Nội dung bài học sẽ giới thiệu đến các em dạng của phương trình mặt phẳng, cách xác định vectơ pháp tuyến của một mặt phẳng. Bên cạnh đó là các công thức tính góc giữa hai mặt phẳng, khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng, phương pháp xác định vị trí tương đối của mặt phẳng. Ngoài ra trong bài học này các em còn được tìm hiểu khái niệm hoàn toàn mới là tích có hướng giữa hai vectơ và những ứng dụng.
Tóm tắt lý thuyết
2.1. Tích có hướng giữa hai Vectơ
a) Biểu thức tọa độ tích có hướng
Cho hai vectơ
b) Tính chất
Vectơ
c) Ứng dụng của tích có hướng
- Chứng minh tính đồng phẳng của vectơ:
không đồng phẳng khi và chỉ khi Suy ra 4 điểm A, B, C, D không đồng phẳng khi và chỉ khi . đồng phẳng khi và chỉ khi . Suy ra A, B, C, D đồng phẳng khi và chỉ khi .
- Tính diện tích tam giác và hình bình hành:
- Diện tích hình bình hành ABCD:
. - Diện tích tam giác
: .
- Diện tích hình bình hành ABCD:
2.2. Phương trình tổng quát của mặt phẳng
a) Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
Cho mặt phẳng (P). Nếu vectơ
b) Phương trình tổng quát của mặt phẳng
Phương trình tổng quát của mặt phẳng có dạng:
Với
c) Viết phương trình mặt phẳng khi biết Vectơ pháp tuyến và một điểm thuộc mặt phẳng đó
Mặt phẳng (P) đi qua điểm
d) Phương trình mặt phẳng theo đoạn chắn
Mặt phẳng (P) đi qua A(a;0;0), B(0;b;0), C(0;0;c) có phương trình tổng quát là:
e) Một số cách xác định Vectơ pháp tuyến của mặt phẳng
- Gọi
là VTPT của mặt phẳng (P), giải sử tồn tại và sao cho thì là một VTPT của mặt phẳng (P). - Mặt phẳng (ABC) có một VTPT
.
- Mặt phẳng (P) song song với mặt phẳng (Q):
- Gọi:
là một VTPT của (P), là một VTPT của (Q) khi đó:
- Gọi:
- Cho đường thẳng AB và mặt phẳng (P):
thì
- Nếu
thì .
2.3. Vị trí tương đối giữa các mặt phẳng
Cho hai mặt phẳng
Khi đó vị trí tương đối giữa
khi và chỉ khi .
Nếu
khi và chỉ khi .
Nếu
cắt nhau khi và chỉ khi .
Nếu
2.4. Khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng
Cho mặt phẳng (P):
và điểm
Khoảng cách từ M đến (P) được xác định bởi công thức:
2.5. Góc giữa hai mặt phẳng
Cho hai mặt phẳng
Chú ý:
. .
Bài tập minh họa
1. Tích có hướng và ứng dụng
Ví dụ 1:
Cho ba điểm A(2;0;0), B(0;3;1), C(-1;4;2).
a) Chứng minh: A,B,C là 3 đỉnh của một tam giác
b) Tính diện tích tam giác ABC.
c) Tính độ dài đường cao kẻ từ đỉnh A của tam giác ABC.
Lời giải:
a) Ta có
b)
c)
Ví dụ 2:
Cho 4 điểm: A(1;0;1), B(-1;1;2), C(-1;1;0), D(2;-1;-2)
a) Chứng minh rằng: A,B,C,D là 4 đỉnh của một tứ diện.
c) Tính độ dài đường cao AH của tứ diện ABCD.
Lời giải:
a) Ta có:
Vậy 4 điểm A,B,C,D không đồng phẳng.
Suy ra A,B,C,D là 4 đỉnh của một tứ diện.
b)
Mà:
Vậy:
2. Phương trình mặt phẳng và các dạng toán liên quan
Ví dụ 3:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, viết phương trình mặt phẳng (P) trong các trường hợp sau:
a) (P) đi qua điểm
b) (P) đi qua điểm
c) (P) đi qua điểm
d) (P) đi qua 3 điểm
Lời giải:
a) Mặt phẳng (P) có VTPT
- Cách 1: Do (P) đi qua
nên có phương trình là:
- Cách 2: Mặt phẳng (P) có VTPT
nên phương trình có dạng:
Mặt khác:
b)
- Cách 1: (P)//(Q)
- Cách 2: (P)//(Q)
c)
Ta có:
Suy ra mặt phẳng (P) có VTPT là:
Mặt khác (P) đi qua
d) Cặp VTCP mặt phẳng (P) là:
Mặt khác (P) đi qua A(2;0;-1) nên có phương trình là:
Ví dụ 4:
Xét vị trí tương đối của các cặp mặt phẳng cho bởi phương trình sau:
a) 2x-3y+4z-4=0 và 3x-y-x-1=0.
b) -x+y-z+4=0 và 2x-2y+2z-7=0.
c) 3x+3y-6z-12=0 và 4x+4y-8z-16=0.
Lời giải:
a) Ta có:
b) Ta có:
c) Ta có:
Ví dụ 5:
Cho hai mặt phẳng có phương trình lần lượt là:
Tìm m và n để hai mặt phẳng trùng nhau.
Lời giải:
Hai mặt phẳng trùng nhau khi và chỉ khi:
Vậy với m=2;
Ví dụ 6:
Tìm khoảng cách từ các điểm
Lời giải:
Ví dụ 7:
Trên trục Oy tìm các điểm cách đều hai mặt phẳng
Lời giải:
Gọi
Ta có:
Vậy M(0;-3;0).
Ví dụ 8:
Tính góc tạo bởi mặt phẳng (P): 3x+y+4z+2017=0 và mặt phẳng (Q) chứa 3 điểm A(1;1;1); B(2;3;0); C(3;4;-1).
Lời giải:
VTPT của (P) là:
(Q) chứa 3 điểm A(1;1;1); B(2;3;0); C(3;4;-1) nên VTPT của (Q) là:
Gọi
4. Luyện tập Bài 2 Chương 3 Hình học 12
Nội dung bài học sẽ giới thiệu đến các em dạng của phương trình mặt phẳng, cách xác định vectơ pháp tuyến của một mặt phẳng. Bên cạnh đó là các công thức tính góc giữa hai mặt phẳng, khoảng cách từ một điểm đến mặt phẳng, phương pháp xác định vị trí tương đối của mặt phẳng. Ngoài ra trong bài học này các em còn được tìm hiểu khái niệm hoàn toàn mới là tích có hướng giữa hai vectơ và những ứng dụng.
4.1 Trắc nghiệm về Khái niệm về Phương trình mặt phẳng
Để cũng cố bài học xin mời các em cũng làm Bài kiểm tra Trắc nghiệm Hình học 12 Bài 2 để kiểm tra xem mình đã nắm được nội dung bài học hay chưa.
-
- A.
- B.
- C.
- D.
- A.
-
- A. 1
- B.
- C.
- D.
-
- A. 2x - y + 3z + 7 = 0
- B. 2x + y - 3z + 7 = 0
- C. 2x + y + 3z + 7 = 0
- D. 2x - y + 3z - 7 = 0
-
- A. x + y - z = 0
- B. 2y - z + 1 = 0
- C. y - 2z + 2 = 0
- D. x + 2z - 3 = 0
-
- A.
- B.
- C.
- D.
- A.
-
Câu 6:
Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho hai điểm
và Viết phương trình mặt phẳng trung trực của AB.- A.
- B.
- C.
- D.
- A.
-
- A.
- B.
hoặc - C.
- D.
hoặc
- A.
-
- A.
- B.
- C.
- D.
- A.
Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online
4.2 Bài tập SGK và Nâng Cao về Phương trình mặt phẳng
Bên cạnh đó các em có thể xem phần hướng dẫn Giải bài tập Hình học 12 Bài 2 sẽ giúp các em nắm được các phương pháp giải bài tập từ SGK Hình học 12 Cơ bản và Nâng cao.
Bài tập 3.28 trang 114 SBT Hình học 12
Bài tập 3.29 trang 114 SBT Hình học 12
Bài tập 3.30 trang 114 SBT Hình học 12
Bài tập 15 trang 89 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 16 trang 89 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 17 trang 89 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 18 trang 90 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 19 trang 90 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 20 trang 90 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 21 trang 90 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 22 trang 90 SGK Hình học 12 NC
Bài tập 23 trang 90 SGK Hình học 12 NC
5. Hỏi đáp Bài 2 Chương 3 Toán 12
Nếu có thắc mắc cần giải đáp các em có thể để lại câu hỏi trong phần Hỏi đáp, cộng đồng Toán Chúng tôi sẽ sớm trả lời cho các em.
Thảo luận về Bài viết