Đề kiểm tra 15 phút Chương 3 Phương pháp tọa độ trong không gian

Mô tả thêm: Bài kiểm tra 15 phút Phương pháp tọa độ trong không gian gồm 4 mức độ được thay đổi ngẫu nhiên, giúp bạn đọc rèn luyện củng cố kiến thức tốt hơn.
  • Thời gian làm: 15 phút
  • Số câu hỏi: 20 câu
  • Số điểm tối đa: 20 điểm
Trước khi làm bài bạn hãy
  • 1 Ôn tập kiến thức đã nêu trong phần Mô tả thêm
  • 2 Tìm không gian và thiết bị phù hợp để tập trung làm bài
  • 3 Chuẩn bị sẵn dụng cụ cần dùng khi làm bài như bút, nháp, máy tính
  • 4 Căn chỉnh thời gian làm từng câu một cách hợp lý
Mua gói để Làm bài
  • Câu 1: Thông hiểu

    Trong không gian hệ trục tọa độ Oxyz, cho các điểm A( - 2;3;1),B(3;0; - 1),C(6;5;0). Biết rằng tứ giác ABCD là hình bình hành, khi đó tọa độ điểm D là:

    Giả sử điểm D(x;y;z) ta có ABCD là hình bình hành nên \overrightarrow{AB} =
\overrightarrow{DC}

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
6 - x = 3 + 2 \\
5 - y = 0 - 3 \\
- z = - 1 - 1 \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
x = 1 \\
y = 8 \\
z = 2 \\
\end{matrix} ight.. Vậy tọa độ điểm D(1;8;2).

  • Câu 2: Nhận biết

    Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, phương trình nào sau đây là phương trình chính tắc của đường thẳng?

    Phương trình chính tắc của đường thẳng có dạng:

    \frac{x - x_{0}}{a} = \frac{y - y_{0}}{b}
= \frac{z - z_{0}}{c} với a.b.c
eq 0.

    Vậy đáp án đúng là : \frac{x - 6}{3} =
\frac{y - 3}{4} = \frac{z - 5}{3}

  • Câu 3: Vận dụng

    Trong hệ trục tọa độ Oxy, cho điểm M = (1; - 1;2) và hai đường thẳng d_{1} : \left\{ \begin{matrix}
x = t \\
y = 1 - t \\
z = - 1 \\
\end{matrix} ight. d_{2}:\frac{x + 1}{2} = \frac{y - 1}{1} = \frac{z
+ 2}{1}. Đường thẳng \Delta đi qua diểm M và cắt cả hai đường thẳng d_{1},d_{2} có véc tơ chỉ phương là \overrightarrow{u_{\Delta}} = (1;a;b). Tính a + b?

    Gọi A,B lần lượt là giao điểm của đường thẳng \Delta với d_{1},d_{2}

    A \in d_{1} \Rightarrow A\left( t_{1};1
- t_{1}; - 1 ight);B \in d_{2} \Rightarrow B\left( - 1 + 2t_{2};1 +
t_{2}; - 2 + t_{2} ight)

    M \in \Delta \Leftrightarrow M,A,B\
\text{thẳng\ hàng~} \Leftrightarrow \overrightarrow{MA} =
k\overrightarrow{MB}(1)

    \overrightarrow{MA} = \left( t_{1} - 1;2
- t_{1}; - 3 ight);\overrightarrow{MB} = \left( 2t_{2} - 2;t_{2} +
2;t_{2} - 4 ight)

    (1) \Leftrightarrow \left\{
\begin{matrix}
t_{1} - 1 = k(2t_{2} - 2) \\
2 - t_{1} = k(t_{2} + 2) \\
- 3 = k(t_{2} - 4) \\
\end{matrix} \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
t_{1} - 2kt_{2} + 2k = 1 \\
- t_{1} - kt_{2} - 2k = - 2 \\
kt_{2} - 4k = - 3 \\
\end{matrix} \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
t_{1} = 0 \\
kt_{2} = \frac{1}{3} \\
k = \frac{5}{6} \\
\end{matrix} ight.\  ight.\  ight.

    Từ t_{1} = 0 \Rightarrow A(0;1; -
1).

    Do đường thẳng \Delta đi qua điểm AM nên một vectơ chỉ phương của đường thẳng \Delta\overrightarrow{u_{\Delta}} = \overrightarrow{AM}
= (1; - 2;3).

    Vậy a = - 2,b = 3 \Rightarrow a + b =
1

  • Câu 4: Nhận biết

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (\alpha):x + y + z - 6 = 0. Điểm nào dưới đây không thuộc mặt phẳng (\alpha)?

    Điểm M(1; - 1;1) không thuộc mặt phẳng (\alpha):x + y + z - 6 =
0.

  • Câu 5: Vận dụng

    Gọi M;N lần lượt là trung điểm của các cạnh AC;BD của tứ diện ABCD. Gọi I là trung điểm của đoạn MNP là một điểm bất kì trong không gian. Tìm giá trị thực của k thỏa mãn đẳng thức vectơ \overrightarrow{PI} =
k.\left( \overrightarrow{PA} + \overrightarrow{PB} + \overrightarrow{PC}
+ \overrightarrow{PD} ight)?

    Hình vẽ minh họa

    M;N lần lượt là trung điểm của các cạnh AC;BD nên ta có: \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IC} = 2\overrightarrow{IM} \\
\overrightarrow{IB} + \overrightarrow{ID} = 2\overrightarrow{IN} \\
\end{matrix} ight..

    Mặt khác \overrightarrow{IM} +
\overrightarrow{IN} = \overrightarrow{0} (vì I là trung điểm của MN) suy ra \overrightarrow{IA} +
\overrightarrow{IB} + \overrightarrow{IC} + \overrightarrow{ID} =
\overrightarrow{0}

    Theo bài ra ta có:

    \overrightarrow{PA} +
\overrightarrow{PB} + \overrightarrow{PC} +
\overrightarrow{PD}

    = 4\overrightarrow{PI} +
\overrightarrow{IA} + \overrightarrow{IB} + \overrightarrow{IC} +
\overrightarrow{ID} = 4\overrightarrow{PI}

    \Rightarrow 4k = 1 \Rightarrow k =
\frac{1}{4}

  • Câu 6: Vận dụng cao

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng d:\frac{x - 1}{1} = \frac{y + 2}{- 1} = \frac{z}{-
2}. Mặt phẳng (P) chứa đường thẳng d và tạo với trục tung góc lớn nhất. Biết rằng phương trình (P) có dạng là ax + by + cz + 9 = 0. Tính tổng a + b + c

    Hình vẽ minh họa

    Đường thẳng d đi qua điểm M(1; −2; 0), có véc-tơ chỉ phương \overrightarrow{u} = (1; - 1; - 2)

    Gọi ∆ là đường thẳng đi qua M và song song với trục Oy.

    Phương trình tham số của \Delta:\left\{
\begin{matrix}
x = 1 \\
y = - 2 + t \\
z = 0 \\
\end{matrix} ight.\ ;\left( t\mathbb{\in R} ight)

    Lấy điểm N(1; 2; 0) ∈ ∆.

    Gọi H, K lần lượt là hình chiếu vuông góc của N lên mặt phẳng (P) và đường thẳng d.

    Khi đó \left( (P),d ight) = \left(
(P),\Delta ight) = \widehat{NMH}

    Lại có: \cos\widehat{NMH} = \frac{MH}{NM}
\leq \frac{MK}{NM}

    Vậy \widehat{NMH}lớn nhất khi và chỉ khi H trùng với K

    Suy ra (P) đi qua d và vuông góc với mặt phẳng (Q), ((Q) là mặt phẳng chứa d và song song với Oy).

    Vectơ pháp tuyến của (Q) là \overrightarrow{n_{Q}} = \left\lbrack
\overrightarrow{u},\overrightarrow{j} ightbrack =
(2;0;1)

    Vectơ pháp tuyến của (P) là \overrightarrow{n_{P}} = \left\lbrack
\overrightarrow{n_{Q}},\overrightarrow{u} ightbrack = (1;5; -
2)

    Phương trình mặt phẳng (P) là 1(x - 1) +
5(y + 2) - 2(z - 0) = 0

    \Leftrightarrow x + 5y - 2z + 9 =
0

    Vậy a + b + c = 4

  • Câu 7: Nhận biết

    Trong không gian Oxyz, cho hai vectơ \overrightarrow{a} = ( -
3;4;0)\overrightarrow{b} =
(5;0;12). Tính \cos\left(
\overrightarrow{a};\overrightarrow{b} ight)?

    Ta có: \cos\left(
\overrightarrow{a};\overrightarrow{b} ight) =
\frac{\overrightarrow{a}.\overrightarrow{b}}{\left| \overrightarrow{a}
ight|.\left| \overrightarrow{b} ight|} = \frac{- 3}{13}

  • Câu 8: Vận dụng cao

    Cho điểm A( - 3;5; - 5),B(5; -
3;7) và mặt phẳng (\alpha):x + y +
z = 0. Xét điểm M thay đổi trên (\alpha), giá trị lớn nhất của MA^{2} - 2MB^{2} bằng:

    Hình vẽ minh họa

    Xét N là điểm thỏa mãn \overrightarrow{NA} - 2\overrightarrow{NB} =
0 thế thì

    \overrightarrow{OA} -
\overrightarrow{ON} - 2\overrightarrow{OB} + 2\overrightarrow{ON} = 0
\Leftrightarrow \overrightarrow{ON} = 2\overrightarrow{OB} -
\overrightarrow{OA}

    hay N(13; - 11;19).

    Ta có

    MA^{2} - 2MB^{2}== {\overrightarrow{MA}}^{2} -
2{\overrightarrow{MB}}^{2}

    = (\overrightarrow{MN} +
\overrightarrow{NA})^{2} - 2(\overrightarrow{MN} +
\overrightarrow{NB})^{2}

    = - {\overrightarrow{MN}}^{2} +
{\overrightarrow{NA}}^{2} - 2\overrightarrow{NB}\ ^{2} +
2\overrightarrow{MN}(\overrightarrow{NA} -
2\overrightarrow{NB})

    = - MN^{2} + NA^{2} - 2NB^{2}(\
\text{do~}\overrightarrow{NA} - 2\overrightarrow{NB} = 0)

    \leq - HN^{2} + NA^{2} - 2NB^{2}(H\
\text{là\ hình\ chiếu\ của~}N\ \text{lên~}(\alpha))

    = - d^{2}\lbrack N,(\alpha)brack +
NA^{2} - 2NB^{2} = 397

    Dấu " = " xảy ra khi M là hình chiếu của N lên (\alpha).

  • Câu 9: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, gọi (\alpha) là mặt phẳng chứa đường thẳng (\beta):\frac{x - 2}{1} = \frac{y - 3}{1} =
\frac{z}{2} và vuông góc với mặt phẳng (\beta):x + y - 2z + 1 = 0. Hỏi giao tuyến của (\alpha)(\beta) đi qua điểm nào dưới đây?

    Ta có: (\alpha):\left\{ \begin{matrix}
d \subset (\alpha)\  \\
(\beta)\bot(\alpha) \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow \left\{ \begin{matrix}
A(2;3;0) \in d \Rightarrow A \in (\alpha)\  \\
\overrightarrow{n_{\alpha}}\bot\overrightarrow{u_{d}} = (1;1;2)\  \\
\overrightarrow{n_{\alpha}}\bot\overrightarrow{n_{\beta}} = (1;1; - 2)
\\
\end{matrix} ight.

    \Rightarrow \left\{ \begin{matrix}
A(2;3;0) \in (\alpha)\  \\
\overrightarrow{n_{\alpha}} = \left\lbrack
\overrightarrow{u_{d}};\overrightarrow{n_{\beta}} ightbrack = ( -
4;4;0) \\
\end{matrix} ight.

    Suy ra (\alpha):x - y + 1 =
0

    Khi đó giao tuyến thỏa hệ \left\{
\begin{matrix}
x - y + 1 = 0 \\
x + y - 2z + 1 = 0 \\
\end{matrix} ight.

    Thay các phương án vào hệ, ta nhận phương án (2;3;3).

  • Câu 10: Thông hiểu

    Trong không gian Oxyz, cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình vuông và SA vuông góc với đáy. Biết B(2;3;7),D(4;1;3), lập phương trình mặt phẳng (SAC).

    Dễ dàng chứng minh được (SAC) là mặt phẳng trung trực của BD.

    Chọn vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (SAC)\overrightarrow{BD} = (2; - 2; - 4).

    Mặt phẳng (SAC) đi qua trung điểm I(3;2;5) của BD và có vtcp \overrightarrow{BD} nên có phương trình: x - y - 2z + 9 = 0.

  • Câu 11: Nhận biết

    Trong không gian Oxyz, phương trình đường thẳng đi qua hai điểm A(1;1;2)B(2; - 1;0) là:

    Ta có \overrightarrow{AB} = (1, - 2, -
2)

    Phương trình đường thẳng AB đi qua B(2; -
1;0) nhận vectơ \overrightarrow{AB} làm vectơ chỉ phương nên có phương trình là: \frac{x - 2}{- 1} =
\frac{y + 1}{2} = \frac{z}{2}.

  • Câu 12: Thông hiểu

    Trong không gian Oxyz, cho vectơ \overrightarrow{OA} = - 2\overrightarrow{i} +4\overrightarrow{j} + 2\overrightarrow{k}. Các khẳng định sau là đúng hay sai?

    a) Tọa độ điểm A là (−2; 4; 2). Đúng||Sai

    b) Hình chiếu vuông góc của A lên trục OxA’(0; 4; 0). Sai||Đúng

    c) Trung điểm của OAM(−1; 2; 1). Đúng||Sai

    d) Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng (Oyz)H(−2; 0; 2). Sai||Đúng

    Đáp án là:

    Trong không gian Oxyz, cho vectơ \overrightarrow{OA} = - 2\overrightarrow{i} +4\overrightarrow{j} + 2\overrightarrow{k}. Các khẳng định sau là đúng hay sai?

    a) Tọa độ điểm A là (−2; 4; 2). Đúng||Sai

    b) Hình chiếu vuông góc của A lên trục OxA’(0; 4; 0). Sai||Đúng

    c) Trung điểm của OAM(−1; 2; 1). Đúng||Sai

    d) Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng (Oyz)H(−2; 0; 2). Sai||Đúng

    a) Ta có A(−2; 4; 2).

    b) Hình chiếu vuông góc của A lên Ox là (−2; 0; 0).

    c) Trung điểm của OA là điểm M(−1; 2; 1).

    d) Hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng (Oyz)H(0; 4; 2).

  • Câu 13: Nhận biết

    Phương trình tổng quát của mặt phẳng đi qua A(4, -1, 1), B(3, 1, -1) và song song với trục Ox là:

     \overrightarrow {AB}  = \left( { - 1,2, - 2} ight): vectơ chỉ phương của trục Ox: \overrightarrow i  = \left( {1,0,0} ight) .

    \left[ {\overrightarrow {AB} ,\overrightarrow i } ight] = \left( {0, - 2, - 2} ight): Chọn làm vectơ pháp tuyến thì phương trình mặt phẳng cần tìm có dạng y + z + D = 0, qua A nên:- 1 + 1 + D = 0 \Leftrightarrow D = 0

    Vậy ta có phương trình mp cần tìm là:  y+z=0

  • Câu 14: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai vectơ \overrightarrow{u}\overrightarrow{v} tạo với nhau một góc 120^{0}. Biết rằng \left| \overrightarrow{u} ight| = 2;\left|
\overrightarrow{v} ight| = 5, tính \left| \overrightarrow{u} + \overrightarrow{v}
ight|?

    Ta có: \left( \left| \overrightarrow{u} +
\overrightarrow{v} ight| ight)^{2} = \left( \overrightarrow{u} +
\overrightarrow{v} ight)^{2} = {\overrightarrow{u}}^{2} +
2\overrightarrow{u}.\overrightarrow{v} +
{\overrightarrow{v}}^{2}

    = \left| \overrightarrow{u} ight|^{2}
+ 2\left| \overrightarrow{u} ight|.\left| \overrightarrow{v}
ight|\cos\left( \overrightarrow{u};\overrightarrow{v} ight) + \left|
\overrightarrow{v} ight|^{2} = 2^{2} + 2.2.5.\left( - \frac{1}{2}
ight) + 5^{2} = 19

    \Rightarrow \left| \overrightarrow{u} +
\overrightarrow{v} ight| = \sqrt{19}

    Vậy đáp án đúng là: \left|
\overrightarrow{u} + \overrightarrow{v} ight| =
\sqrt{19}.

  • Câu 15: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các điểm A(0;1;2),B(2; - 2;0),C( - 2;0;1). Mặt phẳng (P) đi qua A, trực tâm H của tam giác ABC và vuông góc với mặt phẳng (ABC) có phương trình là:

    Ta có \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AB} = (2; - 3; - 2) \\
\overrightarrow{AC} = ( - 2; - 1; - 1) \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow \left\lbrack
\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AC} ightbrack = (1;6; -
8)

    Phương trình mặt phẳng (ABC) là: x + 6y -
8z + 10 = 0.

    Phương trình mặt phẳng qua B và vuông góc với AC là: 2x + y + z - 2 = 0.

    Phương trình mặt phẳng qua C và vuông góc với AB là: 2x - 3y - 2z + 6 = 0.

    Giao điểm của ba mặt phẳng trên là trực tâm H của tam giác ABC nên H\left( \frac{-
22}{101};\frac{70}{101};\frac{176}{101} ight).

    Mặt phẳng (P) đi qua A, H nên \overrightarrow{n_{P}}\bot\overrightarrow{AH} =
\left( \frac{- 22}{101}; - \frac{31}{101}; - \frac{26}{101} ight) = -
\frac{1}{101}(22;31;26)

    Mặt phẳng (P) ⊥ (ABC) nên \overrightarrow{n_{P}}\bot\overrightarrow{n_{(ABC)}}
= (1;6; - 8).

    Vậy \left\lbrack
\overrightarrow{n_{(ABC)}};\overrightarrow{u_{AH}} ightbrack = (404;
- 202; - 101) là một vectơ pháp tuyến của (P).

    Chọn \overrightarrow{n_{P}} = (4; - 2; -
1) nên phương trình mặt phẳng (P) là 4x - 2y - z + 4 = 0.

  • Câu 16: Vận dụng

    Trong không gian Oxyz, tìm tập hợp các điểm cách đều cặp mặt phẳng sau đây: 4x - y - 2z - 3 = 0;4x - y - 2z - 5 =
0.

    Gọi điểm

    A (0; −3; 0) ∈ 4x − y − 2z − 3 = 0 (α)

    B (0; −5; 0) ∈ 4x − y − 2z − 5 = 0 (β)

    Mặt phẳng cách đều hai mặt phẳng trên có dạng: 4x − y − 2z + m = 0 (γ).

    Để mp (γ) cách đều hai mp trên thì d (A; (β)) = 2d (A; (γ)) ⇔ |m + 3| = 1

    ⇔ m = −2 hoặc m = −4

    Mặt khác điểm hai điểm A; B phải nằm về hai phía của mp (γ).

    Với m = −2 ta có (4 .0 + 3 – 2.0 − 2) (4.0 + 5 – 2.0 − 2) > 0 nên A; B cùng phía.

    Với m = −4 ta có (4 .0 + 3 – 2.0 − 4) (4.0 + 5 – 2.0 − 4) < 0 nên A; B khác phía.

    Vậy phương trình mặt phẳng cần tìm là 4x − y − 2z − 4 = 0 (γ).

  • Câu 17: Thông hiểu

    Tìm tọa độ giao điểm của hai đường thẳng:

     Theo đề bài, ta biến đổi được (b) có dạng:

    \begin{array}{l}\left( b ight):\frac{{x - 2}}{2} = \frac{{y + 3}}{1} = \frac{{z - 1}}{2}\\ \Rightarrow \frac{{x - 2}}{2} = \frac{{y + 3}}{1} = \frac{{z - 1}}{2} = t\\ \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x - 2 = 2t\\y + 3 = t\\z - 1 = 2t\end{array} ight.\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 2 + 2t\\y =  - 3 + t\\z = 1 + 2t\end{array} ight.\end{array}

    Thay x, y, z vào phương trình x+2y+z =9 , ta có:

    => Tọa độ giao điểm của (a) và (b): A (0, - 4, - 1)

  • Câu 18: Nhận biết

    Trong không gian cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Hỏi bốn vectơ nào có giá cùng thuộc một mặt phẳng?

    Hình vẽ minh họa

    Từ hình vẽ ta thấy các vectơ \overrightarrow{A'D};\overrightarrow{AA'};\overrightarrow{A'D'};\overrightarrow{DD'} có giá cùng thuộc một mặt phẳng (AA'D'D).

  • Câu 19: Vận dụng

    Trong không gian tọa độ Oxyz, mặt phẳng (\alpha) đi qua M(1; - 3;8) và chắn trên tia Oz một đoạn thẳng dài gấp đôi các đoạn thẳng mà nó chắn trên các tia OxOy. Giả sử (P):ax + by + cz + d = 0, với a,b,c,d\mathbb{\in Z},d eq 0. Tính S = \frac{a + b + c}{d}.

    Từ giả thiết, ta suy ra các giao điểm của (α) với các tia Ox, Oy, Oy lần lượt là A(a; 0; 0), B(0; a; 0) ,C(0; 0; 2a),  a > 0.

    Suy ra phương trình (đoạn chắn) của (α) là \frac{x}{a} + \frac{y}{a} + \frac{z}{2a} =
1.

    Do (α) đi qua M nên a = 2.

    Suy ra (α): 2x + 2y + z − 4 = 0.

    Từ đó, ta tính được: S = \frac{a + b +
c}{d} = \frac{2 + 2 + 1}{- 4} = - \frac{5}{4}.

  • Câu 20: Thông hiểu

    Cho hình chóp A.BCDM;N theo thứ tự là trung điểm của BC;AD. Biết rằng AB = 10;CD = 6;MN = 7. Tính góc giữa hai đường thẳng AB;CD?

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: 2\overrightarrow{MN} =
\overrightarrow{MN} + \overrightarrow{MN}

    = \left( \overrightarrow{MB} +
\overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AN} ight) + \left(
\overrightarrow{MC} + \overrightarrow{CD} + \overrightarrow{DN}
ight)

    = \left( \overrightarrow{MB} +
\overrightarrow{MC} ight) + \left( \overrightarrow{AN} +
\overrightarrow{DN} ight) + \left( \overrightarrow{BA} +
\overrightarrow{CD} ight)

    \overrightarrow{BA} +
\overrightarrow{CD}

    Do đó

    4MN^{2} = \left( \overrightarrow{BA} +
\overrightarrow{CD} ight)^{2}

    \Rightarrow 196 = BA^{2} + CD^{2} +
2\overrightarrow{BA}.\overrightarrow{CD}

    \Rightarrow 196 = 100^{2} + 36^{2} +
2.10.6.cos\left( \overrightarrow{BA};\overrightarrow{CD}
ight)

    \Rightarrow \cos\left(
\overrightarrow{BA};\overrightarrow{CD} ight) =
\frac{1}{2}

    Vậy góc giữa hai đường thẳng cần tìm là 60^{0}.

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Đề kiểm tra 15 phút Chương 3 Phương pháp tọa độ trong không gian Kết quả
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu đã làm: 0
  • Điểm tạm tính: 0
  • 40 lượt xem
Sắp xếp theo