Luyện tập Phương trình mặt phẳng Cánh Diều

Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao
  • Bài kiểm tra này bao gồm 20 câu
  • Điểm số bài kiểm tra: 20 điểm
  • Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
  • Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu
Bắt đầu làm bài
00:00:00
  • Câu 1: Thông hiểu
    Tính giá trị biểu thức T

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(2;0;1),B(1;0;0),C(1;1;1) và mặt phẳng (P):x + y + z - 2 = 0. Điểm M(a;b;c) nằm trên mặt phẳng (P) thỏa mãn MA = MB = MC. Tính T = a + 2b + 3c?

    Hướng dẫn:

    Ta có M(a; b; c) ∈ (P) ⇔ a + b + c − 2 = 0 (1)

    MA^2 = (a − 2)^2 + (b − 0)^2 + (c − 1)^2 = a ^2 + b^ 2 + c^ 2 − 4a − 2c + 5

    MB^2 = (a − 1)^2 + b^ 2 + c ^2 = a^ 2 + b^ 2 + c^ 2 − 2a + 1

    MC^2 = (a − 1)^2 + (b − 1)^2 + (c − 1)^2 = a ^2 + b ^2 + c ^2 − 2a − 2b − 2c + 3

    Với MA = MB, ta có a + c − 2 = 0 (2)

    Với MA = MC, ta có a − b − 1 = 0 (3)

    Từ (1); (2); (3) ta có hệ phương trình:

    \left\{ \begin{matrix}
a + b + c = 2 \\
a + c = 2 \\
a - b = 1 \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
a = 1 \\
b = 0 \\
c = 1 \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow T = 4

  • Câu 2: Vận dụng cao
    Tìm giá trị biểu thức

    Trong không gian Oxyz cho ba điểm A(1;1;0),B( - 2;0;1),C(0;0;2) và mặt phẳng (P):x + 2y + z + 4 =
0. Gọi M(a;b;c) là điểm thuộc mặt phẳng (P) sao cho S = \overrightarrow{MA}.\overrightarrow{MB} +
\overrightarrow{MB}.\overrightarrow{MC} +
\overrightarrow{MC}.\overrightarrow{MA} đạt giá trị nhỏ nhất. Tính tổng Q = a + b + 6c.

    Hướng dẫn:

    Gọi G là trọng tâm tam giác ABC ta có: G\left( - \frac{1}{3};\frac{1}{3};1
ight)

    Lại có

    S =
\overrightarrow{MA}.\overrightarrow{MB} +
\overrightarrow{MB}.\overrightarrow{MC} +
\overrightarrow{MC}.\overrightarrow{MA}

    = 3MG^{2} + 2\overrightarrow{MG}.\left(
\overrightarrow{GA} + \overrightarrow{GB} + \overrightarrow{GC} ight)
+ \overrightarrow{GA}.\overrightarrow{GB} +
\overrightarrow{GC}.\overrightarrow{GB} +
\overrightarrow{GC}.\overrightarrow{GA}

    = 3MG^{2} +
\overrightarrow{GA}.\overrightarrow{GB} +
\overrightarrow{GC}.\overrightarrow{GB} +
\overrightarrow{GC}.\overrightarrow{GA}

    \overrightarrow{GA}.\overrightarrow{GB} +
\overrightarrow{GC}.\overrightarrow{GB} +
\overrightarrow{GC}.\overrightarrow{GA} là một hằng số nên S nhỏ nhất khi MG nhỏ nhất, hay M là hình chiếu của G lên (P).

    Từ đó ta tìm được M\left( - \frac{11}{9};
- \frac{13}{9};\frac{1}{9} ight)Q = a + b + 6c = - 2

  • Câu 3: Thông hiểu
    Tìm độ dài đường cao tứ diện

    Cho tứ diện ABCDA(0;1; - 1),B(1;1;2),C(1; -
1;0),D(0;0;1). Tính độ dài đường cao AH của tứ diện ABCD?

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    \overrightarrow{BA} = ( - 1;0; -
3),\overrightarrow{BC} = (0; - 2; - 2),\overrightarrow{BD} = ( - 1; - 1;
- 1)

    \left\lbrack
\overrightarrow{BC},\overrightarrow{BD} ightbrack = (0; - 2; - 2)
\Rightarrow \left\lbrack \overrightarrow{BC},\overrightarrow{BD}
ightbrack.\overrightarrow{BA} = 6

    V_{ABCD} = \frac{1}{3}AH.S_{BCD}
\Rightarrow AH = \frac{3V_{ABCD}}{S_{BCD}} = \frac{3}{\sqrt{2}} =
\frac{3\sqrt{2}}{2}.

  • Câu 4: Vận dụng cao
    Chọn kết quả chính xác

    Trong không gian Oxyz, cho ba điểm A(a;0;0),B(0;b;0),C(0;0;c) với a,b,c là những số thực dương sao cho a^{2} + 4b^{2} + 16c^{2} = 49. Tính T = a^{2} + b^{2} + c^{2} sao cho khoảng cách từ O đến mặt phẳng (ABC) là lớn nhất

    Hướng dẫn:

    Phương trình mặt phẳng (ABC):\frac{x}{a}
+ \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = 1

    d\left\lbrack O;(ABC) ightbrack =\dfrac{1}{\sqrt{\left( \dfrac{1}{a^{2}} + \dfrac{1}{b^{2}} +\dfrac{1}{c^{2}} ight)}} = d

    Xét \overrightarrow{u} =
(a;2b;4c),\overrightarrow{v} = \left(
\frac{1}{a};\frac{1}{b};\frac{1}{c} ight) ta có:

    \left(
\overrightarrow{u}.\overrightarrow{v} ight)^{2} \leq
{\overrightarrow{u}}^{2}.{\overrightarrow{v}}^{2}

    \Rightarrow \left( a.\frac{1}{a} +
2b.\frac{1}{b} + 4c.\frac{1}{c} ight)^{2} \leq \left( a^{2} + 4b^{2} +
16c^{2} ight).\left( \frac{1}{a^{2}} + \frac{1}{b^{2}} +
\frac{1}{c^{2}} ight)

    \Rightarrow 49 \leq 49.\left(
\frac{1}{a^{2}} + \frac{1}{b^{2}} + \frac{1}{c^{2}} ight)

    \Rightarrow \frac{1}{a^{2}} +
\frac{1}{b^{2}} + \frac{1}{c^{2}} \geq 1 \Rightarrow d\left\lbrack
O;(ABC) ightbrack \leq 1

    Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi

    \left\{ \begin{matrix}\dfrac{a}{\dfrac{1}{a}} = \dfrac{2b}{\dfrac{1}{b}} = \dfrac{4c}{\dfrac{1}{c}}\\a^{2} + 4b^{2} + 16c^{2} = 49 \\\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}a^{2} = 2b^{2} = 4c^{2} \\a^{2} + 4b^{2} + 16c^{2} = 49 \\\end{matrix} ight.

    \Leftrightarrow 28c^{2} = 49
\Leftrightarrow c^{2} = \frac{7}{4} \Rightarrow F = 7c^{2} =
\frac{49}{4}

    \max d\left\lbrack O;(ABC)
ightbrack = 1, khi đó F =
\frac{49}{4}.

  • Câu 5: Thông hiểu
    Tìm tỉ số đoạn thẳng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(2;2; - 2),B(3; - 1;0). Đường thẳng AB cắt mặt phẳng (P):x + y - z + 2 = 0 tại điểm I. Tỉ số \frac{IA}{IB} bằng

    Hướng dẫn:

    Ta có: \frac{IA}{IB} = \frac{d\left(
A;(P) ight)}{d\left( B;(P) ight)} =
\frac{8}{\sqrt{3}}:\frac{4}{\sqrt{3}} = 2

  • Câu 6: Nhận biết
    Viết phương trình mặt phẳng trung trực

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho M(1; - 1;2),N(3;1; - 4). Viết phương trình mặt phẳng trung trực của MN.

    Hướng dẫn:

    Mặt phẳng trung trực MN nhận \frac{1}{2}\overrightarrow{MN} = (1;1; -
3) làm vectơ pháp tuyến và đi qua trung điểm I(2;0; - 1) của MN nên ta có phương trình mặt phẳng MN là: x + y
- 3z - 5 = 0.

  • Câu 7: Nhận biết
    Chọn đáp án đúng

    Trong không gian Oxyz cho A(2;0;0),B(0; - 2;0),C(0;0; - 1). Viết phương trình mặt phẳng (ABC)?

    Hướng dẫn:

    Phương trình mặt phẳng (ABC)\frac{x}{2} + \frac{y}{- 2} + \frac{z}{-
1} = 1

  • Câu 8: Nhận biết
    Xác định điểm thuộc mặt phẳng

    Trong không gian Oxyz cho mặt phẳng (\alpha):x - 2y + 2z - 3 = 0. Điểm nào sau đây nằm trên mặt phẳng (\alpha)?

    Hướng dẫn:

    Ta thấy tọa độ điểm Q(1;0;1) thỏa mãn phương trình mặt phẳng (\alpha):x -
2y + 2z - 3 = 0 nên điểm Q nằm trên (\alpha).

  • Câu 9: Vận dụng
    Tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng

    Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng (\alpha) đi qua điểm M(1;2;1) và cắt các tia Ox,Oy,Oz lần lượt tại A,B,C sao cho độ dài OA,OB,OC theo thứ tự lập thành một cấp số nhân có công bội bằng 2. Tính khoảng cách từ gốc tọa độ O đến mặt phẳng (\alpha).

    Hướng dẫn:

    Giả sử A(a; 0; 0), B(0; b; 0), C(0; 0; c) với a, b, c > 0.

    Phương trình mặt phẳng (α) có dạng \frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} =
1

    Ta có (α) đi qua điểm M(1; 2; 1) nên ta có \frac{1}{a} + \frac{2}{b} + \frac{1}{c} =
1 (∗)

    OA, OB, OC theo thứ tự lập thành một cấp số nhân có công bội bằng 2 nên c = 2b = 4a.

    Thay vào (∗), ta được \frac{1}{a} +
\frac{2}{2a} + \frac{1}{4a} = 1 \Leftrightarrow a =
\frac{9}{4}

    Suy ra phương trình mặt phẳng (α) là \frac{x}{1} + \frac{y}{2} + \frac{z}{4} =
\frac{9}{4} hay 4x + 2y + z - 9 =
0

    \Rightarrow d\left( O;(\alpha) ight) =
\frac{| - 9|}{\sqrt{4^{2} + 2^{2} + 1^{2}}} =
\frac{3\sqrt{21}}{7}.

  • Câu 10: Nhận biết
    Chọn đáp án chưa chính xác

    Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng \Delta đi qua điểm M(1;2;3) và có véc-tơ chỉ phương là \overrightarrow{u} = (2;4;6). Phương trình nào sau đây không phải là của đường thẳng \Delta?

    Hướng dẫn:

    Thay tọa độ điểm M(1; 2; 3) vào các phương trình, dễ thấy M không thỏa mãn phương trình \left\{ \begin{matrix}
x = 3 + 2t \\
y = 6 + 4t \\
z = 12 + 6t \\
\end{matrix} ight..

  • Câu 11: Thông hiểu
    Tìm giá trị tham số D

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm M(4;9;8),N(1; - 3;4),P(2;5; - 1). Mặt phẳng (\alpha) đi qua ba điểm M,N,P có phương trình tổng quát Ax + By + Cz + D = 0. Biết A = 92, tìm giá trị của D?

    Hướng dẫn:

    Do A = 92 nên mặt phẳng (P) có phương trình 92x + By + Cz + D = 0

    Do (P) đi qua các điểm A;B;C nên ta có hệ:

    \left\{ \begin{matrix}
92.4 + B.9 + C.8 + D = 0 \\
92.1 + B.( - 3) + C.4 + D = 0 \\
92.2 + B.5 + C.( - 1) + D = 0 \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
B = - 19 \\
C = - 12 \\
D = - 101 \\
\end{matrix} ight.

    Vậy D = - 101.

  • Câu 12: Thông hiểu
    Xác định phương trình mặt phẳng (P)

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho H(1;1; - 3). Phương trình mặt phẳng (P) đi qua H cắt các trục tọa độ Ox,Oy,Oz lần lượt tại A;B;C (khác O) sao cho H là trực tâm tam giác ABC là:

    Hướng dẫn:

    Mặt phẳng (P) cắt trục Ox,Oy,Oz lần lượt tại A;B;C suy ra H là trực tâm của tam giác ABCOH\bot(ABC)

    Phương trình mặt phẳng x + y - 3z - 11 =
0.

  • Câu 13: Vận dụng
    Xác định điểm thuộc mặt phẳng

    Trong không gian với hệ tọa đô Oxyz, cho điểm M(1;2;4). Gọi (P) là mặt phẳng đi qua M và cắt các tia Ox,Oy,Oz lần lượt tại các điểm A,B,C sao cho thể tích tứ diện O.ABC nhỏ nhất. (P) đi qua điểm nào dưới đây?

    Hướng dẫn:

    Gọi A(a;0;0),B(0;b;0),C(0;0;c) với a,b,c > 0

    Phương trình mặt phẳng (ABC):\frac{x}{a}
+ \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = 1

    M \in (P) \Rightarrow (P):\frac{1}{a}
+ \frac{2}{b} + \frac{4}{c} = 1

    Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:

    1 = \frac{1}{a} + \frac{2}{b} +
\frac{4}{c} \geq 3\sqrt[3]{\frac{1.2.4}{abc}} \Rightarrow abc \geq
8.27

    Thể tích tứ diện O.ABCV = \frac{1}{6}abc \geq 36

    Đẳng thức xảy ra khi \frac{1}{a} =
\frac{2}{b} = \frac{4}{c} = \frac{1}{3} \Rightarrow \left\{
\begin{matrix}
a = 3 \\
b = 6 \\
c = 12 \\
\end{matrix} ight.

    Phương trình mặt phẳng (P)\frac{x}{3} + \frac{y}{6} + \frac{z}{12} = 1
\Rightarrow 4x + 2y + z - 12 = 0

    Mặt phẳng (P) đi qua điểm (2;2;0).

  • Câu 14: Thông hiểu
    Lập phương trình mặt phẳng

    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).

    Hướng dẫn:

    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 15: Thông hiểu
    Xác định phương trình mặt phẳng

    Trong không gian Oxyz, cho điểm A(2; - 1; - 3) và mặt phẳng (P):3x - 2y + 4z - 5 = 0. Mặt phẳng (Q) đi qua A và song song với mặt phẳng (P) có phương trình là:

    Hướng dẫn:

    Do mặt phẳng (Q) song song với mặt phẳng (P) nên có vectơ pháp tuyến là \overrightarrow{n} = (3; -
2;4)

    Phương trình mặt phẳng (Q) là:

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

    \Leftrightarrow 3x - 2y + 4z + 4 =
0

  • Câu 16: Nhận biết
    Tìm mặt phẳng (P)

    Trong không gian Oxyz, hãy viết phương trình của mặt phẳng (P) đi qua điểm M(0; - 1;0) và vuông góc với đường thẳng OM.

    Hướng dẫn:

    Mặt phẳng (P) đi qua điểm M(0; -
1;0) và có một véc-tơ pháp tuyến là \overrightarrow{OM} = (0; - 1;0) nên có phương là:

    0(y - 0) + ( - 1)(y + 1) + 0(z - 0) = 0
\Leftrightarrow y + 1 = 0.

  • Câu 17: Vận dụng
    Chọn kết luận đúng

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho các điểm A(0;1;1),B(1;0;1),C(1;1;0). Có bao nhiêu điểm M cách đều các mặt phẳng (ABC),(OBC),(OAC),(OAB)?

    Hướng dẫn:

    Ta có \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{OA} = (0;1;1);\overrightarrow{OB} = (1;0;1) \\
\overrightarrow{OC} = (1;1;0);\overrightarrow{AB} = (1; - 1;0) \\
\overrightarrow{AC} = (1;\ 0; - 1) \\
\end{matrix} ight.

    Ta có: \left\lbrack
\overrightarrow{OA};\overrightarrow{OB} ightbrack = (1;\ 1; - 1)
\Rightarrow (OAB):x + y - z = 0

    Ta có: \left\lbrack
\overrightarrow{AB};\overrightarrow{OC} ightbrack = ( - 1;1;1)
\Rightarrow (OBC): - x + y + z = 0

    Gọi điểm M(a;b;c) cách đều các mặt phẳng (ABC),(OBC),(OAC),(OAB)

    Từ d\left( M,(OAB) ight) = d\left(
M,(OBC) ight)

    \Leftrightarrow \frac{|a + b -
c|}{\sqrt{3}} = \frac{| - a + b + c|}{\sqrt{3}} \Leftrightarrow
\left\lbrack \begin{matrix}
a = c(1) \\
b = c(2) \\
\end{matrix} ight.

    Từ d\left( M,(OAB) ight) = d\left(
M,(OAC) ight)

    \Leftrightarrow \frac{|a + b -
c|}{\sqrt{3}} = \frac{| - a + b - c|}{\sqrt{3}} \Leftrightarrow
\left\lbrack \begin{matrix}
a = 0(3) \\
b = c(4) \\
\end{matrix} ight.

    Từ d\left( M,(OAB) ight) = d\left(
M,(ABC) ight)

    \Leftrightarrow \frac{|a + b -
c|}{\sqrt{3}} = \frac{|a + b + c|}{\sqrt{3}} \Leftrightarrow
\left\lbrack \begin{matrix}
c = 0(5) \\
a = - b(6) \\
\end{matrix} ight.

    Từ (1), (3), (5) suy ra a = c = 0, b khác 0 tùy ý.

    Như vậy có vô số điểm cách đều bốn mặt phẳng

  • Câu 18: Nhận biết
    Chọn khẳng định đúng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai mặt phẳng (\alpha):x + 2y + 4z - 1 = 0;(\beta):2x + 3y - 2z+ 5 = 0. Chọn khẳng định đúng.

    Hướng dẫn:

    Hai mặt phẳng (\alpha);(\beta) có vectơ pháp tuyến lần lượt là \overrightarrow{n_{(\alpha)}} =
(1;2;4),\overrightarrow{n_{(\beta)}} = (2;3; - 2)

    Ta có \overrightarrow{n_{(\alpha)}}.\overrightarrow{n_{(\beta)}}
= 1.2 + 2.3 + 4.( - 2) = 0

    (\alpha)\bot(\beta).

  • Câu 19: Nhận biết
    Xác định điều kiện tham số m

    Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng (P):2x + 4y + 3z - 5 = 0(Q):mx - ny - 6z + 2\  = \ 0. Giá trị của m, n sao cho (P)//(Q)

    Hướng dẫn:

    Ta có: (P) có vectơ chỉ phương \overrightarrow{u_{(P)}} = (2;4;3), (Q) có vectơ chỉ phương \overrightarrow{u_{(Q)}} = (m; - n; -
6)

    Để hai mặt phẳng song song thì \overrightarrow{u_{(P)}} =
k\overrightarrow{u_{(Q)}} \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
m = 2k \\
- n = 4k \\
- 6 = 3k \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}
k = - 2 \\
m = - 4 \\
n = 8 \\
\end{matrix} ight.

    Vậy đáp án cần tìm là: m = - 4;n =
8.

  • Câu 20: Thông hiểu
    Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(2; −1; 3), B(4; 0; 1), C(−10; 5; 3). Vectơ nào dưới đây là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (ABC)?

    Hướng dẫn:

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{AB} = (2;1; - 2) \\
\overrightarrow{AC} = ( - 12;6;0) \\
\end{matrix} ight.\  \Rightarrow \left\lbrack
\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AC} ightbrack = (12;24;24) =
12(1;2;2)

    Vậy \overrightarrow{n_{(ABC)}} =
(1;2;2) là đáp án cần tìm.

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Kết quả làm bài:
  • Nhận biết (35%):
    2/3
  • Thông hiểu (40%):
    2/3
  • Vận dụng (15%):
    2/3
  • Vận dụng cao (10%):
    2/3
  • Thời gian làm bài: 00:00:00
  • Số câu làm đúng: 0
  • Số câu làm sai: 0
  • Điểm số: 0
Làm lại
  • 10 lượt xem
Sắp xếp theo