Chúng ta sẽ giải từng bài toán một cách chi tiết như sau:
Bài 3
Yêu cầu: Viết phương trình đường thẳng \(d\) đi qua hai điểm \(A(4;-6;3)\) và \(B(2;-2;3)\).
Giải:
1. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng \(d\): Vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{AB}\) được tính bằng:
\[
\overrightarrow{AB} = (2 - 4, -2 + 6, 3 - 3) = (-2, 4, 0)
\]
2. Phương trình tham số của đường thẳng \(d\): Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(A(4;-6;3)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{AB} = (-2, 4, 0)\) nên phương trình tham số là:
\[
\begin{cases}
x = 4 - 2t \\
y = -6 + 4t \\
z = 3
\end{cases}
\]
Bài 4
Yêu cầu: Viết phương trình đường thẳng \(d\) qua \(A(-4;0;4)\) và song song với \(BC\).
Giải:
1. Tìm vectơ chỉ phương của đường thẳng \(BC\):
\[
\overrightarrow{BC} = (3 - 2, -2 + 5, 4 - 6) = (1, 3, -2)
\]
2. Phương trình tham số của đường thẳng \(d\): Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \(A(-4;0;4)\) và song song với \(\overrightarrow{BC} = (1, 3, -2)\) nên phương trình tham số là:
\[
\begin{cases}
x = -4 + t \\
y = 3t \\
z = 4 - 2t
\end{cases}
\]
Bài 5
Yêu cầu: Viết phương trình đường thẳng \(d\) qua \(O(0,0,0)\) và vuông góc với mặt phẳng \((P): 3x + y - z + 4 = 0\).
Giải:
1. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng \((P)\): \(\overrightarrow{n} = (3, 1, -1)\).
2. Phương trình tham số của đường thẳng \(d\): Đường thẳng \(d\) đi qua \(O(0,0,0)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{n} = (3, 1, -1)\) nên phương trình tham số là:
\[
\begin{cases}
x = 3t \\
y = t \\
z = -t
\end{cases}
\]
Bài 6
Yêu cầu: Viết phương trình đường thẳng \(d\) qua \(A(4;-5;0)\) và song song với đường thẳng \(\Delta\).
Giải:
1. Vectơ chỉ phương của \(\Delta\): \(\overrightarrow{u} = (3, -1, 5)\).
2. Phương trình tham số của đường thẳng \(d\): Đường thẳng \(d\) đi qua \(A(4;-5;0)\) và song song với \(\overrightarrow{u} = (3, -1, 5)\) nên phương trình tham số là:
\[
\begin{cases}
x = 4 + 3t \\
y = -5 - t \\
z = 5t
\end{cases}
\]
Bài 7
Yêu cầu: Viết phương trình đường thẳng \(d\) qua \(M(-2;4;1)\), song song với mặt phẳng \((P)\) và vuông góc với \(\Delta\).
Giải:
1. Vectơ pháp tuyến của \((P)\): \(\overrightarrow{n} = (3, 4, -1)\).
2. Vectơ chỉ phương của \(\Delta\): \(\overrightarrow{u} = (2, 4, 3)\).
3. Vectơ chỉ phương của \(d\): \(\overrightarrow{v}\) thỏa mãn \(\overrightarrow{v} \cdot \overrightarrow{n} = 0\) và \(\overrightarrow{v} \cdot \overrightarrow{u} = 0\). Giải hệ:
\[
\begin{cases}
3a + 4b - c = 0 \\
2a + 4b + 3c = 0
\end{cases}
\]
Giải hệ ta được \(\overrightarrow{v} = (16, -11, 4)\).
4. Phương trình tham số của đường thẳng \(d\): Đường thẳng \(d\) đi qua \(M(-2;4;1)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{v} = (16, -11, 4)\) nên phương trình tham số là:
\[
\begin{cases}
x = -2 + 16t \\
y = 4 - 11t \\
z = 1 + 4t
\end{cases}
\]
Bài 8
Yêu cầu: Viết phương trình đường thẳng \(d\) là giao tuyến của hai mặt phẳng \((P)\) và \((Q)\).
Giải:
1. Vectơ pháp tuyến của \((P)\): \(\overrightarrow{n_1} = (1, 4, -1)\).
2. Vectơ pháp tuyến của \((Q)\): \(\overrightarrow{n_2} = (3, -1, 5)\).
3. Vectơ chỉ phương của \(d\): \(\overrightarrow{v} = \overrightarrow{n_1} \times \overrightarrow{n_2}\):
\[
\overrightarrow{v} = \begin{vmatrix}
\mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\
1 & 4 & -1 \\
3 & -1 & 5
\end{vmatrix} = (19, -8, -13)
\]
4. Tìm điểm chung của hai mặt phẳng: Giải hệ:
\[
\begin{cases}
x + 4y - z + 6 = 0 \\
3x - y + 5z - 11 = 0
\end{cases}
\]
Giả sử \(z = 0\), ta có:
\[
\begin{cases}
x + 4y + 6 = 0 \\
3x - y - 11 = 0
\end{cases}
\]
Giải hệ ta được \(x = 1\), \(y = -\frac{7}{4}\), \(z = 0\).
5. Phương trình tham số của đường thẳng \(d\): Đường thẳng \(d\) đi qua điểm \((1, -\frac{7}{4}, 0)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow{v} = (19, -8, -13)\) nên phương trình tham số là:
\[
\begin{cases}
x = 1 + 19t \\
y = -\frac{7}{4} - 8t \\
z = -13t
\end{cases}
\]
Vậy là chúng ta đã giải xong các bài toán yêu cầu.