Câu 1:
Để tính khoảng cách giữa hai điểm A và B trên đường thẳng d và mặt cầu (S), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm tọa độ giao điểm của d và (S):
- Đường thẳng d có phương trình tham số:
- Mặt cầu (S) có phương trình:
Thay phương trình tham số của d vào phương trình của (S):
Vậy tọa độ giao điểm là:
- Khi :
Điểm A(2, 4, 0)
- Khi :
Điểm B(0, 0, 0)
2. Tính khoảng cách AB:
Đáp số:
Câu 2:
Để viết phương trình tham số của đường thẳng d1 và d2, ta thực hiện các bước sau:
1. Viết phương trình tham số của d1:
Phương trình tham số của d1:
2. Viết phương trình tham số của d2:
Đáp số:
- Phương trình tham số của d1:
- Phương trình tham số của d2:
Câu 3:
Để tìm phương trình của đường thẳng d là hình chiếu của đường thẳng s lên mặt phẳng (P), ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của (P):
Mặt phẳng (P) có phương trình:
Vectơ pháp tuyến của (P) là .
2. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng s:
Đường thẳng s có phương trình tham số:
Vectơ chỉ phương của s là .
3. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng d:
Vectơ chỉ phương của d là , thỏa mãn:
4. Viết phương trình tham số của d:
Điểm M(1, -5, 3) thuộc s và cũng thuộc d.
Phương trình tham số của d:
Đáp số:
Phương trình tham số của d:
Câu 4:
Để tìm phương trình mặt phẳng (P) đi qua các điểm A, B, C và sao cho khoảng cách từ gốc tọa độ đến (P) là lớn nhất, ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ pháp tuyến của (P):
Mặt phẳng (P) đi qua các điểm A(1, -7, 8), B(2, -5, -9), C(7, -1, -2).
Vectơ AB = (2 - 1, -5 + 7, -9 - 8) = (1, 2, -17)
Vectơ AC = (7 - 1, -1 + 7, -2 - 8) = (6, 6, -10)
Vectơ pháp tuyến của (P) là:
2. Viết phương trình mặt phẳng (P):
Phương trình mặt phẳng (P) đi qua điểm A(1, -7, 8) và có vectơ pháp tuyến :
Đáp số: Phương trình mặt phẳng (P):
Câu 5:
Để tìm giá trị nhỏ nhất của với , ta thực hiện các bước sau:
1. Tìm tâm và bán kính của mặt cầu (S):
Mặt cầu (S) có phương trình:
Đặt lại phương trình:
Tâm của mặt cầu là I(-1, 4, 0) và bán kính .
2. Tìm điểm M trên (S) sao cho nhỏ nhất:
Ta cần tìm điểm M trên (S) sao cho tổng khoảng cách từ M đến A và 2 lần khoảng cách từ M đến B là nhỏ nhất. Điều này tương đương với việc tìm điểm M trên (S) sao cho nhỏ nhất khi B' là điểm đối xứng của B qua tâm I.
Điểm B'(4, 6, -1) là điểm đối xứng của B(4, 2, 1) qua tâm I(-1, 4, 0).
3. Tìm điểm M trên (S) sao cho nhỏ nhất:
Điểm M trên (S) sao cho nhỏ nhất là điểm giao của đường thẳng IA và mặt cầu (S).
Đường thẳng IA có phương trình tham số:
Thay vào phương trình của (S):
Vậy tọa độ điểm M là:
4. Tính giá trị nhỏ nhất của :
Giá trị nhỏ nhất của là khoảng cách từ A đến B':
Đáp số: Giá trị nhỏ nhất của là .