Bài tập Hình học không gian OXYZ cơ bản, nâng cao có lời giải (P8)
30 câu hỏi
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các điểm A(2;0;0), B(0;3;0), C(0;0;4). Gọi H là trực tâm tam giác ABC. Tìm phương trình tham số của đường thẳng OH.




Đáp án C.
Do H là trực tâm tam giác ABC suy ra được H là hình chiếu vuông góc của O trên mặt phẳng (ABC) (học sinh tự chứng minh).
![]()


Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm A(1;2;3) và mặt phẳng (P): 2x+y-4z+1=0. Đường thẳng (d) qua điểm A, song song với mặt phẳng (P), đồng thời cắt trục Oz. Viết phương trình tham số đường thẳng (d)




Đáp án D
Phương pháp: Giả sử đường thẳng (d) cắt trục Oz tại điểm B(0;0;b)
![]()
Cách giải:
Giả sử đường thẳng (d) cắt trục Oz tại điểm B(0;0;b)
![]()
![]()
![]()
![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho vecto và vec tơ . Tính tích vô hướng của .
-2 - x
3x + 2
3x - 2
x + 2
Đáp án C
Phương pháp:
![]()
![]()
Cách giải:
![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình chính tắc của mặt cầu có đường kính AB với A(2;1;0), B(0;1;2)
Đáp án A
Phương pháp:
Mặt cầu có đường kính AB nhận trung điểm của AB làm tâm và có bán kính R =
Cách giải: Gọi I là trung điểm của AB ta có I(1;1;1)
![]()
Vậy mặt cầu đường kính AB có tâm I(1;1;1) và bán kính R ==
![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz có bao nhiêu mặt phẳng song song với mặt phẳng (Q): x+y+z+3=0 cách điểm một khoảng bằng biết rằng tồn tại một điểm X(a;b;c) trên mặt phẳng đó thỏa mãn a+b+c<-2?
2
2
Vô số
0
Đáp án D
Phương pháp :
Gọi (Q): x+y+z+a=0 là mặt phẳng song song với mặt phẳng (P).
Sử dụng công thức tính khoảng cách từ 1 điểm đến một mặt phẳng.
Cách giải :
Gọi (Q): x+y+z+a=0 là mặt phẳng song song với mặt phẳng (P).


![]()
![]()
Vậy không có mặt phẳng (Q) nào thỏa mãn điều kiện bài toán.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng (P) có vecto pháp tuyến là . Vectơ nào sau đây cũng là vectơ pháp tuyến của (P)?
(-2;1;1)
(-4;2;3)
(4;2;-2)
(4;-2;2)
Đáp án D
Phương pháp : Nếu là 1VTPT của (P) cũng là 1 VTPT của (P)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng đi qua gốc tọa độ O và điểm I(0;1;1). Gọi S là tập hợp các điểm nằm trên mặt phẳng (Oxy), cách đường thẳng một khoảng bằng 6. Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi S.
Đáp án A
Phương pháp:
Tính khoảng cách từ 1 điểm M đến đường thẳng

![]()
là 1 điểm bất kì
Cách giải:
![]()
là một VTCP
![]()



Như vậy tập hợp các điểm M là elip có phương trình

![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng ,. Gọi S là tập hợp tất cả các số m sao cho đường thẳng và chéo nhau và khoảng cách giữa chúng bằng . Tính tổng các phần tử của S.
11
-12
12
-11
Đáp án B
Phương pháp: Sử dụng công thức tính khoảng cách giữa hai đường thẳng chéo nhau

![]()
![]()
Cách giải:
![]()
lần lượt là các VTCP của và
Ta có

![]()
![]()


Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(a;0;0), B(0;b;0), C(0;0;c) với a, b, c>0. Biết rằng đi qua điểm và tiếp xúc với mặt cầu . Tính
14
7
Đáp án A
Phương pháp:
+) Viết phương trình mặt phẳng (ABC) ở dạng đoạn chắn, thay tọa độ điểm M vào pt mặt phẳng (ABC).
+) (ABC) tiếp xúc với mặt cầu (S) tâm I bán kính R <=> d(I;(ABC))=R
Cách giải:



(ABC) tiếp xúc với mặt cầu (S) có tâm I và bán kính



Trong không gian Oxyz, cho ba điểm A(8;0;0), B(0;2;0), C(0;0;-4). Phương trình mặt phẳng (ABC) là:
x+4y-2z=0
x+4y-2z-8=0
Đáp án D.
Phương pháp: Viết phương trình mặt phẳng (ABC) dạng đoạn chắn.
Cách giải: Phương trình mặt phẳng (ABC):

Cho mặt phẳng đi qua M(1;-3;4) và song song với mặt phẳng : 6x -5y+z-7=0. Phương trình mặt phẳng là:
6x-5y+z+25=0
6x-5y+z-25=0
6x-5y+z-7=0
6x-5y+z+17=0
Đáp án B.
Phương pháp: Mặt phẳng đi qua M và nhận
![]()
Cách giải: Mặt phẳng đi qua M và nhận là 1 VTPT nên có phương trình:
![]()
nên có phương trình:
![]()
![]()
Cho mặt phẳng đi qua M(1;-3;4) và song song với mặt phẳng : 6x +2y-z-7=0. Phương trình mặt phẳng là:
6x +2y-z+8=0.
6x +2y-z+4=0.
6x +2y-z-4=0.
6x +2y-z-17=0.
Đáp án B.
Phương pháp: Mặt phẳng đi qua M
![]()
Cách giải: Mặt phẳng đi qua M và
![]()
nên có phương trình:
![]()
![]()
Trong không gian Oxyz, phương trình nào dưới đây là phương trình chính tắc của đường thẳng
Đáp án D.
Phương pháp: Đường thẳng d có phương trình tham số: có phương trình chính tắc

Cách giải: Phương trình chính tắc của đường thẳng d là
Trong không gian Oxyz cho mặt phẳng (P): 2x-2y-z-4=0 và mặt cầu (S): . Biết rằng mặt phẳng (P) cắt mặt cầu (S) theo một đường tròn (C). Tọa độ điểm H là tâm đường tròn (C) là:
H(3;0;2)
H(-1;4;4)
H(2;0;3)
H(4;4;-1)
Đáp án A.
Phương pháp:
Mặt phẳng (P) cắt (S) theo một đường tròn (C) => Tâm H của (C) là hình chiếu của H trên (P).
Cách giải: Mặt cầu (S) có tâm I(1;2;3) và bán kính R =5
Mặt phẳng (P) cắt (S) theo một đường tròn (C) => Tâm H của (C) là hình chiếu của H trên (P)
![]()
đường thẳng đi qua I và vuông góc với (P) có phương trình

![]()
Thay vào phương trình mặt phẳng (P) ta có:
![]()
![]()
Trong không gian Oxyz cho điểm M(1;3;-2). Hỏi có bao nhiêu mặt phẳng (P) đi qua M và cắt các trục x'Ox, y'Oy,z'Oz lần lượt tại ba điểm phân biệt A, B, C sao cho OA=OB=OC0
3
2
1
4
Đáp án D
Phương pháp
Gọi A(a;0;0), B(0;b;0), C(0;0;c)
![]()
Chia các trường hợp để phá trị tuyệt đối và viết phương trình mặt phẳng (P) dạng đoạn chắn.
Cách giải: Giả sử A(a;0;0), B(0;b;0), C(0;0;c)
![]()
![]()

![]()
![]()
![]()

![]()
![]()
![]()

![]()
![]()
![]()

![]()
![]()
![]()
Vậy có 4 mặt phẳng thỏa mãn yêu cầu bài toán.
Trong không gian Oxyz, cho mặt cầu (S): và đường thẳng . Tọa độ điểm M trên đường thẳng d sao cho từ M kẻ được 3 tiếp tuyến MA, MB, MC đến mặt cầu (S) (A, B, C là các tiếp điểm) thỏa mãn có dạng M(a;b;c) với a<0. Tổng a+b+c bằng:
2
-2
1
Đáp án B.
Phương pháp: Tính độ dài đoạn thẳng IM với I là tâm mặt cầu.
Tham số hóa tọa độ điểm M, sau đó dựa vào độ dài IM để tìm điểm M.
Cách giải :

Mặt cầu (S) có tâm I(1;2;-3) bán kính R =
Đặt MA=MB+MC=a. Tam giác MAB đều => AB =a
Tam giác MBC vuông tại M => BC=
Tam giác MCA có
![]()
Xét tam giác ABC có
![]()
=> Tam giác ABC ngoại tiếp đường tròn nhỏ có đường kính AC

Xét tam giác vuông IAM có:


![]()
![]()
![]()
![]()
![]()


Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng : 3x-2y+z+6=0. Hình chiếu vuông góc của điểm A(2;-1;0) lên mặt phẳng có tọa độ là
(1;0;3)
(-1;1;-1)
(2;-2;3)
(1;1;-1)
Đáp án B
Phương pháp giải: Viết phương trình đường thẳng vuông góc với mặt và đi qua điểm, tọa độ giao điểm của đường thẳng và mặt phẳng chính là tọa độ hình chiếu của điểm
Lời giải:
Gọi H là hình chiếu của A trên

![]()
![]()
![]()
=> t= - 1
Vậy tọa độ điểm cần tìm là H(-1;1;-1)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, tính khoảng cách từ điểm M(1;2;-3) đến mặt phẳng (P): x+2y-2z-2=0.
3
1
Đáp án A
Phương pháp giải: Áp dụng công thức tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng.
Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng (P): Ax+By+Cz+D=0 là

Lời giải:
Khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (P) là

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(3;-2;3), B(1;0;5) và đường thẳng . Tìm tọa độ điểm M trên đường thẳng (d) để đạt giá trị nhỏ nhất.
M(2;0;5)
M(1;2;3)
M(3;-2;7)
M(3;0;4)
Đáp án A
Phương pháp giải:
Vì điểm M thuộc d nên tham số hóa tọa độ điểm M, tính tổng đưa về khảo sát hàm số để tìm giá trị nhỏ nhất
Lời giải:


Khi đó T =
![]()
![]()
Dễ thấy
![]()
![]()
![]()
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi t =1 => M(2;0;5)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(1;2;3), B(3;4;4), C(2;6;6) và I(a;b;c) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC. Tính S=a+b+c
10
Đáp án B
Phương pháp giải:
Tâm đường tròn ngoại tiếp cách đều 3 đỉnh của tam giác và thuộc mặt phẳng chứa tam giác
Lời giải:


![]()
Vì I(a;b;c) là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC

Lại có



Kết hợp với


Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(1;1;1), B(0;1;2), C(-2;1;4) và mặt phẳng (P): x-y+z+2=0. Tìm điểm N(P) sao cho đạt giá trị nhỏ nhất.
N(-2;0;1)
N(-1;2;1)
Đáp án D
Phương pháp giải: Xét đẳng thức vectơ, đưa về hình chiếu của điểm trên mặt phẳng
Lời giải:
Gọi M(a;b;c) thỏa mãn đẳng thức vectơ
![]()
=2(1-a;1-b;1-c)+(0-a; 1-b;2-c)+(-2-1;1-b;4-c)=0
![]()

Khi đó
![]()
![]()



![]()
<=> N là hình chiếu của M trên (P) =>MN(P)
Phương trình đường thẳng MN là

![]()
![]()
![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(2;3;-1) và B(-4;1;9). Tọa độ của véc tơ là
(-6;-2;10)
(-1;2;4)
(6;2;-10)
(1;-2;-4)
Đáp án A
=(6;2;-10)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz,cho đường thẳng d đi qua điểm M(3;3;-2) và có véc tơ chỉ phương . Phương trình của d là
Đáp án B
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm M(a;b;1) thuộc mặt phẳng (P): 2x-y+z-3=0. Mệnh đề nào dưới đây là đúng?
2a-b=3
2a-b=2
2a-b=-2
2a-b=4
Đáp án B
M(a;b;1) thuộc mặt phẳng (P): 2x-y+z-3=0
![]()
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho M(3;4;5) và mặt phẳng (P)x-y+2z-3=0. Hình chiếu vuông góc của M lên mặt phẳng (P) là
H(1;2;2)
H(2;5;3)
H(6;7;8)
H(2;-3;-1)
Đáp án B
Phương trình đường thẳng qua M và vuông góc với (P)x-y+2z-3=0 là:

![]()
![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm M(3;3;-2) và hai đường thẳng ,. Đường thẳng d qua M cắt lần lượt tại A và B. Độ dài đoạn thẳng AB bằng
3
2
Đáp án A
![]()
![]()
Ta có

Giả hệ với ẩn t; k và ku

![]()
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng và mặt cầu (S): . Hai mặt phẳng (P) và (Q) chứa d và tiếp xúc với (S).Gọi M và N là tiếp điểm. Độ dài đoạn MN bằng
4
Đáp án B

Mặt cầu (S): có tâm I(1;2;1) và bán kính R =
Xét mặt phẳng thiết diện đi qua tâm I, hai tiếp điểm M, N và cắt d tại H.
Khi đó IH chính là khoảng cách từ điểm I(1;2;1) đến d.
![]()

![]()
Gọi O là trung điểm của MN
Ta có

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho điểm M(1;2;3). Gọi (P) là mặt phẳng đi qua điểm M và cách gốc tọa độ O một khoảng cách lớn nhất, mặt phẳng (P) cắt các trục tọa độ tại các điểm A, B, C. Thể tích khối chóp O.ABC bằng
Đáp án B
Gọi H là hình chiếu của O trên (P)
![]()
Dấu bằng xảy ra khi và chỉ khi
![]()
![]()
Mặt phẳng (P) cắt các trục tọa độ lần lượt tại

Vậy thể tích khối chóp OABC là

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng và mặt phẳng (P):x+y+z+2=0. Đường thẳng nằm trong mặt phẳng (P) vuông góc với đường thẳng d đồng thời khoảng cách từ giao điểm I của d với (P) đến bằng . Gọi M(5;b;c) là hình chiếu vuông góc của I trên . Giá trị của bc bằng
-10
10
12
-20
Đáp án B
![]()
![]()
Vì M là hình chiếu vuông góc của I trên
![]()
Khi đó


Vậy M(5;-2;-5) hoặc M(5;-8;1) => bc =10
Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng (P): 2x-y+3z-2=0. Mặt phẳng (P) có một vecto pháp tuyến là
=(1;-1;3)
=(2;-1;3)
=(2;1;3)
=(2;3;-2)
Đáp án B
Phương pháp:
Mặt phẳng
![]()
![]()
Cách giải:
Mặt phẳng (P): 2x-y+3z-2=0 có một véc tơ pháp tuyến =(2;-1;3)








