23 bài tập Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng (có lời giải)
Đề thi

23 bài tập Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng (có lời giải)

A
Admin
ToánLớp 1267 lượt thi
23 câu hỏi
1. Tự luận
1 điểm

Tính khoảng cách từ điểm \(M(1;2;3)\) đến các mặt phẳng sau:

a) \((P):x + y + z + 12 = 0\);                           b) \((Q):4x + 3y + 10 = 0\).

Xem đáp án

a) \(d(M,(P)) = \frac{{|1.1 + 1.2 + 1.3 + 12|}}{{\sqrt {{1^2} + {1^2} + {1^2}} }} = \frac{{18}}{{\sqrt 3 }} = 6\sqrt 3 \);

b) \(d(M,(Q)) = \frac{{|4.1 + 3.2 + 0.3 + 10|}}{{\sqrt {{4^2} + {3^2} + {0^2}} }} = \frac{{20}}{5} = 4\).

2. Tự luận
1 điểm

Tính chiều cao của hình chóp S.ABC có toạ độ các đỉnh là \(S(5;0;1),A(1;1;1)\), \(B(2;3;4),C(5;2;3)\).

Xem đáp án

Mặt phẳng \((ABC)\) đi qua ba điểm \(A(1;1;1),B(2;3;4),C(5;2;3)\) nên có cặp vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow {AB}  = (1;2;3),\overrightarrow {AC}  = (4;1;2)\), suy ra \((ABC)\) có vectơ pháp tuyến \(\vec n = (2.2 - 3.1;3.4 - 1.2;1.1 - 2.4) = (1;10; - 7)\).

Phương trình của \((ABC)\) là: \(1(x - 1) + 10(y - 1) - 7(z - 1) = 0\) hay \(x + 10y - 7z - 4 = 0\).

Chiều cao SH cùa hình chóp S.ABC chính là khoàng cách từ điểm \(S\) đến \((ABC)\).

Ta có: \(SH = d(S,(ABC)) = \frac{{|1.5 + 10 \cdot 0 + ( - 7) \cdot 1 - 4|}}{{\sqrt {{1^2} + {{10}^2} + {{( - 7)}^2}} }} = \frac{6}{{5\sqrt 6 }} = \frac{{\sqrt 6 }}{5}\).

3. Tự luận
1 điểm

Tính khoàng cách giữa hai mặt phẳng song song \((P)\) và \((Q)\) cho bởi các phương trình sau đây: \((P):2x + y + 2z + 9 = 0{\rm{; }}\)\((Q):\)2 x+y+2 z+99=0.

Xem đáp án

Ta lấy điểm \(M(0; - 9;0)\) thuộc \((P)\). Do hai mặt phẳng \((P)\) và \((Q)\) song song nên khoảng cách giữa chúng là: \(d((P),(Q)) = d(M,(Q)) = \frac{{|2 \cdot 0 + 1 \cdot ( - 9) + 2 \cdot 0 + 99|}}{{\sqrt {{2^2} + {1^2} + {2^2}} }} = \frac{{90}}{3} = 30.\)

4. Tự luận
1 điểm

a) Tính chiều cao của hình chóp O.MNP với toạ độ các đình là \(O(0;0;0),M(2;1;2)\), \(N(3;3;3),P(4;5;6)\).

b) Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song \((R):8x + 6y + 70 = 0\) và (S): \(16x + 12y - 2 = 0\).

Xem đáp án

a) Mặt phẳng \((MNP)\) có cặp vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow {MN}  = (1;2;1)\) và \(\overrightarrow {MP}  = (2;4;4)\) nên mặt phẳng \((P)\) có vectơ pháp tuyến là \(\vec n = (2; - 1;0)\).

Phương trình mặt phẳng \((MNP)\) là \(2(x - 2) - (y - 1) = 0 \Leftrightarrow 2x - y - 3 = 0\).

Chiều cao của hình chóp O.MNP là: \(d(O,(MNP)) = \frac{{|2.0 - 0 - 3|}}{{\sqrt {{2^2} + {{( - 1)}^2}} }} = \frac{3}{{\sqrt 5 }}.\)

b) Khoảng cách giữa hai mặt phẳng \((R)\) và \((S)\) là khoảng cách từ điểm \(M\left( {0;\frac{1}{6};0} \right)\) thuộc \((S)\) đến mặt phẳng \((R)\) : \(d((R),(S)) = d(M,(R)) = \frac{{\left| {8 \cdot 0 + 6 \cdot \frac{1}{6} + 70} \right|}}{{\sqrt {{8^2} + {6^2}} }} = \frac{{71}}{{10}} = 7,1.\)

5. Tự luận
1 điểm

Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng \(a\sqrt 2 \), chiều cao bằng 2a và \(O\) là tâm của đáy. Bằng cách thiết lập hệ trục toạ độ Oxyz như Hình vẽ, tính khoảng cách từ điểm \(C\) đến mặt phẳng \((SAB)\).

Cho hình chóp tứ giác đều S.ABCD có cạnh đáy bằng a= sqrt 2, chiều cao bằng 2a (ảnh 1)
 
Xem đáp án

Dựa vào hệ trục toạ độ như hình vẽ, ta có \(O(0;0;0),S(0;0;2a)\), \(A( - a;0;0),B(0;a;0)\) và \(C(a;0;0)\).

Khi đó \((SAB)\) có phương trình là \(\frac{x}{{ - a}} + \frac{y}{a} + \frac{z}{{2a}} = 1\) hay \( - 2x + 2y + z - 2a = 0\).

Vậy \(d(C,(SAB)) = \frac{{| - 2 \cdot a - 2a|}}{{\sqrt {{{( - 2)}^2} + {2^2} + {1^2}} }} = \frac{{4a}}{3}\).

6. Tự luận
1 điểm

Tính khoảng cách từ gốc toạ độ và từ điểm \(M(1; - 2;13)\) đến mặt phẳng \((P):2x - 2y - z + 3 = 0\).

Xem đáp án

Ta có \(d(O,(P)) = \frac{{|3|}}{{\sqrt {{2^2} + {{( - 2)}^2} + {{( - 1)}^2}} }} = 1\) và \(d(M,(P)) = \frac{{|2 \cdot 1 - 2 \cdot ( - 2) - 13 + 3|}}{{\sqrt {{2^2} + {{( - 2)}^2} + {{( - 1)}^2}} }} = \frac{4}{3}\).

7. Tự luận
1 điểm

Cho mặt phẳng \((P):2x - 3y + 6z - 7 = 0\) và điểm \(M(5;2; - 3)\). Tính khoảng cách từ điểm \(M\) đến mặt phẳng \((P)\).

Xem đáp án

Khoảng cách từ điểm \(M\) đến mặt phẳng \((P)\) là: \(d(M,(P)) = \frac{{|2 \cdot 5 - 3 \cdot 2 + 6 \cdot ( - 3) - 7|}}{{\sqrt {{2^2} + {{( - 3)}^2} + {6^2}} }} = 3.\)

8. Tự luận
1 điểm

Tính khoàng cách giữa hai mă̆t phẳng song song \((P):x - 2 = 0\) và \((Q):x - 8 = 0\).

Xem đáp án

Ta thấy hai mặt phẳng \((P)\) và \((Q)\) song song nên ta lấy điểm \(M(2;0;0)\) thuộc \((P)\). Kí hiệu \(d(P),(Q))\) là khoảng cách giữa hai mặt phẳng \((P)\) và \((Q)\), ta có: \(d((P),(Q)) = d(M,(Q)) = \frac{{|2 - 8|}}{{\sqrt {{1^2} + {0^2} + {0^2}} }} = 6.\)

9. Tự luận
1 điểm

Cho hình chóp \(S \cdot ABCD\) có đáy ABCD là hình chữ nhật với \(AB = 2a,AD = 5a,SA = 3a\) và \(SA \bot (ABCD)\). Bằng cách thiết lập hệ trục toạ độ Oxyz như Hình vẽ, tính khoảng cách từ điểm \(A\) đến mặt phẳng \((SBC)\).

Cho hình chóp S.ABCD có đáy ABCD là hình chữ nhật với AB = 2a,AD = 5a,SA = 3a và SA thuộc (ABCD)\) (ảnh 1)
Xem đáp án

Theo Hình 19 , ta có \(A(0;0;0),S(0;0;3a),B(2a;0;0),D(0;5a;0)\) và \(C(2a;5a;0)\).

Ta có \(\overrightarrow {SB}  = (2a;0; - 3a),\overrightarrow {SC}  = (2a;5a; - 3a)\), suy ra \([\overrightarrow {SB} ,\overrightarrow {SC} ] = \left( {15{a^2};0;10{a^2}} \right)\).

Mặt phẳng \((SBC)\) có vectơ pháp tuyến là \(\vec n = (3;0;2)\).

Vậy mặt phẳng \((SBC)\) có phương trình là: \(3(x - 0) + 2(z - 3a) = 0 \Leftrightarrow 3x + 2z - 6a = 0.\)

Khi đó \(d(A,(SBC)) = \frac{{| - 6a|}}{{\sqrt {{3^2} + {2^2}} }} = \frac{6}{{\sqrt {13} }}a\).

10. Tự luận
1 điểm

Cho điểm \(M\left( {{x_0};{y_0};{z_0}} \right)\). Tính khoảng cách từ \(M\) đến các mặt phẳng \(x - a = 0\), \(y - b = 0,z - c = 0\).

Xem đáp án

Khoảng cách từ \(M\left( {{x_0};{y_0};{z_0}} \right)\) đến các mặt phẳng \(x - a = 0,y - b = 0,z - c = 0\) lần lượt bằng \(\left| {{x_0} - a} \right|,\left| {{y_0} - b} \right|,\left| {{z_0} - c} \right|\).

11. Tự luận
1 điểm

Cho hai mă̆t phẳng \(\left( {{P_1}} \right):x + 2y - 3z + 5 = 0\) và \(\left( {{P_2}} \right): - 4x - 8y + 12z + 3 = 0\).

a) Chứng minh rằng \(\left( {{P_1}} \right)//\left( {{P_2}} \right)\).

b) Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\).

Xem đáp án

a) Ta có \({\vec n_1} = (1;2; - 3),{\vec n_2} = ( - 4; - 8;12)\) lần lượt là vectơ pháp tuyến của các mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\). Do \({\vec n_2} =  - 4{\vec n_1},3 \ne ( - 4)\). 5 nên \(\left( {{P_1}} \right)//\left( {{P_2}} \right)\).

b) Chọn điểm \({M_0}\left( {\frac{3}{4};0;0} \right) \in \left( {{P_2}} \right)\). Suy ra khoảng cách từ điểm \({M_0}\) đến mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right)\) bằng:

\(d\left( {{M_0},\left( {{P_1}} \right)} \right) = \frac{{\left| {\frac{3}{4} + 5} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {{( - 3)}^2}} }} = \frac{{23\sqrt {14} }}{{56}}.\)

Vậy khoảng cách giữa hai mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\) bằng \(\frac{{23\sqrt {14} }}{{56}}\).

12. Tự luận
1 điểm

Cho mặt phẳng \((P):2x - 2y - z + 3 = 0\) và điểm \({M_0}(3;1; - 5)\). Tính khoảng cách từ điểm \({M_0}\) đến mặt phẳng \((P)\).

Xem đáp án

Khoảng cách từ điểm \({M_0}\) đến mặt phẳng \((P)\) là: \(d\left( {{M_0},(P)} \right) = \frac{{|2 \cdot 3 + ( - 2) \cdot 1 + ( - 1) \cdot ( - 5) + 3|}}{{\sqrt {{2^2} + {{( - 2)}^2} + {{( - 1)}^2}} }} = 4.{\rm{ }}\)

13. Tự luận
1 điểm

Cho mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right):2x - 4y - 4z + 3 = 0\) và mặt phẳng \(\left( {{P_2}} \right):x - 2y - 2z + 1 = 0\).

a) Chứng minh rằng \(\left( {{P_1}} \right)//\left( {{P_2}} \right)\).

b) Tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\).

Xem đáp án

a) Ta có \({\vec n_1} = (2; - 4; - 4),{\vec n_2} = (1; - 2; - 2)\) lần lượt là hai vectơ pháp tuyến của các mặt phẳng \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\). Do \({\vec n_1} = 2{\vec n_2},{D_1} = 3 \ne 2 = 2{D_2}\) nên \(\left( {{P_1}} \right)//\left( {{P_2}} \right)\).

b) Chọn điểm \({M_0}\left( { - \frac{3}{2};0;0} \right) \in \left( {{P_1}} \right)\). Suy ra khoảng cách từ điểm \({M_0}\) đến mặt phẳng \(\left( {{P_2}} \right)\) là:

\(d\left( {{M_0},\left( {{P_2}} \right)} \right) = \frac{{\left| { - \frac{3}{2} + 1} \right|}}{{\sqrt {{1^2} + {{( - 2)}^2} + {{( - 2)}^2}} }} = \frac{1}{6}.\)Nên khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song \(\left( {{P_1}} \right),\left( {{P_2}} \right)\) bằng \(\frac{1}{6}\).

14. Tự luận
1 điểm

Trong không gian Oxyz, tính khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt phẳng \((P):2x + 2y - z + 1 = 0\).

Xem đáp án

Ta có \({\rm{O}}(0;0;0)\). Ta có \(d(O,(P)) = \frac{{|1|}}{{\sqrt {{2^2} + {2^2} + {{( - 1)}^2}} }} = \frac{1}{3}\)

15. Tự luận
1 điểm

Trong không gian Oxyz, tính khoảng cách từ điểm \(M(1;2; - 1)\) đến mặt phẳng \((P):x + 2y - 2z + 5 = 0\).

Xem đáp án

Khoảng cách từ điểm \(M(1;2; - 1)\) đến mặt phẳng \((P)\) : \(x + 2y - 2z + 5 = 0\) là:

\({\rm{d}}(M,(P)) = \frac{{|1 + 2 \cdot 2 - 2 \cdot ( - 1) + 5|}}{{\sqrt {{1^2} + {2^2} + {{( - 2)}^2}} }} = 4.\)

16. Tự luận
1 điểm

Trong không gian Oxyz , cho hai mặt phẳng \((P):x + y + z + 2 = 0,(Q):x + y + z + 6 = 0\). Chứng minh rằng hai mặt phẳng đã cho song song với nhau và tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng đó.

Xem đáp án

\({\rm{ vì  }} \overrightarrow {{n_P}}  = \overrightarrow {{n_Q}}  = (1;1;1) {\rm{ và  }} 2 \ne 6 {\rm{ nên }} ({\rm{P}})//({\rm{Q}}){\rm{. }}\) Lấy \({\rm{M}}(0;0; - 2) \in (P)\).

Khi đó \(d(M,(Q)) = d((P),(Q)) = \frac{{| - 2 + 6|}}{{\sqrt {1 + 1 + 1} }} = \frac{4}{{\sqrt 3 }}\)

17. Tự luận
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng \((P):x + 3y + z + 2 = 0\) và \((Q):x + 3y + z + 5 = 0\).

a) Chứng minh rằng \((P)\) và \((Q)\) song song với nhau.

b) Lấy một điểm thuộc \((P)\), tính khoảng cách từ điểm đó đến \((Q)\). Từ đó tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng \((P)\) và \((Q)\).

Xem đáp án

a) Ta có \(\overrightarrow {{n_P}}  = (1;3;1),\overrightarrow {{n_Q}}  = (1;3;1)\). Vì \(\overrightarrow {{n_P}}  = \overrightarrow {{n_Q}} \) và \(2 \ne 5\). Do đó \(({\rm{P}})\) và \(({\rm{Q}})\) song song với nhau.

b) Lấy điểm \({\rm{M}}(0;0; - 2) \in ({\rm{P}})\).

Khi đó khoảng cách từ \(M\) đến mặt phẳng \((Q)\) là: \(d(M,(Q)) = \frac{{| - 2 + 5|}}{{\sqrt {1 + {3^2} + 1} }} = \frac{3}{{\sqrt {11} }}\)

Do đó \(d(M,(Q)) = d((P),(Q)) = \frac{3}{{\sqrt {11} }}\)

18. Tự luận
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng \((\alpha )\) : \(2x + 3y - 6z - 7 = 0,(\beta ):2x + 3y - 6z + 14 = 0\).

a) Tính khoảng cách từ gốc toạ độ và từ điểm \(M(1; - 2;3)\) đến \((\alpha )\).

b) Chứng minh \((\alpha )//(\beta )\) và tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng \((\alpha )\) và \((\beta )\).

Xem đáp án

a) Áp dụng công thức tính khoảng cách, ta có:

\(\begin{array}{l}d(O,(\alpha )) = \frac{{|2.0 + 3.0 - 6.0 - 7|}}{{\sqrt {{2^2} + {3^2} + {{( - 6)}^2}} }} = \frac{7}{7} = 1\\d(M,(\alpha )) = \frac{{|2.1 + 3.( - 2) - 6.3 - 7|}}{{\sqrt {{2^2} + {3^2} + {{( - 6)}^2}} }} = \frac{{29}}{7}.\end{array}\)

b) Ta có \(\frac{2}{2} = \frac{3}{3} = \frac{{ - 6}}{{ - 6}} \ne \frac{{ - 7}}{{14}}\) nên \((\alpha )//(\beta )\). Lấy điểm \(N( - 7;0;0)\) thuộc ( \(\beta \) ).

Vậy \(d((\alpha ),(\beta )) = d(N,(\alpha )) = \frac{{|2.( - 7) + 3.0 - 6.0 - 7|}}{{\sqrt {{2^2} + {3^2} + {{( - 6)}^2}} }} = \frac{{21}}{7} = 3.{\rm{ }}\)

19. Tự luận
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng (P): \(x + 3y - z = 0,(Q):x - y - 2z + 1 = 0\).

a) Chứng minh rằng hai mặt phẳng \(({\rm{P}})\) và \(({\rm{Q}})\) vuông góc với nhau.

b) Tim điểm M thuộc trục Ox và cách đều hai mặt phẳng \(({\rm{P}})\) và \(({\rm{Q}})\).

Xem đáp án

Ta có \(\overrightarrow {{n_P}}  = (1;3; - 1),\overrightarrow {{n_Q}}  = (1; - 1; - 2)\) vì \(\overrightarrow {{n_P}}  \cdot \overrightarrow {{n_Q}}  = 1 \cdot 1 + 3 \cdot ( - 1) + ( - 1) \cdot ( - 2) = 0\)

Do đó hai mặt phẳng \(({\rm{P}})\) và \(({\rm{Q}})\) vuông góc với nhau.

\(\begin{array}{l}{\rm{ b) Do M}} \in {\rm{Ox nên M}} ({\rm{a}};0;0){\rm{.  Do d}}({\rm{M}},({\rm{P}})) = {\rm{d}}({\rm{M}},({\rm{Q}})) {\rm{ nên }} \frac{{|a|}}{{\sqrt {1 + 9 + 1} }} = \frac{{|a + 1|}}{{\sqrt {1 + 1 + 4} }} \Leftrightarrow \sqrt 6 |a| = \sqrt {11} |a + 1|\\ \Leftrightarrow 6{a^2} = 11{a^2} + 22a + 11 \Leftrightarrow 5{a^2} + 22a + 11 = 0 \Leftrightarrow a = \frac{{ - 11 - \sqrt {66} }}{5}{\rm{ hay }}a = \frac{{ - 11 + \sqrt {66} }}{5}\end{array}\)Vậy có hai điểm \(M\) thỏa mãn yêu cầu là: \({M_1}\left( {\frac{{ - 11 - \sqrt {66} }}{5};0;0} \right),{M_2}\left( {\frac{{ - 11 + \sqrt {66} }}{5};0;0} \right)\)

20. Tự luận
1 điểm

Cho hình chóp S.ABC thoả mãn ASB^=BSC^=CSA^=90°. Gọi \(H\) là hình chiếu vuông góc của \(S\) trên mặt phẳng \((ABC)\). Chứng minh rằng

\(\frac{1}{{S{H^2}}} = \frac{1}{{S{A^2}}} + \frac{1}{{S{B^2}}} + \frac{1}{{S{C^2}}}{\rm{. }}\)

Xem đáp án

Đặt \(SA = a,SB = b,SC = c(a,b,c > 0)\). Vì các đường thẳng SA, SB, SC đôi một vuông góc nên có thể gắn hệ trục toạ độ Oxyz thoả mãn \(S(0;0;0),A(a;0;0)\), \(B(0;b;0),C(0;0;c)\).

Phương trình mặt phẳng \((ABC)\) là: \(\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = 1 \Leftrightarrow \frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} - 1 = 0\).

Khoảng cách từ điểm \(S\) đến mặt phẳng \((ABC)\) là: \(SH = \frac{{\left| {\frac{0}{a} + \frac{0}{b} + \frac{0}{c} - 1} \right|}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{1}{a}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{b}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{c}} \right)}^2}} }} = \frac{1}{{\sqrt {{{\left( {\frac{1}{a}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{b}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{c}} \right)}^2}} }}.\)

Suy ra \(\frac{1}{{S{H^2}}} = \frac{1}{{{a^2}}} + \frac{1}{{{b^2}}} + \frac{1}{{{c^2}}} = \frac{1}{{S{A^2}}} + \frac{1}{{S{B^2}}} + \frac{1}{{S{C^2}}}\).

21. Tự luận
1 điểm

Cho bốn điểm \(A(1;0;0),B(0;2;0),C(0;0;3)\) và \(D(1;2;3)\). Chứng minh rằng A, B, C, D không đồng phẳng.

Xem đáp án

Phương trình mặt phẳng \((ABC)\) là: \(\frac{x}{1} + \frac{y}{2} + \frac{z}{3} = 1\).

Ta có: \(\frac{1}{1} + \frac{2}{2} + \frac{3}{3} \ne 1\), suy ra điểm \(D(1;2;3)\) không thuộc mặt phẳng \((ABC)\).

Vậy A, B, C, D không đồng phẳng.

22. Tự luận
1 điểm

Cho hình hộp chữ nhật \(ABCD \cdot {A^\prime }{B^\prime }{C^\prime }{D^\prime }\) có \(AB = 2a,AD = 3a,A{A^\prime } = 4a(a > 0)\). Gọi M, N, P lần lượt là các điểm thuộc các tia \(AB,AD,A{A^\prime }\) sao cho \(AM = a\), \(AN = 2a,AP = 3a\). Tính khoảng cách từ điểm \({C^\prime }\) đến mặt phẳng \((MNP)\).

Xem đáp án
Cho hình hộp chữ nhật ABCD A'BC'D' có AB = 2a,AD = 3a, (ảnh 1)

Xét hệ trục toạ độ Oxyz thoả mãn \(A(0;0;0)\) trùng gốc \(O,B(2a;0;0),D(0;3a;0),{A^\prime }(0;0;4a)\) (Hinh 7 ).

Ta có: \(M(a;0;0),N(0;2a;0),P(0;0;3a)\), \({C^\prime }(2a;3a;4a)\).

Phương trình mặt phẳng \((MNP)\) là: \(\frac{x}{a} + \frac{y}{{2a}} + \frac{z}{{3a}} = 1 \Leftrightarrow \frac{x}{a} + \frac{y}{{2a}} + \frac{z}{{3a}} - 1 = 0\)

Khoảng cách từ điểm \({C^\prime }\) đến mặt phẳng \((MNP)\) bằng: \(\frac{{\left| {\frac{{2a}}{a} + \frac{{3a}}{{2a}} + \frac{{4a}}{{3a}} - 1} \right|}}{{\sqrt {{{\left( {\frac{1}{a}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{{2a}}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{1}{{3a}}} \right)}^2}} }} = \frac{{23a}}{7}\)

23. Tự luận
1 điểm

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật và các điểm \(A(0;0;0),B(a;0;0)\), \(D(0;b;0),S(0;0;c)\) với a, b, c là các số dương (Hinh vẽ ).

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hình chóp S.ABCD có đáy là hình chữ nhật và các điểm  (ảnh 1)a) Tìm toạ độ của điểm \(C\), trung điểm \(M\) của BC, trọng tâm \(G\) của tam giác SCD.

b) Lâp phương trình mặt phẳng (SBD).

c) Tính khoảng cách từ điểm G đến mặt phẳng (SBD).

Xem đáp án

a) Ta có: \(\overrightarrow {AB}  = (a;0;0)\) và \(\overrightarrow {DC}  = \overrightarrow {AB} \), suy ra \(\overrightarrow {DC}  = (a;0;0)\). Mà \(D(0;b;0)\) nên \(C(a;b;0)\).

Vì \(B(a;0;0),C(a;b;0)\) nên trung điểm \(M\) của BC có toạ độ là \(\left( {a;\frac{b}{2};0} \right)\). Vì \(S(0;0;c),C(a;b;0),D(0;b;0)\) nên trọng tâm \(G\) của tam giác SCD có toạ độ là \(\left( {\frac{a}{3};\frac{{2b}}{3};\frac{c}{3}} \right)\).

b) Phương trình mặt phẳng \((SBD)\) là: \(\frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} = 1 \Leftrightarrow \frac{x}{a} + \frac{y}{b} + \frac{z}{c} - 1 = 0\).

c) Khoảng cách từ điểm \(G\) đến mặt phẳng \((SBD)\) là: \(\frac{{\left| {\frac{{\frac{a}{3}}}{a} + \frac{{\frac{{2b}}{3}}}{b} + \frac{{\frac{c}{3}}}{c} - 1} \right|}}{{\sqrt {\frac{1}{{{a^2}}} + \frac{1}{{{b^2}}} + \frac{1}{{{c^2}}}} }} = \frac{{abc}}{{3\sqrt {{a^2}{b^2} + {b^2}{c^2} + {c^2}{a^2}} }}.\)