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:
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
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 \(\sin \left( {\Delta ,\left( Q \right)} \right) = \frac{{\sqrt {205} }}{{41}}\).
Hot: 1000+ Đề thi giữa kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
Sách thầy cô Vietjack biên soạn:
- 250+ Công thức giải nhanh môn Toán 12 (chương trình mới) ( 18.000₫ )
- 20 Bộ đề, Tổng ôn, sổ tay môn Toán (có đáp án chi tiết) ( 55.000₫ )
- Sổ tay lớp 12 các môn Toán, Lí, Hóa, Văn, Sử, Địa, KTPL (chương trình mới) ( 36.000₫ )
- Tuyển tập 30 đề thi đánh giá năng lực Đại học Quốc gia Hà Nội, TP Hồ Chí Minh (2 cuốn) ( 150.000₫ )
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
![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 1)](https://video.vietjack.com/upload2/quiz_source1/2026/02/blobid36-1770300557.png)
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)](https://video.vietjack.com/upload2/quiz_source1/2026/02/blobid37-1770300563.png)
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 \[\frac{{AF}}{{BF}} = 0,92\].Câu 2
A. \(\frac{{\sqrt 5 }}{5}\).
B. \(\frac{{\sqrt 5 }}{4}\).
C. \(\frac{{\sqrt {10} }}{5}\).
D. \(\frac{1}{{\sqrt 7 }}\).
Lời giải
Chọn D
Ta có \(\left\{ \begin{array}{l}AB \bot BC\\SH \bot BC\end{array} \right.\) \( \Rightarrow \,\,\,BC \bot \left( {SAB} \right)\).
Vì \(\left\{ \begin{array}{l}\left( {SBC} \right) \cap \left( {ABC} \right) = BC\\\left( {SAB} \right) \bot BC\\\left( {SAB} \right) \cap \left( {SBC} \right) = SB\\\left( {SAB} \right) \cap \left( {ABC} \right) = AB\end{array} \right.\) nên \(\left( {\left( {SBC} \right)\,,\;\left( {ABC} \right)} \right) = \left( {SB\,,\;AB} \right) = \widehat {SBA} = 60^\circ \).
Suy ra \(SH = BH\tan 60^\circ = 2\sqrt 3 \).
Chọn hệ tọa độ \(Hxyz\) như hình vẽ.
Ta có \(H\left( {0\,;\;0\,;\;0} \right)\), \(A\left( { - 2\,;\;0\,;\;0} \right)\), \(B\left( {2\,;\;0\,;\;0} \right)\), \(C\left( {2\,;\;4\,;\;0} \right)\), \(S\left( {0\,;\;0\,;\;2\sqrt 3 } \right)\), \(I\left( {0\,;\;2\,;\;0} \right)\) với \(I\) là trung điểm của \(AC\).
Mặt phẳng \(\left( {ABC} \right)\) có phương trình là \(z = 0\).
Mặt phẳng \(\left( {SAC} \right)\) cắt ba trục \(Hx\), \(Hy\), \(Hz\) lần lượt tại các điểm \(A\left( { - 2\,;\;0\,;\;0} \right)\), \(I\left( {0\,;\;2\,;\;0} \right)\), \(S\left( {0\,;\;0\,;\;2\sqrt 3 } \right)\) nên có phương trình: \(\frac{x}{{ - 2}} + \frac{y}{2} + \frac{z}{{2\sqrt 3 }} = 1\) \( \Leftrightarrow \,\,\, - 3x + 3y + \sqrt 3 z - 6 = 0\).
Gọi \[\varphi \] là góc giữa \(\left( {SAC} \right)\) và \(\left( {ABC} \right)\), ta có \[\cos \varphi = \frac{{\left| {1.\sqrt 3 } \right|}}{{1.\sqrt {9 + 9 + 3} }} = \frac{1}{{\sqrt 7 }}\].
Vậy côsin góc giữa hai mặt phẳng \(\left( {SAC} \right)\) và \(\left( {ABC} \right)\) bằng \[\frac{1}{{\sqrt 7 }}\].
Câu 3
A. \(66^\circ \).
B. \(69^\circ \).
C. \(70^\circ \).
D. \(71^\circ \).
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.
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.
Câu 5
A. \[{30^0}\].
B. \[{45^0}\].
C. \[{90^0}\].
D. \[{60^0}\].
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.
Câu 6
A. \(\frac{1}{{\sqrt 6 }}\).
B. \[\frac{1}{2}\].
C. \(\frac{{\sqrt {30} }}{6}\).
D. \(\frac{{\sqrt 3 }}{2}\).
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.
Câu 7
A. \(30^\circ \).
B. \(45^\circ \).
C. \(60^\circ \).
D. \(90^\circ \).
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.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập