Chuyên đề Toán 12 Bài 3 Dạng 3: Khoảng cách có đáp án

Thi Online Chuyên đề Toán 12 Bài 3: Phương trình đường thẳng có đáp án

Chuyên đề Toán 12 Bài 3 Dạng 3: Khoảng cách có đáp án

1658 lượt thi
10 câu hỏi
45 phút

Câu 1:

Viết phương trình đường thẳng d đi qua điểm A(1,1,-1) cho trước, nằm trong mặt phẳng $(P) : 2 x - y - z - 2 = 0$ và cách điểm $M (0; 2; 1)$ một khoảng lớn nhất.

A. $\frac{x - 1}{1} = \frac{y - 1}{- 3} = \frac{z + 1}{- 1}$ .

\frac{x - 1}{1} = \frac{y - 1}{3} = \frac{z + 1}{1}

\frac{x - 1}{1} = \frac{y - 1}{3} = \frac{z + 1}{- 1}

\frac{x - 1}{- 1} = \frac{y - 1}{3} = \frac{z + 1}{- 1}

Xem đáp án

Ta gọi B là hình chiếu của M lên đường thẳng d khi đó $M B \leq M A$ .

Suy ra $M B_{\max} = M A$ nên đường thẳng d đi qua điểm A và vuông góc với MA.

Đồng thời đường thẳng d nằm trong mặt phẳng $(P)$ nên ta có

$\vec{u_{d}} = [\vec{M A}, \vec{n_{(P)}}] = (1; 3; - 1)$

Chọn C.

Câu 2:

Trong không gian với hệ trục tọa độ Oxyz, cho hai điểm A(2,1,-2), B(5,1,1) và mặt cầu $(S) : x^{2} + y^{2} + z^{2} + 6 y + 12 z + 9 = 0$ . Xét đường thẳng d đi qua A và tiếp xúc với (S) sao cho khoảng cách từ B đến d nhỏ nhất. Phương trình của đường thẳng d là

A. $\{\begin{cases} x = 2 \\ y = 1 + t \\ z = - 2 + 2 t \end{cases}$ .

\{\begin{cases} x = 2 \\ y = 1 - 4 t \\ z = - 2 + t \end{cases}

\{\begin{cases} x = 2 + 2 t \\ y = 1 - 2 t \\ z = - 2 + t \end{cases}

\{\begin{cases} x = 2 + t \\ y = 1 + 4 t \\ z = - 2 - t \end{cases}

Xem đáp án

Mặt cầu $(S) : x^{2} + y^{2} + z^{2} + 6 y + 12 z + 9 = 0$ có tâm $I (0; - 3; - 6)$ bán kính $R = 6$ .

$I A = 6 = R \Rightarrow A \in (S), I B = 3 \sqrt{10} > R$ nên B nằm ngoài (S).

Đường thẳng d đi qua A và tiếp xúc với (S) nên d nằm trong mặt phẳng (P) tiếp xúc với mặt cầu (S) tại A.

Mặt phẳng (P) đi qua A và nhận $\vec{I A}$ làm vectơ pháp tuyến có phương trình là $x + 2 y + 2 z = 0$ .

Gọi H là hình chiếu của B lên (P) thì tọa độ của $H (4; - 1; - 1)$ .

Ta có: $d (B; d) \geq d (B; (P)) = B H$ .

Vậy khoảng cách từ B đến d nhỏ nhất khi d đi qua H. Ta có $\vec{u_{d}} = \vec{A H} = (2; - 2; 1)$ .

Suy ra phương trình đường thẳng d là: $\{\begin{cases} x = 2 + 2 t \\ y = 1 - 2 t \\ z = - 2 + t \end{cases}$ .

Chọn C.

Câu 3:

Trong không gian với hệ tọa độ Oxyz, cho bốn điểm $A (1; 1; 0), B (2; 1; 1), C (0; 1; 2), D (1; - 1; 1)$ . Khoảng cách giữa AB và CD là

A. $\frac{1}{\sqrt{3}}$ .

\sqrt{3}

\sqrt{6}

\frac{\sqrt{3}}{2}

Xem đáp án

Ta có $\{\begin{cases} \vec{A B} = (1; 0; 1) \\ \vec{C D} = (1; - 2; - 1) \end{cases} \Rightarrow [\vec{A B}, \vec{C D}] = (2; 2; - 2)$ .

Suy ra $d (A B, C D) = \frac{|[\vec{A B}, \vec{C D}] . \vec{A C}|}{|[\vec{A B}, \vec{C D}]|} = \sqrt{3}$ .

Chọn B.

Câu 4:

Cho phương trình mặt phẳng (P): 2x+y+z-3=0, đường thẳng $d^{'} : \frac{x - 1}{1} = \frac{y}{2} = \frac{z}{1}$ và điểm $A (0; 2; 1)$ . Viết phương trình đường thẳng d đi qua A, nằm trong (P) sao cho khoảng cách d và d' đạt giá trị lớn nhất.

A. $\frac{x}{1} = \frac{y - 2}{7} = \frac{z - 1}{- 9}$ .

\frac{x}{1} = \frac{y + 2}{7} = \frac{z - 1}{9}

\frac{x}{1} = \frac{y + 2}{- 7} = \frac{z - 1}{9}

\frac{x}{1} = \frac{y + 2}{- 7} = \frac{z - 1}{- 9}

Xem đáp án

Gọi $d_{1}$ là đường thẳng đi qua A và song song với d'.

Phương trình của $d_{1}$ là: $\{\begin{cases} x = t \\ y = 2 + 2 t \\ z = 1 + t \end{cases}$ .

Trên đường thẳng $d_{1}$ lấy điểm $B (1; 0; 0)$ .

Gọi $(Q)$ là mặt phẳng chứa d và $d_{1}$ .

Ta có $d (d, d^{'}) = d (d^{'}, (Q)) = d (B, (Q))$ .

Do $d_{1}$ cố định cho nên $d (d, d^{'}) = d (B, (Q)) \leq d (B, d_{1})$ .

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi $\vec{n_{(Q)}} = \vec{B H}$ trong đó H là hình chiếu của B lên $d_{1}$ .

Ta tìm được $H (\frac{- 2}{3}; \frac{2}{3}; \frac{1}{3})$ nên $\vec{B H} = (\frac{- 5}{3}; \frac{2}{3}; \frac{1}{3}) \Rightarrow \vec{n_{(Q)}} = (- 5; 2; 1)$ .

Ta có $\vec{u_{d}} = [\vec{n_{(P)}}; \vec{n_{(Q)}}] = (1; 7; - 9)$ .

Vậy phương trình của đường thẳng d là $\frac{x}{1} = \frac{y - 2}{7} = \frac{z - 1}{- 9}$ .

Chọn A.

Câu 5:

Cho phương trình mặt phẳng (P): 2x+y+z-3=0, đường thẳng $d^{'} : \frac{x - 1}{1} = \frac{y}{2} = \frac{z}{1}$ và điểm $A (0; 2; 1)$ . Viết phương trình đường thẳng d đi qua A, nằm trong (P) sao cho khoảng cách d và d' đạt giá trị lớn nhất.

A. $\frac{x}{1} = \frac{y - 2}{7} = \frac{z - 1}{- 9}$ .

\frac{x}{1} = \frac{y + 2}{7} = \frac{z - 1}{9}

\frac{x}{1} = \frac{y + 2}{- 7} = \frac{z - 1}{9}

\frac{x}{1} = \frac{y + 2}{- 7} = \frac{z - 1}{- 9}

Xem đáp án

Gọi $d_{1}$ là đường thẳng đi qua A và song song với d'.

Phương trình của $d_{1}$ là: $\{\begin{cases} x = t \\ y = 2 + 2 t \\ z = 1 + t \end{cases}$ .

Trên đường thẳng $d_{1}$ lấy điểm $B (1; 0; 0)$ .

Gọi $(Q)$ là mặt phẳng chứa d và $d_{1}$ .

Ta có $d (d, d^{'}) = d (d^{'}, (Q)) = d (B, (Q))$ .

Do $d_{1}$ cố định cho nên $d (d, d^{'}) = d (B, (Q)) \leq d (B, d_{1})$ .

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi $\vec{n_{(Q)}} = \vec{B H}$ trong đó H là hình chiếu của B lên $d_{1}$ .

Ta tìm được $H (\frac{- 2}{3}; \frac{2}{3}; \frac{1}{3})$ nên $\vec{B H} = (\frac{- 5}{3}; \frac{2}{3}; \frac{1}{3}) \Rightarrow \vec{n_{(Q)}} = (- 5; 2; 1)$ .

Ta có $\vec{u_{d}} = [\vec{n_{(P)}}; \vec{n_{(Q)}}] = (1; 7; - 9)$ .

Vậy phương trình của đường thẳng d là $\frac{x}{1} = \frac{y - 2}{7} = \frac{z - 1}{- 9}$ .

Chọn A.

Bắt đầu thi để xem toàn bộ câu hỏi trong đề

Bài thi liên quan:

Các bài thi hot trong chương:

Trắc nghiệm Phương trình đường thẳng trong không gian có đáp án (Nhận biết)

( 2.5 K lượt thi )

Trắc nghiệm Phương trình đường thẳng trong không gian có đáp án (Thông hiểu)

( 2.1 K lượt thi )

Trắc nghiệm Phương trình đường thẳng trong không gian có đáp án (Vận dụng)

( 2.1 K lượt thi )

Trắc nghiệm Phương trình đường thẳng trong không gian có đáp án

( 3.1 K lượt thi )

200 câu trắc nghiệm Phương pháp tọa độ trong không gian

( 12.9 K lượt thi )

200 câu trắc nghiệm Phương pháp tọa độ trong không gian NC

( 11.9 K lượt thi )

60 câu trắc nghiệm: Hệ tọa độ trong không gian có đáp án

( 4.6 K lượt thi )

66 câu trắc nghiệm: Phương trình mặt phẳng có đáp án

( 4.1 K lượt thi )

Trắc nghiệm Ôn tập Toán 12 Chương 3 Hình học có đáp án

( 3.6 K lượt thi )

Đánh giá trung bình

Thi Online Chuyên đề Toán 12 Bài 3: Phương trình đường thẳng có đáp án