Câu 2.
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
1. Tìm vectơ AB:
\[
\overrightarrow{AB} = B - A = (2 - 1, 1 - 2, 0 - (-1)) = (1, -1, 1)
\]
2. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P):
Mặt phẳng (P) có phương trình: \(2x + y - 3z + 1 = 0\). Do đó, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là:
\[
\overrightarrow{n_P} = (2, 1, -3)
\]
3. Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q):
Mặt phẳng (Q) chứa điểm A và B và vuông góc với mặt phẳng (P). Vì vậy, vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q) phải vuông góc với vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P). Ta có:
\[
\overrightarrow{n_Q} \cdot \overrightarrow{n_P} = 0
\]
Giả sử vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q) là \(\overrightarrow{n_Q} = (a, b, c)\). Ta có:
\[
2a + b - 3c = 0
\]
4. Tìm phương trình mặt phẳng (Q):
Mặt phẳng (Q) chứa điểm A(1, 2, -1) và có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n_Q} = (a, b, c)\). Phương trình mặt phẳng (Q) có dạng:
\[
a(x - 1) + b(y - 2) + c(z + 1) = 0
\]
Thay vào vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow{n_Q} = (2, 5, 3)\):
\[
2(x - 1) + 5(y - 2) + 3(z + 1) = 0
\]
Rút gọn phương trình:
\[
2x - 2 + 5y - 10 + 3z + 3 = 0
\]
\[
2x + 5y + 3z - 9 = 0
\]
5. Kiểm tra các lựa chọn:
a) Điểm \(A(2, 1, 3)\) thuộc mặt phẳng (Q):
\[
2(2) + 5(1) + 3(3) - 9 = 4 + 5 + 9 - 9 = 9 \neq 0
\]
Suy ra điểm \(A(2, 1, 3)\) không thuộc mặt phẳng (Q).
b) Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) song song với vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q):
\[
\overrightarrow{n_P} = (2, 1, -3) \quad \text{và} \quad \overrightarrow{n_Q} = (2, 5, 3)
\]
Hai vectơ này không song song vì tỉ lệ giữa các thành phần không giống nhau.
c) Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là:
\[
\overrightarrow{n_P} = (2, 1, -3)
\]
Đúng.
d) Mặt phẳng (Q) có dạng:
\[
2x + 5y + 3z - 9 = 0
\]
Đúng.
Kết luận:
Các lựa chọn đúng là:
- c) Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là: \(\overrightarrow{n_P} = (2, 1, -3)\).
- d) Mặt phẳng (Q) có dạng: \(2x + 5y + 3z - 9 = 0\).