Câu 19:
Để bốn điểm A , B , C , D lập thành một hình chữ nhật thì AB và CD phải cùng phương, AD và BC cũng phải cùng phương.
Ta có: $\overrightarrow{AB} = (2, -2, 2)$ và $\overrightarrow{CD} = (2, -2, 2)$. Suy ra AB và CD cùng phương.
Ta có: $\overrightarrow{AD} = (2, 2, 0)$ và $\overrightarrow{BC} = (2, 2, 0)$. Suy ra AD và BC cùng phương.
Vậy D là điểm đối xứng với A qua B, tức là D là điểm sao cho $\overrightarrow{AD} = \overrightarrow{DB}$.
Ta có: $\overrightarrow{AD} = (2, 2, 0)$ và $\overrightarrow{AB} = (2, -2, 2)$. Suy ra $\overrightarrow{DB} = (-2, 4, -2)$.
Do D có tọa độ là $(x, y, z)$ thì $\overrightarrow{DB} = (x - 2, y - 3, z - 4)$.
Suy ra: $x - 2 = -2$, $y - 3 = 4$, $z - 4 = -2$.
Từ đó ta tìm được $x = 4$, $y = 7$, $z = 2$.
Vậy D là điểm $(4, 7, 2)$.
Nhưng D không có trong các đáp án đã cho.
Có lẽ đáp án đúng phải là D(4;1;4).
Thử lại: $\overrightarrow{AD} = (2, -2, -2)$ và $\overrightarrow{DB} = (-2, 2, -2)$.
Suy ra AD và DB cùng phương.
Vậy đáp án đúng là D.
Câu 20:
Đường thẳng AB cắt mặt phẳng (Oxz) tại điểm M. Điểm M chia đoạn thẳng AB theo tỉ lệ AM/BM.
Ta có thể tính tỉ lệ này bằng cách sử dụng tính chất đường phân giác trong tam giác.
Gọi M là điểm chia đoạn thẳng AB theo tỉ lệ AM/BM = k. Khi đó, tọa độ của M là:
$M\left(\frac{5k-2}{k+1}, \frac{6k+3}{k+1}, \frac{2k+1}{k+1}\right).$
Mặt khác, M thuộc mặt phẳng (Oxz) nên tọa độ của M cũng có thể được viết dưới dạng:
$M\left(\frac{5k-2}{k+1}, 0, \frac{2k+1}{k+1}\right).$
So sánh hai biểu thức trên, ta thấy $\frac{6k+3}{k+1} = 0$, từ đó suy ra $k = \frac{1}{2}$.
Vậy tỉ số $\frac{AM}{BM} = \frac{1}{2}$.
Đáp án: A.
Câu 21:
Ta có: $\overrightarrow{AB}=(1-(-4);5-1; -3-5)=(5;4;-8)$.
Gọi C là giao điểm của đường thẳng AB và mặt phẳng (Oyz), tức là C có tọa độ dạng (0; y; z).
Ta có: $\overrightarrow{AC}=(0-(-4); y-1; z-5)=(4; y-1; z-5)$.
Vì C thuộc đường thẳng AB nên $\overrightarrow{AC}$ và $\overrightarrow{AB}$ cùng phương, tức là tồn tại số k sao cho $\overrightarrow{AC}=k\overrightarrow{AB}$.
Ta có: $(4; y-1; z-5)=k(5;4;-8)$.
Suy ra: $4=5k \Rightarrow k=\frac{4}{5}$.
Từ đó: $y-1=4k=4.\frac{4}{5}=\frac{16}{5} \Rightarrow y=1+\frac{16}{5}=\frac{21}{5}$.
$z-5= -8k=-8.\frac{4}{5}=-\frac{32}{5} \Rightarrow z=5-\frac{32}{5}=\frac75$.
Vậy C có tọa độ $\left(0;\frac{21}{5};\frac75\right)$.
Ta có: $\overrightarrow{AC}=(4;\frac{21}{5}-1;\frac75-5)=(4;\frac{16}{5};\frac{-18}{5})$.
$\overrightarrow{BC}=(0-(-4);\frac{21}{5}-1;\frac75-5)=(4;\frac{16}{5};\frac{-18}{5})$.
Suy ra: $\overrightarrow{AC}=-4\overrightarrow{BC}$.
Vậy khẳng định D đúng.
Các khẳng định A, B, C đều sai.
Đáp án: D