Câu 4:
Để giải quyết bài toán này, chúng ta cần thực hiện các bước sau:
a) Tìm vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P)
Mặt phẳng (P) có phương trình:
\[ x + 2y - 3z + 4 = 0. \]
Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là:
\[ \overrightarrow{n} = (1, 2, -3). \]
b) Phương trình đường thẳng d đi qua điểm \( A(-2, 2, 0) \)
Đường thẳng d đi qua điểm \( A(-2, 2, 0) \) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{u} = (1, 1, -1)\).
Phương trình tham số của đường thẳng d là:
\[
\begin{cases}
x = -2 + t, \\
y = 2 + t, \\
z = 0 - t,
\end{cases}
\]
với \( t \in \mathbb{R} \).
c) Góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P)
Góc giữa đường thẳng d và mặt phẳng (P) được tính bằng công thức:
\[
\sin \theta = \frac{|\overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{n}|}{\|\overrightarrow{u}\| \cdot \|\overrightarrow{n}\|},
\]
trong đó \(\overrightarrow{u} = (1, 1, -1)\) và \(\overrightarrow{n} = (1, 2, -3)\).
Tính tích vô hướng:
\[
\overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{n} = 1 \cdot 1 + 1 \cdot 2 + (-1) \cdot (-3) = 1 + 2 + 3 = 6.
\]
Tính độ dài của các vectơ:
\[
\|\overrightarrow{u}\| = \sqrt{1^2 + 1^2 + (-1)^2} = \sqrt{3},
\]
\[
\|\overrightarrow{n}\| = \sqrt{1^2 + 2^2 + (-3)^2} = \sqrt{14}.
\]
Do đó:
\[
\sin \theta = \frac{|6|}{\sqrt{3} \cdot \sqrt{14}} = \frac{6}{\sqrt{42}} = \frac{6}{\sqrt{42}}.
\]
Tính góc \(\theta\):
\[
\theta = \arcsin\left(\frac{6}{\sqrt{42}}\right).
\]
Theo đề bài, góc này là \(22,2^\circ\).
d) Khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng \(\Delta\)
Đường thẳng \(\Delta\) có phương trình tham số:
\[
\begin{cases}
x = -2 + t, \\
y = 2 + t, \\
z = -t,
\end{cases}
\]
với \( t \in \mathbb{R} \).
Khoảng cách từ điểm \( O(0, 0, 0) \) đến đường thẳng \(\Delta\) được tính bằng công thức:
\[
d = \frac{\|\overrightarrow{OA} \times \overrightarrow{u}\|}{\|\overrightarrow{u}\|},
\]
trong đó \(\overrightarrow{OA} = (-2, 2, 0)\) và \(\overrightarrow{u} = (1, 1, -1)\).
Tính tích có hướng:
\[
\overrightarrow{OA} \times \overrightarrow{u} = \begin{vmatrix}
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\
-2 & 2 & 0 \\
1 & 1 & -1
\end{vmatrix} = \mathbf{i}(2 \cdot (-1) - 0 \cdot 1) - \mathbf{j}(-2 \cdot (-1) - 0 \cdot 1) + \mathbf{k}(-2 \cdot 1 - 2 \cdot 1).
\]
\[
= \mathbf{i}(-2) - \mathbf{j}(2) + \mathbf{k}(-4) = (-2, -2, -4).
\]
Tính độ dài của tích có hướng:
\[
\|\overrightarrow{OA} \times \overrightarrow{u}\| = \sqrt{(-2)^2 + (-2)^2 + (-4)^2} = \sqrt{4 + 4 + 16} = \sqrt{24}.
\]
Do đó, khoảng cách là:
\[
d = \frac{\sqrt{24}}{\sqrt{3}} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}.
\]
Vậy, khoảng cách từ gốc tọa độ O đến đường thẳng \(\Delta\) là \(2\sqrt{2}\).