Câu hỏi:

05/02/2026 128 Lưu

Trong không gian \(Oxyz\), cho mặt phẳng \(\left( P \right):2x - y + 2z - 1 = 0\) và mặt phẳng \(\left( Q \right):4x - 4y + 3z - 2 = 0\). Đường thẳng \(\Delta \) song song với mặt phẳng \(\left( P \right)\), có một vectơ chỉ phương \(\overrightarrow u  = \left( {m\,;n\,;1} \right)\). Khi \(\Delta \) tạo với \(\left( Q \right)\) một góc lớn nhất thì sin của góc tạo bởi đường thẳng \(\Delta \) và mặt phẳng \(\left( Q \right)\) bằng bao nhiêu?

A. \(\frac{{2\sqrt {41} }}{{41}}\). 
B. \(1\).                        
C. \(\frac{{\sqrt {41} }}{{41}}\).                                     
D. \(\frac{{\sqrt {205} }}{{41}}\).

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Ta có \[\overrightarrow {{n_P}}  = \left( {2; - 1;2} \right)\] và \(\overrightarrow {{n_Q}}  = \left( {4; - 4;3} \right)\).

Vì \(\Delta \,{\rm{//}}\,\left( P \right)\) nên \[\overrightarrow u  \bot \overrightarrow {{n_P}}  \Rightarrow 2m - n + 2 = 0 \Leftrightarrow n = 2m + 2\].

Mặt khác: \(\sin \left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right) = \frac{{\left| {\overrightarrow u .\overrightarrow {{n_Q}} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|\left| {\overrightarrow {{n_Q}} } \right|}} = \frac{{\left| {4m - 4n + 3} \right|}}{{\sqrt {{m^2} + {n^2} + 1} .\sqrt {41} }} = \frac{{\left| {4m + 5} \right|}}{{\sqrt {41} \sqrt {5{m^2} + 8m + 5} }}\)

\( = \frac{1}{{\sqrt {41} }}.\sqrt {\frac{{16{m^2} + 40m + 25}}{{5{m^2} + 8m + 5}}} \).

Vì \(0^\circ  \le \left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right) \le 90^\circ \) nên \(\left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right)\) lớn nhất khi \(\sin \left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right)\) lớn nhất.

Xét hàm số \(f\left( m \right) = \frac{{16{m^2} + 40m + 25}}{{5{m^2} + 8m + 5}} \Rightarrow f'\left( m \right) = \frac{{ - 72{m^2} - 90m}}{{{{\left( {5{m^2} + 8m + 5} \right)}^2}}}\).

BBT

Trong không gian \(Oxyz\), cho mặt phẳng (P) :2x - y + 2z - 1 = 0 (ảnh 1)

Dựa vào BBT ta có \(\mathop {\max }\limits_{m \in \mathbb{R}} f\left( m \right) = 5\) tại \(m = 0\).

Do đó \(\left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right)\) lớn nhất khi \(m = 0\). Suy ra \(\sin \left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right) = \frac{{\sqrt {205} }}{{41}}\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Một kỹ sư Strong thiếp lập một hệ tọa độ \[Oxyz\] để theo dõi vị trí lắp đặt của 2 mái nhà đã được gắn (ảnh 2)

Mặt phẳng \(\left( P \right):x + 2y - 2z + 6 = 0\) có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n  = \left( {1;2; - 2} \right)\).

               Mặt phẳng \(\left( Q \right):x + 2y + z - 5 = 0\) có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n  = \left( {1;2;1} \right)\).

               \({\rm{cos}}\left( {\left( P \right),\left( Q \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow {{n_1}} ,\overrightarrow {{n_2}} } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow {{n_1}} .\overrightarrow {{n_2}} } \right|}}{{\left| {\overrightarrow {{n_1}} } \right|.\left| {\overrightarrow {{n_2}} } \right|}} = \frac{{\sqrt 6 }}{6}\) \( \Rightarrow \left( {\left( P \right);\left( Q \right)} \right) \approx 66^\circ \)

               Khi ráp 2 mái tiếp xúc với các thanh đà bên dưới ta được\(\widehat {{\rm{BAF}}} = \left( {\left( P \right);\left( Q \right)} \right) \approx 66^\circ \).

               Theo đề tam giác ABF cân tại A vì \(AB = AF\)\( \Rightarrow \widehat {AFB} = 57^\circ \)

               Gọi H là trung điểm BF, khi đó AH cũng là đường cao trong tam giác cân ABF.

               \(AF = \frac{{HF}}{{cos\widehat {AFH}}} \approx 18,4\,m\)

             Tỉ số \[\frac{{AF}}{{BF}} = 0,92\].

Lời giải

Một chiếc bàn gấp gọn đã được thiết lập hệ tọa độ\[Oxyz\]. Điểm A là chân bàn tiếp xúc với mặt đất thuộc (ảnh 2)

Đường thẳng \(a:\left\{ \begin{array}{l}x =  - 3 + t\\y = 1 + t\\z =  - 2 + 4t\end{array} \right.\) có vectơ chỉ phương \(\overrightarrow u  = \left( {1;1;4} \right)\).

Mặt phẳng \(\left( P \right):x + y - 2z + 6 = 0\) có vectơ pháp tuyến \(\overrightarrow n  = \left( {1;1; - 2} \right)\).

               \(\sin \left( {a,\left( P \right)} \right) = \left| {\cos \left( {\overrightarrow u ,\overrightarrow n } \right)} \right| = \frac{{\left| {\overrightarrow u .\overrightarrow n } \right|}}{{\left| {\overrightarrow u } \right|.\left| {\overrightarrow n } \right|}} = \sqrt {\frac{1}{3}}  = \sin \varphi \)

Độ cao của mặt bàn tính từ mặt đất là khoảng cách từ chân bàn A đến mặt phẳng \(\left( P \right)\)

Suy ra \(d\left( {A,(P)} \right) = AH = FA.\sin \varphi  = 40\sqrt 3 .\sqrt {\frac{1}{3}}  = 40\,cm\).

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP