Câu 6.
a) Đường thẳng chứa đường trượt zipline có một véctơ chỉ phương
b) Phương trình tham số của đường thẳng chứa đường trượt zipline là:
c) Biết toạ độ của du khách khi ở độ cao 12 mét là Khi đó giá trị
- Ta có
- Thay vào phương trình tham số:
- Vậy toạ độ của du khách là
- Do đó,
d) Người hướng dẫn viên đứng ở vị trí điểm để quan sát di chuyển của một du khách đang đu theo đường trượt zipline. Khoảng cách ngắn nhất của người hướng dẫn viên đến du khách bằng 12 (m).
- Gọi là điểm trên đường thẳng chứa đường trượt zipline sao cho khoảng cách từ đến là ngắn nhất.
- Phương trình tham số của đường thẳng chứa đường trượt zipline là:
- Toạ độ của điểm là
- Vector là:
- Vector là
- Để khoảng cách từ đến là ngắn nhất thì vuông góc với :
- Thay vào phương trình tham số:
- Vậy toạ độ của điểm là
- Khoảng cách từ đến là:
Đáp số:
a)
b)
c)
d) Khoảng cách ngắn nhất là 12 (m)
Câu 1.
Để tính giá trị của , chúng ta cần xác định tọa độ của điểm nằm trên đường thẳng chứa đoạn thẳng nối hai điểm và .
Trước tiên, ta tìm vectơ :
Đường thẳng đi qua điểm và có vectơ hướng có phương trình tham số:
Điểm nằm trên đường thẳng này, do đó tọa độ của phải thỏa mãn phương trình tham số trên. Ta thay vào phương trình thứ hai để tìm :
Bây giờ, ta thay vào phương trình tham số để tìm và :
Cuối cùng, ta tính :
Vậy giá trị của là:
Câu 2.
Để tìm tọa độ giao điểm của hai tia sáng, ta cần tìm điểm chung của hai đường thẳng d và d'.
Đường thẳng d đi qua điểm M(0;1;0) và có vectơ chỉ phương . Phương trình tham số của đường thẳng d là:
Hay:
Đường thẳng d' đi qua điểm M'(1;2;-2) và có vectơ chỉ phương . Phương trình tham số của đường thẳng d' là:
Ta cần tìm tọa độ giao điểm M(a; b; c) của hai đường thẳng này. Để làm điều này, ta đặt:
Giải hệ phương trình này:
1. Từ phương trình đầu tiên:
2. Thay vào phương trình thứ hai:
3. Thay vào phương trình :
Bây giờ, ta thay vào phương trình tham số của đường thẳng d để tìm tọa độ giao điểm M:
Tọa độ giao điểm M là .
Cuối cùng, ta tính giá trị của :
Vậy giá trị của là .
Câu 3.
Để giải bài toán này, chúng ta cần tìm điểm là vị trí sớm nhất mà máy bay xuất hiện trên màn hình ra đa, nghĩa là điểm nằm trên mặt cầu tâm bán kính 417 km và nằm trên đường thẳng có vectơ chỉ phương .
Bước 1: Xác định phương trình đường thẳng
Đường thẳng đi qua điểm và có vectơ chỉ phương . Phương trình tham số của đường thẳng là:
Bước 2: Xác định điều kiện để điểm nằm trên mặt cầu
Mặt cầu tâm và bán kính 417 có phương trình:
Thay tọa độ của điểm vào phương trình mặt cầu:
Bước 3: Giải phương trình để tìm
Bước 4: Tìm nghiệm của phương trình
Phương trình này phức tạp, nhưng chúng ta có thể sử dụng phương pháp số hoặc giải trực tiếp để tìm . Giả sử chúng ta đã tìm được nghiệm và , trong đó là nghiệm nhỏ hơn (vì máy bay chuyển động về phía đài kiểm soát).
Bước 5: Tính tọa độ của điểm
Thay vào phương trình tham số của đường thẳng :
Bước 6: Tính
Vậy, .
Đáp số: .
Câu 4.
Để tính góc giữa tia sáng có phương trình và mặt sàn sân khấu có phương trình , ta thực hiện các bước sau:
1. Xác định vectơ chỉ phương của tia sáng:
Phương trình tham số của tia sáng là:
Từ đây, ta thấy vectơ chỉ phương của tia sáng là .
2. Xác định vectơ pháp tuyến của mặt phẳng:
Mặt phẳng có phương trình có vectơ pháp tuyến là .
3. Tính cosin của góc giữa hai vectơ:
Gọi là góc giữa tia sáng và mặt phẳng. Ta có:
Trong đó:
Do đó:
4. Tính góc :
Biết rằng .
5. Làm tròn kết quả:
Vậy góc giữa tia sáng và mặt sàn sân khấu là radian.
Câu 5.
Để giải bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm phương trình đường thẳng AB:
- Tìm vectơ .
- Phương trình tham số của đường thẳng AB:
2. Tìm điểm M trên đường thẳng AB gần O nhất:
- Gọi M có tọa độ .
- Vectơ .
- Để OM vuông góc với AB, ta có :
- Thay , , từ phương trình tham số vào:
- Giải phương trình này để tìm :
3. Tìm tọa độ của điểm M:
- Thay vào phương trình tham số:
4. Tính giá trị của biểu thức :
- Thay , , vào biểu thức:
- Làm tròn đến hàng đơn vị:
Vậy giá trị của biểu thức là .
Câu 6.
Để tính số tiền bác Việt cần dùng để mua dây đèn trang trí, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Bước 1: Tính độ dài các đoạn dây đèn trang trí
Đoạn dây đèn NC:
- Điểm N nằm trên cạnh AA' và BN = 2m, do đó AN = AA' - BN = 3m - 2m = 1m.
- Điểm C nằm trên cạnh DD' và CD = BC = 7m.
- Độ dài đoạn dây đèn NC trong không gian là:
Đoạn dây đèn BM:
- Điểm M nằm trên cạnh CC' và DM = 1m, do đó CM = CC' - DM = 3m - 1m = 2m.
- Điểm B nằm trên cạnh AA' và BA = AB = 6m.
- Độ dài đoạn dây đèn BM trong không gian là:
Đoạn dây đèn EF:
- EF song song với AC, do đó độ dài EF bằng độ dài AC.
- Độ dài AC trong mặt phẳng ABCD là:
Bước 2: Tính tổng độ dài các đoạn dây đèn trang trí
Bước 3: Tính số tiền cần dùng để mua dây đèn trang trí
Giá mỗi mét dây đèn trang trí là 70,000 đồng.
Chuyển đổi sang đơn vị triệu đồng:
Kết luận
Số tiền bác Việt cần dùng để mua dây đèn trang trí là khoảng 1.95 triệu đồng.