Phần 3. Trắc nghiệm trả lời ngắn

Một chiếc bàn gấp gọn đã được thiết lập hệ tọa độ Oxyz. Điểm \[A\] là chân bàn tiếp xúc với mặt đất thuộc đường thẳng \(a:\frac{{x + 3}}{1} = \frac{{y - 1}}{1} = \frac{{z + 2}}{4}\) và \[a\] cắt mặt bàn \(\left( P \right):x + y - 2z + 6 = 0\) tại điểm \[F\]. Độ dài chân bàn \(FA = 40\sqrt 3 \,{\rm{cm}}\), khi đó độ cao của mặt bàn tính từ mặt đất là bao nhiêu centimet?

Phương trình tham số của đường thẳng \[a\]:\(\left\{ \begin{array}{l}x =  - 3 + t\\y = 1 + t\\z =  - 2 + 4t\end{array} \right.\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\). Ta có \[a \cap \left( P \right) = F\].

Xét phương trình \( - 3 + t + 1 + t - 2\left( { - 2 + 4t} \right) + 6 = 0\).

Giải phương trình ta được nghiệm \[t = \frac{4}{3}\]. Suy ra \[F\left( { - \frac{5}{3},\frac{7}{3},\frac{{10}}{3}} \right)\].

Ta có \(A\left( { - 3 + u,1 + u, - 2 + 4u} \right) \in a\) và \(FA = 40\sqrt 3 \).

Suy ra \(\sqrt {{{\left( { - 3 + u + \frac{5}{3}} \right)}^2} + {{\left( {1 + u - \frac{7}{3}} \right)}^2} + {{\left( { - 2 + 4u - \frac{{10}}{3}} \right)}^2}}  = 40\sqrt 3  \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}u = \frac{{4 - 20\sqrt 6 }}{3}\\u = \frac{{4 + 20\sqrt 6 }}{3}\end{array} \right.\).

Trường hợp 1: \(u = \frac{{4 + 20\sqrt 6 }}{3}\), ta có \(A\left( {\frac{{ - 5 + 20\sqrt 6 }}{3},\frac{{7 + 20\sqrt 6 }}{3},\frac{{10 + 80\sqrt 6 }}{3}} \right)\). Khi đó độ cao của mặt bàn tính từ mặt đất là \(d\left( {A,(P)} \right) = \frac{{\left| {\frac{{ - 5 + 20\sqrt 6 }}{3} + \frac{{7 + 20\sqrt 6 }}{3} - 2\frac{{10 + 80\sqrt 6 }}{3} + 6} \right|}}{{\sqrt {1 + 1 + {{( - 2)}^2}} }} = 40\,{\rm{(cm)}}\).

Trường hợp 2: \(u = \frac{{4 - 20\sqrt 6 }}{3}\), ta có \(A\left( {\frac{{ - 5 + 20\sqrt 6 }}{3},\frac{{7 + 20\sqrt 6 }}{3},\frac{{10 + 80\sqrt 6 }}{3}} \right)\). Khi đó độ cao của mặt bàn tính từ mặt đất là \(d\left( {A,(P)} \right) = \frac{{\left| {\frac{{ - 5 - 20\sqrt 6 }}{3} + \frac{{7 - 20\sqrt 6 }}{3} - 2\frac{{10 - 80\sqrt 6 }}{3} + 6} \right|}}{{\sqrt {1 + 1 + {{( - 2)}^2}} }} = 40\,{\rm{(cm)}}\).

Đáp án: 40.