Luyện tập Phương trình mặt phẳng KNTT

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: Vận dụng cao
    Xác định pháp tuyến của mặt phẳng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(1;0;1),B(3; - 2;0),C(1;2; - 2). Gọi (P) là mặt phẳng đi qua A sao cho tổng khoảng cách từ BC đến mặt phẳng (P) lớn nhất, biết rằng (P) không cắt đoạn BC. Khi đó pháp tuyến của mặt phẳng (P):

    Hướng dẫn:

    Hình vẽ minh họa

    Lấy M là trung điểm của đoạn BC, suy ra M(2; 0; −1).

    Gọi BB’, CC’, MM’ lần lượt là khoảng cách từ B, C, M đến mặt phẳng (P), từ đó suy ra BB’ + CC’ = 2MM’.

    Xét tam giác vuông AMM’, ta có MM' ≤ AM, từ đó suy ra để tổng khoảng cách từ B và C đến mặt phẳng (P) thì MM’ phải lớn nhất, điều này có nghĩa là M’ trùng với A hay MA ⊥ (P).

    Từ đó suy ra vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là: \overrightarrow{AM} = (1;0; - 2)

  • Câu 2: Nhận biết
    Chọn kết luận đúng

    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?

    Hướng dẫn:

    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 3: Nhận biết
    Tìm điểm không thuộc mặt phẳng

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, điểm nào sau đây không thuộc mặt phẳng (P):x + y + z - 1 = 0?

    Hướng dẫn:

    Dễ thấy điểm O(0;0;0) không thuộc mặt phẳng (P).

  • Câu 4: Thông hiểu
    Xác định số điểm M thỏa mãn yêu cầu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho hai mặt phẳng (P):x + y - z + 1 = 0(Q):x - y + z - 5 = 0. Có bao nhiêu điểm M trên trục Oy thỏa mãn M cách đều hai mặt phẳng (P)(Q)?

    Hướng dẫn:

    M \in Oy nên M(0;y;0)

    Ta có: \left\{ \begin{matrix}d\left( M;(P) ight) = \dfrac{|y + 1|}{\sqrt{3}} \\d\left( M;(Q) ight) = \dfrac{| - y - 5|}{\sqrt{3}} \\\end{matrix} ight..

    Theo giả thiết:

    d\left( M;(P) ight) = d\left( M;(Q)
ight) \Leftrightarrow \frac{|y + 1|}{\sqrt{3}} = \frac{| - y -
5|}{\sqrt{3}}

    \Leftrightarrow \left\lbrack
\begin{matrix}
y + 1 = - y - 5 \\
y + 1 = y + 5 \\
\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\lbrack \begin{matrix}
y = - 3(TM) \\
0y = 4(L) \\
\end{matrix} ight.

    \Rightarrow M(0; - 3;0)

    Vậy có 1 điểm M thỏa mãn bài.

  • Câu 5: Thông hiểu
    Tính tổng các tham số m thỏa mãn yêu cầu

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (P):x - 3y + 2z + 1 = 0(Q):(2m - 1)x + m(1 - 2m)y + (2m - 4)z + 14 =
0 với m là tham số thực. Tổng các giá trị của m để (P)(Q) vuông góc nhau bằng bao nhiêu?

    Hướng dẫn:

    Ta có:

    (P) có vectơ pháp tuyến \overrightarrow{n_{(P)}} = (1; - 3;2)

    (Q) có véc-tơ pháp tuyến \overrightarrow{n_{(Q)}} = \left( 2m - 1;,m(1 -
2m);2m - 4 ight)

    (P) và (Q) vuông góc với nhau khi và chỉ khi \overrightarrow{n_{(P)}}\bot\overrightarrow{n_{(Q)}}

    Điều này tương đương với

    \overrightarrow{n_{(P)}}.\overrightarrow{n_{(Q)}}
= 0 \Leftrightarrow 6m^{2} + 3m - 9 = 0

    \Leftrightarrow \left\lbrack\begin{matrix}m = 1 \\m = - \dfrac{3}{2} \\\end{matrix} ight.\  \Rightarrow T = 1 + \left( - \frac{3}{2} ight)= - \dfrac{1}{2}.

  • Câu 6: Nhận biết
    Tìm vectơ pháp tuyến

    Trong không gian Oxyz cho hai điểm A(2;0; - 1),B(1;1;0)(\alpha) là mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB. Vectơ nào sau đây là một vectơ pháp tuyến của (\alpha)?

    Hướng dẫn:

    Do (\alpha) là mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng AB nên (\alpha) nhận \overrightarrow{AB} = ( - 1;1;1) làm vectơ pháp tuyến.

    Suy ra \overrightarrow{n}(1; - 1; - 1) =
- \overrightarrow{AB} cũng là vectơ pháp tuyến của (α).

  • Câu 7: Vận dụng
    Tìm tọa độ điểm M

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, phương trình mặt phẳng (P) đi qua điểm M(1;2;3) và cắt các tia Ox,Oy,Oz lần lượt tại các điểm A;B;C sao cho T = \frac{1}{OA^{2}} + \frac{1}{OB^{2}} +
\frac{1}{OC^{2}} đạt giá trị nhỏ nhất là:

    Hướng dẫn:

    Giả sử A(a; 0; 0), B(0; b; 0), C(0; 0; c) với a, b, c là các số thực dương do OA, OB, OC khác 0.

    Khi đó phương trình mặt phẳng (P) qua A, B, C có phương trình là \frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} =
1

    M ∈ (P) nên \frac{1}{a} + \frac{2}{b}
+ \frac{3}{c} = 1, do đó theo bất đẳng thức Bunhiacopski ta có:

    T = \frac{1}{a^{2}} + \frac{1}{b^{2}} +
\frac{1}{c^{2}} = \frac{1}{14}\left( 1^{2} + 2^{2} + 3^{2} ight)\left(
\frac{1}{a^{2}} + \frac{1}{b^{2}} + \frac{1}{c^{2}} ight)

    \geq \frac{1}{14}\left( \frac{1}{a} +
\frac{2}{b} + \frac{3}{c} ight)^{2} = \frac{1}{14}

    T đạt giá trị nhỏ nhất nên ta có dấu bằng xảy ra, tức là: \left\{ \begin{matrix}a = 2b = 3c \\\dfrac{1}{a} + \dfrac{2}{b} + \dfrac{3}{c} = 1 \\\end{matrix} ight.\  \Leftrightarrow \left\{ \begin{matrix}a = 14 \\b = \dfrac{14}{2} \\c = \dfrac{14}{3} \\\end{matrix} ight.

    Vậy phương trình mặt phẳng (P) là x + 2y
+ 3z - 14 = 0.

  • Câu 8: Nhận biết
    Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng

    Trong không gian Oxyz, mặt phẳng (P):2x + z - 1 = 0 có một vectơ pháp tuyến là:

    Hướng dẫn:

    Mặt phẳng (P):2x + z - 1 = 0 có một vectơ pháp tuyến là: \overrightarrow{n}
= (2;0;1).

  • Câu 9: Vận dụng
    Tìm giá trị biểu thức S

    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}.

    Hướng dẫn:

    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 10: Nhận biết
    Tìm điều kiện để hai mặt phẳng song song

    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?

    Hướng dẫn:

    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 11: Thông hiểu
    Tìm phương trình mặt phẳng

    Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz cho các điểm A(0;1;2),B(2; - 2;1),C( - 2;0;1). Phương trình mặt phẳng đi qua A và vuông góc với BC là:

    Hướng dẫn:

    Ta có: \overrightarrow{n} =
\frac{1}{2}\overrightarrow{BC} = ( - 2;1;0)

    Vậy phương trình mặt phẳng đi qua A và vuông góc với BC là:

    - 2(x - 0) + 1(y - 1) = 0

    \Leftrightarrow - 2x + y - 1 =
0

    \Leftrightarrow 2x - y + 1 =
0

  • Câu 12: Thông hiểu
    Viết phương trình mặt phẳng (R)

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho điểm A(1;1;1) và hai mặt phẳng (Q):y = 0,(P):2x - y + 3z - 1 = 0. Viết phương trình mặt phẳng (R) chứa A, vuông góc với cả hai mặt phẳng (Q),(P)?

    Hướng dẫn:

    Gọi \left\{ \begin{matrix}
\overrightarrow{p} = (2; - 1;3) \\
\overrightarrow{q} = (0;1;0) \\
\end{matrix} ight. lần lượt là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P)(Q).

    Khi đó mặt phẳng (R) nhận vectơ \overrightarrow{\omega} = - \left\lbrack
\overrightarrow{p};\overrightarrow{q} ightbrack = (3;0; -
2) làm một vectơ pháp tuyến.

    Do đó (R) có phương trình 3x - 2z - 1 = 0.

  • Câu 13: Vận dụng cao
    Tìm tọa độ M

    Trong không gian Oxyz, cho điểm P(1;1;2). Mặt phẳng (\alpha) đi qua P cắt các trục Ox,Oy, Oz lần lượt tại A,B,C khác gốc tọa độ sao cho T = \frac{R_{1}^{2}}{S_{1}^{2}} +
\frac{R_{2}^{2}}{S_{2}^{2}} + \frac{R_{3}^{2}}{S_{3}^{2}} đạt giá trị nhỏ nhất, trong đó S_{1},S_{2},S_{3} lần lượt là diện tích các tam giác OAB,OBC,OCAR_{1},R_{2},R_{3} lần lượt là diện tích các tam giác PAB,PBC,PCA. Điểm M nào dưới đây thuộc (\alpha) ?

    Hướng dẫn:

    Ta có \overrightarrow{OP} = (1;1;2)
\Rightarrow OP = \sqrt{6}. Lại có d(P,(Oxy)) = 2, d(P,(Oxz)) = 1d(P,(Oyz)) = 1.

    Đặt d = d(O,(ABC)), ta có

    V_{P.OAB} = V_{O.PAB}

    \Leftrightarrow d(P,(Oxy)) \cdot
S_{\bigtriangleup OAB} = d(O,(ABC)) \cdot S_{\bigtriangleup
PAB}

    \Leftrightarrow 2S_{1} =
dR_{1}

    \Leftrightarrow \frac{R_{1}}{S_{1}} =
\frac{2}{d}

    Tương tự, ta có \frac{R_{2}}{S_{2}} =
\frac{1}{d}\frac{R_{3}}{S_{3}}
= \frac{1}{d}.

    Khi đó T = \frac{R_{1}^{2}}{S_{1}^{2}} +
\frac{R_{2}^{2}}{S_{2}^{2}} + \frac{R_{3}^{2}}{S_{3}^{2}} =
\frac{6}{d^{2}} \geq \frac{6}{OP^{2}} = 1.

    Dấu "=" xảy ra khi và chỉ khi d =
OP hay OP\bot(ABC).

    Từ đó suy ra (\alpha) nhận \overrightarrow{OP} = (1;1;2) làm vectơ pháp tuyến.

    Do đó (\alpha) có phương trình 1(x - 1) + 1(y - 1) + 2(z - 2) = 0
\Leftrightarrow x + y + 2z - 6 = 0.

    Vậy M(4;0;1) là điểm thuộc (\alpha).

  • Câu 14: Thông hiểu
    Tìm tọa độ vectơ

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai vectơ \overrightarrow{m} = (4;3;1),\overrightarrow{n} =
(0;0;1). Gọi \overrightarrow{p} là vectơ cùng hướng với vectơ \left\lbrack
\overrightarrow{m},\overrightarrow{n} ightbrack (tích có hướng của hai vectơ \overrightarrow{m}\overrightarrow{n}. Biết \left| \overrightarrow{p} ight| = 15, tìm tọa độ vectơ \overrightarrow{p}.

    Hướng dẫn:

    Ta thấy \left\lbrack
\overrightarrow{m},\overrightarrow{n} ightbrack = (3; -
4;0)

    \overrightarrow{p} là vectơ cùng hướng với vectơ \left\lbrack
\overrightarrow{m},\overrightarrow{n} ightbrack = (3; -
4;0) nên \overrightarrow{p} = (3k;
- 4k;0),k\mathbb{\in R};k > 0.

    Mặt khác \left| \overrightarrow{p}
ight| = 15 \Leftrightarrow \sqrt{9k^{2} + 16k^{2} + 0} = 15
\Rightarrow k = 3

    Vậy \overrightarrow{p} = (9; -
12;0).

  • Câu 15: Thông hiểu
    Chọn đáp án đúng

    Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng (P) đi qua điểm M(2; - 4;1) và chắn trên các trục tọa độ Ox,Oy,Oz theo ba đoạn có độ dài đại số lần lượt là a;b;c. Phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) khi a;b;c theo thứ tự tạo thành một cấp số nhân có công bội bằng 2 là:

    Hướng dẫn:

    Do giả thiết suy ra \left\{
\begin{matrix}
a,b,c eq 0\  \\
b = 2a,c = 2b \\
\end{matrix} ight..

    Giả sử A(a;0;0),B(0;b;0),C(0;0;c) khi đó phương trình mặt phẳng\frac{x}{a} + \frac{y}{b} +
\frac{z}{c} = 1.

    Do M thuộc (P) nên \frac{2}{a} -
\frac{4}{b} + \frac{1}{c} = 1 \Leftrightarrow \frac{2}{a} - \frac{4}{2a}
+ \frac{1}{4a} = 1 \Leftrightarrow a = \frac{1}{4}

    Suy ra b = \frac{1}{2};c = 1 do đó phương trình mặt phẳng (P):4x + 2y + z -
1 = 0.

  • Câu 16: Vận dụng
    Xác định phương trình (ABC)

    Trong không gian Oxyz. Cho A(a;0;0),B(0;b;0),C(0;0;c) với a;b;c > 0. Biết mặt phẳng (ABC) qua điểm I(1;3;3) và thể tích tứ diện O.ABC đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó phương trình (ABC):

    Hướng dẫn:

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

    I(1;3;3) \in (ABC) \Rightarrow
(ABC):\frac{1}{a} + \frac{3}{b} + \frac{3}{c} = 1

    Áp dụng bất đẳng thức Cauchy ta có:

    1 = \frac{1}{a} + \frac{3}{b} +
\frac{3}{c} \geq \sqrt[3]{\frac{3^{2}}{abc}} \Rightarrow abc \geq
9

    Thể tích tứ diện O.ABCV = \frac{1}{6}abc \geq \frac{3}{2}

    Đẳng thức xảy ra khi \frac{1}{a} =
\frac{3}{b} = \frac{3}{c} = \frac{1}{3} \Rightarrow \left\{
\begin{matrix}
a = 3 \\
b = c = 9 \\
\end{matrix} ight.

    Phương trình mặt phẳng (ABC)\frac{x}{3} + \frac{y}{9} + \frac{z}{9} = 1
\Rightarrow 3x + y + z - 9 = 0

  • Câu 17: Nhận biết
    Chọn kết luận chính xác

    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?

    Hướng dẫn:

    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 18: Thông hiểu
    Tìm độ dài đường cao tứ diện

    Cho tứ diện ABCDA(2;0;0),B(0;4;0),C(0;0; - 2),D(2;1;3). Tính độ dài đường cao của tứ diện ABCD kẻ từ đỉnh D?

    Hướng dẫn:

    Phương trình mặt phẳng (ABC) là:

    \frac{x}{2} + \frac{y}{4} + \frac{x}{-
2} = 1 \Leftrightarrow 2x + y - 2z - 4 = 0

    Khoảng cách từ đỉnh D đến mặt phẳng (ABC) là

    d = \frac{|2.2 + 1 - 2.3 -
4|}{\sqrt{2^{2} + 1^{2} + 2^{2}}} = \frac{5}{3}.

  • Câu 19: Thông hiểu
    Viết phương trình mặt phẳng (P)

    Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(0;6;0),B(0;0; - 2);C( - 3;0;0). Phương trình mặt phẳng (P) đi qua ba điểm A;B;C là:

    Hướng dẫn:

    Phương trình mặt phẳng theo đoạn chắn \frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} =
1.

    Ta có \frac{x}{3} + \frac{y}{- 6} +
\frac{z}{2} = 1

    \Leftrightarrow - 2x + y - 3z =
6

    \Leftrightarrow 2x - y + 3z + 6 =
0

  • Câu 20: Nhận biết
    Chọn kết luận đúng

    Cho A( - 1;2;1) và hai mặt phẳng (P):2x + 4y - 6z - 5 = 0;(Q):x + 2y - 3z =
0. Khi đó:

    Hướng dẫn:

    Thay tọa độ điểm A vào phương trình mặt phẳng (Q) thỏa mãn, do đó A ∈ (Q).

    {\overrightarrow{n}}_{(P)} = (2;4; -
6) = 2(1;2; - 3) = {\overrightarrow{n}}_{(Q)} nên (Q)//(P).

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
  • 5 lượt xem
Sắp xếp theo