Câu 9:
Để lập phương trình mặt phẳng $(P)$ đi qua điểm $A$ và vuông góc với đường thẳng $AB$, ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(P)$:
Vì $(P)$ vuông góc với đường thẳng $AB$, nên vectơ pháp tuyến của $(P)$ sẽ cùng phương với vectơ chỉ phương của $AB$. Ta cần tìm vectơ chỉ phương của $AB$.
2. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng $AB$:
Giả sử điểm $A$ có tọa độ $(x_A, y_A, z_A)$ và điểm $B$ có tọa độ $(x_B, y_B, z_B)$. Vectơ chỉ phương của $AB$ là:
\[
\overrightarrow{AB} = (x_B - x_A, y_B - y_A, z_B - z_A)
\]
3. Lập phương trình mặt phẳng $(P)$:
Mặt phẳng $(P)$ có vectơ pháp tuyến $\overrightarrow{n} = \overrightarrow{AB} = (a, b, c)$. Phương trình mặt phẳng $(P)$ đi qua điểm $A(x_A, y_A, z_A)$ và có vectơ pháp tuyến $\overrightarrow{n} = (a, b, c)$ là:
\[
a(x - x_A) + b(y - y_A) + c(z - z_A) = 0
\]
4. Áp dụng vào bài toán:
Giả sử điểm $A$ có tọa độ $(1, 1, 1)$ và điểm $B$ có tọa độ $(4, 2, 2)$. Ta tính vectơ chỉ phương của $AB$:
\[
\overrightarrow{AB} = (4 - 1, 2 - 1, 2 - 1) = (3, 1, 1)
\]
Vậy vectơ pháp tuyến của mặt phẳng $(P)$ là $\overrightarrow{n} = (3, 1, 1)$.
5. Lập phương trình mặt phẳng $(P)$:
Mặt phẳng $(P)$ đi qua điểm $A(1, 1, 1)$ và có vectơ pháp tuyến $\overrightarrow{n} = (3, 1, 1)$, phương trình của $(P)$ là:
\[
3(x - 1) + 1(y - 1) + 1(z - 1) = 0
\]
Rút gọn phương trình:
\[
3x - 3 + y - 1 + z - 1 = 0 \implies 3x + y + z - 5 = 0
\]
6. Kiểm tra đáp án:
Các đáp án đã cho là:
\[
A.~(P):~3x+y-z+4=0 \\
B.~(P):~3x+y-z-4=0 \\
C.~(P):~3x+y-z=0 \\
D.~(P):~2x+y-z+1=0
\]
So sánh với phương trình chúng ta vừa tìm được $3x + y + z - 5 = 0$, ta thấy không có đáp án nào đúng trong các lựa chọn trên. Do đó, có thể có lỗi trong dữ liệu hoặc các đáp án đã cho.
Kết luận: Phương trình mặt phẳng $(P)$ đi qua điểm $A$ và vuông góc với đường thẳng $AB$ là $3x + y + z - 5 = 0$.