi trên mặt phẳng (ABC) và điểm N là điểm trên tia OM sao cho . Biết rằng khi M thay đổi, điểm N luôn thuộc một mặt cầu cố định. Tìm bán kính của mặt cầu đó?
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm và mặt phẳng . Biết rằng tồn tại điểm B trên tia AM, điểm C trên (P) và điểm D trên tia AN sao cho tứ giác ABCD là hình thoi. Tọa độ điểm C là:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm . Điểm thuộc mặt phẳng (Oxyz) sao cho nhỏ nhất. Tính
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(-1;0;1), B(3;2;1). Gọi C(5;3;7) thỏa mãn MA = MB và MB + MC đạt giá trị nhỏ nhất. Tính P = a + b + c
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho tam giác ABC với . Tìm tọa độ điểm M thuộc mặt phẳng (Oxy) sao cho nhỏ nhất
Trong không gian tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S): và mặt phẳng . Tìm m để (P) cắt (S) theo giao tuyến là một đường tròn bán kính lớn nhất.
1. Hệ tọa độ trong không gian
1.1. Tọa độ của điểm và của vecto
1.1.1. Hệ tọa độ
Trong không gian, xét ba trục tọa độ x’Ox; y’Oy; z’Oz vuông góc với nhau từng
đôi một và chung một điểm gốc O. Gọi lần lượt là các vectơ đơn vị, trên các trục x’Ox; y’Oy; z’Oz.
Hệ ba trục như vậy gọi là hệ trục tọa độ Đề- các vuông góc Oxyz trong không gian,
hay đơn giản gọi là hệ trục tọa độ Oxyz.
Điểm O được gọi là gốc tọa độ.
Các mặt phẳng (Oxy); (Oyz); (Ozx) đôi một vuong góc với nhau được gọi là các mặt phẳng tọa độ.
Không gian với hệ tọa độ Oxyz còn gọi là không gian Oxyz.
- Vì là các vecto đơn vị đôi một vuông góc với nhau nên:
.
1.1.2. Tọa độ của một điểm
- Trong không gian Oxyz, cho một điểm M tùy ý. Vì ba vecto không đồng
phẳng nên có một bộ ba số (x; y; z) duy nhất sao cho:
- Ngược lại, với bộ ba số (x; y; z) ta có một điểm M duy nhất trong không gian thỏa mãn hệ thức .
- Ta gọi bộ ba số (x; y; z) là tọa độ của điểm M đối với hệ trục tọa độ Oxyz đã cho và viết: M = ( x; y; z) hoặc M (x; y; z).
1.1.3. Tọa độ của vecto
- Trong không gian Oxyz cho vecto , khi đó luôn tồn tại duy nhất bộ ba số (a1; a2 ; a3) sao cho .
Ta gọi bộ ba số (a1; a2 ; a3) là tọa độ của vecto đối với hệ tọa độ Oxyz cho trước và viết = (a1; a2 ; a3) hoặc (a1; a2 ; a3).
- Nhận xét : Trong hệ tọa độ Oxyz, tọa độ của điểm M chính là tọa độ của vecto .
Ta có: M(x; y; z)
1.2. Biểu thức tọa độ của các phép toán của vecto
- Định lí: Trong không gian Oxyz, cho hai vecto
, ta có:
a)
b) ;
c) .
Ví dụ 1. Cho
a) Tính ;
b) ;
c) .
Lời giải:
a) ;
b) Ta có: = ( 2.4; 2. (-2); 2.0) = ( 8; - 4; 0).
c) Ta có: = ( 2 – 8; -3 + 4; 4 - 0) = (- 6; 1; 4)
- Hệ quả:
a) Cho hai vecto , ta có:
.
b) Vecto có tọa độ ( 0; 0; 0).
c) Với thì hai vecto cùng phương khi và chỉ khi tồn tại số k sao cho:
d) Cho
+
+ Toạ độ trung điểm M của đoạn thẳng AB:
Ví dụ 2. Cho . Tìm m và n để
Lời giải:
Để
Vậy m = 2 và n = 1.
Ví dụ 3. Các cặp vecto sau có cùng phương không?
a) ;
b) .
Lời giải:
a) Ta thấy
Do đó, hai vecto trên không cùng phương.
b) Ta thấy: nên hai vecto trên cùng phương.
Ví dụ 4. Cho hai điểm A( - 3; 4; 0) và B( -1; 0; 8).
a) Tính ;
b) Tìm tọa độ trung điểm M của AB.
Lời giải:
a) Ta có: = ( -1 + 3; 0 - 4; 8 -0) = ( 2; -4; 8).
b) Tọa độ trung điểm M của AB là:
1.3. Tích vô hướng.
1.3.1. Biểu thức tọa độ của tích vô hướng.
- Định lí:
Trong không gian Oxyz, tích vô hướng của hai vecto được xác định bởi công thức:
Ví dụ 5. Cho . Tính ?
Lời giải:
Ta có: = 1.1 + ( -3). 2 + 4.1 = -1
1.3.2. Ứng dụng
a) Độ dài của một vecto.
Cho vecto .
Ta biết rằng: hay . Do đó,
b) Khoảng cách giữa hai điểm.
Trong khong gian Oxyz, cho hai điểm A(xA ; yA ; zA)
và B(xB; yB ; zB). Khi đó, khoảng cách giữa hai điểm A và B chính là độ dài của
vecto . Do đó, ta có:
.
c) Góc giữa hai vecto.
Nếu là góc góc giữa hai vecto và với thì
Từ đó, suy ra
Ví dụ 6. Cho tam giác ABC có A(2; 3; 1); B( 2; 1; 0); C( 0; -1; 2).
a) Tính AB; AC
b) Tính cosin của góc A.
Lời giải:
a) Ta có:
b) Ta có:
Cosin của góc A là:
1.4. Phương trình mặt cầu
- Định lí.
Trong không gian Oxyz, mặt cầu (S) tâm I(a; b; c) bán kính r có phương trình là:
( x – a)2 + (y – b)2 + (z – c)2 = r2
- Nhận xét. Phương trình mặt cầu nói trên có thể viết dưới dạng:
x2 + y2 + z2 – 2ax – 2by – 2cz + d = 0 với d = a2 + b2 + c2 – r2
Từ đó, ta chứng minh được rằng phương trình dạng:
x2 + y2 + z2 + 2Ax + 2By + 2Cz + D = 0 với điều kiện A2 + B2 + C2 – D > 0 là phương trình mặt cầu có tâm I( -A; -B; - C) có bán kính .
Ví dụ 7. Tìm tâm và bán kính của mặt cầu có phương trình sau đây:
a) x2 + y2 + z2 – 4x + 2y - 1 = 0;
b) x2 + y2 + z2 – 8x – 2y + 2z + 2 = 0
Lời giải:
a) Ta có: a = 2; b = -1; c = 0; d = -1
Tâm mặt cầu là I(2; -1; 0) và bán kính