Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho đường thẳng \(\Delta\) có phương trình \(\frac{{x - 1}}{2} = \frac{y}{2} = \frac{{z + 1}}{{ - 1}}\) và mặt phẳng \(\left( P \right):2x - y + 2z - 1 = 0\). Viết phương trình mặt phẳng (Q) chứa \(\Delta\) và tạo với (P) một góc nhỏ nhất.
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiDễ thấy \(A\left( {1;0; - 1} \right);B\left( {3;1; - 2} \right) \in \left( \Delta \right)\)
Giả sử: \(\left( Q \right):a\left( {x - 1} \right) + by + c\left( {z + 1} \right) = 0\)
\(\begin{array}{l} \Rightarrow a\left( {3 - 1} \right) + b.1 + c\left( { - 2 + 1} \right) = 0\\ \Rightarrow b = c - 2a\\ \Rightarrow \left( Q \right):a\left( {x - 1} \right) + \left( {c - 2a} \right)y + c\left( {z + 1} \right) = 0\\ \left( P \right):2x + y + 2z - 1 = 0\\ \Rightarrow cos\left( {\widehat {\left( P \right);\left( Q \right)}} \right) = \frac{{\left| {2a + \left( {c - 2a} \right) + 2c} \right|}}{{\sqrt {{a^2} + {{\left( {2a - c} \right)}^2} + {c^2}} \sqrt 9 }}\\ \Rightarrow cos\left( {\widehat {\left( P \right);\left( Q \right)}} \right) = \frac{{\left| {4c} \right|}}{{3\sqrt {5{a^2} - 4ac + 2{c^2}} }}\\ \Rightarrow cos\left( {\widehat {\left( P \right);\left( Q \right)}} \right) = \frac{{\left| c \right|}}{{\sqrt {5{{\left( {a - \frac{2}{5}c} \right)}^2} + \frac{6}{5}{c^2}} }} \le \frac{1}{{\sqrt {\frac{6}{5}} }} \end{array}\)
Dấu "=" xảy ra khi:
\(\begin{array}{l} a = \frac{2}{5}c \Leftrightarrow \left( Q \right):\frac{2}{5}\left( {x - 1} \right)\left( {1 - \frac{4}{5}} \right)y + \left( {z + 1} \right) = 0\\ \Leftrightarrow \left( Q \right):2x + y + 5z + 3 = 0 \end{array}\)
Đề ôn tập Chương 3 Hình học lớp 12 năm 2021
Trường THPT Nguyễn Khuyến