Để hiểu được sắc đẹp của một bông tuyết, cần phải đứng ra giữa trời lạnh
Ngân hàng bài tập
SS

Trong không gian \(Oxyz\), cho mặt phẳng \((P)\colon x+y-z-1=0\) và điểm \(A(1;0;0)\in(P)\). Đường thẳng \(\Delta\) đi qua \(A\) nằm trong \((P)\) và tạo với trục \(Oz\) một góc nhỏ nhất. Gọi \(M\left(x_0;y_0;z_0\right)\) là giao điểm của đường thẳng \(\Delta\) với mặt phẳng \((Q)\colon2x+y-2z+1=0\). Tổng \(S=x_0+y_0+z_0\) bằng

\(-2\)
\(13\)
\(-5\)
\(12\)
2 lời giải Huỳnh Phú Sĩ
Trở lại Tương tự
Thêm lời giải
2 lời giải
Huỳnh Phú Sĩ
12:57 31/03/2021

Chọn phương án B.

Gọi \(d\) là hình chiếu vuông góc của \(Oz\) trên mặt phẳng \((P)\). Khi đó \(d\) hợp với \(Oz\) một góc có số đo nhỏ nhất. Vậy đường thẳng \(\Delta\) đi qua điểm \(A\) và song song với \(d\).

  • Thay \(x=y=0\) vào phương trình \(x+y-z-1=0\) ta được \(z=-1\). Suy ra \(B(0;0;-1)=Oz\cap(P)\).
  • Lấy điểm \(C(0;0;1)\in Oz\). Gọi \(d'\) là đường thẳng đi qua \(C\) và vuông góc \((P)\). Ta có \(d'\colon\begin{cases}x=t\\ y=t\\ z=1+t.\end{cases}\)
    Thay vào phương trình \(x+y-z-1=0\) ta được \(t=2\). Suy ra \(D(2;2;3)\) là hình chiếu vuông góc của \(C\) trên \((P)\).

Khi đó \(B,\,D\in d\Rightarrow\overrightarrow{BD}=(2;2;4)\) là vectơ chỉ phương của \(d\).

Vì \(\Delta\parallel d\) nên \(\overrightarrow{BD}\) cũng là vectơ chỉ phương của \(\Delta\).

Suy ra \(\Delta\colon\begin{cases}
x=1+2t\\ y=2t\\ z=4t.
\end{cases}\)

Thay vào phương trình \(2x+y-2z+1=0\) ta được $$2+4t+2t-8t+1=0\Leftrightarrow t=\dfrac{3}{2}.$$
Từ đó suy ra \(M(4;3;6)\) là giao điểm của \(\Delta\) và \((Q)\).

Vậy \(S=4+3+6=13\).

Huỳnh Phú Sĩ
19:56 25/06/2020

Chọn phương án B.

Ta có \(\overrightarrow{n}=(1;1;-1)\) là vectơ pháp tuyến của \((P)\), \(\overrightarrow{k}=(0;0;1)\) là vectơ chỉ phương của \(Oz\).

Giả sử \(\overrightarrow{u}=(a;b;c)\) là vectơ chỉ phương của \(\Delta\).

Vì \(\Delta\subset(P)\) nên \(\overrightarrow{u}\bot\overrightarrow{n}\), tức là $$a\cdot1+b\cdot1+c\cdot(-1)=0\Leftrightarrow a+b=c$$

Lại có $$\begin{aligned}
\cos\left(\Delta,Oz\right)&=\dfrac{\left|\overrightarrow{u}\cdot\overrightarrow{k}\right|}{\left|\overrightarrow{k}\right|\cdot\left|\overrightarrow{k}\right|}\\
&=\dfrac{|c|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}\cdot\sqrt{0^2+0^2+1^2}}\\
&=\dfrac{|c|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}.
\end{aligned}$$

Vì \(a^2+b^2\geq2ab\) nên $$\begin{eqnarray*}
&a^2+\left(a^2+b^2\right)+b^2&\geq a^2+2ab+b^2\\
\Leftrightarrow&2a^2+2b^2&\geq(a+b)^2\\
\Leftrightarrow&a^2+b^2&\geq\dfrac{(a+b)^2}{2}\\
\Leftrightarrow&a^2+b^2&\geq\dfrac{c^2}{2}\\
\Leftrightarrow&a^2+b^2+c^2&\geq\dfrac{3c^2}{2}\\
\Leftrightarrow&\sqrt{a^2+b^2+c^2}&\geq|c|\sqrt{\dfrac{3}{2}}
\end{eqnarray*}$$
Suy ra \(\dfrac{|c|}{\sqrt{a^2+b^2+c^2}}\leq\dfrac{\sqrt{6}}{3}\).

Dấu "=" xảy ra khi \(a=b\).

Vậy góc \(\left(\Delta,Oz\right)\) nhỏ nhất khi \(\cos\left(\Delta,Oz\right)\) lớn nhất, tức là \(\begin{cases}
a=b\\
c=2a.
\end{cases}\)

Chọn \(a=1\), ta có \(\overrightarrow{u}=(1;1;2)\).

Suy ra \(\Delta\colon\begin{cases}
x=1+t\\ y=t\\ z=2t.
\end{cases}\)

Thay \(x=1+t\), \(y=t\), \(z=2t\) vào phương trình \(2x+y-2z+1=0\) ta được $$2+2t+t-4t+1=0\Leftrightarrow t=3$$
Suy ra \(\Delta\colon\begin{cases}
x=1+3=4\\ y=3\\ z=2\cdot3=6.
\end{cases}\)

Vậy \(\Delta\cap(Q)=M(4;3;6)\).

Khi đó \(S=4+3+6=13\).