84 bài tập Xác định tâm, bán kính của mặt cầu và lập phương trình mặt cầu (có lời giải)

Viết phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) trong mỗi trường hợp sau:

Giải thích

a) Phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) đi qua điểm \({\rm{M}}( - 3;1;4)\) và có một vectơ pháp tuyến là \(\vec n = (2; - 4;1)\) là:

\(2(x + 3) - 4(y - 1) + 1(z - 4) = 0 \Leftrightarrow 2x - 4y + z + 6 = 0.\)

b) Xét vectơ \(\vec n = \left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 3}&{ - 2}\\4&1\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 2}&1\\1&{ - 3}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}1&{ - 3}\\{ - 3}&4\end{array}} \right|} \right)\), tức là \(\vec n = (5;5; - 5)\).

Khi đó, \(\vec n\) là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \(({\rm{P}})\).

Vậy phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) là:

\(5(x - 2) + 5(y - ( - 1)) - 5(z - 5) = 0 \Leftrightarrow x + y - z + 4 = 0.\)

c) Mặt phẳng \(({\rm{Q}}):2{\rm{x}} + {\rm{y}} - {\rm{z}} - 3 = 0\) có vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow {{n_Q}}  = (2;1; - 1)\).

Vì mặt phẳng \(({\rm{P}})\) song song với mặt phẳng \(({\rm{Q}})\) nên mặt phẳng \(({\rm{P}})\) nhận \(\overrightarrow {{n_Q}}  = (2;1; - 1)\) làm một vectơ pháp tuyến. Vậy phương trình tổng quát của mặt phẳng \(({\rm{P}})\) là:

\(2(x - 4) + 1(y - 0) - 1(z + 7) = 0 \Leftrightarrow 2x + y - z - 15 = 0.\)

d) Đường thẳng \(\Delta :\frac{{x - 1}}{2} = \frac{y}{1} = \frac{{z - 6}}{5}\) có vectơ chỉ phương là \(\vec u = (2;1;5)\).

Vì \(\Delta  \bot ({\rm{P}})\) nên mặt phẳng \(({\rm{P}})\) nhận \(\vec u = (2;1;5)\) làm vectơ pháp tuyến. Vậy phương trình tổng quát của mặt phẳng \(({\rm{P}})\) là: \(2(x + 4) + 1(y - 9) + 5(z - 2) = 0 \Leftrightarrow 2x + y + 5z - 11 = 0\)