Giải Toán 12 kết nối Bài 14: Phương trình mặt phẳng

Giải Bài 14: Phương trình mặt phẳng sách Toán 12 Kết nối tri thức. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức môn Toán 12 Kết nối tri thức chương trình mới

B. Bài tập và hướng dẫn giải

1. Vecto pháp tuyến và cặp vectơ chỉ phương của mặt phẳng

Giải chi tiết Hoạt động 1 trang 29 sách toán 12 tập 2 kntt: Hình thành khái niệm vectơ pháp tuyến

Trên mặt bàn phẳng, đặt một vật. Khi đó, mặt bàn tác động lên vật một phản lực pháp tuyến , giá của vecto vuông góc với mặt bàn. Nếu mặt bàn thuộc mặt phẳng nằm ngang thì có phương gì? (H.5.1)

Giải chi tiết Luyện tập 1 trang 30 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , cho các điểm , . Gọi là mặt phẳng trung trực của đoạn thẳng . Hãy chỉ ra một vectơ pháp tuyến của .

Giải chi tiết Hoạt động 2 trang 30 sách toán 12 tập 2 kntt: Tìm một vectơ vuông góc với hai vectơ cho trước

Trong không gian , cho hai vecto .

a) Vecto có vuông góc với cả hai vecto hay không?

b) khi và chỉ khi có mối quan hệ gì?

Giải chi tiết Luyện tập 2 trang 31 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , cho . Tính .

Giải chi tiết Hoạt động 3 trang 31 sách toán 12 tập 2 kntt: Hình thành khái niệm cặp vectơ chỉ phương của mặt phẳng

Trong không gian , cho hai vecto không cùng phương và có giá nằm trong hoặc song song với mặt phẳng .

a) Vecto có khác vecto không và giá của nó có vuông góc với cả hai giá của hay không?

b) Mặt phẳng có nhận làm một vectơ pháp tuyến hay không?

Giải chi tiết Luyện tập 3 trang 31 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , cho ba điểm không thẳng hàng , , . Hãy chỉ ra một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng .

Giải chi tiết Vận dụng 1 trang 31 sách toán 12 tập 2 kntt 

Moment lực là một đại lượng Vật lý, thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể. Trong không gian , với đơn vị đo là mét, nếu tác động vào cán mỏ lết tại vị trí một lực để vặn con ốc ở vị trí (H.5.6) thì moment lực được tính bởi công thức 

Ảnh có chứa hình vẽ, bản phác thảo, minh họa, công cụ

Mô tả được tạo tự động

.

a) Cho . Tính .

b) Giải thích vì sao, nếu giữ nguyên lực tác động trong khi thay vị trí đặt lực từ sang sao cho thì moment lực sẽ tăng lên gấp đôi. Từ đó, ta có thể rút ra điều gì để đỡ tốn sức khi dùng mỏ lết vặn ốc?

2. Phương trình tổng quát của mặt phẳng

Giải chi tiết Hoạt động 4 trang 32 sách toán 12 tập 2 kntt: Hình thành khái niệm phương trình tổng quát của mặt phẳng

Trong không gian , cho mặt phẳng . Gọi là một vectơ pháp tuyến của là một điểm thuộc .

a) Một điểm thuộc khi và chỉ khi hai vecto có mối quan hệ gì?

b) Điểm thuộc khi và chỉ khi tọa độ của nó thỏa mãn hệ thức nào?

Giải chi tiết Luyện tập 4 trang 32 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , phương trình nào trong các phương trình sau là phương trình tổng quát của một mặt phẳng?

a) ;

b) ;

c) .

Giải chi tiết Luyện tập 5 trang 33 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , cho mặt phẳng .

a) Điểm có thuộc hay không?

b) Hãy chỉ ra một vectơ pháp tuyến của .

3. Lập phương trình tổng quát của mặt phẳng

Giải chi tiết Hoạt động 5 trang 33 sách toán 12 tập 2 kntt: Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và biết vecto pháp tuyến

Trong không gian , cho mặt phẳng đi qua điểm và có vectơ pháp tuyến .

Dựa vào HĐ4, hãy nêu phương trình của .

Giải chi tiết Luyện tập 6 trang 33 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm và vuông góc với trục .

Giải chi tiết Hoạt động 6 trang 33 sách toán 12 tập 2 kntt: Lập phương trình mặt phẳng đi qua một điểm và biết cặp vectơ chỉ phương

Trong không gian , cho mặt phẳng đi qua điểm và biết cặp vectơ chỉ phương , .

a) Hãy chỉ ra một vectơ pháp tuyến của mặt phẳng .

b) Viết phương trình mặt phẳng .

Giải chi tiết Luyện tập 7 trang 34 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , cho các điểm , , . Viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm đồng thời song song với trục và đường thẳng .

Giải chi tiết Hoạt động 7 trang 34 sách toán 12 tập 2 kntt: Lập phương trình mặt phẳng đi qua ba điểm không thẳng hàng

Trong không gian , cho ba điểm không thẳng hàng:

a) Hãy chỉ ra một cặp vectơ chỉ phương của mặt phẳng .

b) Viết phương trình mặt phẳng .

Giải chi tiết Vận dụng 2 trang 35 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong tình huống mở đầu, hãy thực hiện các bước sau và trả lời câu hỏi đã được nêu ra.

a) Xác định tọa độ của vị trí của vật tương ứng với các thời điểm , , .

b) Chứng mình rằng không thẳng hàng và viết phương trình mặt phẳng .

c) Vị trí có luôn thuộc mặt phẳng hay không?

4. Điều kiện để hai mặt phẳng vuông góc với nhau

Giải chi tiết Hoạt động 8 trang 35 sách toán 12 tập 2 kntt: Tìm điều kiện để hai mặt phẳng vuông góc

Trong không gian , cho hai mặt phẳng:

, với hai vectơ pháp tuyến , tương ứng.

a) Góc giữa hai mặt phẳng và góc giữa hai giá của có mối quan hệ gì?

b) Hai mặt phẳng vuông góc với nhau khi và chỉ khi hai vecto pháp tuyến tương ứng có mối quan hệ gì?

Giải chi tiết Luyện tập 9 trang 36 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , hai mặt phẳng sau đây có vuông góc với nhau hay không?

Giải chi tiết Vận dụng 3 trang 36 sách toán 12 tập 2 kntt

(H.5.10) Trong không gian , sàn của một căn phòng có dạng hình tứ giác với bốn đỉnh . Bốn bức tường của căn phòng đều vuông góc với sàn.

a) Viết phương trình bốn mặt phẳng tương ứng chứa bốn bức tường đó.

b) Trong bốn mặt phẳng tương ứng chứa bốn bức tường đó, hãy chỉ ra những cặp mặt phẳng vuông góc với nhau.

5. Điều kiện để hai mặt phẳng song song với nhau

Giải chi tiết Hoạt động 9 trang 37 sách toán 12 tập 2 kntt: Tìm điều kiện để hai mặt phẳng song song hoặc trùng nhau

Trong không gian , cho hai mặt phẳng

;

,

Với các vecto pháp tuyến tương ứng. Nếu hai mặt phẳng song song hoặc trùng nhau thì các vectơ pháp tuyến có mối quan hệ gì?

Giải chi tiết Luyện tập 10 trang 37 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , cho hai mặt phẳng:

 .

a) Hỏi có song song với nhau hay không?

b) Chứng minh rằng điểm không thuộc mặt phẳng nhưng thuộc mặt phẳng .

c) Viết phương trình mặt phẳng đi qua và song song với .

Giải chi tiết Vận dụng 4 trang 37 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong một kì thi tuyển sinh có ba môn thi Toán, Văn, Tiếng Anh. Trong không gian , người ta biểu diễn kết quả thi của mỗi thí sinh bởi điểm có hoành độ, tung độ, cao độ tương ứng là điểm Toán, Văn, Tiếng Anh của thí sinh đó.

a) Chứng minh rằng các điểm biểu diễn tương ứng với các thí sinh có tổng số điểm ba môn thi bằng 27 (nếu có) cùng thuộc một mặt phẳng có phương trình .

b) Chứng minh rằng tồn tại một số mặt phẳng đôi một song song với nhau sao cho hai điểm biểu diễn ứng với hai thí sinh có tổng số điểm thi bằng nhau thì cùng thuộc một mặt phẳng trong số các mặt phẳng đó. 

6. Khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng

Giải chi tiết Hoạt động 10 trang 38 sách toán 12 tập 2 kntt: Thiết lập công thức tính khoảng cách từ một điểm đến một mặt phẳng

Trong không gian , cho điểm và mặt phẳng

có vecto pháp tuyến .

Gọi là hình chiếu vuông góc của trên (H.5.13).

a) Giải thích vì sao tồn tại số để . Tính tọa độ của theo , tọa độ của và các hệ số .

b) Thay tọa độ của vào phương trình mặt phẳng để từ đó tính theo tọa độ của và các hệ số .

c) Từ , hãy tính độ dài của đoạn thẳng theo tọa độ của và các hệ số . Từ đó suy ra công thức tính khoảng cách từ điểm đến mặt phẳng .

Giải chi tiết Luyện tập 11 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt 

Trong không gian , cho hai mặt phẳng

 .

a) Chứng minh rằng song song với nhau.

b) Lấy một điểm thuộc , tính khoảng cách từ điểm đó đến . Từ đó tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng .

Giải chi tiết Vận dụng 5 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt 

(H.5.14) Góc quan sát ngang của một camera là . Trong  không gian , camera được đặt tại điểm và chiếu thẳng về phía mặt phẳng . Hỏi vùng quan sát được trên mặt phẳng của camera là hình tròn có bán kính bằng bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ nhất).

GIẢI BÀI TẬP

Giải chi tiết bài 5.1 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm và vuông góc với trục .

Giải chi tiết bài 5.2 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , cho hình hộp , với .

a) Tính tọa độ các điểm .

b) Viết phương trình mặt phẳng .

Giải chi tiết bài 5.3 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm và vuông góc với hai mặt phẳng:

Giải chi tiết bài 5.4 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , viết phương trình mặt phẳng đi qua điểm , song song với trục và vuông góc với mặt phẳng .

Giải chi tiết bài 5.5 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , tính khoảng cách từ gốc tọa độ đến mặt phẳng

 .

Giải chi tiết bài 5.6 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , cho hai mặt phẳng ,

 . Chứng minh rằng hai mặt phẳng đã cho song song với nhau và tính khoảng cách giữa hai mặt phẳng đó.

Giải chi tiết bài 5.7 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , cho hai mặt phẳng ,

a) Chứng minh rằng hai mặt phẳng vuông góc với nhau.

b) Tìm điểm thuộc trục và cách đều hai mặt phẳng .

Giải chi tiết bài 5.8 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Bác An dự định làm bốn mái của một ngôi nhà sao cho chúng là bốn mặt bên của một hình chóp đều và các mái nhà kề nhau thì vuông góc với nhau. Hỏi ý tưởng trên có thực hiện được không?

Giải chi tiết bài 5.9 trang 39 sách toán 12 tập 2 kntt

Trong không gian , một ngôi nhà có sàn nhà thuộc mặt phẳng , trần nhà tầng 1 thuộc mặt phẳng , mái nhà tầng 2 thuộc mặt phẳng

 . Hỏi trong ba mặt phẳng tương ứng chứa sàn nhà, trần nhà tầng 1, mái tầng 2, hai mặt phẳng nào song song với nhau?

Giải chi tiết bài 5.10 trang 40 sách toán 12 tập 2 kntt

Xét một cối xay lúa trong không gian , với đơn vị đo là mét. Nếu tác động vào tai cối xay lúa (ở vị trí ) một lực thì moment lực được tính bởi công thức (H.5.16). Trong quá trình xay, các thanh gỗ luôn có phương nằm ngang. Vectơ lực có giá song song với . Giải thích vì sao giá của vectơ moment lực có phương thẳng đứng?

Nội dung quan tâm khác

Thêm kiến thức môn học

Từ khóa tìm kiếm:

Giải SGK Toán 12 tập 2 Kết nối tri thức, Giải chi tiết Toán 12 Kết nối tri thức tập 2 mới, Giải Toán 12 Kết nối tri thức Bài 14: Phương trình mặt phẳng

Bình luận

Giải bài tập những môn khác