Bài tập Hình không gian OXYZ cực hay có lời giải chi tiết (P4)
Đề thi

Bài tập Hình không gian OXYZ cực hay có lời giải chi tiết (P4)

A
Admin
ToánLớp 1231 lượt thi
41 câu hỏi
1. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, gọi I là tâm mặt cầu đi qua bốn điểm A(2;3;-1), B(-1;2;1), C(2;5;1), D(3,4,5). Tính độ dài đoạn thẳng OI.

Xem đáp án

Đáp án C.

Gọi I(a,b,c) là tâm mặt cầu đi qua 4 điểm A(2;3;-1), B(-1;2;1), C(2;5;1), D(3,4,5)

2. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho điểm M(1;2;3). Gọi A, B, C  lần lượt là hình chiếu của M trên các trục Ox, Oy, Oz. Viết phương trình mặt phẳng (ABC). 

Xem đáp án

Đáp án D.

Gọi A, B, C  lần lượt là hình chiếu của M trên các trục Ox, Oy, Oz.

Suy ra A(1;0;0), B(0;2;0), C(0;0;3)

Phương trình:

3. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng P:x+y+z+1=0. Một phần tử chuyển động thẳng với vận tốc không đổi từ A(1;-3;0) đến gặp mặt phẳng (P) tại M, sau đó phần tử tiếp tục chuyển động thẳng từ M đến B(2;1;-6) cùng với vận tốc như lúc trước. Tìm hoành độ của M sao cho thời gian phần tử chuyển động từ A qua M đến B là ít nhất.

43

53

169

-1

Xem đáp án

Đáp án C.

Ta có A, B nằm cùng phía so với mặt phẳng (P)

Gọi A’ là điểm đối xứng với A qua mặt phẳng (P)

Thời gian phần tử chuyển động từ A qua M đến B là ít nhất khi và chỉ khi 

Phương trình tham số

Gọi H là hình chiếu vuông góc của A lên (P) Tọa độ H là nghiệm của phương trình

 suy ra tọa độ điểm M là nghiệm của hệ phương trình

4. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho A(1;2;3), B(3;4;4). Tìm tất cả các giá trị của tham số m sao cho khoảng cách từ điểm A đến mặt phẳng 2x+y+mz-1=0  bằng độ dài đoạn thẳng AB.

m = 2

m = -2

m = -3

m = ±2

Xem đáp án

Đáp án B.

Ta có: 

Khoảng cách từ A dến mặt phẳng (P):

5. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng P:x+2y-3z+5=0. Véc tơ nào sau đây là véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng (P)?

Xem đáp án

Đáp án D.

Từ phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) suy ra véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là 

6. Trắc nghiệm
1 điểm

 

d1: x-21=y-1-2=z-3-1, d2:x=-3-ty=6+tz=-3

Mệnh đề nào sau đây đúng?

d1d2 chéo nhau

d1d2 cắt nhau

d1d2 trùng nhau

d1 song song với d2

Xem đáp án

Đáp án B.

Đường thẳng đi qua A(2;1;-3) và có một vec tơ chỉ phương là 

Đường thẳng đi qua B(-3;6;-3) và có một vec tơ chỉ phương là 

Ta có:

Vậy hệ có nghiệm duy nhất.

7. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm I(1;2;1) và mặt phẳng P:2x-y+2z-7=0. Viết phương trình mặt cầu (S) có tâm I và tiếp xúc với (P).

Xem đáp án

Đáp án D.

Do mặt cầu (S) có tâm I và tiếp xúc với nên

Vậy phương trình mặt cầu 

8. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng d: x-12=y+21=z-13 và mặt phẳng P:3x+y-2z+5=0. Tìm tọa độ giao điểm M của d và (P).

M(3;-4;4)

M(-5;-4;-4)

M(-3;-4;-4)

M(5;0;8)

Xem đáp án

Đáp án C.

Gọi M(a;b;c) là giao điểm của d và (P)

9. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho các điểm A(-1;2-0), B(2;-3;2). Gọi (S) là mặt cầu đường kính AB. Ax, By là hai tiếp tuyến với mặt cầu (S) AxBy. Gọi M, N lần lượt là điểm di động trên Ax, By sao cho đường thẳng MN luôn tiếp xúc với mặt cầu (S). Tính giá trị của AM.BN.

AM.BN = 19

AM.BN = 24

AM.BN = 38

AM.BN = 48

Xem đáp án

Đáp án A.

Dựng hình lập phương nhận A, B là tâm của hình vuông của hai mặt đối diện. Chọn tia Ax, By và M, N như hình vẽ.

10. Trắc nghiệm
1 điểm

Cho mặt phẳng α:x+2y+mx+m-3=0; β:x-y-4z+3m=0. Tìm m để góc giữa hai mặt phẳng có số đo bằng 45°.

Xem đáp án

Đáp án D.

Ta có:

11. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với tọa đọ Oxyz, cho hình chóp ABCD.A’B’C’D’ có A(0;0;0), B (3;0;0), D(0;3;3) và D’ (0;3;-3). Tọa độ trọng tâm G của tam giác A’B’C’ là:

G(2;1;-1)

G(1;1;-2)

G(2;1;-2)

G(1;2;-1)

Xem đáp án

Đáp án C.

Tọa độ trọng tâm G của tam giác A'B'C là G(2;1;-2)

12. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng ∆ nằm trong mặt phẳng α: x+y+z-3=0 đồng thời đi qua điểm M(1;2;0) và cắt đường thẳng d: x-22=y-21=z-31  Một vectơ chỉ phương của ∆ là: 

Xem đáp án

Đáp án A.

13. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt cầu (S) đi qua điểm A(2;-2;5) và tiếp xúc với các mặt phẳng α: x=1, β: y=-1, γ: z=1 . Bán kính mặt cầu (S) bằng:

3

1

32

33

Xem đáp án

Đáp án A.

14. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa đọ Oxyz, gọi (α) là mặt phẳng chứa đường thẳng ∆ có phương trình x-21=y-11=z2 và vuông góc với mặt phẳng β:x+y-2z+1=0. Giao tuyến của (α) và (β) đi qua điểm nào trong các điểm sau:

A (2;1;1)

C (1;2;1)

D (2;1;0)

B(0;1;0)

Xem đáp án

Đáp án A.

Ta có vecto chỉ phương của đường thẳng  là  

Vecto pháp tuyến của mặt phẳng β:x+y-2z+1=0 là 

(α) là mặt phẳng chứa đường thẳng có phương trình  và vuông góc với mặt phẳng β:x+y-2z+1=0 nên (α)  có một vecto pháp tuyến là:

Gọi d=αβ, suy ra d có vecto chỉ phương là 

Giao điểm của đường thẳng ∆ có phương trình  và mặt phẳng: β:x+y-2z+1=0 là I(3;2;2)

Suy ra phương trình đường thẳng

 

Vậy A(2;1;1) thuộc đường thẳng d.

 

15. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa đọ Oxyz, cho điểm M(a;b;c). Mệnh đề nào sau đây là sai?

Điểm M thuộc Oz khi và chỉ khi a = b = 0.

Khoảng cách từ M đến (Oxy) bằng c.

Tọa độ hình chiếu của M lên Ox là (a;0;0).

Tọa độ là (a;b;c).

Xem đáp án

Đáp án B.

Ta có:  nên mệnh đề B sai

16. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz cho hai điểm M(3;0;0), N(0;0;4). Tính độ dài đoạn thẳng MN:

MN = 10

MN = 5

MN = 1

MN = 7

Xem đáp án

Đáp án B.

17. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho hai đường thẳng d: x-2-3=y+21=z+1-2  d':x6=y-4-2=z-24. Mệnh đề nào sau đây đúng?

dd'

dd'

d và d’ cắt nhau

d và d’ chéo nhau

Xem đáp án

Đáp án A.

Đường thẳng d qua điểm M(2;-2;1) và có vectơ chỉ phương u=(-3;1;-2)

Đường thẳng d' qua điểm N(0;4;2) và có vectơ chỉ phương u'=6;-2;4

Ta có -36=1-2=-24 nếu u, u' cùng phương. Lại có  M2;-2;-1 

Vậy dd'

18. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt cầu S:x2+y2+z2-2x+4y-4z-m=0 bán kính R = 5. Tìm giá trị của m.

m = -16

m = 16

m = 4

m = -4

Xem đáp án

Đáp án B.

19. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt cầu S:x2+y2+z2-2x-4y+4z-16=0và đường thẳng d:x-11=y+32=z2. Mặt phẳng nào trong các mặt phẳng sau chứa d và tiếp xúc với mặt cầu (S).

Xem đáp án

Đáp án C.

Đường thẳng d đi qua M(1;-3;0) Toạ độ điểm M chỉ thoả mãn phương trình mặt phẳng trong phương án A và C.

Tính khoảng cách từ tâm I(1;2;-2) của (S) và so sánh với bán kính R = 5 được đáp án C đúng.

20. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hai điểm M(-2;-2;1), A(1;2;-3) và đường thẳng d:x+12=y-52=z-1. Tìm vectơ chỉ phương u của đường thẳngđi qua M, vuông góc với đường thẳng d đồng thời cách điểm A một khoảng bé nhất.

Xem đáp án

Đáp án B.

Gọi (P) là mặt phẳng qua M và vuông góc với d.Phương trình của 

Gọi H,K lần lượt là hình chiếu vuông góc cùa A trên ∆,(P)

Ta có: K(-3;-2;-1), 

 Vậy khoảng cách từ A đến  bé nhất khi A đi qua M,K.

có vectơ chỉ phương 

21. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm M(2;-3;1) và đường thẳng d:x+12=y-2-1=z2 Tìm toạ độ điểm M 'đối xứng với M qua d

M’(3;-3;0)

M’(1;-3;2)

M’(0;-3;3)

M’(-1;-2;0)

Xem đáp án

Đáp án C.

Ta có phương trình mặt phẳng (P) đi qua M và vuông góc với d

Gọi I là giao điểm của đường thẳng d và (P) khi đó tạo độ I là nghiệm của hệ

M’ đối xứng với M qua d thì I là trung điểm của MM’ M’(0;-3;3)

22. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho điểm I(2;6;-3) và các mặt phẳng α: x-2=0, β: y-6=0, γ: z+2=0. Tìm mệnh đề sai?

Xem đáp án

Đáp án B.

Vec tơ pháp tuyến của 

Ta có  Do đó γ và Oz không song song.

Vec tơ chỉ phương của Oz là   

23. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng (P) có phương trình x+2y+z-4=0 và đường thẳng d:x+12=y1=z+32. Viết phương trình chính tắc của đường thẳngnằm trong mặt phẳng (P), đồng thời cắt và vuông góc với đường thẳng d.

Xem đáp án

Đáp án C.

Gọi I là giao điểm của d và (P). Tọa độ I là nghiệm của hệ:

Ta có một vecto chỉ phương của như sau:  

Vậy phương trình:

Chú ý: Do cắt d và nằm trong (P) nên phải đi qua I. Do đó ta có thể chọn được đáp là C mà không cần tìm VTCP của.

24. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho tứ diện ABCD với A(1;6;2), B(5;1;3), C(4;0;6), D(5;0;4), viết phương trình mặt cầu tâm D tiếp xúc với mặt phẳng (ABC).

Xem đáp án

 

Đáp án D.

Ta có:

 

 

Phương trình mặt phẳng (ABC) là:

Do đó 

 

Vậy phương trình mặt cầu tâm D tiếp xúc với mặt phẳng (ABC) là:

25. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian Oxyz, cho ba điểm A(2;-1;4), B(-2;2;-6), C(6;0;-1). Viết phương trình mặt phẳng (ABC).

Xem đáp án

Đáp án C.

26. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz cho ba điểm A(1;0;1), B(1;2;1), C(4;1;-2) và mặt phẳng P: x+y+z=0. Tìm trên (P) điểm M sao cho MA2+MB2+MC2 đạt giá trị nhỏ nhất. Khi đó M có tọa độ:

M(1;1;-1)

M(1;1;1)

M(1;2;-1)

M(1;0;-1)

Xem đáp án

Đáp án D.

Gọi G là trọng tâm của tam giác ABC, ta có G(2;1;0) 

Ta có:

Từ hệ thức trên ta suy ra: MA2+MB2+MC2 đạt GTNN

MG đạt GTNN M là hình chiếu vuông góc của G trên (P)

Gọi (d) là đường thẳng qua G và vuông góc với (P) thì (d) có phương trình tham số là 

 

Tọa độ điểm M là nghiệm của hệ phương trình:

 

 

27. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không giam Oxyz, cho mặt phẳng (P) có phương trình 2x-y+2z+1=0, đường thẳng d có phương trình x-1-1=y-2=x+22. Gọi φ là góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P). Tính giá trị cosφ

Xem đáp án

Đáp án B.

Ta có:

28. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho ba điểm A(1;0;0), B(0;-2;0), C(0;0;-5). Vectơ nào dưới đây là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (ABC)?

Xem đáp án

Đáp án B.

Cách 1: Ta có

Cách 2:

Theo công thức phương trình đoạn chắn ta có phương trình

Suy ra phương trình pháp tuyến của (ABC) là 

29. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng d:x-12=y-23=z-34 và mặt phẳng (P): mx+10y+nz-11=0. Biết rằng mặt phẳng (P) luôn chứa đường thẳng d, tính m+n. 

m+n = 33

m+n = -33

m+n = 21

m+n = -21

Xem đáp án

Đáp án D.

Trên đường thẳng d, có

30. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, phương trình nào dưới đây là phương trình của mặt cầu tâm I(-3;2;-4) và tiếp xúc với mặt phẳng Oxz.

Xem đáp án

Đáp án C.

mặt cầu tâm I(-3;2;-4) và tiếp xúc với mặt phẳng Oxz nên

Vậy phương trình của mặt cầu là

31. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình mặt phẳng (P) đi qua điểm M(3;-4;7) và chứa trục Oz.

Xem đáp án

Đáp án B.

Ta có OM=(3;-4;7)

Vecto chỉ phương của trục Oz là k=(0;0;1)

Mặt phẳng (P) đi qua điểm M(3;-4;7) có vecto pháp tuyến

Vậy phương trình mặt phẳng

32. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng P: 6x+3y-2z+24=0 và điểm A(2;5;1). Tìm toạ độ hình chiếu vuông góc H của A trên (P).

H(4;2;3)

H(4;2;-3)

H(4;-2;3)

H(-4;2;3)

Xem đáp án

Đáp án D.

Mặt phẳng (P) có 1 vecto pháp tuyến n=(6;3;-2)

Đường thẳng AH qua A và vuông góc vưới (P)

Suy ra phương trình của đường thẳng AH là

Suy ra H(2+6t; 5+3t; 1-2t)

Mà 

 

Vậy H(-4;2;3)

33. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng P: 6x+3y-2z+24=0 và điểm A(2;5;1). Tìm toạ độ hình chiếu vuông góc H của A trên (P).

H(4;2;3)

H(4;2;-3)

H(4;-2;3)

H(-4;2;3)

Xem đáp án

Đáp án D.

Mặt phẳng (P) có 1 vecto pháp tuyến n=(6;3;-2)

Đường thẳng AH qua A và vuông góc vưới (P)

Suy ra phương trình của đường thẳng AH là

Suy ra H(2+6t; 5+3t; 1-2t)

Mà 

 

Vậy H(-4;2;3)

34. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng αm: 3mx+51-m2y+4mz+20=0. Biết rằng với mọi m-1;1 thì mặt phẳng αm tiếp xúc với một mặt cầu (S) cố định. Tính bán kính R mặt cầu (S) biết rằng tâm của mặt cầu (S) nằm trên mặt phẳng (Oxz).

R = 4

R = 5

R = 3

R = 2

Xem đáp án

Đáp án A.

Gọi Ix0;0;z0 lần lượt là tọa độ âm, bán kính của mặt cầu (S)

Ta có:

35. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho 2 điểm A(3;2;-1), B(5;4;3). M là điểm thuộc tia đối của tia BA sao cho AMBM=2. Tìm tọa độ của điểm M.

(7;6;7)

133;103;53

-53;-23;113

(13;11;5)

Xem đáp án

Đáp án A.

M là điểm thuộc tia đối của tia BA sao cho AMBM=2 nên B là trung điểm của AM.

36. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng P: xa+y2a+z3a=1 (a>0) cắt ba trục Ox, Oy, Oz lần lượt tại 3 điểm A, B, C. Tính diện tích V của khối tứ diện OABC.

Xem đáp án

Đáp án A.

Ta có:

37. Trắc nghiệm
1 điểm

Với m[-1;0)(0;1], mặt phẳng (P): 3mx+51-m2y+4mz+20=0 luôn cắt mặt phẳng (Oxz) theo giao tuyến là đường thẳng m. Hỏi khi m thay đổi thì các giao tuyến m có kết quả nào sau đây?

Cắt nhau

Song song

Chéo nhau

Trùng nhau

Xem đáp án

Đáp án B.

Suy ra vecto chỉ phương của giao tuyến m 

 cùng phương với vecto

Vì vecto u' không phụ thuộc vào m nên các giao tuyến  là song song với nhau.

38. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục Oxyz, cho điểm I(0;-3;0). Viết phương trình của mặt cầu tâm I và tiếp xúc với mặt phẳng (Oxz).

Xem đáp án

Đáp án D.

Mặt phẳng (Oxz): y = 0  nên d (I,(Oxz)) = 3

Vậy phương trình của mặt cầu là

39. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng d:x1=y-2=z+11d':x-1-2=y-24=z2. Viết phương trình mặt phẳn (Q) chứa hai đường thẳng d và d’.

Xem đáp án

Đáp án B.

Ta có: Hai vector chỉ phương của hai đường thẳng là cùng phương nên hai đường thẳng luôn đồng phẳng.

Vector chỉ phương của đường thẳng d là u=(1;-2;-1)

Vector pháp tuyến của mặt phẳng

 

Phương trình mặt phẳng 

40. Trắc nghiệm
1 điểm

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng α: 2x-2y+z-3=0 và điểm M(1;-2;13). Tính khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (a).

Xem đáp án

Đáp án A.

Ta có:

41. Trắc nghiệm
1 điểm

 

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu S:x-12+y-12+z+22=4 và điểm A(1;1;-1). Ba mặt phẳng thay đổi đi qua A và đôi một vuông góc với nhau, cắt mặt cầu (S) theo ba giao tuyến là các đường tròn (C1), (C2), (C3 ). Tính tổng diện tích của ba đường tròn (C1), (C2), (C3 ).

 

4π

12π

11π

3π

Xem đáp án

Đáp án C.

Mặt cầu S:x-12+y-12+z+22=4 có tâm và bán kính R = 2

Xét ba mặt phẳng thay đổi đi qua A và đôi một vuông góc với nhau, cắt mặt cầu    (S) theo ba giao tuyến là các đường tròn (C1), (C2), (C3 ) lần lượt là 

Gọi r1, r2, r3 lần lượt là bán kính của các đường tròn giao tuyến của mặt cầu (S) với ba mặt phẳng (P1), (P2), (P3 )

Vì (P1), (P2) đi qua tâm I(1;1;-2) nên

nên

Tổng diện tích của ba hình tròn (P1), (P2), (P3 ) là