Bài tập Hình không gian OXYZ cực hay có lời giải chi tiết (P4)
41 câu hỏi
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.
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)
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).
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:
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng . 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.
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
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 bằng độ dài đoạn thẳng AB.
m = 2
m = -2
m = -3
m =
Đáp án B.
Ta có:
Khoảng cách từ A dến mặt phẳng (P):
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng . Véc tơ nào sau đây là véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng (P)?
Đáp án D.
Từ phương trình tổng quát của mặt phẳng (P) suy ra véc tơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là
,
Mệnh đề nào sau đây đúng?
và chéo nhau
và cắt nhau
và trùng nhau
song song với
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.
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho điểm I(1;2;1) và mặt phẳng . Viết phương trình mặt cầu (S) có tâm I và tiếp xúc với (P).
Đáp án D.
Do mặt cầu (S) có tâm I và tiếp xúc với nên
Vậy phương trình mặt cầu
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng và mặt phẳng . 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)
Đáp án C.
Gọi M(a;b;c) là giao điểm của d và (P)
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) và . 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
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.
Cho mặt phẳng ; . Tìm m để góc giữa hai mặt phẳng có số đo bằng .
Đáp án D.
Ta có:
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)
Đáp án C.
Tọa độ trọng tâm G của tam giác A'B'C là G(2;1;-2)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng ∆ nằm trong mặt phẳng đồng thời đi qua điểm M(1;2;0) và cắt đường thẳng Một vectơ chỉ phương của ∆ là:
Đáp án A.
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 , , . Bán kính mặt cầu (S) bằng:
3
1
Đáp án A.
Trong không gian với hệ tọa đọ Oxyz, gọi (α) là mặt phẳng chứa đường thẳng ∆ có phương trình và vuông góc với mặt phẳng . 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)
Đáp án A.
Ta có vecto chỉ phương của đường thẳng là
Vecto pháp tuyến của mặt phẳng là
Vì (α) là mặt phẳng chứa đường thẳng ∆ có phương trình và vuông góc với mặt phẳng nên (α) có một vecto pháp tuyến là:
Gọi , suy ra d có vecto chỉ phương là
Giao điểm của đường thẳng ∆ có phương trình và mặt phẳng: là I(3;2;2)
Suy ra phương trình đường thẳng
Vậy A(2;1;1) thuộc đường thẳng d.
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).
Đáp án B.
Ta có: nên mệnh đề B sai
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
Đáp án B.
Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho hai đường thẳng và . Mệnh đề nào sau đây đúng?
d và d’ cắt nhau
d và d’ chéo nhau
Đáp án A.
Đường thẳng d qua điểm M(2;-2;1) và có vectơ chỉ phương
Đường thẳng d' qua điểm N(0;4;2) và có vectơ chỉ phương
Ta có nếu cùng phương. Lại có
Vậy
Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt cầu có bán kính R = 5. Tìm giá trị của m.
m = -16
m = 16
m = 4
m = -4
Đáp án B.
Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho mặt cầu và đường thẳng . Mặt phẳng nào trong các mặt phẳng sau chứa d và tiếp xúc với mặt cầu (S).
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.
Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho hai điểm M(-2;-2;1), A(1;2;-3) và đường thẳng . Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng∆đi qua M, vuông góc với đường thẳng d đồng thời cách điểm A một khoảng bé nhất.
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
Trong không gian với hệ toạ độ Oxyz, cho điểm M(2;-3;1) và đường thẳng 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)
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)
Trong không gian Oxyz, cho điểm I(2;6;-3) và các mặt phẳng , , . Tìm mệnh đề sai?
Đáp án B.
Vec tơ pháp tuyến của
Ta có Do đó và Oz không song song.
Vec tơ chỉ phương của Oz là
Trong không gian Oxyz, cho mặt phẳng (P) có phương trình và đường thẳng . Viết phương trình chính tắc của đường thẳng∆nằm trong mặt phẳng (P), đồng thời cắt và vuông góc với đường thẳng d.
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∆.
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).
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:
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).
Đáp án C.
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 . Tìm trên (P) điểm M sao cho 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)
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: 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:
Trong không giam Oxyz, cho mặt phẳng (P) có phương trình , đường thẳng d có phương trình . Gọi là góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P). Tính giá trị
Đáp án B.
Ta có:
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)?
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
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng và mặt phẳng . 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
Đáp án D.
Trên đường thẳng d, có
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.
Đáp án C.
Vì mặt cầu tâm I(-3;2;-4) và tiếp xúc với mặt phẳng Oxz nên
Vậy phương trình của mặt cầu là
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.
Đáp án B.
Ta có
Vecto chỉ phương của trục Oz là
Mặt phẳng (P) đi qua điểm M(3;-4;7) có vecto pháp tuyến
Vậy phương trình mặt phẳng
Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng 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)
Đáp án D.
Mặt phẳng (P) có 1 vecto pháp tuyến
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)
Trong không gian với hệ trục toạ độ Oxyz, cho mặt phẳng 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)
Đáp án D.
Mặt phẳng (P) có 1 vecto pháp tuyến
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)
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng . Biết rằng với mọi thì mặt phẳng 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
Đáp án A.
Gọi lần lượt là tọa độ âm, bán kính của mặt cầu (S)
Ta có:
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 . Tìm tọa độ của điểm M.
(7;6;7)
(13;11;5)
Đáp án A.
M là điểm thuộc tia đối của tia BA sao cho nên B là trung điểm của AM.
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng cắt ba trục Ox, Oy, Oz lần lượt tại 3 điểm A, B, C. Tính diện tích V của khối tứ diện OABC.
Đáp án A.
Ta có:
Với , mặt phẳng luôn cắt mặt phẳng (Oxz) theo giao tuyến là đường thẳng . Hỏi khi m thay đổi thì các giao tuyến có kết quả nào sau đây?
Cắt nhau
Song song
Chéo nhau
Trùng nhau
Đáp án B.
Suy ra vecto chỉ phương của giao tuyến là
cùng phương với vecto
Vì vecto không phụ thuộc vào m nên các giao tuyến là song song với nhau.
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).
Đáp án D.
Mặt phẳng (Oxz): y = 0 nên d (I,(Oxz)) = 3
Vậy phương trình của mặt cầu là
Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai đường thẳng và . Viết phương trình mặt phẳn (Q) chứa hai đường thẳng d và d’.
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
Vector pháp tuyến của mặt phẳng
Phương trình mặt phẳng
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt phẳng và điểm M(1;-2;13). Tính khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (a).
Đáp án A.
Ta có:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho mặt cầu 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 ).
Đáp án C.
Mặt cầu 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








