Trong không gian Oxyz cho ba đường thẳng \({d_1}:\frac{{x - 1}}{2} = \frac{{y + 1}}{2} = \frac{{z - 1}}{1},\) \({d_2}:\frac{x}{1} = \frac{{y - 1}}{{ - 2}} = \frac{{z + 1}}{2}\),\({d_3}:\frac{{x - 3}}{2} = \frac{{y + 2}}{{ - 1}} = \frac{{z + 1}}{{ - 2}}\). Mặt phẳng \((P):ax + by + cz - 1 = 0\) với \({\rm{a}},{\rm{b}}\) nguyên dương, đi qua \({\rm{M}}(2;0;1)\) và cắt 3 đường thẳng trên tại ba điểm là ba đỉnh của một tam giác đều. Hỏi \(({\rm{P}})\) đi qua điểm nào sau đây?
Quảng cáo
1 câu trả lời 7
Ta có các vectơ chỉ phương của \({{\rm{d}}_1},\;{{\rm{d}}_2},\;{{\rm{d}}_3}\) lần lượt là:
\(\overrightarrow {{{\rm{u}}_1}} = (2;2;1),\overrightarrow {{{\rm{u}}_2}} = (1; - 2;2),\overrightarrow {{{\rm{u}}_3}} = (2; - 1; - 2)\).
Ta có: \(\overrightarrow {{{\rm{u}}_1}} .\overrightarrow {{{\rm{u}}_2}} = \overrightarrow {{{\rm{u}}_2}} .\overrightarrow {{{\rm{u}}_3}} = \overrightarrow {{{\rm{u}}_1}} .\overrightarrow {{{\rm{u}}_3}} = 0\)
Suy ra ba đường thẳng đã cho đôi một vuông góc.
Lại có \({\rm{A}}(1; - 1;1)\) nằm trên cả ba đường thẳng đã cho, nên chúng đồng quy tại \({\rm{A}}\).
Vì \({\rm{M}} \in ({\rm{P}}) \Leftrightarrow 2{\rm{a}} + {\rm{c}} - 1 = 0 \Leftrightarrow {\rm{c}} = 1 - 2{\rm{a}}\), suy ra (P) nhận \(\overrightarrow {{n_{\rm{P}}}} = ({\rm{a}};{\rm{b}};1 - 2{\rm{a}})\) làm vectơ pháp tuyến.
Giả sử \(({\rm{P}})\) cắt ba đường thẳng đã cho lần lượt tại B, C, D thì tam giác \({\rm{BCD}}\) đều.

Khi đó \({\rm{ABCD}}\) là tứ diện vuông, chóp \({\rm{ABCD}}\) là chóp đều.
Gọi \(H\) là trọng tâm tam giác \({\rm{BCD}} \Rightarrow {\rm{AH}} \bot ({\rm{BCD}})\) hay \({\rm{AH}} \bot ({\rm{P}})\) và \(\overrightarrow {{\rm{AH}}} = \frac{1}{3}(\overrightarrow {{\rm{AB}}} + \overrightarrow {{\rm{AC}}} + \overrightarrow {{\rm{AD}}} ).\)
\( \Rightarrow \overrightarrow {\rm{n}} = \overrightarrow {{\rm{AB}}} + \overrightarrow {{\rm{AC}}} + \overrightarrow {{\rm{AD}}} \) là một vectơ pháp tuyến của (P).
Do đó \(({\rm{a}};{\rm{b}};1 - 2{\rm{a}}) = {\rm{k}}\left( {\overrightarrow {{{\rm{u}}_1}} \pm \overrightarrow {{{\rm{u}}_2}} \pm \overrightarrow {{{\rm{u}}_3}} } \right)({\rm{k}} \ne 0)\)
Thử các trường hợp, ta có \(({\rm{a}};{\rm{b}};1 - 2{\rm{a}}) = (1;1; - 1) \Rightarrow ({\rm{P}}):{\rm{x}} + {\rm{y}} - {\rm{z}} - 1 = 0\).
Vậy mặt phẳng \(({\rm{P}})\) đi qua điểm \((1;3;3)\). Chọn A.
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
106441 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
95860 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
74201

