Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Lý thuyết phương trình mặt phẳng

2 trả lời
Hỏi chi tiết
575
0
0
Bạch Tuyết
12/12/2017 01:35:19
1. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng.
* Cho mặt phẳng (P), vectơ  \(\overrightarrow{n}\neq \overrightarrow{0}\) mà giá của nó vuông góc với mặt phẳng (P) thì \(\overrightarrow{n}\) được gọi là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).
* Cho mặt phẳng (P), cặp vectơ  \(\overrightarrow{a}\neq \overrightarrow{0}\), \(\overrightarrow{b}\neq \overrightarrow{0}\) không cùng phương mà giá của chúng là hai đường thẳng song song hay nằm trong mặt phẳng (P) được gọi là cặp vectơ chỉ phương của mặt phẳng (P). Khi đó vectơ \(\overrightarrow{n}=\left [\overrightarrow{a}.\overrightarrow{b} \right ]\). là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).
* Nếu \(\overrightarrow{a}\) = (a1;  a2 ; a3),  \(\overrightarrow{b}\) = (b1 ; b2 ; b3) thì :
         \(\overrightarrow{n}=\left [\overrightarrow{a}.\overrightarrow{b} \right ]=(\begin{vmatrix} a_{2}&a_{3} \\ b_{2}& b_{3} \end{vmatrix};\begin{vmatrix} a_{3} & a_{1}\\ b_{3}&b_{1} \end{vmatrix};\begin{vmatrix} a_{1} & a_{2}\\ b_{1}& b_{2} \end{vmatrix})\)
               = (a2b3 – a3b2 ; a3b1 – a1b3 ; a1b2 – a2b1).
* Mặt phẳng hoàn toàn được xác định khi biết một điểm và một vectơ pháp tuyến của nó, hay một điểm thuộc mặt phẳng và cặp vectơ chỉ phương của nó.
2. Phương trình mặt phẳng.
* Mặt phẳng  (P) qua điểm M0 (x0 ; y0 ; z0)  và nhận \(\overrightarrow{n}\) (A, B, C) làm vectơ pháp tuyến có phương trình có dạng:       A(x  –  x0) + B(y – y0) + C(z – z0) = 0.
* Mọi mặt phẳng trong không gian có phương trình tổng quát có dạng :
             Ax + By + Cz +D = 0  ở đó  A2+ B2 + C2  > 0.
Khi đó vectơ \(\overrightarrow{n}\)(A ; B ; C) là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng.
* Mặt phẳng đi qua ba điểm M(a ; 0 ; 0), N( 0 ; b ; 0), C(0 ; 0 ; c) ở đó abc ≠ 0 có phương trình :\(\frac{x}{a}+\frac{y}{b}+\frac{z}{c}=1\). Phương trình này còn được gọi là phương trình mặt phẳng theo đoạn chắn.
3. Vị trí tương đối của hai mặt phẳng.
 Cho hai mặt phẳng (P1) và (P2) có phương trình :
(P1)    :    A1x + B1y  + C1z + D1 = 0;
(P2)    :    A2x + B2y  + C2z + D2 = 0.
Ta có \(\overrightarrow{n_{1}}\)(A1 ; B1 ; C1) ⊥  (P1) và \(\overrightarrow{n_{2}}\)(A2 ; B2 ; C2) ⊥  (P2) . Khi đó:
  (P1) ⊥  (P2)  ⇔ \(\overrightarrow{n_{1}}\perp \overrightarrow{n_{2}}\) ⇔ \(\overrightarrow{n_{1}}.\overrightarrow{n_{2}}\)  ⇔ A1A2 + B1B2 + C1C2 = 0
  (P1) // (P2)  ⇔  \(\overrightarrow{n_{1}}=k.\overrightarrow{n_{2}}\) và  D1 ≠ k.D2 (k ≠ 0).
  (P1) ≡ (P2)  ⇔ \(\overrightarrow{n_{1}}=k.\overrightarrow{n_{2}}\)  và  D1 = k.D2.
  (P1) cắt (P2)  ⇔  \(\overrightarrow{n_{1}}\neq k.\overrightarrow{n_{2}}\) (nghĩa là \(\overrightarrow{n_{1}}\) và \(\overrightarrow{n_{2}}\) không cùng phương).
4. Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng.
Trong không gian Oxyz cho mặt phẳng (P) có phương trình:
             Ax + By + Cz +D = 0 và điểm M(x0 ; y; z0). Khoảng cách từ Mđến (P) được cho bởi công thức:
                        \(d(M_{0}, P)=\frac{|Ax_{0}+By_{0}+Cz_{0}+D|}{\sqrt{A^{2}+B^{2}+C^{2}}}\).
5. Góc giữa hai  mặt phẳng.
Cho hai mặt phẳng (P1) và (P2) có phương trình :
(P1)    :    A1x + B1y  + C1z + D1 = 0;
(P2)    :    A2x + B2y  + C2z + D2 = 0.
Gọi φ là góc giữa hai mặt phẳng (P1) và (P2)  thì 0 ≤ φ ≤ 90và :
\(cos\varphi =|cos\widehat{\left (\overrightarrow{n_{1}},\overrightarrow{n_{2}} \right )}|=\frac{|A_{1}A_{2}+B_{1}B_{2}+C_{1}C_{2}+D|}{\sqrt{A_{1}^{2}+B_{1}^{2}+C_{1}^{2}}.\sqrt{A_{2}^{2}+B_{2}^{2}+C_{2}^{2}}}\).

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập
0
0
Tôi yêu Việt Nam
07/04/2018 11:24:17

Lý thuyết Phương trình mặt phẳng

1. Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng

Định nghĩa. Cho mặt phẳng (P). Vectơ n khác 0 và có giá vuông góc với mặt phẳng (P) được gọi là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).

Chú ý. Giá của một vectơ là đường thẳng chứa vectơ đó.

Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) thường được kí hiệu là nP

Một mặt phẳng (P) có vô số vectơ pháp tuyến. Nếu nP là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) thì k.nP (k ≠ 0) cũng là một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P).

2. Phương trình tổng quát của mặt phẳng

a) Tích có hướng của hai vectơ

Trước hết ta nhắc lại khái niệm định thức cấp hai để thuận lợi cho việc sử dụng

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Cho hai vectơ u = (x1; y1; z1), v = (x2; y2; z2). Tích có hướng (hay tích vectơ) của hai vectơ uv , kí hiệu là [u, v] (hay uv ) và được xác định như sau

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Từ định nghĩa suy ra:

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Chúng ta có thể kiểm tra lại được rằng tích có hướng [u, v] vuông góc với cả hai vectơ thành phần uv .

b) Phương trình của mặt phẳng (P) đi qua điểm M(x0, y0, z0) và nhận vectơ nP (khác 0 ) làm vectơ pháp tuyến là:

A(x - x0) + B(y - y0) + C(z - z0) = 0

c) Nếu mặt phẳng (P) có phương trình tổng quát Ax + By + Cz + D = 0 thì nó có một vectơ pháp tuyến là nP = (A; B; C)

d) Phương trình mặt phẳng chắn

Cho mặt phẳng (P) không đi qua gốc tọa độ và cắt các trục Ox, Oy, Oz lần lượt tại các điểm A(a; 0; 0), B(0; b; 0), C(0; 0; c). Khi đó phương trình của mặt phẳng (P) theo đoạn chắn là:

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

e) Một số chú ý để lập phương trình mặt phẳng

• Nếu hai mặt phẳng (P) và (Q) ((Q) cho trước) song song với nhau thì ta có thể chọn một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) chính là vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (Q) đã cho.

• Nếu ta tìm được hai vectơ uv (khác phương) cùng vuông góc với vectơ pháp tuyến nP của mặt phẳng (P) thì để viết được phương trình mặt phẳng (P) ta có thể chọn nP = [u, v]

• Nếu (P) ⊥ (Q) thì nPnQ

• Nếu hai điểm A, B cùng thuộc mặt phẳng (P) hoặc đường thẳng AB song song với mặt phẳng (P) thì nPAB

3. Điều kiện để hai mặt phẳng song song, vuông góc

Cho hai mặt phẳng (P) và (Q) có phương trình tổng quát lần lượt là:

A1x + B1y + C1z + D1 = 0, A2x + B2y + C2z + D2 = 0

Gọi nP = (A1; B1; C1), nQ = (A2; B2; C2) lần lượt là vectơ pháp tuyến của (P) và (Q). Ta có:

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Khi các số A2, B2, C2, D2 đều khác 0, hệ (I) tương đương với hệ điều kiện

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Chú ý.

• (P) cắt (Q) khi và chỉ khi hai vectơ pháp tuyến của chúng không song song

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Khi các số A2, B2, C2, D2 đều khác 0, hệ (II) tương đương với hệ điều kiện

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

4. Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng

Trong không gian Oxyz, khoảng cách từ điểm M(x0, y0, z0) đến mặt phẳng (P): Ax + By + Cz + D = 0 được tính bởi công thức:

Bài tập trắc nghiệm Hình học 12 | Bài tập và Câu hỏi trắc nghiệm Hình học 12

Một số áp dụng:

• Khoảng cách giữa hai mặt phẳng song song: Cho hai mặt phẳng song song (P) và (Q). Khi đó ta có:

d((P), (Q)) = d(M, (Q)) = d(N, (P))

trong đó M là một điểm bất kì thuộc (P), N là điểm bất kì thuộc (Q).

• Khoảng cách từ một đường thẳng đến một mặt phẳng (song song): Cho đường thẳng Δ song song với mặt phẳng (P). Khi đó ta có

d(Δ, (P)) = d(M, (P))

trong đó M là một điểm bất kì thuộc Δ.

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập Toán học Lớp 12 mới nhất
Trắc nghiệm Toán học Lớp 12 mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Đấu trường tri thức | Lazi Quiz Challenge +500k