87 câu Chuyên đề Toán 12 Bài 3 Dạng 4: Vị trí tương đối có đáp án
Đề thi

87 câu Chuyên đề Toán 12 Bài 3 Dạng 4: Vị trí tương đối có đáp án

A
Admin
ToánLớp 12169 lượt thi
22 câu hỏi
1.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng d:x+11=y−3=z−5−1  và mặt phẳng P:3x−3y+2z−6=0.

Mệnh đề nào dưới đây đúng?

d cắt và không vuông góc với (P).

d song song với (P).

d vuông góc với (P).

d nằm trong (P).

Xem đáp án

Đường thẳng d  nhận u→=1;−3;−1  làm một vectơ chỉ phương.

Mặt phẳng P  nhận n→=3;−3;2  làm một vectơ pháp tuyến.

Do u→.n→≠0  và hai vectơ này không cùng phương nên đường thẳng d cắt và không vuông góc với (P).

Chọn A.

2.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho đường thẳng có phương trình d:x−21=y−11=z−1−1  và mặt phẳng P:x+my+m2−1z−7=0 với m là tham số thực. Tìm m sao cho đường thẳng d song song với mặt phẳng (P).

m=1 .

m=−1 .

m=−1m=2 .

m=2 .

Xem đáp án

Đường thẳng d  có vectơ chỉ phương là u→=1;1;−1  và mặt phẳng P  có vectơ pháp tuyến là n→=1;m;m2−1 .

d//P⇔u→⊥n→⇔u→.n→=0⇔1+m−m2+1=0⇔m2−m−2=0⇔m=−1m=2

Thử lại ta thấy với m=−2  thì  d⊂P(loại). Vậy m=−1 .

Chọn B.

3.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng d:x−12=y−24=z−31  và mặt phẳng α:x−y+2z−5=0 , mệnh đề nào dưới đây là đúng?

d//α .

d⊂α .

d cắt α và không vuông góc với α .

d⊥α .

Xem đáp án

Ta có d:x=1+2ty=2+4tz=3+t, t∈ℝ .

Xét hệ phương trình: x=1+2t               1y=2+4t              2z=3+t                 3x−y+2z−5=0   *

Thay (1), (2), (3) vào (*) ta được 1+2t−2+4t+23+t−5=0 .

Phương trình này có vô số nghiệm.

Do đó, đường thẳng d nằm trong mặt phẳng α .

Chọn B.

4.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Tọa độ giao điểm M của đường thẳng d:x−124=y−93=z−11  và mặt phẳng P:3x+5y−z−2=0  là

1;0;1 .

0;0;−2 .

1;1;6 .

12;9;1 .

Xem đáp án

Gọi M4t+12;3t+9;t+1∈d .

Ta có M∈P⇒34t+12+53t+9−t+1−2=0⇔t=−3 .

Suy ra M0;0;−2 .

Chọn B.

5.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho hai mặt phẳng P:x+2y−z−1=0, Q:2x+y−z+2=0

và hai đường thẳng Δ1:x2=y−11=z+12, Δ2:x1=y−2−1=z−12 .

Đường thẳng ∆  song song với hai mặt phẳng P,Q  và cắt Δ1,Δ2  tương ứng tại H,K . Độ dài đoạn HK bằng

8117 .

5 .

6.

117 .

Xem đáp án

Ta có u→=nP→,nQ→=−1;−1;−3 .

Gọi H2t;1+t;−1+2t; Km;2−m;1+2m

⇒HK→=m−2t;1−m−t;2+2m−2t

Vì ∆ song song với 2 mặt phẳng P,Q  nên HK→=ku→  nên

m−2t1=1−m−t1=2+2m−2t3

Tính ra được m=27; t=−37 . Suy ra HK=8117 .

Chọn A.

6.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng P:2m2+m+2x+m2−1y+m+2z+m2+m+1=0

 luôn chứa đường thẳng ∆ cố định khi m thay đổi. Khoảng cách từ gốc tọa độ đến ∆ là?

13 .

23 .

23 .

23 .

Xem đáp án

Ta có: 2m2+m+2x+m2−1y+m+2z+m2+m+1=0, ∀m∈ℝ

⇔m22x+y+1+m2x+z+1+4x−y+2z+1=0, ∀m∈ℝ⇔2x+y+1=02x+z+1=04x−y+2z+1=0⇔2x+y+1=02x+z+1=0⇔y=z2x+y+1=0

Vậy P  luôn chứa đường thẳng Δ  cố định: x=−t2−12y=tz=t

Đường thẳng ∆ đi qua A−12;0;0 và có vectơ chỉ phương uΔ→=−12;1;1 .

Vậy khoảng cách từ gốc tọa độ đến ∆ là: dO;Δ=OA→,uΔ→uΔ→=23 .

Chọn C.

7.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng

d1:x−11=y+12=z−21 và d2:x+34=y+98=z+2m2 m≠0

Tập hợp các giá trị m thỏa mãn d1//d2  có số phần tử là:

1.

0.

3.

2.

Xem đáp án

Đường thẳng d1  đi qua A1;−1;2  và có vectơ chỉ phương là u1→=1;2;1 .

Đường thẳng d2  đi qua B−3;−9;−2  và có vectơ chỉ phương là u2→=4;8;m2 .

Đường thẳng d1//d2  khi và chỉ khi u1→  cùng phương với u2→  và hai đường thẳng d1  và d2  không trùng nhau.

Vì −3−11=−9+12=−2−21  nên B nằm trên đường thẳng d1 .

Do đó hai đường thẳng này luôn có điểm chung là B nên hai đường thẳng không thể song song.

Chọn B.

8.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng

d:x=1+ty=2+3tz=3−t và d':x=2−2t'y=−2+t'z=1+3t'

Tìm tọa độ giao điểm M của d và d'.

M=0;−1;4 .

M=−1;0;4 .

M=4;0;−1 .

M=0;4;−1 .

Xem đáp án

Tọa độ giao điểm M của d và d' ứng với t và t' là nghiệm của hệ phương trình:

1+t=2−2t'2+3t=−2+t'3−t=1+3t'⇔t+2t'=13t−t'=−4t+3t'=2⇔t=−1t'=1

Vậy M=0;−1;4 .

Chọn A.

9.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian tọa độ Oxyz, xét vị trí tương đối của hai đường thẳng Δ1:x−12=y+12=z3, Δ2:x−3−1=y−3−2=z+21

Δ1 song song với Δ2 .

Δ1 chéo với Δ2 .

Δ1 cắt Δ2 .

Δ1 trùng với Δ2 .

Xem đáp án

Vì 2−1≠2−2  nên vectơ chỉ phương u1→=2;2;3  của đường thẳng Δ1  không cùng phương với vectơ chỉ phương u2→=−1;−2;1  của Δ2 .

Suy ra Δ1  chéo với Δ2  hoặc Δ1  cắt Δ2 .

Lấy M1;−1;0∈Δ1, N3;3;−2∈Δ2 . Ta có MN→=2;4;−2 .

Khi đó u1→,u2→.MN→=0 .

Suy ra u1→,u2→,MN→  đồng phẳng.

Vậy Δ1  cắt Δ2 .

Chọn C.

2048.vn

Học thông minh hơn mỗi ngày

Xem toàn bộ 22 câu hỏi và nhiều hơn nữa với tài khoản miễn phí

Tạo đề thi
Tổ chức kiểm tra
Báo cáo chấm điểm tự động
Bạn đã có tài khoản?
10.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian tọa độ Oxyz, cho điểm A(0,0,-2) và đường thẳng ∆ có phương trình là x+22=y−23=z+32 .

Phương trình mặt cầu tâm A, cắt ∆ tại hai điểm A và B sao cho BC=8  là

x+22+y−32+z+12=16 .

x2+y2+z+22=25 .

x+22+y2+z2=25 .

x2+y2+z+22=16 .

Xem đáp án

Media VietJack

Gọi S  là mặt cầu tâm A0;0;−2  và có bán kính R.

Đường thẳng ∆ đi qua M−2;2;−3  có vectơ chỉ phương u→=2;3;2 .

Gọi H là trung điểm BC nên AH⊥BC .

Ta có AH=dA,Δ=MA→.u→u→ .

Với MA→=2;−2;1u→=2;3;2⇒MA→.u→=−7;−2;10⇒AH=−72+−22+10222+32+22=3 .

Bán kính mặt cầu (S) là: R=AB=AH2+HB2=32+42=5 .

Vậy phương trình mặt cầu (S) là: x2+y2+z+22=25 .

Chọn B.

11.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu S:x−12+y+12+z−22=9  và điểm M1;3;−1 . Biết rằng các tiếp điểm của các tiếp tuyến kẻ từ M tới mặt cầu đã cho luôn thuộc một đường tròn C  có tâm Ja;b;c .

Giá trị 2a+b+c  bằng

13425 .

11625 .

8425 .

6225 .

Xem đáp án

Media VietJack

Ta có mặt cầu S  có tâm I1;−1;2  và bán kính R=3 .

Khi đó IM=5>R⇒M  nằm ngoài mặt cầu.

Phương trình đường thẳng MI là x=1x=−1+4tz=2−3t .

Tâm Ja;b;c  nằm trên MI nên J1;−1+4t;2−3t .

Xét ΔMHI  vuông tại H có

MI=5; IH=3⇒MH=MI2−HI2=4

Mặt khác M1;3;−1J1;−1+4t;2−3t⇒MJ=−4+4t2+3−3t2 .

MJ.MI=MH2⇒MJ=165⇔−4+4t2+3−2t2=25625⇔25t2−50t+36925=0⇔t=925t=4125

Suy ra J1;1125;2325  hoặc J1;13925;−7325 .

+) Với J1;1125;2325  thì IJ=95<IM  (nhận).

+) Với J1;13925;−7325  thì IJ=415>IM  (loại).

Vậy J1;1125;2325  nên 2a+b+c=8425 .

Chọn C.

12.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) có phương trình là x−12+y−22+z−32=143  và đường thẳng d có phương trình x−43=y−42=z−42 . Gọi Ax0;y0;z0,x0>0 là điểm nằm trên đường thẳng d sao cho từ A kẻ được ba tiếp tuyến đến mặt cầu (S) có các tiếp điểm B,C,D  sao cho ABCD là tứ diện đều.

Giá trị của biểu thức P=x0+y0+z0  là

6.

16.

12.

8.

Xem đáp án

Media VietJack

Gọi I là tâm mặt cầu thì I1;2;3 .

Gọi O là giao điểm của mặt phẳng BCD  và đoạn AI.

Vì theo giả thiết AB=AC=AD  và IB=IC=ID=143  nên AI vuông góc với mặt phẳng BCD  tại O. Khi đó O là tâm đường tròn ngoại tiếp ΔBCD .

Đặt AI=xx>143 .

Ta có AB=AI2−IB2=x2−143

IB2=IO.IA⇒OI=143x⇒OB=IB2−IO2=143−143x2⇒BD2=OB2+OD2−2OB.OD.cos120°=3OB2⇒BD=3OB⇒BD=3OB=3.143−1969x2

Do ABCD là tứ diện đều nên

AB=BD⇒x2−143=3143−1969x2⇔x2−143=14−1963x23x4−56x2+196=0⇔x2=143x2=14⇒x=14

A∈d nên A4+3t;4+2t;4+t .

Suy ra AI=14⇔4+3t−12+4+2t−22+4+t−32=14

⇔t+1=1⇔t=0t=−2⇒A4;4;4A−2;0;2

Do x0>0  nên điểm A có tọa độ A4;4;4 .

Suy ra P=12 .

Chọn C.

13.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm P,Q,R lần lượt di động trên ba trục tọa độ Ox,Oy,Oz  (không trùng với gốc tọa độ O) sao cho 1OP2+1OQ2+1OR2=18 . Biết mặt phẳng PQR  luôn tiếp xúc với mặt cầu S  cố định. Đường thẳng d  thay đổi nhưng luôn đi qua M12;32;0  và cắt S  tại hai điểm A,B  phân biệt. Diện tích lớn nhất của ΔAOB  là

15 .

5 .

17 .

7 .

Xem đáp án

Media VietJack

Gọi H là hình chiếu vuông góc của điểm O trên mặt phẳng PQR .

Dễ thấy 1OH2=1OP2+1OQ2+1OR2⇒1OH2=18⇒OH=22 .

Khi đó PQR  luôn tiếp xúc với mặt cầu (S) tâm O, bán kính R=22 .

Ta có OM=14+34+0=1<R  nên điểm M nằm trong mặt cầu S .

Gọi I là trung điểm của AB, do ΔOAB  cân tại O nên SΔOAB=12OI.AB .

Đặt OI=x . Vì OI≤OM  nên 0<x≤1  và AB=28−x2 .

Ta có SΔOAB=12x.28−x2=x8−x2=8x2−x4 .

Xét hàm số fx=8x2−x4, 0<x≤1 .

Vì f'x=4x4−x2>0  với mọi x∈0;1  nên fx≤f1=7 .

Suy ra diện tích của ΔOAB  lớn nhất bằng 7  đạt được khi M là trung điểm của AB.

Chọn D.

14.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng d đi qua điểm M và nhận vectơ  a→ làm vectơ chỉ phương và đường thẳng d' đi qua điểm M' và nhận vectơ a'→  làm vectơ chỉ phương. Điều kiện để đường thẳng d song song với đường thẳng d' là

a→=ka'→,k≠0M∉d' .

a→=ka'→,k≠0M∈d' .

a→=a'→M∈d' .

a→≠ka'→,k≠0M∉d' .

Xem đáp án
Chọn A
15.Trắc nghiệm
• 1 điểm
Cho đường thẳng d:x−11=y−2−2=z−21  và điểm A1;2;1 . Tìm bán kính của mặt cầu có tâm I nằm trên d, đi qua A và tiếp xúc với mặt phẳng P:x−2y+2z+1=0 .

R=2 .

R=4 .

R=1 .

R=3 .

Xem đáp án
Chọn D
16.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Cho đường thẳng d:x+13=y−2−2=z−22 . Phương trình mặt cầu tâm I1;2;−1  cắt d tại các điểm A,B sao cho AB=23  là

x−12+y−22+z+12=25

x−12+y−22+z+12=4 .

x−12+y−22+z+12=9 .

x−12+y−22+z+12=16 .

Xem đáp án
Chọn D
17.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho hai mặt cầu

S1:x−12+y−12+z−22=16 và  S2:x+12+y−22+z+12=9

cắt nhau theo giao tuyến là một đường tròn tâm là Ia;b;c . Giá trị a+b+c  bằng

74 .

−14 .

103 .

1.

Xem đáp án
Chọn D
18.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng P:m2+1x−2m2−2m+1y+4m+2z−m2+2m=0 luôn chứa một đường thẳng ∆ cố định khi m thay đổi. Đường thẳng d đi qua M1;−1;1  vuông góc với ∆ và cách O một khoảng lớn nhất có vectơ chỉ phương u→=−1;b;c . Giá trị của T=b+c  bằng

12.

9.

11.

10.

Xem đáp án
Chọn C
19.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho bốn điểm A3;0;0,B0;2;0,C0;0;6  và D1;1;1 . Kí hiệu d là đường thẳng đi qua D sao cho tổng khoảng cách từ các điểm A,B,C  đến d lớn nhất. Hỏi đường thẳng d đi qua điểm nào dưới đây?

M−1;−2;1 .

N5;7;3 .

P3;4;3 .

Q7;13;5 .

Xem đáp án
Chọn B
20.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng Δ:x−31=y−13=z−2−1 . Có tất cả bao nhiêu giá trị thực của m để phương trình x2+y2+z2−4x+2my−2m+1z+m2+2m+8=0  là phương trình của một mặt cầu S  sao cho có duy nhất một mặt phẳng chứa ∆ và cắt S  theo giao tuyến là một đường tròn có bán kính bằng 1?

1.

6.

7.

2.

Xem đáp án
Chọn D
21.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho ba điểm M6;0;0,N0;6;0,P0;0;6 . Hai mặt cầu có phương trình S1:x2+y2+z2−2x−2y+1=0  và S2:x2+y2+z2−8x+2y+2z+1=0  cắt nhau theo đường tròn C . Hỏi có bao nhiêu mặt cầu có tâm thuộc mặt phẳng chứa C  và tiếp xúc với ba đường thẳng MN,NP,PM ? 

1.

3.

Vô số.

4.

Xem đáp án
Chọn C
22.Trắc nghiệm
• 1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(2,1,3), B(6,5,5). Gọi (S) là mặt cầu đường kính AB. Mặt phẳng (P) vuông góc với AB tại H sao cho khối nón đỉnh A và đáy là hình tròn tâm H (giao của mặt cầu (S) và mặt phẳng (P)) có thể tích lớn nhất, biết rằng P:2x+by+cz+d=0  với b,c,d∈ℤ .

Tính S=b+c+d .

S=18 .

S=−18 .

S=−12 .

S=24 .

Xem đáp án
Chọn B

Bạn có thích hoạt động này không?

Hãy lưu hoặc chia sẻ nội dung này đến mọi người.

Khám phá các nguồn tài nguyên miễn phí, phù hợp với tiêu chuẩn trong vài giây

Gợi ý cho bạn

Xem tất cả

Học liệu phổ biến Lớp 12

Xem tất cả

Học liệu phổ biến Toán

Xem tất cả