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 với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hình hộp ABCD.A'B'C'D'A(0;0;0),B(3;0;0),C(0;3;0),D'(0;3; -3). Tọa độ trọng tâm tam giác A'B'C

    Hình vẽ minh họa

    Gọi I là trung điểm của đoạn BD’ suy ra I\left( \frac{3}{2};\frac{3}{2}; - \frac{3}{2}ight)

    Gọi G(a;b;c) là trọng tâm tam giác A'B'C

    Ta có: \overrightarrow{DI} =3\overrightarrow{IG} với \left\{\begin{matrix}\overrightarrow{DI} = \left( \frac{3}{2}; - \frac{3}{2}; - \frac{3}{2}ight) \\\overrightarrow{IG} = \left( a - \frac{3}{2};b - \frac{3}{2};c +\frac{3}{2} ight) \\\end{matrix} ight.

    Do đó:

    \left\{ \begin{matrix}\frac{3}{2} = 3\left( a - \frac{3}{2} ight) \\- \frac{3}{2} = 3\left( b - \frac{3}{2} ight) \\- \frac{3}{2} = 3\left( c + \frac{3}{2} ight) \\\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}a = 2 \\b = 1 \\c = - 2 \\\end{matrix} ight.\  \Rightarrow G(2;1; - 2)

    Vậy tọa độ trọng tâm tam giác cần tìm là (2;1; - 2)

  • Câu 2: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (\alpha) đi qua điểm A(2; - 1;5) và vuông góc với hai mặt phẳng (P):3x - 2y + z + 7 = 0(Q):5x - 4y + 3z + 1 = 0. Phương trình của mặt phẳng (\alpha)

    Ta có các vectơ pháp tuyến của (P) và (Q) là \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{n_{(P)}} = (3; - 2;1) \\
\overrightarrow{n_{(Q)}} = (5; - 4;3) \\
\end{matrix} ight.

    Theo giả thiết mặt phẳng (α) vuông góc với (P) và (Q) do đó

    \overrightarrow{n_{(\alpha)}}\bot\left(
\overrightarrow{n_{(P)}};\overrightarrow{n_{(Q)}} ight) \Rightarrow
\overrightarrow{n_{(\alpha)}} = \left\lbrack
\overrightarrow{n_{(P)}};\overrightarrow{n_{(Q)}} ightbrack =
(1;2;1)

    Suy ra, phương trình mặt phẳng (α) có dạng 1(x - 2) + 2(y + 1) + 1(z - 5) = 0

    Hay x + 2y + z - 5 = 0

  • Câu 3: Vận dụng cao

    Trong không gian Oxyz, cho bốn điểm A( - 4; - 1;3),B( - 1; - 2; - 1),C(3;2;
- 3)D(0; - 3; - 5). Gọi (\alpha) là mặt phẳng đi qua D và tổng khoảng cách từ A;B;C đến (\alpha) lớn nhất, đồng thời ba điểm A;B;C nằm cùng phía so với (\alpha). Trong các điểm sau, điểm nào thuộc mặt phẳng (\alpha).

    Hình vẽ minh họa

    Gọi E là trung điểm BC, F là điểm đối xứng với D qua E và M là trung điểm AF.

    Ta có E(1;0; - 2),F(2;3;1),M( -
1;1;2).

    Gọi A',B',C',E',F',M' tương ứng là hình chiếu của A,B,C,E,F,M lên mặt phẳng (\alpha).

    Ta có: d\left( A,(\alpha) ight) +
d\left( B,(\alpha) ight) + d\left( C,(\alpha) ight) = AA' +
BB' + CC'

    = AA' + 2EE' = AA' + FF'
= 2MM' \leq 2MD

    Do đó (\alpha)\bot MD.

    \overrightarrow{MD} = (1; - 4; -
7) nên phương trình (\alpha):x - 4y
- 7z - 47 = 0.

  • Câu 4: Nhận biết

    Trong không gian hệ trục tọa độ Oxyz, điểm nào dưới đây thuộc trục Oy?

    Điểm A(x;y;z) \in Oy \Leftrightarrow
\left\{ \begin{matrix}
x = 0 \\
z = 0 \\
\end{matrix} ight.. Suy ra trong bốn điểm đã cho điểm T(0; - 3;0) \in Oy.

  • Câu 5: Thông hiểu

    Trong không gian Oxyz, cho các điểm A(1;0;0),B( - 2;0;3),M(0;0;1)N(0;3;1). Mặt phẳng (P) đi qua các điểm M;N sao cho khoảng cách từ điểm B đến (P) gấp hai lần khoảng cách từ điểm A đến (P). Hỏi có bao nhiêu mặt phẳng (P) thỏa mãn đề bài?

    Gọi \overrightarrow{n} = (a;b;c) là vectơ pháp tuyến của (P). Khi đó (P): ax + by + cz + d = 0.

    M(0; 0; 1) ∈ (P) ⇔ c + d = 0 ⇔ c = −d.

    N(0; 3; 1) ∈ (P) ⇔ 3b + c + d = 0 ⇔ 3b = 0 ⇔ b = 0.

    Do đó (P): ax − dz + d = 0

    Khoảng cách từ điểm B đến (P) gấp hai lần khoảng cách từ điểm A đến (P)

    \frac{| - 2a - 3d + d|}{\sqrt{a^{2} +
d^{2}}} = 2.\frac{|a + d|}{\sqrt{a^{2} + d^{2}}}

    \Leftrightarrow \frac{\left| - 2(a + d)
ight|}{\sqrt{a^{2} + d^{2}}} = 2.\frac{|a + d|}{\sqrt{a^{2} +
d^{2}}} (luôn đúng)

    Vậy có vô số mặt phẳng (P).

  • Câu 6: Thông hiểu

    Cho tứ diện ABCDAB = AC = AD\widehat{BAC} = \widehat{BAD} = 60^{0}. Hãy xác định góc giữa cặp vectơ \overrightarrow{AB}\overrightarrow{CD}?

    Hình vẽ minh họa

    Ta có: \overrightarrow{AB}.\overrightarrow{CD} =
\overrightarrow{AB}.\left( \overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AC}
ight) = \overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AD} -
\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{AC}

    = \left| \overrightarrow{AB}ight|.\left| \overrightarrow{AD} ight|.\cos\left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AD} ight) - \left|\overrightarrow{AB} ight|.\left| \overrightarrow{AC} ight|.\cos\left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AC} ight)

    = \left| \overrightarrow{AB}ight|.\left| \overrightarrow{AD} ight|.\cos60^{0} - \left|\overrightarrow{AB} ight|.\left| \overrightarrow{AC}ight|.\cos60^{0}

    AC = AD \Rightarrow
\overrightarrow{AB}.\overrightarrow{CD} = 0 \Rightarrow \left(
\overrightarrow{AB};\overrightarrow{CD} ight) = 90^{0}

  • Câu 7: Nhận biết

    Trong không gian Oxyz cho ba vectơ \vec a,\,\,\vec b\vec c  khác \vec 0 . Câu nào sai?

     Theo điều kiện để hai vecto cùng phương, ta có:

    \vec a cùng phương \vec b \Leftrightarrow [\vec{a}, \vec{b}]=\vec 0  Suy ra 

    • \vec a cùng phương \vec b \Leftrightarrow [\vec{a}, \vec{b}]= 0

    sai vì thiếu dấu vecto.

  • Câu 8: Nhận biết

    Ba mặt phẳng x + 2y - z - 6 = 0,2x - y +
3z + 13 = 0,3x - 2y + 3z + 16 = 0 cắt nhau tại điểm A. Chọn kết luận đúng?

    Tọa độ điểm A là nghiệm của hệ phương trình

    \left\{ \begin{matrix}
x + 2y - z - 6 = 0 \\
2x - y + 3z + 13 = 0 \\
3x - 2y + 3z + 16 = 0 \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
x = - 1 \\
y = 2 \\
z = - 3 \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow A( - 1;2; - 3)

  • Câu 9: Nhận biết

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng (P):3x - my - z + 7 = 0,(Q):6x + 5y - 2z - 4 =
0. Xác định m để hai mặt phẳng (P)(Q) song song với nhau?

    Hai mặt phẳng đã cho song song với nhau khi và chỉ khi

    Tập xác định \frac{3}{6} = \frac{- m}{5}
= \frac{- 1}{- 2} eq \frac{7}{- 4}

    Vậy m = - \frac{5}{2} thì hai mặt phẳng (P);(Q) song song với nhau.

  • Câu 10: Thông hiểu

    Cho tứ diện đều ABCD. Số đo giữa hai đường thẳng ABCD bằng:

    Hình vẽ minh họa

    Gọi M là trung điểm của CD

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{CD}.\overrightarrow{AM} = \overrightarrow{0} \\
\overrightarrow{CD}.\overrightarrow{MB} = \overrightarrow{0} \\
\end{matrix} ight.

    \Rightarrow
\overrightarrow{CD}.\overrightarrow{AB} = \overrightarrow{CD}.\left(
\overrightarrow{AM} + \overrightarrow{MB} ight) =
\overrightarrow{CD}.\overrightarrow{AM} +
\overrightarrow{CD}.\overrightarrow{MB} =
\overrightarrow{0}

    Suu ra \overrightarrow{AB}\bot\overrightarrow{CD} nên số đo góc giữa hai đường thẳng AB;CD bằng 90^{0}.

  • Câu 11: Nhận biết

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, phương trình nào dưới đây là phương trình đường thẳng \Delta đi qua điểm A(1;2;0) và vuông góc với mặt phẳng (P):2x + y - 3z + 5 = 0?

    Đường thẳng \Delta vuông góc với mặt phẳng (P):2x + y - 3z + 5 = 0 nên \Delta có một vectơ chỉ phương là \overrightarrow{u} =
\overrightarrow{n_{P}} = (2;1; - 3).

    Phương trình \Delta\left\{ \begin{matrix}
x = 1 + 2t \\
y = 2 + t \\
z = - 3t \\
\end{matrix} ight.\ ;\left( t\mathbb{\in R} ight)\ \ \
(*)

    Kiểm tra được điểm M(3;3; - 3) thỏa mãn hệ (*).

    Vậy phương trình: \left\{ \begin{matrix}
x = 3 + 2t \\
y = 3 + t \\
z = 3 - 3t \\
\end{matrix} ight.\ ;\left( t\mathbb{\in R} ight) cũng là phương trình của \Delta.

  • Câu 12: Vận dụng

    Cho tứ diện ABCD có A\left( {5,1,3} ight),B\left( {1,6,2} ight),C\left( {5,0,4} ight),D\left( {4,0,6} ight). Mặt phẳng chứa BC và song song với AD có phương trình :

    Theo đề bài, từ các điểm A\left( {5,1,3} ight),B\left( {1,6,2} ight),C\left( {5,0,4} ight),D\left( {4,0,6} ight), ta tính được các vecto tương ứng là: \overrightarrow {BC}  = \left( {4, - 6,2} ight);\overrightarrow {AD}  = \left( { - 1, - 1,3} ight)

    \Rightarrow \left[ {\overrightarrow {BC} ,\overrightarrow {AD} } ight] = \left( { - 16, - 14, - 10} ight)cùng phương với \overrightarrow n  = \left( {8,7,5} ight)

    Chọn \vec{n} làm vectơ pháp tuyến cho mặt phẳng chứa BC và song song với AD.

    Phương trình (P) có dạng: 8x + 7y + 5z + D = 0

    Mặt khác, điểm B \in \left( P ight) \Leftrightarrow 8 + 42 + 10 + D = 0 \Leftrightarrow D =  - 60

    Vậy phương trình (P): 8x + 7y + 5z - 60 = 0.

  • Câu 13: Thông hiểu

    Tích tất cả giá trị của a để góc tạo bởi đường thẳng \left\{ \begin{matrix}
x = 4 + at \\
y = 7 - 2t \\
\end{matrix}(t\mathbb{\in R}) ight. và đường thẳng 3x + 4y - 2 = 0 bằng 45^{0} là:

    Đáp án: -4||- 4

    Đáp án là:

    Tích tất cả giá trị của a để góc tạo bởi đường thẳng \left\{ \begin{matrix}
x = 4 + at \\
y = 7 - 2t \\
\end{matrix}(t\mathbb{\in R}) ight. và đường thẳng 3x + 4y - 2 = 0 bằng 45^{0} là:

    Đáp án: -4||- 4

    Gọi \varphi là góc giữa hai đường thẳng đã cho.

    Đường thẳng \left\{ \begin{matrix}
x = 4 + at \\
y = 7 - 2t \\
\end{matrix}\ \ \ \ (t\mathbb{\in R}) ight. có vectơ chỉ phương là \overrightarrow{u} = (a; -
2).

    Đường thẳng 3x + 4y - 2 = 0 có vectơ chỉ phương là \overrightarrow{v} = (4;
- 3).

    Ta có:

    \cos\varphi =
|cos(\overrightarrow{u},\overrightarrow{v})|

    \Leftrightarrow cos45^{0} =
\frac{|\overrightarrow{u}.\overrightarrow{v}|}{|\overrightarrow{u}|.|\overrightarrow{v}|}

    \Leftrightarrow \frac{1}{\sqrt{2}} =
\frac{|4a + 6|}{5\sqrt{a^{2} + 4}}

    \Leftrightarrow 5\sqrt{a^{2} + 4} =
\sqrt{2}|4a + 6|

    \Leftrightarrow 25a^{2} + 100 = 32a^{2}
+ 96a + 72

    \Leftrightarrow 7a^{2} + 96a - 28 = 0\Leftrightarrow \left\lbrack \begin{matrix}a = \dfrac{2}{7} \\a = - 14 \\\end{matrix}. ight.

    Vậy tích tất cả các giá trị của tham số a bằng -4.

  • Câu 14: 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 15: Vận dụng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng d_{1}:\frac{x - 1}{1} = \frac{y + 2}{1} = \frac{z- 3}{- 1},d_{2}:\frac{x}{1} = \frac{y - 1}{2} = \frac{z - 6}{3} chéo nhau. Viết phương trình đường vuông góc chung của d_{1},d_{2}.

    Đường thẳng d_{1},d_{2} lần lượt có vectơ chỉ phương là \overrightarrow{u_{1}} = (1;1; -
1),\overrightarrow{u_{2}} = (1;2;3)

    Giả sử ∆ giao với d_{1},d_{2} lần lượt tại \left\{ \begin{matrix}
A(1 + s; - 2 + s;3 - s) \\
B(t;1 + 2t;6 + 3t) \\
\end{matrix} ight., khi đó ta có \overrightarrow{AB} = ( - 1 - s + t;3 - s + 2t;3 +
s + 3t)

    Do ∆ là đường vuông góc chung, suy ra:

    \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{u_{1}}.\overrightarrow{AB} = 0 \\
\overrightarrow{u_{2}.}\overrightarrow{AB} = 0 \\
\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
1( - 1 - s + t) + 1(3 - s + 2t) - 1(3 + s + 3t) = 0 \\
1( - 1 - s + t) + 2(3 - s + 2t) + 3(3 + s + 3t) = 0 \\
\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}- 3s = 1 \\14t = - 14 \\\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}s = - \dfrac{1}{3} \\t = - 1 \\\end{matrix} ight.

    Đường vuông góc chung của d_{1},d_{2} nhận \overrightarrow{AB} = \left( -
\frac{5}{3};\frac{4}{3}; - \frac{1}{3} ight) làm VTCP và đi qua điểm B( - 1; - 1;3)

    Vậy ta có phương trình đường thẳng: \frac{x + 1}{5} = \frac{y + 1}{- 1} = \frac{z -
3}{1}

  • Câu 16: Thông hiểu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A(1;2;3) và hai mặt phẳng (P):2x + 3y = 0,(Q):3x + 4y = 0. Dường thẳng đi qua A và song song với hai mặt phẳng (P),(Q) có phương trình là

    Gọi \Delta là đường thẳng cần tìm.

    Mặt phẳng (P) có một véc-tơ pháp tuyến là {\overrightarrow{n}}_{1} =
(2;3;0)(Q) có một vectơ pháp tuyến là {\overrightarrow{n}}_{2}
= (3;4;0). Ta có \left\lbrack
{\overrightarrow{n}}_{1},{\overrightarrow{n}}_{2} ightbrack =
(0;0;2).

    Khi đó, \Delta đi qua điểm A và nhận véc-tơ \overrightarrow{u} = (0;0;1) làm vec-tơ chỉ phương. Phương trình đường thẳng \Delta\left\{ \begin{matrix}
x = 1 \\
y = 2 \\
z = 3 + t \\
\end{matrix} ight.
    Với t = - 3 thì điểm B(1;2;0) thuộc \Delta. Viết lại phương trình đường thẳng \Delta:\left\{ \begin{matrix}
x = 1 \\
y = 2 \\
z = t \\
\end{matrix} ight.

  • Câu 17: Thông hiểu

    Trong không gian Oxyz, cho các điểm A( - 1;2;1),B(2; -
1;4),C(1;1;4). Đường thẳng nào dưới đây vuông góc với mặt phẳng (ABC)?

    Ta có \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AB} = (3; - 3;3)//\overrightarrow{a} = (1; - 1;1) \\
\overrightarrow{AC} = (2; - 1;3) \\
\end{matrix} ight.

    \Rightarrow \overrightarrow{n_{(ABC)}} =
\left\lbrack \overrightarrow{a};\overrightarrow{AC} ightbrack = ( -
2; - 1;1) là 1 VTPT của mặt phẳng (ABC).

    Do đó đường thẳng vuông góc với mặt phẳng (ABC) có VTPT cùng phương với vectơ (−2; −1; 1).

    Dựa vào các đáp án ta thấy ở đáp án D đường thẳng \frac{x}{2} = \frac{y}{1} = \frac{z}{- 1} có 1 VTPT là (−2; 1; 1) cùng phương với (−2; −1; 1).

  • Câu 18: Vận dụng

    Cho bốn điểm A\left( { - 1,5, - 10} ight);B\left( {5, - 7,8} ight),C\left( {2,2, - 7} ight)D\left( {5, - 4,2} ight). Câu nào sau đây đúng? ABDC là:

    Ta có \overrightarrow {AB}  = \left( {6. - 12,18} ight);\,\,\overrightarrow {CD}  = \left( {3, - 6,9} ight) \Rightarrow \overrightarrow {AB}  = 2\overrightarrow {CD}

    Do đó \overrightarrow {AB}  cùng phương \overrightarrow {CD}  \Rightarrow ABDC là hình thang.

  • Câu 19: Vận dụng

    Cho hai điểm A\left( {2, - 3,4} ight);\,\,\,\,B\left( { - 1,4,3} ight). Viết phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) vuông góc với AB, cắt ba trục tọa độ Ox, Oy, Oz tại M, N, E sao cho thể tích hình chóp O.MNE  bằng \frac{3}{14} đvtt.

     Vecto pháp tuyến của \left( P ight):\overrightarrow {AB}  = \left( { - 3,7, - 1} ight)

    Phương trình \left( P ight):3x - 7y + z + D = 0

    (P) cắt 3 trục tọa độ tại M\left( { - \frac{D}{3},0,0} ight);\,\,N\left( {0,\frac{D}{7},0} ight);\,\,E\left( {0,0, - D} ight)

    Thể tích hình chóp O.MNE là:

    V_{O.MNE} = \frac{1}{6}OM.ON.OE = \frac{1}{6}\left| {\frac{D}{3}.\frac{D}{7}.D} ight|

    \begin{array}{l} \Leftrightarrow \dfrac{{{{\left| D ight|}^3}}}{{126}} = \dfrac{3}{{14}} \Leftrightarrow {\left| D ight|^3} = 27 \Leftrightarrow D =  \pm 3\\ \Rightarrow \left( P ight):3x - 7y + z \pm 3 = 0\end{array}

  • Câu 20: 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 là:

    Do (2; - 2;1) cũng là vectơ chỉ phương nên phương trình tham số là: \left\{
\begin{matrix}
x = 2 + 2t \\
y = - 3t \\
z = - 1 + t \\
\end{matrix} ight.\ ;\left( t\mathbb{\in R} ight).

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
  • 71 lượt xem
Sắp xếp theo