rong không gian O x y z , cho mặt phẳng ( P ) : 3 x + 4 y + 5 z + 2 = 0 và đường thẳng d là giao tuyến của hai mặt phẳng ( α ) : x − 2 y + 1 = 0 và ( β ) : x − 2 y − 3 z = 0 . Hãy tín

16/20

III. Vận dụng

Trong không gian \[Oxyz\], cho mặt phẳng \[\left( P \right):3x + 4y + 5z + 2 = 0\] và đường thẳng \[d\] là giao tuyến của hai mặt phẳng \[\left( \alpha \right):x - 2y + 1 = 0\] và \[\left( \beta \right):x - 2y - 3z = 0\]. Hãy tính số đo góc \[\alpha \] giữa \[d\] và \[\left( P \right)\].

\[60^\circ.\]

\[90^\circ.\]

\[45^\circ.\]

\[30^\circ.\]

Giải thích

Đáp án đúng là: B

Vì \[d\] là giao tuyến của hai mặt phẳng \[\left( \alpha \right)\] và \[\left( \beta \right)\] nên \[{\overrightarrow u _d} = \left[ {{{\overrightarrow n }_{\left( \alpha \right)}},{{\overrightarrow n }_{\left( \beta \right)}}} \right]\].

Ta có: \[{\overrightarrow n _{\left( \alpha \right)}} = \left( {1; - 2;0} \right),{\overrightarrow n _{\left( \beta \right)}} = \left( {1; - 2; - 3} \right)\]

Suy ra \[{\overrightarrow u _d} = \left[ {{{\overrightarrow n }_{\left( \alpha \right)}},{{\overrightarrow n }_{\left( \beta \right)}}} \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 2}&0\\{ - 2}&{ - 3}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}0&1\\{ - 3}&{ - 2}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}1&{ - 2}\\{ - 2}&{ - 2}\end{array}} \right|} \right) = \left( {6;3; - 6} \right) = 3\left( {2;1; - 2} \right).\]

Lấy \[{\overrightarrow u _d} = \left( {2;1; - 2} \right)\], \[{\overrightarrow n _{\left( P \right)}} = \left( {3;4;5} \right)\].

Ta có: \[\sin \left( {d,\left( P \right)} \right) = \cos \left| {{{\overrightarrow u }_d},{{\overrightarrow n }_{\left( P \right)}}} \right| = \frac{{\left| {2.3 + 1.4 + \left( { - 2} \right).5} \right|}}{{\sqrt {{2^2} + {1^2} + {{\left( { - 2} \right)}^2}} .\sqrt {{3^2} + {4^2} + {5^2}} }} = 0.\]

Vậy số đo góc \[\alpha \] giữa \[d\] và \[\left( P \right)\] là \[90^\circ .\]