Câu 15:
Để tìm phương trình của mặt phẳng (Q) song song với mặt phẳng (P) và cách điểm M(1, -2, 1) một khoảng bằng 3, ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định phương trình mặt phẳng (Q):
Vì mặt phẳng (Q) song song với mặt phẳng (P), chúng sẽ có cùng một véctơ pháp tuyến. Phương trình của mặt phẳng (P) là:
Véctơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là . Do đó, phương trình của mặt phẳng (Q) sẽ có dạng:
2. Tính khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (Q):
Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng được tính bằng công thức:
Ở đây, , , , , và điểm . Thay vào công thức, ta có:
Nhân cả hai vế với 3:
Điều này dẫn đến hai trường hợp:
Giải các phương trình này, ta được:
3. Viết phương trình của mặt phẳng (Q):
Vậy phương trình của mặt phẳng (Q) có thể là:
Do đó, các phương án đúng là:
C.
D.
Đáp án: C và D.
Câu 16:
Để tìm phương trình mặt phẳng (P) vuông góc với BC và cách M một khoảng bằng , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P):
- Vectơ BC = C - B = (2 - 1, -1 + 1, -1 - 0) = (1, 0, -1).
- Vì mặt phẳng (P) vuông góc với BC, nên vectơ pháp tuyến của (P) là n = BC = (1, 0, -1).
2. Viết phương trình tổng quát của mặt phẳng (P):
- Phương trình tổng quát của mặt phẳng có vectơ pháp tuyến n = (1, 0, -1) là:
x + 0y - z + d = 0
Hay x - z + d = 0.
3. Xác định khoảng cách từ điểm M đến mặt phẳng (P):
- Khoảng cách từ điểm M(-2, 1, 3) đến mặt phẳng x - z + d = 0 là:
4. Giải phương trình để tìm giá trị của d:
- Ta có hai trường hợp:
a) d - 5 = 2 => d = 7
b) d - 5 = -2 => d = 3
5. Kết luận phương trình mặt phẳng (P):
- Với d = 7, phương trình mặt phẳng là x - z + 7 = 0.
- Với d = 3, phương trình mặt phẳng là x - z + 3 = 0.
Do đó, phương trình mặt phẳng (P) là:
Đáp án đúng là: C.
Câu 17:
Để tìm phương trình mặt phẳng đi qua hai điểm và và cách đều hai điểm và , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng :
- Vectơ .
- Mặt phẳng cách đều hai điểm và , do đó vectơ pháp tuyến của mặt phẳng cũng là vectơ pháp tuyến của đường thẳng đi qua trung điểm của đoạn thẳng và vuông góc với đoạn thẳng này.
- Trung điểm của đoạn thẳng là .
- Vectơ .
- Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng là , sao cho . Ta có:
- Mặt phẳng đi qua điểm , do đó phương trình mặt phẳng có dạng:
2. Xác định các hệ số , , :
- Vì mặt phẳng đi qua điểm , thay vào phương trình mặt phẳng:
- Chọn , ta có và .
- Phương trình mặt phẳng là:
3. Kiểm tra phương trình mặt phẳng cách đều hai điểm và :
- Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng là:
- Khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng là:
- Vì , mặt phẳng cách đều hai điểm và .
4. Kiểm tra các phương án:
- Phương án A: và .
- Phương án B: và .
- Phương án C: và .
- Phương án D: và .
Phương án đúng là phương án C: và .
Đáp án: C. .
Câu 19:
Để xác định mặt phẳng nào trong các lựa chọn nhận là một vectơ pháp tuyến, ta cần kiểm tra xem vectơ pháp tuyến của mỗi mặt phẳng có trùng khớp với hay không.
Các phương án:
A.
B.
C.
D.
Ta sẽ lần lượt kiểm tra vectơ pháp tuyến của mỗi phương án:
1. Phương án A:
Vectơ pháp tuyến:
So sánh với :
2. Phương án B:
Chuyển về dạng chuẩn:
Vectơ pháp tuyến:
So sánh với :
Không thỏa mãn vì .
3. Phương án C:
Vectơ pháp tuyến:
So sánh với :
4. Phương án D:
Chuyển về dạng chuẩn:
Vectơ pháp tuyến:
So sánh với :
Không thỏa mãn vì .
Như vậy, chỉ có phương án A và C có thể thỏa mãn điều kiện. Tuy nhiên, chúng ta cần kiểm tra lại kỹ lưỡng để đảm bảo chính xác.
Phương án A:
Phương án C:
Do đó, phương án đúng là:
C. với .
Câu 20:
Để kiểm tra xem các điểm có thuộc mặt phẳng hay không, ta thay tọa độ của mỗi điểm vào phương trình mặt phẳng và kiểm tra xem phương trình có thỏa mãn hay không.
A. Thay tọa độ điểm vào phương trình:
Do đó, điểm không thuộc mặt phẳng .
B. Thay tọa độ điểm vào phương trình:
Do đó, điểm không thuộc mặt phẳng .
C. Thay tọa độ điểm vào phương trình:
Phương trình này không bằng 0 trừ khi . Do đó, điểm không thuộc mặt phẳng nếu .
D. Thay tọa độ điểm vào phương trình:
Do đó, điểm không thuộc mặt phẳng .
Như vậy, không có điểm nào trong các điểm đã cho thuộc mặt phẳng . Tuy nhiên, nếu xét kỹ lại, ta thấy rằng điểm có thể thuộc mặt phẳng nếu .
Vậy đáp án đúng là:
C.
Đáp án: C.
Câu 21:
Mặt phẳng chứa điểm và trục Oz sẽ có dạng phương trình , vì trục Oz có tọa độ và mặt phẳng này phải đi qua điểm .
Thay tọa độ của điểm vào phương trình mặt phẳng:
Từ đây, ta có thể chọn và . Do đó, phương trình mặt phẳng là:
Nhưng trong các đáp án đã cho, phương trình này không xuất hiện. Ta kiểm tra lại các đáp án đã cho:
A.
B.
C.
D.
Phương trình đúng với và , thỏa mãn điều kiện .
Do đó, phương trình mặt phẳng chứa điểm và trục Oz là:
Đáp án đúng là: A.
Câu 22:
Để tìm phương trình của mặt phẳng (Q) đi qua điểm và song song với mặt phẳng (P): , ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P):
Mặt phẳng (P) có phương trình . Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng này là .
2. Viết phương trình tổng quát của mặt phẳng (Q):
Vì mặt phẳng (Q) song song với mặt phẳng (P), nên vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q) cũng là . Phương trình tổng quát của mặt phẳng (Q) sẽ có dạng:
Trong đó, là hằng số cần tìm.
3. Tìm giá trị của :
Mặt phẳng (Q) đi qua điểm . Thay tọa độ của điểm vào phương trình của mặt phẳng (Q):
Vì là biến tự do, ta có thể chọn để đơn giản hóa:
4. Viết phương trình cuối cùng của mặt phẳng (Q):
Thay vào phương trình tổng quát của mặt phẳng (Q):
Do đó, phương trình của mặt phẳng (Q) là:
So sánh với các phương án đã cho:
A.
B.
C.
D.
Phương án đúng là:
Câu 23:
Để tìm phương trình mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm trung điểm của đoạn thẳng :
- Tọa độ của điểm là .
- Tọa độ của điểm là .
Trung điểm của đoạn thẳng là:
2. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng trung trực:
- Vectơ là:
- Mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng sẽ có vectơ pháp tuyến là , tức là .
3. Viết phương trình mặt phẳng:
- Phương trình mặt phẳng có dạng , trong đó là vectơ pháp tuyến và là tọa độ của một điểm trên mặt phẳng.
- Ta đã biết vectơ pháp tuyến là và điểm nằm trên mặt phẳng.
Thay vào phương trình mặt phẳng:
Nhân cả phương trình với 2 để loại bỏ số thập phân:
4. So sánh với các phương án:
- Phương án A:
- Phương án B: (sai vì có lỗi trong phương trình)
- Phương án C: (sai vì có lỗi trong phương trình)
- Phương án D: (sai vì có lỗi trong phương trình)
Phương án đúng là:
Nhưng trong các phương án đã cho, phương án gần đúng nhất là:
Vậy phương án đúng là:
Câu 24:
Để viết phương trình mặt phẳng (B) chứa điểm và vuông góc với cả hai mặt phẳng (P) và (Q), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P):
Mặt phẳng (P) có phương trình . Vectơ pháp tuyến của (P) là .
2. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q):
Mặt phẳng (Q) có phương trình . Vectơ pháp tuyến của (Q) là .
3. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (B):
Mặt phẳng (B) vuông góc với cả hai mặt phẳng (P) và (Q), do đó vectơ pháp tuyến của (B) sẽ là tích vector của và :
4. Viết phương trình mặt phẳng (B):
Mặt phẳng (B) có vectơ pháp tuyến và đi qua điểm . Phương trình mặt phẳng (B) là:
Do đó, phương trình mặt phẳng (B) là .
Đáp án đúng là: A.
Lưu ý: Đáp án đã cho trong đề bài là , nhưng theo tính toán trên, phương trình đúng là .
Câu 25:
Để tìm phương trình mặt phẳng đi qua ba điểm , , và , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm hai vectơ nằm trên mặt phẳng:
- Vectơ :
- Vectơ :
2. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng:
- Vectơ pháp tuyến là tích vector của và :
Ta tính tích vector:
3. Viết phương trình mặt phẳng:
- Phương trình mặt phẳng có dạng , trong đó là vectơ pháp tuyến và là hằng số.
- Thay vào phương trình:
- Để tìm , thay tọa độ của điểm vào phương trình:
4. Phương trình cuối cùng của mặt phẳng:
Do đó, phương trình mặt phẳng đi qua ba điểm , , và là:
Đáp án đúng là: A.
Lưu ý rằng đáp án đã cho có thể có lỗi hoặc sai lệch, nhưng phương pháp giải trên là chính xác.
Câu 26:
Để xác định mặt phẳng nào trong các lựa chọn là song song với mặt phẳng , ta cần kiểm tra xem các vector pháp tuyến của chúng có cùng hướng hoặc ngược hướng với nhau hay không.
Vector pháp tuyến của mặt phẳng là .
Bây giờ, ta sẽ kiểm tra từng lựa chọn:
A. Mặt phẳng :
Vector pháp tuyến là . Ta thấy rằng không cùng hướng hoặc ngược hướng với , vì các thành phần không tỷ lệ với nhau.
B. Mặt phẳng :
Vector pháp tuyến là . Ta thấy rằng không cùng hướng hoặc ngược hướng với , vì các thành phần không tỷ lệ với nhau.
C. Mặt phẳng :
Sau khi sắp xếp lại phương trình, ta có hay . Vector pháp tuyến là . Ta thấy rằng cùng hướng với , vì .
D. Mặt phẳng :
Vector pháp tuyến là . Ta thấy rằng không cùng hướng hoặc ngược hướng với , vì các thành phần không tỷ lệ với nhau.
Do đó, mặt phẳng (hay ) là mặt phẳng song song với mặt phẳng .
Đáp án đúng là: C. .