Ôn tập chương III - Phương pháp toạ độ trong không gian

Cho hệ toạ độ \(Oxyz\), cho bốn điểm \(A( 1 ; 0 ; 0 ), B( 0 ; 1 ; 0 ), C( 0 ; 0 ; 1 ), D( -2 ; 1 ; -1)\)

a) Chứng minh \(A, B, C, D\) là bốn đỉnh của một tứ diện.

b) Tìm góc giữa hai đường thẳng \(AB\) và \(CD\).

c) Tính độ dài đường cao của hình chóp \(A.BCD\).

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), cho mặt cầu \((S)\) có đường kính là \(AB\) biết rằng \(A( 6 ; 2 ; -5), B(-4 ; 0 ; 7)\).

a) Tìm toạ độ tâm \(I\) và tính bán kính \(r\) của mặt cầu \((S)\)

b) Lập phương trình của mặt cầu \((S)\).

c) Lập phương trình của mặt phẳng \((α)\) tiếp xúc với mặt cầu \((S)\) tại điểm \(A\).

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), cho bốn điểm \(A(-2 ; 6 ; 3), B(1 ; 0 ; 6), C(0; 2 ; -1), D(1 ; 4 ; 0)\)

a) Viết phương trình mặt phẳng \((BCD)\). Suy ra \(ABCD\) là một tứ diện.

b) Tính chiều cao \(AH\) của tứ diện \(ABCD\)

c) Viết phương trình mặt phẳng \((α)\) chứa \(AB\) và song song với \(CD\).

Lập phương trình tham số của đường thẳng:

a) Đi qua hai điểm \(A(1 ; 0 ; -3), B(3 ; -1 ; 0)\).

b) Đi qua điểm \(M(2 ; 3 ; -5)\) và song song với đường thẳng \(∆\) có phương trình \(\left\{ \matrix{x = - 2 + 2t \hfill \cr y = 3 - 4t \hfill \cr z = - 5t. \hfill \cr} \right.\)

Cho mặt cầu \((S)\) có phương trình: \({(x - 3)^2} + {(y + 2)^2} + {(z - 1)^2} = 100\) và mặt phẳng \((α)\) có phương trình \(2x - 2y - z + 9 = 0\). Mặt phẳng \((α)\) cắt mặt cầu \((S)\) theo một đường tròn \((C)\).

Hãy xác định toạ độ tâm và tính bán kính của đường tròn \((C)\).

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), cho mặt phẳng \((α)\) có phương trình \(3x + 5y - z -2 = 0\) và đường thẳng \(d\) có phương trình \(\left\{ \matrix{x = 12 + 4t \hfill \cr y = 9 + 3t \hfill \cr z = 1 + t. \hfill \cr} \right.\)

a) Tìm giao điểm \(M\) của đường thẳng \(d\) và mặt phẳng \((α)\).

b) Viết phương trình mặt phẳng \((β)\) chứa điểm \(M\) và vuông góc với đường thẳng \(d\).

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), cho điểm \(A(-1 ; 2 ; -3)\), vectơ \(\vec a= (6 ; -2 ; -3)\) và đường thẳng \(d\) có phương trình: \(\left\{ \matrix{x = 1 + 3t \hfill \cr y = - 1 + 2t \hfill \cr z = 3 - 5t. \hfill \cr} \right.\)

a) Viết phương trình mặt phẳng \((α)\) chứa điểm \(A\) và vuông góc với giá của \(\vec a\).

b) Tìm giao điểm của \(d\) và \((α)\).

c) Viết phương trình đường thẳng \(∆\) đi qua điểm \(A\), vuông góc với giá của \(\vec a\) và cắt đường thẳng \(d\).

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), viết phương trình mặt phẳng \((α)\) tiếp xúc với mặt cầu

(S): \({x^2} + {y^2} + {z^2} - 10x + 2y + 26z + 170 = 0\)

và song song với hai đường thẳng

\(d:\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = - 5 + 2t\\y = 1 - 3t\\z = - 13 + 2t\end{array} \right.\,\,\,\,\,\,\,d':\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = - 7 + 3t'\\y = - 1 - 2t'\\z = 8\end{array} \right.\)

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), tìm toạ độ điểm \(H\) là hình chiếu vuông góc của điểm \(M( 1 ; -1 ; 2)\) trên mặt phẳng \((α): 2x - y + 2z +11 = 0\)

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), cho điểm \(M(2 ; 1 ; 0)\) và mặt phẳng \((α): x + 3y - z - 27 = 0\). Tìm toạ độ điểm \(M'\) đối xứng với \(M\) qua \((α)\).

Viết phương trình đường thẳng \(∆\) vuông góc với mặt phẳng toạ độ \((Oxz)\) và cắt hai đường thẳng

\(d:\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = t\\y = - 4 + t\\z = 3 - t\end{array} \right.\,d':\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = 1 - 2t'\\y = - 3 + t'\\z = 4 - 5t'\end{array} \right.\)

Trong hệ toạ độ \(Oxyz\), tìm toạ độ điểm \(A'\) đối xứng với điểm \(A(1 ; -2 ; -5)\) qua đường thẳng \(∆\) có phương trình \(\left\{ \matrix{x = 1 + 2t \hfill \cr y = - 1 - t \hfill \cr z = 2t. \hfill \cr} \right.\)

Trong không gian \(Oxyz\) cho ba vectơ \(\overrightarrow a  = ( - 1;1;0)\), \(\overrightarrow b  = (1;1;0)\) và \(\overrightarrow c  = (1;1;1)\)

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?

(A) \(\left| {\overrightarrow a } \right| = \sqrt 2 \);               (B) \(\left| {\overrightarrow c } \right| = \sqrt 3 \);

(C) \(\overrightarrow a  \bot \overrightarrow b \);                     (D) \(\overrightarrow b  \bot \overrightarrow c \).

Trong không gian \(Oxyz\) cho ba vectơ

\(\overrightarrow a  = ( - 1;1;0)\), \(\overrightarrow b  = (1;1;0)\) và \(\overrightarrow c  = (1;1;1)\).

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

(A) \(\overrightarrow a .\overrightarrow c  = 1;\)

(B)  \(\overrightarrow a ,\overrightarrow b \) cùng phương;

(C) cos (\(\overrightarrow b \), \(\overrightarrow c \))= \({2 \over {\sqrt 6 }}\);

(D) \(\overrightarrow a \) + \(\overrightarrow b \) + \(\overrightarrow c \) = \(\overrightarrow 0 \)

Trong không gian \(Oxyz\) cho ba vectơ \(\overrightarrow a  = ( - 1;1;0)\), \(\overrightarrow b  = (1;1;0)\) và \(\overrightarrow c  = (1;1;1)\)

Cho hình bình hành \(OADB\) có \(\overrightarrow {OA} \) = \(\overrightarrow a \), \(\overrightarrow {OB}  = \overrightarrow b \) (\(O\) là gốc toạ độ). Toạ độ của tâm hình bình hành \(OADB\) là:

(A) \((0 ; 1 ; 0)\)                      (B) \((1 ; 0 ; 0)\)

(C) \((1 ; 0 ; 1)\)                      (D) \((1 ; 1 ; 0)\).

Trong không gian \(Oxyz\) cho bốn điểm \(A(1; 0; 0), B(0; 1; 0), C(0; 0; 1)\) và \(D(1; 1; 1)\)

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?

(A) Bốn điểm A, B, C, D tạo thành một tứ diện ;

(B) Tam giác ABD là tam giác đều ;

(C) \(AB ⊥ CD\) ;

(D) Tam giác \(BCD\) là tam giác vuông.

Trong không gian \(Oxyz\) cho bốn điểm \(A(1; 0; 0), B(0; 1; 0), C(0; 0; 1)\) và \(D(1; 1; 1)\)

Gọi \(M, N\) lần lượt là trung điểm của \(AB\) và \(CD\). Toạ độ điểm \(G\) là trung điểm của \(MN\) là:

(A) G \(\left( {{1 \over 3};{1 \over 3};{1 \over 3}} \right)\) ;       (B) G \(\left( {{1 \over 4};{1 \over 4};{1 \over 4}} \right)\) ;

(C) G \(\left( {{2 \over 3};{2 \over 3};{2 \over 3}} \right)\) ;       (D) G \(\left( {{1 \over 2};{1 \over 2};{1 \over 2}} \right)\).

Trong không gian \(Oxyz\) cho bốn điểm \(A(1; 0; 0), B(0; 1; 0), C(0; 0; 1)\) và \(D(1; 1; 1)\)

Mặt cầu ngoại tiếp tứ diện \(ABCD\) có bán kính là:

(A) \({{\sqrt 3 } \over 2}\) ;                          (B) \(\sqrt2\) ;

(C) \(\sqrt3\);                          (D) \({3 \over 4}\) .

Cho mặt phẳng \((α)\) đi qua điểm \(M(0 ; 0 ; -1)\) và song song với giá của hai vectơ \(\overrightarrow a  = \left( {1; - 2;3} \right)\) và \(\overrightarrow b = (3 ; 0 ; 5)\).

Phương trình của mặt phẳng \((α)\) là:

(A) \(5x - 2y - 3z - 21 = 0\) ;

(B) \( - 5x + 2y + 3z + 3 = 0\) ;

(C) \(10x - 4y - 6z + 21 = 0\) ;        

(D) \(5x - 2y - 3z + 21 = 0\) .

Cho ba điểm \(A (0 ; 2 ; 1), B(3; 0 ;1), C(1 ; 0 ; 0)\). Phương trình mặt phẳng \((ABC)\) là:

(A) \(2x - 3y - 4z +2 = 0\)

(B) \(2x + 3y - 4z - 2 = 0\)

(C) \(4x + 6y - 8z + 2 = 0\)

(D) \(2x - 3y - 4z + 1 = 0\).

Gọi \((α)\) là mặt phẳng cắt ba trục toạ độ tại \(3\) điểm \(M(8 ; 0 ; 0), N(0 ; -2 ; 0), P(0 ; 0 ; 4)\). Phương trình của \((α)\) là:

(A) \({x \over 8} + {y \over { - 2}} + {z \over 4} = 0\);

(B) \({x \over 4} + {y \over { - 1}} + {z \over 2} = 1\);

(C) \(x - 4y + 2z = 0\);

(D) \(x - 4y + 2z - 8 = 0\).

Cho ba mặt phẳng \((α)\):\(x + y + 2z + 1 = 0\); \((β):\) \(x + y - z + 2 = 0\); \((γ):\) \(x - y + 5 = 0\).

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào sai?

(A) \((α) ⊥ (β)\) ;                (B) \((γ) ⊥ (β)\);

\((C) (α)// (γ)\) ;                 (D) \((α) ⊥ (γ)\).

Cho đường thẳng \(△\) đi qua điểm \(M(2 ; 0 ; -1)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow a  = (4 ; -6 ; 2)\). Phương trình tham số của đường thẳng \(△\) là:

\((A)\left\{ \matrix{x = - 2 + 4t \hfill \cr y = - 6t \hfill \cr z = 1 + 2t \hfill \cr} \right.\)               \((B)\left\{ \matrix{x = - 2 + 2t \hfill \cr y = - 3t \hfill \cr z = 1 + t \hfill \cr} \right.\);

\((C)\left\{ \matrix{x = 2 + 2t \hfill \cr y = - 3t \hfill \cr z = - 1 + t \hfill \cr} \right.\);                \((D)\left\{ \matrix{x = 4 + 2t \hfill \cr y = - 6 - 3t \hfill \cr z = 2 + t \hfill \cr} \right.\).

Cho \(d\) là đường thẳng đi qua điểm \(A(1 ; 2 ; 3)\) và vuông góc với mặt phẳng \((α): 4x + 3y - 7z + 1 = 0\).

Phương trình tham số của d là:

(A)\(\left\{ \matrix{x = - 1 + 4t \hfill \cr y = - 2 + 3t \hfill \cr z = - 3 - 7t \hfill \cr} \right.\);

(B)\(\left\{ \matrix{x = 1 + 4t \hfill \cr y = 2 + 3t \hfill \cr z = 3 - 7t \hfill \cr} \right.\);

(C)\(\left\{ \matrix{x = 1 + 3t \hfill \cr y = 2 - 4t \hfill \cr z = 3 - 7t \hfill \cr} \right.\);

(D)\(\left\{ \matrix{x = - 1 + 8t \hfill \cr y = - 2 + 6t \hfill \cr z = - 3 - 14t. \hfill \cr} \right.\)

Cho hai đường thẳng

\({d_1}:\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + 2t\\y = 2 + 3t\\z = 3 + 4t\end{array} \right.\) và \({d_2}:\,\,\left\{ \begin{array}{l}x = 3 + 4t'\\y = 5 + 6t'\\z = 7 + 8t'\end{array} \right.\)

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

(A) d₁⊥ d₂               (B) d₁ // d₂

(C) d₁ ≡ d₂              (D) d₁ và d₂ chéo nhau.

Cho mặt phẳng \((α) : 2x + y + 3z + 1= 0\) và đường thẳng \(d\) có phương trình tham số:

\(\left\{ \matrix{
x = - 3 + t \hfill \cr 
y = 2 - 2t \hfill \cr 
z = 1. \hfill \cr} \right.\)

Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

(A) \(d ⊥ (α)\) ;

(B) \(d\) cắt \( (α)\) ;

(C) \(d // (α)\) ;

(D) \(d ⊂ (α)\).

Cho \((S)\) là mặt cầu tâm \(I(2 ; 1 ; -1)\) và tiếp xúc với mặt phẳng \((α)\) có phương trình : \(2x - 2y - z + 3 = 0\).

Bán kính của \((S)\) là:

(A) \(2\) ;        (B) \({2 \over 3}\);        (C) \({4 \over 3}\);        (D) \({2 \over 9}\) .