Bài tập Vận dụng kiến thức phương trình mặt phẳng vào giải quyết bài toán liên quan đến thực tế lớp 12 (có lời giải)

Trong một quảng trường, có hai bức tượng nghệ thuật được đặt cố định tại các vị trí A(1; 2; −1) và B(−2; 1; 0). Một trụ đèn chiếu sáng thông minh được lắp đặt trên một tấm kính lớn cố định, c

Giải thích

Hướng dẫn giải:

Đáp án: 0,5

Gọi I là trung điểm của AB do đó \(I\left( {\frac{{ - 1}}{2};\frac{3}{2};\frac{{ - 1}}{2}} \right)\) và (Q) là mặt phẳng trung trực của đoạn AB.

Khi đó mặt phẳng (Q) qua điểm \(I\left( {\frac{{ - 1}}{2};\frac{3}{2};\frac{{ - 1}}{2}} \right)\) và có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow {AB}  = \left( { - 3; - 1;1} \right)\) nên có phương trình là:

\( - 3 \cdot \left( {x + \frac{1}{2}} \right) - 1 \cdot \left( {y - \frac{3}{2}} \right) + 1 \cdot \left( {z + \frac{1}{2}} \right) = 0\) hay – 3x – y + z + \(\frac{1}{2}\) = 0.

Vì MA = MB  nên M thuộc mặt phẳng (Q).

Ta có hệ phương trình:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x - 2y + z + 4 = 0}\\{ - 3x - y + z + \frac{1}{2} = 0}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 2y + z =  - x - 4}\\{ - y + z = 3x - \frac{1}{2}}\end{array}} \right. \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{y = 4x + \frac{7}{2}}\\{z = 7x + 3}\end{array}} \right.\).

Do đó \(M\left( {x;4x + \frac{7}{2};7x + 3} \right)\).

Có \(MA = \frac{{\sqrt {11} }}{2} \Leftrightarrow {\left( {x - 1} \right)^2} + {\left( {4x + \frac{3}{2}} \right)^2} + {\left( {7x + 4} \right)^2} = \frac{{11}}{4}\).

\( \Leftrightarrow 66{x^2} + 66x + \frac{{66}}{4} = 0 \Leftrightarrow x = \frac{{ - 1}}{2}\).

Nên \(M\left( {\frac{{ - 1}}{2};\frac{3}{2};\frac{{ - 1}}{2}} \right)\).

Vậy a + b + c = \(\frac{1}{2}\).