Bác An cần thiết kế một nhà vườn ngoài trời để trồng hoa. Bác đã thiết kế và vẽ mô hình nhà vườn trong hệ trục toạ độ A x y z như hình vẽ, với các cột nhà là các đoạn thẳng A A ′ , B B ′ ,
32/54
Bác An cần thiết kế một nhà vườn ngoài trời để trồng hoa. Bác đã thiết kế và vẽ mô hình nhà vườn trong hệ trục toạ độ \[Axyz\] như hình vẽ, với các cột nhà là các đoạn thẳng \[AA',\,BB',\,CC'\] và \[DD'\]. Phần mái là tứ giác \(A'B'C'D'\) và hình vuông \(ABCD\) nằm trên mặt đất. Biết độ dài các đoạn thẳng \(AB = 25\,{\rm{m}},AA' = BB' = 4\,{\rm{m}}\) và \(CC' = DD' = 3\,{\rm{m}}\).
(a) Toạ độ điểm \(A'\left( {0;\,0;\,4} \right)\).
(b) Đường thẳng \(A'D'\) có phương trình tham số là \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 25t}\\{y = 0\,\,\,\,\,\,}\\{z = 4 - t}\end{array}\,\,\,\begin{array}{*{20}{c}}{}\\{,t \in \mathbb{R}}\\{}\end{array}} \right.\].
(c) Bác An đặt một camera ở vị trí \(E\) trên cột \(AA'\) và cách mặt đất \(7\,{\rm{m}}\). Một vật ở vị trí \(M\left( {a;\,b;\,c} \right)\) thoả mãn \(MA = MB = MC = MD = \sqrt {\frac{{697}}{2}} \) thì cách camera \(\frac{{\sqrt {1266} }}{2}{\rm{m}}\).
(d) Gọi \(\alpha \) là góc hợp bởi đường thẳng \(A'D'\) và mặt đất. Khi đó \(\cos \alpha = \frac{1}{{\sqrt {626} }}\,\).
a) Đúng. Ta có \[AA' = 4\,{\rm{m}}\] nên toạ độ \(A'\left( {0;\,0;\,4} \right)\).
b) Đúng. Toạ độ điểm \(D'\left( {25;\,0;\,3} \right)\) nên vectơ chỉ phương \[{\overrightarrow u _{A'D'}} = \overrightarrow {A'D'} = \left( {25;\,0;\, - 1} \right)\].
Phương trình đường thẳng \(A'D'\) có vectơ chỉ phương \[{\overrightarrow u _{A'D'}} = \left( {25;\,0;\, - 1} \right)\] và đi qua điểm \(A'\left( {0;\,0;\,4} \right)\)là \[\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x = 25t}\\{y = 0\,\,\,\,\,\,}\\{z = 4 - t}\end{array}\,\,\,\begin{array}{*{20}{c}}{}\\{,t \in \mathbb{R}}\\{}\end{array}} \right.\].
c) Sai. Điểm \[E\]nằm trên cột \(AA'\) và cách mặt đất 7 m suy ra toạ độ \(E\left( {0;\,0;\,7} \right)\).
Gọi \[I\]là giao điểm của \[AC\]và \[\;BD\]. Do \(ABCD\) là hình vuông có cạnh \(AB = 25\,{\rm{m}}\) nên điểm \[I\]có toạ độ \(I\left( {\frac{{25}}{2};\frac{{25}}{2};0} \right)\) mà \(MA = MB = MC = MD\), do đó \(I\) là hình chiếu của \(M\) lên mặt phẳng \(\left( {ABCD} \right)\). Suy ra \(M\left( {\frac{{25}}{2};\frac{{25}}{2};c} \right)\) mà \(MA = \sqrt {\frac{{697}}{2}} \Leftrightarrow {\left( {\frac{{25}}{2}} \right)^2} + {\left( {\frac{{25}}{2}} \right)^2} + {c^2} = \frac{{697}}{2} \Leftrightarrow c = 6\)
\( \Rightarrow M\left( {\frac{{25}}{2};\frac{{25}}{2};6} \right)\) \( \Rightarrow ME = 17,706\).
d) Sai. Ta có \[\overrightarrow {A'D'} = \left( {25;\,0;\, - 1} \right)\] và vectơ pháp tuyến của mặt đất là \({\overrightarrow n _{\left( {Oxy} \right)}} = \left( {0;\,0;\,1} \right)\) do đó góc hợp với đường thẳng \(A'D'\) và mặt đất là \(\sin \alpha = \frac{{\left| {25.0 + 0.0 + ( - 1).1} \right|}}{{\sqrt {{{25}^2} + {{( - 1)}^2}} .\sqrt {{1^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt {626} }}.\)