Thứ sáu, 22/11/2024
IMG-LOGO
Trang chủ Lớp 12 Toán Chuyên đề Toán 12 Bài 3: Phương trình đường thẳng có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 3: Phương trình đường thẳng có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 3 Dạng 1: Xác định vectơ pháp tuyến và viết phương trình mặt phẳng có đáp án

  • 1536 lượt thi

  • 40 câu hỏi

  • 60 phút

Danh sách câu hỏi

Câu 1:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, vectơ nào là một vectơ chỉ phương của đường thẳng có phương trình x13=3y2=3z1 ?

Xem đáp án

Ta có x13=3y2=3z1x19=y2=z33 .

Vậy một vectơ chỉ phương của đường thẳng là a=9;2;3 .

Chọn B.


Câu 2:

Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng vuông góc với mặt phẳng α  có phương trình x+2z+3=0 . Một vectơ chỉ phương của là:

Xem đáp án

vuông góc với mặt phẳng α  nên vectơ chỉ phương của là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng α .

Chọn A.


Câu 3:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho OA=2i+3j5k; OB=2j4k . Tìm một vectơ chỉ phương của đường thẳng AB.

Xem đáp án

Ta có OA=2i+3j5kA2;3;5 ;

OB=2j4kB0;2;4

Suy ra AB=2;5;1 .

Suy ra đường thẳng AB có một vectơ chỉ phương là u2;5;1 .

Chọn A.


Câu 4:

Trong không gian Oxyz, phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua điểm M(2,-1,3) và có vectơ chỉ phương u1;2;4  là

Xem đáp án

Phương trình chính tắc của đường thẳng đi qua điểm M2;1;3  và có vectơ chỉ phương u1;2;4  là x21=y+12=z34 .

Chọn D.


Câu 5:

Trong không gian Oxyz, cho điểm A(1,2,3) và mặt phẳng (P) có phương trình 3x4y+7z+2=0 .

Đường thẳng đi qua A và vuông góc với mặt phẳng P  có phương trình là

Xem đáp án

Gọi uΔ  là vectơ chỉ phương của đường thẳng Δ  thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Ta có vectơ pháp tuyến của mặt phẳng P : nP=3;4;7 .

ΔPAΔuΔ=nP=3;4;7A1;2;3Δ  nên phương trình tham số của x=1+3ty=24tz=3+7t t .

Chọn B.


Câu 6:

Cho điểm A(1,2,3) và hai mặt phẳng P:2x+2y+z+1=0, Q:2xy+2z1=0 .

Phương trình đường thẳng d đi qua A song song với cả (P) và (Q) 

Xem đáp án

Mặt phẳng P  có một vectơ pháp tuyến là nP=2;2;1 .

Mặt phẳng (Q) có một vectơ pháp tuyến là nQ=2;1;2

Đường thẳng d có một vectơ chỉ phương là ud .

Do đường thẳng d song song với (P) và (Q) nên

udnPudnQud=nP,nQ=5;2;6

Suy ra đường thẳng d đi qua A1;2;3  và có vectơ chỉ phương ud=5;2;6 .

Phương trình chính tắc của d x15=y22=z36 .

Chọn D.


Câu 7:

Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC với A1;4;1, B2;4;3, C2;2;1 . Phương trình tham số của đường thẳng đi qua điểm A và song song với BC 

Xem đáp án

Gọi là đường thẳng đi qua điểm A và song song với BC.

Ta có: BC=0;2;4 .

Do  song song với BC nên một vectơ chỉ phương của uΔ=0;1;2 .

Vậy phương trình tham số của đường thẳng  là x=1y=4+tz=1+2t .

Chọn A.


Câu 8:

Đường thẳng là giao tuyến của hai mặt phẳng x+z-5=0 và x-2y-z+3=0 thì có phương trình là

Xem đáp án

Mặt phẳng (P) có vectơ pháp tuyến là n1=1;0;1 .

Mặt phẳng (Q) có vectơ pháp tuyến là n2=1;2;1 .

Ta có n1,n2=2;2;2 .

Gọi u  là một vectơ chỉ phương của thì un1  un2 .

Suy ra u  cùng phương với n1,n2 . Chọn u=1;1;1

Lấy M2;1;3  thuộc mặt phẳng (P) và (Q).

Đường thẳng đi qua M2;1;3  có một vectơ chỉ phương u=1;1;1 .

Vậy phương trình là: x21=y11=z31 .

Chọn C.


Câu 9:

Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC có A(2,1,-1), B(-2,3,1) và C(0,-1,3). Gọi d là đường thẳng đi qua tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC và vuông góc với mặt phẳng ABC . Phương trình đường thẳng d 

Xem đáp án

Ta có AB=4;2;2AB=16+4+4=26 .

AC=2;2;4AC=4+4+16=26

BC=2;4;2BC=4+16+4=26

Vậy tam giác ABC đều nên tâm đường tròn ngoại tiếp là trọng tâm G0;1;1 .Ta có AB,AC=12;12;12=121;1;1 .

Đường thẳng d đi qua G0;1;1  và có vectơ chỉ phương cùng phương với AB,AC , do đó chọn u=1;1;1 .

Phương trình đường thẳng d x=ty=1+tz=1+t .

Với t=1 , ta có điểm A1;0;0d .

Vậy đường thẳng d đi qua A1;0;0  và có vectơ chỉ phương u=1;1;1 .

Chọn B.


Câu 10:

Trong không gian Oxyz, cho hai M(1,2,3), N(3,4,5) và mặt phẳng P:x+2y+3z14=0 . Gọi là đường thẳng thay đổi nằm trong mặt phẳng (P), các điểm H,K lần lượt là hình chiếu vuông góc của M,N trên . Biết rằng khi MH=NK  thì trung điểm của HK luôn thuộc một đường thẳng d cố định, phương trình của đường thẳng d 

Xem đáp án

Gọi I là trung điểm của HK.

Do MH=NK  nên ΔHMI=ΔKNIIM=IN . Khi đó I thuộc mặt phẳng Q  là mặt phẳng trung trực của đoạn MN.

Ta có Q  đi qua trung điểm của MN là điểm J2;3;4  và nhận n=12MN=1;1;1  làm vectơ pháp tuyến nên có phương trình là Q:x+y+z9=0 .

IAP . Suy ra Id=PQ:x+y+z9=0x+2y+3z14=0

Tìm được 0;13;4d  và vectơ chỉ phương của d 1;2;1 .

Vậy d:x=ty=132tz=4+t .

Chọn A.


Câu 11:

Trong không gian Oxyz. Cho điểm E(1,1,1), mặt cầu S:x2+y2+z2=4  và mặt phẳng P:x3y+5z3=0 . Gọi là đường thẳng đi qua E, nằm trong P  và cắt S  tại hai điểm A,B  sao cho ΔOAB  là tam giác đều. Phương trình tham số của

Xem đáp án

Media VietJack

Gọi u=a;b;c  là một vectơ chỉ phương của với a2+b2+c2>0 .

Ta có nP=1;3;5 .

ΔP  nên unPu.nP=0a3b+5c=0a=3b5c .(1)

Mặt cầu S  có tâm O0;0;0  và bán kính R=2 .

Gọi H là hình chiếu vuông góc của O trên AB

Ta có ΔOAB  là tam giác đều cạnh R nên OH=R32=3 .

Suy ra khoảng cách từ O đến đường thẳng bằng OH=3 .

Khi đó u,OEu=3

ab2+bc2+ca2=3a2+b2+c2

a+b+c2=0a+b+c=0(2)

Thay (1) vào (2) ta được:

3b5c+b+c=0b=ca=2c

Thay c=1  thì b=1  a=2 .

Ta được một vectơ chỉ phương của là u=2;1;1

Vậy phương trình của đường thẳng x=1+2ty=1tz=1t .

Chọn C.


Câu 12:

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (P): x+y-z-1=0 và đường thẳng d:x42=y+22=z+11 . Phương trình đường thẳng d' là hình chiếu vuông góc của d trên mặt phẳng (P) 

Xem đáp án

Đường thẳng d  có phương trình tham số là x=42ty=2+2tz=1+t t .

Lấy điểm M=dPM42t;2+2t;1+td . Thay đổi tọa độ điểm M vào phương trình mặt phẳng P  ta được:42t2+2t+1t=0t=2 .

Suy ra M0;2;1 .

Do đó dP=M0;2;1 .

Lấy A4;2;1d . Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên mặt phẳng P .

Đường thẳng AH đi qua A4;2;1  và nhận nP=1;1;1  làm vectơ chỉ phương nên AH có phương trình là x=4+t1y=2+t1z=1t1 t1 .

Suy ra H4+t1;2+t1;1t1 .

Thay tọa độ H vào phương trình mặt phẳng (P) được

4+t12+t1+1+t11=0t1=23H103;83;13

MH là hình chiếu của d lên mặt phẳng (P),  đi qua M0;2;1  và nhận MH=103;143;43=235;7;2  là vectơ chỉ phương nên có phương trình là x5=y27=z12 .

Chọn B.


Câu 13:

Cho các đường thẳng d1:x11=y+12=z1  và đường thẳng d2:x21=y2=z+32 . Phương trình đường thẳng đi qua A1;0;2 , cắt d1  và vuông góc với d2  

Xem đáp án

Gọi I=d1Δ, I1+t,1+2t,tAI=t;2t1;t2  là một vectơ chỉ phương của .

Do ud2=1;2;2  là một vectơ chỉ phương của đường thẳng d2  Δd2 .

Suy ra AI.ud2=0t+22t1+2t2=03t6=0t=2 .

Vậy AI=2;3;4 . Phương trình đường thẳng cần tìm là x12=y3=z24 .

Chọn C.


Câu 14:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng P:3x+y2z=0  và hai đường thẳng d1:x+11=y62=z1  d2:x13=y21=z+44 .

Đường thẳng vuông góc với P  cắt cả hai đường thẳng d1  d2  có phương trình là

Xem đáp án

d1:x+11=y62=z1x=1ty=6+2tz=t, t

Md1M1t;6+2t;t

d2:x13=y21=z+44x=13t'y=2t'z=4+4t', t'Nd1N13t';2t';4+4t'MN=2+t3t';42tt';4t+4t'

P:3x+y2z=0 có vectơ pháp tuyến n3;1;2 .

Đường thẳng d  vuông góc với P  cắt cả hai đường thẳng d1  tại M và cắt d2  tại N suy ra 

MN=kn2+t3t'=3k42tt'=k4t+4t'=2kt=2t'=1k=1

t=2M1;2;2

Do dP  nên ud=nP .

Phương trình đường thẳng d x=1+3sy=2+sz=22s; s .

Chọn s=1A2;1;0dd:x+23=y11=z2 .

Chọn A.


Câu 15:

Viết phương trình đường thẳng d qua A(1,2,3) cắt đường thẳng d1:x2=y1=z21  và song song với mặt phẳng P:x+yz2=0 .

Xem đáp án

Do dd1=BB2m;m;m+2AB=2m1;m2;m1 .

d song song với mặt phẳng P  nên

AB.nP=012m1+1.m2m1=0m=1AB=1;1;0

Vậy phương trình đường thẳng x=1+ty=2tz=3 .

Chọn C.


Câu 16:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (P):2x-y+z-10=0, điểm A(1,3,2) và đường thẳng d:x+22=y11=z11 .

Tìm phương trình đường thẳng cắt P  và d lần lượt tại M và N sao cho A là trung điểm của MN.

Xem đáp án

Ta có N=ΔdN2+2t;1+t;1t .

A là trung điểm của MNM42t;5t;3+t.

MP  nên tọa độ M thỏa phương trình (P), ta được:

242t5t+3+t10=0t=2N6;1;3,M8;7;1

Suy ra MN=14;8;2 .

Đường thẳng đi qua hai điểm M và N nên có một vectơ chỉ phương u=12NM=7;4;1  nên có phương trình là x+67=y+14=z31.

 

Chọn A.


Câu 17:

Trong không gian tọa độ Oxyz, cho điểm A(-3,3,-3) thuộc mặt phẳng α:2x2y+z+15=0 và mặt cầu S:x22+y32+z52=100 .

Đường thẳng qua A, nằm trên mặt phẳng α  cắt S  tại M,N . Để độ dài MN lớn nhất thì phương trình đường thẳng

Xem đáp án

Mặt cầu S  có tâm I2;3;5  và bán kính R=10 .

Mặt phẳng α  có vectơ pháp tuyến n=2;2;1 .

Gọi H,K  lần lượt là hình chiếu vuông góc của I lên  và mặt phẳng α .

IKα nên phương trình đường thẳng IK đi qua I và vuông góc với mặt phẳng α  x=2+2ty=32tz=5+t .

Tọa độ điểm K là nghiệm hệ phương trình x=2+2ty=32tz=5+t2x2y+z+15=0K2;7;3 .

Δα  nên IHIK . Do đó IH nhỏ nhất khi H trùng với K.

Để MN lớn nhất thì IH   phải nhỏ nhất.

Khi đó đường thẳng cần tìm đi qua A và K. Ta có AK=1;4;6 .

Đường thẳng có phương trình là: x+31=y34=z+36 .

Chọn A.


Câu 18:

Trong không gian Oxyz, cho tam giác ABC có A(2,3,3), phương trình đường trung tuyến kẻ từ B d:x31=y32=z21 , phương trình đường phân giác trong của góc C Δ:x22=y41=z21 .

Đường thẳng AB có một vectơ chỉ phương là

Xem đáp án

Ta có phương trình tham số của là: x=2+2ty=4tz=2tC2+2t;4t;2t .

Gọi M là trung điểm của AC nên M=2+t;7t2;5t2 .

Md  nên 2+t31=7t232=5t221t11=1t4=1t2t=1 .

Suy ra C4;3;1 .

Phương trình mặt phẳng P  đi qua A và vuông góc với là: 2xyz+2=0 .

Gọi H là giao điểm của P  H2;4;2 .

Gọi A' là điểm đối xứng với A qua đường phân giác , suy ra H là trung điểm AA'A'2;5;1.

Do A'BC  nên đường thẳng BC có vectơ chỉ phương là CA'=2;2;0=21;1;0 .

Suy ra phương trình của đường thẳng BC x=4ty=3+tz=1 .

B=BMBCB2;5;1=A' .

Đường thẳng AB có một vectơ chỉ phương là AB=0;2;2=20;1;1 .

Chọn C.


Câu 19:

Trong không gian hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng Δ:x12=y21=z1  và hai điểm A4;2;4, B0;0;2 . Gọi d là đường thẳng song song và cách một khoảng bằng 5 , gần đường thẳng AB nhất. Đường thẳng d cắt mặt phẳng Oxy  tại điểm nào dưới đây?

Xem đáp án

Phương trình tham số của đường thẳng AB có dạng: x=4ty=2tz=2+6t .

Để đường thẳng d thỏa mãn bài toán thì ta có hình vẽ tương ứng

Media VietJack

Đoạn vuông góc chung của hai đường thẳng AB  là MN với M0;5;1,N3;1;1 .

Để d gần đường thẳng AB nhất thì d phải đi qua điểm D nằm trên đoạn MN DN=dd,Δ=5,MN=35 . Do đó MN=3DND=2;1;1 .

Vectơ chỉ phương của đường thẳng d ud=2;1;1 .

Suy ra phương trình tham số của d là x=2+2ty=1tz=1+t

Đường thẳng d cắt Oxy  tại điểm có z=1+t=0t=1x=0y=0 .

Vậy giao điểm của d Oxy  0;0;0 .

Chọn D.


Câu 20:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho bốn đường thẳng

Δ1:x21=y+21=z11; Δ2:x11=y12=z1Δ3:x1=y+21=z+11; Δ4:x51=ya3=zb1

Biết không tồn tại đường thẳng nào trong không gian mà cắt được đồng thời cả bốn đường thẳng trên. Giá trị của biểu thức T=a2b  bằng

Xem đáp án

Media VietJack

Ta có: Δ1//Δ3 .

Gọi (P) là mặt phẳng chứa Δ1  Δ3P:x+2yz+3=0 .

Gọi I=Δ2PI0;1;1 .

Gọi J=Δ4PJ2a+b+226;3b246;2a+7b86 .

IJ=2a+b+226;3b186;2a+7b146

Để thỏa mãn yêu cầu bài toán thì IJ  phải cùng phương với uΔ1=1;1;1 .

Suy ra 2a+b+226=3b186=2a+7b146a2b=2 .

Chọn A.


Câu 25:

Trong không gian Oxyz, cho E(-1,0,2) và F(2,1,-5). Phương trình đường thẳng EF 

Bắt đầu thi ngay

Bài thi liên quan


Có thể bạn quan tâm


Các bài thi hot trong chương