Trang Chủ Bài tập SGK lớp 12 Bài tập Toán 12

Bài 8, 9, 10 trang 81 Sách Hình học 12: Phương trình mặt phẳng

CHIA SẺ
 Bài 2 Phương trình mặt phẳng. Giải bài 8, 9, 10 trang 81 SGK Hình học 12. Xác định giá trị của m và n để mỗi cặp mặt phẳng sau đây là một cặp mặt phẳng song song với nhau; Tính khoảng cách từ điểm

Bài 8: Xác định giá trị của \(m\) và \(n\) để mỗi cặp mặt phẳng sau đây là một cặp mặt phẳng song song với nhau:

a) \(2x + my + 3z – 5 = 0\) và \(nx – 8y – 6z + 2 = 0\);

b) \(3x – 5y + mz – 3 = 0\) và \(2x + ny – 3z + 1 = 0\);

:

Hai mặt phẳng  \(2x + my + 3z – 5 = 0\)  và \(nx – 8y – 6z + 2 = 0\) song song với nhau khi và chỉ khi:

\(\frac{2}{n}=\frac{m}{-8}=\frac{3}{6}\neq \frac{-5}{2}\)   ⇔ \(\left\{\begin{matrix} n= -4 & \\ m=4& \end{matrix}\right.\).

b) Hai mặt phẳng \(3x – 5y + mz – 3 = 0\) và \(2x + ny – 3z + 1 = 0\)  khi và chỉ khi :

\(\frac{3}{2}=-\frac{5}{n}=\frac{m}{3}\neq -\frac{3}{1}\)  ⇔ \(\left\{\begin{matrix} n=-\frac{10}{3} & \\ m=-\frac{9}{2} & \end{matrix}\right.\).

Bài 9: Tính khoảng cách từ điểm \(A(2 ; 4 ; -3)\) lần lượt đến các mặt phẳng sau:

a) \(2x – y + 2z – 9 = 0\) ;

b) \(12x – 5z + 5 = 0\) ;

c) \(x = 0\).

a)

   \(d(A,(P))=\frac{|2.2-4+2.(-3)-9)}{\sqrt{4+1+4}}=\frac{15}{3}=5\).

b)

  \(d(A,(Q))=\frac{|12.2-5.(-3)+5)}{\sqrt{144+25}}=\frac{44}{13}.\)

c)

   \(d(A,(R)) = 2\).

Bài 10: Giải các bài toán sau đây bằng phương pháp tọa độ.

Cho hình lập phương \(ABCD.A’B’C’D’\) cạnh bằng \(1\).

a) Chứng minh rằng hai mặt phẳng \((AB’D’)\) và \((BC’D)\) song song với nhau.

b) Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng nói trên.

Giải.

Xét hệ trục tọa độ \(Oxyz\) trong không gian sao cho \(A(0 ; 0 ; 0), B(1 ; 0 ; 0), D(0 ; 1 ; 0)\),\((A'(0 ; 0 ; 1)\). Khi đó \(B'(1 ; 0 ; 1), D'(0 ; 1 ; 1), C'(1 ; 1 ; 1)\).

a) Mặt phẳng \((AB’D’)\) qua điểm \(A\) và nhận vevtơ  \(\overrightarrow{n}=\left [\overrightarrow{AB’},\overrightarrow{AD’} \right ]\)  làm vectơ pháp tuyến. Ta có \(\overrightarrow{AB’} = (1 ; 0 ; 1)\), \(\overrightarrow{AD’} = (0 ; 1 ; 1)\)  và \(\overrightarrow{n} = (-1 ; -1 ; 1)\).

Phương trình mặt phẳng \((AB’D’)\) có dạng:

                                        \(x + y – z = 0\).                (1)

Tương tự, mặt phẳng \((BC’D)\) qua điểm \(B\) nhận vectơ \(\overrightarrow{m}=\left [\overrightarrow{BD},\overrightarrow{BC’} \right ]\) làm vectơ pháp tuyến.

Ta có \(\overrightarrow{BD} = (-1 ; 1 ; 0)\), \(\overrightarrow{BC’} = (0 ; 1 ; 1)\) và \(\overrightarrow{m} = (1 ; 1 ; -1)\).

Phương trình mặt phẳng \((BC’D)\) có dạng:

                                     \( x + y – z – 1 = 0\).              (2)

So sánh hai phương trình  (1) và (2), ta thấy hai mặt phẳng \((AB’D’)\) và \((BC’D)\) song song với nhau.

Chú ý : Bài này có thể làm không cần phương pháp tọa độ như sau:

Xét hai mặt phẳng \((AB’D’)\) và \((BC’D)\), ta có \(BD // B’D’\) vì \(BB’D’D\) là hình chữ nhật, \(AD’ // BC’\) vì \(ABC’D’\) là hình chữ nhật.

Do đó mặt phẳng \((AB’D’)\) có hai đường thẳng cắt nhau \(B’D’\) và \(AD’\) lần lượt song song với hai đường thẳng cắt nhau \(BD\) và \(BC’\) của mặt phẳng \((BC’D)\). Vì vậy \((AB’D’) // (BC’D)\)

b) Vì \((AB’D’) // (BC’D)\) nên khoảng cách từ \(A\) đến mặt phẳng \((BC’D)\) chính là khoảng cách giữa hai mặt phẳng. Ta có:

             \(h=d(A,(BC’D))=\frac{|-1|}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{3}}{3}\).