Chương 1. PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 1
§1 – HỆ TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN 1
A
A Tóm tắt lý thuyết. . . .1
| Dạng 1. Sự cùng phương của hai véc-tơ. Ba điểm thẳng hàng. . . .4
| Dạng 2. Tìm tọa độ điểm thỏa điều kiện cho trước.. . . .11
| Dạng 3. Một số bài toán về tam giác. . . .17
§2 – PHƯƠNG TRÌNH MẶT PHẲNG 23 A A Tóm tắt lí thuyết. . . .23
B B Các dạng toán. . . .24
| Dạng 1. Sự đồng phẳng của ba vec-tơ, bốn điểm đồng phẳng. . . .24
| Dạng 2. Diện tích của tam giác. . . .30
| Dạng 3. Thể tích khối chóp. . . .31
| Dạng 4. Thể tích khối hộp. . . .32
|Dạng 5. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và có vectơ pháp tuyến cho trước 33 | Dạng 6. Lập phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng. . . .34
| Dạng 7. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và có cặp vectơ chỉ phương cho trước. . . .34
|Dạng 8. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và song song mặt phẳng cho trước 35 | Dạng 9. Lập phương trình mặt phẳng đi qua ba điểm phân biệt không thẳng hàng. . . .36
| Dạng 10. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểm cho trước. . . .37
| Dạng 11. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và vuông góc với hai mặt phẳng cắt nhau cho trước. . . .38
| Dạng 12. Lập phương trình mặt phẳng đi qua hai điểm và vuông góc với một mặt phẳng cắt nhau cho trước. . . .38
| Dạng 13. Lập phương trình mặt phẳng tiếp xúc với mặt cầu tại điểm cho trước. . . .39
| Dạng 14. Viết phương trình của mặt phẳng liên quan đến mặt cầu và khoảng cách. . . . .39
|Dạng 15. Viết phương trình mặt phẳng liên quan đến góc hoặc liên quan đến tam giác46 | Dạng 16. Các dạng khác về viết phương trình mặt phẳng. . . .50
| Dạng 17. Ví trí tương đối của hai mặt phẳng. . . .54
| Dạng 18. Vị trí tương đối của mặt phẳng và mặt cầu. . . .56
| Dạng 19. Tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng. Tìm hình chiếu của một điểm trên mặt phẳng. Tìm điểm đối xứng của một điểm qua mặt phẳng.. . . .58
|Dạng 20. Tìm tọa độ hình chiếu của điểm trên mặt phẳng. Điểm đối xứng qua mặt phẳng 60
§3 – PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG TRONG KHÔNG GIAN 64 A
A Tóm tắt lí thuyết. . . .64 B
B Các dạng toán. . . .64
| Dạng 1. Viết phương trình đường thẳng khi biết một điểm thuộc nó và một véc-tơ chỉ phương. . . .64
| Dạng 2. Viết phương trình của đường thẳng đi qua hai điểm cho trước. . . .66
| Dạng 3. Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm M cho trước và vuông góc với mặt phẳng (α) cho trước. . . .66
|Dạng 4. Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm Mvà song song với một đường thẳng cho trước. . . .68
| Dạng 5. Đường thẳng d đi qua điểm M và song song với hai mặt phẳng cắt nhau(P) và (Q). . . .69
|Dạng 6. Đường thẳngd quaM song song với mp(P)và vuông góc vớid0(d0 không vuông góc với ∆). . . .71
| Dạng 7. Viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm M và vuông góc với hai đường thẳng chéo nhau d1 và d2. . . .73
| Dạng 8. Viết phương trình đường thẳng đi qua điểm Ađồng thời cắt cả hai đường thẳng d1 và d2. . . .77
| Dạng 9. Viết phương trình đường thẳng đi qua điểmA, vuông góc với đường thẳng d1 và cắt đường thẳng d2. . . .80
| Dạng 10. Viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm A, vuông góc với đường thẳng d1 và cắt đường thẳng d1. . . .82
| Dạng 11. Viết phương trình đường thẳng d nằm trong mặt phẳng (P) đồng thời cắt cả hai đường thẳng d1 và d2. . . .84
| Dạng 12. Viết phương trình đường thẳng d song song với đường thẳng d0 đồng thời cắt cả hai đường thẳng d1 và d2. . . .86
| Dạng 13. Viết phương trình đường thẳngd song song và cách đều hai đường thẳng song song cho trước và nằm trong mặt phẳng chứa hai đường thẳng đó.. . . .88
| Dạng 14. Viết phương trình đường thẳng d là đường vuông góc chung của hai đường thẳng chéo nhau cho trước. . . .90
| Dạng 15. Viết phương trình tham số của đường thẳng d0 là hình chiếu của đường thẳng d trên mặt phẳng(P). . . .93
§4 – ĐỀ KIỂM TRA CHƯƠNG III 96
A
A Đề số 1a. . . .96 B
B Đề số 1b. . . .98 C
C Đề số 2a. . . .100 D
D Đề số 2b. . . .102 E
E Đề số 3a. . . .104 F
F Đề số 3b. . . .108 G
G Đề số 4a. . . .110
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
H
H Đề số 4b. . . .113
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
1
C h ư
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
B ÀI 1 . HỆ TỌA ĐỘ TRONG KHÔNG GIAN
A – TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Tọa độ của điểm và véc-tơ Hệ tọa độ
#»i x y
#»j
z
#»k O
○ ĐiểmOgọi là gốc tọa độ.
○ TrụcOxgọi là trục hoành; TrụcOygọi là trục tung; TrụcOzgọi là trục cao.
○ Các mặt phẳng chứa hai trục tọa độ gọi là các mặt phẳng tọa độ. Ta kí hiệu chúng lần lượt là(Oxy), (Oyz),(Ozx).
○ véc-tơ đơn vị của trụcOx,Oy,Ozlần lượt là: #»i, #»j, #»
k.
○ Các véc tơ đơn vị đôi một vuông góc với nhau và có độ dài bằng 1:
#»i2= #»
j2= #»
k2=1 và #»i.#»j = #»j.#»
k = #»i.#»
k =0
Tọa độ của một điểm
Trong không gian Oxyzcho điểmM tùy ý. Vì ba véc-tơ #»i, #»j, #»
k không đồng phẳng nên có một bộ số duy nhất(x;y;z)sao cho:
# »
OM=x.#»i +y.#»j +z.#»
k
#»i x y
#»j
z
#»k O
M
Ta gọi bộ ba số(x;y;z)là tọa độ của điểmM. Ký hiệu:
M(x;y;z) hoặcM= (x;y;z) Đặc biệt:
○ GốcO(0; 0; 0)
○ MthuộcOx⇔M(xM; 0; 0)
○ MthuộcOy⇔M(0;yM; 0)
○ MthuộcOz⇔M(0; 0;zM)
○ Mthuộc(Oxy)⇔M(xM;yM; 0)
○ Mthuộc(Oyz)⇔M(0;yM;zM)
○ Mthuộc(Oxz)⇔M(xM; 0;zM) Tọa độ của véc-tơ
Trong không gianOxyzcho điểm véc-tơ #»a. Khi đó luôn tồn tại duy nhất bộ ba số(a1;a2;a3)sao cho:
#»a =a1.#»i +a2.#»j +a3.#»
k
Ta gọi bộ ba số(a1;a2;a3)là tọa độ của véc-tơ #»a. Ký hiệu: #»a = (a1;a2;a3)
○ Trong hệ tọa độOxyz, tọa độ của điểmMcũng chính là tọa độ của véc-tơ # » OM
○ #»
i = (1; 0; 0); #»
j = (0; 1; 0); #»
k = (0; 0; 1)
2. Biểu thức tọa độ của các phép toán véc-tơ Trong không gianOxyz, cho hai véc-tơ #»a = (a1;a2;a3)và #»
b = (b1;b2;b3). Khi đó
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
c Định lí 1.1.
○ #»a +#»
b = (a1+b1;a2+b2;a3+b3)
○ #»a −#»
b = (a1−b1;a2−b2;a3−b3)
○ k.#»a = (k.a1;k.a2;k.a3)(klà số thực) c Hệ quả 1.1.
Trong không gianOxyz, cho hai véc-tơ #»a = (a1;a2;a3)và #»
b = (b1;b2;b3)khi đó
#»a =#»
b ⇔
a1=b1 a2=b2 a3=b3 Với hai điểmA(xA;yA;zA),B(xB;yB;zB)thì tọa độ của véc-tơ # »
ABlà:
AB# »= (xB−xA;yB−yA;zB−zA)
véc-tơ #»
0 = (0; 0; 0). véc-tơ #»u được gọi là biểu diễn (hoặc phân tích) theo ba véc-tơ #»a, #»
b, #»c nếu có hai sốx,y,zsao cho #»u =x.#»a+y.#»
b+z.#»c. #»a cùng phương #»
b ⇔
(#»a,#»
b 6= #»
0
∃k6=0 : #»a =k.#»
b
hay a1 b1 =a2
b2 = a3 b3 (với #»
b 6= #»
0)A,B,Cthẳng hàng⇔AB# »cùng phương với # »
AC. Tọa độ trung điểmMcủa đoạn thẳngAB là:
MxA+xB
2 ;yA+yB
2 ;zA+zB 2
Tọa độ trọng tâmGcủa tam giácABClà:
G
xA+xB+xC
3 ;yA+yB+yC
3 ;zA+zB+zC 3
3. Tích vô hướng
Biểu thức tọa độ tích vô hướng
○
○
○
○
○
○
○ c Định lí 1.2. Cho hai véc-tơ #»a = (a1,a2,a3)và #»
b = (b1,b2,b3). Khi đó tích vô hướng của hai véc-tơ
#»a, #»
b là :
#»a.#»
b =|#»a|.
#»b
.cosÄ#»a,#»
bä hay
#»a.#»
b =a1.b1+a2.b2+a3.b3
Ứng dụng
a) Độ dài của véc-tơ #»a là:
|#»a|=»
a21+a22+a23 b) Khoảng cách giữa hai điểmAvàB:
AB=
AB# » =
»
(xB−xA)2+ (yB−yA)2+ (zB−zA)2
c) Góc giữa hai véc-tơ #»a, #»
b thỏa mãn
cosÄ#»a,#»
bä
=
#»a.#»
b
|#»a|.
#»b
d) #»a⊥#»
b ⇔ #»a.#»
b =0⇔a1.b1+a2.b2+a3.b3=0.
4. Phương trình mặt cầu
Trong không gianOxyz, phương trình mặt cầu(S)có tâmI(a;b;c)bán kínhRlà:
(x−a)2+ (y−b)2+ (z−c)2=R2 Phương trình:
x2+y2+z2−2ax−2by−2cz+d=0
với điều kiệna2+b2+c2−d>0là phương trình mặt cầu tâmI(a;b;c), có bán kính làR=√
a2+b2+c2−d.
5. Một số yếu tố trong tam giác Xét tam giácABC, ta có:
○ H là chân đường cao hạ từAcủa∆ABC⇔
®AH⊥# » BC# »
# »
BH=k# » BC.
○ ADlà đường phân giác trong của∆ABC⇔DB# »=−AB AC.# »
DC.
○ AE là đường phân giác ngoài của∆ABC⇔EB# »=AB AC
EC.# »
○ H là trực tâm của∆ABC⇔
# » AH⊥# »
# » BC BH⊥# »
AC î# »
AB,AC# »ó
.AH# »=0 .
○ Ilà tâm đường tròn ngoại tiếp∆ABC⇔
IA#»
=
IB#»
IA#»
=
IC# » î# »
AB,# » ACó
.#»
AI=0 .
| Dạng 1. Sự cùng phương của hai véc-tơ. Ba điểm thẳng hàng a) Hai véc-tơ #»a = (a1;a2;a3)và #»b = (b1;b2;b3)(với #»a 6= #»
0) cùng phương với nhau khi và chỉ khi
#»b =k#»a ⇔
b1=ka1 b2=ka2 b3=ka3 Nếua1·a2·a36=0thì hai véc-tơ #»a = (a1;a2;a3)và #»
b = (b1;b2;b3)cùng phương khi và chỉ khi b1
a1 = b2 a2 = b3
a3
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
b) Để chứng minh ba điểmA,B,Cthẳng hàng, ta chứng minh hai véc-tơ # » ABvà # »
ACcùng phương, tức là tồn tại số thựcksao cho # »
AB=k# » AC
c Ví dụ 1. Trong không gian Oxyz, cho các véc-tơ #»a = (5;−7; 2), #»
b = (0; 3; 4), #»c = (−1; 2; 3). Tìm tọa độ các véc-tơ #»u =2#»a −#»
b, #»v =3#»a+4#»
b +2#»c. ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 2. Trong không gian Oxyz, cho các véc-tơ #»u =3#»i −2#»j +#»k, #»v =−3 2
#»i +#»j −1 2
#»k, w#»= 6#»
i +m#»
j −n#»
k.
a) Chứng minh #»u và #»v cùng phương.
b) Tìmmvànđể véc-tơ #»u và w#»cùng phương.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 3. Trong không gianOxyz, cho véc-tơ #»a = (2; 1;−1), véc-tơ #»
b cùng phương với #»a và
#»b = 2√
6. Tìm tọa độ của véc-tơ #»
b.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 4. Trong không gianOxyz, cho ba điểmA= (1;−1; 0),B= (3;−4; 1),C= (−2; 0; 1).
a) Chứng minh ba điểmA,B,Clà ba đỉnh của một tam giác.
b) Tìm tọa độ điểmDsao cho tứ giácABCDlà hình bình hành.
c) Tìm tọa độ giao điểmE của đường thẳngABvới mặt phẳng tọa độOyz.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c Ví dụ 5. Trong không gianOxyz, cho hình lăng trụ tam giácABC.A0B0C0biếtA(0; 1; 3),B(−1; 2; 1), B0(−2; 1; 0),C0(5; 3; 2). Tìm tọa độ các đỉnhA0vàC.
ÊLời giải.
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c Ví dụ 6. Trong không gian Oxyz, cho hai điểm A(2; 1; 3), B(4; 2; 1). Tìm tọa độ điểm M trên mặt phẳng tọa độ(Oyz)sao choS=MA+MBnhỏ nhất.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN (Cho mỗi dạng)
cBài 1. Trong không gianOxyz, cho các véc-tơ #»a = (5; 1; 2), #»
b = (3; 0; 4), #»c = (−6; 1;−1). Tìm tọa độ các véc-tơ #»u =3#»a−2#»c, #»v = #»a−3#»
b +4#»c.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 2. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho #»a = (1;−3; 4).
a) Tìmy,zđể vec-tơ #»
b = (2;y;z)cùng phương với #»a. b) Tìm #»c biết #»c ngược hướng với #»
b và|#»c|=3
#»a+#»
b . ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . cBài 3. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho ba điểmA(1; 3;−2),B(0;−1; 3),C(m;n; 8)(vớim, nlà tham số). Tìmm,nđể ba điểmA,B,Cthẳng hàng.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 4. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho ba điểmA(3;−1; 2),B(1; 2; 3),C(4;−2; 1).
a) Chứng minh ba điểmA,B,Ckhông thẳng hàng.
b) Tìm tọa độ điểmDbiếtABCDlà hình bình hành.
c) Tìm tọa độ giao điểmE của đường thẳngBCvới mặt phẳng tọa độ(Oxz).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 5. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho ba điểmA(1; 0;−2), B(2; 1;−1),C(1;−2; 2). Tìm tọa độ điểmMsao choAM# »=2AB# »+3BC# »−# »
OM.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 6. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho ba điểmA(−2; 3; 1), B Å1
4; 0; 1 ã
,C(2; 0; 1) . Tìm tọa độ chân đường phân giác trong của gócAcủa tam giácABC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 7. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho ba điểmA(2; 1; 2),B(−1; 3;−9). Tìm điểmMthuộc mặt phẳng tọa độ(Oyz)sao choP=|MA−MB|lớn nhất.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
| Dạng 2. Tìm tọa độ điểm thỏa điều kiện cho trước.
○ Cho điểmA(xA;yA;zA)và điểmB(xB;yB;zB). Khi đó,
AB# »= (xB−xA;yB−yA;zB−zA).
AB=
AB# » =
»
(xb−xa)2+ (yB−yA)2+ (zB−zA)2.
○ Cho #»u = (u1;u2;u3)và #»v = (v1;v2;v3). Khi đó,
#»u = #»v ⇔
u1=v1 u2=v2 u3=v3
#»u cùng phương #»v khi và chỉ khi tồn tạit ∈Rsao cho #»u =t·#»v ⇔
u1=t·v1 u2=t·v2 u3=t·v3.
○ Cho điểmA(xA;yA;zA)và điểmB(xB;yB;zB). Khi đó, trung điểmIcủa đoạn thẳngABcó tọa độ là
xI = xA+xB 2 yI = yA+yB
2 .
○ Cho tam giácABC có A(xA;yA;zA), B(xB;yB;zB) và C(xC;yC;zC). Khi đó, trọng tâm G của tam giácABCcó tọa độ là:
xG= xA+xB+xC 3 yG= yA+yB+yC
3 zG= zA+zB+zC
3
○ Cho tứ diệnABCDcóA(xA;yA;zA),B(xB;yB;zB),C(xC;yC;zC)vàD(xD;yD;zD). Khi đó, trọng tâm Gcủa tứ diệnABCDcó tọa độ là:
xG= xA+xB+xC+xD 4
yG= yA+yB+yC+yD 4
zG= zA+zB+zC+zD 4
c Ví dụ 7. Cho3điểmA(0; 1;−2);B(3; 0; 0)và điểmCthuộc trục Oz. BiếtABClà tam giác cân tại C. Tìm toạ độ điểmC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c Ví dụ 8. Trong không gianOxyz, cho tam giác ABC cóA(−1; 2; 3),B(2; 4; 2) và tọa độ trọng tâm G(0; 2; 1). Tìm tọa độ điểmC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c Ví dụ 9. Trong không gianOxyz, cho hình hộpABCD.A0B0C0D0cóA(1; 0; 1),B(2; 1; 2),D(1;−1; 1), C0(4; 5; 5). Tìm toạ độ củaCvàA0.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN (Cho mỗi dạng)
cBài 8. Trong không gianOxyz, cho 3 điểmA(0; 1;−2);B(3; 0; 0)và điểmCthuộc trụcOz. BiếtABC là tam giác cân tạiC. Tìm toạ độ điểmC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . cBài 9. Trong không gianOxyz, cho ba điểmM(2; 3;−1), N(−1; 1; 1), P(1;m−1; 2). Với những giá trị nào củamthì tam giácMNPvuông tạiN?
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
cBài 10. Cho hai điểmA(2,−1,1);B(3,−2,−1). Tìm điểmNtrên trụcx0Oxcách đềuAvàB.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . cBài 11. Trong không gian Oxyz, tìm tọa độ điểm M nằm trên mặt phẳng(Oxy), cách đều ba điểm A(2,−3,1),B(0; 4; 3),C(−3; 2; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 12. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho A(2; 0; 0), B(0; 3; 1),C(−3; 6; 4). GọiM là điểm nằm trên đoạnBCsao choMC=2MB. Tính độ dài đoạn thẳngAM.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 13. Trong không gianOxyz, cho tam giácABCcó tọa độ các đỉnhA(−4; 9;−9),B(2; 12;−2)và C(−m−2; 1−m;m+5). Tìmmđể tam giácABCvuông tạiB.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . . cBài 14. Trong không gian Oxyz, choA(3;−4; 0), B(0; 2; 4),C(4; 2; 1). Tìm tọa độ điểm Dtrên trục Oxsao choAD=BC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . cBài 15. Trong không gianOxyz, cho ba điểmA(1; 2;−1),B(2;−1; 3),C(−3; 5; 1). Tìm tọa độ điểm Dsao cho tứ giácABCDlà hình bình hành.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . .
. . . . . . . . cBài 16. Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC có A(−1; 2; 3),B(2; 4; 2) và tọa độ trọng tâm G(0; 2; 1). Tìm tọa độ điểmC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 17. Trong không gianOxyz, choA(1; 1; 1),B(2; 1;−1),C(0; 4; 6). Điểm M di chuyển trên trục Ox. Tìm tọa độMđểP=
# »
MA+MB# »+MC# »
có giá trị nhỏ nhất.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 18. Trong không gian Oxyz cho M(2; 4;−3), MN# »= (−1;−3; 4); MP# »= (−3;−3; 3); MQ# »= (1;−3; 2). Tìm tọa độ trọng tâmGcủa tứ diệnMNPQ.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 19. Trong không gian với hệ tọa độOxyz, cho hai điểmA(1; 1; 0),B(2;−1; 2). Tìm tọa độ điểm Mthuộc trụcOzmàMA2+MB2nhỏ nhất.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 20. Trong không gianOxyz, cho # »
OM= (1; 5; 2), # »
ON= (3; 7;−4). GọiPlà điểm đối xứng vớiM quaN. Tìm tọa độ điểmP.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . cBài 21. Trong không gianOxyz, choM(1; 2; 3),N(2; 3; 1)vàP(3;−1; 2).Tìm tọa độ điểmQsao cho MNPQlà hình bình hành.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 22. Trong không gian với hệ trục tọa độOxyz, cho hình hộpABCD.A0B0C0D0 . Biết tọa độ các đỉnhA(−3; 2; 1),C(4; 2; 0),B0(−2; 1; 1),D0(3; 5; 4). Tìm tọa độ điểmA0của hình hộp.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 23. Trong không gianOxyz,cho hình hộpABCD.A0B0C0D0cóA(0; 0; 0),B(3; 0; 0),D(0; 3; 0)và D0(0; 3;−3). Tìm tọa độ trọng tâm của tam giácA0B0C.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
| Dạng 3. Một số bài toán về tam giác Xét tam giácABC, ta có các điểm đặc biệt sau:
○ Tọa độ trọng tâm tam giácABClàG
xA+xB+xC
3 ;yA+yB+yC
3 ;zA+zB+zC 3
.
○ A0là chân đường cao kẻ từAcủa tam giácABC⇔ (# »
AA0⊥BC# »
# » BA0và # »
BCcùng phương.
○ H là trực tâm tam giácABC⇔
# » AH⊥ # »
# » BC BH⊥ # »
# » AC AH,# »
AB,AC# »đồng phẳng.
○ Dlà chân đường phân giác trong của gócAcủa tam giácABC⇔DB# »=−AB AC
# » DC.
○ E là chân đường phân giác ngoài của gócAcủa tam giácABC⇔EB# »= AB AC
EC.# »
○ I là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giácABC⇔
®IA=IB=IC AI,#» # »
AB,# »
ACđồng phẳng.
○ J là tâm đường tròn nội tiếp tam giácABC⇔Jlà chân đường phân giác trong của gócBcủa tam giácABD, vớiDlà chân đường phân giác trong của gócAcủa tam giácABC.
c Ví dụ 10. Trong không gianOxyz, cho tam giácABCcóA(1; 0; 2),B(−2; 1; 3)vàC(3; 2; 4).
a) Tìm tọa độ trọng tâmG, tọa độ trực tâmH, tọa độ tâmIcủa đường tròn ngoại tiếp tam giácABC.
b) Chứng minh ba điểmG,H,I thẳng hàng.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c Ví dụ 11. Trong không gianOxyz, cho tam giácABCcóA(−1; 0; 2), B(0; 4; 3)vàC(−2; 1; 2). Tìm độ dài đường phân giác trongADcủa tam giácABC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 12. Trong không gianOxyz, cho tam giácABCcóA(2; 3; 1),B(0;−1; 2)vàC(1; 0; 3).
a) Tìm tọa độ chân đường caoH hạ từ đỉnhAcủa tam giácABC.
b) Tìm tọa độ giao điểmDcủa đường thẳngAHvới đường tròn ngoại tiếp tam giácABC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 24. Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC có A(2;−1; 3), B(1; 2;−1) vàC(−4; 7; 5). Các đường phân giác trong và ngoài của gócAcủa tam giác ABCcắtBClần lượt tạiDvà E. Tìm độ dài các đoạn thẳngADvàAE.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 25. Trong không gian Oxyz, cho tam giácABC có A(−2; 0; 1), B(0;−1; 1) vàC(0; 0;−1). Tìm tọa độ tâmIcủa đường tròn ngoại tiếp tam giácABCvà tính bán kínhRcủa đường tròn đó.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 26. Trong không gianOxyz, cho bốn điểmA(2;−4; 2),B(0; 2;−2),C(4; 8; 0),D(6; 2; 4).
a) Chứng minhABCDlà một hình thoi.
b) Tính bán kínhrcủa đường tròn nội tiếp hình thoiABCD.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
cBài 27. Trong không gianOxyz, cho điểmM Å1
2−2x; 3−x;5 2−2x
ã
và tam giácABCvớiA(1; 1; 3), B(0; 5; 2),C(−1; 3; 4).
a) Tìm tọa độ tâmIcủa đường tròn ngoại tiếp tam giácABC.
b) Chứng minh rằng với mọix6=0, đường thẳngMIluôn vuông góc với mặt phẳng(ABC).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 28. Trong không gianOxyz, cho tam giácABCcóA(2;−1; 6),B(−3;−1;−4),C(5;−1; 0). Tính bán kínhRcủa đường tròn ngoại tiếp, bán kínhrcủa đường tròn nội tiếp tam giácABC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
B ÀI 2 . PHƯƠNG TRÌNH MẶT PHẲNG
A – TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Tích có hướng của hai véc-tơ
Trong không gian Oxyz, cho hai véc-tơ #»a = (a1;a2;a3) và #»
b = (b1;b2;b3) khi đó tích có hướng của hai véc-tơ #»a và #»
b là một véc-tơ kí hiệu làî#»a,#»
bó
và có tọa độ î#»a,#»
bó
= Å
a2 a3 b2 b3
;
a3 a1 b3 b1
;
a1 a2 b1 b2 ã
= (a2b3−a3b2;a1b3−a3b1;a1b2−a2b1)
○ #»a cùng phương #»
b ⇔î#»a,#»
bó
=#»
0.
○ î#»a,#»
bó
⊥#»a ;î#»a;#»
bó
⊥#»
b.
○ î#»a;#»
bó
=−î#»
b;#»aó
○ Ba véc-tơ #»a, #»
b, #»c đồng phẳng khi và chỉ khiî#»a,#»
bó
.#»c =0.
○ A,B,C,Dtạo thành tứ diện⇔î# » AB,# »
ACó .# »
AD6=0.
○ Diện tích hình bình hànhABCD:SABCD=
î# » AB,AD# »ó
.
○ Diện tích tam giácABC:SABC= 1 2
î# » AB,AC# »ó
.
○ Thể tích hình hộp:VABCD.A0B0C0D0=
î# » AB,# »
ADó .# »
AA0 .
○ Thể tích hình tứ diện:VABCD= 1 6
î# » AB,# »
ACó .# »
AD . 2. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
cĐịnh nghĩa 2.1. Cho mặt phẳng (α). Nếu #»n khác #»
0 và có giá vuông góc với mặt phẳng(α)thì #»n được gọi là vectơ pháp tuyến của(α).
o
Nếu #»n là vectơ pháp tuyến của một mặt phẳng thì k#»n với k6=0, cũng là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng đó.Hai vectơ #»a, #»
b đều khác #»
0 và không cùng phương với nhau được gọi là cặp vectơ chỉ phương của(α)nếu giá của chúng song song hoặc nằm trên(α).
Trong không gianOxyz, cho hai vectơ không cùng phương #»a = (a1;a2;a3)và #»
b = (b1;b2;b3). Khi đó vectơ
#»n = (a2b3−a3b2;a3b1−a1b3;a1b2−a2b1)được gọi là tích có hướng (hay tích vectơ) của hai vectơ #»a và
#»b, kí hiệu là #»n = #»a∧#»
b hoặc #»n =î#»a,#»
bó .
3. Phương trình tổng quát của mặt phẳng
cĐịnh nghĩa 2.2. Phương trình có dạng Ax+By+Cz+D=0trong đóA,B,Ckhông đồng thời bằng 0được gọi là phương trình tổng quát của mặt phẳng.
o
a) Nếu mặt phẳng(α)có phương trình tổng quát làAx+By+Cz+D=0thì nó có một vectơ pháp tuyến là #»n = (A;B;C).b) Phương trình mặt phẳng đi qua điểmM0(x0;y0;z0)nhận vectơ #»n = (A;B;C)khác #»
0 làm vectơ pháp tuyến làA(x−x0) +B(y−y0) +C(z−z0) =0.
B – CÁC DẠNG TOÁN
| Dạng 1. Sự đồng phẳng của ba vec-tơ, bốn điểm đồng phẳng
○ Trong không gianOxyz, cho ba vec-tơ #»a, #»
b, #»c đều khác vec-tơ #»
0.
◦ Ba vec-tơ #»a, #»
b, #»c đồng phẳng khi và chỉ khiî#»a,#»
bó
·#»c =0.
◦ Ngược lại, ba vec-tơ #»a, #»
b, #»c khôngđồng phẳng khi và chỉ khiî#»a,#»
bó
·#»c 6=0.
○ Trong không gianOxyz, cho bốn điểmA,B,C,Dphân biệt.
◦ Bốn điểm A, B, C, D đồng phẳng khi và chỉ khi các vec-tơ # » AB, # »
AC, AD# » đồng phẳng hay î# »
AB,# » ACó
·# » AD=0.
◦ Ngược lại, bốn điểm A, B,C, D không đồng phẳng khi và chỉ khi các vec-tơ # » AB, # »
AC, AD# » không đồng phẳng hayî# »
AB,# » ACó
·# » AD6=0.
c Ví dụ 1. Trong hệ tọa độOxyz, xét sự đồng phẳng của các vec-tơ sau:
a) #»a = (1;−1; 1), #»
b = (0; 1; 2)và #»c = (4; 2; 3).
b) #»u = (4; 3; 4), #»v = (2;−1; 2)và #»w= (1; 2; 1).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 2. Trong không gianOxyz, xét sự đồng phẳng của các điểm sau đây:
a) A(−4; 4; 0),B(2; 0; 4),C(1; 2;−1)vàD(7;−2; 3).
b) M(6;−2; 3),N(0; 1; 6),P(2; 0;−1)vàQ(4; 1; 0).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 3. Trong không gian với hệ trục tọa độ Ä
O;#»i,#»j,#»
kä
, cho các điểmA(1;−4; 5),B(2; 1; 0)và hai vec-tơOC# »= #»k −#»j −2#»i,DO# »=3#»i +2#»k. Chứng minh rằngABCDlà một tứ diện.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 4. Trong hệ tọa độOxyz, cho các vec-tơ #»a = (1;m; 2), #»
b = (m+1; 2; 1)và #»c = (0;m−2; 2).
Tìm các giá trị củamđể ba vec-tơ #»a, #»
b, #»c đồng phẳng.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 5. Xét sự đồng phẳng của ba vectơ #»a, #»
b, #»c với #»a = (2;−3; 5), #»
b = (6;−2; 1), #»c = (3; 0; 1).
ÊLời giải.
. . . .
c Ví dụ 6. Tìmmđể các véctơ #»a = (m; 2; 3), #»
b = (−2;m+3; 5), #»c = (−11;m+1; 0)đồng phẳng.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 7. Xét sự đồng phẳng của các điểmA= (0; 2; 5);B= (−1;−3; 3);C= (2;−5; 1);D= (8; 0; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . . c Ví dụ 8. Tìmmđể các điểm A= (−2; 2; 1);B= (−3; 0; 2);C= (2;−4; 1);D= (7;m+3; 2) đồng phẳng.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . . c Ví dụ 9. Cho các điểmA= (2; 5;−1);B= (5; 0; 1);C= (1;−4; 0);D= (2; 3;−2)Chứng minh rằng ABvàCDchéo nhau.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 1. Chứng minh rằng bốn điểmA= (1; 0; 1);B= (0; 0; 2);C= (0; 1; 1);D= (−2; 1; 0)là bốn đỉnh của một tứ diện.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 2. Xét sự đồng phẳng của ba vectơ #»a, #»
b, #»c với #»a = (0;−3;−2), #»
b = (5;−3; 1), #»c = (5; 3; 5).
ÊLời giải.
. . . . cBài 3. Tìmmđể các điểmA= (−5; 3; 1);B= (m+2; 0; 1);C= (1; 0; 2);D= (−3;m+3;−4)đồng phẳng.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
cBài 4. Cho các vectơ #»a = (2;−1; 0), #»
b = (1; 0; 1), #»c = (1;−1; 0), tìm vectơ đơn vị #»
d biết #»a, #»
b, #»
d đồng phẳng và góc giữa #»c, #»
d bằng450.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 5. Trong hệ tọa độOxyz, xét sự đồng phẳng của các vec-tơ sau:
a) #»a = (−3; 1;−2), #»
b = (1; 1; 1)và #»c = (−2; 2; 1).
b) #»
d = (4; 2; 5), #»e = (3; 1; 3)và #»
f = (2; 0; 1).
c) #»u = (−1;−1; 2), #»v = (1;−2; 3)và w#»= (3; 0;−1).
d) m#»= (−1; 2; 1), #»n = (−2; 1; 0)và #»p = (4; 1; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 6. Trong không gianOxyz, xét sự đồng phẳng của các điểm sau đây:
a) A(1;−1; 1),B(2;−3; 2),C(4;−2; 2)vàD(1; 2; 3).
b) M(2;−1; 1),N(2;−3; 2),P(4;−2; 2)vàQ(1; 2;−1).
c) G(1; 1; 3),H(−1; 3; 3),I(2;−8;−1)vàJ(−3; 7; 4).
d) E(3; 0;−1),F(−2; 1;−2),R(0; 5;−4)vàS(1;−3; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 7. Trong không gian với hệ trục tọa độÄ
O;#»i,#»j,#»
kä
, cho các điểmA(1;−4; 5),B(3; 2; 1)và hai vec-tơOC# »=5#»i +3#»
k,DO# »=7#»i +2#»j −3#»
k. GọiM,N,Plần lượt là trung điểm củaAB,BC,CD. Chứng minh rằng bốn điểmO,M,N,Plập thành một tứ diện.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 8. Trong không gian Oxyz, cho các điểm A(m; 1; 1), B(2;m;−1), C(3;−3;m) và D(m;−1; 4).
Tìm giá trị củamđể bốn điểmA,B,C,Dcùng thuộc một mặt phẳng.
ÊLời giải.
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 9. Trong hệ tọa độ Oxyz, cho các điểm A(1; 0; 1), B(3; 4; 5), C(−1;−7; 2), D(−2; 2; 0) và E(2;−9; 3). Chứng minh rằng các điểmA,B,C,D,Etạo thành một hình chóp.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 10. Trong hệ tọa độOxyz, tìm các giá trị củamđể:
a) #»a = (2m;−4;−2), #»
b = (m;m−1;−1), #»c = (3m;m;m−4)đồng phẳng.
b) #»u = (1;m+1; 1−m), #»v = (m−2; 3;m+3), w#»= (−3;m+2; 3m+2)đồng phẳng.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
| Dạng 2. Diện tích của tam giác
Phương pháp: Sử dụng công thức
SABC= 1
2AB.ACsinBAC‘
= 1 2
î# » AB,AC# »ó
=· · ·
c Ví dụ 10. Trong không gian (O,#»i,#»j,#»
k) cho OA# »= 2#»i +#»j −3#»
k,OB# »=4#»i +3#»j −2#»
k,BC# » = (2;−7; 1)vàA0(4; 1;−7).
a) Tính diện tích tam giácABC.
b) Tính diện tích tam giácA0BC.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
BÀI TẬP TỰ LUYỆN (cho mỗi dạng)
cBài 11. Trong không gianOxyzcho các điểm A(2; 0;−1),B(3; 2; 3),C(−1; 1; 1). Tính diện tích tam giácABC.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 12. Trong không gian Oxyzcho các điểmA(2;−1; 3),B(3;−4; 0). Tìm trên OzđiểmC (Ckhác O) để diện tích tam giácABCbằng 5√
10 2 .
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 13. Trong không gianOxyzcho các điểmA(1; 0; 1),B(−1; 1; 0),C(a; 1−a; 0). Tìm tất cả các giá trị củaađể tam giácABCcó diện tích nhỏ nhất.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
| Dạng 3. Thể tích khối chóp Thể tích tứ diệnABCDlàVABCD= 1
6 [# »
AB,# » AC].# »
AD =· · ·
c Ví dụ 11. Trong không gian OxyzchoA(3;−2; 1),B(−1; 0; 2),C(3; 4;−5),D(0; 0; 1). Tính thể tích khối tứ diệnABCD.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c Ví dụ 12. Cho hình chópS.ABCDcó đáyABCDlà hình chữ nhật. Các đỉnh của khối chóp có tọa độ làA(2; 1;−3),B(4; 3;−2),C(6;−4;−1),S(2; 1;−5). Tính thể tích khối chópS.ABCD.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN (cho mỗi dạng)
cBài 14. Cho hình chópS.ABCD có đáyABCDlà hình bình hành. Các đỉnh của khối chóp có tọa độ S(0; 0; 2),A(−2; 4; 6),B(1;−2;−2),C(3;−4; 0). Tính thể tích khối chópS.ABCD.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . . cBài 15. Trong không gianOxyzcho các điểmA(−1; 1; 1),B(1; 0; 1),C(0;−1; 1). Tìm trênOzđiểmS sao cho thể tích khối chópS.ABCbằng2.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
cBài 16. Trong không gianOxyzcho các điểm A(2; 0; 1),B(−3; 0;−2),C(0; 1; 1). Tìm tất cả các giá trị củaađể điểmD(a;a−2; 0)là đỉnh thứ tư của khối tứ diệnABCDcó thể tích bằng 11
6 . ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
| Dạng 4. Thể tích khối hộp Thể tích hình hộpABCD.A0B0C0D0làVABCDA0B0C0D0 =
î# » AB,# »
ADó
·# » AA0 =· · ·
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
c Ví dụ 13. Trong không gianOxyzcho các điểmB(1; 3; 1),C(0; 1;−1),D(−2; 0; 1),A0(2; 1; 1). Tính thể tích khối hộpABCD.A0B0C0D0.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cBài 17. Cho hình hộp ABCD.A0B0C0D0 có đáy là hình bình hành ABCD, có A(2;−3; 1),B(1;−1;−3),D(−1;−2; 2)và # »
OC0=2#»i −#»j −#»
k. Tính thể tích khối hộp trên.
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
| Dạng 5. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và có vectơ pháp tuyến cho trước Cho mặt phẳng(α)đi qua điểmM(x0;y0;z0)và có vectơ pháp tuyến là #»n = (A;B;C).
Khi đó(α):A(x−x0) +B(y−y0) +C(z−z0) =0.
c Ví dụ 14. Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua điểm M(3; 1; 1) và có vectơ pháp tuyến #»n = (−1; 1; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 18. Viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua điểm M(−2; 7; 0) và có vectơ pháp tuyến #»n = (3; 0; 1).
ÊLời giải.
. . . . cBài 19. Viết phương trình mặt phẳng(P) đi qua điểm M(4;−1;−2) và có vectơ pháp tuyến #»n = (0; 1; 3).
ÊLời giải.
. . . .
| Dạng 6. Lập phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng Mặt phẳng trung trực của đoạn thẳngABđi qua trung điểm củaABvà có vectơ pháp tuyến #»n = # »
AB.
c Ví dụ 15. Viết phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳngABvớiA(2; 1; 1)vàB(2;−1;−1).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 20. Viết phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳngABvớiA(1;−1;−4)vàB(2; 0; 5).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
cBài 21. Viết phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳngABvớiA(2; 3;−4)vàB(4;−1; 0).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
| Dạng 7. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và có cặp vectơ chỉ phương cho trước Mặt phẳng có một vectơ pháp tuyến là #»n =î#»a,#»
bó .
c Ví dụ 16. Viết phương trình mặt phẳng(α) đi qua điểmM(1; 2;−3)và có cặp vectơ chỉ phương
#»a = (2; 1; 2), #»
b = (3; 2;−1).
ÊLời giải.
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 22. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(1;−2; 3)và có cặp vectơ chỉ phương #»a = (3;−1;−2), #»
b = (0; 3; 4).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . . cBài 23. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(−1; 3; 4)và có cặp vectơ chỉ phương #»a = (2; 7; 2), #»
b = (3; 2; 4).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . . cBài 24. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(−4; 0; 5)và có cặp vectơ chỉ phương #»a = (6;−1; 3), #»
b = (3; 2; 1).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
| Dạng 8. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và song song mặt phẳng cho trước Cho điểmM(x0;y0;z0)và mặt phẳng(β):Ax+By+Cz+D=0.
Gọi(α)là mặt phẳng đi quaMvà song song với(β).
Khi đó vectơ pháp tuyến của(α)là #»n(α)= #»n(β)= (A;B;C).
c Ví dụ 17. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(1;−2; 1)và song song với mặt phẳng (β): 2x−y+3=0.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 25. Viết phương trình mặt phẳng (α) đi qua điểm M(−1; 1; 0) và song song với mặt phẳng (β):x−2y+z−10=0.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 26. Viết phương trình mặt phẳng (α) đi qua điểm M(3; 6;−5) và song song với mặt phẳng (β):−x+z−1=0.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 27. Viết phương trình mặt phẳng (α) đi qua điểm M(2;−3; 5) và song song với mặt phẳng (β):x+2y−z+5=0.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 28. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(1; 1; 1)và song song với mặt phẳng(β): 10x−10y+20z−40=0.
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 29. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(2; 1; 5)và song song với mặt phẳng(Oxy).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
| Dạng 9. Lập phương trình mặt phẳng đi qua ba điểm phân biệt không thẳng hàng Cho ba điểmA,B,Cphân biệt không thẳng hàng.
Khi đó mặt phẳng(ABC)có một vectơ pháp tuyến là #»n =î# » AB,# »
ACó .
c Ví dụ 18. Viết phương trình mặt phẳng(ABC)biếtA(1;−2; 4),B(3; 2;−1)vàC(−2; 1;−3).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . BÀI TẬP TỰ LUYỆN
p Th.S Nguyễn Hoàng Việt – Ô0905.193.688
cBài 30. Viết phương trình mặt phẳng(ABC)biếtA(0; 0; 0),B(−2;−1; 3)vàC(4;−2; 1).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
cBài 31. Viết phương trình mặt phẳng(ABC)biếtA(0; 1; 0),B(2; 3; 1)vàC(−2; 2; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
| Dạng 10. Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểm cho trước Cho điểmMvà đường thẳngd đi qua hai điểm phân biệtA,B.
Khi đó mặt phẳng(α)đi qua điểmMvà vuông góc với đường thẳngdcó #»n = # » AB.
c Ví dụ 19. Viết phương trình mặt phẳng(α)đi qua điểmM(1;−2; 4)và vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểmA(3; 2;−1),B(−2; 1;−3).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
cBài 32. Viết phương trình mặt phẳng (α) đi qua điểmO(0; 0; 0)và vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểmA(−2;−1; 3),B(4; 2;−1).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
cBài 33. Viết phương trình mặt phẳng (α)đi qua điểm A(0; 1; 0) và vuông góc với đường thẳng đi qua hai điểmB(2; 3; 1)vàC(−2; 2; 2).
ÊLời giải.
. . . . . . . .
. . . . . . . .
