Viết phương trình mặt phẳng qua A và vuông góc với đường thẳng BC A.. Viết phương trình mặt phẳng P chứa hai điểm A B, và vuông góc với mặt phẳng Q.. Viết phương trình mặt phẳng P
Trang 1TA NHẬN BIẾT MỨC ĐỘ THÔNG QUA MÀU QUY ƯỚC.
Câu 1: MÀU NHẬN BIẾT
Câu 1: MÀU THÔNG HIỂU
Câu 1: MÀU VẬN DỤNG THÂP
Câu 1: MÀU VẬN DỤNG CAO
BÀI 1: HỆ TRỤC TỌA ĐỘ Oxyz.
Dạng 1: Tìm tọa độ điểm thỏa mãn đẳng thức
Câu 2: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A3; 2;3 và B1; 2;5 Tìm tọa độ
trung điểm I của đoạn thẳng AB
A.I 2; 2;1. B.I1;0; 4 C.I2;0;8 D.I2; 2; 1 .
Hướng dẫn giải Chọn B.
Tọa độ trung điểm I của đoạn AB với A(3; 2;3) và B( 1;2;5) được tính bởi
1 2
0 1;0;4 2
4 2
A B I
A B I
A B I
x y z
x x y
z z
�
�
�
�
�
Câu 2: Cho mặt phẳng P : 2x y z 3 0 Điểm nào trong các phương án dưới đây thuộc mặt
phẳng P
A M2;1;0
B N2; 1;0 . C P 1; 1;6. D Q 1; 1;2 .
Hướng dẫn giải
Chọn A
Thay tọa độ điểm vào vế trái mặt phẳng P
điểm nào thay vào bằng 0 ta chọn Ta thấy điểm
M thỏa mãn.
Câu 3: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,cho điểm M a b c ; ;
Mệnh đề nào sau đây là sai?
A Điểm M thuộc Oz khi và chỉ khi a b 0.
B Khoảng cách từ M đến Oxy
bằng c
C Tọa độ hình chiếu của M lên Ox là a;0;0
D Tọa độ OMuuuur
là a b c; ; .
Hướng dẫn giải Chọn B
Ta có: d M Oxy , | |c
, nên mệnh đề B sai
Dạng 2: Tính độ dài đoạn thẳng
Câu 3: Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho A2; 0; 0 ; B0; 3; 1; C3; 6; 4 Gọi M là
điểm nằm trên đoạn BC sao cho MC 2MB Độ dài đoạn AM là
Hướng dẫn giải
Trang 2Chọn B.
Gọi M x y z ; ; Do M là điểm nằm trên đoạn BC sao cho MC2MBnên
2 3
uuuur uuur
2
2
3
2 2
3
x
x
z z
�
�
�
�
� �
�
Câu 4: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng
1 : 2 3 5
x
�
� �
�
�
�
� Vectơ nào dưới
đây là vectơ chỉ phương của d ?
A.ur1 0;3; 1 . B ur2 1;3; 1 . C.ur3 1; 3; 1 . D.ur4 1; 2;5 .
Hướng dẫn giải Chọn A.
Đường thẳng
1 : 2 3 ( 5
)
x
�
�
�
� �
�
� nhận véc tơ ur (0;3; 1) làm VTCP
Câu 4: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hình hộp ABCD A B C D. ���� có A0;0;0 , B3;0;0 ,
0;3;0
D
và D�0;3; 3 Tọa độ trọng tâm của tam giác A B C�� là
A 2;1; 1 B 1;1; 2 C 2;1; 2 D 1; 2; 1
Hướng dẫn giải Chọn C.
Gọi A a a a� 1; ;2 3
, B b b b� 1; ;2 3
, C c c c 1; ;2 3
Do tính chất hình hộp ta có:
1 2 3
0 0 3
a
a
�
�
�
�
uuur uuuur
0;0; 3
A�
�
uuur uuuur
uuuur uuur
Tọa độ trọng tâm G của tam giác A B C�� là: G2;1; 2 .
Câu 2: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A2;3;1và B5; 6; 2
Đường thẳng
ABcắt mặt phẳng Oxz
tại điểm M Tính tỉ số
AM
BM .
A.
1 2
AM
BM
AM
BM
1 3
AM
BM
AM
BM
Hướng dẫn giải
A�
B�
C�
D�
A
D
Trang 3Chọn A
M�Oxz �M x z
7 ; 3 ; 1 59
uuur
2 ; 3 ; 1
AM x z
uuuur
và
, ,
A B M thẳng hàng �uuuurAM k AB.uuur k��
� �
� �
uuuur
uuuur
1 2
AM
BM
�
.
BÀI 2: PHƯƠNG TRÌNH MẶT PHẲNG
Vấn đề II.1. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa điểm M x y z( 0; ;0 0) và có vectơ pháp
tuyến nr.
Vấn đề II.2. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa điểm M x y z( 0; ;0 0) và song song với
mặt phẳng ( )Q .
Câu 5: Trong không gian với hệ trục Oxyz, mặt phẳng đi qua điểm A1;3; 2 và song song với mặt
phẳng P : 2x y 3z 4 0 là
A 2x y 3z 7 0. B 2x y 3z 7 0.
C 2x y 3z 7 0. D 2x y 3z 7 0.
Hướng dẫn giải Chọn A.
Mặt phẳng Q
song song với mặt phẳng P : 2x y 3z 4 0 có dạng:
Q : 2x y 3z D 0, D�4
Mặt phẳng Q đi qua điểm A1;3; 2 ta có: 2.1 3 3 2 D 0�D7 4� (thỏa mãn) Vậy phương trình mặt phẳng Q : 2x y 3z 7 0
Câu 3: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, gọi M N P, , lần lượt là hình chiếu vuông góc của
2; 1; 1
A lên các trục Ox Oy Oz, , Mặt phẳng đi qua A và song song với mặt phẳng
MNP
có phương trình là
A x2y2z 2 0. B.x2y2z 6 0.
C.x2y 4 0. D.x2z 4 0.
Hướng dẫn giải Chọn B
Ta có: M2; 0; 0 , N0; 1; 0 , P 0; 0; 1
2 1 1
MNP x y z
Trang 4Mặt phẳng đi qua A và song song với mặt phẳng MNP
có phương trình là:
2 2 6 0
x y z .
Vấn đề II.3. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa điểm M x y z( 0; ;0 0) và vuông góc với
đường thẳng d
Câu 6: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, đường thẳng :1 1 2
x y z
vuông góc với mặt phẳng nào trong các mặt phẳng sau?
A P x y z: 0 B :x y z 0 C :x y 2z0 D Q x y: 2z0
Hướng dẫn giải Chọn C
P
� urcùng phương với nr P
Ta có VTCP của :uuur 1,1, 2, VTPT của : nr 1;1; 2
Suy ra u
r cùng phương với nr P
Câu 7: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A1; 2; 1 , B1;0; 2 và C0; 2;1 Viết
phương trình mặt phẳng qua A và vuông góc với đường thẳng BC
A x2y z 4 0. B x2y z 4 0.
C x2y z 6 0. D x2y z 4 0.
Hướng dẫn giải
Chọn A.
Ta có uuurBC 1; 2; 1
là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng, đồng thời mặt phẳng đi qua
1; 2; 1
A
nên mặt phẳng cần tìm là: x 1 2 y 2 z 1 0� x2y z 4 0.
Câu 8: Trong không gian với hệ trục Oxyz, viết phương trình mặt phẳng P
đi qua điểm A1; 2; 0
và vuông góc với đường thẳng
:
.
A x2 – 5 0y . B 2x y z – 4 0.
C –2 –x y z – 4 0 . D –2 –x y z 4 0.
Hướng dẫn giải Chọn D.
Cách 1: Vì phương trình mặt phẳng P
vuông góc với đường thẳng
:
nên véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng P là: nr2; 1; 1
Phương trình mặt phẳng ( ) : 2(P x 1) (y 2) (z 0) 0�2x y z 4 0
Cách 2: Quan sát nhanh các phương án ta loại trừ được phương án A vì không đúng véctơ pháp
tuyến, ba phương án còn lại chỉ có mặt phẳng ở đáp án D là đi qua điểm A1; 2; 0
Vấn đề II.4. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa điểm M x y z( 0; ;0 0) và vuông góc với
hai mặt phẳng ( ) ( )Q R,
Câu 5: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , mặt phẳng P qua điểm A1; 3; 2 và vuông góc với
hai mặt phẳng :x 3 0, :z 2 0có phương trình là
A.y 3 0 B.y 2 0 C 2y 3 0 D.2x 3 0.
Trang 5Hướng dẫn giải
Chọn A.
P
có véctơ pháp tuyến là nuuur P ��nuuur uuur ,n ��0; 1; 0
và qua A1; 3 2 � :P y 3 0
Vấn đề II.5. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa ba điểm A B C, , không thẳng hàng
Câu 9: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho 3 điểm A1;0;0; B0; 2;0 ;C0;0;3 Phương
trình nào dưới dây là phương trình mặt phẳng ABC?
A.3 2 1 1
x y z
x y z
x y z
x y z
.
Hướng dẫn giải Chọn C.
Phương trình mặt phẳng theo đoạn chắn đi qua 3 điểm A, B ,C là: 1 2 3 1
x y z
Câu 6: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A2;0;0 , B 0; 1;0 và C0;0;3
Viết phương trình mặt phẳng ABC
A 3x6y2z 6 0. B 3x6y2z 6 0.
C 3x6y2z 6 0. D 3x2y2z 6 0.
Hướng dẫn giải
Chọn C.
2 1 3
Vấn đề II.6. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa hai điểm A B, và vuông góc với mặt
phẳng ( )Q .
Câu 4: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, gọi là mặt phẳng chứa đường thẳng có phương
trình
x y z
và vuông góc với mặt phẳng :x y 2z 1 0 Giao tuyến của
và đi qua điểm nào trong các điểm sau
A A2;1;1 . B C1; 2;1. C D2;1;0. D B0;1;0.
Hướng dẫn giải Chọn A.
Ta có véctơ chỉ phương của đường thẳng là ur1;1;2
Véctơ pháp tuyến của mặt phẳng :x y 2z 1 0là nr1;1; 2 .
Vì là mặt phẳng chứa đường thẳng có phương trình x12 y11 2z và vuông góc với mặt phẳng :x y 2z 1 0 nên có một véctơ pháp tuyến là
n � �� �u n a
Gọi d � , suy ra d có véctơ chỉ phương là uuurd � �� �a nr r, 2;2;2 2 1;1;1
Giao điểm của đường thẳng có phương trình
x y z
và mặt phẳng
:x y 2z 1 0là I3; 2; 2
Trang 6
Suy ra phương trình đường thẳng
3
2
�
�
�
�
Vậy A2;1;1
thuộc đường thẳng d
Vấn đề II.7. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa hai điểm A B, và song song với
đường thẳng d.
Câu 7: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho A1; 1; 5 , B0; 0;1
Mặt phẳng chứa ,A B và
song song với Oy có phương trình là:
A.2x z 3 0. B.x4z 2 0. C.4x z 1 0. D.4x z 1 0.
Hướng dẫn giải Chọn C.
Ta có uuurAB 1;1; 4 Trục Oy có véctơ chỉ phương rj0;1;0.
Suy ra mặt phẳng cần lập có véctơ pháp tuyến nr ��uuur rAB j, ��4;0; 1
Vậy mặt phẳng cần lập có phương trình 4x 1 z 5 0�4x z 1 0
Vấn đề II.8. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa điểm M , vuông góc với mặt phẳng
( )Q và song song với đường thẳng d.
Vấn đề II.9. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa điểm A và đường thẳng d không
qua A
Vấn đề II.10. Cho hai đường thẳng chéo nhau avà b, viết phương trình mặt phẳng ( )P
chứa đường thẳng a và song song với đường thẳng b.
Vấn đề II.11. Cho đường thẳng d không vuông góc với mặt phẳng ( )Q , viết phương trình
mặt phẳng ( )P chứa đường thẳng d và vuông góc với mặt phẳng ( )Q .
Vấn đề II.12. Viết phương trình mặt phẳng ( )P song song với mặt phẳng ( )Q và cách
điểm M một khoảng bằng h >0.
Vấn đề II.13. Viết phương trình mặt phẳng ( )P chứa đường thẳng d và cách điểm A một
khoảng lớn nhất.
Vấn đề II.14. Viết phương trình mặt phẳng song song và cách đều với hai đường thẳng
cho trước
Câu 5: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình mặt phẳng ( )P
song song và cách đều hai đường thẳng 1
2 :
1 1 1
:
-A.( )P : 2x- 2z+ =1 0
C.( )P : 2x- 2y+ =1 0
Hướng dẫn giải Chọn B.
Ta có:
1
d đi qua điểm A2;0;0 và có VTCP ur1 1;1;1.
2
d đi qua điểm B0;1; 2 và có VTCP ur2 2; 1; 1
Trang 7Vì P song song với hai đường thẳng d và 1 d nên VTPT của 2 P là nr[ , ]u ur r1 2 0;1; 1
Khi đó P có dạng y z D 0
�loại đáp án A và C.
Lại có P cách đều d và 1 d nên 2 P đi qua trung điểm
1 0; ;1 2
� � của AB
Do đó P : 2y 2z 1 0
Vấn đề II.15. Viết phương trình mặt phẳng chắn các trục Ox, Oy, Oz và thỏa điều kiện
cho trước.
Câu 2: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, mặt phẳng chắn các trục Ox Oy Oz, , lần lượt tại
, ,
A B C sao cho H3; 4; 2 là trực tâm của tam giác ABC Phương trình mặt phẳng là
A 2x3y4z26 0 . B.x3y2z17 0 .
C.4x2y 3z 2 0. D.3x4y2z29 0 .
Hướng dẫn giải
Chọn D.
Gọi CK AM, là hai đường cao của tam giác ABC
Suy ra H AM �CK.
Ta có:
OH ABC
�
�
Mặt phẳng ABC
đi qua điểm H và nhận OHuuur
làm một VTPT Nên mặt phẳng ABC
có phương trình: 3x4y2z29 0 .
Câu 3: Trong không gian với hệ tọa độ Oxy, cho hình hộp chữ nhật ABCD A B C D. ���� có A trùng với
gốc tọa độ O, các đỉnh B m( ;0;0), D(0; ;0)m , A�(0;0; )n với m n, 0 và m n 4 Gọi M là trung điểm của cạnh CC� Khi đó thể tích tứ diện BDA M� đạt giá trị lớn nhất bằng
A.
245
9
64
75
32.
Hướng dẫn giải Chọn C.
Tọa độ điểm ( ; ;0), ( ; ;; ), ; ;2
n
C m m C m m n M m m� � �
;0; , ; ;0 , 0; ;
2
n
BA� m n BD m m BM ��� m ���
� � �
�uuur uuur�
2
1
BDA M
m n
V � ��BA BD BMuuur uuur uuuur� ��
Ta có
3
2
.(2 )
m m n ��� �� m n
BDA M BDA M
�
BÀI 3: PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THẲNG
Vấn đề III.1. Viết phương trình đường thẳng đi qua một điểm và có vectơ chỉ
phương cho trước.
Trang 8Câu 6: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A2; 1;0 , B 1;2; 2 và C3;0; 4
Viết phương trình đường trung tuyến đỉnh A của tam giác ABC
A
x y z
x y z
C
x y z
x y z
Hướng dẫn giải Chọn B
Gọi M1;1; 3 là trung điểm của cạnh BC, ta có uuuurAM 1; 2; 3 1 1; 2;3 là VTCP của
đường thẳng nên
:
Vấn đề III.2. Viết phương trình đường thẳng d chứa điểm M x y z( 0; ;0 0) và vuông góc với
hai đường thẳng a b, cho trước.
Vấn đề III.3. Viết phương trình đường thẳng là giao tuyến của hai mặt phẳng.
Câu 10: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, gọi là giao tuyến của hai mặt phẳng x y 3z 1 0
và 3x7z 2 0 Một vectơ chỉ phương của là
A.ur7;16;3 B.ur7;0; 3 C.ur 4;1; 3 D ur 0; 16;3
Hướng dẫn giải
Chọn A
Vectơ chỉ phương của chính là tích có hướng của hai vectơ pháp tuyến của hai mặt phẳng đã cho
Vấn đề III.4. Viết phương trình đường thẳng d là hình chiếu vuông góc của đường thẳng
D trên mặt phẳng ( )P .
Vấn đề III.5. Viết phương trình đường thẳng d qua điểm A, cắt hai đường thẳng a và b.
Câu 7: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho điểm M3;3; 2 và hai đường thẳng
1
:
; 2
:
Đường thẳng d qua M cắt d d1, 2 lần lượt A
và B Tính độ dài đoạn thẳng AB
A AB1 B AB3. C AB 6. D AB 5.
Hướng dẫn giải Chọn B
Ta có A d� �1 A1a; 2 3 ; a a,B d� �2 B 1 b;1 2 ; 2 4 b b
MA a a a MB b b b
Ta có A B M, , thẳng hàng nên:
0
10
9
a
��
uuur uuur
�
Với a0�b0�A1; 2;0 , B 1;1; 2� uuurAB 3
Với 10 20 19 16 10; ; , 21; 41;32
a �b � �A�� ���B
Trang 9Vấn đề III.6. Viết phương trình đường thẳng d song song với đường thẳng D , cắt cả hai
đường thẳng a và b.
Vấn đề III.7. Viết phương trình đường thẳng d qua điểm A , vuông góc với đường thẳng
a và cắt đường thẳng b cho trước.
Vấn đề III.8. Viết phương trình đường thẳng d chứa điểm A , song song với mặt phẳng
P
và cắt đường thẳng b tại B
Vấn đề III.9. Viết phương trình đường thẳng d nằm trong mặt phẳng ( )P cắt hai đường
thẳng , a b.
Vấn đề III.10. Viết phương trình đường thẳng d nằm trong mặt phẳng P
, cắt và vuông
góc với một đường thẳng a cho trước.
Câu 1: Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz , cho đường thẳng nằm trong mặt phẳng
:x y z 3 0 đồng thời đi qua điểm M1;2;0
và cắt đường thẳng
:
Một vectơ chỉ phương của là
A ur1;1; 2 . B ur 1;0; 1 . C ur 1; 1; 2. D ur 1; 2;1 .
Hướng dẫn giải Chọn A
Cách 1:
Gọi A2 2 ; 2 t t; 3 �t d là giao điểm của và d.
1 2 ; ; 3
MA t t t
uuur
, VTPT của là nr 1;1;1.
Ta có: � �MA nuuurr �MA nuuur r 0�1 2 t t 3 t 0�t 1.
1; 1; 2 1 1; 1; 2
�uuur Vậy uuurd 1; 1; 2 .
Cách 2:
Gọi B d � .
2 2 ; 2 ; 3
B d� �B t t t .
B� � t t t �t �B
1;1; 2 d1;1; 2
Vấn đề III.11. Viết phương trình đường vuông góc chung d của hai đường thẳng chéo
nhau avà b.
Vấn đề III.12. Viết phương trình đường thẳng d vuông góc với mặt phẳng ( )P và cắt cả
hai đường a b, .
Vấn đề III.13. Viết phương trình đường thẳng dqua M , cắt và vuông góc với đường
thẳng a cho trước.
Vấn đề III.14. Viết phương trình đường thẳng d chứa điểm A, vuông góc với đường
thẳng b và cách điểm M một khoảng h >0.
Vấn đề III.15.
BÀI 4: PHƯƠNG TRÌNH MẶT CẦU.
Vấn đề IV.1. Viết phương trình ngoại tiếp tứ diện ABCD.
Trang 10Câu 8: Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho ba điểm A1;3; 1 , B 2;1;1 , C 4;1;7 Tính
bán kính R của mặt cầu đi qua bốn điểm O A B C, , , .
A
83 2
R
77 2
R
115 2
R
9 2
R
Hướng dẫn giải Chọn A.
Phương trình mặt cầu có dạng: x2y2z22ax2by2cz d 0 điều kiện
a b c d .
Theo bài ra ta có hệ
3 2
5
2
7
0
a
a b c d
c d
d
�
�
�
2
R a b c d
Vấn đề IV.2. Viết phương trình mặt cầu có tâm I và tiếp xúc với mặt phẳng ( )P Tìm tọa
độ tiếp điểm.
Câu 11: Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , phương trình nào dưới dây là phương trình mặt cầu có
tâm I1; 2; 1 và tiếp xúc với mặt phẳng P :x 2y 2z 8 0?
A. 2 2 2
x y z . B. 2 2 2
x y z
C. 2 2 2
x y z D. 2 2 2
x y z
Hướng dẫn giải Chọn C.
Gọi mặt cầu cần tìm là ( )S
Ta có ( )S là mặt cầu có tâm (1;2; 1) I và bán kính R
Vì ( )S tiếp xúc với mặt phẳng ( ): 2 2 8 0 P x y nên ta cóz
1 2.2 2.( 1) 8
1 ( 2) ( 2)
. Vậy phương trình mặt cầu cần tìm là 2 2 2
x y z .
Câu 12: Viết phương trình mặt cầu có tâm I1; 2; 3 và tiếp xúc với mặt phẳng P : 2x y 2z 1 0
A 2 2 2
x y z . B 2 2 2
x y z .
C 2 2 2
Hướng dẫn giải Chọn C
Khoảng cách từ từ I đến P
là
2 2 2
2 1 2 2.3 1
. Phương trình mặt cầu 2 2 2