Chào mừng bạn đến với giaitoan.edu.vn, nơi cung cấp lời giải chi tiết và dễ hiểu cho các bài tập Toán 12. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách giải bài tập 5.43 trang 62 SGK Toán 12 tập 2 - Kết nối tri thức một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Chúng tôi luôn cố gắng mang đến những giải pháp học tập tốt nhất, giúp bạn nắm vững kiến thức và đạt kết quả cao trong môn Toán.
Trong không gian Oxyz, cho điểm \(A\left( {1;0;2} \right)\) và hai đường thẳng d: \(\frac{x}{1} = \frac{{y - 1}}{2} = \frac{z}{2}\), \(d':\frac{{x + 1}}{2} = \frac{{y + 2}}{2} = \frac{{z - 3}}{{ - 1}}\). a) Xét vị trí tương đối của hai đường thẳng d và d’. b) Viết phương trình đường thẳng \(\Delta \) đi qua A và song song với đường thẳng d. c) Viết phương trình mặt phẳng (P) chứa A và d. d) Tìm giao điểm của đường thẳng d với mặt phẳng (Oxz).
Đề bài
Trong không gian Oxyz, cho điểm \(A\left( {1;0;2} \right)\) và hai đường thẳng d: \(\frac{x}{1} = \frac{{y - 1}}{2} = \frac{z}{2}\), \(d':\frac{{x + 1}}{2} = \frac{{y + 2}}{2} = \frac{{z - 3}}{{ - 1}}\).
a) Xét vị trí tương đối của hai đường thẳng d và d’.
b) Viết phương trình đường thẳng \(\Delta \) đi qua A và song song với đường thẳng d.
c) Viết phương trình mặt phẳng (P) chứa A và d.
d) Tìm giao điểm của đường thẳng d với mặt phẳng (Oxz).
Phương pháp giải - Xem chi tiết
a) Sử dụng kiến thức về vị trí tương đối của hai đường thẳng để tìm vị trí tương đối của hai đường thẳng: Trong không gian Oxyz, cho hai đường thẳng \({\Delta _1},{\Delta _2}\) lần lượt đi qua các điểm \({A_1}\left( {{x_1};{y_1};{z_1}} \right),{A_2}\left( {{x_2};{y_2};{z_2}} \right)\) và tương ứng có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow {{u_1}} = \left( {{a_1};{b_1};{c_1}} \right),\overrightarrow {{u_2}} = \left( {{a_2};{b_2};{c_2}} \right)\). Khi đó:
\({\Delta _1}//{\Delta _2} \Leftrightarrow \) \(\overrightarrow {{u_1}} \) cùng phương với \(\overrightarrow {{u_2}} \) và \({A_1}\not \in {\Delta _2}\)
\({\Delta _1} \equiv {\Delta _2} \Leftrightarrow \) \(\overrightarrow {{u_1}} \) cùng phương với \(\overrightarrow {{u_2}} \) và \({A_1} \in {\Delta _2}\)
\({\Delta _1}\) và \({\Delta _2}\) chéo nhau \( \Leftrightarrow \overrightarrow {{A_1}{A_2}} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] \ne 0\)
\({\Delta _1}\) và \({\Delta _2}\) cắt nhau \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] \ne \overrightarrow 0 \\\overrightarrow {{A_1}{A_2}} .\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ,\overrightarrow {{u_2}} } \right] = 0\end{array} \right.\)
b) Sử dụng kiến thức về phương trình tham số của đường thẳng để viết phương trình tham số đường thẳng: Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng \(\Delta \) đi qua điểm \(A\left( {{x_0};{y_0};{z_0}} \right)\) và có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow u = \left( {a;b;c} \right)\). Hệ phương trình \(\left\{ \begin{array}{l}x = {x_0} + at\\y = {y_0} + bt\\z = {z_0} + ct\end{array} \right.\) được gọi là phương trình tham số của đường thẳng \(\Delta \) (t là tham số, \(t \in \mathbb{R}\)).
c) Sử dụng kiến thức về lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và biết cặp vectơ chỉ phương: Trong không gian Oxyz, bài toán viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm M và biết cặp vectơ chỉ phương \(\overrightarrow u ,\overrightarrow v \) có thể thực hiện theo các bước sau:
+ Tìm vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow u ,\overrightarrow v } \right]\).
+ Lập phương trình tổng quát của mặt phẳng đi qua M và biết vectơ pháp tuyến là \(\overrightarrow n = \left[ {\overrightarrow u ,\overrightarrow v } \right]\).
d) + Viết phương trình mặt phẳng (Oxz).
+ Viết phương trình tham số của đường thẳng d.
+ Tìm tọa độ giao điểm của đường thẳng d và mặt phẳng (Oxz) theo t.
+ Thay tọa độ tính theo t vào phương trình mặt phẳng (Oxz) tìm t.
+ Tìm lại tọa độ giao điểm.
Lời giải chi tiết
a) Đường thẳng d nhận \(\overrightarrow {{u_1}} \left( {1;2;2} \right)\) làm một vectơ chỉ phương và đi qua điểm \(C\left( {0;1;0} \right).\)
Đường thẳng d’ nhận \(\overrightarrow {{u_2}} \left( {2;2; - 1} \right)\) làm một vectơ chỉ phương và đi qua điểm \(B\left( { - 1; - {\rm{2}};3} \right)\)
Ta có: \(\overrightarrow {CB} \left( { - 1; - 3;3} \right),\) \(\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ;\overrightarrow {{u_2}} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}2&2\\2&{ - 1}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}2&1\\{ - 1}&2\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}1&2\\2&2\end{array}} \right|} \right) = \left( { - 6;5; - 2} \right) \ne \overrightarrow 0 \)
Vì \(\left[ {\overrightarrow {{u_1}} ;\overrightarrow {{u_2}} } \right].\overrightarrow {CB} = \left( { - 6} \right).\left( { - 1} \right) + 5.\left( { - 3} \right) + \left( { - 2} \right).3 = 6 - 15 - 6 = - 15 \ne 0\) nên d, d’ chéo nhau.
b) Đường đường thẳng \(\Delta \) đi qua A và nhận \(\overrightarrow {{u_1}} \left( {1;2;2} \right)\) làm một vectơ chỉ phương nên phương trình tham số đường thẳng \(\Delta \) là: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 1 + t\\y = 2t\\z = 2 + 2t\end{array} \right.\)
c) Vì \(\frac{1}{1} \ne \frac{{0 - 1}}{2}\) nên điểm \(A\left( {1;0;2} \right)\) không thuộc đường thẳng d. \(C\left( {0;1;0} \right).\)\(\overrightarrow {{u_1}} \left( {1;2;2} \right)\)
Ta có: \(\overrightarrow {AC} \left( { - 1;1; - 2} \right)\), \(\left[ {\overrightarrow {AC} ;\overrightarrow {{u_1}} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}1&{ - 2}\\2&2\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 2}&{ - 1}\\2&1\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 1}&1\\1&2\end{array}} \right|} \right) = \left( {6;0; - 3} \right)\)
Mặt phẳng (P) đi qua \(A\left( {1;0;2} \right)\) và nhận \(\frac{1}{3}\left[ {\overrightarrow {AC} ;\overrightarrow {{u_1}} } \right] = \left( {2;0; - 1} \right)\) làm một vectơ pháp tuyến nên phương trình mặt phẳng (P) là: \(2\left( {x - 1} \right) - \left( {z - 2} \right) = 0 \Leftrightarrow 2x - z = 0\)
d) Phương trình mặt phẳng (Oxz) là: \(y = 0\)
Phương trình tham số của đường thẳng (d) là: \(\left\{ \begin{array}{l}x = t\\y = 1 + 2t\\z = 2t\end{array} \right.\). Tọa độ giao điểm của đường thẳng d với mặt phẳng (Oxz) là \(\left( {t;1 + 2t;2t} \right)\).
Thay \(x = t,y = 1 + 2t,z = 2t\) vào phương trình mặt phẳng (Oxz) ta có: \(1 + 2t = 0 \Leftrightarrow t = \frac{{ - 1}}{2}\)
Do đó, giao điểm của đường thẳng d với mặt phẳng (Oxz) là: \(\left( {\frac{{ - 1}}{2};0; - 1} \right)\).
Bài tập 5.43 trang 62 SGK Toán 12 tập 2 thuộc chương trình học môn Toán lớp 12, cụ thể là chương về Nguyên hàm tích phân và ứng dụng. Bài tập này thường liên quan đến việc tính tích phân, ứng dụng tích phân để tính diện tích hình phẳng, hoặc giải các bài toán liên quan đến đạo hàm và tích phân. Để giải bài tập này một cách hiệu quả, học sinh cần nắm vững các kiến thức cơ bản về tích phân, các phương pháp tính tích phân và các ứng dụng của tích phân trong thực tế.
Trước khi bắt đầu giải bài tập, điều quan trọng là phải đọc kỹ đề bài và xác định rõ yêu cầu của bài toán. Điều này giúp bạn lựa chọn phương pháp giải phù hợp và tránh những sai sót không đáng có. Hãy chú ý đến các thông tin quan trọng như khoảng tích phân, hàm số cần tích phân, và các điều kiện ràng buộc khác.
Tùy thuộc vào dạng bài tập cụ thể, có nhiều phương pháp giải khác nhau có thể được áp dụng. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến:
(Nội dung lời giải chi tiết sẽ được trình bày tại đây, bao gồm các bước giải cụ thể, các phép tính và giải thích rõ ràng. Ví dụ:)
Ví dụ: Giả sử bài tập yêu cầu tính tích phân ∫ab f(x) dx. Ta thực hiện các bước sau:
Để giúp bạn hiểu rõ hơn về cách giải bài tập 5.43, chúng tôi sẽ cung cấp một số ví dụ minh họa và các bài tập tương tự để bạn luyện tập.
| Bài tập | Lời giải |
|---|---|
| Bài tập 1 | (Lời giải bài tập 1) |
| Bài tập 2 | (Lời giải bài tập 2) |
Khi giải bài tập về tích phân, bạn cần lưu ý một số điều sau:
Bài tập 5.43 trang 62 SGK Toán 12 tập 2 - Kết nối tri thức là một bài tập quan trọng giúp bạn củng cố kiến thức về tích phân và ứng dụng của nó. Hy vọng rằng với hướng dẫn chi tiết và các ví dụ minh họa trong bài viết này, bạn sẽ có thể giải bài tập này một cách dễ dàng và hiệu quả. Chúc bạn học tập tốt!
