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: Nhận biết

    Tính góc của hai vectơ \overrightarrow a  = \,\left( { - 4,2,4} ight);\,\,\,\,\,\overrightarrow b  = \,\left( {2\sqrt 2 , - 2\sqrt 2 ,0} ight)

     Áp dụng công thức tính góc giữa 2 vecto, ta có:

    \cos \left( {\widehat {\overrightarrow a ;\overrightarrow b }} ight) = \frac{{\overrightarrow a .\overrightarrow b }}{{\left| {\overrightarrow a } ight|.\left| {\overrightarrow b } ight|}} = \frac{{x.x' + y.y'}}{{\sqrt {{x^2} + {y^2}} .\sqrt {x{'^2} + y{'^2}} }}

    Thay số suy ra được:

    \cos \left( {\widehat {\overrightarrow a ;\overrightarrow b }} ight) = \frac{{ - 8\sqrt 2  - 4\sqrt 2  + 0}}{{\sqrt {36} .\sqrt {16} }} = \frac{{ - \sqrt 2 }}{2} \Rightarrow \left( {\widehat {\overrightarrow a ;\overrightarrow b }} ight) = {135^0}

  • Câu 2: Thông hiểu

    Viết phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) qua M (-2, 1, 3) và song song với mặt phẳng (Q): 2x\,\, + \,\,5y\,\, - \,\,3z\,\, + \,\,7 = \,\,0.

    Vì mp (P) // (Q) nên ta có PTTQ mp (P) sẽ có dạng là:

    \left( P ight):2x + 5y - 3z + D = 0

    Mặt khác, (P) qua M\left( { - 2,1,3} ight) \Rightarrow D = 8

    \Rightarrow \left( P ight):2x + 5y - 3z + 8 = 0

  • Câu 3: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz; cho điểm A(1;1;3),B(1;3;2),C( - 1;2;3). Viết phương trình mặt phẳng (ABC)?

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AB} = (0;2; - 1) \\
\overrightarrow{AC} = ( - 2;1;0) \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow \overrightarrow{n} = \left\lbrack
\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AC} ightbrack =
(1;2;4)

    Vậy (ABC):x - 1 + 2(y - 1) + 4(z - 3) =
0

    \Leftrightarrow x + 2y + 4z - 15 =
0

  • Câu 4: Thông hiểu

    Cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'. Tìm giá trị thực của k thỏa mãn đẳng thức vectơ \overrightarrow{AC} +\overrightarrow{BA'} + k\left( \overrightarrow{DB} +\overrightarrow{C'D} ight) = \overrightarrow{0}

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AC} + \overrightarrow{BA'} = \overrightarrow{AC} +
\overrightarrow{CD'} = \overrightarrow{AD'} \\
\overrightarrow{DB} + \overrightarrow{C'D} = \overrightarrow{DB} -
\overrightarrow{DC'} = \overrightarrow{D'A} \\
\end{matrix} ight.

    \Rightarrow \overrightarrow{AC} +
\overrightarrow{BA'} + k\left( \overrightarrow{DB} +
\overrightarrow{C'D} ight) = \overrightarrow{AD'} +
k.\overrightarrow{D'A} = \overrightarrow{0}

    \Leftrightarrow \overrightarrow{AD'}
+ k.\overrightarrow{D'A} = \overrightarrow{0} \Leftrightarrow (k -
1).\overrightarrow{D'A} = \overrightarrow{0} \Leftrightarrow k - 1 =
0 \Leftrightarrow k = 1.

    Vậy k = 1.

  • Câu 5: Nhận biết

    Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng \Delta đi qua điểm M(2;0; - 1) và có vectơ chỉ phương \overrightarrow{a} = (4; - 6;2). Phương trình tham số của đường thẳng \Delta

    đường thẳng \Delta đi qua điểm M(2;0; - 1) và có vectơ chỉ phương \overrightarrow{u} = (2; - 3;1) nên có phương trình tham số \left\{
\begin{matrix}
x = 2 + 2t \\
y = - 3t \\
z = - 1 + t \\
\end{matrix} ight.\ ;\left( t\mathbb{\in R} ight).

  • Câu 6: 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 7: Nhận biết

    Trong không gian Oxyz, hãy tính pq lần lượt là khoảng cách từ điểm M(5; - 2;0) đến mặt phẳng (Oxz) và mặt phẳng (P):3x - 4z + 5 = 0?

    Do mặt phẳng (Oxz) có phương trình y = 0 nên

    p = d\left( M;(Oxz) ight) = \frac{| -
2|}{\sqrt{0^{2} + 1^{2} + 0^{2}}} = 2

    Do mặt phẳng (P) có phương trình 3x − 4z + 5 = 0 nên

    q = d\left( M;(P) ight) = \frac{|3.5 -
4.0 + 5|}{\sqrt{3^{2} + 0^{2} + ( - 4)^{2}}} = 4

  • Câu 8: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm M(1; - 3;4), đường thẳng d:\frac{x + 2}{3} = \frac{y - 5}{- 5} = \frac{z -
2}{- 1} và mặt phẳng (P):2x + z - 2
= 0. Viết phương trình đường thẳng \Delta qua M vuông góc với d và song song với (P).

    Đường thẳng d:\frac{x + 2}{3} = \frac{y -
5}{- 5} = \frac{z - 2}{- 1} có vec tơ chỉ phương \overrightarrow{u_{d}} = (3; - 5; -
1).

    Mặt phẳng (P):2x + z - 2 = 0 có vec tơ pháp tuyến \overrightarrow{n_{(P)}} =
(2;0;1).

    Đường thẳng ∆ vuông góc với d nên vectơ chỉ phương \overrightarrow{u_{d}}\bot\overrightarrow{u_{\Delta}}

    Đường thẳng ∆ song song với (P) nên \overrightarrow{u_{d}}\bot\overrightarrow{u_{\Delta}}

    Ta có \left\lbrack
\overrightarrow{u_{d}};\overrightarrow{n_{(P)}} ightbrack = ( - 5; -
5;10)

    Suy ra vec tơ chỉ phương của đường thẳng ∆ là \overrightarrow{u_{\Delta}} = \frac{-
1}{5}.\left\lbrack \overrightarrow{u_{d}};\overrightarrow{n_{(P)}}
ightbrack = (1;1; - 2)

    Vậy phương trình đường thẳng ∆ là \Delta:\frac{x - 1}{1} = \frac{y + 3}{1} = \frac{z
- 4}{- 2}.

  • Câu 9: Thông hiểu

    Trong không gian Oxyz, cho tọa độ các điểm A(1;2;0),B(2;1;1),C(0;3; -
1). Cho các khẳng định sau:

    (I) BC = 2AB.

    (II) B \in AC.

    (III) Ba điểm A;B;C tạo thành một tam giác.

    (IV) Ba điểm A;B;C thẳng hàng.

    Trong các khẳng định trên, khẳng định nào sai?

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AB} = (1; - 1;1) \\
\overrightarrow{AC} = ( - 1;1; - 1) \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow \overrightarrow{AC} = -
\overrightarrow{AB} nên A là trung điểm của BC và ba điểm A;B;C thẳng hàng

    Vậy các khẳng định sai là: (II);(III).

  • Câu 10: Nhận biết

    Trong các mệnh đề sau, mệnh đề nào đúng?

    Ta có: \overrightarrow{AB} =
3\overrightarrow{AC} - 4\overrightarrow{AD} thỏa mãn biểu thức \overrightarrow{c} = m\overrightarrow{a} +
n\overrightarrow{b} (với m;n duy nhất) của định lí về các vectơ đồng phẳng.

    Vậy đáp án đúng là: “Nếu \overrightarrow{AB} = 3\overrightarrow{AC} -
4\overrightarrow{AD} thì bốn điểm A,B,C,D đồng phẳng.”

  • Câu 11: Vận dụng cao

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho ba mặt phẳng (P):x - 2y + z - 1 = 0,(Q):x - 2y + z + 8 =0,(R):x - 2y + z - 4 = 0. Một đường thẳng d thay đổi cắt ba mặt phẳng (P),(Q),(R) lần lượt tại A,B,C. Tìm giá trị nhỏ nhất của T = AB^{2} + \frac{144}{AC}.

    Chỗ nhập nội dung câu trả lời tự luận
    Đáp án là:

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho ba mặt phẳng (P):x - 2y + z - 1 = 0,(Q):x - 2y + z + 8 =0,(R):x - 2y + z - 4 = 0. Một đường thẳng d thay đổi cắt ba mặt phẳng (P),(Q),(R) lần lượt tại A,B,C. Tìm giá trị nhỏ nhất của T = AB^{2} + \frac{144}{AC}.

    Chỗ nhập nội dung câu trả lời tự luận
  • Câu 12: Thông hiểu

    Cho điểm M chia đoạn thẳng AB theo tỉ số k;(k eq 1) thì ta có: \overrightarrow{MA} =
k.\overrightarrow{MB}. Khi đó với một điểm O tùy ý ta có:

    Ta có:

    \overrightarrow{MA} =
k.\overrightarrow{MB} \Rightarrow \overrightarrow{MO} +
\overrightarrow{OA} = k.\left( \overrightarrow{MO} + \overrightarrow{OB}
ight)

    \Rightarrow (1 - k)\overrightarrow{MO} =
k.\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}

    \Rightarrow \overrightarrow{MO} =
\frac{k.\overrightarrow{OB} - \overrightarrow{OA}}{1 - k} \Rightarrow
\overrightarrow{OM} = \frac{\overrightarrow{OA} -
k.\overrightarrow{OB}}{1 - k}

  • Câu 13: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình vuông ABCD, B(3;0;8),D( - 5; - 4;0). Biết đỉnh A thuộc mặt phẳng (Oxy) và có tọa độ là những số nguyên, khi đó \left|
\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{CB} ight| bằng:

    Ta có trung điểm BD là I( - 1; - 2;4),BD
= 12 và điểm A thuộc mặt phẳng (Oxy) nên A(a;b;0). Lại có: ABCD là hình vuông \Rightarrow \left\{ \begin{matrix}
AB^{2} = AD^{2} \\
AI^{2} = \left( \frac{1}{2}BD ight)^{2} \\
\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
(a - 3)^{2} + b^{2} + 8^{2} = (a + 5)^{2} + (b + 4)^{2} \\
(a + 1)^{2} + (b + 2)^{2} + 4^{2} = 36 \\
\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
b = 4 - 2a \\
(a + 1)^{2} + (6 - 2a)^{2} = 20 \\
\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
a = 1 \\
b = 2 \\
\end{matrix} ight. hoặc \left\{\begin{matrix}a = \frac{17}{5} \\b = \dfrac{- 14}{5} \\\end{matrix} ight.

    \Rightarrow \left\lbrack \begin{matrix}A(1;2;0)(tm) \\A\left( \dfrac{17}{5};\dfrac{- 14}{5};0 ight)(ktm) \\\end{matrix} ight.

    \Rightarrow A(1;2;0) \Rightarrow C( - 3;
- 6;8) \Rightarrow \overrightarrow{CA} = (4;8; - 8);\overrightarrow{CB}
= (6;6;0)

    \Rightarrow \overrightarrow{CA} +
\overrightarrow{CB} = (10;14; - 8) \Rightarrow \left|
\overrightarrow{CA} + \overrightarrow{CB} ight| =
6\sqrt{10}

  • Câu 14: Nhận biết

    Trong không gian tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng (P):(m - 1)x + y - 2z + m
= 0(Q):2x - z + 3 = 0. Tìm m để (P) vuông góc với (Q)?

    Ta có: (P) vuông góc với (Q) khi và chỉ khi các vectơ pháp tuyến của chúng vuông góc với nhau, tức là (m - 1;1; -
2).(2;0; - 1) = 0 \Leftrightarrow m = 0.

  • Câu 15: Vận dụng

    Trong không gian Oxyz, cho hai điểm A(1;2; - 1),B(3;0;3). Biết mặt phẳng (P) đi qua điểm A và cách B một khoảng lớn nhất. Phương trình mặt phẳng (P)

    Hình vẽ minh họa

    Gọi H là hình chiếu vuông góc của B lên (P), suy ra d(B, (P)) = AH.

    Ta có BH ≤ AB.

    Dấu “=” xảy ra ⇔ H ≡ A

    ⇒ BHmax = AB khi AB ⊥ (P).

    Ta có:

    \left\{ \begin{matrix}
AB\bot(P) \\
A \in (P) \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow (P):2x - 2y + 4z + 6 = 0

    \Leftrightarrow x - y + 2z + 3 =
0

  • Câu 16: Vận dụng

    Cho tam giác ABC có A\left( { - 3,7,2} ight);\,\,B\left( {3, - 1,0} ight);\,\,\,C\left( {2,2, - 4} ight). Gọi BD và BE lần lượt là phân giác trong và phân giác ngoài của góc B với D và E là chân của hai phân giác này trên AC. Tính tọa độ vectơ \overrightarrow {BE}

    Gọi tọa độ điểm E là E(x_E; y_E; z_E).

    Ta có \overrightarrow {EA}  = 2\overrightarrow {EC}  \Rightarrow C là trung điểm của AE nên ta tính được tọa độ điểm E lần lượt là: 

    \Rightarrow {x_E} = 2{x_C} - {x_A} = 4 + 3 = 7;\,

    \,{y_E} = 4 - 7 =  - 3;\,

    \,{z_E} =  - 8 - 2 =  - 10

    \Rightarrow \overrightarrow {BE}  = \left( {7 - 3, - 3 + 1, - 10 - 0} ight) = \left( {4, - 2, - 10} ight)

  • Câu 17: Vận dụng cao

    Cho đường thẳng d:\left\{\begin{matrix} x=-t \\ y=2t-1 \\ z=t+2\end{matrix}ight. và mặt phẳng (\alpha): 2x-y-2z-2=0. Mặt phẳng (P) qua d  và tạo với (\alpha ) một góc nhỏ nhất. Một véc tơ pháp tuyến của (P)  là:

    Tìm vecto pháp tuyến

    Gọi \triangle = (\alpha)\cap (P), A =d \cap(\alpha), B \in d(Beq A);

    H là hình chiếu vuông góc của B lên (\alpha ); K là hình chiếu của H lên \triangle.

    Suy ra: (\widehat{(d),(\alpha)})=\widehat{BAH} cố định; (\widehat{(\alpha),(P)})=\widehat{BKH}.

    \widehat{BKH} \geqslant \widehat{BAH} (vì HK \leq HA)  \Rightarrow (\widehat{d, (\alpha)}) \leq (\widehat{(P),(\alpha)} )

    Suy ra (\widehat{(P),(\alpha)}) nhỏ nhất bằng (\widehat{d, (\alpha)}) khi K\equiv A .

    Khi đó \triangle \perp dvà có một VTCP \vec{u_\triangle} = [\vec{u_d}, \vec{u_\alpha}]=-3(1;0;1) .

    Vậy (P) có một VTPT là \vec{n_p} = [\vec{u_\triangle}, \vec{u_d}]=2(-1;1;1).

  • Câu 18: Vận dụng

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hình vuông ABCD biết A(1; 0; 1), B(−3; 0; 1) và điểm D có cao độ âm. Mặt phẳng (ABCD) đi qua gốc tọa độ O. Khi đó đường thẳng d là trục của đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD có phương trình là:

    Ta có:

    \left\lbrack
\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AO} ightbrack = (0; -
4;0) Mặt phẳng (ABCD) đi qua điểm A và nhận \overrightarrow{n} = (0;1;0) làm vectơ pháp tuyến nên có phương trình y = 0.

    Giả sử D\left( x_{D},\ y_{D},\ z_{D}
ight). Ta có:

    \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AD}.\overrightarrow{AB} = 0 \\
\left| \overrightarrow{AD} ight| = \left| \overrightarrow{AB} ight|
\\
D \in (ABCD) \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
x_{D} = 0 \\
\left( x_{D} - 1 ight)^{2} + {y_{D}}^{2} + \left( z_{D} - 1
ight)^{2} = 16 \\
y_{D} = 0 \\
\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
x_{D} = 0 \\
\left( z_{D} - 1 ight)^{2} = 16 \\
y_{D} = 0 \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
x_{D} = 0 \\
\left\lbrack \begin{matrix}
z_{D} = 5 \\
z_{D} = - 3 \\
\end{matrix} ight.\  \\
y_{D} = 0 \\
\end{matrix} ight.

    Vì D có cao độ âm nên D(1; 0; −3). Khi đó, tâm I của hình vuông ABCD có tọa độ I(−1; 0; −1).

    Trục của đường tròn ngoại tiếp hình vuông ABCD đi qua I(−1; 0; −1) và nhận \overrightarrow{n} = (0;1;0) làm vectơ chỉ phương nên có phương trình \left\{ \begin{matrix}
x = - 1 \\
y = t \\
z = - 1 \\
\end{matrix} ight.\ ;\left( t\mathbb{\in R} ight).

  • Câu 19: Nhận biết

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng d đi qua điểm M(3;3; - 2) và có vectơ chỉ phương \overrightarrow{u} = (1;3;1). Viết phương trình đường thẳng d?

    Đường thẳng d đi qua điểm M(3;3; - 2) và có vectơ chỉ phương \overrightarrow{u} = (1;3;1) là:

    d:\frac{x - 3}{1} = \frac{y - 3}{3} =
\frac{z + 2}{1}

  • Câu 20: Vận dụng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(3;5; - 1),B(1;1;3). Tìm tọa độ điểm M thuộc (Oxy) sao cho \left| \overrightarrow{MA} + \overrightarrow{MB}
ight| ngắn nhất.

    Gọi J(x; y; z) là điểm sao cho \overrightarrow{JA} + \overrightarrow{JB} =
\overrightarrow{0} Suy ra J(2; 3; 1).

    Khi đó \left| \overrightarrow{MA} +
\overrightarrow{MB} ight| = \left| \overrightarrow{MJ} +
\overrightarrow{JA} + \overrightarrow{MJ} + \overrightarrow{JB} ight|
= 2\left| \overrightarrow{MJ} ight|

    Vậy \left| \overrightarrow{MA} +
\overrightarrow{MB} ight| đạt GTNN khi và chỉ khi \left| \overrightarrow{MJ} ight| đạt GTNN hay M là hình chiếu của J lên mặt phẳng (Oxy).

    Vậy M(2; 3; 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
  • 78 lượt xem
Sắp xếp theo