Trong không gian \(Oxyz\), cho bốn điểm \(A\left( 0;1;-1 \right)\), \(B\left( 1;1;2 \right)\), \(C\left( 1;-1;0 \right)\) và \(D\left( 0;0;1 \right)\). Mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) song song với mặt phẳng \(\left( BCD \right)\) và chia khối tứ diện \(ABCD\) thành hai khối đa diện sao cho tỉ số thể tích của khối đa diện có chứa điểm \(A\) và khối tứ diện \(ABCD\) bằng \(\frac{1}{27}\). Viết phương trình mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo saiChọn B.
Gọi \(M\), \(N\), \(P\) lần lượt là giao điểm của mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) với các cạnh \(AB\), \(AC\), \(AD\).
Ta có: \(\left( \alpha \right)\ \text{//}\ \left( BCD \right)\)\(\Rightarrow \frac{AM}{AB}=\frac{AN}{AC}=\frac{AP}{AD}\).
\(\Rightarrow \frac{{{V}_{AMNP}}}{{{V}_{ABCD}}}=\frac{AM}{AB}.\frac{AN}{AC}.\frac{AP}{AD}\)\(=\frac{1}{27}\)\(\Rightarrow \frac{AM}{AB}=\frac{1}{3}\)\(\Rightarrow \overrightarrow{AB}=3\overrightarrow{AM}\).
Mà: \(\overrightarrow{AB}=\left( 1;0;3 \right)\); \(3\overrightarrow{AM}=\left( 3{{x}_{M}};3{{y}_{M}}-3;3{{z}_{M}}+3 \right)\).\(\Rightarrow \left\{ \begin{align} & 3{{x}_{M}}=1 \\ & 3{{y}_{M}}-3=0 \\ & 3{{z}_{M}}+3=3 \\ \end{align} \right.\)
\(\Rightarrow \left\{ \begin{align} & {{x}_{M}}=\frac{1}{3} \\ & {{y}_{M}}=1 \\ & {{z}_{M}}=0 \\ \end{align} \right.\)\(\Rightarrow M\left( \frac{1}{3};1;0 \right)\).
Ta lại có: \(\overrightarrow{BC}=\left( 0;-2;-2 \right)\), \(\overrightarrow{BD}=\left( -1;-1;-1 \right)\).
\(\Rightarrow \overrightarrow{n}=\left[ \overrightarrow{BC},\overrightarrow{BD} \right]\)\(=\left( 0;2;-2 \right)\).
Mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) đi qua điểm \(M\) và nhận \(\overrightarrow{{{n}_{1}}}=\frac{1}{2}\overrightarrow{n}\)\(=\left( 0;1;-1 \right)\) làm vectơ pháp tuyến.
Phương trình mặt phẳng \(\left( \alpha \right)\) là: \(\left( y-1 \right)-\left( z-0 \right)=0\)\(\Leftrightarrow y-z-1=0\).
Đề thi HK2 môn Toán 12 năm 2022-2023
Trường THPT Lý Tự Trọng