Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng d: \(\left\{ \begin{array}{l}x = 2 + 3t\\y = - 1 - t\\z = - 3 + 2t\end{array} \right.\) và mặt phẳng (P): x – y – z = 0.

a) Tìm tọa độ giao điểm I của đường thẳng d và mặt phẳng (P).

b) Viết phương trình đường thẳng d' nằm trên mặt phẳng (P) sao cho d' cắt và vuông góc với d.

Ta có: \(\overrightarrow {{u_d}} \) = (−1; 1; 2), \(\overrightarrow {{u_{d'}}} \) = (3; 2; −1) lần lượt là vectơ chỉ phương của đường thẳng d và d'.

Đường thẳng d đi qua A(1; 2; −3), đường thẳng d' đi qua B(−2; −1; 0)

⇒ \(\overrightarrow {AB} \) = (−3; −3; 3).

Có \(\left[ {\overrightarrow {{u_d}} ,\overrightarrow {{u_{d'}}} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}1&2\\2&{ - 1}\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}2&{ - 1}\\{ - 1}&3\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 1}&1\\3&2\end{array}} \right|} \right)\) = (−5; 5; −5).

Ta được \(\left[ {\overrightarrow {{u_d}} ,\overrightarrow {{u_{d'}}} } \right].\overrightarrow {AB} \) = −5.(−3) + 5.(−3) + 3.(−5) = −15 ≠ 0.

Vậy hai đường thẳng d và d' chéo nhau.

a) Ta có: \(\overrightarrow {{u_d}} \) = (2; 1; −3) và \(\overrightarrow {{u_{d'}}} \)= (−2; −1; 3) = −1(2; 1; −3) là hai vectơ cùng phương và điểm A(1; −2; 4) thuộc đường thẳng d nhưng không thuộc d' (do thay A và d' thì hệ \(\left\{ \begin{array}{l}1 - 2s = 1\\2 - s = - 2\\5 + 3s = 4\end{array} \right.\) vô nghiệm).

Do đó, d ∥ d'.

b) Ta có: \(\overrightarrow {{u_d}} \) = (2; 1; −3).

Lấy A(1; −2; 4) ∈ d và B(1; 2; 5) ∈ d' ⇒ \(\overrightarrow {AB} \) = (0; 4; 1).

Do (P) chứa hai đường thẳng d và d' nên vectơ pháp tuyến của mặt phẳng (P) là

\(\overrightarrow {{n_P}} = \left[ {\overrightarrow {{u_d}} ,\overrightarrow {AB} } \right] = \left( {\left| {\begin{array}{*{20}{c}}1&{ - 3}\\4&1\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}{ - 3}&2\\1&0\end{array}} \right|;\left| {\begin{array}{*{20}{c}}2&1\\0&4\end{array}} \right|} \right)\) = (13; −2; 8).

Phương trình mặt phẳng (P) là:

13(x – 1) – 2(y + 2) + 8(z – 4) = 0

⇔ 13x – 2y + 8z – 49 = 0.