a) (P) x+3y-z=0
(Q) x-y-2z+1=0
b) (P) 2x+y+3z-4=0
(Q) 4x+2y+6z=0
bài 2: tính khoảng cách từ d(M,(P)) trong các trường hợp sau
a) M (0;1;-2), (P) 2x-2y+z-3=0
b) M (1;2;-4), (P) x+2y+3z+4=0
Quảng cáo
2 câu trả lời 231
### Bài 1: Xác định vị trí tương đối của các cặp mặt phẳng
#### a) Mặt phẳng (P) \( x + 3y - z = 0 \) và mặt phẳng (Q) \( x - y - 2z + 1 = 0 \)
**Bước 1: Tìm vectơ pháp tuyến**
Vectơ pháp tuyến của (P) là \( \mathbf{n}_P = (1, 3, -1) \).
Vectơ pháp tuyến của (Q) là \( \mathbf{n}_Q = (1, -1, -2) \).
**Bước 2: Xét tích vô hướng**
\[ \mathbf{n}_P \cdot \mathbf{n}_Q = 1 \cdot 1 + 3 \cdot (-1) + (-1) \cdot (-2) = 1 - 3 + 2 = 0 \]
Vì tích vô hướng của hai vectơ pháp tuyến bằng 0, nên hai mặt phẳng vuông góc với nhau.
#### b) Mặt phẳng (P) \( 2x + y + 3z - 4 = 0 \) và mặt phẳng (Q) \( 4x + 2y + 6z = 0 \)
**Bước 1: Tìm vectơ pháp tuyến**
Vectơ pháp tuyến của (P) là \( \mathbf{n}_P = (2, 1, 3) \).
Vectơ pháp tuyến của (Q) là \( \mathbf{n}_Q = (4, 2, 6) \).
**Bước 2: Xét tỉ lệ**
\[ \mathbf{n}_Q = 2 \mathbf{n}_P \]
Vì \( \mathbf{n}_Q \) là một bội số của \( \mathbf{n}_P \), hai mặt phẳng song song.
**Bước 3: Kiểm tra vị trí**
Xét điểm \( (0, 0, 0) \):
- Thay vào (Q): \( 4 \cdot 0 + 2 \cdot 0 + 6 \cdot 0 = 0 \rightarrow (0, 0, 0) \in (Q) \).
- Thay vào (P): \( 2 \cdot 0 + 1 \cdot 0 + 3 \cdot 0 - 4 = -4 \rightarrow (0, 0, 0) \notin (P) \).
Vậy hai mặt phẳng song song và không trùng nhau.
### Bài 2: Tính khoảng cách từ điểm \( M \) đến mặt phẳng \( (P) \)
#### a) M (0, 1, -2), (P) \( 2x - 2y + z - 3 = 0 \)
Công thức khoảng cách từ điểm \( M(x_0, y_0, z_0) \) đến mặt phẳng \( ax + by + cz + d = 0 \):
\[ d = \frac{|ax_0 + by_0 + cz_0 + d|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}} \]
Thay giá trị:
\[ d = \frac{|2 \cdot 0 - 2 \cdot 1 + (-2) - 3|}{\sqrt{2^2 + (-2)^2 + 1^2}} = \frac{|-2 - 2 - 3|}{\sqrt{4 + 4 + 1}} = \frac{|-7|}{\sqrt{9}} = \frac{7}{3} \]
Vậy khoảng cách là \(\frac{7}{3}\).
#### b) M (1, 2, -4), (P) \( x + 2y + 3z + 4 = 0 \)
Công thức:
\[ d = \frac{|ax_0 + by_0 + cz_0 + d|}{\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}} \]
Thay giá trị:
\[ d = \frac{|1 \cdot 1 + 2 \cdot 2 + 3 \cdot (-4) + 4|}{\sqrt{1^2 + 2^2 + 3^2}} = \frac{|1 + 4 - 12 + 4|}{\sqrt{1 + 4 + 9}} = \frac{|-3|}{\sqrt{14}} = \frac{3}{\sqrt{14}} \]
Vậy khoảng cách là \(\frac{3}{\sqrt{14}} \approx 0.802\).
### Bài 1: Xác định vị trí tương đối của các cặp mặt phẳng
#### a) Các mặt phẳng (P) và (Q)
Ta có hai mặt phẳng:
\[
(P): x + 3y - z = 0
\]
\[
(Q): x - y - 2z + 1 = 0
\]
**Bước 1: Viết lại dạng tổng quát**
Mặt phẳng (P) có hệ số pháp tuyến \(\vec{n_1} = (1, 3, -1)\) và mặt phẳng (Q) có hệ số pháp tuyến \(\vec{n_2} = (1, -1, -2)\).
**Bước 2: Tính tích có hướng \(\vec{n_1} \cdot \vec{n_2}\)**
Tính góc giữa hai mặt phẳng bằng cách tính tích có hướng:
\[
\vec{n_1} \cdot \vec{n_2} = 1 \cdot 1 + 3 \cdot (-1) + (-1) \cdot (-2) = 1 - 3 + 2 = 0
\]
Vì tích có hướng bằng 0, hai mặt phẳng (P) và (Q) vuông góc nhau.
#### b) Các mặt phẳng (P) và (Q)
Ta có:
\[
(P): 2x + y + 3z - 4 = 0
\]
\[
(Q): 4x + 2y + 6z = 0
\]
**Bước 1: Viết lại dạng tổng quát**
Mặt phẳng (P) có hệ số pháp tuyến \(\vec{n_1} = (2, 1, 3)\) và mặt phẳng (Q) có hệ số pháp tuyến \(\vec{n_2} = (4, 2, 6)\).
**Bước 2: Xác định mối quan hệ giữa \(\vec{n_1}\) và \(\vec{n_2}\)**
Ta thấy rằng:
\[
\vec{n_2} = 2 \vec{n_1}
\]
Điều này có nghĩa là hai mặt phẳng (P) và (Q) trùng nhau, vì hệ số pháp tuyến là tỷ lệ thuận.
### Kết luận Bài 1:
- a) (P) và (Q) vuông góc nhau.
- b) (P) và (Q) trùng nhau.
---
### Bài 2: Tính khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (P)
Khoảng cách từ một điểm \(M(x_0, y_0, z_0)\) đến mặt phẳng \(Ax + By + Cz + D = 0\) được tính bằng công thức:
\[
d(M, (P)) = \frac{|Ax_0 + By_0 + Cz_0 + D|}{\sqrt{A^2 + B^2 + C^2}}
\]
#### a) Tính khoảng cách từ M(0; 1; -2) đến mặt phẳng (P): \(2x - 2y + z - 3 = 0\)
- \(A = 2, B = -2, C = 1, D = -3\)
- \(M(0, 1, -2)\)
Áp dụng công thức:
\[
d(M, (P)) = \frac{|2 \cdot 0 + (-2) \cdot 1 + 1 \cdot (-2) - 3|}{\sqrt{2^2 + (-2)^2 + 1^2}}
\]
Tính toán:
\[
= \frac{|0 - 2 - 2 - 3|}{\sqrt{4 + 4 + 1}} = \frac{|-7|}{\sqrt{9}} = \frac{7}{3}
\]
#### b) Tính khoảng cách từ M(1; 2; -4) đến mặt phẳng (P): \(x + 2y + 3z + 4 = 0\)
- \(A = 1, B = 2, C = 3, D = 4\)
- \(M(1, 2, -4)\)
Áp dụng công thức:
\[
d(M, (P)) = \frac{|1 \cdot 1 + 2 \cdot 2 + 3 \cdot (-4) + 4|}{\sqrt{1^2 + 2^2 + 3^2}}
\]
Tính toán:
\[
= \frac{|1 + 4 - 12 + 4|}{\sqrt{1 + 4 + 9}} = \frac{|-3|}{\sqrt{14}} = \frac{3}{\sqrt{14}} \approx 0.8
\]
### Kết luận Bài 2:
- a) Khoảng cách từ \(M(0; 1; -2)\) đến mặt phẳng (P) là \(\frac{7}{3}\).
- b) Khoảng cách từ \(M(1; 2; -4)\) đến mặt phẳng (P) là \(\frac{3}{\sqrt{14}}\).
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
106636 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
96030 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
74415

