Ví dụ 2: Cho mặt phẳng (P): x + y + z - 4 = 0 . Tìm điểm M 𝟄 (P) sao cho:
1). MA + MB nhỏ nhất, biết A(1;0;0), B(1; 2;0) .
2). |MA - MB| lớn nhất, biết A(1; 2;1), B(0;1; 2).
3). MA2 + 3MB2 nhỏ nhất, biết A(1; 2;1), B(0;1; 2).
4). MA2 + 3MB2 + 2MC2 nhỏ nhất, biết A(1; 2;1), B(0;1; 2), C(0; 0;3).
16 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2247 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Ôn thi đại học hình học giải tích năm 2012, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
ÔN THI ĐẠI HỌC HÌNH HỌC GIẢI TÍCH NĂM 2012
A.Lí Thuyết :
− Công thức tính góc giữa hai đường thẳng
1 2
1 2
.
.
u u
c
u u
uur uur
uur uuros trong đó 1 2,u u
uur uur
lần
lượt là hai VTCP của hai đường thẳng
− Công thức tính góc giữa đường thẳng và mặt phẳng
.
sin
.
nu
u u
r r
r r trong đó
,n u
r r
lần lượt là hai VTPT và VTCP của mặt phẳng và đường thẳng
− Công thức tính góc giữa hai đường thẳng
1 2
1 2
.
.
n n
c
n n
uur uur
uur uuros trong đó 1 2,n n
uur uur
lần
lượt là hai VTPT của hai mặt thẳng
− Công thức tính khoảng cách giữa hai điểm ( ; ; ); ( ; ; )A A A B B BA x y z B x y z
2 2 2
B A B A B AAB= x -x + y -y + z -z
− Khoảng cách từ điểm M0(x0;y0z0) đến mặt phẳng () có phương trình
Ax+by+Cz+D=0 là: 0 0 00 2 2 2
Ax +By +Cz +D
d M ,(α) =
A +B +C
− Khoảng cách từ điểm M1 đến đường thẳng đi qua M0 và có vectơ chỉ
phương u
ur
là: 1d(M ,Δ)=
M M ,u
0 1
u
uuuuuuuur ur
ur
− Khoảng cách giữa hai đường thẳng và ’, trong đó đi qua điểm M0, có
vectơ chỉ phương u
r
và đường thẳng ’ đi qua điểm '0M , có vectơ chỉ phương u'
ur
là:
'
0 0u,u' .M M
d( ,Δ')=
u,u'
uuuuuurr ur
r ur
− Công thức tính diện tích hình bình hành : ABCDS = AB,AD
uuur uuur
− Công thức tính diện tích tam giác : ABC
1
S = AB,AC
2
uuur uuur
− Công thức tính thể tích hình hộp : ABCD.A'B'C'D'V = AB,AD .AA'
uuur uuur uuur
− Công thức tính thể tích tứ diện : ABCD
1
V = AB,AC .AD
6
uuur uuur uuur
Chú ý :
Các công thức tính góc nêu trên có điều kiện : 0 ,
2
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
B.VÍ DỤ :
Ví dụ 1: Cho đường thẳng :
1 1 1
x y z
d và hai điểm 0;0;3A , 0;3;3B .
Tìm tọa độ điểm M d sao cho:
1) MA MB nhỏ nhất.
2) 2 22MA MB nhỏ nhất.
3) 3MA MB
uuur uuur
nhỏ nhất.
4) MA MB lớn nhất.
Hướng dẫn:
1) Chuyển p/trình của d sang dạng tham số :
x t
d y t
z t
Gọi tọa độ của M d có dạng ; ;M t t t , t ¡ .
Ta có 2 2 2 2 2 20 0 3 0 3 3P MA MB t t t t t t
2 23 6 9 3 12 18P t t t t 2 23 2 3 4 6t t t t
2 23 1 2 2 2P t t
2 22 2
3 1 0 2 2 0 2P t t
Trong mặt phẳng Oxy xét các điểm ;0N t Ox ; 1; 2 ; 2; 2H K
Gọi 1; 2H là điểm đối xứng của điểm 1; 2H qua trục Ox.
Ta có 3P NH NK = 3 NH NK 3HK .
Dấu “=” xảy ra , ,H N K thẳng hàng N HK Ox .
Đường thẳng HK có vecto chỉ phương 1;2 2HK
uuuur
nên có vecto pháp
tuyến 2 2; 1n
r
và đi qua 1; 2H nên có phương trình tổng quát
2 2 1 1 2 0 2 2 3 2 0x y x y .
Tọa độ giao điểm N của đường thẳng H K và trục Ox là nghiệm của hệ
3
2 2 3 2 0
2
0 0
xx y
y y
. Vậy
3
;0
2
N
.
Vậy
2
2min 3 3. 1 2 2 3 3P HK .
Đạt được khi
3 3
;0 ;0
2 2
N t N t
.
Suy ra MA MB nhỏ nhất bằng 3 3 khi
3 3 3
; ;
2 2 2
M
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
Cách 2:
Làm như cách 1, đến đoạn 2 23 1 2 2 2P t t
.
Xét hàm số 2 21 2 2 2f t t t
Ta có
2 2
1 2
1 2 2 2
t t
f t
t t
2 2
1 2
0
1 2 2 2
t t
f t
t t
2 2
21
1 2 2 2
tt
t t
(*)
Xét hàm số
2 2
u
g u
u
,
Ta có
2
22 32
1 2
2 . . 0
22 2
u
g u u u
uu u
nên hàm số g đồng
biến trên ¡ .
Do đó từ (*) ta có
3
1 2 1 2
2
g t g t t t t
Bảng biến thiên của hàm số f :
t 32
f t 0
f t
3
Từ bảng biến thiên suy ra
3
min 3
2
f t f
.
Vậy min 3 3MA MB đạt được tại
3
2
t , tức là
3 3 3
; ;
2 2 2
M
.
Cách 3:
Bước 1 : Tìm tọa độ H và H’
Bước 2 : Tính AH và BH’
Bước 3 : Tìm M thỏa mãn '
'
AH
MH MH
BH
uuuur uuuuur
=>ycbt
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
2). Làm tương tự câu 1), ta tính được
2 2 2 22 3 6 9 2 3 12 18Q MA MB t t t t 29 30 45t t .
Biểu thức này là tam thức bậc hai với hệ số 9 0a nên đạt giá trị nhỏ nhất
khi
30 5
2.9 3
t
. Tức là
5 5 5
; ;
2 2 2
M
.
Nhận xét: nếu không nhớ tính chất về đồ thị bậc hai thì có thể khảo sát hàm số
29 30 45f t t t để tìm giá trị hỏ nhất.
3). Theo câu 1) , gọi ; ;M t t t .
Ta có ; ;3MA t t t
uuur
, ;3 ;3MB t t t
uuur
.
Suy ra 2 2 ; 2 3 ;3 2 3MA MB t t t t t t
uuur uuur
; 6; 3t t t .
2 22 22 6 3 3 18 45MA MB t t t t t
uuur uuur
22 3 3 18 18 3 2MA MB t
uuur uuur
.
Dấu “=” xảy ra 3 0 3t t hay 3;3;3M .
Vậy min 2 3 2MA MB
uuur uuur
đạt được tại 3;3;3M .
Nhận xét: nếu không phân tích được 22 3 3 18MA MB t
uuur uuur
thì có thể
khảo sát hàm số 23 18 45f t t t để tìm giá trị nhỏ nhất.
4). Tương tự câu 1), ta tính được 2 23 2 3 4 6MA MB t t t t
2 23 1 2 2 2MA MB t t
Trong mặt phẳng Oxy xét các điểm ;0N t Ox ; 1; 2 ; 2; 2H K .
Khi đó 3MA MB NH NK
Nhận thấy H, K nằm cùng phía so với trục Ox.
Suy ra 3 3MA MB NH NK HK .
Bài toán này vô nghiệm vì ||KH Ox .
Cách 2: Khảo sát hàm số như cách 2 ở câu 1 Hàm số không có GTLN.
Ví dụ 2: Cho mặt phẳng : 4 0P x y z . Tìm điểm M P sao cho:
1). MA MB nhỏ nhất, biết 1;0;0A , 1;2;0B .
2). MA MB lớn nhất, biết 1;2;1A , 0;1;2B .
3). 2 23MA MB nhỏ nhất, biết 1;2;1A , 0;1;2B .
4). 2 2 23 2MA MB MC nhỏ nhất, biết 1;2;1A , 0;1;2B , 0;0;3C .
5). 3 4MA MB MC
uuur uuur uuuur
nhỏ nhất, biết 1;2;1A , 0;1;2B , 0;0;3C .
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
Hướng dẫn :
1). Cách giải
Xét vị trí tương đối của A, B so với (P).
Đặt ; ; 4f x y z x y z .
Thay tọa độ của A, B vào và tính ; ; . ; ;A A A B B Bf x y z f x y z .
- Nếu ; ; . ; ; 0A A A B B Bf x y z f x y z thì A, B ở hai phần không gian khác nhau
ngăn cách bởi (P).
- Nếu ; ; . ; ; 0A A A B B Bf x y z f x y z thì A, B ở cùng phía so với (P).
Nếu A, B ở khác phía so với (P) thì với M P tùy ý ta có
MA MB AB . Suy ra min MA MB AB đạt được khi M AB P .
- Viết p/trình đường thẳng AB.
- Tìm giao điểm M của AB P . (Giải hệ p/trình của AB và (P))
- Kết luận.
Nếu A, B ở trong cùng phía so với (P) , ta lấy điểm A đối xứng với A qua (P).
Khi đó MA MA MA MB MA MB A B
min MA MB A B đạt được khi M A B P
Tính tọa độ A :
- Viết phương trình đường thẳng d qua A và d P
- Giải hệ ;d P tìm được tọa độ của H d P là hình chiếu vuông góc
của A trên (P).
- H là trung điểm của A A . Biết tọa độ của ,A H suy ra tọa độ của A .
Viết p/trình đường thẳng A B .
Giải hệ ;A B P tìm được tọa độ của M A B P .
2). Làm ngược lại của hai trường hợp trên câu 1.
Nếu A, B ở trong cùng phía so với (P) thì MA MB AB
Nếu A, B ở trong cùng phía so với (P), ta lấy điểm A đối xứng với A qua (P).
Khi đó MA MA MA MB MA MB A B
Cách làm mỗi trường hợp như câu 1.
3). Xét điểm I tùy ý, ta có
22 2 22 2 .MA MA MI IA MI IA MI IA
uuur uuur uur uuur uur uuur uur
22 2 22 2 .MB MB MI IB MI IB MI IB
uuur uuur uur uuur uur uuur uur
A
B
M
A’
B
M
A
H
Tr.Hợp 1 Tr.Hợp 2
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
Suy ra 2 2 2 22 22 2 . 2 2 .MA MB MI IA MI IA MI IB MI IB
uuur uur uuur uur uuur uur uuur uur
2 2 22 22 3 2 2 2MA MB MI IA IB MI IA IB
uuur uur uur uuur uur uur
2 2 2 2 22 3 2 2 2MA MB MI IA IB MI IA IB
uuur uur uur
Giả sử 2 0 2IA IB IA IB
uur uur r uur uur
, ta có tọa độ của I là:
2 1 2.0 1
1 2 3 3
2 2 2.1 4
1 2 3 3
2 1 2.2 5
1 2 3 3
A B
A B
A B
x x
x
y y
I y
z z
z
. Hay
1 4 5
; ;
3 3 3
I
Vậy, với
1 4 5
; ;
3 3 3
I
, ta có 2 0IA IB
uur uur r
nên 2 2 2 2 22 3 2MA MB MI IA IB .
Do I cố định nên 2 2,IA IB không đổi. Vậy 2 22MA MB nhỏ nhất 2MI nhỏ
nhất
MI nhỏ nhất M là hình chiếu của I trên (P).
Đường thẳng d qua
1 4 5
; ;
3 3 3
I
và vuông góc với (P) nhận vecto pháp tuyến
1;1;1n
r
của (P) làm vecto chỉ phương nên có p/trình
1
3
4:
3
5
3
x t
d y t
z t
- Tọa độ giao điểm H của d P là:
5 14 17
; ;
9 9 9
H
.
- H là hình chiếu của I trên (P).
Vậy M là hình chiếu của I trên (P) nên M H
Kết luận: 2 22MA MB nhỏ nhất khi
5 14 17
; ;
9 9 9
M
4). Làm tương tự câu 3)
5). Cần rút gọn tổng 3 4MA MB MC
uuur uuur uuuur
thành một vecto MH
uuuur
.
Khi đó 3 4MA MB MC MH MH
uuur uuur uuuur uuuur
nhỏ nhất M là hình chiếu của H trên
(P).
Làm như câu 3).
Bằng cách phân tích 3 4 3 4MA MB MC MI IA MI IB MI IC
uuur uuur uuuur uuur uur uuur uur uuur uur
8 3 4MI IA IB IC
uuur uur uur uur
Đến đây chỉ việc tìm tọa độ điểm I sao cho 3 4 0IA IB IC
uur uur uur r
rồi làm tiếp theo
hướng dẫn trên.
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
Chú ý: 13 4 0 3 4
8
IA IB IC OI OA OB OC
uur uur uur r uur uuur uuur uuur
Suy ra tọa độ của I là
1
3 4
8
1
3 4
8
1
3 4
8
I A B C
I A B C
I A B C
x x x x
y y y y
z z z z
.
Ví dụ 3:(ĐH – A2008) Cho mặt phẳng
1 2
:
2 1 2
x y z
d
. Lập phương trình
mặt phẳng ( ) chứa d sao cho khoảng cách từ (2;5;3)A tới ( ) là lớn nhất
Hướng dẫn :
1) Phương trình mặt phẳng ( ) chứa d có VTPT : 2 2 2( ; ; ), 0n A B C A B C
r
có
dạng :
( 1) ( 2) 0A x By C z
Ta có : ( ) . 0 2 2dd u n B A C
uur uur
=>
2
2 22 2
9 ( )
( ,( )) 9.
5 8 55 8 5
A C A C
d A
A AB CA AB C
− TH1: Nếu C = 0
9
( ,( ))
5
d A
− TH1: Nếu C 0 ,Đặt
A
t
C
2
2
( 1)
( ,( )) 9. 9 ( )
5 8 5
t
d A f t
t t
Xét hàm số
2
2
( 1)
( )
5 8 5
t
f t
t t
=> '( ) 0 1f t t ;
2
( 1) 0; (1)
9
f f
1
lim ( )
5t
f t
Lập bảng biến thiên =>
2
( )
5
M f t ax tại t =1 . Vậy 3 2M axd(A,( )) khi 1
A
C
So sánh TH1 và TH2 : ycbt A=C và B=−4C => Phương trình mặt phẳng cần
tìm là : x - 4y + z – 3 = 0
Nhận xét :
− Có thế mở rộng ra các bài toán như sau :
+) Lập phương trình mặt phẳng ( ) chứa d sao cho khoảng cách từ A tới ( )
là nhỏ nhất hoặc khoảng cách đó là hằng số
− Có thể sử dụng hình học thuần túy để làm bài này
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
Ví dụ 4: Cho đường thẳng
1 2
:
1 2 1
x y z
d
và '
2 1
:
2 1 2
x y z
d
,
(Q): x + 2y +2z – 3 =0 . Lập phương trình mặt phẳng (P) chứa d sao cho
1) Góc giữa hai mặt phẳng (Q) nhỏ nhất
2) Góc giữa mặt phẳng (P) và đường thẳng d’ lớn nhất
Hướng dẫn :
1) Phương trình mặt phẳng ( ) chứa d có VTPT : 2 2 2( ; ; ), 0n A B C A B C
r
có
dạng :
( 1) ( 2) 0A x B y Cz
Ta có : ( ) . 0 2dd u n C A B
uur uur
Gọi góc giữa hai mặt phẳng là , (0 )
2
=>
2
2 22 2
2 ( 2 )
( ) 9.
2 4 52 4 5
A B A B
c
A AB BA AB B
os
− TH1: Nếu B = 0
2
( )
2
c os (1)
− TH2: Nếu B 0 ,Đặt
A
t
B
2
2
( 2)
( )
2 4 5
t
c
t t
os
Xét hàm số
2
2
( 2)
( )
2 4 5
t
f t
t t
=>
5
( )
6
M f t ax tại t =1 hay
1
2
A
B
. Vậy
0;
2
30
6
M
ax cos (2)
So sánh TH1 và TH2 => min
30
6
cos với
1
2
A
B
=> Phương trình mặt phẳng cần tìm là : x + 2y + 5z + 3 = 0
2) Phương trình mặt phẳng ( ) chứa d có VTPT : 2 2 2( ; ; ), 0n A B C A B C
r
có
dạng :
( 1) ( 2) 0A x B y Cz
Ta có : ( ) . 0 2dd u n C A B
uur uur
Gọi góc giữa mặt phẳng (P) và đường thẳng d’ là : , (0 )
2
=>
2
2 22 2
4 3 1 (4 3 )
sin( ) .
3 2 4 53. 2 4 5
A B A B
A AB BA AB B
− TH1: Nếu B = 0
2 2
( )
3
sin (1)
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
− TH2: Nếu B 0 ,Đặt
A
t
B
2
2
1 (4 3)
( ) .
3 2 4 5
t
t t
sin
Xét hàm số
2
2
(4 3)
( )
2 4 5
t
f t
t t
=>
25
( )
7
M f t ax tại t =-7 hay 7
A
B
. Vậy
0;
2
5 3
sin
9
M
ax
So sánh TH1 và TH2 => m
5 3
9
ax sin với 7
A
B
=> Phương trình mặt phẳng cần tìm là : 7x - y + 5z - 9 = 0
Nhận xét :
− Có thế mở rộng ra các bài toán như sau :
+) Lập phương trình mặt phẳng ( ) chứa d sao cho góc giữa hai mặt phẳng
hoặc góc giữa đường thẳng và mặt phẳng thỏa mãn một điều kiện nào đấy
− Có thể sử dụng hình học thuần túy để làm bài này
Ví dụ 5: Cho mặt phẳng ( ) : 3 1 0P x y z . Và các điểm (1;0;0)A ; (0; 2;3)B .
Lập phương trình đường thẳng d nằm trong (P) đi qua A và cách B một khoảng
lớn nhất , nhỏ nhất
Hướng dẫn :
Gọi VTCP của đường thẳng d là: 2 2 2( ; ; ), 0u a b c a b c
r
( ) . 0 2d Pd P u n c a b
uur uur
( 1;2; 3)AB
uuur
; , ( 2 7 ;2 2 ;2 )du AB a b a b a b
uur uuur
=>
2 2
2 2
, 12 24 54
( , )
2 4 5
d
d
u AB a ab b
d B d
a ab bu
uur uuur
uur
− TH1: Nếu b = 0
( , ) 6d B d
− TH2: Nếu b 0 ,Đặt
a
t
b
2
2
12 24 54
( , ) ( )
2 4 5
t t
d B d f t
t t
;Xét hàm số
2
2
12 24 54
( )
2 4 5
t t
f t
t t
=> 6 ( , ) 14d B d
So sánh TH1 và TH2 => 6 ( , ) 14d B d
+) ( ( , )) 6 0Min d B d b chọn a =1 => c= 1
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
1
0
x t
y
z t
+) ( ( , )) 14M d B d a b ax chọn b = -1 => a =1 , c =-1
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
1x t
y t
z t
Nhận xét :
− Có thế mở rộng ra các bài toán như sau :
+) Lập phương trình đường thẳng d nằm trong (P) đi qua A và cách B một
khoảng thỏa mãn một điều kiện nào đấy
− Có thể sử dụng hình học thuần túy để làm bài này
Ví dụ 6: Lập phương trình đường thẳng d đi qua A (1;-1;2),song song với mặt
phẳng ( ) : 2 3 0Q x y z ,đồng thời d tạo với đường thẳng '
1 1
:
1 2 2
x y z
d
một góc lớn nhất , nhỏ nhất
Hướng dẫn :
Gọi VTCP của đường thẳng d là: 2 2 2( ; ; ), 0u a b c a b c
r
/ /( ) . 0 2d Qd P u n c a b
uur uur
; ' (1; 2;2)du
uur
Gọi góc giữa hai mặt phẳng là , (0 )
2
=>
2
2 22 2
5 4 1 (5 4 )
( ) .
3 5 4 23 5 4 2
a b a b
c
a ab ba ab b
os
− TH1: Nếu b = 0
1
( ) . 5
3
c os
− TH2: Nếu b 0 ,Đặt
a
t
b
2
2
1 (5 4) 1
( ) . . ( )
3 35 4 2
t
c f t
t t
os ;Xét hàm số
2
2
(5 4)
( )
5 4 2
t
f t
t t
=>
5 3
0 ( )
9
c os
So sánh TH1 và TH2 =>
5 3
0 ( )
9
c os
+) ( ( )) 0Min c os => 0
4
90
5
m
a
b
ax
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
1 1 2
4 5 3
x y z
+)
5 3
( ( ))
9
M c ax os => min
1
5
a
b
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
1 1 2
1 5 7
x y z
Nhận xét :
− Có thế mở rộng ra các bài toán như sau :
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
+) Lập phương trình đường thẳng d đi qua A ,song song với mặt phẳng
( )Q ,đồng thời d tạo với đường thẳng 'd một góc thỏa mãn một điều kiện nào
đấy
− Có thể sử dụng hình học thuần túy để làm bài này
Ví dụ 7: Lập phương trình đường thẳng d đi qua (0; 1;2)A và cắt đường thẳng
' 1 2:
2 1 1
x y z
d
sao cho
1) Khoảng cách từ (2;1;1)B là lớn nhất , nhỏ nhất
2) Khoảng cách giữ d va
1 2
:
2 1 1
x y z
là lớn nhất
Hướng dẫn :
1) ' ( 1 2 ; ;2 ),d d M M t t t t R
=> VTCP của d : (2 1; 1; )du AM t t t
uur uuuur
(2;2; 1)AB
uuur
; ; (1 ;1;4 2 )dAB u t t
uuur uur
=>
2
2
, 12 18 18
( , ) ( )
6 2 2
d
d
AB u t t
d B d f t
t tu
uuur uur
uur
Xét hàm số
2
2
12 24 54
( )
2 4 5
t t
f t
t t
=>
1
( ) (0) 18; ( ) (2)
11
M t f Min t f axf f
=>
1
( , ) 18
11
d B d
+)
1
( ( , )) 2
11
Min d B d t
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
3
1 3
2 2
x t
y t
z t
+) ( ( , )) 18 0M d B d t ax
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là : 1
2
x t
y t
z t
2) ' ( 1 2 ; ;2 ),d d M M t t t t R
=> VTCP của d : (2 1; 1; )du AM t t t
uur uuuur
Từ phương trình => (2; 2;1)u
uur
và (5;0;0)N
(5;1; 2)AN
uuur
; ; ( 1;4 1;6 )du u t t t
uur uur
=>
2
2
, . (2 )
( , ) 3. 3. ( )
53 10 2,
d
d
u u AN t
d d f t
t tu u
uur uur uuur
uur uur
Xét hàm số
2
2
(2 )
( )
53 10 2
t
f t
t t
=>
4 26
( ) ( )
37 9
M t f axf
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
=> ( ( , )) 26m d d ax
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
29
1 41
2 4
x t
y t
z t
Nhận xét :
− Có thế mở rộng ra các bài toán trên thỏa mãn một điều kiện nào đấy cho trước
− Có thể sử dụng hình học thuần túy để làm bài này
Ví dụ 8: Lập phương trình đường thẳng d đi qua A (-1;0;-1)và cắt đường thẳng
' 1 2 2:
2 1 1
x y z
d
sao cho góc giữa đường thẳng d và
3 2 3
:
1 2 2
x y z
là lớn nhất , nhỏ nhất
Hướng dẫn :
' (1 2 ;2 ; 2 ),d d M M t t t t R
=> VTCP của d : (2 2; 2; 1 )du AM t t t
uur uuuur
Gọi góc giữa hai mặt phẳng là , (0 )
2
=>
2
2
2 2
( ) . . ( )
3 36 14 9
t
c f t
t t
os
Xét hàm số
2
2
( )
6 14 9
t
f t
t t
=>
9 9
( ) ( )
7 5
M t f axf ; ( ) (0) 0Min t f f
+) ( ( )) 0Min c os => 090 0m t ax
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
1 1
2 2 1
x y z
+)
2 5
( ( ))
5
M c ax os => min
9
7
t
=> Phương trình đường thẳng cần tìm là :
1 1
4 5 2
x y z
Nhận xét :
− Có thế mở rộng ra các bài toán như sau :
+) Có thế mở rộng ra các bài toán trên thỏa mãn một điều kiện nào đấy cho
trước
− Có thể sử dụng hình học thuần túy để làm bài này
GV: Ngô Quang Nghiệp BT3
C.Bài Tập
Bài 1 : Trong không gian tọa độ Oxyz cho mặt phẳng (α) : x − y + z − 1 = 0 và
các điểm A (1 ; 2 ;−1) , B (1 ; 0 ; −1) , C (2 ;1 ; −2) . Tìm điểm M thuộc mặt
phẳng (α) sao cho MA2 + MB
2
− MC
2
nhỏ nhất
ĐS : M (
2
3
;
1
3
;
2
3
)
Bài 2 : Trong không gian tọa độ Oxyz cho mặt phẳng (α) : x − 3y + 3z − 11 = 0
và các điểm A ( 3 ; −4 ; 5 ) , B (3 ; 3 ; −3) . Tìm điểm M thuộc mặt phẳng (α)
sao cho
| |MA−MB lớn nhất
ĐS : M ( −
31
7
; −
5
7
;
31
7
)
Bài 3 : Cho đường thẳng :
x+y−z−1=0
2x−y−1=0 và hai điểm A(2 ; −1 ; 1) , B(1 ;−1;0)
Tìm điểm M thuộc đường thẳng để diện tích tam giác AMB đạt giá trị nhỏ
nhất
ĐS : M (
1
6
; −
2
3
; −
3
2
)
Bài 4 : Trong các mặt phẳng đi qua các điểm A (1 ; 2 ;−1) , B(−1 ; 1 ;