Giải SGK Toán 12 CTST Bài 2. Phương trình đường thẳng trong không gian có đáp án

Ta đã biết trong mặt phẳng Oxy, phương trình tham số của đường thẳng có dạng: $\left\{\begin{array}{l}x=x_0+a_{1}t\\ y=y_0+a_{2}t\end{array}\right.\left(a_1^2+a_2^2\ne \mathrm{0,}t\in ℝ\right)$.

Trong không gian Oxyz, phương trình tham số của đường thẳng có dạng như thế nào?

Trong không gian Oxyz, cho điểm M₀ cố định và vectơ $\overrightarrow{a}$ khác $\overrightarrow{0}$. Có bao nhiêu đường thẳng d đi qua M₀ và song song hoặc trùng với giá của $\overrightarrow{a}$.

Trong không gian Oxyz, cho hình lăng trụ tam giác ABC.A'B'C' với A(1; 2; 1), B(7; 5; 3), C(4; 2; 0), A'(4; 9; 9). Tìm tọa độ một vectơ chỉ phương của mỗi đường thẳng AB, A'C' và BB'.

Trong không gian Oxyz, cho đường thẳng d đi qua điểm M₀(x₀; y₀; z₀) cố định và có vectơ chỉ phương là \(\overrightarrow a = \left( {{a_1};{a_2};{a_3}} \right)\) khác \(\overrightarrow 0 \).

a) Giải thích tại sao ta có thể viết: M Î d Û \(\overrightarrow {{M_0}M} = t\overrightarrow a ,\left( {t \in \mathbb{R}} \right)\).

b) Với M(x; y; z) thuộc d, hãy tính x, y, z theo x₀, y₀, z₀ và a₁, a₂, a₃.

Cho đường thẳng d có phương trình tham số $\left\{\begin{array}{l}x=-1+8t\\ y=-4t\\ z=3+12t\end{array}\right.$.

a) Tìm hai vectơ chỉ phương của d.

b) Tìm ba điểm trên d.

Viết phương trình tham số của đường thẳng d đi qua điểm A(5; 0; −7) và nhận \(\overrightarrow v = \left( {9;0; - 2} \right)\) làm vectơ chỉ phương. Đường thẳng d có đi qua điểm M(−4; 0; −5) không?

Cho đường thẳng d có phương trình tham số $\left\{\begin{array}{l}x=x_0+a_{1}t\\ y=y_0+a_{2}t\\ z=z_0+a_{3}t\end{array}\right.$ với a₁, a₂, a₃ đều khác 0.

Viết phương trình chính tắc của đường thẳng d đi qua điểm M₀(5; 0; −6) và nhận $\overrightarrow{a}=\left(3;2;-4\right)$ làm vectơ chỉ phương.

Cho đường thẳng d đi qua hai điểm A(2; 2; 1) và B(4; 5; 3).

a) Tìm một vectơ chỉ phương của d.

b) Viết phương trình tham số và phương trình chính tắc của d.

Viết phương trình tham số và phương trình chính tắc của đường thẳng MN, biết M(2; 0; −1) và N(4; 3; 1).

Một mô hình cầu treo được thiết kế trong không gian Oxyz như Hình 4. Viết phương trình tham số của đường thẳng d biểu diễn làn đường đi qua hai điểm M(4; 3; 20) và N(4; 1000; 20).

Cho ba đường thẳng $d:\left\{\begin{array}{l}x=4+t\\ y=1+2t\\ z=1+3t\end{array}\right.$; $d^{\text{'}}:\left\{\begin{array}{l}x=2t^{\text{'}}\\ y=7+4t^{\text{'}}\\ z=2+6t^{\text{'}}\end{array}\right.$ và $d^{\text{'}\text{'}}:\left\{\begin{array}{l}x=5+2t^{\text{'}\text{'}}\\ y=3+4t^{\text{'}\text{'}}\\ z=4+6t^{\text{'}\text{'}}\end{array}\right.$

a) Nêu nhận xét về ba vectơ chỉ phương của d, d' và d".

b) Xét điểm M(4; 1; 1) nằm trên d. Điểm M có nằm trên d' hoặc d" không?

Kiểm tra tính song song hoặc trùng nhau của các cặp đường thẳng sau:

Trên một máy khoan bàn đã thiết lập sẵn một hệ tọa độ. Nêu nhận xét về vị trí giữa trục d của mũi khoan và trục d' của giá đỡ có phương trình lần lượt là: \(d:\left\{ \begin{array}{l}x = 1\\y = 1\\z = 1 + t\end{array} \right.\) và d': \(\left\{ \begin{array}{l}x = 10\\y = 20\\z = 5 + 5t'\end{array} \right.\).

Cho ba đường thẳng

$d:\left\{\begin{array}{l}x=1+t\\ y=2+3t\\ z=3-t\end{array}\right.$; $d^{\text{'}\text{'}}:\left\{\begin{array}{l}x=2-2t^{\text{'}}\\ y=-2+t^{\text{'}}\\ z=1+3t^{\text{'}}\end{array}\right.$ và $d^{\text{'}\text{'}}:\left\{\begin{array}{l}x=2-2t^{\text{'}\text{'}}\\ y=-2+t^{\text{'}\text{'}}\\ z=3+3t^{\text{'}\text{'}}\end{array}\right.$.

a) Đường thẳng d' và đường thẳng d" có song song hay trùng với đường thẳng d không?

Xét vị trí tương đối giữa hai đường thẳng d và d' trong mỗi trường hợp sau.

a) \(d:\left\{ \begin{array}{l}x = 2t\\y = 1 - t\\z = 2 - 3t\end{array} \right.\) và \[d':\frac{{x - 2}}{4} = \frac{y}{7} = \frac{{z + 1}}{{11}}\];

b) \(d:\frac{{x - 4}}{1} = \frac{{y - 1}}{2} = \frac{{z - 1}}{2}\) và \(d':\frac{{x - 2}}{3} = \frac{{y - 1}}{2} = \frac{{z - 1}}{9}\).

Trên phần mềm thiết kế chiếc cầu treo, cho đường thẳng d trên trụ cầu và đường thẳng d' trên sàn cầu có phương trình lần lượt là: \(d:\left\{ \begin{array}{l}x = 0\\y = 0\\z = 50 + t\end{array} \right.\) và \(d':\left\{ \begin{array}{l}x = 20\\y = t'\\z = 50\end{array} \right.\).

Xét vị trí tương đối giữa d và d'.

Cho hai đường thẳng d: $\left\{\begin{array}{l}x=4+t\\ y=1+2t\\ z=1-t\end{array}\right.$ và $d^{\text{'}}:\left\{\begin{array}{l}x=t^{\text{'}}\\ y=7+4t^{\text{'}}\\ z=9t^{\text{'}}\end{array}\right.$.

Kiểm tra tính vuông góc của các cặp đường thẳng sau:

Một phần mềm mô phỏng vận động viên đang tập bắn súng trong không gian Oxyz. Cho biết trục d của nòng súng và cọc đỡ bia d' có phương trình lần lượt là:

\(d:\left\{ \begin{array}{l}x = t\\y = 20\\z = 9\end{array} \right.\) và \(d':\left\{ \begin{array}{l}x = 10\\y = 20\\z = 1 + 3t'\end{array} \right.\). Xét vị trí tương đối giữa d và d', chúng có vuông góc với nhau không?