Khoảng cách từ điểm đến đường thẳng Câu 1.. Tính khoảng cách d từ điểm M1 đến đường thẳng .. Khoảng cách từ O đến đường thẳng là độ dài đoạn OH... Tính khoảng cách d từ trung điểm I c
Trang 1KHOẢNG CÁCH – GÓC – HÌNH CHIẾU
Dạng 113 Khoảng cách từ điểm đến đường thẳng
Câu 1 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm M1(2; 3; 1) và đường thẳng
1
:
−
−
y
Tính khoảng cách d từ điểm M1 đến đường thẳng
3
=
3
=
3
=
3
=
Lời giải tham khảo
Đường thẳng qua M0(−2; 1; 2− ) và có VTCP a=(1; 2; 2− ) M M0 1 =(4; 2; 2)
Ta có: M M a0 1; = − ( 8; 10; 6)
( )
2 2 2
0 1
; ( 8) 10 6 10 2
;
3
1 2 ( 2)
+ + −
a M M
d M
:
2 2 1
+ −
= =
−
z
Tính khoảng cách d từ gốc tọa độ O(0; 0; 0) đến đường thẳng ( )d
Lời giải tham khảo
Lập PT mp đi qua O(0; 0; 0) vuông góc ( )d và cắt ( )d tại H
Khoảng cách từ O đến đường thẳng là độ dài đoạn OH
Trang 2Câu 3 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai điểm A(2; 0; 0), B(0; 0; 8) và điểm
C sao cho AC=(0; 6; 0) Tính khoảng cách d từ trung điểm I của BC đến đường thẳng
OA
Lời giải tham khảo
Từ AB=(0; 0; 6) và A(2; 0; 0) suy ra C(2; 6; 0) , do đó I(3; 1; 4)
Phương trình mặt phẳng ( )P đi qua I và vuông góc với OA là: x− =1 0
Tọa độ giao điểm của ( )P với OA là K=(1; 0; 0)
Khoảng cách từ I đến OA là IK=5
Câu 4 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm M(1; 0; 5) và hai mặt phẳng
( )P : 2 –x y+3z+ =1 0,(Q x y z) : + – + =5 0 Tính khoảng cách d từ M đến giao tuyến của hai mặt phẳng ( )P và ( )Q
7
=
19
=
19
=
19
=
Lời giải tham khảo
Gọi Giao tuyến là đường thẳng ( )t VTCP của ( )t là tích có hướng của hai vectơ pháp tuyến của ( )P và ( )Q
Giao tuyến ( )t qua A(− −2; 3; 0)
Gọi H là hình chiếu vuông góc của M lên đường thẳng ( )t
Tính = = 529
19
Trang 3 Dạng 114 Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng
Câu 5 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm M(1; 2; 3− ) và mặt phẳng
( )P :x−2y+2z+ =3 0 Tính khoảng cách d từ M đến ( )P
Lời giải tham khảo
• ( ) 1.1 2.2 2.( 3) 32 2 2
1 ( 2) 2
− + − +
+ − +
d d M P
Câu 6 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho mặt phẳng ( )P : 2x−2y− + =z 3 0 và điểm A(1; 2; 13 − ) Tính khoảng cách d từ A đến ( )P
2
=
3
=
3
=
d
Lời giải tham khảo
• ( ) 2.1 2(2 2) 13 +3
4
3 ( 2) ( 1)
− − −
+ − + −
d d A P
Câu 7 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho mặt phẳng ( )P :3x+4y− =5 0 Tính
khoảng cách d từ gốc tọa độ O đến mặt phẳng ( )P
Lời giải tham khảo
• ( ,( )) 5 1
9 16
−
+
O P
Câu 8 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm M(− −2; 4; 3) và mặt phẳng ( )P
có phương trình 2 –x y+2 3 0.z− = Tính khoảng cách d từ điểm M đến mặt phẳng ( )P
Trang 4Lời giải tham khảo
( ) 2( 2) – –( )4 2 3
3
4 1
.3 3 4
+ +
Câu 9 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , ( )1
2 3 3 + = y = −
d
( )2
2 1 1
− +x = y = z−
d ( )P : 2x+4y−4z− =3 0 Gọi A là giao điểm của ( )d1 và ( )d2
Tính khoảng cách d từ A đến mặt phẳng ( )P
3
=
6
=
6
=
3
=
d
Lời giải tham khảo
Giao điểm A của ( )d1 và ( )d2 thỏa: ( , ( ))
2 1 1
= =
= =
A P
y
y
Câu 10 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm E(2; 4; 5), mặt phẳng
( )P :x−2y+2z+ =6 0 và đường thẳng : 1 3 2
− + = = −
−
y
d Tìm tọa độ điểm M có
hành độ nhỏ hơn 2, nằm trên đường thẳng d có khoảng cách từ M tới mặt phẳng ( )P
bằng EM
A M(1; 2; 3− ) B M(1; 2; 3) C M(17; 6; 11) D M(−17; 6; 11− )
Lời giải tham khảo
Đặt điểm M(− +1 2 ; 3t −t; 2+t) Tìm t từ phương trình d M( ,(P) =) EM
Câu 11 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho mặt phẳng ( )P : 2x y− −3z+ =1 0
và điểm A(1; 2; 3 − − ) Tính khoảng cách d từ A đến ( )P
Lời giải tham khảo
Mặt phẳng ( )P : 2x y− −3z+ =1 0 và điểm A(1; 2; 3 − − )
Trang 5Khoảng cách d từ A đến ( )P : 2 2 9 1 14.
14
+ + +
d
Câu 12 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho mặt phẳng ( )P : 2x y− +5z+ =4 0 và điểm A(2; 1; 3− ) Tính khoảng cách d từ A đến ( )P
13
=
14
=
14
=
11
=
Khoảng cách d từ A đến ( )P : 2 2 9 1 14
14
+ + +
d
Câu 13 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm A(3 ; 1 ; 2− ) và mặt phẳng
( )P : 4x y− +3z+ =2 0 Tính khoảng cách d từ A đến ( )P
A 26 21
21
=
d B 21 26
26
=
d C d= 26 D d= 21
Lời giải tham khảo
( )
( )2
4.3 1 3.2 2 21 21 26
26 26
4 1 3
− − + +
+ − +
d A P
Dạng 115 Khoảng cách giữa hai mặt phẳng
Câu 14 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai mặt phẳng song song
( ) : x+y z– + =5 0 và ( ) : 2x+2 – 2y z+ =3 0 Tính khoảng cách d giữa hai mặt
phẳng ( ) và ( ) ?
6
=
6
=
6
=
d D d=2 2
Lời giải tham khảo
Chọn M(0; 0; 5 ) mp( ) Tính được: d(( ); ( ) ) (=d M; ( ) )
Trang 6Câu 15 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai mặt phẳng
( )P :2x+3y+6z−18=0, ( )Q : 2x+3y+6z+10=0 Tính khoảng cách d giữa hai mặt
phẳng ( )P và ( )Q
Lời giải tham khảo
Lấy A(9; 0; 0 ) ( )P
( ) ( ) 2.9 3.0 6.0 102 2 2
( ); ( ) ; ( ) 4
2 3 6
+ + +
+ +
Câu 16 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai mặt phẳng ( )P : 2x+2y− −z 11 0=
và ( )Q :2x+2y z− + =4 0 Tính khoảng cách d giữa hai mặt phẳng ( )P và ( )Q
Lấy A(−2; 0; 0) ( ) Q
(( ); ( )) ( ; (P)) 2.( 2) 3.0 6.0 112 2 2 5
2 2 1
− + + −
+ +
Trang 7 Dạng 116 Bài toán về góc
Câu 17 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho ba điểm A(1; 0; 0 ,) (B 0; 1; 0 ,)
(0; 0; 1 ,) (−2; 1 1;− )
C D Tính góc giữa hai đường thẳng AB và CD
A 45 0 B 60 0 C 90 0 D 0
135
Lời giải tham khảo
cos , cos ,
2
, 45
AB CD =
Câu 18 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho bốn điểm A(3; 2; 6 ,) (B 3; 1, 0 ,− )
(0, 7, 0 ,− ) (−2,1; 1 − )
C D Gọi ( )d là đường thẳng đi qua hai điểm A,D và là góc giữa
( )d và (ABC) Tính sin
2
=
8
=
5
=
2
=
sin
Lời giải tham khảo
(0; 3; 6); ( 3; 6; 3)
1 , ( ) : , (5, 2,1)
9
= = −
Vtpt mp ABC n BA BC
Ta có a= AD= − − −( 5; 1; 7) là vtcp của đường thẳng AD
- Gọi là góc giữa đường thẳng AD và mp(ABC), 00 900
Khi đó: . 25 2 7 10
5
75 30
− + −
= a n = =
a n
Câu 19 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho mặt phẳng ( )P :x+2y− + =z 5 0 và đường thẳng ( ) 3 1 3
+ + = y = −
d Tính góc giữa đường thẳng ( )d và mặt phẳng
( )P
Trang 8A o
45
=
30
=
60
=
120
=
Lời giải tham khảo
Gọi vectơ pháp tuyến và vectơ chỉ phương của ( )P và ( )d lần lượt là , n u Góc giữa ( )d và
( )P được tính theo công thức cos .
= n u
n u
Trang 9 Dạng 117 Bài toán về hình chiếu
Câu 20 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm A(1; 1; 1) và đường thẳng
6 4 2 1
:
2
= −
= − −
= − +
d Tìm tọa độ hình chiếu H của điểm A lên đường thẳng d
A (2; 3; 1 − − ) B (2;3;1 ) C (2; 3;1 − ) D (−2;3;1 )
Lời giải tham khảo
Gọi H là hình chiếu của A lên d H(6 4 ; 2− t − − − +t; 1 2t)
(5 4 ; 3 ; 2 2 ;) ( 4; 1; 2)
= − − − − + d = − −
0 4(5 4 ) 1( 3 ) 2( 2 2 ) 0
⊥ d = − − + − − − + − + =
AH d AH u t t t =t 1 H(2; 3; 1)−
Câu 21 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm A(3; 2; 5− )và đường thẳng
( ): 5 28 4
= − +
= −
=
z t
d Tìm tọa độ hình chiếu vuông góc H của điểm A lên đường thẳng
( )d
A (4; 1; 3− ) B (−4; 1; 3− ) C (4; 1; 3− − ) D (− − −4; 1; 3)
Lời giải tham khảo
Giải hệ gồm PT đường thẳng ( )d và PT mp ( )P Ta được tọa độ hình chiếu
Câu 22 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho đường thẳng
1 2 3
:
= +
=
= −
y
và điểm
(−1; 2; 1 − )
A Tìm tọa độ hình chiếu I của điểm A lên
A I(3; 1; 2 ) B I(2; 2; 2 ) C I(1; 2; 1 ) D I(4; 2; 1 )
Trang 10Lời giải tham khảo
Gọi I(1+t; 2; 3−t) Tìm t từ phương trình AI u =0, với u là véc tơ chỉ phương của
Câu 23 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai điểm A(1; 2; 0 ;− ) (B 4; 1; 1) Tính
độ dài đường cao OH của tam giác OAB
19
=
19
=
86
=
2
=
Lời giải tham khảo
Ta có: AB(3; 3;1) PTĐT AB là : 1 32 3 (1 3 ; 2 3 ; ) (1 3 ; 2 3 ; )
= +
= − + + − + + − +
=
z t
19
28 29 3 86
19 19 19 19
(2,1, 1 − )
C Tính độ dài đường cao h từ A đến BC
50
=
33
=
Lời giải tham khảo
Phương trình tham số BC :
2 2 1
1 5
= +
= −
= − −
Gọi M là hình chiếu vuông góc của A lên BC Nên
M BC và d(A BC; )=AM; AM⊥BCAM BC =0
Câu 25 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm M(2; 7; 9− ) và mặt phẳng
( )P :x+2y−3z− =1 0 Tìm tọa độ hình chiếu H của điểm M trên ( )P
A H(2; 2; 1 ) B H(1; 0; 0 ) C H(−1; 1; 0 ) D H(4; 0; 1 )
Lời giải tham khảo
Trang 11Phương trình đường thẳng d đi qua M và vuông góc với mặt phẳng ( )P là
2 : 7 2
9 3
= +
= +
= − −
Toạ độ hình chiếu vuông góc của M trên mặt phẳng ( )P là nghiệm hệ
( )
z
2 3 1 0
1 2
1 4; 0; 1
7 2
0
9 3
+ − − =
= −
= +
= − −
x
z
Câu 26 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm A(1; 2; 3− ) và mặt phẳng
( )P : 2x+2y− + =z 9 0 Tìm tọa độ điểm A’ đối xứng với A qua mặt phẳng ( )P
A A − −( 7; 6; 1) B A − −( 6; 7; 1)
C A(7; 6; 1− ) D A(6; 7; 1− )
Lời giải tham khảo
Tìm tọa độ hình chiếu vuông gócH của A lên mặt phẳng ( )P
Điểm H là trung điểm của AA
Câu 27 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho điểm A(2; 1; 1− − ) và mặt phẳng
( )P : 16x−12y−15z− =4 0 Gọi H là hình chiếu vuông góc của A(2; 1; 1− − ) lên mặt
phẳng ( )P Tính độ dài đoạn AH
25
=
5
=
25
=
5
=
Lời giải tham khảo
( ) 16.2 ( 12)( 1) ( 15)( 1) 42 2 2 11
,( )
5
16 12 15
+ − − + − − −
+ +
Câu 28 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho bốn điểm A(2; 3; 1 ,) (B 1; 1; 1 ,− )
(2; 1; 0)
C và D(0; 1; 2) Tìm tọa độ chân đường cao H của tứ diện ABCD xuất phát từ
đỉnh A
Trang 12A H(2; 1; 0) B H(1; 2; 1) C H(1; 1; 2) D H(2; 1; 1)
Lời giải tham khảo
Viết phương trình mặt phẳng (BCD) và đường thẳng AH từ đó tìm được giao điểm H
Câu 29 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho mặt phẳng ( )P : 2x− + + =y z 1 0 và
hai điểm A(−1; 3; 2 ,) (B −9; 4; 9) Tìm tọa độ điểm M trên ( )P sao cho (MA+MB) đạt
giá trị nhỏ nhất
A M(−1; 2; 3− ) B M(1; 2; 3− ) C M(−1; 2; 3− ) D M(−1; 2; 3)
Lời giải tham khảo
Ta có A B, nằm cùng phía đối với mặt phẳng ( )P
Gọi A’ là điểm đối xứng của A qua ( )P , ta có: MA’ =MA
Do đó MA+MB= MA'+MBA B' min(MA+MB)=A B' khi M là giao điểm của A B’ và
( )P
+ Tìm được A’ 3; 1; 0 ( ) Phương trình đường thẳng
3 12
1 3 9 :
= −
= +
=
z t
A B
+ M(−1; 2; 3)
Câu 30 Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz , cho hai đường thẳng 1:
1 = 1y = 2
d và
2
:
2 1 1
+ = = −
−
y
d Tìm tọa độ điểm Md1và Nd2 sao cho đoạn thẳng MN ngắn
nhất
A 3 ; 3 ; 6 , 69; 17 18;
35 35 35 35 35 35
M N B 3 ; 3 ; 6 , 69; 17 18;
35 35 35 35 35 35
C 3 ; 3 ; 6 , 69 17 18; ;
35 35 35 35 35 35
M N D 3 3 6; ; , 69; 17 18;
5 5 5 5 5 5
Lời giải tham khảo
Trang 13( )
1 ; ; 2
M d M t t t và Nd2 N(− −1 2 '; '; 1t t +t')
MN ngắn nhất MN là đoạn vuông góc chung của d1và d2
3
6 ' 3 35
6 ' 1 17
' 35
=
− =
t
t t
t t
t
3 ; 3 ; 6 , 69; 17 18;
35 35 35 35 35 35
ĐÁP ÁN KHOẢNG CÁCH – GÓC – HÌNH CHIẾU