Đề thi Đánh giá năng lực ĐHQG Hà Nội năm 2024 - 2025 có đáp án (Đề 5)

Cho mặt phẳng alpha: x = y - 3z - 5 =0 và hai điểm A(1;-1;2), B(-5;-1;0)

46/150

Cho mặt phẳng \((\alpha ):x + y - 3z - 5 = 0\) và hai điểm \[A\left( {1\,;\,\, - 1\,;\,2} \right),\,\,B\left( { - 5\,;\, - 1\,;\,0} \right).\] Biết \(M\left( {a\,;\,b\,;\,c} \right)\) thuộc mặt phẳng \((\alpha )\) sao cho \(MA + MB\) đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó, giá trị của biểu thức \(T = a + 2b + 3c\) bằng bao nhiêu?

0/3000 ký tự
Giải thích

Ta có \(\left( {{x_A} + {y_A} - 3{z_A} - 5} \right)\left( {{x_B} + {y_B} - 3{z_B} - 5} \right)\)\[ = \left( {1 - 1 - 3 \cdot 2 - 5} \right)\left( { - 5 - 1 - 3 \cdot 0 - 5} \right) > 0\] nên hai điểm \(A\) và \(B\) cùng nằm về một phía của mặt phẳng \((\alpha ).\)

Gọi \(H\) là hình chiếu vuông góc của \(A\) lên mặt phẳng \((\alpha ).\)

Phương trình đường thẳng \(AH:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1 + t}\\{y =  - 1 + t.}\\{z = 2 - 3t}\end{array}} \right.\)

Do đó toạ độ điểm \(H\) nghiệm của hệ phương trình \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 1 + t}\\{y =  - 1 + t}\\{z = 2 - 3t}\\{x + y - 3z - 5 = 0}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{t = 1}\\{x = 2}\\{y = 0}\\{z =  - 1}\end{array}} \right.} \right..\)

Do đó \[H\left( {2\,;\,\,0\,;\,\, - 1} \right).\]

Gọi \(A'\) đối xứng với \(A\) qua \((\alpha )\), suy ra \(A'\left( {3\,;\,\,1\,;\,\, - 4} \right).\)

Ta có \(MA + MB = MA' + MB \ge A'B\) nên \(MA + MB\) nhỏ nhất khi \(M = A'B \cap (\alpha ).\)

Phương trình đường thẳng \(A'B:\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 3 - 4t}\\{y = 1 - t}\\{z =  - 4 + 3t}\end{array}} \right..\)

Do đó toạ độ điểm \(M\) là nghiệm của hệ phương trình \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 3 - 4t}\\{y = 1 - t}\\{z =  - 4 + 3t}\\{x + y - 3z - 5 = 0}\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{t = \frac{{12}}{{11}}}\\{x =  - \frac{{15}}{{11}}}\\{y =  - \frac{1}{{11}}}\\{z =  - \frac{{20}}{{11}}}\end{array}} \right.} \right..\)

Do đó \(M\left( { - \frac{{15}}{{11}}; - \frac{1}{{11}}; - \frac{{20}}{{11}}} \right) \Rightarrow T = a + 2b + 3c =  - 7.\) Đáp án: −7.